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JP2013218130A - Fixation device and image forming apparatus - Google Patents

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JP2013218130A
JP2013218130A JP2012088938A JP2012088938A JP2013218130A JP 2013218130 A JP2013218130 A JP 2013218130A JP 2012088938 A JP2012088938 A JP 2012088938A JP 2012088938 A JP2012088938 A JP 2012088938A JP 2013218130 A JP2013218130 A JP 2013218130A
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JP
Japan
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fixing belt
pressure roller
fixing
rotation axis
axis direction
Prior art date
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Application number
JP2012088938A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoki Yamamoto
直樹 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resistance heating type fixation device capable of preventing generation of image noise caused by abrasion powder of a power feeding member while maintaining durability of a fixing belt, and an image forming apparatus comprising the fixation device.SOLUTION: A resistance heating type fixation device 100 allows a recording sheet to pass through a fixing nip formed by pressure-contacting a pressure roller 220 to a fixing belt 200 loosely fit to a pressing roller 210, and thereby thermally fixes a toner image. Both end parts of the fixing belt 200 in the rotation shaft direction are electrode parts 201, and a power feeding member 231 contacts therewith to allow an AC current to be conducted from an AC power supply 230. A v-shaped cross-section groove part 224 is provided on the outer peripheral surface of the pressure roller 220 in such a manner as to straddle the electrode part 201 and a release layer of the fixing belt 200 at the nip, and extend annularly over a whole periphery of the pressure roller 220.

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関し、特に、抵抗発熱体方式の定着装置において異物の混入に起因する画像ノイズを改善する技術に関する。   The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus, and more particularly, to a technique for improving image noise caused by foreign matter in a resistance heating element type fixing device.

画像形成装置の分野においては、トナー像を静電転写された記録シートにトナー像を熱定着するために様々な定着方式が提案されている。例えば、抵抗発熱体方式の定着装置は、抵抗発熱体層を有する定着ベルトの軸方向両端に設けられた電極部にカーボンブラシ等の給電部材によって電流を流してジュール発熱させながら、定着ベルトに加圧ローラーを圧接して形成される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定着するものである。   In the field of image forming apparatuses, various fixing methods have been proposed in order to thermally fix a toner image onto a recording sheet on which the toner image has been electrostatically transferred. For example, a resistance heating type fixing device is applied to a fixing belt while causing current to flow through a power supply member such as a carbon brush to an electrode portion provided at both ends in the axial direction of a fixing belt having a resistance heating layer to generate Joule heat. The toner image is fixed by passing a recording sheet through a fixing nip formed by pressing a pressure roller.

抵抗発熱体方式は、簡便な装置構成でウォームアップ時間の短縮を図ることができるという利点を有している。このウォームアップ時間短縮のためには、薄く熱容量が小さい定着ベルトを用いることが望ましいが、定着ベルトは、薄くすると外力によって破損し易くなるため、設計時において破損防止のための配慮が必要になっている。例えば、定着ベルトの半径方向に加わる外力を外周面側と内周面側とで均衡させるのが望ましい。   The resistance heating element method has an advantage that the warm-up time can be shortened with a simple device configuration. In order to shorten the warm-up time, it is desirable to use a thin fixing belt with a small heat capacity. However, if the fixing belt is thin, it is likely to be damaged by an external force. ing. For example, it is desirable to balance the external force applied in the radial direction of the fixing belt between the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side.

このため、定着ベルトの内周面のうち定着ニップに対応する位置に押圧部材が当接される。しかしながら、加圧ローラーの軸方向長さが定着ベルトの長さよりも短い場合には、定着ニップ位置と他の位置との間で定着ベルトに加わる外力が急変して、定着ベルトに折れが生じたり耐久性が悪化したりするおそれがある。
このような問題に対しては、定着ベルトの軸方向の全長に亘って押圧部材に加圧ローラーを当接させる対策が考えられる。かかる構成をとれば、軸方向の全長に亘って定着ベルトに加わる圧力を均一にすることができるので、定着ベルトの耐久性を向上させることができる。
For this reason, the pressing member is brought into contact with a position corresponding to the fixing nip on the inner peripheral surface of the fixing belt. However, when the axial length of the pressure roller is shorter than the length of the fixing belt, the external force applied to the fixing belt suddenly changes between the fixing nip position and other positions, causing the fixing belt to be broken. Durability may be deteriorated.
In order to deal with such a problem, a measure for bringing the pressure roller into contact with the pressing member over the entire axial length of the fixing belt can be considered. With this configuration, the pressure applied to the fixing belt can be made uniform over the entire length in the axial direction, so that the durability of the fixing belt can be improved.

特開2005−189584号公報JP 2005-189484 A 特開平2−63083号公報JP-A-2-63083

しかしながら、定着ベルトの軸方向両端部には給電部材としてカーボンブラシが当接しており、定着時に回転駆動される定着ベルトとの間の摩擦によってカーボンブラシが摩耗して、電極部に摩耗粉が蓄積する。このため、軸方向の全長に亘って定着ベルトに加圧ローラーが当接していると、摩耗粉が加圧ローラーに移ったり、定着ベルトが蛇行したりする等して、摩耗粉が軸方向に拡散する。その結果、摩耗粉が、定着ベルトや加圧ローラーの通紙領域にまで達すると、定着中の記録シートにまで転移して画像ノイズを発生させるおそれがある。   However, carbon brushes as power supply members are in contact with both ends of the fixing belt in the axial direction, and the carbon brushes are worn by friction with the fixing belt that is rotationally driven during fixing, so that wear powder accumulates at the electrodes. To do. For this reason, if the pressure roller is in contact with the fixing belt over the entire length in the axial direction, the wear powder moves to the pressure roller or the fixing belt meanders. Spread. As a result, when the abrasion powder reaches the sheet passing area of the fixing belt or the pressure roller, it may be transferred to the recording sheet being fixed and image noise may be generated.

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、定着ベルトの耐久性を保持しながら、給電部材の摩耗粉による画像ノイズの発生を防止することができる抵抗発熱体方式の定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and is a resistance heating element system capable of preventing the occurrence of image noise due to abrasion powder of the power supply member while maintaining the durability of the fixing belt. It is an object of the present invention to provide a fixing device and an image forming apparatus.

上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、回転軸方向における両端部に設けられた一対の電極部と、前記一対の電極部を介した通電によりジュール発熱する抵抗発熱体層と、を有する無端状の定着ベルトと、前記回転軸方向における前記定着ベルトの全長に亘って前記定着ベルトに圧接されることによって、定着ニップを形成する加圧ローラーと、前記一対の電極部より低硬度の炭素材料からなり、前記一対の電極部に給電する一対の給電部材と、を備え、前記加圧ローラーは、前記給電部材が前記電極部に摺擦して生じる摩耗粉が、前記定着ベルトの通紙領域内へ移動することを抑制する移動抑制部を有しており、当該移動抑制部は、前記加圧ローラーの回転軸方向から見て、全周に設けられており、前記加圧ローラーの回転軸方向において、前記移動抑制部の内側端の位置は、前記給電部材の内側端の位置よりも内側にあり、かつ、前記通紙領域外にあることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a fixing device according to the present invention includes a pair of electrode portions provided at both ends in the rotation axis direction, a resistance heating element layer that generates Joule heat by energization through the pair of electrode portions, An endless fixing belt, a pressure roller that forms a fixing nip by being pressed against the fixing belt over the entire length of the fixing belt in the rotation axis direction, and a lower hardness than the pair of electrode portions. A pair of power supply members for supplying power to the pair of electrode portions, and the pressure roller is configured such that the wear powder generated by the power supply member slidingly slid on the electrode portions A movement suppressing unit that suppresses movement into the sheet passing region, and the movement suppressing unit is provided on the entire circumference when viewed from the rotation axis direction of the pressure roller; Axis of rotation In direction, the position of the inner end of the shift suppressing portion is located inward from the position of the inner end of the feeding member, and is characterized in that is outside the paper feed area.

このようにすれば、回転軸方向における定着ベルトの全長に亘って定着ベルトに加圧ローラーを圧接されることによって定着ニップを形成するので、定着ベルトの耐久性を保持することができる。また、移動抑制部を設けて摩耗粉が定着ベルトの通紙領域内へ移動することを抑制するので、画像ノイズの発生を防止することができる。
この場合において、前記移動抑制部は、前記加圧ローラーを縮径してなる溝部としても良い。なお、前記溝部においては、前記加圧ローラーの回転軸方向における前記溝部の両端部分から中央部分に向かって、前記加圧ローラーの外径が連続的に縮径されていれば、更に好適である。このようにすれば、溝部付近において定着ベルトに加わる外力の急激な変化を緩和することができるので、定着ベルトの耐久性を向上させることができる。
In this way, since the fixing nip is formed by pressing the pressure roller against the fixing belt over the entire length of the fixing belt in the rotation axis direction, durability of the fixing belt can be maintained. In addition, since the movement suppression unit is provided to prevent the abrasion powder from moving into the sheet passing area of the fixing belt, it is possible to prevent the occurrence of image noise.
In this case, the movement suppressing unit may be a groove formed by reducing the diameter of the pressure roller. In addition, in the said groove part, if the outer diameter of the said pressure roller is continuously diameter-reduced toward the center part from the both ends of the said groove part in the rotating shaft direction of the said pressure roller, it is still more suitable. . In this way, since a sudden change in external force applied to the fixing belt in the vicinity of the groove can be mitigated, the durability of the fixing belt can be improved.

また、前記移動抑制部は、前記加圧ローラーの外周面のうち前記移動抑制部以外の部分よりも摩擦係数が高いとしても良い。具体的には、前記移動抑制部は、前記加圧ローラーの外周面がシリコーンゴムまたはフッ素ゴムとなっている部分であるとすれば良い。移動抑制部が摩耗粉を粘着しても良い。
なお、前記移動抑制部は、前記加圧ローラーの回転軸方向において、互いに異なる位置にある2つ以上の部分からなっていても良いし、スパイラル状であっても良い。このようにしても、摩耗粉の移動を抑制することができる。
Moreover, the said movement suppression part is good also as a friction coefficient being higher than parts other than the said movement suppression part among the outer peripheral surfaces of the said pressure roller. Specifically, the movement suppressing part may be a part where the outer peripheral surface of the pressure roller is made of silicone rubber or fluorine rubber. The movement suppression unit may adhere the wear powder.
In addition, the said movement suppression part may consist of two or more parts in a mutually different position in the rotating shaft direction of the said pressure roller, and may be spiral shape. Even in this case, the movement of the wear powder can be suppressed.

また、前記定着ベルトまたは前記加圧ローラーの少なくとも一方の外周面の少なくとも一部を送風によって冷却する冷却手段を備え、前記冷却手段は、前記定着ベルトの回転軸方向において、前記移動抑制部から前記定着ベルトの中央部分へ風が流れないように送風することを特徴とする。
また、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る定着装置を備えることを特徴とする。このようにすれば、本発明に係る定着装置の上記のような効果を奏することができる。
In addition, a cooling unit that cools at least a part of the outer peripheral surface of at least one of the fixing belt or the pressure roller by blowing air, the cooling unit from the movement suppressing unit in the rotation axis direction of the fixing belt. It is characterized in that the air is blown so that the wind does not flow to the central portion of the fixing belt.
An image forming apparatus according to the present invention includes the fixing device according to the present invention. If it does in this way, there can exist the above effects of the fixing device concerning the present invention.

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 illustrating a main configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 定着装置100の主要な構成を示す一部切り欠き斜視図である。2 is a partially cutaway perspective view showing a main configuration of the fixing device 100. FIG. 定着ベルト200の積層構造を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a laminated structure of a fixing belt 200. FIG. 回転軸方向における加圧ローラー220の長さと、定着ニップにおいて定着ベルト200に加わる圧力との関係を示す図であって、(a)は加圧ローラー220が定着ベルト200の電極部201よりも中央側で圧接する場合を示し、(b)は加圧ローラー220が定着ベルト200の全長に亘って圧接する場合を示している。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the length of the pressure roller 220 in the rotation axis direction and the pressure applied to the fixing belt 200 at the fixing nip, where (a) is a center of the pressure roller 220 from the electrode portion 201 of the fixing belt 200. FIG. 4B shows a case where the pressure roller 220 is pressed over the entire length of the fixing belt 200. 加圧ローラー220の外周面に設けられた溝部の断面形状と定着ベルト200に加わる圧力との関係を示す図であって、(a)は溝部の底面が平坦である場合を示し、(b)は本実施の形態に係る溝部224の場合を示している。FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a cross-sectional shape of a groove provided on the outer peripheral surface of the pressure roller 220 and a pressure applied to the fixing belt 200, where (a) illustrates a case where the bottom surface of the groove is flat; Shows a case of the groove 224 according to the present embodiment. 定着装置100の主要な構成を示す模式図である。2 is a schematic diagram illustrating a main configuration of a fixing device 100. FIG. 加圧ローラー220に溝部を設けない場合における摩耗粉の付着状態を例示する模式図であって、(a)は摩耗粉が付着する前の初期状態を示し、(b)は加圧ローラー220を回転駆動することによる摩耗粉の付着状態を示し、(c)は更に定着ベルトが蛇行することによる拡散後の付着状態を示している。It is the model which illustrates the adhesion state of the abrasion powder in the case where a groove part is not provided in the pressure roller 220, (a) shows the initial state before abrasion powder adheres, (b) shows the pressure roller 220. The adhesion state of the abrasion powder by rotating is shown, and (c) further shows the adhesion state after diffusion due to meandering of the fixing belt. 加圧ローラー220に溝部224を設けた場合における摩耗粉の付着状態を例示する模式図であって、(a)は加圧ローラー220を回転駆動することによる摩耗粉の付着状態を示し、(b)は更に定着ベルトが蛇行することによる拡散後の付着状態を示している。It is a schematic diagram which illustrates the adhesion state of the abrasion powder in the case where the groove portion 224 is provided in the pressure roller 220, and (a) shows the adhesion state of the abrasion powder by rotating the pressure roller 220, and (b ) Further shows the adhesion state after diffusion due to the fixing belt meandering. 本発明の変形例に係る定着装置における摩耗粉の付着状態を例示する模式図であって、(a)は摩耗粉が拡散する前の初期状態を示し、(b)は定着ベルトが蛇行していない場合の付着状態を示し、(c)は定着ベルトが蛇行する場合の付着状態を示している。FIG. 9 is a schematic view illustrating an attached state of wear powder in a fixing device according to a modification of the present invention, where (a) shows an initial state before the wear powder diffuses, and (b) shows the fixing belt meandering. (C) shows the adhesion state when the fixing belt meanders. 本発明の変形例に係る定着装置の主要な構成を示す模式図であって、(a)には加圧ローラー220の外周面上にスパイラル状の溝部を設けた定着装置が示され、(b)には加圧ローラー220の外周面上にスパイラル状の高摩擦部を設けた定着装置が示されている。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a main configuration of a fixing device according to a modification of the present invention, in which (a) shows a fixing device in which a spiral groove is provided on the outer peripheral surface of the pressure roller 220; ) Shows a fixing device in which a spiral high friction portion is provided on the outer peripheral surface of the pressure roller 220. 本発明の変形例に係る定着装置の主要な構成を示す外観図である。FIG. 10 is an external view showing a main configuration of a fixing device according to a modification of the present invention. 本発明の変形例に係る定着ベルト200の積層構造を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a laminated structure of a fixing belt 200 according to a modification of the present invention. 溝部224と定着ベルト200との位置関係ごとに給電部材231の摩耗粉の付着状態を例示する図であって、加圧ローラー220の回転軸方向において、(a)、(b)は何れも溝部224が給電部材231に対応する位置に配設された場合の摩耗粉の付着状態を示し、(c)、(d)は何れも溝部224が最大通紙範囲内に配設された場合の摩耗粉の付着状態を示している。FIG. 6 is a diagram illustrating the state of attachment of wear powder on the power supply member 231 for each positional relationship between the groove portion 224 and the fixing belt 200, and (a) and (b) are both groove portions in the direction of the rotation axis of the pressure roller 220. 224 shows the state of attachment of the wear powder when disposed at a position corresponding to the power supply member 231. (c) and (d) both show wear when the groove portion 224 is disposed within the maximum sheet passing range. The adhesion state of the powder is shown. 画像ノイズを抑制することができる溝部224と定着ベルト200との位置関係を例示する図である。3 is a diagram illustrating a positional relationship between a groove portion 224 and a fixing belt 200 that can suppress image noise. FIG.

以下、本発明に係る定着装置及び画像形成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。
図1は、本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。画像形成装置1は、いわゆる中間転写方式のカラー画像形成装置であって、図1に示されるように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)各色のトナー像を形成する作像ユニット101Y〜101Kを備えている。作像ユニット101Y〜101Kは何れも同様の構成を備えているので、作像ユニット101Yの説明を以て、作像ユニット101M〜101Kの説明に代える。画像形成時において、作像ユニット101Yは、円筒形状の感光体ドラム102の外周面を帯電装置103にて所定の電位に一様に帯電させる。次に、露光装置104は、一様に帯電した感光体ドラムの外周面に、原稿画像に応じた画像信号に従って露光が施され、静電潜像が形成される。
Hereinafter, embodiments of a fixing device and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[1] Configuration of Image Forming Apparatus First, the configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described.
FIG. 1 is a diagram illustrating a main configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment. The image forming apparatus 1 is a so-called intermediate transfer type color image forming apparatus, and as shown in FIG. 1, toner images of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) colors. The image forming units 101Y to 101K are formed. Since the image forming units 101Y to 101K have the same configuration, the description of the image forming unit 101Y will be replaced with the description of the image forming units 101M to 101K. At the time of image formation, the image forming unit 101Y uniformly charges the outer peripheral surface of the cylindrical photosensitive drum 102 to a predetermined potential by the charging device 103. Next, the exposure device 104 exposes the outer peripheral surface of the uniformly charged photosensitive drum in accordance with an image signal corresponding to the document image, thereby forming an electrostatic latent image.

現像装置105は、トナーカートリッジ108Y〜108Kから供給されたYMCK各色のトナーを、現像バイアスを印加された現像ローラー105aによって感光体ドラム102の外周面上に供給して静電潜像を現像し、可視トナー像とする。1次転写ローラー106Y〜106Kには1次転写バイアスが印加されており、トナーを静電吸着することによって、感光体ドラム102の外周面上から中間転写ベルト110上へ可視トナー像を1次転写する。中間転写ベルト110上へ可視トナー像を1次転写した後に、感光体ドラム102の外周面に残留するトナーは清掃装置107によって除去される。   The developing device 105 develops the electrostatic latent image by supplying each color toner of YMCK supplied from the toner cartridges 108Y to 108K onto the outer peripheral surface of the photosensitive drum 102 by the developing roller 105a to which a developing bias is applied. A visible toner image is obtained. A primary transfer bias is applied to the primary transfer rollers 106 </ b> Y to 106 </ b> K, and a visible toner image is primarily transferred from the outer peripheral surface of the photosensitive drum 102 onto the intermediate transfer belt 110 by electrostatically adsorbing toner. To do. After the primary transfer of the visible toner image onto the intermediate transfer belt 110, the toner remaining on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 102 is removed by the cleaning device 107.

中間転写ベルト110は、2次転写対向ローラー111と従動ローラー112とに張架されている。2次転写対向ローラー111は後述するメインモーターによって回転駆動され、中間転写ベルト110は2次転写対向ローラー111との間の摩擦力によって従動回転する。中間転写ベルト110は、矢印A方向に回転走行しながら、YMCK各色のトナー像を順次、1次転写され、これによってカラー画像が形成される。従動ローラー112は、回転走行する中間転写ベルト110との間の摩擦力によって従動回転する。   The intermediate transfer belt 110 is stretched around a secondary transfer counter roller 111 and a driven roller 112. The secondary transfer counter roller 111 is rotationally driven by a main motor described later, and the intermediate transfer belt 110 is driven to rotate by a frictional force with the secondary transfer counter roller 111. While the intermediate transfer belt 110 rotates in the direction of arrow A, the toner images of each color of YMCK are sequentially primary-transferred, thereby forming a color image. The driven roller 112 is driven to rotate by a frictional force with the intermediate transfer belt 110 that rotates.

上と並行して、記録シートSを収容した給紙カセット120においては、ピックアップローラー121によって記録シートSが1枚ずつ送り出され、タイミングローラー115を経由して、2次転写対向ローラー111と2次転写ローラー113とが形成する2次転写ニップへと搬送される。2次転写ローラー113は、中間転写ベルト110を介して2次転写対向ローラー111に圧接されると共に、2次転写バイアスが印加されている。記録シートSは、2次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト110上に担持されるトナー像(カラー画像)が静電転写(2次転写)される。   In parallel with the above, in the paper feeding cassette 120 containing the recording sheet S, the recording sheet S is sent out one by one by the pickup roller 121 and passes through the timing roller 115 and the secondary transfer counter roller 111 and the secondary transfer. It is conveyed to the secondary transfer nip formed by the transfer roller 113. The secondary transfer roller 113 is pressed against the secondary transfer counter roller 111 via the intermediate transfer belt 110, and a secondary transfer bias is applied thereto. When the recording sheet S passes through the secondary transfer nip, the toner image (color image) carried on the intermediate transfer belt 110 is electrostatically transferred (secondary transfer).

なお、タイミングローラー115は、タイミングクラッチ(図示省略)を介して回転駆動力が伝達されており、当該タイミングクラッチがオンオフされることによって、中間転写ベルト110上に担持されたトナー像が記録シートS上の所望の位置に転写されるように、記録シートSを搬送するタイミングを調節する。また、ピックアップローラー121からタイミングローラー115に至る記録シートSの搬送経路上にはタイミング前センサー114が配設されており、記録シートSの通過を検出する。   Note that the rotational driving force is transmitted to the timing roller 115 via a timing clutch (not shown). When the timing clutch is turned on and off, the toner image carried on the intermediate transfer belt 110 is recorded on the recording sheet S. The timing at which the recording sheet S is conveyed is adjusted so that the recording sheet S is transferred to the upper desired position. A pre-timing sensor 114 is disposed on the conveyance path of the recording sheet S from the pickup roller 121 to the timing roller 115 and detects the passage of the recording sheet S.

トナー像を担持する記録シートSは、定着ループセンサー116によって通過を検出された後、定着装置100へ搬送される。
定着装置100は、抵抗発熱体方式の定着装置であって、後述するように、トナー像を加熱する定着ベルトと、定着ベルトに圧接して定着ニップを形成する加圧ローラーとを備えており、記録シートSが定着ニップに通紙されることにより、トナー像が溶融され、記録シートSに圧着される。その後、記録シートSは、排紙センサー117によって定着装置100から排出されたのを検出され、排紙ローラー130によって排紙トレイ131上に排出される。一方、2次転写後に中間転写ベルト110上に残留するトナーは矢印A方向に搬送された後、清掃装置109によって除去される。
The recording sheet S carrying the toner image is detected by the fixing loop sensor 116 and then conveyed to the fixing device 100.
The fixing device 100 is a resistance heating element type fixing device, and includes a fixing belt that heats a toner image and a pressure roller that presses against the fixing belt to form a fixing nip, as will be described later. By passing the recording sheet S through the fixing nip, the toner image is melted and pressed onto the recording sheet S. Thereafter, the recording sheet S is detected as being discharged from the fixing device 100 by the paper discharge sensor 117, and is discharged onto the paper discharge tray 131 by the paper discharge roller 130. On the other hand, the toner remaining on the intermediate transfer belt 110 after the secondary transfer is conveyed in the direction of arrow A and then removed by the cleaning device 109.

[2] 定着装置100の構成
次に、本実施の形態に係る定着装置100の構成について説明する。
図2は、定着装置100の主要な構成を示す一部切り欠き斜視図である。図2に示されるように、定着装置100は、弾性変形可能な無端状の定着ベルト200と、定着ベルト200が遊嵌された押圧ローラー210と、定着ベルト200を介して押圧ローラー210に圧接された加圧ローラー220と、定着ベルト200にジュール発熱のための交流電力を供給する交流電源230とを備えている。定着ベルト200と加圧ローラー220の圧接することによって定着ニップが形成されており、当該定着ニップに記録シートSが通紙されることによって、トナー像が熱定着される。なお、熱効率を高めるために、記録シートSは未定着トナー像を担持する面が定着ベルト200に当接するように、定着ニップに通紙される。
[2] Configuration of Fixing Device 100 Next, the configuration of the fixing device 100 according to the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing the main configuration of the fixing device 100. As shown in FIG. 2, the fixing device 100 is pressed against the pressing roller 210 via the fixing belt 200, an endless fixing belt 200 that can be elastically deformed, a pressing roller 210 in which the fixing belt 200 is loosely fitted, and the fixing belt 200. The pressure roller 220 and an AC power source 230 that supplies AC power for Joule heat generation to the fixing belt 200 are provided. A fixing nip is formed by pressing the fixing belt 200 and the pressure roller 220, and the toner image is thermally fixed by passing the recording sheet S through the fixing nip. In order to increase the thermal efficiency, the recording sheet S is passed through the fixing nip so that the surface carrying the unfixed toner image comes into contact with the fixing belt 200.

また、定着ベルト200の回転軸方向における両端部分は電極部201になっており、導電線(ハーネス)232を介して交流電源230に接続された給電部材231が当接することによって、定着ベルト200の抵抗発熱体層(図示省略)に交流電流が通電される。なお、定着装置100は、定着ベルト200の蛇行を規制する蛇行規制板も備えているが、図2においては、装置構成を見易くするために、蛇行規制板の図示が省かれている。   Further, both end portions in the rotation axis direction of the fixing belt 200 are electrode portions 201, and the power supply member 231 connected to the AC power supply 230 via the conductive wire (harness) 232 comes into contact with the fixing belt 200. An alternating current is applied to the resistance heating element layer (not shown). The fixing device 100 also includes a meandering restricting plate that restricts the meandering of the fixing belt 200. However, in FIG. 2, the meandering restricting plate is not shown to make the device configuration easy to see.

定着ベルト200は、無端状のベルトであって、組立て前には円筒形状となっている一方、半径方向にある程度の外力を加えると弾性変形し、変形状態から外力の付与を停止すると自身の弾性復元力により元の状態に戻る自己形状保持可能なものが用いられている。定着ベルト200の径方向の寸法は、例えば内径が30[mm]である。
定着ベルト200は、上記の抵抗発熱体層を含んだ多層構造を有している。図3は、定着ベルト200の積層構造を示す断面図である。図3に示されるように、定着ベルト200は抵抗発熱体層301上に補強層302、弾性層303及び離型層304を順次積層した構造をとっており、回転軸方向における両端部に有する電極部201は抵抗発熱体層301に電気的に接続されている。給電部材231から電極部201を介して抵抗発熱体層301に交流電流が通電され、抵抗発熱体層301がジュール発熱する。
The fixing belt 200 is an endless belt and has a cylindrical shape before assembling. On the other hand, the fixing belt 200 is elastically deformed when a certain amount of external force is applied in the radial direction. A self-holding shape that returns to its original state by a restoring force is used. The dimension of the fixing belt 200 in the radial direction is, for example, an inner diameter of 30 [mm].
The fixing belt 200 has a multilayer structure including the resistance heating element layer. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a laminated structure of the fixing belt 200. As shown in FIG. 3, the fixing belt 200 has a structure in which a reinforcing layer 302, an elastic layer 303, and a release layer 304 are sequentially laminated on a resistance heating element layer 301, and electrodes provided at both ends in the rotation axis direction. The unit 201 is electrically connected to the resistance heating element layer 301. An alternating current is applied to the resistance heating element layer 301 from the power supply member 231 via the electrode portion 201, and the resistance heating element layer 301 generates Joule heat.

抵抗発熱体層301は、樹脂に導電フィラーを分散させることによって所定の電気抵抗率に調整されている。樹脂材料としてはポリイミド(PI: Polyimide)、ポリフェニレンサルファイド(PPS: Polyphenylene sulfide)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK: Polyether ether ketone)等の耐熱性樹脂材料を用いるのが好適であり、これらの耐熱性樹脂材料の中ではPIが最も高い耐熱性を有している。   The resistance heating element layer 301 is adjusted to a predetermined electrical resistivity by dispersing a conductive filler in resin. As the resin material, it is preferable to use heat-resistant resin materials such as polyimide (PI), polyphenylene sulfide (PPS), and polyether ether ketone (PEEK). Among materials, PI has the highest heat resistance.

また、導電性フィラーとしては銀(Ag)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、ニッケル(Ni)等の金属粉末や、グラファイト、カーボンブラック、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炭素系化合物粉末、ヨウ化銀(AgI)、ヨウ化銅(CuI)等の高イオン導電体粉末を用いればよく、これらのうち2種類以上混合して分散させても良い。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し、パーコレーションし易くするため、繊維状が望ましい。   Conductive fillers include metal powders such as silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), magnesium (Mg), nickel (Ni), graphite, carbon black, carbon nanotubes, carbon nanofibers, carbon Carbon-based compound powders such as microcoils, high ionic conductor powders such as silver iodide (AgI) and copper iodide (CuI) may be used, and two or more of these may be mixed and dispersed. As the shape of the conductive filler, a fibrous shape is desirable in order to increase the probability of contact between the fillers with the same content and facilitate percolation.

炭素化合物や高イオン導電体は温度が上ると体積抵抗率が低下する負の抵抗変化率(NTC: Negative Temperature Coefficient)を有しており、抵抗発熱体層301にNTC特性を付与するために用いることができる。また、高イオン導電体は抵抗発熱体層301の機械的強度を低下させないので有効である。しかしながら、炭素化合物や高イオン導電体のみでは、抵抗発熱体層301の電気抵抗率を商用電源で500[W]から1500[W]まで程度の定着装置に適した発熱量に調整することが困難なため、金属粉末を併用して、抵抗発熱体層301の電気抵抗率を調整することが望ましい。   Carbon compounds and high ionic conductors have a negative temperature coefficient (NTC) in which the volume resistivity decreases as the temperature rises, and are used to impart NTC characteristics to the resistance heating element layer 301. be able to. Further, the high ion conductor is effective because it does not lower the mechanical strength of the resistance heating element layer 301. However, it is difficult to adjust the electrical resistivity of the resistance heating element layer 301 to a calorific value suitable for a fixing device of about 500 [W] to 1500 [W] with a commercial power source using only a carbon compound or a high ion conductor. Therefore, it is desirable to adjust the electrical resistivity of the resistance heating element layer 301 by using metal powder together.

金属粉末としては、針状やフレーク状の銀やニッケルが好ましく、粒径は0.01[μm]から10[μm]までの範囲内が良い。このようにすれば、炭素化合物や高イオン導電体と線状に絡み合うので、均一な体積抵抗率を有する抵抗発熱体層301を成形することができる。耐熱樹脂中に分散させる導電フィラーは耐熱樹脂の重量に対して金属粉末が50[重量%]から300[重量%]までの範囲内、炭素化合物及び高イオン導電体が5[重量%]から100[重量%]までの範囲内であることが好ましい。金属粉末が多過ぎると、抵抗発熱体層301の電気抵抗率が下がり過ぎて使用し辛い。逆に、少な過ぎると、抵抗発熱体層301の電気抵抗率が大きくなり過ぎて使用し辛い。   As the metal powder, needle-like or flaky silver or nickel is preferable, and the particle size is preferably in the range of 0.01 [μm] to 10 [μm]. In this way, since the carbon compound and the high ionic conductor are intertwined linearly, the resistance heating element layer 301 having a uniform volume resistivity can be formed. The conductive filler dispersed in the heat resistant resin is within the range of 50 [wt%] to 300 [wt%] of the metal powder and 5 [wt%] to 100 of the carbon compound and high ion conductor with respect to the weight of the heat resistant resin. It is preferable to be within the range up to [% by weight]. If there is too much metal powder, the electrical resistivity of the resistance heating element layer 301 will be too low to use. On the other hand, if the amount is too small, the electric resistance of the resistance heating element layer 301 becomes too large to be used.

抵抗発熱体層301の厚さは、5[μm]から150[μm]程度までの範囲内が望ましい。電気抵抗率は、印加する電圧、電力、及び抵抗発熱体層301の厚さ、定着ベルト200の径や長さ等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[Ω・m]から1.0×10-2[Ω・m]までの範囲内とすれば良く、1.0×10-5[Ω・m]から5.0×10-3[Ω・m]までの範囲内とすれば更に好適である。尚、抵抗発熱体層301の電気抵抗率を調整するために、金属合金や金属化合物などの導電性粒子を加えても良い。また、機械的強度を向上させるために、ガラスファイバーやウィスカー、酸化チタン(TiO2)、チタン酸カリウム(K4O4Ti)等を加えても良い。さらに、熱伝導率の向上のために窒化アルミ(AlN)、アルミナ(Al2O3)等を加えても構わない。 The thickness of the resistance heating element layer 301 is preferably in the range of about 5 [μm] to about 150 [μm]. Needless to say, the electrical resistivity should be determined in accordance with the voltage to be applied, the power, the thickness of the resistance heating element layer 301, the diameter and length of the fixing belt 200, and the like. It may be in the range of × 10 −6 [Ω · m] to 1.0 × 10 −2 [Ω · m], and 1.0 × 10 −5 [Ω · m] to 5.0 × 10 −. It is more preferable if it is within the range up to 3 [Ω · m]. In order to adjust the electrical resistivity of the resistance heating element layer 301, conductive particles such as a metal alloy or a metal compound may be added. In order to improve the mechanical strength, glass fiber, whisker, titanium oxide (TiO 2 ), potassium titanate (K 4 O 4 Ti), or the like may be added. Furthermore, aluminum nitride (AlN), alumina (Al 2 O 3 ) or the like may be added to improve thermal conductivity.

抵抗発熱体層301は芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとを有機溶媒中で重合して得られるポリイミドワニスに導電フィラーを均一分散させてから金型に塗布しイミド転化させて製造する。抵抗発熱体層301の製造安定性を考慮すれば、イミド化剤、カップリング剤、界面活性剤、消泡剤を加えると有効である。
補強層302は、ポリイミドやポリフェニレンサルファイド等の樹脂からなっている。また、弾性層303は、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性の高い材料からなっている。
The resistance heating element layer 301 is manufactured by uniformly dispersing a conductive filler in a polyimide varnish obtained by polymerizing an aromatic tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine in an organic solvent, and then applying it to a mold to convert it into an imide. To do. Considering the production stability of the resistance heating element layer 301, it is effective to add an imidizing agent, a coupling agent, a surfactant, and an antifoaming agent.
The reinforcing layer 302 is made of a resin such as polyimide or polyphenylene sulfide. The elastic layer 303 is made of a material having high heat resistance such as silicone rubber or fluorine rubber.

離型層304は、定着ベルト200の最外周に配設されており、パーフルオロアルコキシ(PFA: Perfluoroalkoxy)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE: Polytetrafluoroethylene)、エチレンテトラフルオロエチレン(ETFE: Ethylene tetrafluoroethylene)等のフッ素系チューブ及びフッ素系コーティング等の離型性を付与した構成が望ましく、導電性の材料を用いても良い。フッ素系チューブとしては、例えば、三井・デュポンフロロケミカル株式会社製のPFA350−J、451HP−J、951HP Plus等の製品を利用することができる。離型層304と水との接触角は90°以上とすれば良く、110°以上とすれば更に好適である。   The release layer 304 is disposed on the outermost periphery of the fixing belt 200 and is made of perfluoroalkoxy (PFA), polytetrafluoroethylene (PTFE), ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), or the like. It is desirable to provide a release property such as a fluorine tube and a fluorine coating, and a conductive material may be used. As the fluorine-based tube, for example, products such as PFA350-J, 451HP-J, and 951HP Plus manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd. can be used. The contact angle between the release layer 304 and water may be 90 ° or more, and more preferably 110 ° or more.

離型層304の表面粗さは、中心線平均粗さ(Ra)が0.01[μm]から50[μm]までの範囲内とするのが望ましい。離型層304の厚さは、例えば、5[μm]から100[μm]までの範囲内とするのが望ましい。
電極部201は定着ベルト200の回転軸方向両端部において、定着ベルト200の全周に亘って積層されている。このような形状を採用すれば、電極部201に通電した際に、抵抗発熱体層301全体に均一な電流分布を実現することができるので、均一な発熱を得ることができる。
The surface roughness of the release layer 304 is preferably such that the center line average roughness (Ra) is in the range of 0.01 [μm] to 50 [μm]. The thickness of the release layer 304 is preferably in the range of 5 [μm] to 100 [μm], for example.
The electrode portion 201 is laminated over the entire circumference of the fixing belt 200 at both ends in the rotation axis direction of the fixing belt 200. By adopting such a shape, a uniform current distribution can be realized in the entire resistance heating element layer 301 when the electrode portion 201 is energized, so that uniform heat generation can be obtained.

電極部201の材料としては電気抵抗率が低い金属が望ましく、金(Au)、銀、銅、アルミニウム、亜鉛(Zn)、タングステン(W)、ニッケル、黄銅、リン青銅、ステンレス(SUS: Stainless Use Steel)等を用いれば良い。電極部201を抵抗発熱体層301に積層するに当たっては、化学メッキや電気メッキ等の方法を用いたりするのが望ましい。抵抗発熱体層301に直接電極を形成する場合は化学メッキを施した後、電気メッキを施すと良い。中でも銅やニッケルが望ましく、銅の化学メッキ、電気メッキの上にニッケルメッキを施すと更に良い。また、銅箔やニッケル箔を導電性接着剤で接着しても良いし、導電性インクやペーストを塗布しても良い。リング状の金属部材をインサート成形しても良い。   The material of the electrode part 201 is preferably a metal having a low electrical resistivity. Gold (Au), silver, copper, aluminum, zinc (Zn), tungsten (W), nickel, brass, phosphor bronze, stainless steel (SUS: Stainless Use Steel) or the like may be used. In laminating the electrode part 201 on the resistance heating element layer 301, it is desirable to use a method such as chemical plating or electroplating. When the electrode is directly formed on the resistance heating element layer 301, it is preferable to perform electroplating after performing chemical plating. Of these, copper and nickel are preferable, and it is better to perform nickel plating on copper chemical plating or electroplating. Further, copper foil or nickel foil may be adhered with a conductive adhesive, or conductive ink or paste may be applied. A ring-shaped metal member may be insert-molded.

さて、図2に戻って、押圧ローラー210は、長尺状の芯金212の外周面上に弾性層211が積層されて成り、定着ベルト200の周回経路(定着ベルト200が周回走行するときの走行路。以下、「ベルト周回経路」という。)の内側に配されている。
軸部としての芯金212は、例えば、軸径が18[mm]のアルミニウムやステンレス等から成る。芯金212には、厚さが0.1[mm]から10[mm]までの範囲内のパイプ状の部材を用いても良いし、中実の部材を用いても良い。また、断面が三ツ矢形状等の異型の部材を用いても良い。芯金212は、軸方向両端において定着装置100のハウジング(図示省略)に、例えば、ベアリングを介して回転自在に軸承されている。
Now, referring back to FIG. 2, the pressing roller 210 is formed by laminating an elastic layer 211 on the outer peripheral surface of the long cored bar 212, and the rotation path of the fixing belt 200 (when the fixing belt 200 travels in a circular manner). Traveling path (hereinafter referred to as “belt loop path”).
The cored bar 212 as the shaft part is made of, for example, aluminum or stainless steel having a shaft diameter of 18 [mm]. For the cored bar 212, a pipe-shaped member having a thickness in the range of 0.1 [mm] to 10 [mm] may be used, or a solid member may be used. Moreover, you may use an atypical member, such as a cross-shaped cross-section. The cored bar 212 is rotatably supported by a housing (not shown) of the fixing device 100 at both axial ends, for example, via a bearing.

弾性層211には、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有する材料を用いるのが望ましい。また、弾性層211は、ソリッド材としても良いが、スポンジ状の発泡材とすれば断熱性を高めることができるので、定着装置100の熱効率を高めることができる。また、スポンジ材にソリッド材を積層した2層構造とすれば耐久性を高めることもできる。弾性層211の厚さは、1[mm]から20[mm]までの範囲内とするのが望ましい。   For the elastic layer 211, it is desirable to use a heat-resistant material such as silicone rubber or fluorine rubber. In addition, the elastic layer 211 may be a solid material, but if a sponge-like foam material is used, the heat insulation can be enhanced, so that the thermal efficiency of the fixing device 100 can be enhanced. Further, if a two-layer structure in which a solid material is laminated on a sponge material, durability can be enhanced. The thickness of the elastic layer 211 is preferably in the range of 1 [mm] to 20 [mm].

押圧ローラー210の外径は、定着ベルト200の内径よりも小さく、例えば、20[mm]から100[mm]までの範囲内が望ましい。また、押圧ローラー210と定着ベルト200は、定着ベルトの内周面のうち定着ニップに対応する部分で接しており、定着ニップに対応する部分以外の部分においては両者間に隙間(空間)が設けられるようになっている。   The outer diameter of the pressing roller 210 is smaller than the inner diameter of the fixing belt 200, and is preferably in the range from 20 [mm] to 100 [mm], for example. In addition, the pressing roller 210 and the fixing belt 200 are in contact with each other at a portion corresponding to the fixing nip on the inner peripheral surface of the fixing belt, and a gap (space) is provided between the two at portions other than the portion corresponding to the fixing nip. It is supposed to be.

このような構成をとると、定着ベルト200を押圧ローラー210に密着させる場合よりも、定着ベルト200から押圧ローラー210への熱の伝達箇所の面積が小さくなり、定着ベルト200から発せられる熱の一部が、押圧ローラー210の芯金212を経由して、芯金212両端部から軸承部材を介して定着装置100のハウジングに伝わって逃げるといった伝熱ロスを低減して高い熱効率の実現を図ることができる。   With such a configuration, the area of heat transfer from the fixing belt 200 to the pressing roller 210 is smaller than when the fixing belt 200 is in close contact with the pressing roller 210, and one of the heat generated from the fixing belt 200 is reduced. The heat transfer loss is reduced such that the portion escapes from the both ends of the core metal 212 to the housing of the fixing device 100 via the bearing member via the core metal 212 of the pressing roller 210 to achieve high thermal efficiency. Can do.

加圧ローラー220は、長尺状の芯金223の周囲に弾性層222を介して離型層221が積層されて成り、定着ベルト200のベルト周回経路の外側に配置されている。また、加圧ローラー220は、芯金223の軸方向両端部が、ベアリング等を介して、不図示の付勢機構に回転自在に軸承されており、当該付勢機構により付勢されて定着ベルト200の外側から定着ベルト200を介して押圧ローラー210を押圧し、定着ベルト200表面との間に定着ニップNを確保する。加圧ローラー220の外周面上には断面V字形状の溝部224が、加圧ローラー220の全周に亘って環状に設けられている。溝部224の詳細については、後述する。   The pressure roller 220 is formed by laminating a release layer 221 around an elongated cored bar 223 via an elastic layer 222, and is disposed outside the belt circulation path of the fixing belt 200. The pressure roller 220 has both ends of the cored bar 223 in the axial direction rotatably supported by an urging mechanism (not shown) via a bearing or the like, and is urged by the urging mechanism to be fixed to the fixing belt. A pressing roller 210 is pressed from the outside of the fixing belt 200 through the fixing belt 200 to secure a fixing nip N between the surface of the fixing belt 200. A groove portion 224 having a V-shaped cross section is provided on the outer peripheral surface of the pressure roller 220 in an annular shape over the entire circumference of the pressure roller 220. Details of the groove 224 will be described later.

加圧ローラー220は、駆動モータ(不図示)からの駆動力の伝達により矢印B方向に回転駆動される。加圧ローラー220の回転に従動して、定着ベルト200が矢印C方向に沿って周回走行されると共に、押圧ローラー210が矢印D方向に回転駆動される。なお、押圧ローラー210を駆動側、定着ベルト200と加圧ローラー220を従動側としても良い。加圧ローラー220の外径は20[mm]〜100[mm]の範囲内が望ましい。   The pressure roller 220 is rotationally driven in the direction of arrow B by transmission of a driving force from a driving motor (not shown). Following the rotation of the pressure roller 220, the fixing belt 200 runs around in the direction of arrow C, and the pressing roller 210 is driven to rotate in the direction of arrow D. The pressing roller 210 may be the driving side, and the fixing belt 200 and the pressure roller 220 may be the driven side. The outer diameter of the pressure roller 220 is preferably in the range of 20 [mm] to 100 [mm].

芯金223は、例えばアルミニウムや鉄(Fe)等から成る中空のパイプ形状で、外径は、例えば、30[mm]である。また、厚さは0.1[mm]〜10[mm]の範囲内が望ましい。なお、中実の円柱状のものや、断面形状が三ツ矢形状等のものを用いても良い。弾性層222は、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の高い耐熱性を有するゴムや、これらの発泡材等から成り、厚さは1[mm]〜20[mm]の範囲内が望ましい。離型層221は、PFAやPFTE等のフッ素樹脂チューブやフッ素樹脂コーティング等から成り、帯電によるトナーのオフセットを防止するために導電性が付与されたものを用いてもよい。離型層221の厚さは5[μm]〜100[μm]の範囲内が望ましい。   The cored bar 223 has a hollow pipe shape made of, for example, aluminum or iron (Fe), and has an outer diameter of, for example, 30 [mm]. The thickness is preferably within a range of 0.1 [mm] to 10 [mm]. A solid cylindrical shape or a cross-sectional shape having a three-pointed shape may be used. The elastic layer 222 is made of, for example, rubber having high heat resistance such as silicone rubber or fluorine rubber, foamed materials thereof, or the like, and the thickness is desirably in the range of 1 [mm] to 20 [mm]. The release layer 221 may be made of a fluororesin tube such as PFA or PFTE, a fluororesin coating, or the like, and may be provided with conductivity in order to prevent toner offset due to charging. The thickness of the release layer 221 is preferably in the range of 5 [μm] to 100 [μm].

給電部材231は、大きさが例えば、縦10[mm]、横5[mm]、高さ7[mm]の直方体状のブロックであって、摺動性および導電性を有する銅黒鉛質や炭素黒鉛質等の材料から成るいわゆるカーボンブラシである。給電部材231は、何れもバネ等の弾性部材によって、定着ベルト200の外周側から内周側へと向かう方向の付勢力を受け、電極部201に圧接されている。給電部材231は、電極部201よりも低硬度であることが望ましい。なぜならば、摺動により給電部材231から削られた摩耗粉が電極部201の外周面上に薄膜を形成することによって、より安定した給電状態を得ることができるからである。   The power supply member 231 is a rectangular parallelepiped block having a size of, for example, 10 [mm] in length, 5 [mm] in width, and 7 [mm] in height, and is made of copper graphite or carbon having slidability and conductivity. This is a so-called carbon brush made of a material such as graphite. Each of the power supply members 231 receives an urging force in a direction from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the fixing belt 200 by an elastic member such as a spring and is pressed against the electrode unit 201. The power supply member 231 desirably has a lower hardness than the electrode unit 201. This is because the abrasion powder scraped from the power supply member 231 by sliding forms a thin film on the outer peripheral surface of the electrode portion 201, so that a more stable power supply state can be obtained.

一般的に定着ベルト等のベルトを用いた定着装置においてベルトに押圧部材を当接させるなどして外力を加える場合には、ベルトの割れ等を防止するために、ベルトの回転軸方向における急激な外力(圧力)の変化を生じないような構成にすることが望ましい。例えば、定着ベルトの回転軸方向において、押圧ローラーと加圧ローラーとの何れもが定着ベルト以上の長さであるのが望ましい。本実施の形態においては、定着ベルト200の回転方向において、定着ベルト200、押圧ローラー210及び加圧ローラー220は何れもほぼ同じ長さになっている。   In general, in a fixing device using a belt such as a fixing belt, when an external force is applied by bringing a pressing member into contact with the belt, in order to prevent the belt from being cracked, a rapid change in the rotation axis direction of the belt is required. It is desirable to adopt a configuration that does not cause a change in external force (pressure). For example, in the rotation axis direction of the fixing belt, it is desirable that both the pressure roller and the pressure roller have a length longer than that of the fixing belt. In the present embodiment, the fixing belt 200, the pressing roller 210, and the pressure roller 220 are almost the same length in the rotation direction of the fixing belt 200.

図4は、回転軸方向における加圧ローラー220の長さと、定着ニップにおいて定着ベルト200に加わる圧力との関係を示す図であって、(a)は加圧ローラー220が定着ベルト200の電極部201よりも中央側で圧接する場合を示し、(b)は加圧ローラー220が定着ベルト200の全長に亘って圧接する場合を示しており、何れも装置構成を示す模式図と、ベルト圧力分布を示すグラフが表されている。なお、図2、3において対応する部材がある場合には同じ符号が付与されている。   FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the length of the pressure roller 220 in the direction of the rotation axis and the pressure applied to the fixing belt 200 at the fixing nip. FIG. 5B shows a case where the pressure roller 220 is in pressure contact with the center of the fixing belt 200, and FIG. 5B shows a case where the pressure roller 220 is pressed over the entire length of the fixing belt 200. A graph showing is shown. In addition, when there exists a corresponding member in FIG.2, 3, the same code | symbol is provided.

図4(a)に示されるように、加圧ローラー220が定着ベルト200の電極部201よりも中央側で圧接する場合には、グラフに示されるように、加圧ローラー220の回転軸方向における両端部付近において定着ベルト200に加わる圧力が急激に変化する。
一方、図4(b)に示されるように、加圧ローラー220が定着ベルト200の全長に亘って圧接する場合には、加圧ローラー220の圧接位置に応じて定着ベルト200に加わる圧力は多少変化するものの、その変化は極めてなだらかである。したがって、定着ベルトの割れ等を防止して、その耐久性を高めるためには、定着ベルト200の全長に亘って加圧ローラー220を圧接させるのが好適である。
As shown in FIG. 4A, when the pressure roller 220 is in pressure contact with the center side of the electrode portion 201 of the fixing belt 200, as shown in the graph, the pressure roller 220 in the rotation axis direction. The pressure applied to the fixing belt 200 changes rapidly in the vicinity of both ends.
On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the pressure roller 220 is in pressure contact over the entire length of the fixing belt 200, the pressure applied to the fixing belt 200 is somewhat depending on the pressure contact position of the pressure roller 220. Although it changes, the change is very gentle. Therefore, in order to prevent the fixing belt from cracking and increase its durability, it is preferable to press the pressure roller 220 over the entire length of the fixing belt 200.

図5は、加圧ローラー220の外周面に設けられた溝部の断面形状と定着ベルト200に加わる圧力との関係を示す図であって、(a)は溝部の底面が平坦である場合を示し、(b)は本実施の形態に係る溝部224の場合を示している。図5(a)、(b)の何れにおいても、装置構成を示す模式図と、ベルト圧力分布を示すグラフが表されている。また、図2、3において対応する部材がある場合には同じ符号が付与されている。   FIG. 5 is a view showing the relationship between the cross-sectional shape of the groove provided on the outer peripheral surface of the pressure roller 220 and the pressure applied to the fixing belt 200, and FIG. 5A shows the case where the bottom of the groove is flat. (B) has shown the case of the groove part 224 which concerns on this Embodiment. 5A and 5B, a schematic diagram showing the device configuration and a graph showing the belt pressure distribution are shown. In addition, when there are corresponding members in FIGS.

図5(a)に示されるように、溝部501の底面が平坦で、かつ、溝部の側面501が加圧ローラー220の外周面に対して垂直である場合には、定着ベルト200に加わる圧力分布のグラフに示されるように、定着ベルト200の回転軸方向における溝部501の端部において、定着ベルト200に加わる圧力が急激に変化する箇所502が現れる。一方、図5(b)に示されるように、本実施の形態に係る溝部224にあっては、圧力分布のグラフに示されるように、定着ベルト200に加わる圧力は、溝部501の場合よりも緩やかに変化する。このため、本実施の形態に係る溝部224のように、溝部の深さを加圧ローラー220の回転軸方向における溝部の両端部から徐々に深くなるようにすれば、溝部の端部に圧接された位置における定着ベルト200に加わる圧力の急激な変化を緩和することができる。   As shown in FIG. 5A, when the bottom surface of the groove portion 501 is flat and the side surface 501 of the groove portion is perpendicular to the outer peripheral surface of the pressure roller 220, the pressure distribution applied to the fixing belt 200. As shown in the graph, a portion 502 where the pressure applied to the fixing belt 200 abruptly changes appears at the end of the groove 501 in the rotation axis direction of the fixing belt 200. On the other hand, as shown in FIG. 5B, in the groove 224 according to the present embodiment, as shown in the pressure distribution graph, the pressure applied to the fixing belt 200 is higher than that in the case of the groove 501. It changes slowly. For this reason, if the depth of the groove portion is gradually increased from both ends of the groove portion in the rotation axis direction of the pressure roller 220 as in the groove portion 224 according to the present embodiment, the groove portion is pressed against the end portion of the groove portion. A sudden change in pressure applied to the fixing belt 200 at a certain position can be mitigated.

なお、定着ローラー210の回転軸方向両端部においては、蛇行規制板が軸部211に取着されている。蛇行規制板は定着ベルト200と共に回転して、定着ベルト200の蛇行を規制する。
[3] 摩耗粉の拡散防止
次に、給電部材231が削れて発生する摩耗粉の拡散を防止するための構成について説明する。
Note that meandering restricting plates are attached to the shaft portion 211 at both ends of the fixing roller 210 in the rotation axis direction. The meandering restriction plate rotates together with the fixing belt 200 and restricts the meandering of the fixing belt 200.
[3] Prevention of Wear Powder Diffusion Next, a configuration for preventing the diffusion of wear powder generated by cutting the power supply member 231 will be described.

図6は、定着装置100の主要な構成を示す模式図である。図6に示されるように、加圧ローラー220には断面がV字形状の溝部224が設けられており、溝部224は定着ニップにおいて定着ベルト200の電極部201と離型層304とに跨っている。加圧ローラー220の回転軸方向における溝部224の幅は、定着ベルト200が蛇行することを考慮すれば、2[mm]から5[mm]までの範囲内とするのが望ましく、溝部224の深さは1[mm]から5[mm]までの範囲内とするのが望ましい。   FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a main configuration of the fixing device 100. As shown in FIG. 6, the pressure roller 220 is provided with a groove portion 224 having a V-shaped cross section, and the groove portion 224 straddles the electrode portion 201 of the fixing belt 200 and the release layer 304 in the fixing nip. Yes. Considering that the fixing belt 200 meanders, the width of the groove 224 in the rotation axis direction of the pressure roller 220 is preferably in the range of 2 [mm] to 5 [mm], and the depth of the groove 224 The length is preferably in the range of 1 [mm] to 5 [mm].

加圧ローラー220の回転軸方向における溝部224よりも外側の部分(以下、単に「端部」という。)220aは定着ベルト200の電極部201に圧接する。端部220aは、電極部201の給電部材231が当接する範囲よりも幅広になっており、当該当接範囲を包含する。また、溝部224よりも中央側の部分(以下、単に「中央部」という。)220bは定着時に記録シートSが通過する最大通紙範囲よりも幅広になっており、当該最大通紙範囲を包含している。   A portion (hereinafter simply referred to as “end portion”) 220 a outside the groove portion 224 in the rotation axis direction of the pressure roller 220 is in pressure contact with the electrode portion 201 of the fixing belt 200. The end portion 220a is wider than a range where the power supply member 231 of the electrode portion 201 contacts, and includes the contact range. Further, a portion on the center side of the groove portion 224 (hereinafter simply referred to as “central portion”) 220b is wider than the maximum sheet passing range through which the recording sheet S passes during fixing, and includes the maximum sheet passing range. doing.

図7は、加圧ローラー220に溝部を設けない場合における摩耗粉の付着状態を例示する模式図であって、(a)は摩耗粉が拡散する前の初期状態を示し、(b)は加圧ローラー220を回転駆動することによる摩耗粉の付着状態を示し、(c)は更に定着ベルトが蛇行した後の付着状態を示している。図7(a)に示されるように、初期状態においては、定着ベルト200の電極部201においても加圧ローラー220においても外周面上には摩耗粉は付着していない。   7A and 7B are schematic views illustrating the state of attachment of wear powder when no groove is provided in the pressure roller 220. FIG. 7A shows an initial state before the wear powder diffuses, and FIG. The adhesion state of the abrasion powder by rotating the pressure roller 220 is shown, and (c) further shows the adhesion state after the fixing belt meanders. As shown in FIG. 7A, in the initial state, no abrasion powder adheres to the outer peripheral surface of either the electrode portion 201 or the pressure roller 220 of the fixing belt 200.

これに対して、加圧ローラー220を回転駆動すると、図7(b)に示されるように、給電部材231が定着ベルト200の電極部201との摩擦によって摩耗し、摩耗粉が発生する。加圧ローラー220の回転に従動して、定着ベルト200も回転するので、摩耗粉の付着領域701は電極部201の全周に亘る。また、電極部201に付着した摩耗粉は、定着ニップにおいて電極部201と加圧ローラー220とが圧接されることにより、加圧ローラー220側にも転移する。このため、加圧ローラー220の外周面上にも、電極部201の付着領域701に対応する位置に摩耗粉の付着領域702が形成される。   On the other hand, when the pressure roller 220 is driven to rotate, as shown in FIG. 7B, the power supply member 231 is worn by friction with the electrode portion 201 of the fixing belt 200, and wear powder is generated. The fixing belt 200 also rotates following the rotation of the pressure roller 220, so that the wear powder adhesion region 701 extends over the entire circumference of the electrode unit 201. Further, the abrasion powder adhering to the electrode part 201 is transferred to the pressure roller 220 side when the electrode part 201 and the pressure roller 220 are pressed in the fixing nip. For this reason, an abrasion powder adhesion region 702 is also formed on the outer peripheral surface of the pressure roller 220 at a position corresponding to the adhesion region 701 of the electrode part 201.

更に、加圧ローラー220が回転駆動された状態において定着ベルト200が蛇行すると、定着ベルト200が回転軸方向に往復移動して、定着ベルト200と加圧ローラー220との間の相対的な位置関係が回転軸方向に変化する。するとこの相対位置の変化によって、摩耗粉もまた摩擦力によって回転軸方向に搬送され、図7(c)に示されるように、摩耗粉の付着領域が回転軸方向に拡大する。   Further, when the fixing belt 200 meanders while the pressure roller 220 is rotationally driven, the fixing belt 200 reciprocates in the direction of the rotation axis, and the relative positional relationship between the fixing belt 200 and the pressure roller 220 is reached. Changes in the direction of the rotation axis. Then, due to the change in the relative position, the wear powder is also conveyed in the direction of the rotation axis by the frictional force, and as shown in FIG. 7C, the area where the wear powder adheres expands in the direction of the rotation axis.

すなわち、定着ベルト200の蛇行が無い場合の付着領域701(図7(b))が、定着ベルト200の蛇行によって電極部201と離型層304との境界を超えて拡大し、付着領域711まで拡がる。これに合わせて、加圧ローラー220の外周面上においても、図7(b)の付着領域702から付着領域712まで摩耗粉の付着領域が拡大する。そして、定着ベルト200の外周面上の付着領域711が記録シートSの通紙範囲内に達すると、通紙範囲内に達した領域(画像ノイズ発生領域)713に付着している摩耗粉が記録シートSに転移すようになって、画像ノイズが発生する。   That is, the adhesion region 701 (FIG. 7B) when the fixing belt 200 does not meander is expanded beyond the boundary between the electrode part 201 and the release layer 304 due to the meandering of the fixing belt 200, and reaches the adhesion region 711. spread. In accordance with this, also on the outer peripheral surface of the pressure roller 220, the wear powder adhesion area expands from the adhesion area 702 to the adhesion area 712 in FIG. When the adhesion area 711 on the outer peripheral surface of the fixing belt 200 reaches the sheet passing area of the recording sheet S, wear powder adhering to the area (image noise generation area) 713 reaching the sheet passing area is recorded. As a result of the transfer to the sheet S, image noise is generated.

一方、溝部224を設けた定着装置100においては摩耗粉の付着状態が異なってくる。図8は、加圧ローラー220に溝部224を設けた場合における摩耗粉の付着状態を例示する模式図であって、(a)は加圧ローラー220を回転駆動することによる摩耗粉の付着状態を示し、(b)は更に定着ベルトが蛇行することによる付着状態を示している。
溝部224を設けた場合にも、加圧ローラー220を回転駆動している状態で、定着ベルト200が蛇行していなければ、図8(a)に示されるように、定着ベルト200の電極部201の全周に亘る付着領域801や、加圧ローラー220の全周に亘る付着領域802に、摩耗粉が付着する。
On the other hand, in the fixing device 100 provided with the groove 224, the state of attachment of the wear powder differs. FIG. 8 is a schematic view illustrating the state of attachment of wear powder when the groove portion 224 is provided in the pressure roller 220, and (a) shows the state of wear powder attachment by rotating the pressure roller 220. (B) shows the adhesion state due to meandering of the fixing belt.
Even when the groove portion 224 is provided, if the fixing belt 200 does not meander while the pressure roller 220 is rotationally driven, the electrode portion 201 of the fixing belt 200 is shown in FIG. 8A. The wear powder adheres to the adhesion region 801 over the entire circumference of the pressure roller and the adhesion region 802 over the entire circumference of the pressure roller 220.

更に、定着ベルト200が蛇行すると、定着ベルト200の回転軸方向に摩耗粉が拡散して、付着領域801、802が付着領域803、804まで拡大する。しかしながら、溝部224においては、加圧ローラー220と定着ベルト200が圧接していないので、摩耗粉に駆動力が作用せず、摩耗粉の付着領域の拡大が制限される。
さて、図6に戻って、定着装置100には、冷却装置601が設けられており、定着装置100がトナー像を熱定着する記録シートのうち、小サイズの記録シートを通紙した場合の非通紙領域を送風冷却する。これは、記録シートSの通紙によって熱が奪われる通紙領域の温度を所定の定着温度に維持するために温度調整制御を行うと、そのような冷却がなされない非通紙領域において温度上昇や過熱が発生する恐れがあるためである。冷却装置601はファン部分601aとダクト部分601bとからなっており、画像形成装置1の機外や機内であっても比較的気温の低い個所からファン部分601aによって吸気し、ダクト部分601bによって送気して、非通紙領域を送風冷却する。
Further, when the fixing belt 200 meanders, the wear powder diffuses in the direction of the rotation axis of the fixing belt 200, and the adhesion areas 801 and 802 expand to the adhesion areas 803 and 804. However, since the pressure roller 220 and the fixing belt 200 are not in pressure contact with each other in the groove portion 224, the driving force does not act on the wear powder, and the expansion of the wear powder adhesion region is limited.
Returning to FIG. 6, the fixing device 100 is provided with a cooling device 601, and the fixing device 100 is a non-printing sheet when a small size recording sheet is passed among the recording sheets on which the toner image is thermally fixed. Blowing and cooling the paper passing area. This is because if the temperature adjustment control is performed in order to maintain the temperature of the sheet passing area where heat is removed by the sheet passing of the recording sheet S at a predetermined fixing temperature, the temperature rises in the non-sheet passing area where such cooling is not performed. This is because there is a risk of overheating. The cooling device 601 includes a fan portion 601a and a duct portion 601b. The air is taken in by the fan portion 601a from a location where the temperature is relatively low even outside or inside the image forming apparatus 1, and the air is sent by the duct portion 601b. Then, the non-sheet passing area is cooled by blowing.

ダクト部分601bの送気方向における下流側端部は、定着ベルト200の回転軸方向における端部側へ送風されるように、端部側に送風経路601cを有している。当該送風経路601cを経由して、定着ベルト200の回転軸方向における端部側へ送風することによっても、最大通紙範囲内へ摩耗粉が拡散することが防止される。
[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。
The downstream end portion of the duct portion 601b in the air feeding direction has a ventilation path 601c on the end side so that air is blown to the end portion side in the rotation axis direction of the fixing belt 200. By blowing air toward the end in the rotation axis direction of the fixing belt 200 via the air blowing path 601c, the abrasion powder is prevented from diffusing into the maximum sheet passing range.
[4] Modifications Although the present invention has been described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the following modifications can be implemented. .

(1) 上記実施の形態においては、加圧ローラー220の外周面に溝部224を設けて摩耗粉の移動を抑制する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでも無く、これに代えて次のようにしても良い。
すなわち、溝部224に代えて、定着ベルト200の電極部201、離型層304及び加圧ローラー220の他の外周面よりも摩擦係数が高い高摩擦部を設けても良い。図9は、本変形例に係る定着装置における摩耗粉の付着状態を例示する模式図であって、(a)は摩耗粉が拡散する前の初期状態を示し、(b)は定着ベルトが蛇行していない場合の付着状態を示し、(c)は定着ベルトが蛇行する場合の付着状態を示している。図9(a)に示されるように、初期状態においては、定着ベルト200の電極部201においても加圧ローラー220においても外周面上には摩耗粉は付着していない。
(1) In the above embodiment, the case where the groove portion 224 is provided on the outer peripheral surface of the pressure roller 220 to suppress the movement of the wear powder has been described. Needless to say, the present invention is not limited to this. Instead of this, the following may be used.
That is, instead of the groove portion 224, a high friction portion having a higher friction coefficient than the other outer peripheral surfaces of the electrode portion 201, the release layer 304, and the pressure roller 220 of the fixing belt 200 may be provided. FIGS. 9A and 9B are schematic views illustrating the state of attachment of wear powder in the fixing device according to this modification, where FIG. 9A shows the initial state before the wear powder diffuses, and FIG. 9B shows the fixing belt meandering. FIG. 4C shows the adhesion state when the fixing belt meanders. As shown in FIG. 9A, in the initial state, no abrasion powder adheres to the outer peripheral surface of either the electrode portion 201 or the pressure roller 220 of the fixing belt 200.

加圧ローラー220を回転させる前の初期状態では、図9(a)に示されるように、高摩擦部901は、定着ベルト200の電極部201と離型層304とに跨るように加圧ローラー220に配設されている。加圧ローラー220を回転させた状態では、定着ベルト200が蛇行していなければ、図9(b)に示されるように、定着ベルト200の電極部201の全周に亘る付着領域902や、加圧ローラー220の全周に亘る付着領域903に、摩耗粉が付着する。   In the initial state before the pressure roller 220 is rotated, as shown in FIG. 9A, the high friction portion 901 has the pressure roller so as to straddle the electrode portion 201 and the release layer 304 of the fixing belt 200. 220. In the state where the pressure roller 220 is rotated, if the fixing belt 200 is not meandering, as shown in FIG. 9B, the adhesion region 902 over the entire circumference of the electrode portion 201 of the fixing belt 200, Wear powder adheres to the adhesion region 903 over the entire circumference of the pressure roller 220.

定着ベルト200が蛇行すると、定着ベルト200の回転軸方向に摩耗粉が拡散して、付着領域902、903が付着領域904、905まで拡大する。しかしながら、高摩擦部901においては、摩耗粉が摩擦力に逆らって移動することができないので、摩耗粉の付着領域の拡大が制限される。特に、高摩擦部901が粘着性を有する場合には、摩耗粉が高摩擦部に901に粘着されるので、付着領域の拡大が防止される。   When the fixing belt 200 meanders, the wear powder diffuses in the direction of the rotation axis of the fixing belt 200, and the adhesion areas 902 and 903 expand to the adhesion areas 904 and 905. However, in the high friction part 901, since the abrasion powder cannot move against the frictional force, the expansion of the adhesion area of the abrasion powder is limited. In particular, when the high friction portion 901 has adhesiveness, the wear powder adheres to the high friction portion 901, so that the adhesion area is prevented from expanding.

なお、高摩擦部901における摩擦係数を高くするには、例えば、加圧ローラー220を構成する離型層221を高摩擦部901においてのみ除去して弾性層222を露出させる方法が挙げられる。弾性層222は、上述のように、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の高い耐熱性を有するゴムや、これらの発泡材等から成っているので、高い摩擦係数を有している。なお、高摩擦部901において加圧ローラー220の他の部分よりも厚くなるように弾性層222を形成しても良い。   In order to increase the friction coefficient in the high friction part 901, for example, a method of exposing the elastic layer 222 by removing the release layer 221 constituting the pressure roller 220 only in the high friction part 901 can be mentioned. As described above, the elastic layer 222 is made of a rubber having high heat resistance such as silicone rubber or fluorine rubber, or a foamed material thereof, and thus has a high coefficient of friction. Note that the elastic layer 222 may be formed so as to be thicker than other portions of the pressure roller 220 in the high friction portion 901.

また、離型層221上に摩擦係数の高い部材を積層しても良い。例えば、離型層221上に耐熱性の両面テープを貼付して高摩擦部901としても良い。いうまでも無く、両面テープは粘着性を有しているので摩擦係数が高い。耐熱性の両面テープとしては、例えば、住友スリーエム株式会社製のポリイミドフィルム基材シリコン両面粘着テープ4390等が挙げられる。   Further, a member having a high friction coefficient may be laminated on the release layer 221. For example, a heat-resistant double-sided tape may be applied on the release layer 221 to form the high friction portion 901. Needless to say, the double-sided tape has a high coefficient of friction because it has adhesiveness. Examples of the heat-resistant double-sided tape include a polyimide film-based silicon double-sided adhesive tape 4390 manufactured by Sumitomo 3M Limited.

本変形例に説明した構成によっても、摩耗粉が通紙領域へ拡散するのを抑制することができるので、摩耗粉の拡散に起因する画像ノイズの発生を防止することができる。
(2) 上記実施の形態においては、加圧ローラー220の外周面上に環状の溝部224を設ける場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでも無く、これに代えて次のようにしても良い。
Also with the configuration described in this modification, it is possible to suppress the abrasion powder from diffusing into the paper passing area, and thus it is possible to prevent the occurrence of image noise due to the diffusion of the abrasion powder.
(2) In the above embodiment, the case where the annular groove portion 224 is provided on the outer peripheral surface of the pressure roller 220 has been described. Needless to say, the present invention is not limited to this. You may do as follows.

図10は、本変形例に係る定着装置の主要な構成を示す模式図であって、(a)には加圧ローラー220の外周面上にスパイラル状の溝部を設けた定着装置が示され、(b)には加圧ローラー220の外周面上にスパイラル状の高摩擦部を設けた定着装置が示されている。図10(a)に示されるように、溝部1001は加圧ローラー220の外周面にスパイラル状に設けられており、環状ではない。   FIG. 10 is a schematic diagram showing the main configuration of the fixing device according to this modification. FIG. 10A shows a fixing device in which a spiral groove is provided on the outer peripheral surface of the pressure roller 220. FIG. 5B shows a fixing device in which a spiral high friction portion is provided on the outer peripheral surface of the pressure roller 220. As shown in FIG. 10A, the groove 1001 is provided in a spiral shape on the outer peripheral surface of the pressure roller 220 and is not annular.

しかしながら、加圧ローラー220の回転軸方向から見ると、加圧ローラー220の外周面側に全周に亘って設けられている。このため、回転軸方向において加圧ローラーの端部から中央へ向かって移動する摩耗粉は必ず溝部1001に到達し、それ以上の移動が抑制される。また、図10(b)に示されるように、高摩擦部1002が加圧ローラー220の外周面にスパイラル状に設けられている場合にも同様に摩耗粉の移動を抑制することができる。   However, when viewed from the rotation axis direction of the pressure roller 220, the pressure roller 220 is provided over the entire circumference on the outer peripheral surface side of the pressure roller 220. For this reason, the abrasion powder that moves from the end of the pressure roller toward the center in the direction of the rotation axis always reaches the groove 1001, and further movement is suppressed. Further, as shown in FIG. 10B, the movement of the wear powder can be similarly suppressed when the high friction portion 1002 is provided in a spiral shape on the outer peripheral surface of the pressure roller 220.

なお、溝部や高摩擦部が複数に分割されて配設されている場合であっても、加圧ローラーの回転軸方向から見て、加圧ローラー220の外周面側の全周に亘って設けられていれば、摩耗粉の移動を抑制することができる。
(3) 上記実施の形態においては、定着ベルト200の内周面に押圧ローラー210を当接させる場合について説明したが、本発明がこの構成に限定されないのは言うまでも無く、これに代えて次のようにしても良い。
In addition, even when the groove part and the high friction part are divided into a plurality of parts, they are provided over the entire circumference on the outer peripheral surface side of the pressure roller 220 when viewed from the rotation axis direction of the pressure roller. If so, the movement of the wear powder can be suppressed.
(3) In the above embodiment, the case where the pressing roller 210 is brought into contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 200 has been described, but it goes without saying that the present invention is not limited to this configuration. It may be as follows.

図11は、本変形例に係る定着装置の主要な構成を示す外観図であり、図2に対応する部材がある場合には同じ符号が付与されている。図11に示されるように、本変形例に係る定着装置100は、押圧ローラー210に代えて、回転しない押圧部材1101が配設されている。押圧部材1101の材料としては、ポリフェニレンサルファイドやポリイミド、液晶ポリマー等の耐熱性の高い樹脂や、アルミニウムや鉄などの金属、セラミック等を用いると良い。シリコーンゴム、フッ素ゴム等からなる部品との2部品構成としても良い。   FIG. 11 is an external view showing the main configuration of the fixing device according to this modification, and the same reference numerals are given when there are members corresponding to FIG. As shown in FIG. 11, the fixing device 100 according to this modification is provided with a non-rotating pressing member 1101 instead of the pressing roller 210. As a material for the pressing member 1101, a resin having high heat resistance such as polyphenylene sulfide, polyimide, or a liquid crystal polymer, a metal such as aluminum or iron, a ceramic, or the like may be used. It is good also as 2 components structure with components which consist of silicone rubber, fluororubber, etc.

また、押圧部材1101と定着ベルト200との間の摩擦を低減するために、押圧部材1101と定着ベルト200との間に摺動部材を介在させても良い。摺動部材は、ガラスクロスを基材とし、摺動面を耐熱性樹脂で被覆した構成が一般的である。押圧部材1101は、定着ベルト200を介して加圧ローラー220に圧接する面は、定着ニップが望ましい形状となるように滑らかな平面または曲面とするのが好適である。また、定着ニップに面しない個所は、定着ベルト200の回転走行を妨げないように、定着ベルト200のベルト周回経路よりも内側とするのが望ましい。   Further, a sliding member may be interposed between the pressing member 1101 and the fixing belt 200 in order to reduce friction between the pressing member 1101 and the fixing belt 200. The sliding member generally has a configuration in which a glass cloth is used as a base material and the sliding surface is covered with a heat resistant resin. It is preferable that the surface of the pressing member 1101 that is in pressure contact with the pressure roller 220 via the fixing belt 200 is a smooth flat surface or a curved surface so that the fixing nip has a desired shape. Further, it is desirable that the portion not facing the fixing nip is located inside the belt rotation path of the fixing belt 200 so as not to prevent the rotation of the fixing belt 200.

(4) 上記実施の形態において示した定着ベルト200の積層構造はあくまで一例に過ぎず、他の積層構造を採用しても本発明の効果を得ることができる。図12は、本変形例に係る定着ベルト200の積層構造を示す断面図である。図12に示されるように、本変形例に係る定着ベルト200は、円筒形上の補強層302の外周面上に抵抗発熱体層301、弾性層303及び離型層304を順次積層した構造をとっている。また、電極層201は、抵抗発熱体層301上に積層されており、給電部材231が圧接されている。   (4) The laminated structure of the fixing belt 200 shown in the above embodiment is merely an example, and the effects of the present invention can be obtained even if other laminated structures are employed. FIG. 12 is a cross-sectional view showing a laminated structure of the fixing belt 200 according to this modification. As shown in FIG. 12, the fixing belt 200 according to this modification has a structure in which a resistance heating element layer 301, an elastic layer 303, and a release layer 304 are sequentially laminated on the outer peripheral surface of a cylindrical reinforcing layer 302. I'm taking it. Further, the electrode layer 201 is laminated on the resistance heating element layer 301, and the power feeding member 231 is in pressure contact therewith.

このような積層構造をとれば、電極層201と抵抗発熱体層301との接着面積を大きくすることができるので、電極層201と給電部材231との間の摩擦力によって、電極層201が抵抗発熱体層301から剥離する不具合を低減することができる。なお、抵抗発熱体層301、補強層302、弾性層303及び離型層304は何れも上記の実施の形態において述べた材料を用いると良い。   With such a laminated structure, the adhesion area between the electrode layer 201 and the resistance heating element layer 301 can be increased, so that the electrode layer 201 is resisted by the frictional force between the electrode layer 201 and the power feeding member 231. The problem of peeling from the heating element layer 301 can be reduced. Note that the resistance heating element layer 301, the reinforcing layer 302, the elastic layer 303, and the release layer 304 are all preferably formed using the materials described in the above embodiment modes.

(5) 上記実施の形態においては、加圧ローラー220の回転軸方向において、溝部224の外側端が定着ベルト200の電極部201に圧接し、溝部224の内側端が定着ベルト200の離型層304に圧接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無く、これに代えて次のようにしても良い。
図13は、溝部224と定着ベルト200との位置関係ごとに給電部材231の摩耗粉の付着状態を例示する図であって、加圧ローラー220の回転軸方向において、(a)、(b)は何れも溝部224が給電部材231に対応する位置に配設された場合の摩耗粉の付着状態を示し、(c)、(d)は何れも溝部224が最大通紙範囲内に配設された場合の摩耗粉の付着状態を示している。なお、(a)、(c)は何れも加圧ローラー220の回転による摩耗粉の付着状態を示しており、(b)、(d)は何れも定着ベルト200の蛇行による摩耗粉の拡散後の付着状態を示している。
(5) In the above embodiment, the outer end of the groove portion 224 is in pressure contact with the electrode portion 201 of the fixing belt 200 and the inner end of the groove portion 224 is the release layer of the fixing belt 200 in the rotation axis direction of the pressure roller 220. Although the case of pressing to 304 has been described as an example, it goes without saying that the present invention is not limited to this, and the following may be used instead.
FIG. 13 is a diagram illustrating the state of attachment of the wear powder of the power supply member 231 for each positional relationship between the groove 224 and the fixing belt 200, and (a) and (b) in the rotation axis direction of the pressure roller 220. Shows the state of adhesion of wear powder when the groove portion 224 is disposed at a position corresponding to the power supply member 231, and (c) and (d) both indicate that the groove portion 224 is disposed within the maximum sheet passing range. Shows the state of wear powder adhesion. Note that (a) and (c) both show the adhesion state of the abrasion powder due to the rotation of the pressure roller 220, and (b) and (d) both after the abrasion powder is diffused due to the meandering of the fixing belt 200. The adhesion state of is shown.

図13(a)に示されるように、溝部224が給電部材231に対応する位置に配設された場合には、溝部224の外側端Goよりも外側の領域1302に給電部材231の摩耗粉が付着すると共に、溝部224の内側端Giよりも内側の領域1303にも摩耗粉が付着する。この状態で、定着ベルト200が蛇行すると、摩耗粉が定着ニップにおいて定着ベルト200の外周面と加圧ローラー220の外周面との間で転写を繰り返しながら、回転軸方向における内側へ拡散し、図13(b)に示されるように、摩耗粉の付着領域1301、1303が最終的には最大通紙範囲内に達してしまい、通紙範囲全体で画像ノイズが発生するおそれがある。   As shown in FIG. 13A, when the groove 224 is disposed at a position corresponding to the power supply member 231, the abrasion powder of the power supply member 231 is generated in the region 1302 outside the outer end Go of the groove 224. In addition to adhering, wear powder also adheres to a region 1303 inside the inner end Gi of the groove 224. When the fixing belt 200 meanders in this state, the abrasion powder diffuses inward in the rotation axis direction while repeating transfer between the outer peripheral surface of the fixing belt 200 and the outer peripheral surface of the pressure roller 220 in the fixing nip. As shown in FIG. 13B, the wear powder adhesion regions 1301 and 1303 eventually reach the maximum sheet passing range, and image noise may occur in the entire sheet passing range.

また、図13(c)に示されるように、加圧ローラー220の回転軸方向において溝部224が最大通紙範囲内にある場合には、給電部材231の外側端Boから溝部の外側端Goに至るまでの間に摩耗粉の移動を妨げるものがないので、摩耗粉は最大通紙範囲内に到達し得る。しかしながら、図13(b)に示されるように、摩耗粉は溝部224を超えて、加圧ローラー220の回転軸方向における溝部224よりも内側に拡散することはできないので、画像ノイズの発生は、溝部224の外側端Goよりも外側の領域に限られる。   Further, as shown in FIG. 13C, when the groove 224 is within the maximum sheet passing range in the rotation axis direction of the pressure roller 220, the outer end Bo of the power supply member 231 is moved to the outer end Go of the groove. Since there is nothing that hinders the movement of the wear powder in the meantime, the wear powder can reach the maximum paper passing range. However, as shown in FIG. 13B, the wear powder cannot diffuse beyond the groove portion 224 to the inside of the groove portion 224 in the rotation axis direction of the pressure roller 220. It is limited to a region outside the outer end Go of the groove 224.

上のようにして発生する画像ノイズに対して、溝部224と定着ベルト200との位置関係を次のようにすれば、画像ノイズを抑制することができる。図14は、画像ノイズを抑制することができる位置関係を例示する図である。図14(a)に示されるように、加圧ローラー220の回転軸方向において溝部224の内側端Giが給電部材231の内側端Biよりも外側になるように配設された場合には、給電部材231の摩耗粉は溝部224を超えて内側に拡散することができないので、画像ノイズを抑制することができる。   If the positional relationship between the groove portion 224 and the fixing belt 200 is set as follows with respect to the image noise generated as described above, the image noise can be suppressed. FIG. 14 is a diagram illustrating a positional relationship that can suppress image noise. As shown in FIG. 14A, when the inner end Gi of the groove 224 is disposed outside the inner end Bi of the power supply member 231 in the rotation axis direction of the pressure roller 220, Since the abrasion powder of the member 231 cannot be diffused inward beyond the groove portion 224, image noise can be suppressed.

また、図14(b)に示されるように、溝部224の外側端Goが最大通紙範囲よりも外側になるように溝部224を配設すれば、給電部材231の摩耗粉は溝部224を超えて回転軸方向における内側に拡散することができないので、最大通紙範囲内にまで摩耗粉が拡散することを抑制することができる。
したがって、給電部材231の摩耗粉による画像ノイズを抑制するためには、溝部224の内側端Giの位置が給電部材224の内側端Biの位置よりも内側にあって、かつ、溝部224の外側端Goの位置が最大通紙範囲外となるように、溝部224を配設すれば良い。ただし、最大通紙範囲内に溝部224が重なると、溝部224において十分な定着圧を確保することが難しくなる。この意味において、溝部224の内側端Giの位置が最大通紙範囲外となるように溝部224を配設するのが更に好適である。
Further, as shown in FIG. 14B, if the groove portion 224 is disposed so that the outer end Go of the groove portion 224 is outside the maximum sheet passing range, the abrasion powder of the power supply member 231 exceeds the groove portion 224. Therefore, it is not possible to diffuse inward in the rotation axis direction, so that it is possible to suppress the abrasion powder from diffusing into the maximum sheet passing range.
Therefore, in order to suppress image noise due to abrasion powder of the power supply member 231, the position of the inner end Gi of the groove portion 224 is on the inner side of the position of the inner end Bi of the power supply member 224 and the outer end of the groove portion 224. The groove 224 may be disposed so that the Go position is outside the maximum sheet passing range. However, if the groove 224 overlaps within the maximum sheet passing range, it is difficult to secure a sufficient fixing pressure in the groove 224. In this sense, it is more preferable to dispose the groove 224 so that the position of the inner end Gi of the groove 224 is outside the maximum sheet passing range.

(6) 上記実施の形態においては、カラープリンタ装置に本発明を適用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無く、これに代えて、複写装置やファクシミリ装置のような単機能機や、これらの機能を兼ね備えた多機能機(MFP: Multi Function Peripheral)に本発明を適用しても良い。また、カラー機に代えてモノクロ機に本発明を適用しても、同様の効果を得ることができる。   (6) In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a color printer apparatus has been described as an example. However, it goes without saying that the present invention is not limited to this. The present invention may be applied to a single function machine such as a device, or a multi-function machine (MFP) having these functions. The same effect can be obtained by applying the present invention to a monochrome machine instead of a color machine.

本発明に係る定着装置及び画像形成装置は、抵抗発熱体方式の定着装置において異物の混入に起因する画像ノイズを改善する技術として有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The fixing device and the image forming apparatus according to the present invention are useful as a technique for improving image noise caused by foreign matters in a resistance heating element type fixing device.

1…………………………………………………画像形成装置
100……………………………………………定着装置
200……………………………………………定着ベルト
201……………………………………………電極部
210……………………………………………押圧ローラー
220……………………………………………加圧ローラー
224……………………………………………断面V字状の溝部
231……………………………………………給電部材
501……………………………………………底面が平坦な溝部
502……………………………………………圧力急変箇所
220a…………………………………………端部
220b…………………………………………中央部
601……………………………………………冷却装置
701、702、711、712……………摩耗粉の付着領域
801〜804、902〜905……………摩耗粉の付着領域
901……………………………………………高摩擦部
1001…………………………………………スパイラル状の溝部
1002…………………………………………スパイラル状の高摩擦部
1101…………………………………………押圧部材
1301〜1303、1311、1312…摩耗粉の付着領域
Bi………………………………………………給電部材の内側端
Bo………………………………………………給電部材の外側端
Gi………………………………………………溝部の内側端
Go………………………………………………溝部の外側端
1 …………………………………………………… Image forming apparatus 100 …………………………………………… Fixing device 200 …………… …………………………… Fixing belt 201 …………………………………………… Electrode unit 210 ………………………………………… ... Pressing roller 220 ....................................... …………………… Pressure roller 224 …………………………………………… V-shaped groove 231 ... ………………………………………… Power supply member 501 ……………………………………………… Groove 502 with a flat bottom surface …………………… ……………………… Pressure change part 220a ………………………………………… End 220b ………………………………………… Center 601... ...... Cooling devices 701, 702, 11, 712 ... Wear powder adhesion area 801 to 804, 902 to 905 ... ... Wear powder adhesion area 901 ... High friction Part 1001 ………………………………………… Spiral groove 1002 ………………………………………… Spiral high friction part 1101 ……… ……………………………… Pressing members 1301 to 1303, 1311, 1312 ... Wear powder adhesion region Bi ……………………………………………… Inside of the feeding member End Bo ……………………………………………… The outer end Gi of the power feeding member ……………………………………………… The inner end Go of the groove portion ... …………………………………………… Outer edge of groove

Claims (8)

回転軸方向における両端部に設けられた一対の電極部と、前記一対の電極部を介した通電によりジュール発熱する抵抗発熱体層と、を有する無端状の定着ベルトと、
前記回転軸方向における前記定着ベルトの全長に亘って前記定着ベルトに圧接されることによって、定着ニップを形成する加圧ローラーと、
前記一対の電極部より低硬度の炭素材料からなり、前記一対の電極部に給電する一対の給電部材と、を備え、
前記加圧ローラーは、前記給電部材が前記電極部に摺擦して生じる摩耗粉が、前記定着ベルトの通紙領域内へ移動することを抑制する移動抑制部を有しており、
当該移動抑制部は、前記加圧ローラーの回転軸方向から見て、全周に設けられており、
前記加圧ローラーの回転軸方向において、前記移動抑制部の内側端の位置は、前記給電部材の内側端の位置よりも内側にあり、かつ、前記通紙領域外にある
ことを特徴とする定着装置。
An endless fixing belt having a pair of electrode portions provided at both ends in the rotation axis direction, and a resistance heating element layer that generates Joule heat by energization through the pair of electrode portions;
A pressure roller that forms a fixing nip by being pressed against the fixing belt over the entire length of the fixing belt in the rotation axis direction;
Made of a carbon material having a lower hardness than the pair of electrode parts, and a pair of power supply members for supplying power to the pair of electrode parts,
The pressure roller has a movement suppressing portion that suppresses movement of wear powder generated by the power feeding member sliding on the electrode portion into a sheet passing area of the fixing belt,
The movement suppression unit is provided on the entire circumference when viewed from the rotation axis direction of the pressure roller,
In the rotation axis direction of the pressure roller, the position of the inner end of the movement suppressing unit is inside the position of the inner end of the power supply member and is outside the sheet passing area. apparatus.
前記移動抑制部は、前記加圧ローラーを縮径してなる溝部である
ことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
The fixing device according to claim 1, wherein the movement suppressing unit is a groove formed by reducing the diameter of the pressure roller.
前記溝部においては、前記加圧ローラーの回転軸方向における前記溝部の両端部分から中央部分に向かって、前記加圧ローラーの外径が連続的に縮径されている
ことを特徴とする請求項2に記載の定着装置。
The outer diameter of the pressure roller is continuously reduced in diameter from the both end portions of the groove portion in the rotation axis direction of the pressure roller toward the center portion. The fixing device according to 1.
前記移動抑制部は、前記加圧ローラーの外周面のうち前記移動抑制部以外の部分よりも摩擦係数が高い
ことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
The fixing device according to claim 1, wherein the movement suppression unit has a higher coefficient of friction than a portion other than the movement suppression unit on an outer peripheral surface of the pressure roller.
前記移動抑制部は、前記加圧ローラーの外周面がシリコーンゴムまたはフッ素ゴムとなっている部分である
ことを特徴とする請求項4に記載の定着装置。
The fixing device according to claim 4, wherein the movement suppressing unit is a portion in which an outer peripheral surface of the pressure roller is made of silicone rubber or fluorine rubber.
前記移動抑制部は、前記加圧ローラーの回転軸方向において、互いに異なる位置にある2つ以上の部分からなっている
ことを特徴とする請求項1から5の何れかに記載の定着装置。
The fixing device according to claim 1, wherein the movement suppressing unit includes two or more portions that are located at different positions in the rotation axis direction of the pressure roller.
前記定着ベルトまたは前記加圧ローラーの少なくとも一方の外周面の少なくとも一部を送風によって冷却する冷却手段を備え、
前記冷却手段は、前記定着ベルトの回転軸方向において、前記移動抑制部から前記定着ベルトの中央部分へ風が流れないように送風する
ことを特徴とする請求項1から6の何れかに記載の定着装置。
A cooling means for cooling at least a part of the outer peripheral surface of at least one of the fixing belt or the pressure roller by blowing air;
7. The cooling device according to claim 1, wherein the cooling unit blows air so that air does not flow from the movement suppressing unit to a central portion of the fixing belt in a rotation axis direction of the fixing belt. Fixing device.
請求項1から7の何れかに記載の定着装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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