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技術 定着装置及び画像形成装置

出願人 富士ゼロックス株式会社
発明者 新居田恭弘
出願日 2016年3月4日 (4年8ヶ月経過) 出願番号 2016-042300
公開日 2017年9月7日 (3年2ヶ月経過) 公開番号 2017-156691
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における定着
主要キーワード 蓄熱板 汎用電源 円柱棒 トルク測定器 円筒ロール 繊維強化金属 圧力パッド 円筒状ロール
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年9月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

磁性板遮蔽板との間の隙間が封止されていない場合と比較して、ベルト部材駆動トルクの上昇を抑制する定着装置及び画像形成装置を提供する。

解決手段

本実施形態に係る定着装置は、磁界を発生するIHヒータ72と、前記磁界の電磁誘導により発熱する、回転可能な定着ベルト62と、定着ベルト62の内側に配置され、定着ベルト62に対向配置される加圧ロール63に向けて定着ベルト62を押圧する圧力パッド64と、定着ベルト62の内周面に塗布される潤滑剤と、定着ベルト62の内側に配置され、IHヒータ72にて発生した磁界の磁路を形成する磁性板66と、磁性板66が定着ベルト部材62と対向する面と反対側に設けられ、磁束の漏えいを抑制する遮蔽板67と、磁性板66と遮蔽板67との間の隙間を封止する封止剤69と、を有する。

概要

背景

電子写真方式を用いた複写機プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体感光体ドラム)を帯電し、この感光体ドラムを画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体ドラム上に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーによって可視像トナー像)とし、このトナー像を感光体ドラム上から用紙等の記録媒体転写した後、定着装置によってこのトナー像を記録媒体に定着している。

定着装置としては、例えば、磁界を発生する磁界発生手段と、前記磁界の電磁誘導により発熱する、回転可能なベルト部材と、ベルト部材と対向配置される回転部材と、ベルト部材の内側に配置され、磁界発生手段にて発生した磁界の磁路を形成する磁性板と、磁性板の内側に設けられ、磁束の漏えいを抑制する遮蔽板と、を備える定着装置が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。

一般的に、定着装置は、ベルト部材の内側に配置され、回転部材に向けてベルト部材を押圧する押圧部材と、押圧部材とベルト部材との摩擦力緩和するために、ベルト部材の内周面に塗布される潤滑剤と、を備える。

ここで、ベルト部材の内側に配置されている磁性板と遮蔽板との間の隙間に潤滑剤が入り込むと、回転するベルト部材の駆動トルクが上昇する場合がある。

概要

磁性板と遮蔽板との間の隙間が封止されていない場合と比較して、ベルト部材の駆動トルクの上昇を抑制する定着装置及び画像形成装置を提供する。本実施形態に係る定着装置は、磁界を発生するIHヒータ72と、前記磁界の電磁誘導により発熱する、回転可能な定着ベルト62と、定着ベルト62の内側に配置され、定着ベルト62に対向配置される加圧ロール63に向けて定着ベルト62を押圧する圧力パッド64と、定着ベルト62の内周面に塗布される潤滑剤と、定着ベルト62の内側に配置され、IHヒータ72にて発生した磁界の磁路を形成する磁性板66と、磁性板66が定着ベルト部材62と対向する面と反対側に設けられ、磁束の漏えいを抑制する遮蔽板67と、磁性板66と遮蔽板67との間の隙間を封止する封止剤69と、を有する。

目的

本発明の目的は、磁性板と遮蔽板との間の隙間が封止されていない場合と比較して、ベルト部材の駆動トルクの上昇を抑制する定着装置及び画像形成装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

磁界を発生する磁界発生手段と、前記磁界の電磁誘導により発熱する、回転可能なベルト部材と、前記ベルト部材の内側に配置され、前記ベルト部材に対向配置される回転部材に向けて前記ベルト部材を押圧する押圧部材と、前記ベルト部材の内周面に塗布される潤滑剤と、前記ベルト部材の内側に配置され、前記磁界発生手段にて発生した磁界の磁路を形成する磁性板と、前記磁性板が前記ベルト部材と対向する面と反対側に設けられ、磁束の漏えいを抑制する遮蔽板と、前記磁性板と前記遮蔽板との間の隙間を封止する封止剤と、を有することを特徴とする定着装置

請求項2

像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像を現像剤により現像しトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体転写する転写手段と、前記トナー像を前記記録媒体に定着する請求項1に記載の定着装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置

技術分野

0001

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

背景技術

0002

電子写真方式を用いた複写機プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体感光体ドラム)を帯電し、この感光体ドラムを画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体ドラム上に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーによって可視像トナー像)とし、このトナー像を感光体ドラム上から用紙等の記録媒体転写した後、定着装置によってこのトナー像を記録媒体に定着している。

0003

定着装置としては、例えば、磁界を発生する磁界発生手段と、前記磁界の電磁誘導により発熱する、回転可能なベルト部材と、ベルト部材と対向配置される回転部材と、ベルト部材の内側に配置され、磁界発生手段にて発生した磁界の磁路を形成する磁性板と、磁性板の内側に設けられ、磁束の漏えいを抑制する遮蔽板と、を備える定着装置が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。

0004

一般的に、定着装置は、ベルト部材の内側に配置され、回転部材に向けてベルト部材を押圧する押圧部材と、押圧部材とベルト部材との摩擦力緩和するために、ベルト部材の内周面に塗布される潤滑剤と、を備える。

0005

ここで、ベルト部材の内側に配置されている磁性板と遮蔽板との間の隙間に潤滑剤が入り込むと、回転するベルト部材の駆動トルクが上昇する場合がある。

先行技術

0006

特開2014−056184号公報
特開2013−205454号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本発明の目的は、磁性板と遮蔽板との間の隙間が封止されていない場合と比較して、ベルト部材の駆動トルクの上昇を抑制する定着装置及び画像形成装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0008

請求項1に係る発明は、磁界を発生する磁界発生手段と、前記磁界の電磁誘導により発熱する、回転可能なベルト部材と、前記ベルト部材の内側に配置され、前記ベルト部材に対向配置される回転部材に向けて前記ベルト部材を押圧する押圧部材と、前記ベルト部材の内周面に塗布される潤滑剤と、前記ベルト部材の内側に配置され、前記磁界発生手段にて発生した磁界の磁路を形成する磁性板と、前記磁性板が前記ベルト部材と対向する面と反対側に設けられ、磁束の漏えいを抑制する遮蔽板と、前記磁性板と前記遮蔽板との間の隙間を封止する封止剤と、を有する定着装置である。

0009

請求項2に係る発明は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像を現像剤により現像しトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナー像を前記記録媒体に定着する請求項1に記載の定着装置と、を備える画像形成装置である。

発明の効果

0010

請求項1に係る発明によれば、磁性板と遮蔽板との間の隙間が封止されていない場合と比較して、ベルト部材の駆動トルクの上昇が抑制される定着装置が提供される。

0011

請求項2に係る発明によれば、磁性板と遮蔽板との間に形成される隙間が封止されていない場合と比較して、ベルト部材の駆動トルクの上昇が抑制される定着装置を備える画像形成装置が提供される。

図面の簡単な説明

0012

本実施形態に係る定着装置を備える画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
本実施形態に係る定着装置の構成の一例を示す模式断面図である。
図2に示す定着ベルトのX部を拡大した模式断面図である。

0013

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

0014

図1は、本実施形態に係る定着装置を備える画像形成装置の一例を示す概略構成図である。図1に示す画像形成装置100は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置である。図1に示す画像形成装置100は、電子写真方式により各色成分(イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(B))のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kと、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kにより形成された各色成分トナー像中間転写ベルト15に順次転写一次転写)させる一次転写部10と、中間転写ベルト15上に転写された重畳トナー像を記録媒体(記録紙)Pに一括転写二次転写)させる二次転写部20と、二次転写された画像を記録媒体P上に定着させる定着装置60と、を備えている。また、各装置(各部)の動作を制御する制御部40を有している。

0015

本実施形態において、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kには、矢印A方向に回転する感光体ドラム11の周囲に、これらの感光体ドラム11を帯電する帯電器12と、感光体ドラム11上に静電潜像を書込むレーザ露光器13(図1中、露光ビームを符号Bmで示す)と、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム11上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器14と、感光体ドラム11上に形成された各色成分トナー像を一次転写部10にて中間転写ベルト15に転写する一次転写ロール16と、感光体ドラム11上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ17等の電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、中間転写ベルト15の上流側から、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の順に、略直線状に配置されている。

0016

中間転写体である中間転写ベルト15は、例えば、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂カーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトエンドレスベルト)で構成されている。そして、中間転写ベルト15の体積抵抗率は、例えば、106Ωcm以上1014Ωcm以下となるように形成されており、その厚さは、例えば、0.1mm程度に構成されている。中間転写ベルト15は、各種ロールによって、図1に示すB方向に予め定めた速度で循環駆動回転駆動)されている。本実施形態では、各種ロールとして、定速性に優れたモーター(図示せず)等により駆動されて中間転写ベルト15を回転させる駆動ロール31と、各感光体ドラム11の配列方向に沿って延びる中間転写ベルト15を支持する支持ロール32と、中間転写ベルト15に対して張力を与えると共に中間転写ベルト15の蛇行等を防止する補正ロールとして機能するテンションロール33と、二次転写部20に設けられるバックアップロール25と、中間転写ベルト15上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール34と、を有している。

0017

本実施形態では、一次転写部10は、中間転写ベルト15を挟んで感光体ドラム11に対向して配置される一次転写ロール16により構成されている。一次転写ロール16は、例えば、シャフト(不図示)と、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層(不図示)とで構成されている。シャフトは、例えば、鉄、SUS等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は、例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合したアクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)とスチレンブタジエンゴムSBR)とエチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)とのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が例えば107Ωcm以上109Ωcm以下のスポンジ状の円筒ロールである。そして、一次転写ロール16は、中間転写ベルト15を挟んで感光体ドラム11に圧接して配置され、さらに一次転写ロール16には、トナーの帯電極性マイナス極性とする。以下同様。)と逆極性電圧一次転写バイアス)が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム11上のトナー像が中間転写ベルト15に順次、静電吸引され、中間転写ベルト15上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。

0018

本実施形態では、二次転写部20は、中間転写ベルト15のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール22と、バックアップロール25とによって構成される。バックアップロール25は、表面が例えばカーボン等を分散したEPDMゴムとNBRのブレンドゴムのチューブ、内部は例えばEPDMゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率は、例えば、107Ω/□以上1010Ω/□以下となるように形成され、硬度は、例えば70°(アスカーC:高分子計器社製、以下同様)に設定されている。このバックアップロール25は、中間転写ベルト15の裏面側に配置されて二次転写ロール22の対向電極をなし、二次転写バイアスを印加する金属製等の給電ロール26が接触配置されている。

0019

本実施形態では、二次転写ロール22は、例えば、シャフト(不図示)と、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層(不図示)とで構成されている。シャフトは、例えば、鉄、SUS等の金属等で構成された円柱状等の棒である。スポンジ層は、例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合したNBRとSBRとEPDMとのブレンドゴム等で形成され、体積抵抗率が107Ωcm以上109Ωcm以下のスポンジ状等の円筒状等のロールである。そして、二次転写ロール22は、中間転写ベルト15を挟んでバックアップロール25に圧接して配置され、さらに二次転写ロール22は接地されてバックアップロール25との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部20に搬送される記録媒体P上にトナー像が二次転写される。

0020

また、本実施形態では、中間転写ベルト15の二次転写部20の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト15上の残留トナーや紙粉等を除去し、中間転写ベルト15の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ35が接離自在に設けられている。また、本実施形態では、イエローの画像形成ユニット1Yの上流側に、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kにおける画像形成タイミングをとるための基準信号を発生する基準センサホームポジションセンサ)42が配設されている。また、黒の画像形成ユニット1Kの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ43が配設されている。この基準センサ42は、中間転写ベルト15の裏側に設けられたマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部40からの指示により、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは画像形成を開始するように構成されている。

0021

さらに、本実施形態の画像形成装置100では、用紙搬送系として、例えば、記録媒体Pを収容する用紙トレイ50と、この用紙トレイ50に集積された記録媒体Pを取り出して搬送するピックアップロール51と、ピックアップロール51により繰り出された記録媒体Pを搬送する搬送ロール52と、搬送ロール52により搬送された記録媒体Pを二次転写部20へと送り込む搬送シュート53と、二次転写ロール22により二次転写された後に搬送される記録媒体Pを定着装置60へと搬送する搬送ベルト55と、記録媒体Pを定着装置60に導く定着入口ガイド56と、を備えている。

0022

次に、本実施の形態に係る画像形成装置100の基本的な作像プロセスについて説明する。

0023

図1に示すような画像形成装置100では、画像読取装置(IIT)(図示せず)やパーソナルコンピュータ(PC)(図示せず)等から出力される画像データは、画像処理装置(IPS)(図示せず)により画像処理が施された後、画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって作像作業が実行される。具体的には、IPSでは、入力された反射率データに対して、シェーディング補正位置ズレ補正明度色空間変換ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。そして、画像処理が施された画像データは、Y,M,C,Kの4色の色材階調データに変換され、レーザ露光器13に出力される。

0024

レーザ露光器13では、入力された色材階調データに応じて、例えば、半導体レーザから出射された露光ビームBmを画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの各々の感光体ドラム11に照射する。画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの各感光体ドラム11では、帯電器12によって表面が帯電された後、このレーザ露光器13によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって、Y、M、C、Kの各色のトナー像として現像される。画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの感光体ドラム11上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム11と中間転写ベルト15とが接触する一次転写部10において、中間転写ベルト15上に転写される。より具体的には、一次転写部10において、一次転写ロール16により、中間転写ベルト15の基材に対し、トナーの帯電極性(マイナス極性)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が付加され、トナー像を中間転写ベルト15の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。

0025

トナー像が中間転写ベルト15の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト15は移動してトナー像が二次転写部20に搬送される。トナー像が二次転写部20に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部20に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール51が回転し、用紙トレイ50から予め定めたサイズの用紙である記録媒体Pが供給される。ピックアップロール51により供給された記録媒体Pは、搬送ロール52により搬送され、搬送シュート53を経て二次転写部20に到達する。この二次転写部20に到達する前に、記録媒体Pは一旦停止され、トナー像が保持された中間転写ベルト15の移動タイミングに合わせてレジストロール(図示せず)が回転することで、記録媒体Pの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。

0026

二次転写部20では、中間転写ベルト15を介して、二次転写ロール22がバックアップロール25に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された記録媒体Pは、中間転写ベルト15と二次転写ロール22との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール26からトナーの帯電極性(マイナス極性)と同極性の電圧(二次転写バイアス)が印加されると、二次転写ロール22とバックアップロール25との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト15上に保持された未定着トナー像は、二次転写ロール22及びバックアップロール25によって押圧される二次転写部20にて、記録媒体P上に一括して静電転写される。

0027

その後、トナー像が静電転写された記録媒体Pは、二次転写ロール22によって中間転写ベルト15から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール22の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト55へと搬送される。搬送ベルト55により、定着装置60における最適な搬送速度に合わせて、記録媒体Pが定着装置60まで搬送される。定着装置60に搬送された記録媒体P上の未定着トナー像は、後述するように、定着装置60によって熱および圧力で定着処理を受けることで記録媒体P上に定着される。そして定着画像が形成された記録媒体Pは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部に搬送される。

0028

一方、記録媒体Pへの転写が終了した後、中間転写ベルト15上に残った残留トナー等は、中間転写ベルト15の回転に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール34および中間転写ベルトクリーナ35によって中間転写ベルト15上から除去される。

0029

図2は、本実施形態に係る定着装置の構成の一例を示す模式断面図である。図2に示す定着装置60は、磁界を発生する磁界発生手段の一例としてのIH(Induction Heating)ヒータ72と、IHヒータ72による電磁誘導により発熱する、回転可能な定着部材の一例としての定着ベルト62、定着ベルト62に対向するように配置される回転部材の一例としての加圧ロール63と、を備えている。

0030

IHヒータ72は、励磁回路721と、励磁コイル722と、磁心723と、シールド724とを有する。励磁回路721は、定められた周波数交流電流を励磁コイル722に供給する。この周波数は、例えば、一般的な汎用電源により生成される交流電流の周波数であり、例えば20kHz以上100kHz以下の周波数である。励磁コイル722は、例えば相互に絶縁された銅線材束ねリッツ線が、楕円形状または長方形状等の中空きの閉ループ状に巻かれて形成されているコイルである。励磁コイル722に励磁回路721から上記の交流電流が供給されることにより、励磁コイル722の周囲には、上記のリッツ線を中心とする交流磁界が生成される。上記の電流量が大きいほど、生成される交流磁界の強度が大きくなる。

0031

磁心723は、例えば焼成フェライトフェライト樹脂パーマロイ感温磁性合金等を材料に形成された円弧形状の強磁性体である。これらの材料は、透磁率が比較的高い酸化物合金材質である。磁心723は、励磁コイル722の周囲に生成された交流磁界の磁力線(磁束)を内部に誘導し、磁心723から定着ベルト62を透過して磁心723に戻る磁力線の通路(磁路)を形成する。磁心723が磁路を形成することにより、上記の交流磁界の磁力線が、定着ベルト62のうち磁心723と対向する部分に集中することになる。シールド724は、外部への磁束の漏洩を抑制する。

0032

定着ベルト62は、対向配置された加圧ロール63と接触して、ニップ領域R1を形成している。ニップ領域R1には、記録媒体Pが搬送路B1を通って搬送されてくる。定着ベルト62は、不図示の回転機構により、矢印で示す回転方向A5に回転する。加圧ロール63は、回転する定着ベルト62により駆動力が与えられて、矢印で示す回転方向A4に回転する。加圧ロール63及び定着ベルト62がこれらの方向に回転することで、ニップ領域R1まで搬送された記録媒体Pは、この領域を通過して、再び搬送路B1を搬送される。

0033

図3は、図2に示す定着ベルトのX部を拡大した模式断面図である。定着ベルト62は、例えば、基材層621と、発熱層622と、弾性層623と、離型層624とを有する円筒状の無端ベルトである。

0034

基材層621は、IHヒータ72にて発生した磁界を通過させる物性(比透磁率固有抵抗)を持った材質、厚さで形成される。基材層621は、交流磁界の作用により発熱しない、または発熱層622よりも発熱しにくくなっている。基材層621は、例えば、厚さ30μm以上200μm以下の非磁性ステンレススチール等の非磁性金属や、厚さ60μm以上200μm以下の樹脂材料等を用いて形成されている。

0035

発熱層622は、IHヒータ72にて発生した交流磁界の電磁誘導で発熱する層である。発熱層622の厚さ方向に、IHヒータ72からの交流磁界が貫通すると、電磁誘導が生じて発熱層622の内部に渦電流が流れる。発熱層622は、この渦電流が流れることにより熱を発生する。以下では、このように交流磁界における電磁誘導により発熱層622を有する定着ベルト62が熱を発する、すなわち加熱されることを、「電磁誘導加熱」という。発熱層622を構成する材料としては、例えば、Au、AgまたはCu等の非磁性金属やこれらの金属合金等が挙げられる。発熱層622の厚さは、例えば、2μm以上20μm以下の範囲が好ましい。発熱層622の固有抵抗は、例えば、2.7×10−8Ω・m以下であることが好ましい。

0036

弾性層623の材質は、耐熱性熱伝導性絶縁性等の点から、例えば、フッ素樹脂シリコーン樹脂シリコーンゴムフッ素ゴム等が好ましい。弾性層623の厚さは、例えば、10μm以上500μm以下の範囲が好ましい。離型層624の材質は、離型性、耐熱性の観点等から、例えば、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(PFA)、ポリテトラフルオロエチレンPTFE)等のフッ素樹脂等が挙げられる。離型層624の厚さは、例えば20μm以上100μm以下の範囲が好ましい。

0037

加圧ロール63は、例えば、中実状のコア円筒状芯金)と、コアの周囲に配置される弾性体層と、弾性体層の周囲に配置される離型層と、を備える円筒状ロールである。なお、コアの両端部は、例えば、不図示の軸受け部材によって回転自在に支持されていると共に、コアの両端部に配置されたコイルバネ等の付勢部材により定着ベルト62に対して予め定められた圧力で接触している。コアの材質は、例えば、鉄、アルミニウム、SUS、銅等の金属または合金セラミックス繊維強化金属FRM)等が挙げられる。弾性体層の材質は、例えば、硬度(JIS−A:JIS−KA型試験機により測定される硬度)が15°以上60°以下のゴムエラストマー発泡状の樹脂等が挙げられる。弾性体層の厚さは、例えば、2mm以上20mm以下の範囲が好ましい。離型層の材質は、例えば、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(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂、シリコーンゴム等が挙げられる。離型層は、帯電防止性を付与する目的等で、例えば、カーボンブラック、グラファイト金属粉末等の導電性を有する粉末を配合していても良く、また、耐摩耗性を向上する目的等で、例えば、酸化チタン酸化鉄酸化アルミニウム等の無機化合物の粉末を配合していてもよい。離型層の厚さは、例えば、10μm以上200μm以下の範囲が好ましい。

0038

また、図2に示す定着装置60は、定着ベルト62の内側に配置され、加圧ロール63に向けて定着ベルト62を押圧する押圧部材の一例としての圧力パッド64と、IHヒータ72にて発生した磁界を誘導して磁路を形成する磁性板66、磁束の漏洩を抑制する遮蔽板67と、定着ベルト62の内面に塗布される潤滑剤と、を備えている。

0039

図2に示す圧力パッド64は、定着ベルト62の内側においてホルダ65に取り付けられている。そして、圧力パッド64は、定着ベルト62を介して加圧ロール63に押圧される状態で配置され、定着ベルト62と加圧ロール63との間に、記録媒体Pが通過するニップ領域R1を形成している。圧力パッド64の材質は、例えば、PES樹脂ポリエーテルサルフォン)、PPS樹脂ポリフェニレンサルファイド)等の樹脂材料、鉄、アルミニウム等の金属等が挙げられる。ホルダ65は、軸方向に延びる棒状部材であり、例えば、ガラス混入PPS(ポリフェニレンサルファイド)等の耐熱性樹脂や、Au、Ag、Cu等の非磁性金属等により形成されている。なお、圧力パッド64と定着ベルト62との間には、シート状の摺動部材を設置してもよい。

0040

定着ベルト62の内面に塗布される潤滑剤により、例えば、回転する定着ベルト62と圧力パッド64(又は摺動部材)との間の摩擦力が緩和される。潤滑剤としては、例えばシリコーンオイルパラフィンオイルフッ素オイル、その他固形物質液体とを混合させた合成潤滑油グリースワックス等が挙げられる。

0041

図2に示す磁性板66は、定着ベルト62の内周面に沿って円弧状に形成されており、軸方向に沿って延びている。磁性板66の端部は、ホルダ65に取り付けられた支持部材68に固定され、定着ベルト62の内側に配置されている。固定方法は、ねじ止め等による固定方法に限られず、はめ込み等による自由度を持たせた固定方法等であってもよい。磁性板66は、定着ベルト62の内周面と接触していてもよいし、定着ベルト62の内周面とは予め定められた大きさの間隔(例えば、0.5mm以上1.5mm以下)を開けて配置されていてもよい。定着ベルト62と磁性板66との間に間隔を設けた方が、定着ベルト62と磁性板66とが接触している場合に比べて、定着ベルト62の熱が磁性板66に流入することが抑制され、ウォームアップタイムが短縮される。

0042

磁性板66の材質は、キュリー点を有する感温磁性合金等が挙げられ、例えば、Ni−Fe系、Ni−Cr−Fe系の整磁合金等が挙げられる。キュリー点は、定着ベルト62の設定温度以上、定着ベルト62の耐熱温度以下の範囲であることが望ましく、例えば、170℃以上250℃以下の範囲であることが好ましく、190℃以上230℃以下であることがより好ましい。

0043

磁性板66は、例えば、キュリー点を下回る温度において強磁性体であるため、IHヒータ72にて発生し、定着ベルト62の一部を透過した磁束は、磁性板66の形状に沿ってその内部を通過し、IHヒータ72に戻る磁路を形成する。こうして形成された磁路により、定着ベルト62のうち、二点鎖線の矢印で示す範囲Yに位置する部分において電磁誘導が生じて、この範囲Yに熱が発生する。一方、キュリー点以上の温度において、磁性板66は非磁性体となるため、IHヒータ72にて発生し、定着ベルト62の一部を透過した磁束は、磁性板66を通過し、遮蔽板67に到達する磁路を形成する。この場合、定着ベルト62を透過する磁束密度は、キュリー点を下回る温度の場合と比較して低下するため、定着ベルト62の発熱量も小さくなる。

0044

図2に示す遮蔽板67は、磁性板66が定着ベルト62と対向する面と反対側(磁性板66の内周面側)に配置され、IHヒータ72にて発生する磁束の漏えいを抑制する(磁束がホルダ65や圧力パッド64側に漏えいすることを抑制する)。遮蔽板67の端部は、ホルダ65に取り付けられた支持部材68に固定されている。固定方法は、ねじ止め等による固定方法に限られず、はめ込み等による自由度を持たせた固定方法等であってもよい。図2に示す遮蔽板67は、磁性板66の内周面に沿って円弧状に形成されているが、遮蔽板67の形状はこれに限定されるものではない。また、遮蔽板67は、アルミニウム等の非磁性体で構成されていれば、その材質は特に制限されるものではない。

0045

磁性板66と遮蔽板67との間には封止剤69が設けられている。図2に示す定着装置60では、遮蔽板67の外周縁全体に封止剤69を塗布し、封止剤69上に磁性板66を配置することで、磁性板66と遮蔽板67との間に形成される隙間を封止剤69により封止している。また、遮蔽板67の面全体に封止剤69を塗布し、塗布した封止剤69上に磁性板66を配置したり、遮蔽板67等に注入口を設け、当該注入口から遮蔽板67と磁性板66との間の空間全体に封止剤69を充填したりして、磁性板66と遮蔽板67との間に形成される隙間を封止剤69により封止してもよい。また、遮蔽板67とホルダ65との間に封止剤を設け、遮蔽板67とホルダ65との間に形成される隙間を封止してもよい。

0046

図での説明は省略するが、本実施形態の定着装置60には、磁性板66と遮蔽板67との間に、グラファイト、炭素繊維等の炭素材料等で構成された拡散板や、アルミニウム等の非磁性体で構成された蓄熱板が設置されてもよい。通常、拡散板は、磁性板66の内周面に沿って円弧状に形成され、磁性板66の内周面上に配置され、蓄熱板は、拡散板の内周面に沿って円弧状に形成され、拡散板の内周面上に配置される。蓄熱板は、例えば定着ベルト62や磁性板66で発生した熱を蓄えるものであり、定着ベルト62や磁性板66に比べて熱容量が大きいことが好ましい。また、拡散板は、例えば磁性板66と蓄熱板との間の熱の授受を仲介するものであり、磁性板66や蓄熱板より熱伝導率が高いことが好ましい。

0047

このように、磁性板66と遮蔽板67との間に、蓄熱板や拡散板を設置した定着装置においては、磁性板66、蓄熱板、拡散板及び遮蔽板67の側面或いはこれらの外周縁等に封止剤を塗布(配置)し、磁性板66と遮蔽板67との間の隙間(例えば、磁性板と拡散層との間、拡散層と蓄熱層との間、蓄熱層と遮蔽板との間の隙間)を封止剤により封止する。

0048

封止剤69は、紫外線硬化樹脂熱硬化樹脂等が挙げられ、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、エチレン−メタクリル酸共重合体α-オレフィン樹脂、メラミン樹脂、等が挙げられ、耐熱性の点で、シリコーン樹脂が好ましい。具体的な封止剤69として、例えば、ヘンケル社製の5920、信越化学工業社製のKE−3418、セメダイン社製の8060PRO、スリボンド社製の5211等が挙げられる。

0049

定着装置60の動作においては、定着ベルト62が図示しない駆動モータに連結されて矢印A5方向に回転し、この回転に従動して加圧ロール63は矢印A4方向に回転する。そして記録媒体Pが、搬送路B1を通って、定着ベルト62と加圧ロール63との間に形成されたニップ領域R1に搬送される。そして、記録媒体Pがニップ領域R1を通過した際に、ニップ領域R1に作用する圧力、IHヒータ72により電磁誘導加熱された定着ベルト62から供給される熱等が記録媒体Pに加えられ、未定着トナー像が記録媒体Pに定着される。定着後の記録媒体Pは、ニップ領域R1を通過後、搬送路B1を通って、定着装置60から排出される。定着処理の際には、定着ベルト62の内周面に塗布された潤滑剤により、例えば、回転する定着ベルト62と圧力パッド64との摩擦力が緩和される。

0050

ここで、磁性板66と遮蔽板67との間の隙間が封止剤69により封止されていないと、定着装置の長期使用において、定着ベルト62の内周面に塗布された潤滑剤が、磁性板66と遮蔽板67との間の隙間に侵入し、定着ベルト62の内周面上の潤滑剤量が減少する場合がある。その結果、定着ベルト62と圧力パッド64との摩擦力が増加して、定着ベルト62の駆動トルクが上昇する虞があった。しかし、本実施形態では、磁性板66と遮蔽板67との間の隙間が封止剤69により封止されているため、磁性板66と遮蔽板67との間の隙間に潤滑剤が入り込むことが抑制される。その結果、定着ベルト62の内周面上の潤滑剤量の減少等が抑制され、定着ベルト62の駆動トルクの上昇が抑えられると考えられる。

0051

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

0052

(実施例1)
実施例1では、図2に示す定着装置を用いて試験を行った。定着装置の具体的構成は以下の通りである。

0053

<定着ベルト>
外径30.5mm、厚み60μmのポリイミド基材上に、10μmのニッケル層、10μmの銅層、1μmのニッケル層を積層した発熱層を設け、発熱層上に、厚さ200μmの液状硬化シリコーンゴムゴム硬度33度:JIS−A)で構成された弾性層を設け、弾性層上に、厚さ30μmの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チューブで構成された離型層を被覆したものを定着ベルトとして用いた。発熱層と弾性層との間、弾性層と離型層との間には、シランカップリング剤による接着層を設けた。定着ベルトの表面温度は、定着ベルト内面に当接した状態で配置された感温素子である温度センサ及び温度コントローラーにより制御した。

0054

<潤滑剤>
上記定着ベルトの内周面に塗布する潤滑剤として信越化学工業社製のX−22−9446を用いた。

0055

<加圧ロール>
φ18の鉄製の中実ロールをコアとし、その上に接着層を介して5mmのシリコーンゴムスポンジ層で構成される弾性層を設け、その上に接着層を介して、50μmのカーボンブラックを配合した導電性PFAチューブで構成される離型層を設けたものを加圧ロールとして用いた。

0056

<磁性板及び遮蔽板>
定着ベルトの内周面に沿った円弧形状(厚み0.15mm)の鉄−ニッケル合金板を磁性板として用いた。また、磁性板の内周面に沿った円弧形状(厚み1mm)のアルミニウム板を遮蔽板として用いた。

0057

<封止剤>
信越化学工業社製のKE−3418を封止剤として用いた。上記封止剤を上記遮蔽板の外周縁全体に塗布し、その上に磁性板を被せ、磁性板と遮蔽板との間の隙間を封止剤により封止した。

0058

<圧力パッド>
PPSにガラスファイバーを40%配合した材料をNIP幅に相当する7mm幅成形したものを圧力パッドとして用いた。圧力パッドを定着ベルト内周面に設置し、定着ベルトを介して加圧ロールに対し、合計35kgfの荷重をかけてNIP部を形成した。

0059

(実施例2)
実施例1で用いた磁性板を円弧形状(厚み0.3mm)の鉄−ニッケル合金板とした。また、ヘンケル社製の5920を封止剤として用いた。上記封止剤を上記遮蔽板の外周縁全体に塗布し、その上に磁性板を被せ、磁性板と遮蔽板との間の隙間を封止剤により封止した。それ以外の構成は、実施例1と同様である。

0060

(実施例3)
信越化学工業社製のKE−3418を封止剤として用いたこと以外は、実施例2と同様である。

0061

(実施例4)
セメダイン社製の8060PROを封止剤として用いたこと以外は、実施例2と同様である。

0062

(実施例5)
スリーボンド社製の5211を封止剤として用いたこと以外は、実施例2と同様である。

0063

(比較例)
封止剤を用いないこと、すなわち、磁性板と遮蔽板との間の隙間を封止剤により封止しなかったこと以外は、実施例2と同様である。

0064

<駆動トルクの評価>
実施例1〜5及び比較例の定着装置を稼働させ、普通紙を出力する前と普通紙を40万枚出力した後の定着ベルトの駆動トルクを計測した。駆動トルクは、定着ベルトを回転させる軸にトルク測定器(TORQUE DETECTOR:ONO SOKKICo.LTD社製)を設置し、当該トルク測定機のトルクメータにより測定した。駆動トルクの評価を以下の条件で行い、その結果を表1にまとめた。また、試験後、定着装置を分解し、磁性板と遮蔽板との間に潤滑剤が侵入しているかを目視により確認し、その結果も表1にまとめた。
○:出力前と普通紙40万枚出力後の駆動トルクの差が0.5Nm以下であった。
△:出力前と普通紙40枚出力後の駆動トルクの差が0.5Nm超1.2Nm未満であった。
×:出力前と普通紙200,000枚出力後の駆動トルクの差が1.2Nm以上であった。

0065

実施例

0066

磁性板と遮蔽板との間の隙間を封止剤により封止した実施例1〜5の定着装置は、磁性板と遮蔽板との間の隙間を封止剤により封止しなかった比較例1の定着装置と比較して、定着ベルトの駆動トルクの上昇が抑制された。また、試験後、実施例1〜5の定着装置は、磁性板と遮蔽板との間に潤滑剤が侵入していなかったが、比較例の定着装置は、磁性板と遮蔽板との間に潤滑剤が侵入していた。

0067

1Y,1M,1C,1K画像形成ユニット、10一次転写部、11感光体ドラム、12帯電器、13レーザ露光器、14現像器、15中間転写ベルト、16一次転写ロール、17ドラムクリーナ、20二次転写部、22二次転写ロール、25バックアップロール、26給電ロール、31駆動ロール、32支持ロール、33テンションロール、34クリーニングバックアップロール、35中間転写ベルトクリーナ、40 制御部、42基準センサ、43画像濃度センサ、50用紙トレイ、51ピックアップロール、52搬送ロール、53搬送シュート、55搬送ベルト、56定着入口ガイド、60定着装置、62定着ベルト、63加圧ロール、64圧力パッド、65ホルダ、66磁性板、67遮蔽板、68支持部材、69封止剤、72 IHヒータ、100画像形成装置、621基材層、622発熱層、623弾性層、624離型層、721励磁回路、722励磁コイル、723磁心、724シールド。

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