JP2006267900A

JP2006267900A - Fixing device and image forming apparatus

Info

Publication number: JP2006267900A
Application number: JP2005089216A
Authority: JP
Inventors: Seiji Okada; 聖二岡田
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2005-03-25
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2006-10-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device using a heat transfer belt excellent in durability and thermal conductivity and to provide an image forming apparatus having the fixing device. <P>SOLUTION: The fixing device includes: a fixing means for fixing an unfixed toner image held on paper subjected to recording; a pressure means for exerting pressure in conjunctive with the fixing means; an external heating means for heating the unfixed toner image in order to fix the unfixed toner image; and the heat transfer belt heated by the external heating means. The fixing device directly or indirectly heats the unfixed toner image by the heat transfer belt. In such a fixing device, the heat transfer belt has: a release layer 91 formed on the surface of the belt; a base layer 92 formed on the back of it and made of a resin; and a highly thermally conductive layer 93 disposed between the release layer 91 and the base layer 92 and composed by adding thermally conductive filler to a resin. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機やファクシミリ装置等の画像形成装置において、特に未定着トナー像を被記録用紙に加熱定着する定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device that heats and fixes an unfixed toner image on a recording sheet, and an image forming apparatus including the fixing device, in an image forming apparatus such as a copying machine or a facsimile machine.

一般的に、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置においては、未定着トナー像を担持した被記録用紙を、定着装置の加熱ローラと加圧ローラとにより形成されるニップに挟持搬送し、加熱・加圧することにより未定着トナー像を被記録用紙に定着するようにしている。このような定着装置では、加熱ローラの中空間部分に加熱手段を内蔵し、この加熱手段により、加熱ローラと加圧ローラとを圧接して形成したニップ部分を加熱するように構成している。従って、定着装置が所望の定着温度に昇温するのに時間が掛かると言った不都合があった。 In general, in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile, a recording sheet carrying an unfixed toner image is nipped and conveyed to a nip formed by a heating roller and a pressure roller of the fixing device. The unfixed toner image is fixed on the recording paper by heating and pressurizing. In such a fixing device, a heating unit is incorporated in the middle space portion of the heating roller, and the heating unit is configured to heat a nip portion formed by press-contacting the heating roller and the pressure roller. Therefore, there is a disadvantage that it takes time for the fixing device to raise the temperature to a desired fixing temperature.

従来、この対策として、未定着トナー像を定着させる回転可能な定着手段を加熱するために、外部加熱手段を用いたものが提案されている。この外部加熱手段としては、例えば、複数のロールで張架され、定着手段の表面と所定の領域で接触する熱伝達ベルトを用い、この熱伝達ベルトにより、定着手段を外部から加熱するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特許２００４−１９８６５９号公報 Conventionally, as a countermeasure, an apparatus using an external heating means has been proposed to heat a rotatable fixing means for fixing an unfixed toner image. As this external heating means, for example, a heat transfer belt stretched by a plurality of rolls and in contact with the surface of the fixing means in a predetermined area is used, and the fixing means is heated from the outside by this heat transfer belt. There are some (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent No. 2004-198659

ところが、上述の特許文献１の記載のものでは、熱伝達ベルトとして、ニッケル電鋳ベルトにシリコンゴムを被覆したもの、或いはポリイミドにシリコンゴムを被覆したものが用いられている。このため、ニッケル電鋳ベルトにシリコンゴムを被覆したものでは、優れた熱伝導性を示すが、熱容量を備えるために、厚みを厚くすると、ヤング率が高いために可撓性が低くなり、耐久性が悪いと言った問題がある。又、ポリイミドにシリコンゴムを被覆したものでは、熱伝導率の低い樹脂で形成されているために、加熱手段から定着手段への熱移動に温度差が生じ、熱伝導性が悪いと言った問題がある。 However, in the one described in Patent Document 1 described above, a nickel electroformed belt coated with silicon rubber or a polyimide coated silicon rubber is used as the heat transfer belt. For this reason, a nickel electroformed belt coated with silicon rubber exhibits excellent thermal conductivity. However, in order to provide heat capacity, increasing the thickness reduces the flexibility and durability due to the higher Young's modulus. There is a problem that it is bad. In addition, when polyimide is coated with silicon rubber, it is made of a resin with low thermal conductivity, so there is a temperature difference in the heat transfer from the heating means to the fixing means, and the thermal conductivity is poor. There is.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、耐久性、及び熱伝導性に優れた熱伝達ベルトを用いた定着装置、及びこの定着装置を備えた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 to solve the above-described problems, and provides a fixing device using a heat transfer belt excellent in durability and thermal conductivity, and an image forming apparatus including the fixing device. For the purpose.

上記目的を達成するために、本発明では、被記録用紙に担持した未定着トナー像を定着させる定着手段と、定着手段と共同して押圧する加圧手段と、未定着トナー像を定着させるため、当該未定着トナー像を加熱する外部加熱手段と、外部加熱手段によって加熱される無端状の熱伝達ベルトとを備え、未定着トナー像を、熱伝達ベルトにより、直接、又は、間接的に加熱するようにした定着装置において、熱伝達ベルトは、表面に離型層を、裏面に樹脂からなる基層を有し、離型層と基層との間に、樹脂に熱伝導性フィラーを含有して形成した高熱伝導層を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the present invention, a fixing means for fixing an unfixed toner image carried on a recording paper, a pressure means for pressing together with the fixing means, and an unfixed toner image are fixed. And an external heating means for heating the unfixed toner image and an endless heat transfer belt heated by the external heating means, and directly or indirectly heating the unfixed toner image by the heat transfer belt. In the fixing device, the heat transfer belt has a release layer on the front surface and a base layer made of resin on the back surface, and contains a heat conductive filler in the resin between the release layer and the base layer. It has the formed high heat conductive layer, It is characterized by the above-mentioned.

この構成によれば、基層は、樹脂で形成されているため、熱伝達ベルトとしての全体の強度、及び熱容量を備え、該上層となる高熱伝導層は、樹脂に熱伝導性フィラーを含有して形成している。従って、基層から表面の離型層に効率よく熱伝導することができる。この結果、耐久性、及び熱伝導性に優れた熱伝達ベルトを得ることができる。しかも、表面は、離型層で形成されているため、熱伝達ベルトと接触する未定着トナー像を担持した被記録用紙、或いは定着手段等との接触部分の離型性に優れ、かつ、トナーや紙粉等が付着し難いので、都合がよい。 According to this configuration, since the base layer is formed of resin, the base layer has overall strength and heat capacity as a heat transfer belt, and the high heat conductive layer as the upper layer contains a heat conductive filler in the resin. Forming. Therefore, heat can be efficiently conducted from the base layer to the release layer on the surface. As a result, a heat transfer belt excellent in durability and thermal conductivity can be obtained. Moreover, since the surface is formed of a release layer, the toner is excellent in releasability at the contact portion with the recording paper or the fixing means that carries the unfixed toner image that comes into contact with the heat transfer belt, and the toner. This is convenient because it is difficult for dust and paper dust to adhere to it.

ここで、本発明においては、高熱伝導層の熱伝導性フィラーの含有率は、基層側から離型層側に向かって順次増加するように形成したことを特徴とする。この構成によれば、基層側から加熱された熱は、より効率よく高熱伝導層を伝導して、離型層に達し、未定着トナー像を担持した被記録用紙、或いは定着手段をより効率よく加熱することができるので、好ましい。 Here, the present invention is characterized in that the heat conductive filler content of the high heat conductive layer is formed so as to increase sequentially from the base layer side toward the release layer side. According to this configuration, the heat heated from the base layer side is more efficiently conducted through the high thermal conductive layer, reaches the release layer, and the recording sheet carrying the unfixed toner image or the fixing unit is more efficiently performed. This is preferable because it can be heated.

又、本発明においては、離型層は、フッ素樹脂からなり、当該離型層の層圧は、高熱伝導層より薄く形成されていることを特徴とする。この構成によれば、表面のフッ素樹脂からなる離型層は、優れた離型性を備えており、しかも、高熱伝導層よりも薄いので、高熱伝導層を伝導した熱を、より効率よく未定着トナー像を担持した被記録用紙、或いは定着手段に伝導し、より効率よく加熱することができる。更に、熱伝達ベルトにトナーや紙粉等が付着し難いので、好ましい。 In the present invention, the release layer is made of a fluororesin, and the layer pressure of the release layer is thinner than that of the high thermal conductive layer. According to this configuration, the release layer made of the fluororesin on the surface has excellent release properties and is thinner than the high heat conductive layer, so that the heat conducted through the high heat conductive layer is more efficiently determined. It can be conducted to a recording paper carrying a contacted toner image or a fixing means and heated more efficiently. Furthermore, it is preferable because toner, paper powder, and the like are less likely to adhere to the heat transfer belt.

又、本発明においては、基層は、樹脂に熱伝導性フィラーを含有し、当該基層の熱伝導性フィラーの含有率は、高熱伝導層の熱伝導性フィラーの含有率より低いことを特徴とする。この構成によれば、基層の樹脂層にも熱伝導性フィラーを含有しているので、加熱源からの加熱効率がより良くなり、しかも、その含有率は高熱伝導層より低いので、熱伝達ベルトと全体としてのヤング率を増すことなく、十分な強度、及び熱容量を備えることができるので好ましい。 In the present invention, the base layer contains a heat conductive filler in the resin, and the content of the heat conductive filler in the base layer is lower than the content of the heat conductive filler in the high heat conductive layer. . According to this configuration, since the heat conductive filler is also contained in the resin layer of the base layer, the heating efficiency from the heating source is improved, and the content rate is lower than that of the high heat conductive layer. It is preferable because sufficient strength and heat capacity can be provided without increasing the Young's modulus as a whole.

更に、本発明においては、上述したいずれかの構成を有する定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。従って、この構成によれば、上述したいずれかの構成を有する定着装置と同じ作用を奏する画像形成装置を得ることができる。 Furthermore, in the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising a fixing device having any one of the above-described configurations. Therefore, according to this configuration, it is possible to obtain an image forming apparatus that exhibits the same action as the fixing device having any one of the above-described configurations.

本発明の構成によれば、耐久性、及び熱伝導性に優れた熱伝達ベルトを用いた定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置を得ることができる。 According to the configuration of the present invention, it is possible to obtain a fixing device using a heat transfer belt excellent in durability and thermal conductivity, and an image forming apparatus including the fixing device.

（第１実施形態）
以下に、本発明の具体的な第１実施形態について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る定着装置を用いた画像形成装置としての複写機に適用した場合の概略構成を示す概略構成図である。 (First embodiment)
A specific first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a schematic configuration when applied to a copying machine as an image forming apparatus using the fixing device according to the first embodiment of the present invention.

図１に示すように、この画像形成装置である複写機１は、原稿を自動的に画像読取手段２に搬送する原稿搬送手段３と、原稿の画像情報を読取る画像読取手段２と、被記録用紙Ｐに画像読取手段２により読取った画像を形成する画像形成手段４と、後述する定着装置５と、被記録用紙Ｐが収納された給紙手段６と、を備えている。また、被記録用紙Ｐを画像形成手段４、定着装置５を介して排紙部７１に搬送する用紙搬送経路７が形成されている。 As shown in FIG. 1, a copying machine 1, which is an image forming apparatus, includes a document conveying unit 3 that automatically conveys a document to an image reading unit 2, an image reading unit 2 that reads image information of a document, and a recording target. An image forming unit 4 that forms an image read by the image reading unit 2 on a sheet P, a fixing device 5 to be described later, and a sheet feeding unit 6 in which the recording sheet P is stored are provided. Further, a paper transport path 7 is formed for transporting the recording paper P to the paper discharge unit 71 via the image forming unit 4 and the fixing device 5.

画像読取手段２は、周知の通り、原稿搬送手段３から搬送されてきた原稿が、コンタクトガラス上を通過する際、通過する原稿に、露光ランプから光を照射し、反射鏡を介してその反射光をＣＣＤセンサ等からなる光電変換部に導くことにより、原稿の画像情報を流し読み取る。 As is well known, the image reading unit 2 irradiates light from an exposure lamp to an original that has been conveyed from the original conveying unit 3 on the contact glass, and reflects the light through a reflecting mirror. By guiding the light to a photoelectric conversion unit comprising a CCD sensor or the like, the image information of the document is read and read.

原稿搬送手段３は、原稿を載置するための原稿載置台３１と、原稿載置台３１に積載された原稿を給紙する原稿給紙部と、給紙された原稿を搬送するための原稿給紙用搬送路と、読み終えた原稿を、排出する原稿排出部３２等を備えている。 The document conveying means 3 includes a document placing table 31 for placing a document, a document feeding unit that feeds a document loaded on the document placing table 31, and a document feeding unit for transporting the fed document. A paper conveyance path and a document discharge section 32 for discharging the document that has been read are provided.

給紙手段６は、被記録用紙Ｐが収容された複数の給紙カセット６１を備えており、給紙ローラ６２の回転動作により、当該複数の給紙カセット６１のうち選択された給紙カセット６１から被記録用紙Ｐが用紙搬送経路７側に送り出されるように構成されている。この構成により、被記録用紙Ｐが１枚ずつ確実に用紙搬送経路７に給紙される。尚、これら給紙カセット６１は、複写機１に対し、着脱自在となるように構成されている。 The paper feeding means 6 includes a plurality of paper feeding cassettes 61 in which recording paper P is accommodated, and a paper feeding cassette 61 selected from among the plurality of paper feeding cassettes 61 by the rotation operation of the paper feeding roller 62. The recording paper P is sent out to the paper conveyance path 7 side. With this configuration, the recording paper P is reliably fed to the paper transport path 7 one by one. These paper feed cassettes 61 are configured to be detachable from the copying machine 1.

用紙搬送経路７に給紙された被記録用紙Ｐは、この用紙搬送経路７を経由して画像形成手段４に向けて搬送される。この画像形成手段４は、電子写真プロセスによって、被記録用紙Ｐに所定のトナー像を形成するものであり、所定の方向（図中の矢印方向）に回転可能に軸支された像端持体である感光体４１と、この感光体４１の周囲にその回転方向に沿って、帯電装置４２、露光装置４３、現像装置４４、転写装置４５、クリーニング装置４６、及び除電装置４７を備えている。 The recording paper P fed to the paper transport path 7 is transported toward the image forming unit 4 via the paper transport path 7. The image forming means 4 forms a predetermined toner image on the recording paper P by an electrophotographic process, and is an image end holder that is rotatably supported in a predetermined direction (the arrow direction in the figure). And a charging device 42, an exposure device 43, a developing device 44, a transfer device 45, a cleaning device 46, and a charge eliminating device 47 are provided around the photoconductor 41 in the rotation direction.

帯電装置４２は、高電圧が印加される帯電ワイヤを備えており、この帯電ワイヤからのコロナ放電によって感光体４１の表面に所定電位を与えることにより、感光体４１の表面が一様に帯電させられる。そして、露光装置４３により、画像読取手段２によって読み取られた原稿の画像データに基づく光が、感光体４１に照射されることにより、感光体４１の表面電位が選択的に減衰されて、この感光体４１の表面に静電潜像が形成される。次いで、現像装置４４により、静電潜像にトナーが付着し、感光体４１の表面にトナー像が形成され、転写装置４５により、感光体４１の表面のトナー像が、感光体４１と転写装置４５との間に供給された被記録用紙Ｐに転写される。 The charging device 42 includes a charging wire to which a high voltage is applied. By applying a predetermined potential to the surface of the photoconductor 41 by corona discharge from the charging wire, the surface of the photoconductor 41 is uniformly charged. It is done. Then, the exposure device 43 irradiates the photoconductor 41 with light based on the image data of the original read by the image reading unit 2, whereby the surface potential of the photoconductor 41 is selectively attenuated, and this photosensitivity. An electrostatic latent image is formed on the surface of the body 41. Next, toner is attached to the electrostatic latent image by the developing device 44 to form a toner image on the surface of the photoconductor 41, and the toner image on the surface of the photoconductor 41 is transferred from the photoconductor 41 to the transfer device by the transfer device 45. 45 is transferred onto the recording paper P supplied between the two.

トナー像が転写された被記録用紙Ｐは、画像形成手段４から定着装置５に向けて搬送される。この定着装置５は、画像形成手段４の用紙搬送方向の下流側に配置されており、画像形成手段４においてトナー像が転写された被記録用紙Ｐは、後述する定着装置５によって加熱・加圧され、被記録用紙Ｐ上にトナー像が定着される。次いで、画像形成手段４から定着装置５において画像形成がなされた被記録用紙Ｐは、排紙部７１上に排出される。一方、上記転写後、感光体４１の表面に残留しているトナーは、クリーニング装置４６により除去され、感光体４１の表面の残留電荷は、除電装置４７により除去される。そして、感光体４１は帯電装置４２によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われることになる。 The recording paper P to which the toner image is transferred is conveyed from the image forming unit 4 to the fixing device 5. The fixing device 5 is disposed on the downstream side of the image forming unit 4 in the paper conveyance direction, and the recording paper P on which the toner image is transferred by the image forming unit 4 is heated and pressed by the fixing device 5 described later. Then, the toner image is fixed on the recording paper P. Next, the recording paper P on which the image is formed in the fixing device 5 from the image forming unit 4 is discharged onto the paper discharge unit 71. On the other hand, after the transfer, the toner remaining on the surface of the photoconductor 41 is removed by the cleaning device 46, and the residual charge on the surface of the photoconductor 41 is removed by the charge eliminating device 47. The photosensitive member 41 is charged again by the charging device 42, and image formation is performed in the same manner.

次に、本発明の特徴部分にかかる定着装置の具体的構成について、図２及び図３に基づいて説明する。図２は、図１に示す定着装置の概略構成を示す概念図、図３は、図２に示す定着装置の熱伝達ベルトの積層構造を示す拡大断面図である。 Next, a specific configuration of the fixing device according to the characterizing portion of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of the fixing device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a laminated structure of a heat transfer belt of the fixing device shown in FIG.

本実施形態では、被記録用紙に担持した未定着トナー像を、外部加熱手段によって加熱された無端状の熱伝達ベルトにより、間接的に加熱するようにしたものである。即ち、図２に示すように、定着装置５は、被記録用紙Ｐに担持した未定着トナー像を定着させる、例えば、回転軸５３に回転可能に軸支された定着ローラ等からなる定着手段５１と、定着手段５１と共同して押圧・回転する、例えば、回転軸５４に回転可能に軸支された加圧ローラ等からなる加圧手段５２と、定着手段５１を外部から加熱する外部加熱手段８とを備えている。 In this embodiment, an unfixed toner image carried on a recording sheet is indirectly heated by an endless heat transfer belt heated by an external heating unit. That is, as shown in FIG. 2, the fixing device 5 fixes the unfixed toner image carried on the recording paper P, for example, a fixing unit 51 including a fixing roller rotatably supported by the rotation shaft 53. And a pressurizing unit 52 that presses and rotates in cooperation with the fixing unit 51, for example, a pressure roller 52 that is rotatably supported by a rotating shaft 54, and an external heating unit that heats the fixing unit 51 from the outside 8 and.

外部加熱手段８は、相互に間隔をあけて配設された、例えば、２個のベルト支持ローラ８１、８２と、これらベルト支持ローラ８１、８２間に張架された無端状の熱伝達ベルト９と、ヒートローラとして機能するベルト支持ローラ８１の内部に内蔵された、例えば、ハロゲンヒータ等からなる加熱源８３を備えている。そして、熱伝達ベルト９は、定着手段５１の表面であって、当該定着手段５１の外周方向に長さを持った長手方向に亘る帯状領域Ｌに密着するように配設されている。この構成により、定着装置５は、前述したように、未定着トナー像を担持した被記録用紙Ｐを、定着手段５１と加圧手段５２とにより形成されるニップに挟持搬送し、未定着トナー像を被記録用紙Ｐに定着する機能を有している。 The external heating means 8 includes, for example, two belt support rollers 81 and 82 and an endless heat transfer belt 9 that is stretched between the belt support rollers 81 and 82. And a heating source 83 made of, for example, a halogen heater or the like built in a belt support roller 81 that functions as a heat roller. The heat transfer belt 9 is disposed on the surface of the fixing unit 51 so as to be in close contact with the belt-like region L extending in the longitudinal direction having a length in the outer peripheral direction of the fixing unit 51. With this configuration, as described above, the fixing device 5 sandwiches and conveys the recording paper P carrying the unfixed toner image in the nip formed by the fixing unit 51 and the pressure unit 52, and the unfixed toner image Is fixed to the recording paper P.

そして、定着手段５１が、電動モータ５５により図２において、時計方向に回転されると、加圧手段５２は、反時計方向に従動回転される。同時に、ベルト支持ローラ８１は、熱伝達ベルト９を介して定着手段５１により、反時計方向に従動回転され、これに伴って、ベルト支持ローラ８２も熱伝達ベルト９を介して反時計方向に従動回転される。このとき、加熱源８３が通電され、発熱が開始されると、加熱源８３による熱は、ヒートローラであるベルト支持ローラ８１を加熱し、これに伴って、熱伝達ベルト９も加熱される。そして、加熱された熱伝達ベルト９は、定着手段５１と密着する帯状領域Ｌを介して定着手段５１に熱を伝導し、定着手段５１を昇温して、所定の定着温度範囲となるように、加熱源８３が図示しない制御手段により制御される。 When the fixing unit 51 is rotated clockwise in FIG. 2 by the electric motor 55, the pressurizing unit 52 is rotated counterclockwise. At the same time, the belt support roller 81 is rotated counterclockwise by the fixing means 51 via the heat transfer belt 9, and accordingly, the belt support roller 82 is also driven counterclockwise via the heat transfer belt 9. It is rotated. At this time, when the heating source 83 is energized and heat generation is started, the heat from the heating source 83 heats the belt support roller 81 that is a heat roller, and accordingly, the heat transfer belt 9 is also heated. The heated heat transfer belt 9 conducts heat to the fixing unit 51 through the belt-like region L that is in close contact with the fixing unit 51, and the temperature of the fixing unit 51 is increased so as to be in a predetermined fixing temperature range. The heating source 83 is controlled by control means (not shown).

而して、本発明に従い、無端状の熱伝達ベルト９は、図３に示すように、定着手段５１に接する表面に離型層９１を、裏面に樹脂からなる基層９２を有し、離型層９１と基層９２との間に、樹脂に熱伝導性フィラーを含有して形成した高熱伝導層９３を有する。 Thus, according to the present invention, the endless heat transfer belt 9 has a release layer 91 on the surface in contact with the fixing means 51 and a base layer 92 made of resin on the back surface as shown in FIG. Between the layer 91 and the base layer 92, a high thermal conductive layer 93 formed by containing a thermal conductive filler in the resin is provided.

離型層９１としては、例えば、フッ素樹脂を用いることができ、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン樹脂（ＰＦＡ）等が挙げられる。基層９２及び高熱伝導層９３の樹脂としては、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリベンゾオキサゾール、ポリフェニレンサルファイド等の耐熱性樹脂が挙げられる。又、高熱伝導層９３の樹脂に混入する熱伝導フィラーとしては、例えば、銀、銅、アルミニウム、アルミナ、炭化ケイ素、シリカやグラファイト炭素、及びこれら２種類以上の混合物等が挙げられる。このような、多層構造の熱伝達ベルト９を形成するには、例えば、基層９２の上層に、熱伝導性フィラーを含有した樹脂を噴き付け塗装した後、焼成して高熱伝導層９３を形成し、その後、離型層９１を形成するフッ素樹脂を噴き付け塗装するようにすれば良い。 As the release layer 91, for example, a fluororesin can be used, and examples thereof include polytetrafluoroethylene (PTFE) and perfluoroalkoxyalkane resin (PFA). Examples of the resin of the base layer 92 and the high thermal conductive layer 93 include heat-resistant resins such as polyimide, polyamideimide, polybenzimidazole, polybenzoxazole, and polyphenylene sulfide. Examples of the heat conductive filler mixed in the resin of the high heat conductive layer 93 include silver, copper, aluminum, alumina, silicon carbide, silica, graphite carbon, and a mixture of two or more of these. In order to form the heat transfer belt 9 having such a multi-layer structure, for example, a resin containing a heat conductive filler is sprayed onto the upper layer of the base layer 92 and then baked to form the high heat conductive layer 93. Thereafter, the fluororesin forming the release layer 91 may be sprayed and applied.

ここで、離型層９１は、フッ素樹脂を用い、当該離型層９１の層圧を、高熱伝導層９３より薄く形成するのが好ましい。このように構成によれば、表面のフッ素樹脂からなる離型層９１は、優れた離型性を備えており、しかも、高熱伝導層９３よりも薄いので、高熱伝導層９３を伝導した熱を、より効率よく定着手段５１に伝導し、より効率よく加熱することができる。更に、トナーや紙粉等が付着し難いので、好ましい。 Here, the release layer 91 is preferably made of a fluororesin, and the layer pressure of the release layer 91 is made thinner than that of the high thermal conductive layer 93. According to this configuration, the release layer 91 made of a fluororesin on the surface has excellent release properties and is thinner than the high thermal conductive layer 93, so that the heat conducted through the high thermal conductive layer 93 can be reduced. Therefore, the heat can be more efficiently conducted to the fixing means 51 and heated more efficiently. Furthermore, it is preferable because toner, paper powder, and the like are difficult to adhere.

又、基層９２は、樹脂に熱伝導性フィラーを含有し、当該基層９２の熱伝導性フィラーの含有率を、高熱伝導層９３の熱伝導性フィラーの含有率（例えば、２０％〜４０％）より低くなるように形成しても良い。このように構成によれば、基層９２の樹脂にも熱伝導性フィラーを含有しているので、加熱源８３からの加熱効率が良くなり、しかも、その含有率は高熱伝導層９３より低いので、熱伝達ベルト９全体としてのヤング率を増すことなく、十分な強度、及び熱容量を備えることができるので好ましい。 Further, the base layer 92 contains a heat conductive filler in the resin, and the content of the heat conductive filler in the base layer 92 is set to the content of the heat conductive filler in the high heat conductive layer 93 (for example, 20% to 40%). You may form so that it may become lower. According to this configuration, since the resin of the base layer 92 also contains the heat conductive filler, the heating efficiency from the heating source 83 is improved, and the content is lower than that of the high heat conductive layer 93. This is preferable because sufficient strength and heat capacity can be provided without increasing the Young's modulus of the heat transfer belt 9 as a whole.

以上の構成によれば、基層９２は、樹脂で形成されているため、熱伝達ベルト９としての全体の強度、及び熱容量を備え、該上層となる高熱伝導層９３は、樹脂に熱伝導性フィラーを含有して形成している。従って、基層９２から表面の離型層９１に効率よく熱伝導することができる。この結果、耐久性、及び熱伝導性に優れた熱伝達ベルトを得ることができる。しかも、表面は、離型層９１で形成されているため、熱伝達ベルト９と接触する定着手段５１との接触部分の離型性に優れ、かつ、トナーや紙粉等が付着し難いので、好ましい。 According to the above configuration, since the base layer 92 is made of resin, the base layer 92 has the entire strength and heat capacity as the heat transfer belt 9, and the high heat conductive layer 93 as an upper layer is a heat conductive filler in the resin. It contains and is formed. Therefore, heat can be efficiently conducted from the base layer 92 to the release layer 91 on the surface. As a result, a heat transfer belt excellent in durability and thermal conductivity can be obtained. In addition, since the surface is formed of the release layer 91, it is excellent in the releasability of the contact portion with the fixing means 51 that comes into contact with the heat transfer belt 9, and it is difficult for toner, paper powder, etc. to adhere to it. preferable.

（実施例）
以下、本発明に従い、図３に示すように離型層９１と基層９２との間に、樹脂に熱伝導性フィラーを含有して高熱伝導層９３を形成した多層構造の無端状の熱伝達ベルト９を用いた実験例に基づいて、本発明の優れた効果を説明する。なお、比較のため、高熱伝導層９３を形成していない熱伝達ベルト９を用いた比較例を併記した。 (Example)
In the following, according to the present invention, as shown in FIG. 3, an endless heat transfer belt having a multilayer structure in which a heat conductive filler is contained in a resin and a high heat conductive layer 93 is formed between a release layer 91 and a base layer 92. Based on the experimental example using 9, the excellent effect of the present invention will be described. For comparison, a comparative example using the heat transfer belt 9 in which the high heat conductive layer 93 is not formed is also shown.

（実験例１）
ポリイミド樹脂に、熱伝導性フィラーとしてグラファイトフィラーを２０％含有した厚さ６５μｍの基層９２の上層に、ポリイミド樹脂に、熱伝導性フィラーとしてアルミニウムフィラーを４０％含有した厚さ６５μｍの高熱伝導層９３を、その上層に離型層９１として、厚さ１５μｍのＰＴＦＥを形成した熱伝達ベルト９を用いた。 (Experimental example 1)
A 65 μm thick highly heat conductive layer 93 containing polyimide resin and 40% aluminum filler as a heat conductive filler is formed on the upper layer of a 65 μm thick base layer 92 containing 20% graphite filler as a heat conductive filler. The heat transfer belt 9 in which PTFE having a thickness of 15 μm was formed as a release layer 91 on the upper layer was used.

（比較例１）
ポリイミド樹脂からなる厚さ１３０μｍの樹脂層の上層に、離型層として、厚さ１５μｍのＰＴＦＥを形成した熱伝達ベルトを用いた。 (Comparative Example 1)
A heat transfer belt in which PTFE having a thickness of 15 μm was formed as a release layer on a resin layer having a thickness of 130 μm made of polyimide resin was used.

上述した熱伝達ベルト９を用い、図２に示すような定着装置５を製作し、外部加熱手段８のＡ点と、定着手段５１のＢ点の温度を温度センサにより測定した。その温度差を表１に示す。同表には、熱伝達ベルトの熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）も併せて掲載した。 A fixing device 5 as shown in FIG. 2 was manufactured by using the heat transfer belt 9 described above, and the temperatures of the point A of the external heating unit 8 and the point B of the fixing unit 51 were measured by temperature sensors. The temperature difference is shown in Table 1. The table also shows the thermal conductivity (W / m · K) of the heat transfer belt.

実験例１と、比較例１との対比により、本発明に従い、離型層９１と基層９２との間に、樹脂に熱伝導性フィラーを含有して高熱伝導層９３を形成した多層構造の熱伝達ベルト９を用いた実験例１では、外部加熱手段８から定着手段５１への温度差を、比較例１に比べ約３０％縮めることができ、効率良く熱移動し、熱伝導性が極めて優れていることが認められた。

In comparison with Experimental Example 1 and Comparative Example 1, in accordance with the present invention, a heat having a multilayer structure in which a high thermal conductive layer 93 is formed between the release layer 91 and the base layer 92 by containing a thermal conductive filler in the resin. In Experimental Example 1 using the transmission belt 9, the temperature difference from the external heating means 8 to the fixing means 51 can be reduced by about 30% compared to Comparative Example 1, and the heat transfer is efficiently performed, and the thermal conductivity is extremely excellent. It was recognized that

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４及び図５を参照しながら説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係る定着装置の概略構成を示す概念図、図５は、図４に示す定着装置の熱伝達ベルトの積層構造を示す拡大断面図である。なお、図４及び図５において、上述した図１乃至図３と同じ符号を付した部分は、略同一のものを示すため、ここでは詳細な説明は省略する。以下、上述した実施形態との相違点を中心に説明する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of a fixing device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a laminated structure of heat transfer belts of the fixing device shown in FIG. 4 and FIG. 5, the portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 described above are substantially the same, and thus detailed description thereof is omitted here. Hereinafter, the difference from the above-described embodiment will be mainly described.

本実施形態では、外部加熱手段によって加熱され、回転駆動される無端状の熱伝達ベルトを定着用のベルトとして用い、この熱伝達ベルトにより、被記録用紙に担持した未定着トナー像を、直接加熱するようにしたものである。即ち、図４に示すように、定着装置５は、被記録用紙Ｐに担持した未定着トナー像を定着させる無端状の熱伝達ベルト９を有する定着手段５１と、加圧手段５２と、定着手段５１を外部から加熱する外部加熱手段８とを備えている。 In this embodiment, an endless heat transfer belt heated and rotated by an external heating unit is used as a fixing belt, and an unfixed toner image carried on a recording paper is directly heated by the heat transfer belt. It is what you do. That is, as shown in FIG. 4, the fixing device 5 includes a fixing unit 51 having an endless heat transfer belt 9 for fixing an unfixed toner image carried on the recording paper P, a pressure unit 52, and a fixing unit. And an external heating means 8 for heating 51 from the outside.

定着手段５１は、定着用のベルトとして機能する熱伝達ベルト９と、この熱伝達ベルト９を被記録用紙Ｐに押圧する、例えば、回転軸５３に回転可能に軸支された定着ローラ５１１等を備えている。熱伝達ベルト９は、定着ローラ５１１と、支持ローラ８５との間に張架され、外部加熱手段８により加熱されるとともに、定着ローラ５１１と加圧手段５２との間に挟まれて循環走行される。 The fixing unit 51 includes a heat transfer belt 9 that functions as a fixing belt, and a fixing roller 511 that presses the heat transfer belt 9 against the recording paper P, for example, is rotatably supported by a rotation shaft 53. I have. The heat transfer belt 9 is stretched between the fixing roller 511 and the support roller 85, heated by the external heating unit 8, and sandwiched between the fixing roller 511 and the pressure unit 52 and circulated. The

外部加熱手段８は、無端状の熱伝達ベルト９を加熱するように、熱伝達ベルト９の循環走行の内側、例えば、支持ローラ８５の内部空間に配設された、例えば、ハロゲンヒータ等からなる加熱源８３を備えている。この構成により、定着装置５は、前述したように、未定着トナー像を担持した被記録用紙Ｐを、定着手段５１の熱伝達ベルト９と、加圧手段５２とにより形成されるニップに挟持搬送し、未定着トナー像を被記録用紙Ｐに定着する機能を有している。 The external heating means 8 is composed of, for example, a halogen heater or the like disposed inside the circulating travel of the heat transfer belt 9, for example, in the internal space of the support roller 85 so as to heat the endless heat transfer belt 9. A heating source 83 is provided. With this configuration, as described above, the fixing device 5 sandwiches and conveys the recording paper P carrying the unfixed toner image in the nip formed by the heat transfer belt 9 of the fixing unit 51 and the pressing unit 52. And has a function of fixing the unfixed toner image onto the recording paper P.

そして、定着ローラ５１１が、電動モータ（不図示）により図４において、時計方向に回転されると、加圧手段５２は、反時計方向に従動回転される。同時に、熱伝達ベルト９も時計方向に従動回転される。このとき、加熱源８３が通電され、発熱が開始されると、熱伝達ベルト９は、加熱されて昇温し、所定の定着温度範囲となるように、加熱源８３は、図示しない制御手段により制御される。 When the fixing roller 511 is rotated clockwise in FIG. 4 by an electric motor (not shown), the pressure unit 52 is driven and rotated counterclockwise. At the same time, the heat transfer belt 9 is also rotated in the clockwise direction. At this time, when the heat source 83 is energized and heat generation is started, the heat transfer belt 9 is heated to increase the temperature, and the heat source 83 is controlled by a control means (not shown) so that the temperature becomes a predetermined fixing temperature range. Be controlled.

而して、本発明に従い、無端状の熱伝達ベルト９は、図４に示すように、被記録用紙Ｐに接する表面に離型層９１を、裏面に樹脂からなる基層９２を有し、離型層９１と基層９２との間に、樹脂に熱伝導性フィラーを含有して形成した高熱伝導層９３を有する。そして、高熱伝導層９３の熱伝導性フィラーの含有率は、基層９２側から離型層９１側に向かって順次増加するように形成されている。例えば、基層９２側の第１層目９３１の熱伝導性フィラーの含有率を２０％とし、第２層目９３２、第３層目９３３、第４層目９３４の熱伝導性フィラーの含有率を、順次２５％、３０％、３５％とし、第５層目９３５の熱伝導性フィラーの含有率を４０％とする。 Thus, according to the present invention, the endless heat transfer belt 9 has a release layer 91 on the surface in contact with the recording paper P and a base layer 92 made of resin on the back surface, as shown in FIG. Between the mold layer 91 and the base layer 92, a high thermal conductive layer 93 formed by containing a thermal conductive filler in a resin is provided. And the content rate of the heat conductive filler of the high heat conductive layer 93 is formed so that it may increase sequentially toward the mold release layer 91 side from the base layer 92 side. For example, the content of the heat conductive filler in the first layer 931 on the base layer 92 side is 20%, and the content of the heat conductive filler in the second layer 932, the third layer 933, and the fourth layer 934 is Then, 25%, 30%, and 35% are sequentially set, and the content of the heat conductive filler of the fifth layer 935 is set to 40%.

以上の構成による本実施形態によれば、前述した実施形態と同様、基層９２は、樹脂で形成されているため、熱伝達ベルト９としての全体の強度、及び熱容量を備え、該上層となる高熱伝導層９３は、樹脂に熱伝導性フィラーを含有して形成している。従って、基層９２から表面の離型層９１に効率よく熱伝導することができる。この結果、耐久性、及び熱伝導性に優れた熱伝達ベルトを得ることができる。しかも、表面は、離型層９１で形成されているため、熱伝達ベルト９と接触する未定着トナー像を担持した被記録用紙Ｐとの接触部分の離型性に優れ、かつ、トナーや紙粉等が付着し難いので、好ましい。又、基層９２側から加熱された熱は、基層９２側から離型層９１に向けて順次、熱伝導性フィラーの含有率を増加した高熱伝導層９３を介して、より効率よく伝導して、離型層９１に達し、未定着トナー像を担持した被記録用紙Ｐを効率よく加熱することができるので、好ましい。 According to the present embodiment having the above-described configuration, since the base layer 92 is formed of a resin as in the above-described embodiment, the base layer 92 has the overall strength and heat capacity as the heat transfer belt 9 and is a high heat layer serving as the upper layer. The conductive layer 93 is formed by containing a heat conductive filler in a resin. Therefore, heat can be efficiently conducted from the base layer 92 to the release layer 91 on the surface. As a result, a heat transfer belt excellent in durability and thermal conductivity can be obtained. In addition, since the surface is formed by the release layer 91, it is excellent in releasability at the contact portion with the recording paper P carrying the unfixed toner image in contact with the heat transfer belt 9, and toner or paper It is preferable because powder or the like hardly adheres. Further, the heat heated from the base layer 92 side is conducted more efficiently through the high heat conductive layer 93 in which the content of the heat conductive filler is sequentially increased from the base layer 92 side to the release layer 91. The recording paper P that reaches the release layer 91 and carries the unfixed toner image can be efficiently heated, which is preferable.

なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施可能である。
例えば、上述した実施形態では、複写機を例に挙げて説明したが、本発明は、例えばファクシミリ装置や、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能及びファクシミリ機能等の各種機能を兼ね備えた複合機等に対しても適用可能である。 The above-described embodiment is a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the copying machine has been described as an example. However, the present invention can be applied to, for example, a facsimile machine or a multifunction machine having various functions such as a copying function, a printer function, a scanner function, and a facsimile function. It can also be applied to.

また、上述した実施形態では、ドラム状の感光体４１を使用しているが、感光体４１の形状には限定はなく、上述したドラム状以外の公知の形状を用いることができる。例えば、シート状、ベルト状、ウェブ状等の形状が挙げられる。 In the above-described embodiment, the drum-shaped photoconductor 41 is used. However, the shape of the photoconductor 41 is not limited, and a known shape other than the above-described drum shape can be used. Examples of the shape include a sheet shape, a belt shape, and a web shape.

本発明の活用例としては、被記録用紙に担持した未定着トナー像を、加熱定着させる定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置が挙げられる。 Examples of use of the present invention include a fixing device that heat-fixes an unfixed toner image carried on a recording paper, and an image forming apparatus including the fixing device.

本発明の第１実施形態に係る定着装置を用いた画像形成装置としての複写機に適用した場合の概略構成を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating a schematic configuration when applied to a copying machine as an image forming apparatus using a fixing device according to a first embodiment of the present invention. 図１に示す定着装置の概略構成を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a schematic configuration of the fixing device illustrated in FIG. 1. 図２に示す定着装置の熱伝達ベルトの積層構造を示す拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a laminated structure of a heat transfer belt of the fixing device shown in FIG. 2. 本発明の第２実施形態に係る定着装置の概略構成を示す概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a schematic configuration of a fixing device according to a second embodiment of the present invention. 図４に示す定着装置の熱伝達ベルトの積層構造を示す拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a laminated structure of a heat transfer belt of the fixing device shown in FIG. 4.

符号の説明Explanation of symbols

Ｐ…被記録用紙、１…画像形成装置、５…定着装置、８…外部加熱手段、９…熱伝達ベルト、５１…定着手段、５２…加圧手段、９１…離型層、９２…基層、９３…高熱伝導層 P: recording paper, 1 ... image forming apparatus, 5 ... fixing device, 8 ... external heating means, 9 ... heat transfer belt, 51 ... fixing means, 52 ... pressure means, 91 ... release layer, 92 ... base layer, 93 ... High thermal conductive layer

Claims

被記録用紙に担持した未定着トナー像を定着させる定着手段と、前記定着手段と共同して押圧する加圧手段と、前記未定着トナー像を定着させるため、当該未定着トナー像を加熱する外部加熱手段と、前記外部加熱手段によって加熱される無端状の熱伝達ベルトとを備え、前記未定着トナー像を、前記熱伝達ベルトにより、直接、又は、間接的に加熱するようにした定着装置において、
前記熱伝達ベルトは、表面に離型層を、裏面に樹脂からなる基層を有し、前記離型層と前記基層との間に、樹脂に熱伝導性フィラーを含有して形成した高熱伝導層を有することを特徴とする定着装置。 A fixing unit for fixing an unfixed toner image carried on a recording paper; a pressure unit for pressing together with the fixing unit; and an external unit for heating the unfixed toner image to fix the unfixed toner image. In a fixing device comprising a heating unit and an endless heat transfer belt heated by the external heating unit, wherein the unfixed toner image is directly or indirectly heated by the heat transfer belt. ,
The heat transfer belt has a release layer on the front surface and a base layer made of resin on the back surface, and a high heat conductive layer formed between the release layer and the base layer by containing a heat conductive filler in the resin. And a fixing device.

前記高熱伝導層の熱伝導性フィラーの含有率は、前記基層側から前記離型層側に向かって順次増加するように形成した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 content of the heat conductive filler in the high heat conductive layer is formed so as to sequentially increase from the base layer side toward the release layer side.

前記離型層は、フッ素樹脂からなり、当該離型層の層圧は、前記高熱伝導層より薄く形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein the release layer is made of a fluororesin, and a layer pressure of the release layer is formed to be thinner than that of the high thermal conductive layer.

前記基層は、樹脂に熱伝導性フィラーを含有し、当該基層の前記熱伝導性フィラーの含有率は、前記高熱伝導層の熱伝導性フィラーの含有率より低いことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の定着装置。 The base layer contains a heat conductive filler in a resin, and the content of the heat conductive filler in the base layer is lower than the content of the heat conductive filler in the high heat conductive layer. The fixing device according to claim 3.

請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の定着装置を備えてい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.