JP3437375B2 - Heat fixing device - Google Patents
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Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、電子写真
方式・静電記録方式などの作像プロセスを採用した画像
形成装置において、作像プロセス部で記録材(転写材・
印字用紙・感光紙・静電記録紙など)に、転写方式ある
いは直接方式で、形成・担持させた目的の画像情報の未
定着トナー像を、固着像として熱定着・処理する加熱定
着装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording material (transfer material, transfer material, transfer material) in an image forming process unit in an image forming apparatus adopting an image forming process such as an electrophotographic method and an electrostatic recording method.
Related to a heat fixing device for thermally fixing and processing as a fixed image an unfixed toner image of intended image information formed and carried on a transfer paper or a direct recording paper (photosensitive paper, electrostatic recording paper, etc.) Is.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、加熱定着装置としては、熱ローラ
方式やフィルム加熱方式の装置が広く用いられている。
特に、スタンバイ時に加熱定着装置に電力を供給せず、
消費電力を極力、低く抑えた方法、詳しくは、ヒータ部
と加圧ローラとの間に、フィルムを介して、記録材上の
トナー像を定着する、所謂、フィルム加熱方式による加
熱定着方法が、例えば、特開昭63−313182号公
報、特開平2−157878号公報、特開平4−440
75号公報、特開平4−204980号公報などに提案
されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a heat fixing device, a heat roller type device or a film heating type device has been widely used.
In particular, do not supply power to the heat fixing device during standby,
A method of suppressing the power consumption as low as possible, more specifically, a so-called film heating method for fixing a toner image on a recording material via a film between a heater unit and a pressure roller is a heat fixing method. For example, JP-A-63-313182, JP-A-2-157878, and JP-A-4-440.
No. 75, Japanese Patent Laid-Open No. 4-204980, and the like.
【0003】この方式の加熱定着装置の要部の概要は、
図9に示されている。すなわち、上述の加熱定着装置
は、ステイホルダー(支持体)42に固定・支持させた
加熱部材(加熱体、以下、ヒータと記す)41に耐熱性
の薄肉フィルム(以下、定着フィルムと記す)43を摺
接し、対向する弾性加圧ローラ50と共に、記録材Pを
挟んで、加圧手段(図示せず)により、加圧するよう
に、所定のニップ幅のニップ部(定着ニップ部)Nを形
成させたものである。The outline of the main part of this type of heat fixing device is as follows.
It is shown in FIG. That is, in the heat fixing device described above, a heat-resistant thin film (hereinafter, referred to as a fixing film) 43 is attached to a heating member (heater, hereinafter, referred to as a heater) 41 fixed and supported by a stay holder (support) 42. A recording material P is sandwiched together with the opposing elastic pressure roller 50, and a nip portion (fixing nip portion) N having a predetermined nip width is formed so as to be pressed by a pressing means (not shown). It was made.
【0004】ここでは、ヒータ41に通電することによ
り、定着フィルム43は、所定の温度に加熱・調整され
る。定着フィルム43は、適宜の駆動手段(図示せず)
で、あるいは、上述の加圧ローラ50の回転力により、
定着ニップ部Nにおいて、ヒータ41面に密着・摺動し
つつ、矢印aの方向に搬送移動されるもので、その形状
は、円筒状あるいはエンドレスベルト状であり、もしく
は、長いロール巻きの有端ウエブ状の部材で構成されて
いる。Here, by energizing the heater 41, the fixing film 43 is heated and adjusted to a predetermined temperature. The fixing film 43 is an appropriate driving means (not shown).
Or by the rotating force of the pressure roller 50 described above,
In the fixing nip portion N, it is conveyed and moved in the direction of the arrow a while closely adhering to and sliding on the surface of the heater 41, and its shape is a cylindrical shape or an endless belt shape, or an end of a long roll winding. It is composed of a web-shaped member.
【0005】この加熱定着装置では、ヒータ41を所定
の温度に加熱・調整させ、定着フィルム43を、矢印a
の方向に搬送・移動させた状態において、定着ニップ部
Nにおいて、定着フィルム43と加圧ローラ50との間
に、被加熱材としての未定着トナー像tを形成・担持さ
せた記録材Pを導入すると、記録材Pは、定着フィルム
43の面に密着して、該定着フィルム43と一緒に、定
着ニップ部Nを通過するが、その間、加圧ローラ50に
て挟持され、搬送される。In this heat fixing device, the heater 41 is heated and adjusted to a predetermined temperature, and the fixing film 43 is moved to the arrow a.
In the fixing nip portion N, the recording material P on which an unfixed toner image t as a heated material is formed and carried is held between the fixing film 43 and the pressure roller 50 in the state of being conveyed and moved in the direction of. When introduced, the recording material P comes into close contact with the surface of the fixing film 43 and passes through the fixing nip portion N together with the fixing film 43, but during that time, the recording material P is nipped by the pressure roller 50 and conveyed.
【0006】この定着ニップ部Nにおいて、記録材P、
トナー像tが、ヒータ41により、定着フィルム43を
介して、加熱されて、記録材P上でトナー像tが定着さ
れる。そして、定着ニップ部Nを通った記録材の部分
は、定着フィルム43の面から剥離して、所要の箇所に
搬送される。In the fixing nip portion N, the recording material P,
The toner image t is heated by the heater 41 via the fixing film 43, and the toner image t is fixed on the recording material P. Then, the portion of the recording material that has passed through the fixing nip portion N is peeled off from the surface of the fixing film 43 and is conveyed to a required location.
【0007】加熱部材としてのヒータ41には、一般
に、セラミックヒータが使用される。例えば、アルミナ
などの、電気絶縁性・良熱伝導性・低熱容量のセラミッ
ク基板41aの面(定着フィルム43と対面する側の
面)に、基板の長手方向(図面に垂直の方向)に沿っ
て、銀パラジューム:(Ag/Pb)・Ta2 Nなど
の、通電発熱抵抗層41bを、スクリーン印刷などの手
段で、形成していて、さらに、その発熱抵抗層41bの
形成面を、薄肉のガラス保護層41cで覆っている。A ceramic heater is generally used as the heater 41 as a heating member. For example, along the longitudinal direction (direction perpendicular to the drawing) of the surface of the ceramic substrate 41a (a surface facing the fixing film 43) of electric insulation, good thermal conductivity, and low heat capacity, such as alumina, along the longitudinal direction of the substrate. , Silver palladium: (Ag / Pb) .Ta 2 N, etc., the current-generating heating resistance layer 41b is formed by means of screen printing or the like, and the surface on which the heating resistance layer 41b is formed is made of thin glass. It is covered with a protective layer 41c.
【0008】このセラミックヒータ41は、通電発熱抵
抗層41bに通電され、発熱することにより、セラミッ
ク基板41a、ガラス保護層41cを含む、ヒータ全体
が急速に昇温する構造である。そして、このヒータ41
の昇温が、ヒータ背面に設置された温度検知手段44に
より検知され、通電制御部(図示せず)へとフィードバ
ックされる。通電制御部では、温度検知手段44で検知
されるヒータ温度が所要の温度(定着温度)に維持され
るように、通電発熱抵抗層41bに対する給電を制御す
る。すなわち、ヒータ41は所定の定着温度に加熱、調
整調されるのである。The ceramic heater 41 has a structure in which the entire heater, including the ceramic substrate 41a and the glass protective layer 41c, rapidly heats up by being energized by the energization heating resistance layer 41b to generate heat. And this heater 41
The temperature rise is detected by the temperature detecting means 44 installed on the back surface of the heater and fed back to the energization controller (not shown). The energization control unit controls power supply to the energization heating resistance layer 41b so that the heater temperature detected by the temperature detection unit 44 is maintained at a required temperature (fixing temperature). That is, the heater 41 is heated and adjusted to a predetermined fixing temperature.
【0009】定着フィルム43は、定着ニップ部Nにお
いて、ヒータ41の熱を、被加熱材としての記録材P
に、効率よく与えるため、その厚みを20〜70μm
と、かなり薄くしている。この定着フィルム43の構成
を、図10を用いて説明する。定着フィルム43は、フ
ィルム基層43a、導電性プライマー層43b、離型性
層43cの3層で構成されており、フィルム基層43a
側がヒータ側であり、離型性層43cが加圧ローラ側で
ある。In the fixing nip portion N, the fixing film 43 applies heat from the heater 41 to the recording material P as a material to be heated.
In order to efficiently give the
And, it is quite thin. The structure of the fixing film 43 will be described with reference to FIG. The fixing film 43 is composed of three layers of a film base layer 43a, a conductive primer layer 43b, and a release layer 43c.
The side is the heater side, and the release layer 43c is the pressure roller side.
【0010】フィルム基層43aは、絶縁性の高いポリ
イミド、ポリアミドイミド、PEEKなどであり、耐熱
性、高弾性を有しており、その厚みを15〜60μm程
度に形成してある。また、このフィルム基層43aによ
り、定着フィルム43全体の引裂強度などの機械的強度
を保っている。The film base layer 43a is made of highly insulating polyimide, polyamideimide, PEEK or the like, has heat resistance and high elasticity, and has a thickness of about 15 to 60 μm. In addition, the film base layer 43a maintains mechanical strength such as tear strength of the entire fixing film 43.
【0011】導電性プライマー層43bは、厚みが2〜
6μm程度の薄い層で形成されている。また、離型性層
43cは、定着フィルム43に対するトナーオフセット
防止層であり、被覆効果を得るために、離型性の良好
な、PFA、PTFE、FEPなどのフッ素樹脂を、厚
みが5〜10μm程度に形成してある。The conductive primer layer 43b has a thickness of 2 to
It is formed of a thin layer of about 6 μm. Further, the releasable layer 43c is a toner offset preventing layer for the fixing film 43, and in order to obtain a covering effect, a fluororesin such as PFA, PTFE, FEP or the like having a good releasability is used in a thickness of 5 to 10 μm. It is formed to some extent.
【0012】ここで、定着フィルム43の熱的特性を支
配しているのは、厚みの最も厚いフィルム基層43aで
あり、この層の熱伝導性は、特に、記録材上のトナー像
の定着性能に大きく寄与している。このため、フィルム
基層43aに、チッ化ホウ素(BN)、チッ化アルミ
(AlN)、チッ化ケイ素(SiN)、あるいは、アル
ミナ(Al2 O3 )などの、熱伝導性が高いフィラーを
混入することにより、ヒータ41の熱を、定着ニップ内
の記録材に、より効率よく、与えることが可能になる。
なお、フィルム基層中に混入するフィラーの形状として
は、針状、球形、鱗片状などが挙げられるが、フィルム
基層43aに対して、体積比で5〜35%程度を混入す
るのがよい。特に、画像形成装置が、記録材を高速で搬
送する機械では、熱伝導性の高いフィラーを使うか、も
しくは、混入するフィラー量を多くするほど、定着性能
を高めることができる。Here, the thermal characteristics of the fixing film 43 are governed by the film base layer 43a having the largest thickness, and the thermal conductivity of this layer is particularly the fixing performance of the toner image on the recording material. Greatly contributes to For this reason, a filler having high thermal conductivity such as boron nitride (BN), aluminum nitride (AlN), silicon nitride (SiN), or alumina (Al 2 O 3 ) is mixed in the film base layer 43a. This makes it possible to more efficiently apply the heat of the heater 41 to the recording material in the fixing nip.
The shape of the filler mixed in the film base layer may be needle-like, spherical, scale-like, or the like, but it is preferable to mix the film base layer 43a with about 5 to 35% by volume. In particular, in a machine in which an image forming apparatus conveys a recording material at a high speed, the fixing performance can be improved by using a filler having high thermal conductivity or increasing the amount of filler mixed.
【0013】定着フィルム43を全体的に絶縁性のもの
にした場合には、画像形成装置の転写部で電荷が与えら
れた記録材が、定着ニップ部Nを通過することにより、
定着フィルム43および加圧ローラ50の表面電位が上
昇し、チャージアップを引き起こす。このため、定着フ
ィルム43と加圧ローラ50との間に、かなりの電界が
発生して、定着フィルム43に対して、トナーオフセッ
トが発生することがある。When the fixing film 43 is made entirely insulative, the recording material charged in the transfer portion of the image forming apparatus passes through the fixing nip portion N,
The surface potentials of the fixing film 43 and the pressure roller 50 rise, causing charge-up. Therefore, a considerable electric field may be generated between the fixing film 43 and the pressure roller 50, and toner offset may occur on the fixing film 43.
【0014】そこで、これを避けるために、上記のよう
に、定着フィルム43の中間層であるプライマー層43
bにカーボンブラックを混入するなどして、該プライマ
ー層の導電化を行っている。さらに、この導電性プライ
マー層43bを、電気的にアースに落としている。これ
により、定着フィルム43のチャージアップを防ぎ、ト
ナーオフセットの発生を防止しているのである。Therefore, in order to avoid this, as described above, the primer layer 43, which is an intermediate layer of the fixing film 43, is used.
The primer layer is made conductive by mixing carbon black into b. Further, the conductive primer layer 43b is electrically grounded. This prevents the fixing film 43 from being charged up and prevents toner offset.
【0015】また、ステイホルダー42は、例えば、耐
熱性プラスチック製の部材より形成され、ヒータ41を
保持するとともに、定着フィルム43の搬送ガイドも兼
ねている。従って、定着フィルム43との摺動性を高め
るために、定着フィルム43とヒータ41やステイホル
ダー42の外周面との間に、耐熱性の高いグリースなど
を介在させてある。The stay holder 42 is made of, for example, a heat-resistant plastic member, holds the heater 41, and also serves as a conveyance guide for the fixing film 43. Therefore, in order to improve the slidability with the fixing film 43, grease having high heat resistance is interposed between the fixing film 43 and the outer peripheral surface of the heater 41 or the stay holder 42.
【0016】記録材Pの幅方向に関して、定着フィルム
43の端部と、ステイホルダー42とでは、ステイホル
ダー42に嵌め込まれたフランジ(図示せず)により、
定着フィルム43の位置を規制している。特に、定着ニ
ップ部Nを形成するための、ステイホルダー42と加圧
ローラ50との間での加圧力に、上記幅方向(即ち、定
着フィルムやステイホルダーの長手方向)について偏り
がある場合、定着フィルム43は、その一方の端部に寄
せられる力を受けるため、ステイホルダー42の長手方
向の片方の端部にあるフランジによって、定着フィルム
43の動きを規制している。With respect to the width direction of the recording material P, at the end portion of the fixing film 43 and the stay holder 42, a flange (not shown) fitted in the stay holder 42 is used.
The position of the fixing film 43 is regulated. In particular, when the pressure applied between the stay holder 42 and the pressure roller 50 for forming the fixing nip portion N is uneven in the width direction (that is, the longitudinal direction of the fixing film and the stay holder), Since the fixing film 43 receives a force that is brought toward one end thereof, the movement of the fixing film 43 is restricted by the flange at one end of the stay holder 42 in the longitudinal direction.
【0017】このような、定着用の薄い定着フィルム4
3を用いた、フィルム加熱方式の加熱定着装置において
は、加熱部材としてのセラミックヒータ41の高い剛性
のため、弾性層51を有している加圧ローラ50が、こ
れに圧接させた上述のヒータ41の扁平下面に倣って、
その圧接部で扁平になっており、所定長の定着ニップ部
Nを形成しており、この定着ニップ部Nのみを加熱する
ことで、クイックスタートの加熱、定着を実現してい
る。また、画像形成装置の高速化に伴い、定着フィルム
43の熱伝導性を高めるために、多量の、高熱伝導性の
フィラーを混入している。Such a thin fixing film 4 for fixing
In the film heating type heat fixing device using No. 3, the pressure roller 50 having the elastic layer 51 is pressed against the above-mentioned heater due to the high rigidity of the ceramic heater 41 as a heating member. Following the flat bottom surface of 41,
The pressure contact portion is flat and forms a fixing nip portion N having a predetermined length. By heating only the fixing nip portion N, quick start heating and fixing are realized. In addition, in order to increase the thermal conductivity of the fixing film 43 as the speed of the image forming apparatus increases, a large amount of high thermal conductivity filler is mixed.
【0018】さらに、ヒータ41のガラス保護層41c
およびフィルム43の厚みを、極力抑えることにより、
ヒータ41の通電発熱抵抗層41bで発した熱を、定着
ニップ部Nへ、効率よく伝えている。Further, the glass protective layer 41c of the heater 41
And by suppressing the thickness of the film 43 as much as possible,
The heat generated by the energization heat generation resistance layer 41b of the heater 41 is efficiently transmitted to the fixing nip portion N.
【0019】[0019]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
フィルム加熱方式の加熱定着装置では、クイックスター
ト性を高め、熱効率を高めるために、定着フィルム43
のフィルム基層43a中に、高熱伝導性のフィラーを混
入しているので、そのフィラーの混入量が多い場合、引
裂強度などの機械的強度が劣化するという問題がある。However, in the above-described film heating type heat fixing device, in order to improve the quick start property and heat efficiency, the fixing film 43 is used.
Since a highly heat-conductive filler is mixed in the film base layer 43a, if there is a large amount of the filler mixed, there is a problem that mechanical strength such as tear strength deteriorates.
【0020】特に、加圧ローラ50と定着フィルム43
との間で形成する定着ニップ幅を十分に取るために、加
圧力を高く設定した場合には、定着フィルムやステイホ
ルダーの長手方向の加圧力の偏りにより、ステイホルダ
ー42に摺動して回転する定着フィルム43が、強い力
で、その長手方向の一端部へ寄せられるため、上述のよ
うに、定着フィルム43の引裂強度などの機械的強度が
弱いと、短い耐久期間で、脆化し、定着フィルム43が
裂けるなどの問題が生じる。In particular, the pressure roller 50 and the fixing film 43
When the pressing force is set high in order to secure a sufficient fixing nip width formed between the fixing holder and the stay holder, the fixing film and the stay holder are slid and rotated by the bias of the pressing force in the longitudinal direction. Since the fixing film 43 to be pushed toward the one end portion in the longitudinal direction thereof with a strong force, if the mechanical strength such as the tear strength of the fixing film 43 is weak as described above, the fixing film 43 becomes brittle and is fixed in a short durability period. Problems such as tearing of the film 43 occur.
【0021】さらに、定着フィルム43のフィルム基層
43aに、高熱伝導性のフィラーを大量に混入しすぎた
場合、定着フィルム43の内外面での表面粗さが大きく
なり、ヒータ41のガラス保護層41cを削ったり、ヒ
ータ41と定着フィルム43との間や、定着フィルム4
3と記録材Pとの間の接触熱抵抗が大きくなり、記録材
に熱が効率よく伝えられなくなり、定着不良を引き起こ
すことになる。Further, if a large amount of high thermal conductive filler is mixed in the film base layer 43a of the fixing film 43, the surface roughness of the inner and outer surfaces of the fixing film 43 becomes large, and the glass protective layer 41c of the heater 41 is increased. The heater 41 and the fixing film 43, or the fixing film 4
The contact thermal resistance between No. 3 and the recording material P increases, heat is not efficiently transferred to the recording material, and fixing failure occurs.
【0022】また、ヒータ41のガラス保護層41cや
定着フィルム43の厚みを、極力抑えた場合には、絶縁
破壊を起こさないために、ヒータ41の導通部分(通電
発熱抵抗層41b)と定着フィルム中間層の導電性プラ
イマー43bとの間の耐電圧を十分、保たなければなら
ないが、このためには、ガラス保護層41cやフィルム
基層43aのポリイミドなどは、抵抗値の高い絶縁性と
する必要がある。しかし、フィルム基層43aのポリイ
ミド層に耐電圧を確保させようとした場合、その厚みを
十分、厚くし、小孔などの発生を防がなければならな
い。When the thicknesses of the glass protective layer 41c and the fixing film 43 of the heater 41 are suppressed as much as possible, the conductive portion of the heater 41 (the energization heating resistance layer 41b) and the fixing film are prevented in order to prevent dielectric breakdown. The withstand voltage between the conductive primer 43b of the intermediate layer must be sufficiently maintained, but for this purpose, the glass protective layer 41c and the polyimide of the film base layer 43a are required to have a high resistance insulating property. There is. However, in order to secure the withstand voltage to the polyimide layer of the film base layer 43a, it is necessary to make the thickness sufficiently thick to prevent the generation of small holes.
【0023】この場合、ヒータ41からの熱を定着ニッ
プ部Nへ効率よく伝えることが難しくなり、定着不良な
どの問題が生じてしまう。よって、従来においては、フ
ィルム基層43aより熱伝導性の高いヒータ41のガラ
ス保護層41cを、60μm程度の厚みで形成すること
により、上記耐電圧を満足していた。しかし、画像形成
装置の高速化に伴い、より熱効率を上げるためには、ガ
ラス保護層41cの厚みをより薄く形成する必要があ
る。In this case, it becomes difficult to efficiently transfer the heat from the heater 41 to the fixing nip portion N, which causes problems such as defective fixing. Therefore, in the related art, the withstand voltage is satisfied by forming the glass protective layer 41c of the heater 41 having a higher thermal conductivity than the film base layer 43a with a thickness of about 60 μm. However, as the speed of the image forming apparatus increases, it is necessary to form the glass protective layer 41c thinner in order to increase the thermal efficiency.
【0024】すなわち、定着フィルム43のフィルム基
層43aの絶縁耐圧性を満足し、かつ、熱伝導性を確保
することにより、画像形成装置の高速化にも対応できる
フィルム加熱定着となるが、現在のところ、絶縁耐圧性
をヒータ41のガラス保護層41cに頼っており、絶縁
耐圧性と高熱伝導性の両者を、同時に十分に満足する定
着フィルム43は存在しない。That is, by satisfying the withstand voltage property of the film base layer 43a of the fixing film 43 and ensuring the thermal conductivity, the film heat fixing which can cope with the speeding up of the image forming apparatus can be realized. However, since the dielectric strength is dependent on the glass protective layer 41c of the heater 41, there is no fixing film 43 that satisfies both the dielectric strength and the high thermal conductivity at the same time.
【0025】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
ので、定着フィルムのフィルム基層の絶縁耐圧性を満足
し、かつ、十分な熱伝導性を確保することにより、画像
形成装置の高速化にも対応できる加熱定着装置を提供す
ることを目的とする。The present invention has been made based on the above circumstances, and it is possible to increase the speed of an image forming apparatus by satisfying the withstand voltage of the film base layer of the fixing film and ensuring sufficient thermal conductivity. It is also an object of the present invention to provide a heat fixing device that can also be used.
【0026】[0026]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明では、未定着画像が形成された記録材を、定
着部材と加圧部材により互いに圧接してなる定着ニップ
間を通過させることにより、上記未定着画像を記録材上
に永久画像として定着させる加熱定着装置において、上
記定着部材が通電発熱抵抗層を具備した加熱用ヒータと
薄肉のフィルムで構成されており、上記フィルムの最も
内側を構成する基層が複数の層よりなり、そのうち少な
くとも一つの層Aに、上記フィルム基層の基材より高熱
伝導性の絶縁性フィラーが混入されており、上記フィル
ム基層の複数の層のうち加熱用ヒータと摺擦する層Bに
は、上記少なくとも一つの層Aより少量の高熱伝導性の
絶縁性フィラーが混入されているか、もしくは混入され
ていないことを特徴とする。To achieve this object, in the present invention, a recording material on which an unfixed image is formed is passed through a fixing nip formed by pressing a fixing member and a pressing member against each other. As a result, in the heat fixing device for fixing the unfixed image on the recording material as a permanent image, the fixing member is composed of a heater for heating having an electric heating resistance layer and a thin film. becomes the base layer constituting the inside of a plurality of layers, in which at least one layer a, insulating filler of high thermal conductivity than the base material of the film substrate are mixed, the fill
Layer B that rubs against the heater for heating
Has a higher thermal conductivity than the at least one layer A.
Insulating filler is mixed in or mixed
It is characterized by not being.
【0027】[0027]
【0028】[0028]
【0029】従って、これにより、定着フィルム基層の
内側の層で、引裂強度などの機械的強度を満足し、高耐
久性のあるフィルムを構成でき、しかも、外側のフィラ
ー量を多量に混入した層で、ヒータからの熱を、定着ニ
ップ側に効率よく伝えることが可能になる。この場合、
熱伝導フィラーが少量、もしくは、混入されていない層
が定着フィルム内面にあることから、定着フィルムの内
周面の表面粗さが小さく抑えられ、摺擦するヒータのガ
ラス表面を削るなどの問題も回避でき、また、フィルム
基層を2層とすることにより、フィルムに小孔等の発生
頻度が少なくなるため、フィルムの内面と導電性プライ
マーの間で、十分な絶縁耐圧が得られる可能性が高くな
る。これにより、ヒータのガラス保護層に絶縁耐圧を要
求しなくても、ヒータの通電発熱抵抗層と定着フィルム
の導電性プライマーと間で、十分に耐圧を満足すること
が可能になるため、ヒータのガラス保護層の厚みを大幅
に薄くすることができ、よって、定着性能が向上する。Accordingly, this makes it possible to form a film having high durability, which satisfies the mechanical strength such as tear strength, in the inner layer of the fixing film base layer, and is a layer in which a large amount of outer filler is mixed. Thus, the heat from the heater can be efficiently transferred to the fixing nip side. in this case,
A small amount of heat-conducting filler or a layer that is not mixed in the inner surface of the fixing film suppresses the surface roughness of the inner peripheral surface of the fixing film to a small level, causing problems such as scraping the glass surface of the rubbing heater. This can be avoided, and since the film base layer has two layers, the frequency of occurrence of small holes in the film is reduced, so there is a high possibility that sufficient dielectric strength voltage can be obtained between the inner surface of the film and the conductive primer. Become. Accordingly, even if the glass protective layer of the heater is not required to have a withstand voltage, it is possible to sufficiently satisfy the withstand voltage between the energization heating resistance layer of the heater and the conductive primer of the fixing film. The thickness of the glass protective layer can be significantly reduced, thus improving the fixing performance.
【0030】なお、定着フィルムの基層を3層構造とし
て、熱伝導フィラーが多量に混入されている層を、フィ
ラーが少量、もしくは、混入されていない層で挟み込ん
だ構成にすると、これにより、フィルム基層の中間層に
高熱伝導性のフィラーを大量に混入した場合でも、定着
フィルムの外周面の表面粗さが小さく抑えられるため、
定着フィルム外周面と記録材との間の接触熱抵抗を小さ
くでき、定着不良などの問題を起こさず、熱効率の良い
加熱定着が可能となる。When the base layer of the fixing film has a three-layer structure and the layer containing a large amount of the heat conductive filler is sandwiched between the layers containing a small amount of the filler or the layer not containing the filler, the film is thereby formed. Even when a large amount of high thermal conductive filler is mixed in the intermediate layer of the base layer, the surface roughness of the outer peripheral surface of the fixing film can be suppressed to a small level.
The contact thermal resistance between the outer peripheral surface of the fixing film and the recording material can be reduced, and problems such as defective fixing do not occur and heat fixing with high thermal efficiency can be performed.
【0031】また、記録材の幅方向(定着フィルムの長
手方向)に関して、定着フィルムの基層のうち少なくと
も一つの層Aにおける熱伝導フィラーの混入量が異な
り、定着フィルムの中央部で熱伝導フィラーが多量に混
入され、両端部で熱伝導フィラーが少量、もしくは、混
入されていない構成であると、これにより、定着フィル
ムの両端部の引裂強度などの機械的強度が強くなり、定
着フィルムが、その長手方向の片方に寄ったときでも、
短い耐久期間内で裂けて、破損するなどの問題が起ら
ず、長寿命の定着フィルムが構成される。Further, in the width direction of the recording material (longitudinal direction of the fixing film), at least the base layer of the fixing film is used.
Also, the mixing amount of the heat conducting filler in one layer A is different, a large amount of the heat conducting filler is mixed in the central part of the fixing film, and the heat conducting filler is small in both ends, or is not mixed, As a result, the mechanical strength such as tear strength of both ends of the fixing film becomes strong, and even when the fixing film is offset to one side in the longitudinal direction,
A long-life fixing film is formed without problems such as tearing and damage within a short durability period.
【0032】更に、記録材の幅方向(定着フィルムの長
手方向)に関して、定着フィルムの端部のみ、フィルム
基層の外側に層を設け、定着フィルムの基層のうち少な
くとも一つの層Aに熱伝導フィラーが多量に混入されて
いても、その端部の外層に、熱伝導フィラーが少量、も
しくは、混入されていない層が形成されていることで、
定着フィルムの両端部の引裂強度、挫屈強度などの機械
的強度が強くなり、定着フィルムが片方に寄ったときで
も、裂けたり、挫屈したりするという問題を回避でき、
さらに、耐久性のある定着フィルムが構成される。Further, with respect to the width direction of the recording material (longitudinal direction of the fixing film), only the end portion of the fixing film is
By providing a layer on the outside of the base layer, the
A large amount of heat conductive filler is mixed in at least one layer A
Even if there is a small amount of heat conductive filler, or a layer that is not mixed, is formed in the outer layer at the end,
Tear strength at both ends of the fixing film, mechanical strength such as buckling strength becomes strong, and even when the fixing film approaches one side, it is possible to avoid the problem of tearing or buckling,
Furthermore, a durable fixing film is constructed.
【0033】[0033]
(第1の実施の形態)以下に、本発明に係る実施の形態
を示す。図1は、本発明に係る画像形成装置の構成図で
あり、図1において、符号1は感光ドラムであり、OP
C、アモルファスSe、アモルファスSiなどの感光材
料が、アルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の基板
上に形成されている。(First Embodiment) An embodiment according to the present invention will be described below. FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming apparatus according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is a photosensitive drum, and OP
A photosensitive material such as C, amorphous Se, or amorphous Si is formed on a cylindrical substrate such as aluminum or nickel.
【0034】感光ドラム1は、矢印の方向に回転、駆動
され、その表面は、先ず、帯電装置としての帯電ローラ
2によって、一様に帯電され、次に、画像情報に応じて
ON/OFF制御されたレーザビーム3によって、走査
露光を施され、静電潜像を形成される。この静電潜像
は、現像装置4で、現像、可視化される。現像方法とし
ては、ジャンピング現像法、2成分現像法、FEED現
像法などが用いられるが、この場合、イメージ露光と反
転現像とを組み合わせて用いられることが多い。The photosensitive drum 1 is rotated and driven in the direction of the arrow, and its surface is first uniformly charged by a charging roller 2 as a charging device, and then ON / OFF control is performed according to image information. Scanning exposure is performed by the laser beam 3 thus formed to form an electrostatic latent image. This electrostatic latent image is developed and visualized by the developing device 4. As a developing method, a jumping developing method, a two-component developing method, an FEED developing method, or the like is used. In this case, image exposure and reversal developing are often used in combination.
【0035】可視化されたトナー像は、転写装置として
の転写ローラ5により、感光ドラム1上より、所定のタ
イミングで搬送された記録材P上に転写される。この
時、記録材Pは、感光ドラム1と転写ローラ5とに、一
定の加圧力で、挟持され、搬送される。このトナー像が
転写された記録材Pは、定着装置6へと搬送され、永久
画像として定着される。一方、感光ドラム1上に残存す
る転写残りの残留トナーは、クリーニング装置7によ
り、感光ドラム1表面より除去される。The visualized toner image is transferred from the photosensitive drum 1 onto the recording material P conveyed at a predetermined timing by a transfer roller 5 as a transfer device. At this time, the recording material P is nipped and conveyed between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 5 with a constant pressure. The recording material P on which the toner image is transferred is conveyed to the fixing device 6 and fixed as a permanent image. On the other hand, transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1 is removed from the surface of the photosensitive drum 1 by the cleaning device 7.
【0036】図2に、本発明に係る加熱定着装置6の構
成を示す。図2において、定着部材10は、以下の部材
から構成される。符号13は熱容量の小さな定着フィル
ムであり、クイックスタートを可能にするために、総厚
が100μm以下であり、耐熱性、熱可塑性を有する、
ポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES、P
PS、PFA、PTFE、FEPなどを基層としたフィ
ルムである。また、長寿命の加熱定着装置を構成するた
めに、充分な強度を持ち、耐久性に優れたフィルムとし
て、総厚が20μm以上が必要である。よって、定着フ
ィルム13の総厚みとしては、20μm以上100μm
以下が最適である。FIG. 2 shows the structure of the heat fixing device 6 according to the present invention. In FIG. 2, the fixing member 10 is composed of the following members. Reference numeral 13 is a fixing film having a small heat capacity, and has a total thickness of 100 μm or less in order to enable quick start, and has heat resistance and thermoplasticity.
Polyimide, polyamide imide, PEEK, PES, P
It is a film having PS, PFA, PTFE, FEP, etc. as a base layer. Further, in order to construct a long-life heat fixing device, a film having a sufficient strength and an excellent durability must have a total thickness of 20 μm or more. Therefore, the total thickness of the fixing film 13 is 20 μm or more and 100 μm or more.
The following is optimal.
【0037】さらに、オフセット防止や記録材の分離性
を確保するために、表層にはPFA、PTFE、FE
P、シリコーン樹脂などの、離型性の良好な耐熱樹脂
を、混合ないし単独で被覆している。なお、定着フィル
ムの構成の詳細については、後で説明する。なお、符号
11は、定着フィルム13の内部に具備された加熱用ヒ
ータであり、これにより、記録材上のトナー像を溶融、
定着させるニップ部の加熱を行う。加熱用ヒータ11
は、アルミナなどの高絶縁性のセラミックス基板の表面
に、その長手方向(即ち、記録材の幅方向)に沿って、
例えば、Ag/Pd(銀パラジウム)、RuO2 、Ta
2 Nなどの通電発熱抵抗層を、スクリーン印刷などによ
り、厚み:10μm程度、幅:1〜5mm程度の線状も
しくは細帯状に塗工して、形成した通電加熱用部材であ
る。Further, in order to prevent offset and ensure separability of the recording material, PFA, PTFE, FE are formed on the surface layer.
A heat-resistant resin having a good releasability such as P or a silicone resin is mixed or coated alone. The details of the structure of the fixing film will be described later. Reference numeral 11 is a heating heater provided inside the fixing film 13 to melt the toner image on the recording material.
The nip part to be fixed is heated. Heating heater 11
On the surface of a highly insulating ceramic substrate such as alumina along the longitudinal direction (that is, the width direction of the recording material),
For example, Ag / Pd (silver palladium), RuO 2 , Ta
A conductive heating member formed by applying a conductive heating resistance layer of 2 N or the like in a linear or strip shape with a thickness of about 10 μm and a width of about 1 to 5 mm by screen printing or the like.
【0038】セラミックス基板の背面には、通電発熱抵
抗層の発熱に応じて昇温したセラミック基板の温度を検
知するため、サーミスタなどの温度検知素子14が配設
されている。この温度検知素子14の信号に応じて、定
着フィルムの端部にある電極部(図示せず)から通電発
熱抵抗層に印加される電圧の、デューティー比や波数な
どを適切に制御することで、定着ニップ内での調整温度
を略一定に保ち、記録材上のトナー像を定着するのに必
要な加熱を行う。On the back surface of the ceramic substrate, a temperature detecting element 14 such as a thermistor is provided to detect the temperature of the ceramic substrate which has risen in response to the heat generated by the energization heating resistance layer. By appropriately controlling the duty ratio, the wave number, or the like of the voltage applied to the energization heating resistance layer from the electrode portion (not shown) at the end portion of the fixing film in accordance with the signal of the temperature detection element 14, The adjustment temperature in the fixing nip is kept substantially constant, and heating necessary for fixing the toner image on the recording material is performed.
【0039】なお、温度検知素子14から温度制御部
(図示せず)へのDC通電は、DC通電部およびDC電
極部を介して、コネクターにより達成している(いずれ
も図示せず)。また、加熱用ヒータ11の通電発熱抵抗
層の表面には、定着フィルムとの摺擦に耐えることが可
能な、薄層のガラスコートなどの保護層を設けている。The DC energization from the temperature detecting element 14 to the temperature control section (not shown) is achieved by the connector via the DC energization section and the DC electrode section (both not shown). In addition, a protective layer such as a thin glass coat capable of withstanding rubbing against the fixing film is provided on the surface of the energization heating resistance layer of the heating heater 11.
【0040】また、符号12は加熱用ヒータ11を保持
し、ニップと反対方向への放熱を防ぐための断熱ステイ
ホルダーであり、液晶ポリマー、フェノール樹脂、PP
S、PEEKなどにより、形成されており、定着フィル
ム13が、余裕をもって、ルーズに外嵌されていて、矢
印の方向に、回転自在に配置されている。また、定着フ
ィルム13は、内部の加熱用ヒータ11および断熱ステ
イホルダー12に摺接しながら回転するため、加熱用ヒ
ータ11および断熱ステイホルダー12と定着フィルム
13の間の摩擦抵抗を小さく抑える必要があるが、この
ためには、加熱用ヒータ11および断熱ステイホルダー
12の表面に、耐熱性グリースなどの潤滑剤を少量介在
させてある。これにより、定着フィルム13はスムーズ
に回転することが可能となる。Further, reference numeral 12 is a heat insulating stay holder for holding the heater 11 for heating and preventing heat radiation in the direction opposite to the nip, which is made of liquid crystal polymer, phenol resin, PP.
The fixing film 13 is formed of S, PEEK, or the like, is loosely fitted to the fixing film 13 with a margin, and is rotatably arranged in the direction of the arrow. Further, since the fixing film 13 rotates while slidingly contacting the heating heater 11 and the heat insulating stay holder 12 inside, it is necessary to suppress the frictional resistance between the heating heater 11 and the heat insulating stay holder 12 and the fixing film 13 to be small. However, for this purpose, a small amount of lubricant such as heat resistant grease is interposed on the surfaces of the heater 11 for heating and the heat insulating stay holder 12. As a result, the fixing film 13 can rotate smoothly.
【0041】また、加圧部材20は、芯金21の外側
に、シリコンゴムやフッ素ゴムなどの耐熱ゴムあるいは
シリコンゴムを発泡して、形成された弾性層22からな
り、要すれば、この上に、PFA、PTFE、FEPな
どの離型性層23を形成してあってもよい。加圧部材2
0は、上記の定着部材10の長手方向(記録材の幅方
向)に対して、加圧手段(図示せず)により、その両端
部から、加熱定着に必要なニップ部を形成するのに、十
分な圧力で、加圧されており、その端部から、芯金21
を介して、回転、駆動手段により、矢印の方向に回転、
駆動される。The pressing member 20 is composed of an elastic layer 22 formed by foaming heat resistant rubber such as silicone rubber or fluororubber or silicone rubber on the outside of the cored bar 21. In addition, a releasable layer 23 such as PFA, PTFE, FEP may be formed. Pressure member 2
0 is for forming a nip portion required for heat fixing from both ends of the fixing member 10 by a pressing means (not shown) in the longitudinal direction (width direction of the recording material). It is pressed with sufficient pressure, and the core metal 21
Through the rotation and drive means, in the direction of the arrow,
Driven.
【0042】これにより、上記定着フィルム13は、ス
テイホルダー12の外側を、図の矢印方向にむけて、従
動、回転する。あるいは、定着フィルム13の内部に駆
動ローラ(図示せず)を設け、駆動ローラを回転駆動す
ることにより、定着フィルム13を回転させてもよい。As a result, the fixing film 13 is driven and rotated toward the outside of the stay holder 12 in the direction of the arrow in the figure. Alternatively, a driving roller (not shown) may be provided inside the fixing film 13 and the fixing roller 13 may be rotated by rotationally driving the driving roller.
【0043】ここで、本発明に係わる定着フィルム13
の構成を図3に示す。図において、符号31はフィルム
基層であり、以下の2層からなる。即ち、符号31aは
フィルム基層31の内層であり、絶縁性、耐熱性、熱可
塑性を有するポリイミド、ポリアミドイミド、PEE
K、PES、PPS、PFA、PTFE,FEPなどよ
りなり、その厚みは5〜30μmである。また、符号3
1bはフィルム基層31の外層であり、上記フィルム基
層の内層31aと同一の部材に、絶縁性かつ高熱伝導性
のフィラー、例えば、チッ化ホウ素(BN)、チッ化ア
ルミ(AlN)、チッ化ケイ素(SiN)、アルミナ
(Al2 O3 )などのフィラーが、体積比で10〜35
%程度、混入されており、その厚みは25〜55μm程
度である。Here, the fixing film 13 according to the present invention
The configuration of is shown in FIG. In the figure, reference numeral 31 is a film base layer and is composed of the following two layers. That is, reference numeral 31a is an inner layer of the film base layer 31, and polyimide, polyamideimide, PEE having insulation, heat resistance, and thermoplasticity.
It is made of K, PES, PPS, PFA, PTFE, FEP, etc., and has a thickness of 5 to 30 μm. Also, reference numeral 3
1b is an outer layer of the film base layer 31, and the same member as the inner layer 31a of the film base layer is provided with an insulating and highly thermally conductive filler, for example, boron nitride (BN), aluminum nitride (AlN), silicon nitride. A filler such as (SiN) or alumina (Al 2 O 3 ) has a volume ratio of 10 to 35.
%, And the thickness is about 25 to 55 μm.
【0044】また、フィルム基層の外側には、導電性の
プライマー層32が、その厚み2〜6μm程度の薄い層
で、形成されている。ここで、定着フィルム13を全体
的に絶縁性にした場合には、画像形成装置の転写部で電
荷が与えられた記録材が、定着ニップ部Nを通過するこ
とにより、定着フィルム13および加圧ローラ20の表
面電位が上昇し、チャージアップを引き起こす。このた
め、定着フィルム13と加圧ローラ20との間に電界が
発生して、定着フィルム13に静電オフセットが発生す
る虞がある。これを避けるために、上記のように、定着
フィルム13の中間層であるプライマー層32に、カー
ボンブラックを混入するなどの手段により、該プライマ
ー層の導電化を行っている。On the outside of the film base layer, a conductive primer layer 32 is formed as a thin layer having a thickness of about 2 to 6 μm. Here, in the case where the fixing film 13 is made entirely insulative, the recording material charged in the transfer portion of the image forming apparatus passes through the fixing nip portion N, whereby the fixing film 13 and the pressure are applied. The surface potential of the roller 20 rises, causing charge-up. For this reason, an electric field may be generated between the fixing film 13 and the pressure roller 20 to cause an electrostatic offset in the fixing film 13. In order to avoid this, as described above, the primer layer 32, which is an intermediate layer of the fixing film 13, is made conductive by mixing carbon black or the like.
【0045】さらに、この導電性プライマー層32を電
気的にアースに落としている。これにより、定着フィル
ム13のチャージアップを防ぎ、静電オフセットの発生
を防止している。さらに、外側には、離型性層33が設
けられていて、これが定着フィルム13に対するトナー
オフセット防止層となっている。なお、これは、離型性
の良好な、PFA、PTFE、FEPなどのフッ素樹脂
を、その厚み5〜10μm程度に被覆した形で形成して
ある。Further, the conductive primer layer 32 is electrically grounded. This prevents the fixing film 13 from being charged up and prevents electrostatic offset. Further, a releasable layer 33 is provided on the outer side, and this serves as a toner offset prevention layer for the fixing film 13. It should be noted that this is formed by coating a fluororesin such as PFA, PTFE, and FEP, which has a good releasability, to a thickness of about 5 to 10 μm.
【0046】なお、ここでの、以上の各層の形成方法と
しては、筒形の型を、樹脂ワニスなどの各液相の中につ
けて形成するディッピングや、型を回転しているところ
に樹脂ワニスなどの各液相を塗布する方法、あるいは、
これらの組み合わせがあり、これにより、各層が形成さ
れる。As a method of forming each of the layers described above, dipping is performed by placing a cylindrical mold in each liquid phase such as resin varnish, or resin varnish is formed while the mold is rotating. Method of applying each liquid phase such as, or
There are combinations of these, which form each layer.
【0047】以上、本実施例によれば、フィルム基層3
1の外層31bに、高熱伝導性フィラーを混入すること
により、ヒータ11の熱を、定着ニップ内の記録材に対
してより効率よく与えることが可能になる。フィルム基
層31の外層31bに混入するフィラーの形状として
は、針状、球形、鱗片状などが挙げられるが、フィルム
基層31の外層31bに対して、体積比で10〜35%
程度、混入されているのがよい。As described above, according to this embodiment, the film base layer 3
By mixing the high thermal conductive filler in the first outer layer 31b, the heat of the heater 11 can be more efficiently applied to the recording material in the fixing nip. The shape of the filler mixed in the outer layer 31b of the film base layer 31 may be needle-like, spherical, scaly, or the like, but the volume ratio of the filler to the outer layer 31b of the film base layer 31 is 10 to 35%.
It should be mixed to some extent.
【0048】特に、画像形成装置が、高速で記録材を搬
送する機械では、熱伝導性の高いフィラーを使うか、も
しくは、混入するフィラー量を多くするほど、定着性能
を高めることができる。また、フィルム基層31の内層
31aには、上記フィラーを混入しないか、もしくは、
体積比で2〜10%程度の少量のみ、高熱伝導性のフィ
ラーを混入することで、引裂強度などの機械的強度が強
い層を形成することができる。これにより、定着フィル
ム13が、ステイホルダー12の長手方向(記録材の幅
方向)の一端に寄ったとしても、従来例に比べて、定着
フィルム13の端部で、裂けが発生するまでの耐久時間
が大幅に伸びる。Particularly, in a machine in which the image forming apparatus conveys the recording material at a high speed, the fixing performance can be enhanced by using a filler having a high thermal conductivity or increasing the amount of the filler mixed. In addition, the above-mentioned filler is not mixed in the inner layer 31a of the film base layer 31, or
A layer having high mechanical strength such as tear strength can be formed by mixing the filler having high thermal conductivity in a small amount of about 2 to 10% by volume. As a result, even if the fixing film 13 approaches one end in the longitudinal direction (width direction of the recording material) of the stay holder 12, compared to the conventional example, the endurance of the fixing film 13 until end tearing occurs. Time is greatly extended.
【0049】また、定着フィルム基層の内層に混入する
フィラー量が少量、もしくは、混入されていないことか
ら、定着フィルム内面の表面粗さが、小さく抑えられ、
ヒータのガラス保護層を削る量が、極端に減少すること
から、耐久性能が向上する。更に、ヒータのガラス保護
層表面と定着フィルム内面の熱抵抗が小さくなるため、
伝熱効率の低下による定着不良などの問題を回避でき
る。Further, since the amount of the filler mixed in the inner layer of the base layer of the fixing film is small or not contained, the surface roughness of the inner surface of the fixing film can be suppressed to a small level,
The amount of abrasion of the glass protective layer of the heater is extremely reduced, so that the durability performance is improved. Furthermore, since the thermal resistance of the glass protective layer surface of the heater and the inner surface of the fixing film becomes small,
It is possible to avoid problems such as poor fixing due to a decrease in heat transfer efficiency.
【0050】また、フィルム基層31として、2層の構
成にする場合、従来の1層の構成に比べて、フィルム内
面と導電性プライマー層との間の絶縁耐圧を十分に満足
するフィルムの良品歩留まりが大幅に改善される。これ
により、従来のようにヒータ11のガラス保護層で、耐
電圧を満足する必要がなくなるため、ヒータのガラス保
護層の厚みを、より薄く形成することが可能となり、よ
り定着性能が向上することができる。Further, when the film base layer 31 has a two-layer structure, the yield of non-defective films which sufficiently satisfy the withstand voltage between the inner surface of the film and the conductive primer layer, as compared with the conventional one-layer structure. Is greatly improved. This eliminates the need for satisfying the withstand voltage in the glass protective layer of the heater 11 as in the conventional case, so that the glass protective layer of the heater can be made thinner and the fixing performance can be further improved. You can
【0051】[0051]
【実施例】ここで、以上の効果を確認するため、以下に
示す検討を行った。加熱定着装置の構成としては、内径
φ24の定着フィルムで、以下の条件で、以下の各項目
について評価した。なお、ヒータおよび加圧ローラなど
の他の部材については、前述の構成と共通にした。ま
た、全ての定着フィルムのプライマー層は4μmであ
り、表層はPTFEを8μm塗布したものとした。従来
例…基層の厚みを50μmとし、フィラーを20%混入
した。実施例…基層の内層を10μm、外層を40μm
とし、内層にはフィラーの混入は行わず、外層のみ15
〜30%(5%刻み)のフィラーを混入した。EXAMPLES Here, in order to confirm the above effects, the following studies were conducted. As the constitution of the heat fixing device, a fixing film having an inner diameter of φ24 was used, and the following items were evaluated under the following conditions. The other members such as the heater and the pressure roller have the same configuration as the above. In addition, all fixing films had a primer layer of 4 μm, and the surface layer was coated with PTFE of 8 μm. Conventional example ... The thickness of the base layer was 50 μm, and 20% of the filler was mixed. Example: 10 μm inner layer of the base layer and 40 μm outer layer
The filler is not mixed in the inner layer, only the outer layer is 15
-30% (in 5% increments) filler was incorporated.
【0052】◎評価項目
(1)定着性…記録材の搬送スピードを50mm/s〜
200mm/sの間で変化させ、各定着フィルムを用い
たときの、記録材上のトナー像の定着性を評価(200
℃の一定温度調整で、ヒータの通電発熱抵抗層に通電を
開始してから、10秒後に定着開始)および定着フィル
ム内面の表面粗さについても測定を行った。
(2)耐久性…空回転耐久治具に加熱定着装置を取り付
け、200℃の一定温度調整で、100mm/sのスピ
ードの空回転を行い、フィルム端部の裂けが発生するま
での耐久時間を評価(加圧力は総圧で10kgfとし、
略均一に加圧された場合と、フィルムの長手方向で、加
圧力の偏りが大きい時について、それぞれ評価)
(3)絶縁耐圧…同様の定着フィルムを、各100本製
造して、定着フィルム内面と導電性プライマー層との間
で、1000〜3000Vの電圧を1分間、印加し、耐
圧についての良品率を評価
各評価結果を以下に示す。表中の、○は問題ないレベ
ル、△は許容レベル、×は劣悪なレベルを表す(以後の
表についても、同様とする)。◎ Evaluation item (1) Fixability ... Transporting speed of recording material is 50 mm / s.
The fixing property of the toner image on the recording material was evaluated when each fixing film was used while changing the speed between 200 mm / s (200
The temperature was adjusted to a constant temperature of 0 ° C., and after 10 seconds from the start of energization of the energization heating resistance layer of the heater, fixing was started) and the surface roughness of the inner surface of the fixing film was also measured. (2) Durability: A heat fixing device was attached to the idle rotation endurance jig, the temperature was adjusted to a constant temperature of 200 ° C., idle rotation was performed at a speed of 100 mm / s, and the endurance time until the edge of the film was torn was increased. Evaluation (total pressure is 10 kgf,
(Evaluation of the case where the pressure is applied substantially uniformly and the case where the bias of the applied pressure is large in the longitudinal direction of the film.) (3) Dielectric strength ... Voltage of 1000 to 3000 V is applied for 1 minute between the conductive primer layer and the conductive primer layer, and the non-defective rate with respect to the withstand voltage is evaluated. The evaluation results are shown below. In the table, ◯ represents a level without problems, Δ represents an acceptable level, and x represents a poor level (the same applies to the tables below).
【0053】[0053]
【表1】
以上の結果より、定着フィルムの基層に混入する高熱伝
導性のフィラー量を増加するのに従って、定着性能も向
上していることが解る。特に、記録材の搬送スピードが
速くなるのに従って、フィラー量の差は大きくなる。さ
らに、従来例のように、定着フィルム基層が1層で構成
されている場合には、定着フィルム内面の表面粗さは、
混入するフィラー量が多くなるほど大きくなり、ヒータ
のガラス保護層との接触熱抵抗が大きくなるから、定着
性能の向上が鈍る。このため、本実施例では、熱伝導性
の劣るフィルム基層の内層を設けているにもかかわら
ず、混入するフィラー量が同じ、本実施例の[実施2]
の定着性と従来例とが、同等の定着性能になってしまっ
たのである。[Table 1] From the above results, it is understood that the fixing performance is improved as the amount of the high thermal conductive filler mixed in the base layer of the fixing film is increased. In particular, the difference in the amount of filler increases as the recording material conveyance speed increases. Further, as in the conventional example, when the fixing film base layer is composed of one layer, the surface roughness of the inner surface of the fixing film is
The larger the amount of the mixed filler, the larger it becomes, and the larger the contact thermal resistance with the glass protective layer of the heater becomes, so that the improvement of the fixing performance becomes slow. Therefore, in this embodiment, although the inner layer of the film base layer having poor thermal conductivity is provided, the amount of the mixed filler is the same.
The fixing performance of No. 1 and the conventional example have become the same fixing performance.
【0054】[0054]
【表2】
以上の結果より、フィルム基層が1層からなる従来の定
着フィルムに比べて、本実施例の定着フィルム(フィル
ム基層が2層構造で、内層のフィラー量が少量、もしく
は混入しない定着フィルム)の場合、フィルム基層の内
層の引裂強度が強いため、耐久性が飛躍的に改善され
た。特に、フィルムの長手方向(記録材の幅方向)に関
して、加圧ローラとヒータとの間の加圧力に、片寄りが
ある場合でも、従来に比べて、その耐久性能が向上され
ており、これにより、加熱定着装置の寿命も長くするこ
とが可能となる。[Table 2] From the above results, in the case of the fixing film of the present embodiment (the fixing film having a two-layer structure of the film base layer and a small amount of the filler in the inner layer or not mixed) as compared with the conventional fixing film having a single film base layer Since the tear strength of the inner layer of the film base layer was strong, the durability was dramatically improved. In particular, in the longitudinal direction of the film (width direction of the recording material), even when the pressure applied between the pressure roller and the heater is deviated, the durability performance is improved compared to the conventional one. As a result, the life of the heat fixing device can be extended.
【0055】また、ヒータのガラス保護層を観察したと
ころ、従来例に比べて、本実施例では削れ量が少ない。
これは、定着フィルム内面の表面粗さが関与しているも
のと考えられる。なお、定着性能、ヒータのガラス保護
層の削れ量を許容範囲に抑えるためには、定着フィルム
内面の表面粗さが5μm以下、好ましくは、4μm以下
とするのがよい。Further, when the glass protective layer of the heater was observed, the abrasion amount was smaller in this embodiment than in the conventional example.
It is considered that this is due to the surface roughness of the inner surface of the fixing film. The surface roughness of the inner surface of the fixing film is preferably 5 μm or less, and more preferably 4 μm or less, in order to suppress the fixing performance and the scraped amount of the glass protective layer of the heater within the allowable range.
【0056】[0056]
【表3】
以上の結果より得られる結論は、従来例に比べて、本実
施例ではフィルム内面とフィルム中間層としての導電性
プライマー層との間の絶縁耐圧が十分に確保でき、定着
フィルムの良品率も飛躍的に向上していることである。
これは、定着フィルムの基層を形成する際に、形成する
基層が薄膜であるために、発生する小孔が、従来例では
そのまま耐圧不良となるのに対して、本実施例では基層
を2層とするので、1層目と2層目とで、上記の小孔が
重なる可能性が非常に小さくなるためであり、このこと
から、絶縁耐圧を満足する良品率が高くなっている。こ
のため、従来ではヒータのガラス保護層で絶縁耐圧を満
足していたが、本発明では定着フィルムの基層に置き換
えることが可能となったため、ヒータのガラス保護層の
厚みを薄くすることができ、定着性能をさらに向上する
ことが可能となるのである。[Table 3] The conclusion obtained from the above results is that, compared with the conventional example, in this example, the withstand voltage between the film inner surface and the conductive primer layer as the film intermediate layer can be sufficiently secured, and the non-defective rate of the fixing film also jumps. It is improving.
This is because, when the base layer of the fixing film is formed, since the base layer to be formed is a thin film, the small holes generated in the conventional example have a poor withstand voltage as they are, whereas in the present embodiment, two base layers are formed. This is because there is a very small possibility that the small holes will overlap in the first layer and the second layer, which results in a high non-defective rate that satisfies the withstand voltage. Therefore, in the past, the glass protective layer of the heater satisfied the withstand voltage, but in the present invention, since it is possible to replace the base layer of the fixing film, it is possible to reduce the thickness of the glass protective layer of the heater, It is possible to further improve the fixing performance.
【0057】また、定着フィルム基層31の、内層31
aおよび外層31bの厚みは、引裂強度に大きく寄与し
ているばかりではなく、上記絶縁耐圧や定着性能にも影
響力が大きい。すなわち、内層31aあるいは外層31
bの一部に小孔が発生した場合に、他方の層で、十分に
絶縁耐圧を満足しなくてはならない。よって、定着フィ
ルム基層のそれぞれの層は、5μm以上、好ましくは、
10μm以上の厚みが必要なのである。The inner layer 31 of the fixing film base layer 31
The thicknesses of a and the outer layer 31b not only greatly contribute to the tear strength, but also have a great influence on the dielectric strength and the fixing performance. That is, the inner layer 31a or the outer layer 31
When a small hole is formed in a part of b, the other layer must sufficiently satisfy the dielectric strength voltage. Therefore, each layer of the fixing film base layer is 5 μm or more, preferably,
It is necessary to have a thickness of 10 μm or more.
【0058】一方、定着性の観点から、定着フィルム基
層31の内層31aは、その熱伝導性が外層31bのそ
れに比べて小さいので、厚みを極度に厚くすると、定着
不良の問題を引き起こしてしまう。よって、定着フィル
ム基層の内層は、30μm以下、好ましくは、25μm
以下の厚みに抑えるのがよい。また、定着フィルム基層
の総厚みは、フィルムのねじれ、引裂、挫屈などを考慮
した場合に、20μm以上、好ましくは、30μm以
上、必要であり、クイックスタート性、定着性能を考慮
した場合、100μm以下、好ましくは、80μm以下
とするのがよい。以上のことから、本発明の実施に際し
ては、定着フィルム基層31の内層31aの厚みに対し
て、外層31bの厚みを1倍〜15倍程度とするのがよ
い。On the other hand, from the viewpoint of fixability, the inner layer 31a of the fixing film base layer 31 has a smaller thermal conductivity than that of the outer layer 31b, so that if the thickness is extremely thick, a problem of poor fixing occurs. Therefore, the inner layer of the fixing film base layer is 30 μm or less, preferably 25 μm.
It is recommended to keep the thickness below. Further, the total thickness of the fixing film base layer is 20 μm or more, preferably 30 μm or more, in consideration of twist, tear, buckling, etc. of the film, and is 100 μm in consideration of quick start property and fixing performance. Hereafter, it is preferably 80 μm or less. From the above, in carrying out the present invention, the thickness of the outer layer 31b is preferably about 1 to 15 times the thickness of the inner layer 31a of the fixing film base layer 31.
【0059】また、定着フィルム基層31の外層31b
に混入する高熱伝導フィラーの量としては、定着性能を
確保するために、体積比で10%以上、好ましくは、1
5%以上を混入するのがよい。また、定着フィルム外面
の表面粗さは、定着フィルム基層31の外層31bに混
入するフィラー量に依るところが大きいが、フィルム基
層の外側には導電性プライマー層、離型層が形成される
ため、ある程度は、ならされて、平滑化される。よっ
て、記録材と定着フィルム表面との接触摩擦抵抗が大き
く、定着不良を起こす範囲よりも少ない量のフィラー混
入量、詳しくは、定着フィルム外面の表面粗さを5μm
以下とするような、フィラー混入量としては、体積比で
35%以下、好ましくは、30%以下が望ましい。The outer layer 31b of the fixing film base layer 31
The amount of the high thermal conductive filler mixed in is 10% by volume or more, preferably 1% in order to secure the fixing performance.
It is better to mix 5% or more. Further, the surface roughness of the outer surface of the fixing film largely depends on the amount of the filler mixed in the outer layer 31b of the fixing film base layer 31, but since the conductive primer layer and the release layer are formed outside the film base layer, Is smoothed by smoothing. Therefore, the contact frictional resistance between the recording material and the surface of the fixing film is large, and the amount of the filler mixed is smaller than the range causing the fixing failure.
The amount of the filler mixed as described below is 35% or less, preferably 30% or less in volume ratio.
【0060】以上、本実施例から明らかにされたよう
に、本発明によれば、定着フィルムの基層を2層構成と
し、内側の層には高熱伝導性のフィラーを少量、もしく
は、混入せず、上記内側の層の1〜15倍程度の厚みを
持つ外側の層には、高熱伝導性のフィラーを、体積比で
10〜35%混入することにより、フィルム基層の内層
で引裂強度などの機械的強度を十分に満足し、かつ、ヒ
ータのガラス保護層が削られるなどの問題が軽減できる
ことから、長寿命化が達成されるとともに、フィルム基
層の外層で伝熱性能を上げて、定着性を向上することが
可能となる。その結果、寿命耐久の長い加熱定着装置を
構成する場合や、高速の画像形成装置に組み込む場合に
は、本発明の手段は有効であり、フィルム加熱定着の性
能を高めることになる。
(第2の実施の形態)以下に、本発明の第2の実施の形
態について説明する。装置全体の構成は、前記の第1の
実施の形態実施例について示した図1と同様であり、加
熱定着装置内の構成も、図2と同様であるため、その構
成の説明は省略する。この実施の形態では、定着フィル
ム基層を3層構造とし、定着フィルム内外面の表面粗さ
を小さくすることで、耐久性、伝熱性に優れた定着フィ
ルムを提供することになる。As described above, according to the present invention, the base layer of the fixing film has a two-layer structure, and the inner layer contains a small amount of a filler having a high thermal conductivity or does not contain a filler. By mixing 10 to 35% by volume of a highly thermal conductive filler into the outer layer having a thickness of about 1 to 15 times that of the inner layer, the mechanical strength such as tear strength in the inner layer of the film base layer is increased. The mechanical strength is sufficiently satisfied, and problems such as the glass protective layer of the heater being shaved can be mitigated, so long life can be achieved, and the heat transfer performance is increased by the outer layer of the film base layer to improve the fixing property. It is possible to improve. As a result, the means of the present invention is effective in the case of constructing a heat fixing device having a long service life and in the case of being incorporated in a high-speed image forming apparatus, and enhances the film heat fixing performance. (Second Embodiment) The second embodiment of the present invention will be described below. The configuration of the entire apparatus is the same as that shown in FIG. 1 showing the first embodiment, and the configuration inside the heat fixing apparatus is also the same as that shown in FIG. 2, so description of the configuration will be omitted. In this embodiment, the fixing film base layer has a three-layer structure and the surface roughness of the inner and outer surfaces of the fixing film is reduced to provide a fixing film excellent in durability and heat conductivity.
【0061】即ち、ここにおける定着フィルムの構成
は、図4に示す通りであり、導電性プライマー層32お
よび離型性層33は、第1の実施の形態と同様であるた
め、説明を省くが、図4において、符号34は定着フィ
ルム13の基層であり、以下の3層より構成されてい
る。That is, the constitution of the fixing film here is as shown in FIG. 4, and since the conductive primer layer 32 and the releasable layer 33 are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted. In FIG. 4, reference numeral 34 is a base layer of the fixing film 13, and is composed of the following three layers.
【0062】定着フィルム基層34の、最内層34aお
よび最外層34cは、絶縁性、耐熱性、熱可塑性を有す
るポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES、
PPS、PFA、PTFE、FEPなどよりなり、その
厚みが5〜15μm程度になるように、形成される。符
号34bは、定着フィルム基層の中間層で、フィルム基
層の、最内層34aおよび最外層34cと同一の部材
に、高熱伝導性のフィラー、例えば、チッ化ホウ素(B
N)、チッ化アルミ(AlN)、チッ化ケイ素(Si
N)、アルミナ(Al2 O3)などの、熱伝導性が高い
フィラーが、体積比で20〜70%程度混入されてお
り、その厚みは25〜55μm程度である。なお、各層
の形成方法は、第1の実施の形態と同様である。The innermost layer 34a and the outermost layer 34c of the fixing film base layer 34 are made of polyimide, polyamideimide, PEEK, PES, which has insulation, heat resistance and thermoplasticity.
It is made of PPS, PFA, PTFE, FEP or the like, and is formed to have a thickness of about 5 to 15 μm. Reference numeral 34b denotes an intermediate layer of the fixing film base layer, which is formed on the same member as the innermost layer 34a and the outermost layer 34c of the film base layer and has a high thermal conductivity, such as boron nitride (B).
N), aluminum nitride (AlN), silicon nitride (Si)
N), alumina (Al 2 O 3 ), and other fillers having high thermal conductivity are mixed in a volume ratio of approximately 20 to 70%, and the thickness thereof is approximately 25 to 55 μm. The method of forming each layer is similar to that of the first embodiment.
【0063】以上のように、定着フィルム基層34を構
成した場合、ヒータのガラス保護層と接する定着フィル
ム内面の表面粗さが、小さく抑えられる。このため、第
1の実施の形態と同様に、長期使用に際してヒータのガ
ラス保護層が削られるなどの問題が全くないため、長寿
命を実現するとともに、定着フィルム外周面の表面粗さ
も小さく抑えられることから、定着フィルム基層34の
中間層34bに混入する高熱伝導性フィラーの量を、大
幅に増加することが可能になる。As described above, when the fixing film base layer 34 is formed, the surface roughness of the inner surface of the fixing film which is in contact with the glass protective layer of the heater can be suppressed to be small. Therefore, as in the first embodiment, there is no problem such as the glass protective layer of the heater being scraped during long-term use, so that a long life can be realized and the surface roughness of the outer peripheral surface of the fixing film can be suppressed to be small. Therefore, the amount of the high thermal conductive filler mixed in the intermediate layer 34b of the fixing film base layer 34 can be significantly increased.
【0064】よって、定着フィルム基層34の中間層に
混入する高熱伝導性フィラーの量を大量にすることで、
画像形成装置の高速化に対して、定着不良などの問題を
起こすことなく、記録材上のトナー像を定着するとがで
きる。また、定着ニップ側の定着フィルム外面の表面粗
さも、小さく抑えられることから、定着ニップ部に搬送
された記録材との接触熱抵抗も小さくなり、ヒータから
の熱が記録材に効率よく与えられる。Therefore, by increasing the amount of the high thermal conductive filler mixed in the intermediate layer of the fixing film base layer 34,
It is possible to fix the toner image on the recording material without causing problems such as defective fixing in response to speeding up of the image forming apparatus. Further, since the surface roughness of the outer surface of the fixing film on the fixing nip side is also suppressed to be small, the contact thermal resistance with the recording material conveyed to the fixing nip also becomes small, and the heat from the heater is efficiently applied to the recording material. .
【0065】[0065]
【実施例】以上のことを確認するため、定着フィルム基
層が1層の従来例と本発明の実施の形態の具体例との、
定着性の比較を行った。評価方法としては、各定着フィ
ルムの基層中(本実施例の場合は、定着フィルム基層の
中間層の中)に混入する高熱伝導性フィラーの量および
記録材の搬送スピードを幾つか選択して、これらの実施
例の定着性を評価した。なお、従来例では、定着フィル
ム基層の厚みを50μmとし、本実施例では、定着フィ
ルム基層の最内層および最外層の厚みを、それぞれ、7
μmとし、定着フィルム基層の中間層の厚みを36μm
とした。また、定着フィルム外周面の表面粗さの測定も
行った。また、ヒータ、加圧ローラなど、他の部材に関
しては、第1の実施の形態と同様に、共通とした。その
評価結果を以下に示す。EXAMPLES In order to confirm the above, a conventional example having a single fixing film base layer and a specific example of an embodiment of the present invention,
The fixability was compared. As the evaluation method, the amount of the high thermal conductive filler mixed in the base layer of each fixing film (in the present embodiment, the intermediate layer of the fixing film base layer) and the transport speed of the recording material are selected, The fixability of these examples was evaluated. In the conventional example, the thickness of the fixing film base layer is 50 μm, and in this example, the thickness of the innermost layer and the outermost layer of the fixing film base layer is 7 μm, respectively.
μm, and the thickness of the intermediate layer of the fixing film base layer is 36 μm
And The surface roughness of the outer peripheral surface of the fixing film was also measured. Further, other members such as the heater and the pressure roller are common to each other as in the first embodiment. The evaluation results are shown below.
【0066】[0066]
【表4】
以上の結果より、従来例では定着フィルム基層中に混入
するフィラー量に応じて、定着フィルム外面の表面粗さ
が大きくなっていることが解る。これにより、定着フィ
ルム基層に混入するフィラー量をある程度まで増加した
場合には、定着性能を向上できるが、それ以上増加して
も、定着フィルム外面の表面粗さが大きくなるため、定
着フィルムと記録材との間の接触熱抵抗が大きくなり、
効率よく熱が伝えられなくなって、定着不良を引き起こ
してしまう。[Table 4] From the above results, it is understood that in the conventional example, the surface roughness of the outer surface of the fixing film is increased according to the amount of the filler mixed in the fixing film base layer. As a result, if the amount of filler mixed in the fixing film base layer is increased to some extent, the fixing performance can be improved. The contact thermal resistance with the material increases,
The heat cannot be transferred efficiently, causing fixing failure.
【0067】一方、本発明に係わる実施例では、定着フ
ィルム基層の中間層に混入するフィラー量を、第1の実
施の形態における実施例よりも大幅に増加した場合であ
っても、定着フィルム外面の表面粗さは変わらない。よ
って、記録材の搬送スピードが高速化された場合でも、
定着フィルム基層の中間層に混入するフィラー量を増加
することで、定着不良の起こらない加熱定着が容易に構
成されることになる。特に、定着フィルム内外面の表面
粗さが、混入するフィラー量に依らないため、第1の実
施の形態における実施例に比べても、大量の高熱伝導フ
ィラーが混入できるのである。また、定着フィルム基層
を3層構成とすることから、第1の実施の形態における
実施例に比べても、定着フィルム内面と導電性プライマ
ー間の絶縁耐圧の性能が更に向上し、良品率が向上す
る。
(第3の実施の形態)以下に、本発明の第3の実施の形
態について説明する。装置全体の構成は、第1の実施の
形態を示した図1と同様であり、加熱定着装置内の構成
も、図2と同様であるため、その構成の説明を省略す
る。なお、ここでは、定着フィルムの長手方向(記録材
の幅方向)において、フィルム基層に混入する高熱伝導
フィラーの量を変化させている。On the other hand, in the examples according to the present invention, even when the amount of the filler mixed in the intermediate layer of the fixing film base layer is significantly increased as compared with the examples in the first embodiment, the outer surface of the fixing film is The surface roughness of does not change. Therefore, even when the recording material conveyance speed is increased,
By increasing the amount of the filler mixed in the intermediate layer of the base layer of the fixing film, the heat fixing without causing the fixing failure can be easily configured. In particular, since the surface roughness of the inner and outer surfaces of the fixing film does not depend on the amount of filler to be mixed, a large amount of high thermal conductive filler can be mixed even in comparison with the examples in the first embodiment. In addition, since the fixing film base layer has a three-layer structure, the dielectric strength between the inner surface of the fixing film and the conductive primer is further improved, and the non-defective rate is improved, as compared with the examples of the first embodiment. To do. (Third Embodiment) The third embodiment of the present invention will be described below. The configuration of the entire apparatus is the same as that of FIG. 1 showing the first embodiment, and the configuration inside the heat fixing apparatus is also the same as that of FIG. 2, and therefore the description of the configuration is omitted. Here, the amount of the high thermal conductive filler mixed in the film base layer is changed in the longitudinal direction of the fixing film (width direction of the recording material).
【0068】特に、この実施の形態における定着フィル
ムの構成は、図5に示すように、定着フィルム13が、
その長手方向に関して、2種類のパート(13aおよび
13b)に分かれており、その中央部13a、および、
記録材の画像形成領域Lより外側の両端部13bの構成
は、図6に示す通りである。なお、図6において、導電
性プライマー層32および離型性層33は、第1の実施
の形態におけるものと同様であるため、その説明を省
く。また、中央部13aの基層35は、第1および第2
の実施の形態における基層と同様に、高熱伝導フィラー
を多量に混入した層を持つ。 In particular, in the constitution of the fixing film in this embodiment, as shown in FIG.
It is divided into two types of parts (13a and 13b) with respect to its longitudinal direction, and its central portion 13a and
The configuration of both end portions 13b outside the image forming area L of the recording material is as shown in FIG. Note that, in FIG. 6, the conductive primer layer 32 and the releasable layer 33 are the same as those in the first embodiment, and therefore the description thereof is omitted. In addition, the base layer 35 of the central portion 13a includes the first and second layers.
Similar to the base layer in the above embodiment, it has a layer in which a large amount of high thermal conductive filler is mixed .
【0069】一方、記録材の画像形成領域Lより外側の
端部13bの定着フィルム基層36は、中央部13aに
比べて、高熱伝導フィラーの混入量が少ない。なお、以
上のような定着フィルムを構成する場合には、以下のよ
うな形成方法が最適であると考えられる。すなわち、筒
状の型を一定速度で回転させ、そこに必要量の各液相の
樹脂ワニスを、フィルムの長手方向に関して、必要幅だ
け、塗布する方法である。On the other hand, in the fixing film base layer 36 at the end portion 13b outside the image forming area L of the recording material, the amount of the high thermal conductive filler mixed is smaller than that in the central portion 13a. In the case of forming the fixing film as described above, the following forming method is considered to be optimal. That is, this is a method in which a cylindrical mold is rotated at a constant speed, and a required amount of a resin varnish for each liquid phase is applied thereto in a required width in the longitudinal direction of the film.
【0070】これにより、定着フィルムの長手方向に関
して、その両端部の引裂強度などの機械的強度が強くな
り、定着フィルムが、定着のための圧力により、その長
手方向の片方に向けて寄ったときでも、規制用のフラン
ジ(図示せず)との摺擦により、裂けが発生するまでの
耐久時間が大幅に延びることになる。従って、じゅうら
いのように、短い耐久時間内に裂けて破損するなどの問
題を起こさず、長寿命の定着フィルムが構成される。As a result, the mechanical strength such as tear strength of both ends of the fixing film becomes stronger in the longitudinal direction of the fixing film, and when the fixing film is pushed toward one side in the longitudinal direction due to the pressure for fixing. However, due to the rubbing against the restricting flange (not shown), the durability time until the tearing is significantly extended. Therefore, a fixing film having a long life is formed without causing problems such as tearing and damage within a short durability time unlike the case of the tenth structure.
【0071】[0071]
【実施例】以上を確認するため、定着フィルム両端部の
フィルム基層に混入する高熱伝導フィラーの量を幾つか
選択して、前述の実施例の耐久性の評価と同様の評価を
行った。すなわち、空回転耐久治具にて、200℃の調
整温度、100mm/sのスピードにおいて、10kg
fの加圧力による略均一な加圧で試験した場合と、フィ
ルムの長手方向に関して、加圧力の片寄りが大きい条件
で試験した場合とを、フィルム端部の裂けが発生するま
での耐久時間で評価した。EXAMPLES In order to confirm the above, some amounts of the high thermal conductive filler mixed in the film base layers at both ends of the fixing film were selected, and the same evaluation as the durability evaluation in the above-described examples was performed. That is, 10 kg at an adjusted temperature of 200 ° C. and a speed of 100 mm / s with an idle rotation durability jig.
When the test is performed with a substantially uniform pressurization by the pressing force of f and when the test is performed under the condition that the deviation of the pressurizing force is large in the longitudinal direction of the film, the durability time until the film edge tear occurs evaluated.
【0072】なお、比較のため、以下の定着フィルムに
ついても評価した。
従来例…フィルム基層の厚みを50μm(1層)とし、
長手方向に渡って高熱伝導フィラーを体積比で20%混
入した。
比較例…前記実施例1で示したように、フィルム基層の
内層を10μm、外層を40μmとし、内層にはフィラ
ーの混入は行わず、外層のみフィルムの長手方向に亘っ
て、体積比で30%の高熱伝導フィラーを混入した。
実施例…上記比較例のフィルム長手方向の両端部の5m
m幅(記録材の画像形成領域の外側)について、混入す
る高熱伝導フィラーを0〜15%(5%刻み)とした。
評価結果を以下に示す。For comparison, the following fixing films were also evaluated. Conventional example: The film base layer has a thickness of 50 μm (one layer),
A high thermal conductive filler was mixed in a volume ratio of 20% in the longitudinal direction. Comparative Example: As shown in Example 1, the inner layer of the film base layer was 10 μm, the outer layer was 40 μm, no filler was mixed in the inner layer, and only the outer layer was 30% by volume in the longitudinal direction of the film. Of the high thermal conductive filler. Example: 5 m at both ends in the longitudinal direction of the film of the above comparative example
With respect to the m width (outside the image forming area of the recording material), the high thermal conductive filler mixed therein was set to 0 to 15% (in 5% increments). The evaluation results are shown below.
【0073】[0073]
【表5】
以上の結果より、定着フィルム両端部のフィルム基層に
混入するフィラー量を少なくすることにより、定着フィ
ルム両端部の引裂強度を強くすることができ、耐久時間
を更に長くすることが可能となる。また、記録材の画像
形成領域内の定着フィルム基層は、フィラー量が多いこ
とから、ヒータからの熱を記録材上に効率よく伝えられ
るため、定着不良などの問題が全くなかった。そして、
むしろ、定着フィルム両端部からの熱の逃げが防げるた
め、本実施例による定着フィルムを使用した場合には、
比較例と比較しても、フィルムの長手方向の両端部にお
ける記録材上のトナー像の定着性がよく、その長手方向
に亘って、定着の均一性が良好であることが解った。
(第4の実施の形態)以下に本発明の第4の実施の形態
について説明する。装置全体の構成は、図1と同様であ
り、加熱定着装置内の構成も図2と同様であるため、そ
の説明を省く。また、ここでは、定着フィルムの長手方
向に関して、その両端部の(記録材の搬送領域L′より
外側の)部分に、フィルム強化層を形成している。[Table 5] From the above results, by reducing the amount of filler mixed in the film base layer at both ends of the fixing film, the tear strength at both ends of the fixing film can be increased and the durability time can be further extended. Further, since the fixing film base layer in the image forming area of the recording material has a large amount of filler, the heat from the heater can be efficiently transferred onto the recording material, and there is no problem such as defective fixing. And
Rather, in order to prevent heat from escaping from both ends of the fixing film, when the fixing film according to this embodiment is used,
Even when compared with the comparative example, it was found that the fixing property of the toner image on the recording material at both ends in the longitudinal direction of the film was good, and the fixing uniformity was good over the longitudinal direction. (Fourth Embodiment) The fourth embodiment of the present invention will be described below. The configuration of the entire apparatus is the same as that in FIG. 1, and the configuration in the heat fixing device is also the same as that in FIG. 2, and therefore description thereof will be omitted. Further, here, the film reinforcing layer is formed at both end portions (outer than the recording material conveyance region L ′) in the longitudinal direction of the fixing film.
【0074】この実施の形態における定着フィルムの構
成は図7に示す通りであり、ここでは、定着フィルム1
3の長手方向(記録材の幅方向)に亘って形成される定
着フィルム基本層13cは、前述の第1および第2の実
施の形態で示したフィルム基層が2層、あるいは、3層
構造の高熱伝導フィルムである。 The structure of the fixing film in this embodiment is as shown in FIG. 7, and here, the fixing film 1 is used.
The fixing film basic layer 13c formed along the longitudinal direction of 3 (the width direction of the recording material) has two film base layers shown in the first and second embodiments or a three-layer structure. It is a high thermal conductive film .
【0075】また、定着フィルムの両端部のフィルム強
化層13dを形成した部分のフィルム構成を図8に示
す。ここでは、導電性プライマー層32および離型性層
33は第1の実施の形態と同様であるが、定着フィルム
の両端部の、強化層13dが形成される部分には、これ
らの層は無くてもよい。なお、ここで、符号35はフィ
ルム基層であり、高熱伝導フィラーが混入されている層
である。また、符号37はフィルム強化層であり、絶縁
性、耐熱性、熱可塑性を有する、ポリイミド、ポリアミ
ドイミド、PEEK、PES、PPS、PFA、PTF
E、FEPなどよりなり、定着フィルム基層35の主成
分と同一とするのがよい。また、フィルム強化層37
は、その厚みが10〜100μm程度で、形成されてお
り、その長手方向では、その幅が1〜8mm程度で、形
成されている。FIG. 8 shows the film structure of the portions where the film reinforcing layers 13d are formed at both ends of the fixing film. Here, the conductive primer layer 32 and the releasable layer 33 are the same as those in the first embodiment, but these layers are not present in the end portions of the fixing film where the reinforcing layer 13d is formed. May be. Here, reference numeral 35 is a film base layer, which is a layer in which a high thermal conductive filler is mixed. Further, reference numeral 37 is a film reinforcing layer, which has insulation, heat resistance, and thermoplasticity, and is polyimide, polyamideimide, PEEK, PES, PPS, PFA, PTF.
It is preferably made of E, FEP, or the like and is the same as the main component of the fixing film base layer 35. In addition, the film reinforcing layer 37
Has a thickness of about 10 to 100 μm, and has a width of about 1 to 8 mm in the longitudinal direction.
【0076】一般に、画像形成装置の高速化に伴い、定
着フィルムの厚みを、できる限り薄く形成したい場合、
定着フィルムの両端部の強度が問題となる。特に、高熱
伝導フィラーをフィルム基層に混入するに従って、引裂
強度が低下する。一方、フィラーの混入がないフィルム
は、挫屈強度が低く、定着フィルムが、その長手方向の
一端に向けて強い力で寄った場合には、定着フィルムの
端部で折れ曲がってしまう。以上のことから、定着フィ
ルムの基層の厚みは、20μm以上、好ましくは、30
μm以上が必要であった。Generally, when it is desired to make the thickness of the fixing film as thin as possible with the increase in the speed of the image forming apparatus,
The strength of both ends of the fixing film becomes a problem. In particular, the tear strength decreases as the high thermal conductive filler is mixed into the film base layer. On the other hand, a film having no filler mixed therein has a low buckling strength, and when the fixing film leans toward one end in the longitudinal direction with a strong force, it is bent at the end portion of the fixing film. From the above, the thickness of the base layer of the fixing film is 20 μm or more, preferably 30 μm.
μm or more was required.
【0077】よって、この実施の形態では、フィルム強
化層を定着フィルム端部に形成することにより、引裂強
度の向上、挫屈強度の向上について、両立が図れ、高耐
久性の定着フィルムが構成できる。また、記録材の搬送
領域における定着フィルム基層の厚みを、10μm程度
まで薄くすることが可能となるため、画像形成装置の高
速化に対しても、定着性能を低下させることなく、加熱
定着装置を構成できることになる。Therefore, in this embodiment, by forming the film reinforcing layer on the end portion of the fixing film, both the improvement of the tear strength and the improvement of the buckling strength can be achieved, and the fixing film having high durability can be constructed. . Further, since the thickness of the fixing film base layer in the recording material conveyance region can be reduced to about 10 μm, the heating and fixing device can be used without deteriorating the fixing performance even when the image forming apparatus is accelerated. It will be configurable.
【0078】[0078]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
未定着画像が形成された記録材を、定着部材と加圧部材
の間で所定の温度に維持されたニップ部を通過させるこ
とにより、上記未定着画像を記録材上に永久画像として
定着させる加熱定着装置において、上記定着部材が、通
電発熱抵抗層を含む加熱体としてのヒータと、該ヒータ
に摺接しながら回転する薄いフィルム状の回転部材(定
着フィルム)とからなり、一方、加圧部材は、上記定着
部材との間で、加熱定着に必要な定着ニップ部を形成す
るように弾性層を具備しているが、特に、本発明におけ
る定着フィルムの構成および効果は、以下の通りであ
る。As described above, according to the present invention,
Heating for fixing the unfixed image on the recording material as a permanent image by passing the recording material on which the unfixed image is formed through a nip portion maintained at a predetermined temperature between the fixing member and the pressure member. In the fixing device, the fixing member includes a heater as a heating body including an electric heating resistance layer and a thin film-shaped rotating member (fixing film) that rotates while slidingly contacting the heater, while the pressing member is An elastic layer is provided so as to form a fixing nip portion required for heat fixing between the fixing member and the fixing member. Particularly, the constitution and effect of the fixing film in the present invention are as follows.
【0079】1)定着フィルムの基層が、複数の層、例
えば2層構造をしており、内層が熱伝導フィラーが少
量、もしくは混入されていない層であり、その外側の層
には、熱伝導フィラーが多量に混入されている層を設け
るため、定着フィルム基層の内側の層で、引裂強度など
の機械的強度を十分に満足し、高耐久性のフィルムを得
ることができ、外側のフィラー量を多量に混入した層
で、ヒータからの熱を定着ニップ側に効率よく伝えるこ
とが可能になる。また、熱伝導フィラーが少量、もしく
は混入されていない層が定着フィルム内面にあることか
ら、定着フィルム内周面の表面粗さが小さく抑えられ、
摺擦するヒータのガラス表面が削られるなどの問題も起
こさない。1) The base layer of the fixing film has a plurality of layers, for example
Example, if has a two-layer structure, the inner layer is a layer which thermally conductive filler is not a small amount, or is mixed, the layer of the outside, to provide a layer thermally conductive filler is heavily contaminated, the fixing film The inner layer of the base layer can sufficiently obtain mechanical strength such as tear strength and can obtain a highly durable film.The outer layer is a layer mixed with a large amount of filler to fix the heat from the heater to the fixing nip. It becomes possible to efficiently communicate to the side. In addition, a small amount of the heat conductive filler, or a layer not mixed with the inner surface of the fixing film, the surface roughness of the inner peripheral surface of the fixing film can be suppressed to a small level,
It does not cause problems such as the glass surface of the rubbing heater being scraped.
【0080】2)また、フィルム基層を2層とすること
により、フィルムに小孔などの発生頻度が少なくなるた
め、フィルムの内面と導電性プライマーの間で十分な絶
縁耐圧が得られる可能性が高くなる。これにより、ヒー
タのガラス保護層に絶縁耐圧の性能を要求しなくても、
ヒータの通電発熱抵抗層と、定着フィルムの導電性プラ
イマーとの間で、耐圧を満足することが可能になるた
め、ヒータのガラス保護層の厚みを、大幅に薄くするこ
とができ、よって、定着性能が向上する。2) Further, since the film base layer is formed of two layers, the frequency of occurrence of small holes in the film is reduced, so that there is a possibility that a sufficient withstand voltage can be obtained between the inner surface of the film and the conductive primer. Get higher As a result, even if the glass protective layer of the heater is not required to have dielectric strength performance,
Since it is possible to satisfy the pressure resistance between the energization heat generation resistance layer of the heater and the conductive primer of the fixing film, the thickness of the glass protective layer of the heater can be significantly reduced, and thus the fixing can be performed. Performance is improved.
【0081】3)また、定着フィルムの基層を3層構造
とすることにより、熱伝導フィラーが多量に混入されて
いる層を、フィラーが少量、もしくは、混入されていな
い層で、挟み込んだ構成とすることで、フィルム基層の
中間層に、高熱伝導性のフィラーを大量に混入した場合
でも、定着フィルム外周面の表面粗さが、小さく抑えら
れるため、定着フィルム外周面と記録材との間の接触熱
抵抗を小さくでき、定着不良などの問題を起こさず、熱
効率の良い加熱定着が可能となる。3) In addition, the base layer of the fixing film has a three-layer structure, so that a layer containing a large amount of the heat conductive filler is sandwiched between layers containing a small amount of filler or no filler. By doing so, even if a large amount of a high thermal conductive filler is mixed in the intermediate layer of the film base layer, the surface roughness of the fixing film outer peripheral surface can be suppressed to a small level, and therefore, between the fixing film outer peripheral surface and the recording material. The contact heat resistance can be reduced, problems such as defective fixing do not occur, and heat fixing with high thermal efficiency can be performed.
【0082】4)更に、定着フィルムの長手方向(記録
材の幅方向)に関して、定着フィルムの基層のうち少な
くとも一つの層Aで熱伝導フィラーの混入量を異なら
せ、定着フィルムの中央部を、熱伝導フィラーが多量に
混入された基層とし、両端部を熱伝導フィラーが少量、
もしくは、混入されていない基層とすることにより、定
着フィルムの両端部の引裂強度などの機械的強度が強く
なり、定着フィルムが圧力を受けた際、その長手方向の
片方に片寄ったとしても、短い耐久時間で、裂けて、破
損するなどの問題を起こさず、長寿命の定着フィルムが
構成できる。4) Furthermore, in the longitudinal direction of the fixing film (the width direction of the recording material), a smaller amount of the base layer of the fixing film is used.
At least one layer A has different amounts of the heat conductive filler mixed therein, and the central portion of the fixing film is a base layer having a large amount of the heat conductive filler mixed therein, and both end portions thereof have a small amount of the heat conductive filler.
Alternatively, by using a base layer that is not mixed, mechanical strength such as tear strength at both ends of the fixing film becomes strong, and when the fixing film receives pressure, even if it is offset to one side in the longitudinal direction, it is short. A long-life fixing film can be constructed without causing problems such as tearing and breaking in durability time.
【0083】あるいは、記録材の幅方向(定着フィルム
の長手方向)に関して、定着フィルムの端部のみ、フィ
ルム基層の外側に層を設け、定着フィルムの基層のうち
少なくとも一つの層Aに熱伝導フィラーが多量に混入さ
れていても、上記の端部の外層に、熱伝導フィラーが少
量、もしくは混入されていない層を形成することによ
り、定着フィルムの両端部の引裂強度、挫屈強度などの
機械的強度を強くし、定着フィルムが圧力を受けて、そ
の長手方向に片寄ったとしても、裂けたり、挫屈したり
するという問題を回避でき、さらに、高い耐久性のある
定着フィルムが構成できる。Alternatively, the width direction of the recording material (fixing film
(Longitudinal direction of), only the edge of the fixing film
A layer is provided outside the rum base layer, and
A large amount of heat conductive filler is mixed in at least one layer A.
Also it is, on the outer layer of the end, by forming a layer thermally conductive filler is not a small amount, or are mixed, tear strength of both ends of the fixing film, the mechanical strength such as buckling strength strong However, even if the fixing film receives pressure and shifts in its longitudinal direction, the problem of tearing or buckling can be avoided, and a fixing film with high durability can be configured.
【図1】本発明に係わる画像形成装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming apparatus according to the present invention.
【図2】本発明に係わる加熱定着装置の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a heat fixing device according to the present invention.
【図3】本発明の第1の実施の形態の定着フィルムの一
例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a fixing film according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第2の実施の形態の定着フィルムの断
面図である。FIG. 4 is a sectional view of a fixing film according to a second embodiment of the invention.
【図5】本発明の第3の実施の形態の定着フィルムの構
成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a fixing film according to a third embodiment of the present invention.
【図6】同じく、定着フィルムの断面図である。FIG. 6 is likewise a sectional view of a fixing film.
【図7】本発明の第4の実施の形態の定着フィルムの構
成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a fixing film according to a fourth embodiment of the present invention.
【図8】同じく、定着フィルム端部の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of the end portion of the fixing film.
【図9】従来例に係わる加熱定着装置の要部構成図であ
る。FIG. 9 is a configuration diagram of a main part of a heat fixing device according to a conventional example.
【図10】従来例に係わる定着フィルムの断面図であ
る。FIG. 10 is a sectional view of a fixing film according to a conventional example.
11 加熱用ヒータ 12 断熱ステイホルダー 13 定着フィルム 20 加圧ローラ 11 Heating heater 12 Thermal insulation stay holder 13 Fixing film 20 pressure roller
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−156287(JP,A) 特開 平6−222695(JP,A) 特開 平6−266254(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 13/20 G03G 15/20 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-7-156287 (JP, A) JP-A-6-222695 (JP, A) JP-A-6-266254 (JP, A) (58) Fields investigated (Int .Cl. 7 , DB name) G03G 13/20 G03G 15/20
Claims (5)
部材と加圧部材により互いに圧接してなる定着ニップ間
を通過させることにより、上記未定着画像を記録材上に
永久画像として定着させる加熱定着装置において、 上記定着部材が通電発熱抵抗層を具備した加熱用ヒータ
と薄肉のフィルムで構成されており、上記フィルムの最
も内側を構成する基層が複数の層よりなり、そのうち少
なくとも一つの層Aに、上記フィルム基層の基材より高
熱伝導性の絶縁性フィラーが混入されており、上記フィ
ルム基層の複数の層のうち加熱用ヒータと摺擦する層B
には、上記少なくとも一つの層Aより少量の高熱伝導性
の絶縁性フィラーが混入されているか、もしくは混入さ
れていないことを特徴とする加熱定着装置。1. An unfixed image is formed on a recording material as a permanent image by passing the recording material on which the unfixed image is formed through a fixing nip formed by pressing a fixing member and a pressure member against each other. In the heat fixing device, the fixing member is composed of a heater for heating having an electric heating resistance layer and a thin film, and the base layer constituting the innermost side of the film is composed of a plurality of layers, at least one of which is the layer a, insulating filler of the high thermal conductivity than the base material of the film substrate are mixed, the Fi
Layer B that rubs against a heater for heating among a plurality of layers of the rum base layer
Has a higher thermal conductivity than the above-mentioned at least one layer A.
Insulating filler of
A heat fixing device characterized by not being installed.
層が2層構造で形成されていることを特徴とする請求項
1記載の加熱定着装置。2. A heat fixing device according to claim 1, wherein the base layer of the film to be provided in the fixing member is formed of two-layer structure.
層が3層構造で形成されており、上記加熱用ヒータと摺
擦する層Bおよび該層Bから最も離れた外側の層の中間
に上記少なくとも一つの層Aがあり、上記層Bから最も
離れた外側の層は、上記少なくとも一つの層Aより少量
の高熱伝導性の絶縁性フィラーが混入されているか、も
しくは混入されていないことを特徴とする請求項1記載
の加熱定着装置。3. A base layer of the film provided in the fixing member is formed a three-layer structure, the heater and the slide
The middle of the rubbing layer B and the outermost layer farthest from the layer B
There is at least one layer A in
The outer outer layer is smaller than the at least one layer A above.
Is the high heat conductive insulating filler mixed in?
2. The heat fixing device according to claim 1, wherein the heat fixing device is not mixed .
フィラー量が上記記録材の幅方向に関して上記フィルム
の両端部に比べて、その中央部の方が混入されるフィラ
ー量が多くなるように、上記フィラーの分布を設定して
あることを特徴とする請求項1記載の加熱定着装置。4. The amount of the filler mixed in the at least one layer A is larger in the central portion of the recording material than in the both ends of the film in the width direction of the recording material. The heat fixing device according to claim 1, wherein the distribution of the filler is set.
ムの端部に、フィルム基層の外側においてフィルム基層
の基材と同一基材より形成される層を設けていることを
特徴とする請求項1記載の加熱定着装置。5. A layer formed of the same base material as the base material of the film base layer outside the film base layer is provided at an end portion of the film in the width direction of the recording material. The heat fixing device described.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11741796A JP3437375B2 (en) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | Heat fixing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11741796A JP3437375B2 (en) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | Heat fixing device |
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