JP2005049552A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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JP2005049552A
JP2005049552A JP2003205122A JP2003205122A JP2005049552A JP 2005049552 A JP2005049552 A JP 2005049552A JP 2003205122 A JP2003205122 A JP 2003205122A JP 2003205122 A JP2003205122 A JP 2003205122A JP 2005049552 A JP2005049552 A JP 2005049552A
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fixing
fixing device
toner image
belt
recording material
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Japanese (ja)
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Naotaka Iwata
尚貴 岩田
Kunihiko Tomita
邦彦 富田
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device which performs successful energy saving fixing. <P>SOLUTION: The fixing device is provided with a fixing belt 22 being a fixing rotary body in which a region irradiated with light generates heat. A light source section 38 is driven and controlled by utilizing image information so that a toner image formed on a recording material S and a heat generation region overlap in a contact region (a nip section 24) of a toner image in the fixing belt 22. Thereby only a toner image part on the recording material S is heated. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から地球環境の保全のために省資源及び省エネルギーの要求が高まっている。電子写真方式の画像形成装置においても省エネルギーのために消費電力を抑える動きが活発化しており、特に電力消費の激しい定着の分野で省エネルギー化が研究されている。
【0003】
一般的に用いられている定着装置においては、装置の最大通紙サイズにあわせて定着ローラ等を加熱して定着を行っている。しかし最大通紙幅全体にわたって加熱することは小サイズ紙などで紙のない部分まで加熱し、その分電力を無駄にしている。また画像面積が少ない画像では、ほとんど紙の白紙部分を加熱しており、電力の無駄となっている。このようなことから紙上のトナーの乗っている部分だけ加熱を行うことで省エネルギーを行うことが特許文献1,2,3,4などに提案されている。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−343860公報
【特許文献2】
特開2000−338800公報
【特許文献3】
特開平6−270431号公報
【特許文献4】
特開平6−095538号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1では、接触ハロゲンヒータにより定着のための加熱を行い、この接触ハロゲンヒーターの加熱割合を画像情報によって変化させることにより省エネルギー化を図っているが、この方法では、定着ローラの軸方向には対応できず、定着ローラの軸方向では無駄な部分を加熱してしまいその分省エネ効果が低減してしまうという問題がある。
【0006】
特許文献2では、未定着像の画像部のみにレーザービームを照射して定着を行い、クリーニング装置により地肌部のトナーを除去し地肌汚れを防止している。
しかし、レーザーを用いる場合、トナー樹脂を溶融させるためには高エネルギーのレーザ出力装置が必要であり、装置が大型、高コストとなり、また、省エネになり難いという問題がある。
【0007】
特許文献3では、トナー画像を、耐熱ベルトを介してサーマルヘッドにより転写紙上に加熱定着している。このように、サーマルヘッドを耐熱ベルトを介して記録紙に接触させる場合、サーマルヘッドの発熱素子ではトナー樹脂を溶融させるためには熱不足であり、また、耐熱ベルトを介すると熱が記録紙へ伝わり難いためにサーマルヘッドの温度をできるだけ高くしなければならず、省エネになり難いという問題がある。
【0008】
特許文献4では、複数の発熱素子を独立に制御し、任意の範囲で発熱するようにしている。このような発熱素子は通電がONになってから定着可能温度になるまでタイムラグがあり、あらかじめ通電時間が必要であり、やはり省エネになり難いという問題がある。
【0009】
本発明の目的は、良好な省エネルギー定着を行う定着装置及び画像形成装置を提供することである。
【0010】
本発明の目的は、100℃程度の低融点トナーを用いてオフセットを防止しながら、良好な省エネルギー定着を行う定着装置及び画像形成装置を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明の定着装置は、回転自在に支持され回転駆動され、光が照射された領域が発熱する定着回転体と、前記定着回転体の幅方向に選択的にドット状の光を照射する光源部と、トナー像が形成された記録材を前記定着回転体に密着させる密着手段と、前記記録材上に前記トナー像を形成するための画像情報を利用して、前記定着回転体における前記トナー像の接触領域において前記記録材上に形成されたトナー像と発熱領域とが重なるように前記光源部を駆動制御する光照射手段と、を備える
したがって、画像情報を利用して、定着回転体におけるトナー像の接触領域において記録材上に形成されたトナー像と発熱領域とが重なるように光源部によりドット状の光が定着回転体に照射され、定着回転体においてその光照射領域が発熱し、この発熱領域にトナー像が接触してトナー像のみが加熱されて定着される。
【0012】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の定着装置において、前記定着回転体は、光が照射された領域が導電状態となる光半導体部と通電された部分が発熱する抵抗発熱部とを回転の径方向に接触配列して備える。
【0013】
したがって、定着回転体に電圧をかけることにより光照射領域において回転の径方向に電流が流れて発熱するが、光照射領域以外においては発熱しない。
【0014】
請求項3記載の発明は、請求項2記載の定着装置において、前記光半導体部は、透明導電体と光半導体層とを積層して備え、前記抵抗発熱部は、前記光半導体層に接触する抵抗発熱層と導電体層とを積層して備える。
【0015】
したがって、定着回転体に確実に電圧を印加することが可能となる。
【0016】
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3の何れか一記載の定着装置において、前記光源部は、前記定着回転体の内側に配置されている。
【0017】
したがって、スペースの有効利用がされている。装置の小型化が図られている。
【0018】
請求項5記載の発明は、請求項1ないし4の何れか一記載の定着装置において、前記定着回転体は、定着ベルトである。
【0019】
したがって、定着回転体の放熱や冷却のための構成を容易に設けることが可能となる。
【0020】
請求項6記載の発明は、請求項5の記載の定着装置において、前記密着手段は、前記密着手段は、前記定着ベルトに対向し前記記録材を前記定着ベルトとにより挟持搬送する加圧ベルトを含み、この加圧ベルトと前記定着ベルトとが前記トナー像を加熱後も前記記録材を挟持搬送する。
【0021】
したがって、定着後のトナー像では、加圧ベルト及び定着ベルトに対して放熱が行われ、これにより、定着ベルトへのトナー像のオフセットが防止される。
【0022】
請求項7記載の発明は、請求項6記載の定着装置において、前記密着手段は、前記加圧ベルトを前記定着ベルトに向けて押圧する加圧ローラを含む。
【0023】
したがって、定着ベルトに対してトナー像が十分に密着し、これにより、トナー像への熱の伝達が十分に行われる。よって、100℃程度の低温度での定着が可能となる。
【0024】
請求項8記載の発明は、請求項6又は7記載の定着装置において、前記加圧ベルトは、弾性を有する。
【0025】
したがって、記録材が定着ベルトに密着して搬送される際に、微小な線速差によってトナー像がズレてしまうことが防止される。
【0026】
請求項9記載の発明は、請求項1ないし8の何れか一記載の定着装置において、前記トナー像を加熱した後の前記定着回転体を冷却する冷却手段を備える。
【0027】
したがって、トナーを加熱した後に再びトナー像加熱のために光が照射される前に定着回転体の温度がリセットされ、次回のトナー像への加熱の際に、余分な領域を加熱することが防止される。また、このとき、定着回転体に密着している記録材のトナー像も一緒に冷却される。これにより、定着回転体へのトナー像のオフセットが防止される。
【0028】
請求項10記載の発明は、請求項9記載の定着装置において、前記冷却手段は、ヒートパイプである。
【0029】
したがって、簡単な構成で冷却手段が実現される。
【0030】
請求項11記載の発明は、請求項9記載の定着装置において、前記冷却手段は、ヒートシンクである。
【0031】
したがって、簡単な構成で冷却手段が実現される。
【0032】
請求項12記載の発明は、記録材上に形成したトナー像を定着装置で定着させて前記記録材に画像を形成する画像形成装置において、前記定着装置を請求項1ないし11の何れか一記載の定着装置とした。
【0033】
したがって、請求項1ないし11の何れか一記載の発明と同様の作用を奏する。
【0034】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図1ないし図4に基づいて説明する。本実施の形態は、画像形成装置としてレーザプリンタへの適用例である。図1は、本実施の形態のレーザプリンタの内部構造を示す概略図である。
【0035】
このレーザプリンタ1の装置本体2内には、画像形成部3、光書込装置4、定着装置5、給紙部6、レジストローラ7等が配置されている。
【0036】
画像形成部3は、回転駆動されるドラム状の感光体11、感光体11の周囲に画像形成プロセス順に配置された帯電器12、現像器13、転写器14、クリーニング器15等により構成されている。この画像形成部3では、感光体11の外周面が帯電器12により一様に帯電され、帯電された感光体11の外周面上を光書込装置4からの走査線で走査することにより感光体11の外周面上に静電潜像が形成され、この静電潜像が現像器13内のトナーにより現像されてトナー像となる。光書込装置4による走査は、記録材S上にトナー像を形成するための画像情報に基づいて行われる。そして、給紙部6から給紙搬送された記録材Sがレジストローラ7で一旦停止され感光体11の回転に同期するタイミングで、即ち、感光体11上に形成されたトナー像の先端と記録材Sの所定位置とが一致するタイミングでレジストローラ7により転写位置へ送られて、転写器14によりトナー像が記録材Sに転写される。
【0037】
次に、定着装置5を図2及び図3に基づいて説明する。ここで、図2は定着装置5を示す概略図、図3は定着装置5の一部を拡大して示す概略断面図である。
【0038】
図2に示すように、定着装置5は、定着ケース21(図1参照)内に、回転駆動される定着回転体である無端状の定着ベルト22と、この定着ベルト22に対向配置されて定着ベルト22に密着する無端状の加圧ベルト23とを備えている。そして、定着装置5では、それらの定着ベルト22と加圧ベルト23とによりニップ部24を形成してこのニップ部24で記録材Sを挟持搬送する構造である。ここで、このニップ部24が、定着ベルト22において記録材S上のトナー像が接触する接触領域となる。
【0039】
定着ベルト22は、3つのテンションローラ25,26,27により三角形状に張架されて、回転自在に支持されている。そして、テンションローラ25,26,27のうちの一つがモータ28(図4参照)により回転駆動されることにより図2における時計周り方向に回転する。定着ベルト22のうち、テンションローラ26,27間に位置する定着ベルト22が加圧ベルト23に対向する。以後、この位置を対向位置という。そして、テンションローラ25,26間の位置が対向位置の上流側となり、テンションローラ27,25間が対向位置の下流側となる。
【0040】
定着ベルト22は、図3に示すように、回転の径方向にそって、透明導電体29上に、光半導体層30、抵抗発熱層31、導電体層32が順に接触積層されて構成されている。透明導電体29と光半導体層30とにより、光半導体部33が構成され、抵抗発熱層31と導電体層32とにより抵抗発熱部34が構成されている。
【0041】
光半導体層30は、通常の感光体の感光層と同様な構成の感光層であり、暗所で高抵抗、光が照射された光照射部で低抵抗となるものである。つまり、光照射部で導電性、他の部分は非導電性を呈するものである。
【0042】
抵抗発熱層31は、その両側に位置する部材(本実施の形態では、光半導体層30と導伝体層32)が導電性であると、内部に電流が流れる回路が形成され、該電流の流れる部分が発熱するものである。
【0043】
そして、定着ベルト22は、対向位置の下流側となるテンションローラ27,25間において電源35に接続されている。詳しくは、導電体層32がベルト当接電極36を介して電源35のマイナス極側接続され、透明導電体29がベルト当接電極37を介して電源35のプラス極側に接続されている。
【0044】
この定着ベルト22の発熱原理を説明する。まず、暗所にて透明導電体29と表層の導電体層32の間に電源35により電圧を印加する。そして透明導電体29の方向から光照射を行う。ここで、定着ケース21の内部は暗所であり、光半導体層30は光照射部のみ導電性を示す。そして導電性を示した部分と表層の導電体層32との間に位置する抵抗発熱層31の部位に電流が流れて発熱する。このようにして抵抗発熱層31の光照射部分のみが発熱する。
【0045】
ニップ部24の下流側に位置するテンションローラ26には、冷却手段であるヒートパイプ(図示せず)が内蔵されており、テンションローラ26に当接する定着ベルト22を冷却する。
【0046】
定着ベルト22の内側には、光源部38が配置されている。詳しくは、光源部38は、対向位置の上流側であるテンションローラ25,26間の定着ベルト22の内面に対向配置されている。この光源部38は、複数のLEDを定着ベルト22の幅方向の全域に並べて構成したLEDアレイであり、定着ベルト22の幅方向に選択的にドット状の光を照射する。
【0047】
加圧ベルト23は、加圧ローラ41とテンションローラ42とに張架されて、回転自在に支持されている。加圧ローラ41は、搬送方向上流側に配置されて加圧ベルト23及び定着ベルト22を介してテンションローラ26に対向する。加圧ローラ41は、バネなどの図示しない弾性体によりテンションローラ26に向けて付勢されている。この加圧ローラ41の表面部には、弾性を有する弾性層41aが形成されている。加圧ローラ41は、加圧ベルト23とともに密着手段43を構成する。テンションローラ42は、搬送方向下流側に配置されて加圧ベルト23及び定着ベルト22を介してテンションローラ27に対向する。
【0048】
この定着装置5では、上述したように定着ベルト22が図2における時計回り方向に回転駆動されることにより、加圧ベルト23が定着ベルト22に連れ回されて図2における反時計回りに回転する。
【0049】
図4は画像形成装置が備える各部の電気的接続を示すブロック図である。レーザプリンタ1は、CPU(Central Processing Unit)、コンピュータプログラム等の固定的データを予め記憶するROM(Read Only Memory)、各種データを書き換え自在に記憶するワークエリアとして機能するRAM(Random Access Memory)を有するコンピュータ構成のメイン制御部51を備えている。このメイン制御部51には、画像形成部3、光書込装置4、定着装置5、給紙部やレジストローラを駆動する各種モータ52が接続されており、このメイン制御部51がレーザプリンタ1の各部を駆動制御する。
【0050】
定着装置5は、CPU(Central Processing Unit)、コンピュータプログラム等の固定的データを予め記憶するROM(Read Only Memory)、各種データを書き換え自在に記憶するワークエリアとして機能するRAM(Random Access Memory)を有するコンピュータ構成の定着制御部53を備えている。この定着制御部53には、テンションローラ25又は26又は27を回転駆動するモータ28、光源部38、電源35を制御する電源制御部54などが接続されており、この定着制御部53が定着装置5の各部を駆動制御する。
【0051】
このような構成において、定着装置5が行う定着動作を説明する。定着制御部53は、定着動作開始指示をメイン制御部51から受けた後に、モータ28を駆動する。これにより定着ベルト22及び加圧ベルト23が回転する。同時に、電源制御部54により電源35をONにして、ベルト当接電極36を介して定着ベルト22の導電体層32に−300Vを印加する。
【0052】
そして、画像情報を利用して、定着ベルト22におけるトナー像の接触領域(ニップ部24)において記録材S上に形成されたトナー像と発熱領域とが重なるように光源部38を駆動制御する。詳しくは、画像情報は、メイン制御部51から受信することで取得する。そして、メイン制御部51からレジストローラ7による記録材Sの再搬送を開始した時点で送信された同期信号を受け取り、その同期信号により、ニップ部24に搬送される記録材Sのトナー像に同期させてニップ部24へ移動する定着ベルト22の部位に対して光を照射する。ここに、光照射手段の機能が実現される。
【0053】
ここで、メイン制御部51が同期信号を定着制御部53に送るタイミングとしては、レジストローラ7による記録材Sの再搬送開始時点に限るものではなく、画像形成動作における所定の時点であってよい。さらには、同期信号としては、定着装置5の定着ケース21の入口部に記録材Sを検出する検出センサを設け、この検出センサが記録材Sを検出した場合に出力する検出信号を同期信号としてもよい。
【0054】
このようにトナー像が重なる領域のみに対して光が照射された定着ベルト22では、その部分のみが発熱する。そして、この状態でニップ部24におけるテンションローラ26と加圧ローラ41とが対向している部位において、転写器14側から搬送された記録材Sのトナー像に対して定着ベルト22の発熱部分が密着し、トナー像が加熱される。このとき、加圧ローラ41による押圧により、定着ベルト22に対してトナー像が十分に密着し、トナー像への熱の伝達が十分に行われる。これにより、100℃程度の低温度での定着が可能となる。したがって、トナーとしては100℃程度の低融点トナーを用いることができる。
【0055】
このようにしてトナー像の定着処理がなされた後、記録材Sはさらにニップ部24を搬送され、排紙トレイ16上に排紙される。記録材Sがニップ部24におけるテンションローラ26と加圧ローラ41とが対向している部位以降を搬送される際には、記録材S及びトナー像において、それらが密着している定着ベルト22や加圧ベルト23への放熱が行われる。この放熱により、トナー像が確実に凝固するので、記録材S上のトナー像が定着ベルト22からの分離時に定着ベルト22にオフセットすることが防止される。
【0056】
そして、トナー像を加熱した後の定着ベルト22は、ニップ部24におけるテンションローラ27に対向する部位を通過する際に、テンションローラ27を介してヒートパイプにより冷却され温度がリセットされる。これにより、次回のトナー像への加熱の際に、余分な領域を加熱することが防止される。また、このとき、定着ベルト22に密着している記録材S上のトナー像も同時に冷却され、これにより、定着ベルト22へのトナー像のオフセットが確実に防止される。
【0057】
また、この定着動作において、記録材Sが定着ベルト22に密着して搬送される際に、微小な線速差によってトナー像がズレてしまうことが加圧ベルト23の弾性層23aの弾性により防止されている。
【0058】
以上説明したように、本実施の形態では、定着ベルト22におけるトナー像が接触する接触領域(ニップ部24)においてトナー像と発熱領域とが重なるように光源部38(LEDアレイ)によりドット状の光を照射して定着ベルト22を発熱させて、その熱でトナー像を加熱して定着させるので、トナー像の1画素レベルで加熱でき、これにより、記録材Sにおけるトナー像以外の部分を加熱することが無いので定着動作の省エネルギーが実現される。
【0059】
また、このとき、定着ベルト22に光を照射して発熱させて、その熱でトナー像を加熱して定着させるので、光源部38としては高エネルギーのレーザ出力装置でなくてよく、LEDアレイなどでよいので、これにより定着動作の省エネルギーが実現される。
【0060】
また、定着ベルト22自体が発熱してその熱をトナー像へ伝達するので、従来のように耐熱ベルトを介してサーマルヘッドでトナー像を加熱するものに比べて、熱が伝わりやすく、これにより、定着動作の省エネルギーが実現される。また、特に予熱時間も必要ないので定着装置5の省エネルギーが実現されている。
【0061】
また、光源部38がLEDアレイであることにより光源部38の小型化が可能になり、定着ベルト22の内側への配置が容易になる。そして、光源部38が定着ベルト22の内側に配置されていることにより、スペースの有効利用がされており、定着装置5が小型化される。
【0062】
また、冷却手段がヒートパイプであることにより、簡単な構成で冷却手段が実現されている。
【0063】
なお、本実施の形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ1を例に説明したが、これに限るものではなく、画像形成装置としては、例えば、複写機やファクシミリであってもよい。
【0064】
次に、本発明の第二の実施の形態を図5に基づいて説明する。第一の実施の形態と同じ部分は同一符号で示し説明も省略する。ここで、図5は本実施の形態の定着装置5を示す概略図である。なお、図5では、電源35関係は省略されている。
【0065】
本実施の形態は、冷却手段が第一の実施の形態に対して異なる。即ち、冷却手段として、対向位置であるテンションローラ26,27間の定着ベルト22の内側に接触してヒートシンク61が設けられ、テンションローラ27はヒートパイプを有しない通常のテンションローラとされている。ヒートシンク61は、複数のフィン61aを付けて表面積を大きくした金属ブロックである。
【0066】
このような構成において、定着動作において、トナー像を加熱した後の定着ベルト22は、ヒートシンク61により冷却され温度がリセットされる。これにより、次回のトナー像への加熱の際に、余分な領域を加熱することが防止され、また、このとき、定着ベルト22に密着している記録材Sのトナー像も同時に冷却され、これにより、定着ベルト22へのトナー像のオフセットが確実に防止される。
【0067】
また、冷却手段がヒートシンク61であることにより、簡単な構成で冷却手段が実現されている。
【0068】
【発明の効果】
請求項1記載の発明の定着装置によれば、回転自在に支持され回転駆動され、光が照射された領域が発熱する定着回転体と、前記定着回転体の幅方向に選択的にドット状の光を照射する光源部と、トナー像が形成された記録材を前記定着回転体に密着させる密着手段と、前記記録材上に前記トナー像を形成するための画像情報を利用して、前記定着回転体における前記トナー像の接触領域において前記記録材上に形成されたトナー像と発熱領域とが重なるように前記光源部を駆動制御する光照射手段と、を備えることにより、光照射に高エネルギーが必要なく、また、記録材への余分な加熱をすることがないので、良好な省エネルギー定着を行うことができる。
【0069】
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の定着装置において、前記定着回転体は、光が照射された領域が導電状態となる光半導体部と通電された部分が発熱する抵抗発熱部とを回転の径方向に接触配列して備えることにより、定着回転体に電圧をかけることにより光照射領域において回転の径方向に電流が流れて発熱させることがき、光照射領域以外においては発熱させないようにすることができる。
【0070】
請求項3記載の発明によれば、請求項2記載の定着装置において、前記光半導体部は、透明導電体と光半導体層とを積層して備え、前記抵抗発熱部は、前記光半導体層に接触する抵抗発熱層と導電体層とを積層して備えることにより、定着回転体に確実に電圧を印加することができる。
【0071】
請求項4記載の発明によれば、請求項1ないし3の何れか一記載の定着装置において、前記光源部は、前記定着回転体の内側に配置されていることにより、スペースが有効利用されており、装置が小型化される。
【0072】
請求項5記載の発明によれば、請求項1ないし4の何れか一記載の定着装置において、前記定着回転体は、定着ベルトであることにより、定着回転体の放熱や冷却のための構成を容易に設けることができる。
【0073】
請求項6記載の発明によれば、請求項5の記載の定着装置において、前記密着手段は、前記定着ベルトに対向し前記記録材を前記定着ベルトとにより挟持搬送する加圧ベルトを含み、この加圧ベルトと前記定着ベルトとが前記トナー像を加熱後も前記記録材を挟持搬送することにより、定着後のトナー像では、加圧ベルト及び定着ベルトに対して放熱が行われ、これにより、定着ベルトへのトナー像のオフセットを防止することができる。
【0074】
請求項7記載の発明によれば、請求項6記載の定着装置において、前記密着手段は、前記加圧ベルトを前記定着ベルトに向けて押圧する加圧ローラを含むことにより、定着ベルトに対してトナー像が十分に密着し、これにより、トナー像への熱の伝達を十分に行うことができ、100℃程度の低温度での定着が可能となり、100℃程度の低融点トナーを用いることができる。
【0075】
請求項8記載の発明は、請求項6又は7記載の定着装置において、前記加圧ベルトは、弾性を有することにより、記録材が定着ベルトに密着して搬送される際に、微小な線速差によってトナー像がズレてしまうことを防止することができる。
【0076】
請求項9記載の発明によれば、請求項1ないし8の何れか一記載の定着装置において、前記トナー像を加熱した後の前記定着回転体を冷却する冷却手段を備えることにより、トナーを加熱した後に再びトナー像加熱のために光が照射される前に定着回転体の温度がリセットされ、次回のトナー像への加熱の際に、余分な領域を加熱することを防止することができ、また、このとき、定着回転体に密着している記録材のトナー像も同時に冷却することができ、これにより、定着回転体へのトナー像のオフセットを防止することができる。
【0077】
請求項10記載の発明によれば、請求項9記載の定着装置において、前記冷却手段は、ヒートパイプであることにより、簡単な構成で冷却手段を実現することができる。
【0078】
請求項11記載の発明によれば、請求項9記載の定着装置において、前記冷却手段は、ヒートシンクであることにより、簡単な構成で冷却手段を実現することができる。
【0079】
請求項12記載の発明によれば、記録材上に形成したトナー像を定着装置で定着させて前記記録材に画像を形成する画像形成装置において、前記定着装置を請求項1ないし11の何れか一記載の定着装置としたことにより、請求項1ないし11の何れか一記載の発明と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態のレーザプリンタを示す概略図である。
【図2】定着装置を示す概略図である。
【図3】定着装置の一部を拡大して示す概略断面図である。
【図4】画像形成装置が備える各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図5】本発明の第二の実施の形態の定着装置を示す概略図である。
【符号の説明】
1 レーザプリンタ(画像形成装置)
5 定着装置
22 定着ベルト(定着回転体)
23 加圧ベルト
24 ニップ部(接触領域)
29 透明導電体
30 光半導体層
31 抵抗発熱層
32 導電体層
33 光半導体部
34 抵抗発熱部
38 光源部
41 加圧ローラ
43 密着手段
61 ヒートシンク(冷却手段)
S 記録材
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus including the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, demands for resource saving and energy saving have been increasing in order to preserve the global environment. Also in electrophotographic image forming apparatuses, there is an active movement to reduce power consumption in order to save energy. In particular, energy saving is being studied in the field of fixing where power consumption is severe.
[0003]
In a commonly used fixing device, fixing is performed by heating a fixing roller or the like according to the maximum sheet passing size of the device. However, heating over the entire maximum sheet passing width heats a portion where there is no paper, such as small size paper, and wastes power correspondingly. In the case of an image having a small image area, almost all of the blank paper portion is heated, and power is wasted. For this reason, Patent Documents 1, 2, 3, 4 and the like have proposed to save energy by heating only the portion of the paper on which the toner is placed.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-343860 A
[Patent Document 2]
JP 2000-338800 A
[Patent Document 3]
JP-A-6-270431
[Patent Document 4]
JP-A-6-095538
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In Patent Document 1, heating for fixing is performed by a contact halogen heater, and energy saving is achieved by changing the heating rate of the contact halogen heater according to image information. However, in this method, in the axial direction of the fixing roller. Is not possible, and there is a problem that in the axial direction of the fixing roller, a wasteful portion is heated and the energy saving effect is reduced accordingly.
[0006]
In Patent Document 2, only an image portion of an unfixed image is fixed by irradiating a laser beam, and toner on the background portion is removed by a cleaning device to prevent background contamination.
However, when a laser is used, a high-energy laser output device is required to melt the toner resin, and there is a problem that the device is large and expensive, and it is difficult to save energy.
[0007]
In Patent Document 3, a toner image is heat-fixed on a transfer paper by a thermal head via a heat-resistant belt. As described above, when the thermal head is brought into contact with the recording paper through the heat-resistant belt, the heat generating element of the thermal head is insufficient in heat to melt the toner resin, and heat is transferred to the recording paper through the heat-resistant belt. Since it is difficult to transmit, the temperature of the thermal head must be raised as much as possible, and there is a problem that it is difficult to save energy.
[0008]
In Patent Document 4, a plurality of heating elements are independently controlled to generate heat within an arbitrary range. Such a heating element has a time lag from when the energization is turned on until it reaches a fixing temperature, and energization time is required in advance, and there is a problem that it is difficult to save energy.
[0009]
An object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus that perform good energy-saving fixing.
[0010]
An object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus that perform good energy-saving fixing while preventing offset using a low-melting toner of about 100 ° C.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fixing device that is rotatably supported and rotationally driven so that a region irradiated with light generates heat, and selectively emits dot-shaped light in the width direction of the fixing rotating member. The fixing rotator using an illuminating light source, a contact means for closely attaching a recording material on which a toner image is formed to the fixing rotator, and image information for forming the toner image on the recording material. And a light irradiation means for driving and controlling the light source unit so that the toner image formed on the recording material and the heat generation area overlap each other in the contact area of the toner image.
Therefore, using the image information, the light source unit irradiates the fixing rotator with dot-like light so that the toner image formed on the recording material and the heat generation area overlap in the contact area of the toner image on the fixing rotator. The light irradiation area of the fixing rotator generates heat, and the toner image comes into contact with the heat generation area, and only the toner image is heated and fixed.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the fixing rotator includes an optical semiconductor portion in which a region irradiated with light is in a conductive state and a resistance heating portion in which an energized portion generates heat. Provided in contact arrangement in the radial direction of rotation.
[0013]
Therefore, when a voltage is applied to the fixing rotator, current flows in the radial direction of rotation in the light irradiation region and heat is generated, but heat is not generated outside the light irradiation region.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the second aspect, the optical semiconductor unit includes a transparent conductor and an optical semiconductor layer laminated, and the resistance heating unit is in contact with the optical semiconductor layer. A resistance heating layer and a conductor layer are stacked.
[0015]
Therefore, it is possible to reliably apply a voltage to the fixing rotator.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to third aspects, the light source unit is disposed inside the fixing rotating body.
[0017]
Therefore, the space is effectively used. The apparatus is downsized.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to fourth aspects, the fixing rotator is a fixing belt.
[0019]
Therefore, it is possible to easily provide a configuration for heat dissipation and cooling of the fixing rotator.
[0020]
According to a sixth aspect of the present invention, in the fixing device according to the fifth aspect, the contact means includes a pressure belt that faces the fixing belt and sandwiches and conveys the recording material with the fixing belt. In addition, the pressure belt and the fixing belt sandwich and convey the recording material even after the toner image is heated.
[0021]
Therefore, in the toner image after fixing, heat is radiated to the pressure belt and the fixing belt, thereby preventing the toner image from being offset to the fixing belt.
[0022]
According to a seventh aspect of the present invention, in the fixing device according to the sixth aspect, the contact means includes a pressure roller that presses the pressure belt toward the fixing belt.
[0023]
Accordingly, the toner image is sufficiently in close contact with the fixing belt, thereby sufficiently transferring heat to the toner image. Therefore, fixing at a low temperature of about 100 ° C. is possible.
[0024]
According to an eighth aspect of the present invention, in the fixing device according to the sixth or seventh aspect, the pressure belt has elasticity.
[0025]
Therefore, when the recording material is conveyed while being in close contact with the fixing belt, the toner image is prevented from being displaced due to a minute difference in linear velocity.
[0026]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to any one of the first to eighth aspects, further comprising a cooling unit that cools the fixing rotator after the toner image is heated.
[0027]
Therefore, after the toner is heated, the temperature of the fixing rotator is reset before the light is again irradiated to heat the toner image, and the extra area is prevented from being heated during the next heating of the toner image. Is done. At this time, the toner image of the recording material in close contact with the fixing rotator is also cooled together. Thereby, the offset of the toner image to the fixing rotator is prevented.
[0028]
According to a tenth aspect of the present invention, in the fixing device according to the ninth aspect, the cooling means is a heat pipe.
[0029]
Therefore, the cooling means is realized with a simple configuration.
[0030]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the fixing device according to the ninth aspect, the cooling means is a heat sink.
[0031]
Therefore, the cooling means is realized with a simple configuration.
[0032]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the image forming apparatus in which a toner image formed on a recording material is fixed by a fixing device to form an image on the recording material, the fixing device is any one of the first to eleventh aspects. Fixing device.
[0033]
Therefore, the same effect as the invention according to any one of claims 1 to 11 is exhibited.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is an example applied to a laser printer as an image forming apparatus. FIG. 1 is a schematic diagram showing the internal structure of the laser printer according to the present embodiment.
[0035]
In the apparatus main body 2 of the laser printer 1, an image forming unit 3, an optical writing device 4, a fixing device 5, a paper feeding unit 6, a registration roller 7 and the like are arranged.
[0036]
The image forming unit 3 includes a drum-shaped photosensitive member 11 that is rotationally driven, a charger 12 that is arranged around the photosensitive member 11 in the order of the image forming process, a developing unit 13, a transfer unit 14, a cleaning unit 15, and the like. Yes. In the image forming unit 3, the outer peripheral surface of the photosensitive member 11 is uniformly charged by the charger 12, and the photosensitive member 11 is scanned by scanning the outer peripheral surface of the charged photosensitive member 11 with a scanning line from the optical writing device 4. An electrostatic latent image is formed on the outer peripheral surface of the body 11, and the electrostatic latent image is developed with toner in the developing device 13 to become a toner image. Scanning by the optical writing device 4 is performed based on image information for forming a toner image on the recording material S. Then, the recording material S fed and conveyed from the paper supply unit 6 is temporarily stopped by the registration roller 7 and synchronized with the rotation of the photoconductor 11, that is, the leading edge of the toner image formed on the photoconductor 11 and the recording. The toner image is transferred to the recording material S by the transfer device 14 by being transferred to the transfer position by the registration roller 7 at the timing when the predetermined position of the material S coincides.
[0037]
Next, the fixing device 5 will be described with reference to FIGS. 2 is a schematic view showing the fixing device 5, and FIG. 3 is a schematic sectional view showing a part of the fixing device 5 in an enlarged manner.
[0038]
As shown in FIG. 2, the fixing device 5 is disposed in a fixing case 21 (see FIG. 1), an endless fixing belt 22 that is a rotationally driven fixing rotator, and a fixing belt 22 that is disposed so as to face the fixing belt 22. And an endless pressure belt 23 in close contact with the belt 22. In the fixing device 5, a nip portion 24 is formed by the fixing belt 22 and the pressure belt 23, and the recording material S is nipped and conveyed by the nip portion 24. Here, the nip portion 24 becomes a contact area where the toner image on the recording material S contacts the fixing belt 22.
[0039]
The fixing belt 22 is stretched in a triangular shape by three tension rollers 25, 26, and 27 and is rotatably supported. Then, one of the tension rollers 25, 26, 27 is rotated in the clockwise direction in FIG. 2 by being driven to rotate by the motor 28 (see FIG. 4). Of the fixing belt 22, the fixing belt 22 positioned between the tension rollers 26 and 27 faces the pressure belt 23. Hereinafter, this position is referred to as a facing position. The position between the tension rollers 25 and 26 is on the upstream side of the facing position, and the space between the tension rollers 27 and 25 is on the downstream side of the facing position.
[0040]
As shown in FIG. 3, the fixing belt 22 is configured by sequentially laminating an optical semiconductor layer 30, a resistance heating layer 31, and a conductor layer 32 on a transparent conductor 29 along the radial direction of rotation. Yes. The transparent conductor 29 and the optical semiconductor layer 30 constitute an optical semiconductor portion 33, and the resistance heating layer 31 and the conductor layer 32 constitute a resistance heating portion 34.
[0041]
The optical semiconductor layer 30 is a photosensitive layer having a configuration similar to that of a normal photosensitive layer, and has a high resistance in a dark place and a low resistance in a light irradiation portion irradiated with light. That is, the light irradiation part is conductive and the other part is non-conductive.
[0042]
When the members (on the present embodiment, the optical semiconductor layer 30 and the conductor layer 32) located on both sides of the resistance heating layer 31 are conductive, a circuit through which a current flows is formed. The flowing part generates heat.
[0043]
The fixing belt 22 is connected to a power source 35 between the tension rollers 27 and 25 on the downstream side of the facing position. Specifically, the conductor layer 32 is connected to the negative pole side of the power supply 35 via the belt contact electrode 36, and the transparent conductor 29 is connected to the positive pole side of the power supply 35 via the belt contact electrode 37.
[0044]
The heat generation principle of the fixing belt 22 will be described. First, a voltage is applied by a power source 35 between the transparent conductor 29 and the surface conductor layer 32 in a dark place. Then, light irradiation is performed from the direction of the transparent conductor 29. Here, the inside of the fixing case 21 is a dark place, and the optical semiconductor layer 30 exhibits conductivity only in the light irradiation portion. A current flows through a portion of the resistance heating layer 31 located between the conductive portion and the surface conductive layer 32 to generate heat. In this way, only the light irradiated portion of the resistance heating layer 31 generates heat.
[0045]
The tension roller 26 located on the downstream side of the nip portion 24 incorporates a heat pipe (not shown) as a cooling means, and cools the fixing belt 22 that contacts the tension roller 26.
[0046]
A light source unit 38 is disposed inside the fixing belt 22. Specifically, the light source unit 38 is disposed to face the inner surface of the fixing belt 22 between the tension rollers 25 and 26 on the upstream side of the facing position. The light source unit 38 is an LED array in which a plurality of LEDs are arranged in the entire width direction of the fixing belt 22, and selectively emits dot-shaped light in the width direction of the fixing belt 22.
[0047]
The pressure belt 23 is stretched around a pressure roller 41 and a tension roller 42 and is rotatably supported. The pressure roller 41 is disposed on the upstream side in the transport direction and faces the tension roller 26 via the pressure belt 23 and the fixing belt 22. The pressure roller 41 is urged toward the tension roller 26 by an elastic body (not shown) such as a spring. An elastic layer 41 a having elasticity is formed on the surface portion of the pressure roller 41. The pressure roller 41 and the pressure belt 23 constitute a contact means 43. The tension roller 42 is disposed on the downstream side in the transport direction and faces the tension roller 27 via the pressure belt 23 and the fixing belt 22.
[0048]
In the fixing device 5, as described above, the fixing belt 22 is driven to rotate in the clockwise direction in FIG. 2, so that the pressure belt 23 is rotated by the fixing belt 22 and rotates counterclockwise in FIG. .
[0049]
FIG. 4 is a block diagram showing the electrical connection of each part of the image forming apparatus. The laser printer 1 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) that stores fixed data such as a computer program in advance, and a RAM (Random Access Memory) that functions as a work area that stores various data in a rewritable manner. A main control unit 51 having a computer configuration is provided. The main control unit 51 is connected to the image forming unit 3, the optical writing device 4, the fixing device 5, various motors 52 that drive the paper feeding unit and registration rollers, and the main control unit 51 is connected to the laser printer 1. Each part is driven and controlled.
[0050]
The fixing device 5 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) that stores fixed data such as a computer program in advance, and a RAM (Random Access Memory) that functions as a work area that stores various data in a rewritable manner. A fixing control unit 53 having a computer configuration is provided. The fixing control unit 53 is connected to a motor 28 that rotationally drives the tension roller 25, 26, or 27, a light source unit 38, a power source control unit 54 that controls the power source 35, and the like. 5 is driven and controlled.
[0051]
A fixing operation performed by the fixing device 5 in such a configuration will be described. The fixing control unit 53 drives the motor 28 after receiving a fixing operation start instruction from the main control unit 51. As a result, the fixing belt 22 and the pressure belt 23 rotate. At the same time, the power supply control unit 54 turns on the power supply 35 and applies −300 V to the conductor layer 32 of the fixing belt 22 via the belt contact electrode 36.
[0052]
Then, using the image information, the light source unit 38 is driven and controlled so that the toner image formed on the recording material S and the heat generation region overlap each other in the toner image contact region (nip portion 24) on the fixing belt 22. Specifically, the image information is acquired by receiving it from the main control unit 51. Then, the synchronization signal transmitted from the main control unit 51 when the re-conveyance of the recording material S by the registration roller 7 is started is received and synchronized with the toner image of the recording material S conveyed to the nip portion 24 by the synchronization signal. The portion of the fixing belt 22 that moves to the nip portion 24 is irradiated with light. Here, the function of the light irradiation means is realized.
[0053]
Here, the timing at which the main control unit 51 sends the synchronization signal to the fixing control unit 53 is not limited to the start point of re-conveyance of the recording material S by the registration roller 7 but may be a predetermined point in the image forming operation. . Further, as the synchronization signal, a detection sensor for detecting the recording material S is provided at the entrance of the fixing case 21 of the fixing device 5, and the detection signal output when the detection sensor detects the recording material S is used as the synchronization signal. Also good.
[0054]
As described above, in the fixing belt 22 where light is irradiated only to the region where the toner images overlap, only that portion generates heat. In this state, at the portion of the nip portion 24 where the tension roller 26 and the pressure roller 41 face each other, the heat generating portion of the fixing belt 22 is formed on the toner image of the recording material S conveyed from the transfer device 14 side. The toner image is heated and the toner image is heated. At this time, the toner image is sufficiently adhered to the fixing belt 22 by the pressing by the pressure roller 41, and the heat transfer to the toner image is sufficiently performed. Thereby, fixing at a low temperature of about 100 ° C. is possible. Therefore, a low melting point toner of about 100 ° C. can be used as the toner.
[0055]
After the toner image is fixed in this manner, the recording material S is further conveyed through the nip portion 24 and discharged onto the discharge tray 16. When the recording material S is conveyed after the portion of the nip portion 24 where the tension roller 26 and the pressure roller 41 face each other, in the recording material S and the toner image, the fixing belt 22 and Heat dissipation to the pressure belt 23 is performed. Due to this heat radiation, the toner image is solidified reliably, so that the toner image on the recording material S is prevented from being offset to the fixing belt 22 when separated from the fixing belt 22.
[0056]
The fixing belt 22 after heating the toner image is cooled by a heat pipe through the tension roller 27 and reset in temperature when passing through a portion of the nip portion 24 facing the tension roller 27. This prevents the extra area from being heated at the next heating of the toner image. At this time, the toner image on the recording material S that is in close contact with the fixing belt 22 is also cooled at the same time, thereby reliably preventing the toner image from being offset to the fixing belt 22.
[0057]
Further, in this fixing operation, when the recording material S is conveyed in close contact with the fixing belt 22, the toner image is prevented from being displaced due to a minute linear velocity difference due to the elasticity of the elastic layer 23 a of the pressure belt 23. Has been.
[0058]
As described above, in the present exemplary embodiment, the light source unit 38 (LED array) forms a dot shape so that the toner image and the heat generation region overlap in the contact region (nip portion 24) where the toner image contacts the fixing belt 22. The fixing belt 22 is heated by irradiating light, and the toner image is heated and fixed by the heat. Therefore, the toner image can be heated at the level of one pixel, thereby heating the portion other than the toner image in the recording material S. Therefore, energy saving of the fixing operation is realized.
[0059]
At this time, the fixing belt 22 is irradiated with light to generate heat, and the toner image is heated and fixed by the heat. Therefore, the light source unit 38 does not have to be a high-energy laser output device, such as an LED array. Therefore, energy saving of the fixing operation is realized.
[0060]
In addition, since the fixing belt 22 generates heat and transmits the heat to the toner image, heat can be transmitted more easily than a conventional method in which the toner image is heated by a thermal head via a heat-resistant belt. Energy saving of fixing operation is realized. Further, since no preheating time is required, energy saving of the fixing device 5 is realized.
[0061]
Further, since the light source unit 38 is an LED array, the light source unit 38 can be miniaturized and can be easily arranged on the inner side of the fixing belt 22. Since the light source unit 38 is arranged inside the fixing belt 22, the space is effectively used and the fixing device 5 is downsized.
[0062]
Further, since the cooling means is a heat pipe, the cooling means is realized with a simple configuration.
[0063]
In this embodiment, the laser printer 1 has been described as an example of the image forming apparatus. However, the present invention is not limited to this, and the image forming apparatus may be, for example, a copying machine or a facsimile.
[0064]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is also omitted. Here, FIG. 5 is a schematic view showing the fixing device 5 of the present embodiment. In FIG. 5, the power supply 35 relationship is omitted.
[0065]
In the present embodiment, the cooling means is different from the first embodiment. That is, as the cooling means, the heat sink 61 is provided in contact with the inside of the fixing belt 22 between the tension rollers 26 and 27 at the opposite positions, and the tension roller 27 is a normal tension roller having no heat pipe. The heat sink 61 is a metal block having a plurality of fins 61a to increase the surface area.
[0066]
In such a configuration, in the fixing operation, the fixing belt 22 after heating the toner image is cooled by the heat sink 61 and the temperature is reset. As a result, in the next heating of the toner image, it is possible to prevent the excess area from being heated. At this time, the toner image of the recording material S that is in close contact with the fixing belt 22 is also cooled at the same time. This reliably prevents the toner image from being offset on the fixing belt 22.
[0067]
Further, since the cooling means is the heat sink 61, the cooling means is realized with a simple configuration.
[0068]
【The invention's effect】
According to the fixing device of the first aspect of the present invention, a fixing rotator that is rotatably supported and is driven to rotate and generates heat in a region irradiated with light, and a dot-like shape selectively in the width direction of the fixing rotator. The fixing using the light source unit for irradiating light, the contact means for closely attaching the recording material on which the toner image is formed to the fixing rotating body, and the image information for forming the toner image on the recording material A light irradiating means for driving and controlling the light source unit so that the toner image formed on the recording material and the heat generating region overlap each other in the contact area of the toner image on the rotating body. Is not necessary, and the recording material is not heated excessively, so that good energy-saving fixing can be performed.
[0069]
According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the fixing rotator includes an optical semiconductor portion in which a region irradiated with light is in a conductive state and a resistance heating portion in which a portion that is energized generates heat. Are arranged in contact with each other in the radial direction of rotation so that a voltage can be applied to the fixing rotating body so that a current flows in the radial direction of rotation in the light irradiation region to generate heat, and heat is not generated outside the light irradiation region. Can be.
[0070]
According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the second aspect, the optical semiconductor unit includes a transparent conductor and an optical semiconductor layer stacked, and the resistance heating unit is formed on the optical semiconductor layer. By laminating the resistance heating layer and the conductor layer that are in contact with each other, it is possible to reliably apply a voltage to the fixing rotator.
[0071]
According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to third aspects, since the light source unit is disposed inside the fixing rotating body, space is effectively used. Therefore, the device is miniaturized.
[0072]
According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to fourth aspects, the fixing rotator is a fixing belt, so that the structure for radiating and cooling the fixing rotator is provided. It can be easily provided.
[0073]
According to a sixth aspect of the present invention, in the fixing device according to the fifth aspect, the contact means includes a pressure belt that faces the fixing belt and sandwiches and conveys the recording material with the fixing belt. The pressure belt and the fixing belt sandwich and convey the recording material even after the toner image is heated, and in the toner image after fixing, heat is radiated to the pressure belt and the fixing belt. The offset of the toner image to the fixing belt can be prevented.
[0074]
According to a seventh aspect of the present invention, in the fixing device according to the sixth aspect, the contact means includes a pressure roller that presses the pressure belt toward the fixing belt, thereby preventing the fixing belt. The toner image adheres sufficiently, whereby heat can be sufficiently transferred to the toner image, fixing at a low temperature of about 100 ° C. is possible, and a low melting point toner of about 100 ° C. is used. it can.
[0075]
According to an eighth aspect of the present invention, in the fixing device according to the sixth or seventh aspect, the pressure belt has elasticity so that when the recording material is conveyed in close contact with the fixing belt, a minute linear velocity is obtained. It is possible to prevent the toner image from being shifted due to the difference.
[0076]
According to the ninth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to eighth aspects, the toner is heated by including a cooling unit that cools the fixing rotating body after the toner image is heated. After that, the temperature of the fixing rotator is reset before the light is irradiated again for heating the toner image, and it is possible to prevent heating of the extra area when the toner image is heated next time. At this time, the toner image of the recording material that is in close contact with the fixing rotator can be cooled at the same time, thereby preventing the offset of the toner image to the fixing rotator.
[0077]
According to a tenth aspect of the present invention, in the fixing device according to the ninth aspect, since the cooling means is a heat pipe, the cooling means can be realized with a simple configuration.
[0078]
According to the eleventh aspect of the present invention, in the fixing device according to the ninth aspect, the cooling means is a heat sink, so that the cooling means can be realized with a simple configuration.
[0079]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the image forming apparatus in which the toner image formed on the recording material is fixed by the fixing device to form an image on the recording material, the fixing device is any one of the first to eleventh aspects. By using the fixing device according to one aspect, it is possible to achieve the same effects as the invention according to any one of claims 1 to 11.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a laser printer according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a fixing device.
FIG. 3 is an enlarged schematic cross-sectional view showing a part of the fixing device.
FIG. 4 is a block diagram illustrating electrical connection of each unit included in the image forming apparatus.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a fixing device according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Laser printer (image forming device)
5 Fixing device
22 Fixing belt (fixing rotating body)
23 Pressure belt
24 Nip (contact area)
29 Transparent conductor
30 Optical semiconductor layer
31 Resistance heating layer
32 Conductor layer
33 Optical Semiconductor Department
34 Resistance heating part
38 Light source
41 Pressure roller
43 Contact means
61 Heat sink (cooling means)
S Recording material

Claims (12)

回転自在に支持され回転駆動され、光が照射された領域が発熱する定着回転体と、
前記定着回転体の幅方向に選択的にドット状の光を照射する光源部と、
トナー像が形成された記録材を前記定着回転体に密着させる密着手段と、
前記記録材上に前記トナー像を形成するための画像情報を利用して、前記定着回転体における前記トナー像の接触領域において前記記録材上に形成されたトナー像と発熱領域とが重なるように前記光源部を駆動制御する光照射手段と、を備える定着装置。
A fixing rotator that is rotatably supported and rotationally driven and generates heat in an area irradiated with light;
A light source unit that selectively emits dot-shaped light in the width direction of the fixing rotating body;
An adhering means for adhering the recording material on which the toner image is formed to the fixing rotator;
Using the image information for forming the toner image on the recording material, the toner image formed on the recording material and the heat generation area overlap in the contact area of the toner image on the fixing rotating body. And a light irradiation unit that drives and controls the light source unit.
前記定着回転体は、光が照射された領域が導電状態となる光半導体部と通電された部分が発熱する抵抗発熱部とを回転の径方向に接触配列して備える、請求項1記載の定着装置。2. The fixing according to claim 1, wherein the fixing rotator includes an optical semiconductor unit in which a region irradiated with light is in a conductive state and a resistance heating unit that generates heat in an energized portion in contact with each other in a radial direction of rotation. apparatus. 前記光半導体部は、透明導電体と光半導体層とを積層して備え、
前記抵抗発熱部は、前記光半導体層に接触する抵抗発熱層と導電体層とを積層して備える、請求項2記載の定着装置。
The optical semiconductor unit includes a transparent conductor and an optical semiconductor layer stacked,
The fixing device according to claim 2, wherein the resistance heating unit includes a resistance heating layer and a conductor layer that are in contact with the optical semiconductor layer.
前記光源部は、前記定着回転体の内側に配置されている、請求項1ないし3の何れか一記載の定着装置。The fixing device according to claim 1, wherein the light source unit is disposed inside the fixing rotator. 前記定着回転体は、定着ベルトである、請求項1ないし4の何れか一記載の定着装置。The fixing device according to claim 1, wherein the fixing rotator is a fixing belt. 前記密着手段は、前記定着ベルトに対向し前記記録材を前記定着ベルトとにより挟持搬送する加圧ベルトを含み、この加圧ベルトと前記定着ベルトとが前記トナー像を加熱後も前記記録材を挟持搬送する、請求項5の記載の定着装置。The contact means includes a pressure belt that faces the fixing belt and sandwiches and conveys the recording material with the fixing belt, and the pressure belt and the fixing belt hold the recording material even after the toner image is heated. The fixing device according to claim 5, wherein the fixing device is nipped and conveyed. 前記密着手段は、前記加圧ベルトを前記定着ベルトに向けて押圧する加圧ローラを含む、請求項6記載の定着装置。The fixing device according to claim 6, wherein the contact means includes a pressure roller that presses the pressure belt toward the fixing belt. 前記加圧ベルトは、弾性を有する、請求項6又は7記載の定着装置。The fixing device according to claim 6, wherein the pressure belt has elasticity. 前記トナー像を加熱した後の前記定着回転体を冷却する冷却手段を備える、請求項1ないし8の何れか一記載の定着装置。The fixing device according to claim 1, further comprising a cooling unit that cools the fixing rotator after heating the toner image. 前記冷却手段は、ヒートパイプである、請求項9記載の定着装置。The fixing device according to claim 9, wherein the cooling unit is a heat pipe. 前記冷却手段は、ヒートシンクである、請求項9記載の定着装置。The fixing device according to claim 9, wherein the cooling unit is a heat sink. 記録材上に形成したトナー像を定着装置で定着させて前記記録材に画像を形成する画像形成装置において、
前記定着装置を請求項1ないし11の何れか一記載の定着装置としたことを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus in which a toner image formed on a recording material is fixed by a fixing device to form an image on the recording material.
An image forming apparatus, wherein the fixing device is the fixing device according to claim 1.
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