JP2009036930A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、記録媒体上の未定着トナー画像を加熱する定着手段と当該定着手段を押圧する加圧手段とを備え、前記定着手段の表面と前記加圧手段の表面とによって少なくとも前記定着手段の表面を移動させながら前記未定着トナー画像を加熱、加圧して記録媒体上に定着させる定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。 The present invention includes a fixing unit that heats an unfixed toner image on a recording medium and a pressing unit that presses the fixing unit, and at least the fixing unit includes a surface of the fixing unit and a surface of the pressing unit. The present invention relates to a fixing device that heats and pressurizes the unfixed toner image while moving the surface thereof and fixes the image on a recording medium, and an image forming apparatus including the fixing device.
電子写真方式を使用した画像形成装置においては、記録紙等の記録媒体上に転写した未定着トナー画像を記録媒体上に定着する定着装置として熱ローラ方式の定着装置が多く用いられている。この定着装置は、内部に熱源を有し、表面をトナーに対し離型性を有する材料、例えばシリコンゴムやフッ素樹脂で形成した定着ローラと加圧ローラを圧接回転させ、両ローラの圧接部をなすニップを通過する記録媒体上の未定着トナー像を加熱加圧して定着する。この熱ローラ方式の定着装置は、定着ローラ表面と記録媒体上の未定着トナー像とが加圧下で接触するため、未定着トナー像を記録媒体上に融着する際の熱効率が極めて良好であり、迅速に定着を行なうことができ、高速度電子写真複写機等において、非常に有効である。
しかしながら、定着ローラ幅(軸線方向:長手方向の長さ)に対して小さなサイズの記録媒体に連続して未定着トナー画像を形成して定着装置を通過させた場合、記録媒体と当接しない定着ローラ端部の温度が過度に昇温することにより、定着ローラ及び加圧ローラ表層の早期劣化が発生する。また、加熱源から発せられる熱エネルギーは、記録紙が通過しない部分の温度上昇に使われるため、エネルギー効率が非常に悪くなる。
このような問題に対処するために、定着ローラの表面に、アルミニウム等の熱伝導性の良い材料で作成された高熱伝導ローラを当接させることによって、定着ローラの両端側の領域の熱を記録媒体と接触して熱が奪われる領域へと伝導して定着ローラの表面の温度分布を軸線方向に亘ってほぼ一様になるようにすることが提案されている。(例えば、特許文献1参照)
In an image forming apparatus using an electrophotographic system, a heat roller type fixing device is often used as a fixing device for fixing an unfixed toner image transferred onto a recording medium such as recording paper on the recording medium. This fixing device has a heat source inside, and press-rotates a pressure roller and a fixing roller formed of a material having releasability with respect to toner, such as silicon rubber or fluorine resin, so that the pressure-contact portion of both rollers is The unfixed toner image on the recording medium passing through the nip is fixed by heating and pressing. In this heat roller type fixing device, since the surface of the fixing roller and the unfixed toner image on the recording medium come into contact with each other under pressure, the thermal efficiency when fusing the unfixed toner image on the recording medium is extremely good. Fast fixing can be performed and is very effective in a high-speed electrophotographic copying machine.
However, when an unfixed toner image is continuously formed on a recording medium having a size smaller than the fixing roller width (axial direction: length in the longitudinal direction) and passed through the fixing device, the fixing does not contact the recording medium. When the temperature of the roller end is excessively increased, the fixing roller and the pressure roller surface layer are deteriorated at an early stage. Further, since the heat energy generated from the heating source is used to increase the temperature of the portion where the recording paper does not pass, the energy efficiency becomes very poor.
In order to deal with such problems, the heat of the regions on both ends of the fixing roller is recorded by bringing a high heat conductive roller made of a material having good heat conductivity such as aluminum into contact with the surface of the fixing roller. It has been proposed that the temperature distribution on the surface of the fixing roller is made substantially uniform in the axial direction by conduction to a region where heat is taken away in contact with the medium. (For example, see Patent Document 1)
図6は、従来の定着装置の概略構成を示す図で、(a)は断面図、(b)は側面図である。この定着装置は、中心部にハロゲンヒータ3を内蔵して矢印A方向に回転する定着ローラ1と、当該定着ローラ1を押圧して矢印B方向に回転する加圧ローラ2とを備えている。そして、ガイド8によって矢印C方向から案内、搬送される表面に未定着トナー画像6を有する記録媒体としての転写紙5が定着ローラ1と加圧ローラ2とによって加熱、加圧されて転写紙5上にトナー画像を定着している。
この場合、図6(b)に示すように、Wの幅を有する転写紙5が定着ローラ1と加圧ローラ2とに挟圧された場合に、転写紙5と接触する定着ローラ1の表面の領域X1は、定着ローラ1の表面の熱が転写紙5によって吸収されて温度が低下するのに対して、転写紙5と接触しない定着ローラ1の端部の領域X2、X3は、転写紙5に熱が吸収されないために、昇温し、定着ローラ1及び加圧ローラ2の表層の劣化を招き易いだけでなく、エネルギー効率が悪い。このような問題は、定着ローラ1の表面温度を検知する温度検知部材4を定着ローラ1の軸線方向の中央部に設置し、この温度検知部材4によって検出された定着ローラ1の表面温度を制御する場合には、定着ローラ1の中央部と端部の温度差が大きくなり、顕著なものとなる。
6A and 6B are diagrams illustrating a schematic configuration of a conventional fixing device, in which FIG. 6A is a cross-sectional view, and FIG. 6B is a side view. The fixing device includes a
In this case, as shown in FIG. 6B, when the
そのため、この定着装置においては、定着ローラ1の表面に、アルミニウム等の熱伝導性の良好な材料から中空円筒管内に、軸線方向に亘って配置された加熱手段とヒートパイプを備えた熱伝達ローラ9を当接させ、定着ローラ1の回転と共に回転させるようにしている。このようにすることによって、温度の高い領域X2、X3において吸収した熱を温度が低い領域X1に伝導、放出して定着ローラ1の表面の温度分布を軸線方向に亘ってほぼ一様にするようになっている。
このような熱伝達ローラ9を使用したときには、転写紙5が通紙状態に置いては、定着ローラ1の表面の温度分布をほぼ一様に煮することが可能となり、定着ローラ1及び加圧ローラ2の表層の劣化を抑制することが可能となる。しかしながら、転写紙5が定着ローラ1と加圧ローラ2間を通紙されずに、定着ローラ1の回転が停止されたときには、高熱伝達ローラ9が定着ローラ1の表面から熱を吸収して、定着ローラ1の表面温度が低下するため、転写紙5の通紙時に、定着ローラ1の表面温度を昇温させなければならず、エネルギー効率がよくなかった。
発明者は、このような問題を改善するため、熱伝達ローラ9として、樹脂製の断熱層の外周に高熱伝導率材料と低熱伝導率材料を交互に配置したものを使用し、この熱伝達ローラを加圧ローラ2に当接させ、加圧ローラ2の回転と連れ回りして回転させ、加圧ローラの回転停止時に加圧ローラ2に低熱伝導率材料を当接させることによって、加圧ローラ2の表面からの熱の吸収を抑制して、加圧ローラ及び定着ローラの表面温度の低下を抑制することを提案した。(特許文献2参照)
When such a heat transfer roller 9 is used, the temperature distribution on the surface of the
In order to improve such a problem, the inventor uses a heat transfer roller 9 in which a high heat conductivity material and a low heat conductivity material are alternately arranged on the outer periphery of a resin heat insulating layer. The
しかしながら、特許文献2記載のものでは、熱伝達ローラを加圧ローラ2に当接させるために、加熱源である定着ローラの端部表面の温度制御を適切に行うことが難しいだけでなく、熱伝達ローラが加圧ローラ2の回転と連れ回りして回転させるため、加圧ローラの回転停止時に、熱伝導ローラの低熱伝導率材料が適切に当接せず、加圧ローラ2の表面からの断熱作用を十分に発揮できない場合があるという問題がある。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、定着ローラ等の定着手段の表面の移動が停止された際に、確実に熱伝達ローラの低熱伝導率部材が定着ローラ表面に当接させることを可能とした定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
However, in the device described in
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and when the movement of the surface of the fixing means such as the fixing roller is stopped, the low thermal conductivity member of the heat transfer roller surely contacts the surface of the fixing roller. It is an object of the present invention to provide a fixing device and an image forming apparatus including the same.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、記録媒体上の未定着トナー画像を加熱する定着手段と当該定着手段を押圧する加圧手段とを備え、前記定着手段の表面と前記加圧手段の表面とによって少なくとも前記定着手段の表面を移動させながら前記未定着トナー画像を加熱、加圧して記録媒体上に定着させる定着装置において、前記定着手段の表面に周面が当接する熱伝達ローラを配設し、当該熱伝達ローラは、前記周面に、当該熱伝達ローラの周方向に沿って所定の熱伝導率を有する部材とそれより小さい熱伝導率を有する部材とを隣接して配置した熱伝達層を有し、当該熱伝達層の熱伝導率の異なる部材をそれぞれ前記熱伝達ローラの軸線方向に沿って延設させてあり、前記熱伝達ローラは、駆動手段によって回転駆動され、前記熱伝達ローラが前記駆動手段によって回転されたとき、前記熱伝達率の異なる部材の周方向の位置を検知する位置検知手段を備え、前記定着手段の表面の移動が停止されたときに、前記位置検知手段によって前記熱伝導率の小さい部材の周面の位置を検知し、この検知信号に基づいて前記定着手段の表面に当接するように前記駆動手段を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
また、請求項2の発明は、請求項1記載の定着装置において、前記熱伝達ローラの熱伝達層と回転軸との間に断熱層を配設したことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention described in
According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, a heat insulating layer is disposed between the heat transfer layer of the heat transfer roller and the rotating shaft.
また、請求項3の発明は、請求項1又は2記載の定着装置において、前記定着手段の長手方向におけるサイズ幅として最大の許容幅を有する記録媒体が前記定着手段の表面に移送されるとき、前記熱伝達ローラの小さい熱伝導率を有する周面のみが前記定着手段の表面に当接するように、前記制御手段によって前記熱伝達ローラの回転が制御されることを特徴とする。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項記載の定着装置において、前記熱伝達ローラの所定の熱伝導率を有する部材はアルミニウム系材料で構成され、前記所定の熱伝導率を有する部材よりも小さい熱伝導率を有する部材は、鉄系材料、樹脂材料、ゴム材料及びセラミックス材料から選ばれる少なくとも1種の材料から構成されていることを特徴とする。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項記載の定着装置において、前記所定の熱伝導率を有する部材よりも小さい熱伝導率を有する部材の前記熱伝達層内に空間層が形成されていることを特徴とする。
また、請求項6の発明は、請求項5記載の定着装置において、前記空間は、大気圧の1/500以下の気圧を有する空間であることを特徴とする。
また、請求項7の発明は、請求項1乃至6のいずれか1項記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置としたものである。
According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the first or second aspect, when a recording medium having a maximum allowable width as a size width in the longitudinal direction of the fixing unit is transferred to the surface of the fixing unit, The rotation of the heat transfer roller is controlled by the control means so that only the peripheral surface of the heat transfer roller having a small thermal conductivity contacts the surface of the fixing means.
According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to third aspects, the member having a predetermined thermal conductivity of the heat transfer roller is made of an aluminum-based material, and the predetermined heat The member having a lower thermal conductivity than the member having the conductivity is characterized by being composed of at least one material selected from iron-based materials, resin materials, rubber materials, and ceramic materials.
According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to fourth aspects, the heat transfer layer of the member having a smaller thermal conductivity than the member having the predetermined thermal conductivity. A space layer is formed.
According to a sixth aspect of the present invention, in the fixing device according to the fifth aspect, the space is a space having an atmospheric pressure of 1/500 or less of the atmospheric pressure.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising the fixing device according to any one of the first to sixth aspects.
本発明によれば、定着手段の表面に周面が当接する熱伝達ローラを配設し、当該熱伝達ローラは、前記周面に、当該熱伝達ローラの周方向に沿って所定の熱伝導率を有する部材とそれより小さい熱伝導率を有する部材とを隣接して配置した熱伝達層を有し、当該熱伝達層の熱伝導率の異なる部材をそれぞれ前記熱伝達ローラの軸線方向に沿って延設させてあり、前記熱伝達ローラは、駆動手段によって回転駆動され、前記熱伝達ローラが前記駆動手段によって回転されたとき、前記熱伝達率の異なる部材の周方向の位置を検知する位置検知手段を備え、前記定着手段の表面の移動が停止されたときに、前記位置検知手段によって前記熱伝導率の小さい部材の周面の位置を検知し、この検知信号に基づいて前記定着手段の表面に当接するように前記駆動手段を制御する制御手段を備えることによって、定着ローラ等の定着手段の表面の移動が停止された際に、確実に熱伝達ローラの低熱伝導率部材が定着ローラ表面に当接させることを可能とした定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, the heat transfer roller whose peripheral surface is in contact with the surface of the fixing unit is disposed, and the heat transfer roller has a predetermined thermal conductivity along the circumferential direction of the heat transfer roller. And a member having different thermal conductivity adjacent to each other, and members having different thermal conductivities of the heat transfer layer are respectively arranged along the axial direction of the heat transfer roller. Position detection for detecting a circumferential position of a member having a different heat transfer coefficient when the heat transfer roller is rotated by a drive unit and the heat transfer roller is rotated by the drive unit. And when the movement of the surface of the fixing unit is stopped, the position detecting unit detects the position of the peripheral surface of the member having a low thermal conductivity, and based on the detection signal, the surface of the fixing unit is detected. To abut By providing the control means for controlling the drive means, when the movement of the surface of the fixing means such as the fixing roller is stopped, the low thermal conductivity member of the heat transfer roller is surely brought into contact with the surface of the fixing roller. It is possible to provide a fixing device that can be used and an image forming apparatus including the same.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図1は本発明に係る電子写真方式の複写機やプリンタ装置等の画像形成装置を概念的に示す断面図である。本実施形態の画像形成装置は、その主な構成としては、原稿を読み取る読み取りユニット111、画像を形成する画像形成部112、自動原稿搬送装置(ADF)113、ADF113から送り出される原稿をスタックする原稿排紙トレイ114、給紙カセット115乃至118を備える給紙部119、記録用紙をスタックする排紙部(排紙トレイ120)により構成してある。
そして、ADF113の原稿台121上に原稿Pをセットして図示せぬ操作部での操作、例えばプリントキーの押下操作をすると、最上位の原稿Pがピックアップローラ122の回転により矢印B1方向へ送り出され、原稿搬送ベルト123の回転により、画像読み取りユニット111に固定されたコンタクトガラス124上へ給送され、そこで停止する。コンタクトガラス124上に載置された原稿Pの画像は、画像形成部112とコンタクトガラス124の間に位置する読み取り装置125によって読み取られる。読み取り装置125は、コンタクトガラス124上の原稿Pを照明する光源126、原稿画像を結像する光学系127、原稿画像を結像させるCCD等からなる光電変換素子128等を有している。画像読み取り終了後、原稿Dを搬送ベルト123の回転により矢印B2方向へ搬送して排紙トレイ114上へ排出する。このように、原稿Pを1枚ずつコンタクトガラス124上へ給送して原稿画像を読み取り装置125によって読み取る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view conceptually showing an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or printer according to the present invention. The image forming apparatus according to the present embodiment mainly includes a reading unit 111 that reads a document, an
When the document P is set on the document table 121 of the
一方、画像形成部112の内部には、像担持体であるドラム状感光体130が配置してある。感光体130は、図において時計方向に回転駆動し、帯電装置131によって表面を所定の電位に帯電させる。また、書き込みユニット132からは、読み取り装置125によって読み取った画像情報に応じて光変調したレーザ光Lを照射し、帯電させた感光体130の表面をこのレーザ光Lで露光し、これによって感光体130の表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像装置133を通るとき、現像装置133から感光体130に供給されるトナーによって感光体130の表面上でトナー像に現像される。このようにして、トナー像に現像化された感光体130表面の未定着トナー像は、感光体130の表面に対向する転写装置134によって感光体130と転写装置134の間に給送された記録媒体である転写紙Pに転写される。トナー像転写後の感光体130の表面は、クリーニング装置135によって残存トナーが除去されてクリーニングされる。
On the other hand, inside the
画像形成部112の下部に配置した複数の給紙カセット115乃至118には、サイズの異なる転写紙Pを収容してあり、いずれかの給紙カセット115乃至118から転写紙Pを矢印B3方向へ送り出し、その転写紙Pの表面に、上述のように感光体130の表面に形成した未定着トナー像を転写する。次に、転写紙Pを矢印B4で示すように画像形成部112内の定着装置10を通し、熱と圧力の作用によって転写紙Pの表面に転写された未定着トナー像を定着させる。搬送ローラ対136を通った転写紙Pを排出ローラ対137によって搬送し、矢印B5で示すように排紙トレイ120へ排出し、スタックする。
本実施形態に係る画像形成装置においては、感光体として黒色用の1個の感光体130を備えたものが例示されているが、このような単色の画像形成装置に限らず、イエロー、マゼンタ、シアン、黒等の複数のトナーを使用してカラーのトナー像を形成する画像形成装置であっても良いことは言うまでもない。
The plurality of
In the image forming apparatus according to the present embodiment, an example in which a single
本発明においては、定着装置10の構成に特徴があり、次に、本発明による実施形態の定着装置について図面に基づいて説明する。
図2は本発明による一実施形態に係る定着装置の構成を示す図であり、(a)は概略断面図、(b)は側面図である。本実施形態においては、定着装置は、加熱源であるハロゲンヒータ3を内蔵する定着手段である定着ローラ1と、定着ローラ1に圧接される加圧手段である加圧ローラ2と、定着ローラ1の温度を検知するサーミスタ等の温度検知部材4と、定着ローラ1の表面に圧接される熱伝達ローラ11とを備えている。ヒータ3は、図示しない温度検知部材4の検出温度に基づいて温度制御装置により一定の温度となるよう制御される。
定着ローラ1は、熱伝導率の良い、例えばアルミニウム製の円筒管の外周にシリコンゴム等の弾性層を形成し、さらに弾性層の表面には、フッ素樹脂(PFTE)等の離型性を有する材料の被膜が形成されている。そして、その両端には、円筒管を端面から突出させて回転軸1aが形成されており、この回転軸1aがモータ等の駆動手段15で矢印A方向に回転されるようになっている。
また、加圧ローラ2は、回転軸2aとなる芯金上にシリコンゴム等の弾性体からなる弾性層が形成されており、この弾性層の表面2bが定着ローラ1の表面1bと弾性的に圧接し、未定着トナー像6を有する転写紙5を挟圧して加熱、加圧するニップ部Nが形成されている。このニップ部Nでは、矢印C方向から搬送された表面に未定着トナー像6を有する転写紙5が送給されて未定着トナー6が溶け、圧力を受けて転写紙5に定着されると共に、定着ローラ1の回転と共に矢印B方向に連れ回り回転する加圧ローラの回転によって前述の排紙方向(矢印B5方向)に転写紙5は搬送される。
In the present invention, the configuration of the fixing
2A and 2B are diagrams showing a configuration of a fixing device according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a schematic sectional view, and FIG. 2B is a side view. In the present embodiment, the fixing device includes a fixing
The fixing
In addition, the
本実施形態においては、温度検知部材4は定着ローラ1の長手方向端部に配置されており、定着ローラ1の端部での表面温度を検出している。また、熱伝達ローラ11は定着ローラ1の温度検知部材4に対し、定着ローラ1の回転方向上流側に配置、且つ定着ローラ1と加圧ローラ2のニップ部Nより下流側に配置されている。そして、熱伝達ローラ11は定着ローラ1の熱源であるヒータ3の真上を避けた位置、即ちヒータ3の斜め上方に配置されている。
熱伝達ローラ11は、図3に示すように、回転軸11aとなるアルミニウム等の金属からなる芯金の表面にポリイミド樹脂等の耐熱性樹脂からなる断熱層12が形成されている。この断熱層12の表面には、周方向で16等分されて所定の熱伝導率(236W/m・K)を有するアルミニウム金属からなる高熱伝導率部材13と鉄金属からなり高熱伝導率部材13よりも小さい熱伝導率(83.5W/m・K)を有する低熱伝導率部材14が交互に配列された熱伝達層15が形成されている。熱伝達層15の高熱伝導率部材13及び低熱伝導率部材14は、図2(b)に示すように、各々、軸線方向(矢印D方向)に沿って一端から終端まで延設されている。そして、熱伝達ローラ11の回転軸11aと定着ローラ1の回転軸1aとが平行となるように取り付けられて、熱伝達層15の外周面15aが定着ローラ1の表面1bとが当接するようになっている。従って、熱伝達層15の高熱伝導率部材13で形成された外周面13aが定着ローラ1の表面1bと当接したとき、定着ローラ1の端部の転写紙5と接触せずに高温となっている領域X2及びX3の定着ローラ1の表面1bの熱が高熱伝導率部材13で形成された外周面13aで吸収されて冷却されると共に、定着ローラ1の転写紙5と接触してそれより低温となっている領域X2に向かって伝熱して、定着ローラ1の領域X2の表面を加熱する。
In the present embodiment, the temperature detection member 4 is disposed at the longitudinal end of the fixing
As shown in FIG. 3, the
一方、低熱伝導率部材14で形成された外周面14aが定着ローラ1の表面1b及び転写紙5の裏面と当接した場合には、定着ローラ1の表面1bからの熱の吸収は、高熱伝導率部材13で形成された外周面13aでの熱の吸収に比べて小さく、ほぼ断熱状態となって定着ローラ1の表面温度の低下は抑制される。
また、熱伝達ローラ11の回転軸11aの一方には、モータ等の回転駆動手段18が連結されており、回転駆動手段18の回転によって矢印E方向に回転されるようになっている。従って、熱伝達ローラ11の回転によって、定着ローラ1の表面1aには、高熱伝導率部材13で形成された外周面13aと低熱伝導率部材14で形成された外周面14aとが交互に当接することになり、高熱伝導率部材13で形成された外周面13aによる熱の吸収と断熱状態とが交互に発生して、定着ローラ1の端部表面での過度の温度上昇が抑制されると共に、定着ローラ1の表面温度の低下も適切に抑制される。
On the other hand, when the outer
A rotation driving means 18 such as a motor is connected to one of the
さらに、熱伝達ローラ11の回転軸11aの他方には、図4(a)、(b)で示すように、フィラー21が連結されている。フィラー21は、熱伝達ローラ11の熱伝達層15の低熱伝導率部材14の外周面14aと対応する位置で回転軸11aから放射方向に延出された羽状部材21aで構成されている。従って、フィラー21を挟んで設置されるフォトセンサ22の投射光線を羽状部材14aが遮蔽することによって、羽状部材14aの位置を検知し、羽状部材14aの位置を検知することによって、低熱伝導率部材14の外周面14aを検知するようになっている。また、フォトセンサ22は、定着ローラ1の表面1bと熱伝達ローラ11の外周面15aとの当接位置に設定されており、フォトセンサ22が羽状部材14aを検知したときに、低熱伝導率部材14の外周面14aが定着ローラ11の表面1bと当接していることになる。
Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, a
このようにして低熱伝導率部材14の外周面14aの位置を検知するようにしているので、図2(a)で示すように、フィラー21とフォトセンサ22による位置検知手段16aを含む検知手段16によって定着ローラ1の表面1bと熱伝達ローラ11の外周面15aとの当接位置における熱伝導率部材の材質を検知することが可能となっている。それ故、定着ローラ1の回転が停止されたときの定着ローラ1の表面1bと熱伝達ローラ11の外周面15aとの当接位置における外周面15aの材質が高熱伝導率部材13の場合には、熱伝達ローラ11を駆動手段18によって回転させて定着ローラ1の表面1bと熱伝達ローラ11の外周面15aとの当接位置における熱伝達ローラ11の外周面15aが低熱伝導率部材14の外周面14aとなるように制御手段17によって制御するようにしている。
このように、転写紙5上の未定着トナー像6が定着装置10によって定着されて定着ローラ1の回転が停止された際に、位置検知手段16aによって定着ローラ1の表面1bと熱伝達ローラ11の外周面15aとの当接位置における熱伝導率部材の材質を検知すると共に、この位置検知手段16aの位置信号によって熱伝達ローラ11の回転を制御して常に低熱伝導率部材14の外周面14aが定着ローラ1の表面1bと当接させるようにしている。従って、定着ローラ1の回転が停止されている場合に、熱伝達ローラ11による定着ローラ1からの吸熱作用が抑制され、定着ローラ1の表面温度の低下を抑制することが可能となる。なお、前記位置検知手段16aとしてフィラー21とフォトセンサを使用したが、これに限らず、定着ローラ1の表面1bと熱伝達ローラ11の外周面15aとの当接位置における熱伝導率部材の材質を検知するものであれば他の構成であっても良い。
Since the position of the outer
As described above, when the unfixed toner image 6 on the
また、本実施形態における定着装置においては、転写紙5としてサイズ幅が最大の許容幅、例えば、A3サイズの転写紙5を使用する場合には、前述のような定着ローラ1における端部での異常昇温が起こり難いため、熱伝達ローラ11の高熱伝導率部材13の外周面13aによる吸熱作用は必要とせず、むしろ高熱伝導率部材13の外周面13aと定着ローラ1との当接による定着ローラ1の温度低下をもたらすので、熱伝達ローラ11の低熱伝導率部材14の外周面14aが定着ローラ1と当接させることが好ましい。そのため、本実施形態においては、このような最大の許容幅を有する転写紙5を使用する場合には、少なくとも転写紙5と当接する間は、定着ローラ1の表面1bと熱伝達ローラ11の外周面15aとの当接位置が低熱伝導率部材14の外周面14aとなるようにして熱伝達ローラ11の回転を停止させ、転写紙5の裏面と低熱伝導率部材14の外周面14aのみが摺接するようにすることが可能となっている。
Further, in the fixing device according to the present embodiment, when the
具体的には、図2(a)で示す検知手段16には、定着装置10に搬送される転写紙5のサイズを検知するサイズ検知手段16bが備えられている。このサイズ検知手段16bの検知信号によって、使用される転写紙5のサイズが最大許容サイズか否かを判定し、イエスの場合には、検知手段16内の定着ローラ1の表面1bと熱伝達ローラ11の外周面15aとの当接位置における熱伝導率部材の材質を検知する前記位置検知手段16aによって当接位置における熱伝導率部材の材質を検知する。この位置検知手段16aによって当接位置における熱伝達ローラ11の外周面15aが低熱伝導率部材14の外周面14aとなるようにして熱伝達ローラ11の回転を停止させ、さらに転写紙5が定着ローラ1と加圧ローラ2とのニップ部Nを通過するまでの間、制動をかけながら低熱伝導率部材14の外周面14aと定着ローラ1の表面1bとの当接を維持するように、制御手段17によって駆動手段18を制御するようになっている。なお、検知手段16は、上記サイズ検知手段16b及び位置検知手段16aに加えて、転写紙5の始端及び終端を検知する端部検知手段16cも備えており、転写紙5の始端をニップ部Nに供給される直前に検知して定着ローラ1の回転を開始し、転写紙5の終端をニップ部Nを通過直後に検知して定着ローラ1の回転を停止させるようにしている。
Specifically, the
熱伝達ローラ11の熱伝達層15の高熱伝導率部材13としては、銅金属(熱伝導率:403W/m・K)、アルミニウム金属、アルミニウム合金等のアルミニウム系材料等の熱伝導率が230W/m・K以上のものが好ましく、特に、軽量であるアルミニウム系材料が好適である。
熱伝達ローラ11の熱伝達層15の低熱伝導率部材14としては、ステンレス鋼(熱伝導率:83.5W/m・K)等の鉄系金属材料、ポリアミド(熱伝導率:0.73W/m・K)等の耐熱性樹脂、シリコンゴム(熱伝導率:0.28W/m・K)等のゴム材料、セラミックス(熱伝導率:31W/m・K)材料等が使用可能であり、これらの材料を混合して使用することもできる。特に、耐熱性樹脂材料を使用する場合には、高熱伝導率部材となる金属材料と一体成形して熱伝導層15を形成することが可能であるので好適である。
さらに、熱伝達ローラ11の熱伝達層15の低熱伝導率部材14として耐熱性樹脂材料を使用し、図5に示すように、軸線方向に延在させた空間部16を形成した場合には、熱伝導率が小さくなってより優れた断熱効果を発揮させることが可能となる。特に、空間部16を密閉状態年、空間内の気圧を1/500気圧以下の真空状態とする場合には、より熱伝導率を減少させることが可能となるので好ましい。
As the high
Examples of the low
Further, when a heat-resistant resin material is used as the low
また、本実施形態における熱伝達ローラ11においては、芯金と熱伝導層15との間にポリアミド樹脂等からなる断熱層12を介在させている。従って、熱伝達層15に付与された熱が芯金に伝熱することが抑制され、熱伝達層15の低熱伝導率材料14の断熱効果の低減を防止することが可能となる。
本実施形態における熱伝達ローラ11においては、熱伝達層15を周方向で16等分し、8個の高熱伝導率部材13と8個の低熱伝導率部材14と複数の高熱伝導率部材と低熱伝導率部材を使用して交互に隣接させて配設しているが、高熱伝導率部材13と低熱伝導率部材14を複数個づつ交互に配設する必要はなく、少なくとも高熱伝導率部材13と低熱伝導率部材14とを1個づつ使用し、これらの材料を周方向で隣接させれば十分である。また、これらの周方向における間隔d1、d2は、均等長さである必要はなく、必要に応じて、d1またはd2の長さを長くすることができる。
Further, in the
In the
さらに、本実施形態における定着手段としては、定着ローラ1を使用しているが、加熱ローラと定着ローラとの間に無端状の定着ベルトを張架し、加熱ローラによって加熱された定着ベルトを介して定着ローラ1と加圧ローラ2のニップ部Nで加熱加圧するものであっても良い。この場合に、熱伝達ローラ1は、定着手段である定着ベルトの表面に当接さればよい。
同様に、本実施形態における加圧手段として加圧ローラ2を使用したが、複数のローラに張架されて定着手段を押圧する加圧ベルトであっても良く、また、回転しない弾性パッドであってもよい。
Further, the fixing
Similarly, the
1 定着ローラ、1a 回転軸、1b 表面、2 加圧ローラ、3 ヒータ、4 温度検知部材、5 転写紙、6 未定着トナー像、10 定着装置、11 熱伝達ローラ、11a 回転軸、12 断熱層、13 高熱伝導率部材、13a 外周面、14 低熱伝導率部材、14a 外周面、15 熱伝達層、15a 外周面、16 空間部、21 フィラー、22 フォトセンサ、112 画像形成部、130 感光体、131 帯電装置、132 光書込みユニット、133 現像装置、134 転写装置、135 クリーニング装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記定着手段の表面に周面が当接する熱伝達ローラを配設し、当該熱伝達ローラは、前記周面に、当該熱伝達ローラの周方向に沿って所定の熱伝導率を有する部材とそれより小さい熱伝導率を有する部材とを隣接して配置した熱伝達層を有し、当該熱伝達層の熱伝導率の異なる部材をそれぞれ前記熱伝達ローラの軸線方向に沿って延設させてあり、前記熱伝達ローラは、駆動手段によって回転駆動され、前記熱伝達ローラが前記駆動手段によって回転されたとき、前記熱伝達率の異なる部材の周方向の位置を検知する位置検知手段を備え、前記定着手段の表面の移動が停止されたときに、前記位置検知手段によって前記熱伝導率の小さい部材の周面の位置を検知し、この検知信号に基づいて前記定着手段の表面に当接するように前記駆動手段を制御する制御手段を備えたことを特徴とする定着装置。 A fixing unit that heats an unfixed toner image on a recording medium; and a pressing unit that presses the fixing unit, and at least the surface of the fixing unit is moved by the surface of the fixing unit and the surface of the pressing unit. While fixing the unfixed toner image on a recording medium by heating and pressurizing,
A heat transfer roller whose peripheral surface abuts on the surface of the fixing unit is disposed, and the heat transfer roller has a member having a predetermined thermal conductivity along the circumferential direction of the heat transfer roller and the peripheral surface. A member having a smaller heat conductivity is disposed adjacent to the heat transfer layer, and members having different heat conductivities of the heat transfer layer are respectively extended along the axial direction of the heat transfer roller. The heat transfer roller is rotationally driven by a drive means, and when the heat transfer roller is rotated by the drive means, the heat transfer roller includes a position detection means for detecting a circumferential position of a member having a different heat transfer coefficient, When the movement of the surface of the fixing unit is stopped, the position detecting unit detects the position of the peripheral surface of the member having a low thermal conductivity, and contacts the surface of the fixing unit based on the detection signal. Said driving means Fixing apparatus characterized by comprising a control means for controlling.
前記熱伝達ローラの熱伝達層と回転軸との間に断熱層を配設したことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1.
A fixing device, wherein a heat insulating layer is disposed between a heat transfer layer of the heat transfer roller and a rotating shaft.
前記定着手段の長手方向におけるサイズ幅として最大の許容幅を有する記録媒体が前記定着手段の表面に移送されるとき、前記熱伝達ローラの小さい熱伝導率を有する周面のみが前記定着手段の表面に当接するように、前記制御手段によって前記熱伝達ローラの回転が制御されることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1 or 2,
When a recording medium having a maximum allowable width as a size width in the longitudinal direction of the fixing unit is transferred to the surface of the fixing unit, only the peripheral surface of the heat transfer roller having a small thermal conductivity is the surface of the fixing unit. The fixing device is characterized in that the rotation of the heat transfer roller is controlled by the control means so as to come into contact with the fixing device.
前記熱伝達ローラの所定の熱伝導率を有する部材はアルミニウム系材料で構成され、前記所定の熱伝導率を有する部材よりも小さい熱伝導率を有する部材は、鉄系材料、樹脂材料、ゴム材料及びセラミックス材料から選ばれる少なくとも1種の材料から構成されていることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 3,
The member having a predetermined thermal conductivity of the heat transfer roller is made of an aluminum-based material, and the member having a smaller thermal conductivity than the member having the predetermined thermal conductivity is an iron-based material, a resin material, or a rubber material And a fixing device comprising at least one material selected from ceramic materials.
前記所定の熱伝導率を有する部材よりも小さい熱伝導率を有する部材の前記熱伝達層内に空間層が形成されていることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 4, wherein:
A fixing device, wherein a space layer is formed in the heat transfer layer of a member having a thermal conductivity smaller than that of the member having the predetermined thermal conductivity.
前記空間は、大気圧の1/500以下の気圧を有する空間であることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 5.
The fixing device according to claim 1, wherein the space is a space having an atmospheric pressure of 1/500 or less of the atmospheric pressure.
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
JPWO2015174023A1 (en) * | 2014-05-15 | 2017-04-20 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Insulating thermal conductive resin composition |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000137399A (en) * | 1998-10-30 | 2000-05-16 | Canon Inc | Image forming device, device and method for fixing |
JP2001345166A (en) * | 2000-05-31 | 2001-12-14 | Canon Inc | Heating system and heating fixing system |
JP2007127900A (en) * | 2005-11-04 | 2007-05-24 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
-
2007
- 2007-07-31 JP JP2007200083A patent/JP2009036930A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000137399A (en) * | 1998-10-30 | 2000-05-16 | Canon Inc | Image forming device, device and method for fixing |
JP2001345166A (en) * | 2000-05-31 | 2001-12-14 | Canon Inc | Heating system and heating fixing system |
JP2007127900A (en) * | 2005-11-04 | 2007-05-24 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2015174023A1 (en) * | 2014-05-15 | 2017-04-20 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Insulating thermal conductive resin composition |
US9997274B2 (en) | 2014-05-15 | 2018-06-12 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Insulating thermally conductive resin composition |
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