JP2009103873A - Fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写装置、ファクシミリ装置、プリンタ或いはこれらの機能を備えた複合機等の画像形成装置に備えられる定着装置に関し、詳しくは、マイクロ波を利用した定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device provided in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, a printer, or a multifunction machine having these functions, and more particularly to a fixing device using microwaves.
上記のような画像形成装置としては、用紙カセット等を備えた用紙供給部から、1枚ずつ用紙(記録紙)を繰出し、記録紙搬送路の途中に設置された搬送ローラ対(レジストローラ対)を経て、電子写真方式の画像記録部で画像記録を行うものが挙げられる。
上記画像記録部を構成する感光体ドラムと転写ローラとのニップ部に搬送及び供給された記録紙には、感光体ドラムの表面に形成されたトナー画像が転写される。該記録紙に転写されたトナー画像は、記録紙搬送路の途中に設置された定着装置で永久画像として定着され、その後、排出トレイに排出される。
As the image forming apparatus as described above, a pair of conveyance rollers (registration roller pair) installed in the middle of the recording sheet conveyance path, which feeds out sheets (recording sheets) one by one from a sheet supply unit provided with a sheet cassette or the like. Then, an image is recorded by an electrophotographic image recording unit.
The toner image formed on the surface of the photosensitive drum is transferred to the recording paper conveyed and supplied to the nip portion between the photosensitive drum and the transfer roller constituting the image recording unit. The toner image transferred to the recording paper is fixed as a permanent image by a fixing device installed in the middle of the recording paper conveyance path, and then discharged to a discharge tray.
上記画像形成装置に備えられる定着装置としては、互いに押し当て状態で回転するヒートローラとプレスローラとを備えたものが挙げられる。このような定着装置は、ヒートローラとプレスローラとのニップ部において、記録紙に転写されたトナー画像を加熱及び加圧することにより永久画像として定着させている。
上記ヒートローラとしては、アルミニウムなどの中空円筒からなり、その内部にハロゲンランプなどの発熱体を収容し、該ハロゲンランプによって中空円筒を加熱するものが多用されている。
Examples of the fixing device provided in the image forming apparatus include those provided with a heat roller and a press roller that rotate while being pressed against each other. Such a fixing device fixes a toner image transferred onto a recording sheet as a permanent image by heating and pressing at a nip portion between a heat roller and a press roller.
As the heat roller, a roller made of a hollow cylinder of aluminum or the like, in which a heating element such as a halogen lamp is accommodated, and the hollow cylinder is heated by the halogen lamp is often used.
前記のようなハロゲンランプを収容したヒートローラでは、消費電力が大きいという問題、及び電源投入後に所定の温度となるまでのウォームアップタイムが長いという問題があった。
下記特許文献1及び下記特許文献2では、上記のような問題を解決すべく、マイクロ波を利用した定着装置が提案されている。
The heat roller containing the halogen lamp as described above has a problem that power consumption is large and a warm-up time until a predetermined temperature is reached after the power is turned on.
In
下記特許文献1に記載の定着装置は、定着動作時には印字用紙にマイクロ波を照射してトナー像を印字用紙に定着させ、定着動作時以外はマイクロ波の照射を停止するマイクロ波照射手段を備えている。このマイクロ波照射手段は、搬送される印字用紙の上方に設置され、マイクロ波を照射することにより、トナーを溶融させてトナー像を定着する構成とされている。
The fixing device described in
また、下記特許文献2に記載の定着装置は、マイクロ波放射装置を収容した中空円筒状の定着ローラと、この定着ローラに押し当て状態とされた加圧ローラとを備えている。
上記定着ローラは、マイクロ波を通し易い材料で構成された筒体と、該筒体の外周面に形成されたマイクロ波を通し易い弾性層と、該弾性層の表面に被覆された表層とで構成されている。また、前記マイクロ波放射装置は、定着ローラ内に固定状態で支持されるとともに、定着ローラと加圧ローラとの接触部側に向けてマイクロ波を放射する構成とされている。この定着装置では、トナー画像の誘電率を上記定着ローラの誘電率よりも大きいものとし、放射されたマイクロ波がトナー画像に吸収されることで、トナー画像を溶解させ、定着する構成とされている。
また、この特許文献2では、上記弾性層としてマイクロ波を吸収しやすい材料としてもよい点の記載があり、この場合は、放射されたマイクロ波によって該弾性層が加熱され、該弾性層によって、トナー画像が加熱及び溶解されて、定着される構成とされている。
The fixing roller includes a cylindrical body made of a material easy to pass microwaves, an elastic layer easily passed through microwaves formed on the outer peripheral surface of the cylindrical body, and a surface layer coated on the surface of the elastic layer. It is configured. The microwave radiation device is supported in a fixed state in the fixing roller and radiates microwaves toward the contact portion between the fixing roller and the pressure roller. In this fixing device, the dielectric constant of the toner image is larger than the dielectric constant of the fixing roller, and the emitted microwave is absorbed into the toner image, so that the toner image is dissolved and fixed. Yes.
Further, in
しかし、前記特許文献1で提案されている定着装置では、マイクロ波を直接トナーに照射して、該トナーを溶融する構成とされている。従って、誘電損失係数の大きい特別なトナーを使用する必要があり、汎用されている安価なトナーを使用できないという問題があった。また、マイクロ波の直接照射による定着では、加圧がなされず、トナー像の十分な定着がなされない恐れがあった。
However, the fixing device proposed in
前記特許文献2で提案されている定着装置では、定着ローラと加圧ローラとによって定着がなされるので、加圧による定着も十分になされるものと考えられる。また、定着ローラの弾性層をマイクロ波によって加熱し、この弾性層の発熱によりトナー画像を加熱して定着するものでは、安価なトナーを使用した場合にも十分な定着がなされるものと考えられる。
しかしながら、前記特許文献2に記載の定着装置では、前記弾性層は、定着ローラの筒体の外周面の全周に亙って形成され、回転する構成とされていため、該弾性層の発熱効率が悪いという問題があった。すなわち、定着ローラ内に固定状態で支持されているマイクロ波放射装置から放射されたマイクロ波によって加熱される弾性層は、その回転に伴って発熱と放熱とを繰り返す構成とされており、定着ローラ自体の発熱効率が悪いという問題があった。
In the fixing device proposed in
However, in the fixing device described in
本発明は、前記問題を解決するために提案されたもので、その目的は、省電力化が図れるとともに、加熱部の発熱効率を向上し得る定着装置を提供することにある。 The present invention has been proposed to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fixing device that can save power and improve the heat generation efficiency of a heating unit.
前記目的を達成するために、本発明に係る定着装置は、記録紙に転写されたトナー画像を、加熱部と加圧部とによって定着させて、該記録紙を搬送する定着装置であって、前記加熱部は、マイクロ波を放射するマイクロ波放射部と、該マイクロ波放射部から放射されたマイクロ波によって加熱されるマイクロ波吸収体と、加熱された該マイクロ波吸収体からの熱伝導により加熱され、前記加圧部と互いに押し当て状態とされてニップ部を形成する回転体とを備えており、前記マイクロ波吸収体は、前記記録紙の搬送方向と直交する方向に沿って長尺に形成され、前記回転体の内部における前記ニップ部近傍に固定的に支持されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a fixing device according to the present invention is a fixing device that fixes a toner image transferred to a recording sheet by a heating unit and a pressing unit and conveys the recording sheet, The heating unit includes a microwave radiating unit that radiates microwaves, a microwave absorber that is heated by the microwave radiated from the microwave radiating unit, and heat conduction from the heated microwave absorber. A rotating body that is heated and pressed against each other to form a nip portion, and the microwave absorber is elongated along a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording paper And fixedly supported in the vicinity of the nip portion inside the rotating body.
本発明の前記定着装置においては、前記回転体を、円筒ローラ体としてもよい。あるいは、本発明の前記定着装置においては、前記回転体を、無端ベルト状の定着フィルムとしてもよい。 In the fixing device of the present invention, the rotating body may be a cylindrical roller body. Alternatively, in the fixing device of the present invention, the rotating body may be an endless belt-shaped fixing film.
本発明に係る前記定着装置によれば、加熱部は、マイクロ波を放射するマイクロ波放射部によって、マイクロ波吸収体を加熱する構成としているため、従来のハロゲンランプ等を利用した定着装置と比べて、省電力化が図れる。また、従来のハロゲンランプ等の発熱待ち時間と比べて、ウォームアップタイムの短縮化が図れる。
また、前記マイクロ波吸収体は、加熱部の回転体の内部におけるニップ部近傍に固定的に支持されているので、マイクロ波放射部から放射されたマイクロ波を常に吸収し、効率的に発熱する。この結果、前記特許文献2に記載の定着装置と比べて、加熱部自体の発熱効率を高めることが出来る。
また、前記加熱部の回転体は、加圧部と互いに押し当て状態とされてニップ部を形成しているので、該ニップ部に導入された記録紙を加熱と加圧によって十分に定着できる。
According to the fixing device according to the present invention, the heating unit is configured to heat the microwave absorber by the microwave radiating unit that radiates microwaves, so that the heating unit is compared with a conventional fixing device using a halogen lamp or the like. Therefore, power saving can be achieved. In addition, the warm-up time can be shortened compared to the heat generation waiting time of a conventional halogen lamp or the like.
Moreover, since the microwave absorber is fixedly supported in the vicinity of the nip portion inside the rotating body of the heating unit, the microwave radiated from the microwave radiating unit is always absorbed and heat is efficiently generated. . As a result, compared with the fixing device described in
Further, since the rotating body of the heating unit is pressed against the pressing unit to form a nip portion, the recording paper introduced into the nip portion can be sufficiently fixed by heating and pressing.
上記のような回転体を、円筒ローラ体とすれば、加熱部のコスト性及び耐久性が良い。また、上記のような回転体を、無端ベルト状の定着フィルムとすれば、加熱部のマイクロ波吸収体からの熱伝導性を高めることができる。 If the above rotating body is a cylindrical roller body, the cost and durability of the heating unit are good. Further, if the above rotating body is an endless belt-like fixing film, the thermal conductivity from the microwave absorber of the heating section can be enhanced.
以下に、本発明の最良の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、第1実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の一例を示す概略縦断面図、図2は、同定着装置を模式的に示す概略縦断面図である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of an image forming apparatus provided with the fixing device according to the first embodiment, and FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view schematically showing an identification fixing device.
図1の画像形成装置1は、電子写真方式の記録部を備えたプリンタを例に採って示しているが、これに限らず、画像読取装置を備えた複写機、ファクシミリ装置或いはこれらの機能を兼ね備えた所謂複合機等であっても良い。また、白黒の電子写真方式の記録部に限られず、各種カラー記録方式の記録部などを備えた画像形成装置にも本実施形態に係る定着装置の適用が可能である。
図において、画像形成装置1の装置本体10は、記録紙(用紙)を供給する記録紙供給部2と、電子写真方式の画像記録部3と、記録後の記録紙の排出部4とが、この順序で高さ方向に積み重なるように構成されている。
The
In the figure, the apparatus
記録紙供給部2は、多数枚の記録紙を堆積状態で収納し得る抜差し可能な記録紙供給カセット20と、記録紙供給カセット20の前端部に設置されたセパレートローラ21と、該セパレートローラ21の周面に弾性的に接する分離パッド22とを備えている。
尚、図において、符合23は、堆積された記録紙を押し上げる押上板であり、該押上板23は、圧縮コイルばね等によって常時上向きに弾力が付与されている。
また、記録紙供給カセット20の下に、更に同様のカセットを段積みして多段カセットとし、或いは、オプションカセット(不図示)を設置し得るよう構成することも可能である。また、上記分離パッド22に代えリタードローラとすることも可能である。
この記録紙供給部2では、押上板23上に堆積された記録紙は、その前端部が、セパレートローラ21の周面に押し当てられる。セパレートローラ21が回転すると、該セパレートローラ21と分離パッド22との協働作用によって、堆積された記録紙がその最上層部より一枚ずつ分離され、後記する記録紙搬送路8に向けて繰出される。
The recording
In the figure,
Further, it is possible to construct a multi-stage cassette by stacking similar cassettes under the recording
In the recording
画像記録部3は、感光体ドラム30の周囲に、プラス(或いはマイナス)帯電方式の帯電器31、LED等からなる露光器32、現像器33、転写ローラ34及びクリーニング装置35をこの順序で配したプロセス部と、後記する定着装置5とより構成される。感光体ドラム30、帯電器31及びクリーニング装置35はドラムユニットとしてユニット化され、また現像器33は、現像器ユニットとしてユニット化され、各ユニットは装置本体10に対して個々に、或いは結合された状態で着脱可能に装着される。これら各ユニットは、図1における紙面の垂直方向に抜差し可能とされている場合の他、装置本体10の上方に取出し可能とされる場合、或いは装置本体10の他の側部より抜差し可能とされる場合もある。
The
定着装置5の下流側には、切替ゲート41、排出ローラ対42及び排出トレイ40が設けられ、これらによって記録紙の排出部4が構成される。上記プロセス部の上流側近傍には、レジストローラ対7が設置されている。上記記録紙供給カセット20から、上記のように1枚ずつ分離され繰出された記録紙は、該レジストローラ対7によりレジストされて、前記感光体ドラム30と転写ローラ34とのニップ部に導入される。感光体ドラム30は、図1の矢印方向に回転しながら、帯電器31によりその表面が一様にプラス(或いはマイナス)帯電され、画像情報に基づく光学画像が露光器32によって感光体ドラム30の表面に照射され、感光体ドラム30の表面には静電潜像が形成される。この静電潜像は、感光体ドラム30の表面の光導電体の特性に基づき、光の照射部分と非照射部分で生じる電位の差により形成されるものである。
On the downstream side of the fixing
上記静電潜像は、現像器33で逐次現像されてトナー画像とされ、このトナー画像は感光体ドラム30の回転に伴い、転写ローラ34とのニップ部に至る。上記レジストローラ対7は、感光体ドラム30の表面のトナー画像の移動に同期して記録紙が上記ニップ部に導入されるようレジスト制御されて回転駆動される。
転写ローラ34は、感光体ドラム30に接し且つ矢印方向(感光体ドラム30とウイズ方向)に回転駆動されながら記録紙をニップして搬送し、この間感光体ドラム30の表面のトナー像が記録紙に転写される。トナー像が転写された記録紙は、後記する定着装置5に導入され、永久画像として定着された後、切替ゲート41を押し上げ、排出ローラ対42を経て排出トレイ40上に排出される。
この一連の記録紙の搬送は、記録紙供給カセット20からの繰出し直後に略垂直(鉛直)に立ち上がり、排出部4では、記録紙供給カセット20からの繰出し方向とは略180度の方向にUターンするような記録紙搬送路(以下、主搬送路と言う)8に沿ってなされる。このようなレイアウト構成により、装置全体のコンパクト化が図られる。
The electrostatic latent image is successively developed by the developing
The
This series of recording paper transports rises substantially vertically (vertically) immediately after feeding out from the recording
現像器33は、本実施形態では、二成分現像剤を用いる方式の現像器を例示している。この現像器33は、樹脂成型されたケーシングの内部にトナーとキャリアからなる現像剤を貯留する現像剤貯留室を備え、該貯留室内には、二本の攪拌搬送スクリュー330と、供給ローラ331と、バイアス印加される現像ローラ332とが設けられている。貯留室内のこれら機構部330,331,332は、現像器33を装置本体10内の所定部位に装着した際、装置本体10内の駆動伝達機構(不図示)に連結され、その回転駆動が可能な状態とされる。また、現像ローラ332は、バイアス印加電源(不図示)に電気的に接続される。
現像剤貯留室から離間した位置には、トナータンク37及びトナーホッパー39が設置され、現像剤貯留室内のトナー濃度が低下すると、トナーホッパー39よりスクリューコンベア(パイプスクリュー)390を介してトナーが現像剤貯留室内に補給される。トナータンク37は廃トナータンク38と一体とされて、装置本体10に対して着脱可能に装着されるトナーカートリッジ36として構成されている。前記クリーニング装置35で感光体ドラム30の表面より除去された転写残トナーは、スクリュー333を介して廃トナータンク38に回収される。
尚、現像器33としては、二成分現像剤を用いる方式のものに限らず、一成分方式、その他の方式のものも採用可能である。また、現像器33とトナーカートリッジ36とを一体とした現像器ユニットとしてもよい。
In the present embodiment, the developing
A
The developing
図例の画像形成装置1は、両面記録機能を更に備えている。上記主搬送路8の切替ゲート41の取付け位置から、前記レジストローラ対7の上流側で上記主搬送路8に循環して合流する反転記録紙搬送路(以下、反転搬送路と言う)9が形成されている。
この反転搬送路9に沿って二対の搬送ローラ対90,91が設けられている。主搬送路8に沿って搬送され、片面記録がなされた記録紙は、その後端が排出ローラ対42に至ると、該排出ローラ対42の逆転により反転搬送路9に供給される。反転搬送路9に供給された記録紙は、引き続き、搬送ローラ対90,91によって反転搬送路9に沿って搬送され、主搬送路8に合流し、レジストローラ対7に至る。その後、再度感光体ドラム30と転写ローラ34とのニップ部に導入されてその裏面の記録がなされる。両面記録された記録紙は、上記同様主搬送路8に沿って排出トレイ40上に排出される。
The illustrated
Two pairs of
また、図例の画像形成装置1は、手差記録紙供給部11を更に備えている。この手差記録紙供給部11では、装置本体10の側面に開閉自在に設けられた手差し供給トレイ110に記録紙をセットし、その記録紙をセパレートローラ111と分離パッド112との作用により1枚ずつ分離させて装置本体10内に供給する。分離及び供給された記録紙は、手差記録紙搬送路113を経て、主搬送路8に合流し、レジストローラ対7によって感光体ドラム30と転写ローラ34のニップ部に導入される。
尚、図において、符号13は、前記主搬送路8及び反転搬送路9などで紙ジャム(記録紙詰まり)が発生した場合などに開閉されるジャムアクセスカバーである。
The
In the figure,
次に、第1実施形態に係る定着装置について図2に基づいて説明する。
本実施形態に係る定着装置5は、前記した感光体ドラム30等からなるプロセス部(図1参照)の記録紙搬送方向下流側に設置され、樹脂成型された定着装置ハウジング51内に、互いに押し当て状態で接するヒートローラ52とプレスローラ56とを備えている。
定着装置ハウジング51の記録紙搬送方向上流側(紙面下方)には、主搬送路8に沿って搬送される記録紙を受入れる上流側開口510が形成されている。また、定着装置ハウジング51の記録紙搬送方向下流側(紙面上方)には、トナー画像が定着された記録紙を排出部4に向けて排出する下流側開口511が形成されている。
装置本体10に設置された状態で定着装置5は、図1に示すように、ヒートローラ52とプレスローラ56とが互いに押し当て状態とされて形成されるニップ部50が主搬送路8に沿うように配置される。
Next, the fixing device according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
The fixing
An
As shown in FIG. 1, the fixing
定着装置ハウジング51には、搬送される記録紙をヒートローラ52から剥離するための剥離爪513と記録紙の搬送をガイドするガイドリブ512がローラ軸方向(長手方向、記録紙搬送方向と直交する方向)に沿って複数箇所に形成されている。
剥離爪513は、その基端部が支持されて揺動自在に構成され、トーションバネなどにより常にヒートローラ52の外表面に、その先端が接触するように弾力が付与されている。
また、定着装置ハウジング51内には、後記するマイクロ波吸収体54の長手方向の端部近傍に接触状態で、温度センサ514が設けられている。
In the fixing
The peeling
In the fixing
ヒートローラ52は、マイクロ波発振ユニット53と、マイクロ波吸収体54と、回転体を構成する円筒ローラ体55とを備え、加熱部を構成する。
マイクロ波発振ユニット53は、マイクロ波を発振するマイクロ波発振器530、発振されたマイクロ波を増幅する増幅器531、マイクロ波発振器530へ戻るマイクロ波を吸収するアイソレータ532及びマイクロ波を放射するマイクロ波放射部533を備えている。また、マイクロ波発振器530から発振されたマイクロ波を導く導波管534及びマイクロ波放射部533から放射されたマイクロ波を反射してマイクロ波吸収体54に向けて集中させるマイクロ波集中部535を備えている。
The
The
マイクロ波発振器530は、本実施形態では、周波数が2.45GHz程度のマイクロ波を発振するマグネトロンを使用しているが、クライストロン或いはジャイロトロンなどのマイクロ波を発振し得る他の発振器としてもよい。
また、マイクロ波の周波数としては、上記に限らず、1GHz〜30GHz程度のものとしてもよい。
In this embodiment, the
Further, the frequency of the microwave is not limited to the above, and may be about 1 GHz to 30 GHz.
マイクロ波放射部533は、円筒ローラ体55における少なくとも記録紙が通る領域の全体に亙って長手方向に沿って、長尺に形成されている。
マイクロ波集中部535は、マイクロ波を反射するアルミニウム、銅或いはステンレス等の金属材で構成され、縦断面視して略U字状に形成され、上記マイクロ波放射部533と同様、長尺に形成されている。また、そのU字状の開放側には、後記するマイクロ波吸収体54が嵌まり込むように固定されている。
The
The
マイクロ波吸収体54は、両端部が閉塞されて密封状態とされた中空筒体540と、該中空筒体540内に封入された加熱媒体541とから構成され、上記マイクロ波放射部533と同様、長尺に形成されている。
中空筒体540は、マイクロ波放射部533から放射されたマイクロ波を透過させる誘電損失係数の小さい材料で構成され、例えば、セラミックス、ガラス或いは樹脂等が挙げられる。また、中空筒体540は、縦断面視して略矩形状に形成され、プレスローラ56側の面が円筒ローラ体55の内周面に合わせて湾曲形成されている。また、少なくともその面が、ニップ部50の記録紙搬送方向のニップ幅よりも大となるよう形成されている。これにより、マイクロ波吸収体54の発熱効率を向上させることができる。すなわち、マイクロ波吸収体54を円筒ローラ体55の内周面に沿うように円筒形状としたような場合と比べて、均一に発熱する時間が短く、よって発熱効率を高めることができる。
The
The
加熱媒体541は、上記中空筒体540を透過したマイクロ波を吸収する誘電損失係数の大きい誘電体からなる媒体で構成され、シリコンオイル、アルコール或いは高圧封入されて高沸点とされた水等の液体が挙げられる。または、融点が高く誘電損失係数の大きい樹脂等の固体としてもよい。この場合は、中空筒体540に封入せずに、該固体によってマイクロ波吸収体54を構成するようにしてもよい。
尚、上記沸点及び融点は、記録紙に形成されたトナー画像を定着させるための定着温度に合わせて設定され、例えば、通常の定着温度140°〜180°程度に合わせて設定される。
The
The boiling point and melting point are set according to the fixing temperature for fixing the toner image formed on the recording paper, and are set to about a normal fixing temperature of about 140 ° to 180 °, for example.
上記したマイクロ波放射部533、マイクロ波集中部535及びマイクロ波吸収体54は、定着装置ハウジング51に、それらの両端が固定されて保持されている。また、マイクロ波放射部533から放射されるマイクロ波は、後記するプレスローラ56とのニップ部50に向かうように、その放射方向が設定され、マイクロ波吸収体54は、その放射方向下流側のニップ部50の近傍位置に設置されている。
尚、上記マイクロ波吸収体54の形状及びマイクロ波発振器530の出力は、上記マイクロ波放射部533から放射されたマイクロ波によって、マイクロ波吸収体54が均一に発熱するよう適宜、設定される。
The
The shape of the
円筒ローラ体55は、伝熱層を構成する熱伝導性の良いアルミニウム等で構成された円筒550と、その円筒550の長手方向内方側外周面に形成されたコーティング層(離型層)551とを備えている。また、円筒ローラ体55の両端部は、定着装置ハウジング51に形成された軸受(不図示)に、回転自在に支持されている。
上記円筒550の一方の端部には、ギア(不図示)が取付けられ、装置本体10内の駆動伝達機構(不図示)に連結されて、円筒ローラ体55の回転駆動がなされる。
コーティング層551は、トナー或いは紙粉の付着を低減するためのもので、例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニル共重合体等からなり、塗装等により形成されている。
コーティング層551の長手方向に沿った長さは、少なくとも接触状態とされたヒートローラ52とプレスローラ56とのニップ部50を搬送される記録紙のサイズ(幅)以上の長さとされている。
尚、図例では、円筒ローラ体55の厚みを比較的厚く図示しているが、実際には、1mm以下の数百μm程度の薄さであって、発熱するマイクロ波吸収体54からの熱が効率的に伝導される構成としている。
The
A gear (not shown) is attached to one end of the
The
The length along the longitudinal direction of the
In the example shown in the figure, the
上記円筒ローラ体55は、上記した定着装置ハウジング51内で固定状態とされたマイクロ波放射部533、マイクロ波集中部535及びマイクロ波吸収体54を内包している。その円筒ローラ体55が回転駆動される際には、マイクロ波吸収体54のプレスローラ56側の面(以下、湾曲面と言う)と、円筒ローラ体55の内周面とが擦れ合うようにして円筒ローラ体55が回転する。あるいは、マイクロ波吸収体54の湾曲面と、円筒ローラ体55の内周面との間に僅かなクリアランスが形成されるように、それらを設置するようにしてもよい。
尚、マイクロ波吸収体54の湾曲面と、円筒ローラ体55の内周面とが擦れ合う構成とする場合は、中空筒体540を低摩擦係数のものとし、円筒ローラ体55の内周面に潤滑剤等を塗布するようにしてもよい。
The
When the curved surface of the
プレスローラ56は、鉄鋼材等の金属材料で形成されたプレスローラ軸560と、該プレスローラ軸560に外装された円筒状弾性部材561と、離型層562とからなり、加圧部を構成する。
円筒状弾性部材561は、シリコーン、ウレタン等のゴム体あるいはスポンジ体からなり、プレスローラ軸560に接着剤等を介して固着されている。
円筒状弾性部材561の外周面には、記録紙、トナー或いは紙粉の剥離性を高めるための例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニル共重合体等のフッ素系樹脂チューブ等からなる離型層562が設けられている。
尚、プレスローラ軸に適用される金属材料としては、SUM24LやS20Cなどの鉄鋼材にニッケル鍍金を施したものとしてもよい。また、フッ素系樹脂チューブ562の厚みは、30μm〜50μm程度のものが好ましい。
The
The cylindrical
On the outer peripheral surface of the cylindrical
In addition, as a metal material applied to a press roller axis | shaft, it is good also as what gave nickel plating to steel materials, such as SUM24L and S20C. The thickness of the
プレスローラ軸560は、その両端が軸受体563により回転自在に支持されている。該軸受体563は、定着装置ハウジング51に対してスライド自在に設けられており、定着装置ハウジング51に固定されたコイルバネ等からなるローラ押部材564の弾力によってヒートローラ52側に向けて押されている。
このローラ押部材564により、プレスローラ56は、ヒートローラ52に向けて押し当て状態とされ、ニップ部50が形成されている。
Both ends of the
By this
尚、ローラ押部材564は、定着装置ハウジング51内に固定された金属シャーシ(不図示)に、その基端部が固定支持されている。
また、ローラ押部材564としては、コイルバネに限らず、プレスローラ56をヒートローラ52に対して押し当て可能な押部材であればどのようなものでもよい。
さらに、図示していないが、定着装置5は、ヒートローラ52とプレスローラ56とのニップ状態(接触状態)を解除するニップ解除機構を備えている。また、ヒートローラ52の表面に付着した紙粉やトナーを除去するクリーニングローラあるいはクリーニングブレードなどを備えている。
Note that the
Further, the
Further, although not shown, the fixing
上記構成とされた定着装置5では、マイクロ波発振ユニット53を駆動して、マイクロ波吸収体54を加熱するとともに、円筒ローラ体55を回転させる。マイクロ波が照射されて加熱されたマイクロ波吸収体54からの熱伝導によって、回転する円筒ローラ体55が加熱される。また、円筒ローラ体55が回転駆動されることにより、後記するプレスローラ56が従動回転して、ニップ部50に導入された記録紙がニップ搬送され、ニップ部50を記録紙が通過する間に、転写されたトナー画像が加熱及び加圧により定着される。
また、上記温度センサ514からの検出信号に基づいて、マイクロ波吸収体54が所定の温度に維持されるよう、マイクロ波発振器530への通電(ON/OFF)の制御がなされ、円筒ローラ体55の表面温度が所定の定着温度に維持されるようにしている。
In the
Further, based on the detection signal from the temperature sensor 514, energization (ON / OFF) of the
以上のように本実施形態に係る定着装置5によれば、加熱部を構成するヒートローラ52は、マイクロ波放射部533から放射されたマイクロ波によってマイクロ波吸収体54を加熱する構成としているため、従来のハロゲンランプ等を利用した定着装置と比べて、省電力化が図れる。また、従来のハロゲンランプ等の発熱待ち時間と比べて、ウォームアップタイムの短縮化が図れる。
また、マイクロ波吸収体54は、円筒ローラ体55の内部におけるニップ部50の近傍に固定的に支持されているので、マイクロ波放射部533から放射されたマイクロ波を常に吸収し、効率的に発熱する。この結果、前記特許文献2に記載の定着装置と比べて、ヒートローラ52自体の発熱効率を高めることが出来る。
As described above, according to the
Further, since the
また、マイクロ波によってトナーを直接溶融するものではなく、マイクロ波吸収体54からの熱伝導による円筒ローラ体55の加熱によってトナーを溶融する構成としているので、汎用されている安価なトナーを使用できる。
さらに、円筒ローラ体55は、プレスローラ56と互いに押し当て状態とされてニップ部50を形成しているので、ニップ部50に導入された記録紙を加熱と加圧によって十分に定着できる。
さらにまた、本実施形態では、マイクロ波放射部533から放射されたマイクロ波をマイクロ波吸収体54に向けて集中させるためのマイクロ波集中部535を備えているので、マイクロ波吸収体54を効率的に加熱できる。また、マイクロ波放射部533から放射されたマイクロ波が円筒ローラ体55の内部、或いは定着装置ハウジング51の内部に散乱するようなことを低減できる。
Further, since the toner is not melted directly by the microwave but is melted by heating the
Further, since the
Furthermore, in the present embodiment, since the
次に、本発明に係る他の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図3は、第2実施形態に係る定着装置を模式的に示す概略縦断面図である。
尚、第1実施形態との相違点は、主に加熱部の構成であり、他の構成は、第1実施形態と同様であるため、同一符号を付し、説明を省略する。
Next, another embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view schematically showing the fixing device according to the second embodiment.
The difference from the first embodiment is mainly the configuration of the heating unit, and the other configurations are the same as those of the first embodiment, so the same reference numerals are given and the description is omitted.
本実施形態に係る定着装置6の加熱部を構成するフィルム加熱部62は、前記第1実施形態と同様のマイクロ波発振ユニット53及びマイクロ波吸収体54と、回転体を構成する定着フィルム65と、駆動ローラ63と従動ローラ64とを備えている。
また、定着装置ハウジング61は、前記第1実施形態と同様の上流側開口610、下流側開口611、ガイドリブ612、剥離爪613及び温度センサ614を備え、剥離爪613は、定着フィルム65のニップ部60の下流側近傍表面に接触している。
The
The fixing
定着フィルム65は、無端ベルト状に形成された耐熱性部材で層構造に構成され、基材となるポリイミドフィルムの裏面側に伝熱層としての金属フィルムを貼り合わせ、ポリイミドフィルムの表面側に離型層としてのコーティングが施されている。この定着フィルム65の膜厚は、数十μm〜数百μm程度である。上記伝熱層及び上記離型層としては、上記第1実施形態と同様の材料で形成してもよい。
また、定着フィルム65は、駆動ローラ63、テンションローラを兼ねる従動ローラ64及びマイクロ波吸収体54の三点で支持され、駆動ローラ63が回転駆動されることにより、マイクロ波吸収体54の湾曲面と擦れ合いながら回転する。この定着フィルム65の回転により、ニップ部60を介してプレスローラ56が従動回転する構成とされている。
The fixing
The fixing
この定着装置6では、前記第1実施形態と同様、マイクロ波放射部533から放射されたマイクロ波をマイクロ波吸収体54が吸収して発熱し、このマイクロ波吸収体54からの熱伝導によって、定着フィルム65が加熱される。この加熱された定着フィルム65によって、トナーを加熱する構成とされている。
このような定着装置6によれば、前記第1実施形態と同様、省電力化及びウォームアップタイムの短縮化が図れるとともに、フィルム加熱部62自体の発熱効率を高めることができる。
尚、駆動ローラ63、従動ローラ64及びマイクロ波吸収体54の両端部に、定着フィルム65の蛇行を規制する規制部材等を備えた構成としてもよい。
また、マイクロ波吸収体54の湾曲面と定着フィルム65との擦れ合いを円滑にするために潤滑剤等を定着フィルム65の内周面に塗布するようにしてもよい。
In the
According to such a
It should be noted that the
Further, a lubricant or the like may be applied to the inner peripheral surface of the fixing
尚、前記各実施形態では、ヒートローラ52或いはフィルム加熱部62で構成された加熱部側が回転駆動されて、プレスローラ56で構成された加圧部側が従動回転する構成を例示したが、加圧部側の回転駆動によって加熱部側が従動回転する構成としてもよい。
また、加圧部として、加熱部側に向けて押されたプレスローラ56を例示したが、これに限られず、加熱部側から押されて弾性変形することで、ニップ部50を形成するような構成としてもよい。あるいは、ローラ形状の加圧部とせずに、無端ベルトで構成された加圧部としてもよい。
In each of the above embodiments, the heating unit side configured by the
Moreover, although the
5,6 定着装置
50,60 ニップ部
52 ヒートローラ(加熱部)
54 マイクロ波吸収体
55 円筒ローラ体(回転体)
56 プレスローラ(加圧部)
533 マイクロ波放射部
62 フィルム加熱部(加熱部)
65 定着フィルム(回転体)
5,6
54
56 Press roller (Pressurizing section)
533
65 Fixing film (rotating body)
Claims (3)
前記加熱部は、マイクロ波を放射するマイクロ波放射部と、該マイクロ波放射部から放射されたマイクロ波によって加熱されるマイクロ波吸収体と、加熱された該マイクロ波吸収体からの熱伝導により加熱され、前記加圧部と互いに押し当て状態とされてニップ部を形成する回転体とを備えており、
前記マイクロ波吸収体は、前記記録紙の搬送方向と直交する方向に沿って長尺に形成され、前記回転体の内部における前記ニップ部近傍に固定的に支持されていることを特徴とする定着装置。 A fixing device that fixes a toner image transferred to a recording sheet by a heating unit and a pressing unit and conveys the recording sheet,
The heating unit includes a microwave radiating unit that radiates microwaves, a microwave absorber that is heated by the microwave radiated from the microwave radiating unit, and heat conduction from the heated microwave absorber. A rotating body that is heated and pressed against each other to form a nip portion; and
The microwave absorber is formed in an elongated shape along a direction orthogonal to the recording paper conveyance direction, and is fixedly supported in the vicinity of the nip portion inside the rotating body. apparatus.
前記回転体は、円筒ローラ体とされていることを特徴とする定着装置。 In claim 1,
The fixing device according to claim 1, wherein the rotating body is a cylindrical roller body.
前記回転体は、無端ベルト状の定着フィルムとされていることを特徴とする定着装置。 In claim 1,
The fixing device according to claim 1, wherein the rotating body is an endless belt-shaped fixing film.
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