JP2009175405A - Image heating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、電子写真方式等のプリンターや複写機などの画像形成装置の画像加熱定着装置として用いて好適な加熱装置に関する。より詳しくは、外部加熱方式・加熱部材摺動接触式の加熱装置に関する。 The present invention relates to a heating apparatus suitable for use as an image heating and fixing apparatus of an image forming apparatus such as an electrophotographic printer or copying machine. More specifically, the present invention relates to an external heating method / heating member sliding contact type heating device.
画像形成装置において、電子写真プロセス等の適宜の画像形成プロセス手段で記録材に間接方式あるいは直接方式で形成担持させた未定着現像剤像を記録材面に固着画像として加熱定着させる加熱装置である定着装置を例にして説明する。 In the image forming apparatus, the image forming apparatus is a heating apparatus for heating and fixing an unfixed developer image formed and supported on a recording material by an appropriate image forming process means such as an electrophotographic process as a fixed image on the recording material surface. The fixing device will be described as an example.
外部加熱方式の定着装置は、例えば、特許文献1に提案されている。この外部加熱方式の定着装置は、記録材を加熱するための定着ローラを加熱する加熱部材(発熱体)を定着ローラの外部に設け、定着ローラを表面側から所定の定着温度に加熱する方式の装置である。
An external heating type fixing device is proposed in
外部加熱方式の定着装置は、定着ローラを内部から加熱する方式にくらべ、定着ローラ表面を直接加熱するため、定着ローラ表面が所望の温度に昇温するまでの時間が短縮するとともに、不要な部分を温めることがないため消費エネルギーを削減することができる。 The external heating type fixing device heats the surface of the fixing roller directly compared with the method of heating the fixing roller from the inside, so that the time until the temperature of the fixing roller rises to a desired temperature is shortened and unnecessary portions are removed. Energy consumption can be reduced.
上記のような外部加熱方式には、大きく分けて二種類ある。一つ目は、加熱部材を定着ローラの表面に接触させて加熱する接触加熱方式である。二つ目は、加熱部材にハロゲンヒーター等を用い、加熱部材を定着ローラ表面に接触させずに複写熱で加熱する非接触加熱方式である。 There are two types of external heating methods as described above. The first is a contact heating method in which a heating member is brought into contact with the surface of the fixing roller and heated. The second is a non-contact heating method in which a halogen heater or the like is used as the heating member, and the heating member is heated by copying heat without contacting the surface of the fixing roller.
接触加熱方式は加熱部材から定着ローラ表面に直接に熱を伝えるため、非接触加熱方式にくらべ、加熱部材と定着ローラ表面との間の熱抵抗が低く、熱伝達の効率が高い。 Since the contact heating method transfers heat directly from the heating member to the surface of the fixing roller, the thermal resistance between the heating member and the surface of the fixing roller is lower and heat transfer efficiency is higher than in the non-contact heating method.
そして、接触加熱方式の場合、定着ローラの回転をスムーズに行なう目的で、加熱部材と定着ローラとの間に摺動部材を介在させる構成が多く採用されている。 In the case of the contact heating method, a configuration in which a sliding member is interposed between the heating member and the fixing roller is often employed for the purpose of smoothly rotating the fixing roller.
その場合の構成は、摺動部材を固定し定着ローラと摺動部材が摺動する方式(摺動式)と、摺動部材が定着ローラと摺動しないで、定着ローラ表面とともにつれ回る方式(従動式)とに分けられる。熱伝達の効率化と構成の簡素化等の観点から、摺動式(固定式)の方が利点は多い。 In this case, the sliding member is fixed and the fixing roller and the sliding member are slid (sliding type), and the sliding member is not slid with the fixing roller and is rotated with the surface of the fixing roller (sliding type). It is divided into a driven type). The sliding type (fixed type) has many advantages from the viewpoint of efficiency of heat transfer and simplification of the configuration.
また、摺動式の熱伝達効率をより高めるため、熱抵抗となる摺動部材をなくし、摺動部材を介さずに加熱部材を定着ローラ表面に直接に接触させる構成も採用されている。
しかしながら、上記摺動式の外部加熱方式の場合、定着すべき画像を担持した記録材から定着ローラの表面に転移(オフセット)したトナー等の汚れが定着ローラと加熱部材との接触部である加熱ニップ部に溜まりやすいという課題がある。 However, in the case of the sliding-type external heating method described above, dirt such as toner transferred (offset) from the recording material carrying the image to be fixed to the surface of the fixing roller is heated at the contact portion between the fixing roller and the heating member. There is a problem that it tends to accumulate in the nip portion.
溜まって大きく成長した汚れの塊は、不意に定着ローラの表面に吐き出され、トナー像加熱工程中の記録材を汚す等の問題があった。 The accumulated lump of dirt that has accumulated has been unexpectedly discharged to the surface of the fixing roller, causing a problem such as fouling the recording material during the toner image heating process.
さらに、加熱ニップ部に異物が進入した場合、異物が加熱ニップ部にひっかかり定着ローラの表面を傷つけてしまう問題もある。定着ローラ表面に傷が発生してしまうと、記録材上のトナーを定着する時に、傷がトナー上に転写されてしまい、傷の深さや幅によっては縦筋に見えてしまう画像不良の問題があった。 Further, when foreign matter enters the heating nip portion, there is a problem that the foreign matter gets caught in the heating nip portion and damages the surface of the fixing roller. If a flaw is generated on the surface of the fixing roller, the flaw is transferred onto the toner when fixing the toner on the recording material, and depending on the depth and width of the flaw, there is a problem of an image defect that looks like a vertical stripe. there were.
本発明はこのような技術的課題に鑑みてなされたものである。その目的は、外部加熱方式・加熱部材摺動接触式の加熱装置について、加熱部材に溜まった汚れを回収し、さらに加熱ニップ部に進入した異物を除去することができる加熱装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such technical problems. The purpose of the present invention is to provide a heating device that can collect dirt accumulated in the heating member and remove foreign matter that has entered the heating nip portion of an external heating method / heating member sliding contact type heating device. is there.
上記課題を解決するための本発明に係る加熱装置の代表的な構成は、回転体と、前記回転体の表面に接触して前記回転体を外部加熱する回転体加熱ニップ部を形成する加熱部材と、を有し、加熱された前記回転体の表面に被加熱体を接触させて加熱する加熱装置において、前記回転体加熱ニップ部における前記加熱部材の前記回転体に接触する面上の任意の二点が異なる速度ベクトルを持つように前記加熱部材を移動させる加熱部材移動手段を有することを特徴とする。 A representative configuration of a heating device according to the present invention for solving the above-described problems includes a rotating member and a heating member that forms a rotating member heating nip portion that contacts the surface of the rotating member and externally heats the rotating member. And a heating device that heats the heated body by bringing the heated body into contact with the heated surface of the rotating body, and in an arbitrary surface on the surface that contacts the rotating body of the heating member in the rotating body heating nip portion Heating member moving means for moving the heating member so that the two points have different velocity vectors is provided.
本発明によれば、摺動接触式の外部加熱装置において、加熱部材の回転体加熱ニップ部面上の任意の二点が異なる速度ベクトルを持つように加熱部材を動作させると、回転体加熱ニップ部の各点でそれぞれ異なる摩擦力が発生する。そのため、異物を効果的に回転体加熱ニップ部外へ排出でき、異物が回転体のある一方向に傷をつけることが防止できる。また同時に、回転体加熱ニップ部内に入った汚れや加熱ニップ部に付着していた汚れも、回転体加熱ニップ部内各点のそれぞれ異なる摩擦力で効果的に回収することができる。 According to the present invention, in the sliding contact type external heating device, when the heating member is operated so that arbitrary two points on the surface of the heating member heating nip of the heating member have different velocity vectors, Different frictional forces are generated at each point of the section. Therefore, the foreign matter can be effectively discharged out of the rotator heating nip, and the foreign matter can be prevented from being scratched in one direction with the rotator. At the same time, the dirt that has entered the rotating body heating nip and the dirt that has adhered to the heating nip can be effectively recovered with different frictional forces at each point in the rotating body heating nip.
[実施例1]
本発明の第1の実施例を以下に説明する。まず、本実施例における画像形成装置の本体構成を説明し、次いで本発明に係わる加熱装置としての定着装置について詳しく説明する。
[Example 1]
A first embodiment of the present invention will be described below. First, the main body configuration of the image forming apparatus in the present embodiment will be described, and then the fixing device as a heating device according to the present invention will be described in detail.
(1)画像形成装置の本体構成
図15は本実施例における画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は、電子写真プロセスを用いた、4色フルカラーのレーザープリンターであり、パーソナルコンピュータ・イメージリーダー等の外部装置300から制御回路部200に入力した電気的画像信号に基づいて記録材Pにフルカラー画像を形成する。即ち、外部装置300から制御回路部200にRGB(レッド・グリーン・ブルー)の三原色に色分解されたカラー画像情報の電気的画像情報が入力する。制御回路部200は画像形成装置を統括制御する制御手段であり、外部装置300との電気的信号の授受、画像形成機構部の各種プロセス機器との電気的信号の授受をして、画像形成シーケンス制御を行う。
(1) Main Body Configuration of Image Forming Apparatus FIG. 15 is a schematic configuration diagram of the image forming apparatus in this embodiment. This image forming apparatus is a four-color full-color laser printer using an electrophotographic process, and is based on an electrical image signal input from an external device 300 such as a personal computer or image reader to the
UY・UM・UC・UKは、図面上、右側から左側に順に水平方向に並べられて画像形成装置内に配列された第1から第4の4つの画像形成部(画像形成ステーション)である。第1の画像形成部UYはイエロー(Y色)のトナー像を形成する。第2の画像形成部UMはマゼンタ(M色)のトナー像を形成する。第3の画像形成部UCはシアン(C色)のトナー像を形成する。第4の画像形成部UKはブラック(K色)のトナー像を形成する。 UY, UM, UC, and UK are first to fourth image forming units (image forming stations) arranged in the image forming apparatus in the horizontal direction in order from the right side to the left side in the drawing. The first image forming unit UY forms a yellow (Y color) toner image. The second image forming unit UM forms a magenta (M color) toner image. The third image forming unit UC forms a cyan (C color) toner image. The fourth image forming unit UK forms a black (K color) toner image.
各画像形成部UY・UM・UC・UKは、それぞれ、像担持体であるドラム型の電子写真感光体(以下、感光ドラムと記す)1を有する。そして、感光ドラム1に作用するプロセス手段としての、帯電器(帯電ローラ)2、像露光装置としてのレーザースキャナー3、現像器4、転写器(転写ローラ)5、ドラムクリーナー6を有する。第1の画像形成部UYの現像器4には現像剤としてY色トナーが収容されている。第2の画像形成部UMの現像器4には現像剤としてM色トナーが収容されている。第3の画像形成部UCの現像器4には現像剤としてC色トナーが収容されている。第4の画像形成部UKの現像器4には現像剤としてK色トナーが収容されている。
Each of the image forming units UY, UM, UC, and UK has a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum) 1 that is an image carrier. The image forming apparatus includes a charger (charging roller) 2 as a process unit that acts on the
各画像形成部UY・UM・UC・UKにおいて、感光ドラム1・帯電器2・現像器4・ドラムクリーナー6については一括して画像形成装置本体に対して着脱交換自在なプロセスカートリッジPK・PM・PC・PKとしてある。
In each of the image forming units UY, UM, UC, and UK, the
上記4つの画像形成部UY・UM・UC・UKの下側には、記録材搬送ベルト機構7が配設されている。このベルト機構7はエンドレスの記録材搬送ベルト8と、このベルト8を懸回張設した駆動ローラ9とテンションローラ10を有する。各画像形成部UY・UM・UC・UKの感光ドラム1はそれぞれ下面が駆動ローラ9とテンションローラ10との間の上行側のベルト部分の上面に接している。また、ベルト8の内側に、上行側のベルト部分を介して各画像形成部UY・UM・UC・UKの感光ドラム1に対向させて4つの転写器5が配設されている。各画像形成部UY・UM・UC・UKの感光ドラム1とベルト8との接触ニップ部が各画像形成部における転写ニップ部Tである。
A recording material conveyance belt mechanism 7 is disposed below the four image forming units UY, UM, UC, and UK. The belt mechanism 7 includes an endless recording
フルカラー画像を形成する動作は次のとおりである。制御回路部200は画像形成スタート信号に基づいて所定の画像形成シーケンス制御を実行する。各画像形成部UY・UM・UC・UKにおいては、感光ドラム1が矢印の時計方向に所定の制御速度(プロセススピード)で回転駆動される。ベルト8も矢印の反時計方向(感光ドラム1の回転に順方向)に、感光ドラム1の速度に対応した速度で回転駆動される。各レーザースキャナー3も駆動される。この駆動に同期して、各画像形成部UY・UM・UC・UKにおいてそれぞれ所定の制御タイミングで帯電器2が感光ドラム1の表面を所定の極性・電位に一様に帯電する(帯電プロセス)。本例においては、各感光ドラム1は負極性の所定の電位に一様に帯電される。そして、第1の画像形成部UYのレーザースキャナー3には制御回路部200からフルカラー画像のY色成分画像信号が所定の制御タイミングで出力される。第2の画像形成部UMのレーザースキャナー3には制御回路部200からフルカラー画像のM色成分画像信号が所定の制御タイミングで出力される。第3の画像形成部UCのレーザースキャナー3には制御回路部200からフルカラー画像のC色成分画像信号が所定の制御タイミングで出力される。第4の画像形成部UKのレーザースキャナー3には制御回路部200からフルカラー画像のK色成分画像信号が所定の制御タイミングで出力される。各レーザースキャナー3は各感光ドラム1の表面を各色の画像信号に対応して変調されたレーザー光Lで走査露光する(露光プロセス)。これにより、各感光ドラム1の表面に対応色の画像信号に応じた静電潜像が形成される(感光ドラム1の露光された部分は表面電位が上がる)。形成された静電潜像が現像器4によりトナー像として現像される(現像プロセス)。本例においては、静電潜像は負極性に帯電されたトナーにより反転現像される。
The operation for forming a full-color image is as follows. The
上記のような電子写真画像形成プロセス動作により、第1の画像形成部UYの感光ドラム1にはフルカラー画像のY色成分に対応するY色トナー像が形成される。第2の画像形成部UMの感光ドラム1にはフルカラー画像のM色成分に対応するM色トナー像が形成される。第3の画像形成部UCの感光ドラム1にはフルカラー画像のC色成分に対応するC色トナー像が形成される。第4の画像形成部UKの感光ドラム1にはフルカラー画像のK色成分に対応するK色トナー像が形成される。
By the electrophotographic image forming process operation as described above, a Y color toner image corresponding to the Y color component of the full color image is formed on the
一方、所定の制御タイミングで給紙機構部11の給紙ローラ12が駆動される。これにより、給紙機構部11に積載されて収納されているシート状の記録材Pが一枚分離給送される。給送された記録材Pはシートパス13を通ってベルト8の駆動ロ−ラ9側の上面に案内され、正極性のバイアスが印加された吸着ローラ14によって帯電される。これにより、記録材Pはベルト8の上面に静電吸着してベルト8の回動で搬送される。そして、第1の画像形成部UYの転写部Tを通過する過程において記録材Pの表面に感光ドラム1側のY色トナー像が転写される(1色目の転写プロセス)。第2の画像形成部UMの転写部Tを通過する過程において、すでにY色トナー像が転写されている記録材Pの表面に感光ドラム1側のM色トナー像が重畳されて転写される(2色目の転写プロセス)。第3の画像形成部UCの転写部Tを通過する過程において、すでにY色+M色トナー像が転写されている記録材Pの表面に感光ドラム1側のC色トナー像が重畳されて転写される(3色目の転写プロセス)。第4の画像形成部UKの転写部Tを通過する過程において、すでにY色+M色+C色トナー像が転写されている記録材Pの表面に感光ドラム1側のK色トナー像が重畳されて転写される(4色目の転写プロセス)。
On the other hand, the
かくして、同一の記録材Pの表面に対してY色+M色+C色+K色の4色フルカラーの未定着トナー像が合成形成される。 Thus, a full-color unfixed toner image of four colors of Y color + M color + C color + K color is synthesized and formed on the surface of the same recording material P.
ここで、各画像形成部UY・UM・UC・UKの転写部Tにおける感光ドラム1から記録材Pへのトナー像の転写は各転写器5に対してトナーの帯電極性とは逆極性である正極性で所定電位の転写バイアスが印加されることで静電的に行なわれる。また、各画像形成部において、転写時に記録材Pに転写されないで感光ドラム1の表面に残ったトナー(転写残トナー)は、クリーニング部材として弾性体ブレードを有するドラムクリーナー6によって除去される。こうして、表面がクリーニングされた感光ドラム1は次の画像形成に供される。
Here, the transfer of the toner image from the
4色フルカラーのトナー像が合成形成された記録材Pはベルト8の上行側ベルト部分の移動方向下流側端部においてベルト面から分離されて定着装置100に導入される。記録材Pはこの定着装置100により加熱・加圧されて各色トナー像の混色及び記録材面への定着が行われ、フルカラー画像形成物として、定着装置100からシートパス15を通って、画像形成装置上面の排紙トレイ16上に排出される。
The recording material P on which the four-color full-color toner images are synthesized and formed is separated from the belt surface at the downstream end portion in the moving direction of the upper belt portion of the
モノクロ画像形成物或いは単色画像形成物の出力も可能である。この場合は、その画像形成モードが選択されると、第1から第4の画像形成部UY・UM・UC・UKのうち選択された画像形成モードに対応した画像形成部だけが画像形成動作する。他の画像形成部は感光ドラム1の回転駆動はなされるけれども画像形成動作はなされない。そして、画像形成動作した画像形成部の転写部において、ベルト8で搬送される記録材Pにトナー像を転写する工程が実行される。
It is also possible to output a monochrome image formation or a single color image formation. In this case, when the image forming mode is selected, only the image forming unit corresponding to the image forming mode selected from the first to fourth image forming units UY, UM, UC, and UK performs the image forming operation. . In the other image forming units, the
(2)定着装置100
次いで、本発明の加熱装置としての定着装置100について説明する。本実施例の定着装置100は、立ち上げ時間の短縮や低消費電力化を目的とした摺動接触式の外部加熱定着装置である。
(2)
Next, the fixing
図1は定着装置100の要部の断面模式図、図2は定着装置100の途中部分省略の一部切り欠きの正面模式図、図3の(a)は加熱ヒータの表面側の一部切り欠きの模式図と給電系統のブロック回路図、(b)は加熱ヒータの拡大横断面模式図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a main part of the fixing
ここで、以下の説明において、定着装置100について正面とは記録材入口側の面である。左右とは定着装置100を正面から見て左右である。
Here, in the following description, the front surface of the fixing
110は回転体としての定着ローラ、111は定着ローラ110の表面に被加熱体としての記録材Pを接触させて加熱する被加熱体加熱ニップ部としての定着ニップ部Nを形成する加圧部材としての加圧ローラである。112は定着ローラ110の表面に接触して定着ローラ110を外部加熱する回転体加熱部としての加熱ニップ部Hを形成する加熱部材である。140は加熱ニップ部Hにおける加熱部材112の定着ローラ110に接触する面上の任意の二点が異なる速度ベクトルを持つように加熱部材112を移動させる加熱部材移動手段である。
110 is a fixing roller as a rotating body, and 111 is a pressure member that forms a fixing nip portion N as a heated body heating nip portion that heats the surface of the fixing
a:定着ローラ110
定着ローラ110は基本的には芯金とその芯金回りにローラ状に形成した弾性層を有するものである。本実施例の定着ローラ110は、芯金122と、その芯金回りにローラ状に形成した断熱層としての第1の弾性層120と、更にその外周面に形成した蓄熱層としての第2の弾性層119と、更にその外周面に形成した離型層121と、を有する複合層ローラである。
a: Fixing
The fixing
芯金122は、SUSやアルミ等の金属製芯金である。その外面をブラスト処理等の表面粗し処理を行なった後、外側に第1の弾性層(以下、断熱層と記す)120を設けている。
The
断熱層120は、熱容量が大きく、熱伝導率も高い場合には、外表面から受ける熱が定着ローラ110の内部へ吸収されてしまい、定着ローラ110の表面温度が上昇しにくくなる。すなわち、できるだけ低熱容量で熱伝導率が低く、断熱効果の高い材質の方が、定着ローラ110の表面温度の立ち上がり時間を短縮できる。
When the
断熱層120に使用する断熱性の高い材質として、シリコーンゴムを発泡したスポンジゴムか、シリコーンゴム内に中空のフィラーを分散させた気泡ゴムが上げられる。
As a highly heat-insulating material used for the
スポンジゴム、気泡ゴムの熱伝導率は0.10〜0.16W/m・Kであり、熱伝導率が0.25〜0.29W/m・K程度のソリッドゴムよりも約半分の値になっている。また、熱容量に関係する比重はソリッドゴムが約1.05〜1.30であるのに対して、スポンジゴム、気泡ゴムが約0.75〜0.85であり、低熱容量でもある。 Sponge rubber and foam rubber have thermal conductivity of 0.10 to 0.16 W / m · K, which is about half that of solid rubber with thermal conductivity of about 0.25 to 0.29 W / m · K. It has become. The specific gravity related to the heat capacity is about 1.05 to 1.30 for solid rubber, whereas it is about 0.75 to 0.85 for sponge rubber and bubble rubber, which is also a low heat capacity.
従って、定着ローラ110の断熱層120の好ましい形態としては、熱伝導率が0.15W/m・K以下で、比重が0.85以下の断熱効果の高いスポンジゴムや気泡ゴム層の方が好ましい。
Therefore, as a preferable form of the
定着ローラ110の外径は小さい方が熱容量を抑えられるが、小さくし過ぎると加熱ニップ部Hの幅及び定着ニップ部Nの幅が狭くなってしまうため、適度な径が必要である。断熱層120の肉厚に関しても、薄過ぎれば金属製の芯金122に熱が逃げやすくなるため、適度な厚みが必要である。
If the outer diameter of the fixing
以上を考慮して本実施例の定着ローラ110は、適正な加熱ニップ部Hを形成でき、且つ熱容量を抑えるために、芯金122として外径がφ10mmの金属製芯金を用い、これに肉厚が2mmのスポンジゴムを用いて断熱層120を形成した。従って、芯金122に断熱層120を形成した状態のローラの外径はφ14mmである。
Considering the above, the fixing
第2の弾性層(以下、蓄熱層と記す)119は、シリコーンゴムで形成された伝熱効果が高く、ある程度の熱容量を持ったソリッドゴム層である。蓄熱層119は、熱伝導率が0.50W/m・K〜1.60W/m・Kであり、比重は約1.05〜1.30である。
The second elastic layer (hereinafter referred to as a heat storage layer) 119 is a solid rubber layer having a high heat transfer effect and a certain heat capacity formed of silicone rubber. The
蓄熱層119は、その厚みが薄い場合、熱容量が小さくなるため、紙などの記録材への熱供給が不十分となる。一方、蓄熱層119の厚みが大きい場合、素材への熱供給効果は大きくなるが、不要な熱も蓄熱されてしまうため、効率が悪く定着装置を暖める時間もかかってしまう。したがって、蓄熱層119の好ましい厚みは0.1〜0.3mmの範囲にあり、より好ましくは0.15mm程度のものである。
When the thickness of the
離型層121は、トナーの離型層であり、本実施例ではパーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)からなる離型層である。離型層121はチューブを被覆させたものでも、表面を塗料でコートしたものであっても良いが、本実施例では耐久性の優れるチューブを使用した。
The
離型層121の材質は、PFAの他に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂(FEP)等のフッ素樹脂を用いても良い。あるいは、GLSラテックスコーティングを施したものであっても良い。
The material of the
定着ローラ110の表面硬度が低くければ、軽圧でも加熱ニップ部Hの幅が得られるが、低すぎると耐久性が悪化するため、本実施例ではAsker−C硬度(4.9N荷重)で40〜45°とした。
If the surface hardness of the fixing
定着ローラ110は、芯金122の左右両端側の軸部122L・122Rを、それぞれ、定着装置筐体150の左右の側板151L・151R間に軸受部材152L・152Rを介して回転可能に軸受けさせて定置配設されている。また、芯金122の右端側の軸部122Rにはドライブギア153が固定配設されている。このドライブギア153に対して駆動手段154から駆動力が伝達されて、定着ローラ110が図1において矢印R2の時計方向に所定の表面移動速度、本実施例においては100mm/secで回転駆動される。
The fixing
b:加圧ローラ111
加圧ローラ111は、定着ローラ110の熱を奪わないように、低熱容量で低熱伝導率のものが好ましい。本実施例では定着ローラ110と同様の構成のものを用いた。即ち、外径はφ14mmであり、鉄製の芯金126の外側に、厚さ2mmの断熱層124(スポンジゴム)が形成され、更にその上に厚さ0.15mm程度の蓄熱層123(ソリッドゴム)と、PFAからなる離型層125が形成されているものである。
b:
The
加圧ローラ111は定着ローラ110の下側において定着ローラ110に並行に配列されている。加圧ローラ111は、芯金126の左右両端側の軸部126L・126Rを、それぞれ、定着装置筐体150の左右の側板151L・151R間に軸受部材155L・155Rを介して回転可能に軸受けさせて、かつ上下方向にスライド移動可能に配設されている。そして、左右の軸受部材155L・155Rがそれぞれ加圧バネ128L・128Rによって上方向A2に所定の押圧力で押し上げ移動付勢されている。これにより、加圧ローラ111が定着ローラ110の下面に対して該両ローラの弾性に抗して圧接されて、記録材搬送方向に関して所定幅の定着ニップ部Nが形成されている。本実施例では、加圧ローラ111は定着ローラ110に対して2.2Nの力で加圧され、幅5mmの定着ニップ部Nが形成されている。
The
加圧ローラ111は定着ローラ110の回転駆動に従動して図1において矢印R3の反時計方向に回転する。
The
c:加熱部材112
加熱部材112は、定着ローラ110に上側、即ち、定着ローラ110の加圧ローラ111とは180°反対側に配設されている。
c:
The
加熱部材112は、発熱体としての加熱ヒータ113と、加熱ヒータ113と定着ローラ110との間に介在する摺動部材(摺動層)としての摺動シート132を有する。加熱ヒータ113はヒータホルダー118に保持されている。後述するように、ヒータホルダー118が加圧手段により所定の押圧力で下方向A1に加圧されることで、加熱ヒータ113が摺動シート132を挟んで定着ローラ110の上面に定着ローラの弾性に抗して密着している。これにより、加熱部材112が定着ローラ110の表面に接触して定着ローラを外部加熱する、定着ローラ回転方向に関して所定幅の加熱ニップ部Hが形成されている。加熱部材移動手段140は、本実施例においては、加熱部材112の摺動シート132について、加熱ニップ部Hにおける定着ローラ110に接触する面上の任意の二点が異なる速度ベクトルを持つように移動させる。
The
図3を参照して、加熱ヒータ113は、本実施例においては、基本的には細長いプレート状基板114の表面に基板長手に沿って発熱抵抗体115を形成したものである。基板114はアルミナや窒化アルミ等の絶縁性のセラミックス基板や、ポリイミド、PPS、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂基板より形成されている。発熱抵抗体115は、Ag/Pd(銀パラジウム)、RuO2、Ta2N等の発熱抵抗材料のペーストを、基板114の表面にスクリーン印刷し、その後焼成したものである。発熱抵抗体115は、例えば、厚み10μm程度、幅1〜5mm程度、所要長さ(最大通紙幅よりも少し長い長さ)の線状の形態を有する。発熱抵抗体115の両端部側の基板面部分にはそれぞれ発熱抵抗体115に電気的に導通させて給電用電極部115L・115Rが形成されている。さらに本実施例では、発熱抵抗体115を形成した基板表面を発熱抵抗体115を覆わせて発熱体保護層116としての厚さ50μmのガラス層を形成している。また、基板114の裏面側(発熱抵抗体115を形成した側とは反対面側)には基板長手方向のほぼ中央部に加熱ヒータ113の温度を検知するためのサーミスタ等の温度検知素子117が配置されている。
With reference to FIG. 3, the
ヒータホルダー118は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、PPS、PEEK等の耐熱性樹脂により形成され、熱伝導率が低いほど定着ローラ表面の加熱に対する熱効率が高くなる。よってヒータホルダー118は、樹脂層の中に中空のフィラー、例えばガラスバルーン、シリカバルーン等を内包しても良い。
The
加熱ヒータ113は、ヒータホルダー118にその長手方向に沿って設けられた溝部に、発熱抵抗体115を有する表面側を外側に露呈させて嵌入して固定保持されている。ヒータホルダー118は定着ローラ110の上側において、加熱ヒータ113側を下向きにして定着ローラ110に並行に配列されている。ヒータホルダー118は左右両端部をそれぞれ定着装置筐体150の左右の側板151L・151Rの上下方向スリット孔156l・156Rに係合させて上下方向にスライド移動可能に配設されている。ヒータホルダー118の定着ローラ回転方向への移動及び定着ローラ回転方向とは逆方向への移動はヒータホルダー118の端部を係合させたスリット孔156l・156Rにより規制されている。そして、ヒータホルダー118の左右の端部をそれぞれ加圧手段としての加圧バネ157L・157Rによって下方向A1に所定の押圧力で押し下げ移動付勢している。これにより、加熱ヒータ113を定着ローラ110との間に加熱部材としての摺動シート132を挟ませて定着ローラ110に対して定着ローラ110の弾性に抗して圧接させている。この圧接で、定着ローラ110と摺動シート132との間に定着ローラ回転方向に関して所定幅の定着ローラ加熱ニップ部Hを形成させている。本実施例では、加熱ヒータ113は定着ローラ110に対して摺動シート132を挟んで0.2Nの力で加圧され、幅約3mmの加熱ニップ部Hが形成される。すなわち、加熱ヒータ113が摺動シート132を介して定着ローラ110に接触して加熱ニップ部Hを形成する。
The
摺動シート132に用いる材質は、トナーとの離型性に優れたPFAや、摺動性に優れたPTFE等のフッ素樹脂を用いると良い。摺動シート132の厚みが大きいと、加熱ヒータ113の熱が定着ローラ110に伝わりにくくなり、また厚みが小さいと耐久性が不足するため、摺動シート132の厚みは、1〜100μm程度が好ましい。本実施形態においては、摺動シート132に、厚さ50μmのPFAシートを用いた。摺動シート132の加熱ヒータ113と接する面には、加熱ヒータ113からの熱伝達効率を上げる目的で、耐熱性のシリコーングリスを塗布した。
As a material used for the sliding
制御回路部200は画像形成シーケンス制御の所定の制御タイミングにて定着ローラ110の回転駆動を開始する。加圧ローラ111は定着ローラ110の回転駆動に従動して回転する。また、制御回路部200は加熱ヒータ113に対する給電を開始する。すなわち、図3の(a)に示すように、加熱ヒータ113の左右の給電用電極部115L・115Rに対して給電用コネクタ172L・172Rを介して商用電源(AC電源)170からトライアック171を通じて給電される。これにより電極部115L・115R間の発熱抵抗体115が全長部に渡って発熱して、加熱ヒータ113の有効発熱領域幅Kが迅速に急峻に昇温する。加熱ヒータ113の有効発熱領域幅Kは定着装置100に通紙される記録材Pの最大通紙幅J(図2)よりも少し長くしてある。そして、該加熱ヒータ113の温度が加熱ヒータ裏面側の温度検知素子117により検知される、該温度検知素子117から出力される温度に関する電気的情報がA/D変換器173を介して制御回路部200に入力する。制御回路部200は、温度検知素子117から入力する温度に関する電気的情報に基づいてトライアック171を位相制御或いは波数制御して加熱ヒータ113に通電する電力を所定に制御する。これにより、加熱ヒータ113が所定の定着温度(目標温度)に温調制御される。温度検知素子117は上記のように加熱ヒータ113の温度制御と共に、加熱ヒータ113の異常昇温も監視する。
The
そして、所定の定着温度に温調制御された加熱ヒータ115の熱が摺動シート132に伝導し、摺動シート132と定着ローラ110との密着部である加熱ニップ部Hにおいて定着ローラ110の表面を加熱する。即ち、定着ローラ110の表面は加熱ヒータ113と摺動シート132を含む加熱部材112により加熱ニップ部Hにおいて外部加熱されることで所定の定着温度に短時間で昇温する(立ち上げ時間の短縮化)。また、不要な部分を暖めることがないために消費エネルギーを削減できる(低消費電力化)。
Then, the heat of the
定着ローラ110の表面が所定の定着温度に短時間で昇温した後に、未定着トナー像tが転写された記録材Pが定着ニップNに搬送される。そして、定着ローラ110の表面の熱が、未定着トナー像tと記録材Pに移り、記録材Pの表面にトナー像tが熱と圧力で定着される。
After the surface of the fixing
(3)加熱部材移動手段140
次に本実施例の特徴である、加熱ニップ部Hにおける加熱部材112の定着ローラ110に接触する面上の任意の二点が異なる速度ベクトルを持つように加熱部材112を動かす加熱部材移動手段140について説明する。
(3) Heating member moving means 140
Next, a heating
本実施例の場合は、加熱部材112を構成している発熱体である加熱ヒータ113はヒーターホルダ118に保持され、ヒーターホルダ118は定着ローラ110の回転方向と同方向及び逆方向には移動しないように定着装置筐体50に固定されている。加熱部材112を構成している摺動シート132は、加熱ヒータ113と定着ローラ110との間において定着ローラ110の回転方向と同方向及び逆方向に移動可能としている。本実施例の場合、摺動シート132が加熱部材に相当する。加熱部材移動手段140は、本実施例の場合は、加熱部材112の摺動シート132について、加熱ニップ部Hにおける定着ローラ110に接触する面上の任意の二点が異なる速度ベクトルを持つように移動させる。
In the case of this embodiment, the
図4は加熱部材移動手段140の概略平面図である。加熱ヒータ132と定着ローラ110との間に挟まれて加熱ニップ部Hを形成している摺動シート132の幅Wは加熱ヒータ132の有効加熱領域幅K(図3)よりも長くしてある。この摺動シート132の加熱ニップ部Hよりも定着ローラ回転方向上流側の辺には摺動シート132の幅Wよりも長い支持板金131が取付けられている。この支持板金131の左右両端部131Lと131Rを、それぞれ、定着装置筐体の左右の側板151L・151R間に回転自由に軸受けさせて配設したカム軸133に固着させた左右のスライドカム130Lと130Rとに接触させてある。カム軸133の右端側にはカム回転ギヤ134が固定配設されている。このギヤ134に対して駆動手段154から駆動力が伝達されて、左右のスライドカム130Lと130Rが図1において矢印R4の時計方向に所定の速度で回転駆動される。
FIG. 4 is a schematic plan view of the heating member moving means 140. The width W of the sliding
スライドカム130L・130Rが回転すると、これらのカムに接触している摺動シート支持板金131がスライドカム130L・130Rに押され、摺動シート132は定着ローラ回転方向R2に対して逆向きの矢印A7の方向に移動する。図1に示すように定着ローラ110はR2方向に回転しているため、加熱ヒータ113と定着ローラ110に挟まれている摺動シート132には常に矢印A8の方向に引き戻される力が働く。したがって、スライドカム130L・130Rの形状を工夫することで、摺動シート132を加熱ヒータ113と定着ローラ110との間に挟ませた状態にて様々なパターンで定着ローラ110の回転方向A2及び逆回転方向に移動させることができる。
When the
ここで図5を用いて、本実施例で用いるスライドカム130(L・R)の形状について説明する。図5に示すように、スライドカム130上の点aが摺動シート支持板金131と接している状態を初期状態とする。
Here, the shape of the slide cam 130 (LR) used in the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, a state in which the point a on the
初期状態からスライドカム130を矢印R4の向きに90°回転させると、次にスライドカム130上の点bが摺動シート支持板金131に接触する。このようにスライドカム130が90°回転する過程で、スライドカム130の径が6mmから9mmへ変化する。その結果、摺動シート支持板金131はスライドカム130によって矢印A7の方向に押され、摺動シート支持板金131に取り付けられた摺動シート132も矢印A7の方向に3mm移動する。
When the
さらにスライドカム130を90°回転させると、摺動シート支持板金131とスライドカム130の接触点が点bから点cへと移動する。この場合、スライドカム130の径は9mmのままであるから、摺動シート132は移動しない。
When the
さらにスライドカム130を点cから点dにかけて90°回転させると、スライドカム130の径が9mmから6mmへ変化し、摺動シート132は定着ローラ110の回転で引っ張られ、矢印A8の方向に3mm移動して初期状態に戻る。
When the
最後にスライドカム130が点dから点aへ90°回転する時は、スライドカム130の径が6mmに維持されるので摺動シート132は移動しない。
Finally, when the
スライドカム130を回転させ続けると、上記の一連の動作が連続して行なわれ、摺動シート132は矢印A7の方向と矢印A8の方向を繰り返し移動することができる。
If the
左右のスライドカム130Lと130Rのカム形状が同じで、同じ位相に配置した場合、摺動シート132の定着ローラ長手方向が揃って定着ローラ110の接線方向に動き、矢印A7の方向と矢印A8の方向を往復運動する。このとき、加熱ニップ部Hにおける、摺動シート132の定着ローラ110に接触する面上の任意の二点は定着ローラ110の接線方向において同じ速度ベクトルを持つ。この場合でも、加熱ニップ部Hの端部に溜まった汚れを回収する効果は得られる。
When the left and
本実施例では、加熱ニップ部Hにおける、摺動シート層132の定着ローラ110に接触する面上の任意の二点が異なる速度ベクトルを持つように摺動シート層132を動作させる。これにより、汚れ回収の効果アップとともに、加熱ニップ部Hに挟まった異物を除去する効果も同時に得ている。
In this embodiment, the sliding
摺動シート層132を上記のように動作させるために、本実施例では、左右のスライドカム130Lと130Rについて、カム形状は同じであるが、カムが回転する時の位相差が相対的に90°ずれるように配置している。
In order to operate the sliding
図6の(a)は、本実施例における摺動シート132の、左右のスライドカム130Lと130Rの1回転過程における一連の動きを模式的に表したものである。1)はスライドカムの回転0°(又は360°)の時点、2)は回転90°の時点、3)は180°の時点、4)は270°の時点の摺動シート132の動作状態を示している。
FIG. 6A schematically shows a series of movements of the sliding
さらに図6の(b)で、摺動シート132の左右両端部の移動量をグラフで示した。スライドカム130L・130Rの回転角[°]を横軸に示し、摺動シート132の定着ローラ接線方向(回転体の接線方向)の移動量[mm]を縦軸に示した(矢印A7の方向を正の移動量とした)。実線が右側のスライドカム130Rが動かす摺動シート132の端部移動量を表し、点線が左側のスライドカム130Lが動かす摺動シート132の端部移動量を表している。
Further, in FIG. 6B, the amount of movement of the left and right ends of the sliding
このように、左右のスライドカム130L・130Rが回転する位相を90°ずらした結果、摺動シート132が位相差90°で左右交互に、定着ローラ110の接線方向に3mm移動(往復運動)する。このような摺動シート132の動作により、加熱ニップ部Hにおける、摺動シート層132の定着ローラ110に接触する面上の任意の二点が異なる速度ベクトルを持つ。
In this way, as a result of shifting the phase of rotation of the left and
摺動シート132が動作する速さは、1分間で図6の一連の動作を10回繰り返し行なう速さに設定している。
The speed at which the sliding
(4)異物除去効果の説明
ここで本実施例における異物除去効果のメカニズムについて説明する。摺動シート132と定着ローラ110との接触部である加熱ニップ部Hに異物が進入しても、その多くは定着ローラ110の回転に伴い、加熱ニップ部Hの下流側へと吐き出される。しかし、異物の形状や、摺動シート132の微小な凸凹などの影響によって、異物が加熱ニップ部H内にひっかかってしまうことがある。異物が加熱ニップ部N内に留まった場合、定着ローラ110が回転しているため、異物が定着ローラ110の表層を傷つけ続け、定着ローラ110上に深刻な縦スジが発生する問題がある。ここで異物とは加熱装置を使用する環境に存在している砂や紙繊維などである。
(4) Description of foreign matter removal effect Here, the mechanism of the foreign matter removal effect in the present embodiment will be described. Even if foreign matter enters the heating nip H, which is a contact portion between the sliding
本実施例のように、摺動シート132を、加熱ニップ部Hにおける面上の任意の二点が異なる速度ベクトルを持つように移動動作させると、加熱ニップ部Hに留まった異物を効果的に除去することが出来る。
When the sliding
図7を用いて、本実施例の方法で摺動シート132を移動動作させた場合に、摺動シート132の移動方向と、加熱ニップ部H内に留まった異物にかかる力について説明する。図7は、スライドカム130L・130Rが90°回転し、摺動シート支持基板131の約右半分がスライドカム130Rに押されて、定着ローラ110の回転方向と逆方向(矢印A7の方向)に3mm移動する過程を表した図である。
The moving direction of the sliding
前述のように、左右のレシプロカム130L・130Rの回転に90°の位相差があるため、左側のスライドカム130Lが回転しても摺動シート132は移動しない。この時、摺動シート132は略不動点Mを支点にしてわずかに回転しながら、矢印A7の方向に移動する。
As described above, since the left and right
ここで、加熱ニップ部Hにおける、摺動シート132の定着ローラ110に接触する面上の任意の二点である点I1と点I2に注目する。上記の摺動シート132の回転動作によって、点I1と点I2はそれぞれL1とL2の速度ベクトルで移動する。速度ベクトルL1とL2は向きも大きさも異なるベクトルとなる。
Here, attention is paid to points I1 and I2, which are arbitrary two points on the surface of the heating nip H that contacts the fixing
さらに、点I1と点I2は、定着ローラ110の接線方向(図中のL1pとL2pの方向)だけでなく、定着ローラ長手方向(図中のL1sとL2s方向)にも移動する成分が発生する。
Further, the point I1 and the point I2 generate components that move not only in the tangential direction (L1p and L2p direction in the drawing) of the fixing
したがって、点I1と点I2に留まっている異物には、定着ローラ110の接線方向だけでなく、定着ローラ110の長手方向にも摩擦力が働くため、加熱ニップ部Hに留まった異物を動かしやすくなる。したがって、加熱ニップ部Hの右側に留まっていた異物を加熱ニップ部H内から効果的に除去することが出来る。即ち、加熱ニップ部Hの右側に留まっていた異物は定着ローラ110の回転に伴い、加熱ニップ部Hの下流側へと効果的に吐き出される。
Accordingly, since the frictional force acts on the foreign matter remaining at the points I1 and I2 not only in the tangential direction of the fixing
また、本実施例の場合、加熱ニップ部Hの任意の二点が異なる速度ベクトルを持つ。そのため、例えば点I1から他の点へ異物が移動しても、移動した先の点では点I1とは異なる力を異物は受けるため、異物が定着ローラ110のある一方向を深く傷つけることがなくなる。
In the case of the present embodiment, any two points of the heating nip H have different velocity vectors. Therefore, for example, even if the foreign object moves from the point I1 to another point, the foreign object receives a force different from that at the point I1 at the moved point, so that the foreign object does not deeply damage one direction in which the fixing
図7の状態からスライドカム130L・130Rがさらに90°回転すると、略不動点Mは摺動シート支持板金131の右側に移り、今度は摺動シート132の左側がわずかに回転しながら矢印A7の方向に移動する。したがって、加熱ニップ部Hの左側に留まっていた異物も前述と同様の仕組みで、加熱ニップ部H内から効果的に除去することが出来る。即ち、加熱ニップ部Hの左側に留まっていた異物も定着ローラ110の回転に伴い、加熱ニップ部Hの下流側へと効果的に吐き出される。
When the
(5)汚れ回収効果の説明
次に汚れ回収効果のメカニズムについて説明する。図8は従来構成の加熱ニップ部付近の拡大図である。図8に示すように、定着ローラ110の表面に記録材上に定着できなかったトナーtがある場合、加熱ニップ部H内や加熱ニップ部Hの定着ローラ回転方向上流側の端部や下流側の端部にトナーtが付着してしまうことがある。主には定着ローラ110の回転方向における加熱ニップ部下流側の端部Vであることが多い。こうした状態で通紙枚数を重ねていくと、下流側端部Vにトナーが溜まり、何らかのきっかけで記録材上に落下して画像不良が発生する。
(5) Explanation of dirt collection effect Next, the mechanism of the dirt collection effect will be explained. FIG. 8 is an enlarged view of the vicinity of the heating nip portion of the conventional configuration. As shown in FIG. 8, when there is toner t that could not be fixed on the recording material on the surface of the fixing
下流側端部Vに溜まるのはトナーだけでなく、記録材Pから発生する紙粉なども定着ローラ110にオフセットし、下流側端部Vに蓄積していく。したがって以下の説明では、下流側端部Vや加熱ニップ部Hに付着するものを単に汚れGと呼ぶ。
Not only the toner but also paper dust generated from the recording material P is offset to the fixing
図9の(a)はスライドカム130L・130Rが回転0°の時点を表している。(b)はスライドカム130L・130Rが回転90°の時点を表している。つまり、図7の状態時を表している。
FIG. 9A shows a time point when the
図9の(a)に示すように、加熱ニップ部下流側端部で汚れGが付着したとする。この状態からスライドカム130Rを矢印R6の方向に90°回転させると、(b)に示すように、摺動シート132は定着ローラ110の回転方向R2に対して逆向き(矢印A7の方向)に移動し、汚れGは加熱ニップ部内に入っていく。加熱ニップ部Hに入った汚れGは、定着ローラ110によって擦り取られ、(b)に示すように、定着ローラ110の表面に転移させることができる。定着ローラ110に転移した汚れGは、定着ニップ部Nに移動すると定着ローラ110よりも温度が低い加圧ローラ111に転移する。そして次に定着ニップ部Nに記録材Pが搬送されると、加圧ローラ111上の汚れGは記録材Pの裏面(非画像面)に付着し回収される。
As shown in (a) of FIG. 9, it is assumed that dirt G adheres at the downstream end of the heating nip. When the
また、記録材Pが定着ニップ部Nを通過しているときに、摺動シート132を定着ローラ110の回転方向に対して逆方向に動かし、汚れGを定着ローラ110表面に転移させれば、記録材Pの表面(画像面)に汚れGを排出し、汚れを回収することができる。
Further, when the recording material P passes through the fixing nip portion N, the sliding
汚れGがある程度溜まってから回収すると、記録材上に排出された汚れGが目立ってしまうため、こまめに汚れGを回収するのが好ましい。本実施例では、通紙中は常に前述のように摺動シート132を動作させている。
If the dirt G is collected after collecting to a certain extent, the dirt G discharged on the recording material becomes conspicuous. Therefore, it is preferable to collect the dirt G frequently. In this embodiment, the sliding
本実施例では、左右両端部のレシプロカム130L・130Rの回転に90°位相差をつけ、摺動シート132の左右両端部を交互に移動動作させているため、汚れGの上記の回収も左右交互に行なわれる。
In this embodiment, the
また、本実施例のように摺動シート132を移動動作させると、各点の摺動する力(摩擦力)が異なるため、加熱ニップ部Hに入った汚れや、加熱ニップ部内に付着していた汚れ等も回収する効果が、異物除去効果と同様に高められる。
Further, when the sliding
以上のように、摺動シート132を、加熱ニップ部Hにおける面上の任意の二点が異なる速度ベクトルを持つように移動動作させることで、加熱ニップ部Hの各点でランダムに摩擦力が発生する。そのため、加熱ニップ部Hに留まった異物を効果的に除去でき、汚れ回収効果も効果的にアップする。
As described above, by moving the sliding
なお、本実施例では左右のスライドカム130L・130Rが回転する位相差を90°としたが、前述した効果と同様の効果が得られる範囲内であれば位相差を変えても良い。またスライドカム130L・130Rの移動量、速さ、及び頻度も本実施例に限らない。さらに、摺動シート132を動かす方法も本実施例のカムを使用した方法に限らず、その他の方法でも、摺動シート132の加熱ニップ部面上の任意の二点が異なる速度ベクトルを持つようにすれば、同様の効果が得られる。
In this embodiment, the phase difference at which the left and
本実施例では摺動シート132はPFAシートを用いたが、薄いSUS等の金属にPFAをコートしたものを用いても良い。ただし摺動シートとして用いる金属が本実施例のように移動すれば本発明の効果が得られるので、摺動シートに用いる金属にPFAなどのフッ素樹脂をコートしなくても上述した効果は損なわれない。
In this embodiment, the sliding
[実施例2]
本発明の第2の実施例を以下に説明する。本実施例において、記録材上に未定着トナー像を形成する画像形成装置については、上記実施例1と同じなので、再度の説明を省略する。また、摺動接触式の外部加熱定着装置100についても、実施例1と同じ部材は、実施例1と同一の符号で示し、説明を省略する。
[Example 2]
A second embodiment of the present invention will be described below. In the present embodiment, the image forming apparatus that forms an unfixed toner image on the recording material is the same as that in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. In the sliding contact type external heating and fixing
本実施例の定着装置100は、摺動シート132を定着ローラ110の回転方向と逆向き(A7方向)に移動させる時にのみ、摺動シート132の加熱ニップ部面上の任意の二点が異なる速度ベクトルを持つように、摺動シート132を動作させる手段を用いた。
The fixing
実施例1では、摺動シート支持板金131の長手両端部側に配設された左右2つのスライドカム130L・130Rは、同じ形状のものを用いた。本実施例では、その左右2つのスライドカム130L・130Rがそれぞれ異なる形状のものを用いる。
In the first embodiment, the two left and
右側のスライドカム130Rは実施例1で用いたカム(図5)と同形状である(図3参照)。左側のスライドカム130Lは図10に示した形状のものにした。
The
図11の(a)は、上記のようにそれぞれ異なる形状の左右のスライドカム130L・130Rを用い、カムを矢印R4の方向に回転させた時の摺動シート132のカム1回転過程における一連の動きを模式的に表したものである。1)はスライドカムの回転0°(又は360°)の時点、2)は回転90°の時点、3)は180°の時点、4)は270°の時点の摺動シート132の動作状態を示している。
FIG. 11A shows a series of processes in one rotation process of the sliding
さらに図11の(b)で、摺動シート132の左右両端部の移動量をグラフで示した。スライドカム130L・130Rの回転角[°]を横軸に示し、摺動シート132の定着ローラ接線方向(回転体の接線方向)の移動量[mm]を縦軸に示した(矢印A7の方向を正の移動量とした)。実線が、右側のスライドカム130L(図5)が動かす摺動シート132の端部移動量を表し、点線が左側のスライドカム130R(図10)が動かす摺動シート132の端部移動量を表している。
Further, in FIG. 11B, the movement amount of the left and right ends of the sliding
摺動シート132の左右両端部がそれぞれ交互に矢印A7の方向に移動動作する過程と、それに伴う効果は実施例1と同じであるため説明は省略する。
The process of moving the left and right ends of the sliding
本実施例のように、摺動シート132を定着ローラ110の回転方向と同方向(矢印A8の方向)に移動させる時は、摺動シート132の加熱ニップ部面上のすべての点が同じ速度ベクトル(矢印A8の方向)を持っても、異物によって傷が発生する割合は少ない。
When the sliding
図12に加熱ニップ部下流側の断面拡大図を示した。摺動シート132は定着ローラ110の回転R2に従動し、矢印A8の方向に移動する。したがって、図12に示したように、異物も摺動シート132と定着ローラ110に挟まれてほぼ同じ速度で加熱ニップ部下流側の外へ排出される。したがって、異物が定着ローラ110を傷つける割合が少なくなる。
FIG. 12 shows an enlarged cross-sectional view on the downstream side of the heating nip portion. The sliding
以上のように、本実施例においては、摺動シート132が定着ローラ110の回転方向R2に対して逆方向A7に移動するときのみ、摺動シート132の加熱ニップ部面上の任意の二点が異なる速度ベクトルを持つように、摺動シート132を動作させる。この場合においても、異物除去効果と汚れ回収効果が得られる。
As described above, in this embodiment, only when the sliding
なお、本実施例の構成においても、実施例1と同様に、スライドカム130の移動量、速さ、及び頻度もこれに限らない。また、摺動シート132を動かす方法も上述のカムを使用した方法に限らず、その他の方法でも、摺動シート132の加熱ニップ部面上の任意の二点が異なる速度ベクトルを持つようにすれば、同様の効果が得られる。
In the configuration of the present embodiment, as in the first embodiment, the moving amount, speed, and frequency of the
[実施例3]
本発明の第3の実施例を以下に説明する。本実施例において、記録材上に未定着トナー像を形成する画像形成装置については、上記実施例1と同じなので、再度の説明を省略する。また、摺動接触式の外部加熱定着装置100についても、実施例1と同じ部材は、実施例1と同一の符号で示し、説明を省略する。
[Example 3]
A third embodiment of the present invention will be described below. In the present embodiment, the image forming apparatus that forms an unfixed toner image on the recording material is the same as that in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. In the sliding contact type external heating and fixing
本実施例では、摺動シート132に関して、実施例1と実施例2以外の他の移動動作パターンを説明する。
In the present embodiment, regarding the sliding
本実施例においても、形状が異なる左右2つのスライドカム130L・130Rを用いた。左側のスライドカム130Lは実施例2で用いたと左側のカム130L(図10)と同形状である。右側のスライドカム130Rは図13に示した形状のものにした。
Also in this embodiment, the left and
図14の(a)は、上記のようにそれぞれ異なる形状の左右のスライドカム130L・130Rを用い、カムを矢印R4の方向に回転させた時の摺動シート132のカム1回転過程における一連の動きを模式的に表したものである。1)はスライドカムの回転0°(又は360°)の時点、2)は回転90°の時点、3)は180°の時点、4)は270°の時点の摺動シート132の動作状態を示している。
FIG. 14A shows a series of steps in one rotation process of the sliding
さらに図14の(b)で、摺動シート132の左右両端部の移動量をグラフで示した。スライドカム130L・130Rの回転角[°]を横軸に示し、摺動シート132の定着ローラ接線方向(回転体の接線方向)の移動量[mm]を縦軸に示した(矢印A7の方向を正の移動量とした)。実線が、左側のスライドカム130L(図10)が動かす摺動シート132の端部移動量を表し、点線が右側のスライドカム130R(図13)が動かす摺動シート132の端部移動量を表している。
Further, in FIG. 14B, the movement amount of the left and right ends of the sliding
摺動シート132は実施例1とは異なるパターンで動く。しかし、摺動シート132が矢印A7の方向及び矢印A8の方向のどちらの方向に移動するときも、実施例1で説明したように、摺動シート132の加熱ニップ部面上の任意の二点が異なる速度ベクトルを持つようになる。
The sliding
したがって、上述のように、加熱ニップ部Hに入った異物を回収する効果ともに、加熱ニップ部Hに溜まった汚れを回収する効果をより高めることができる。 Therefore, as described above, the effect of collecting the foreign matter that has entered the heating nip portion H and the effect of collecting dirt accumulated in the heating nip portion H can be further enhanced.
[その他の実施例]
1)本発明の効果を得るには、加熱部材112の加熱ニップ部面上の任意の二点が異なる速度ベクトルを持つように加熱部材が移動すればよい。
[Other Examples]
1) In order to obtain the effect of the present invention, the heating member may be moved so that any two points on the heating nip surface of the
従って、摺動シート132を用いずに、加熱ヒータ113を定着ローラ110の表面に直接当接させて加熱ニップ部Hを形成させた構成を用いても良い。その場合は、加熱ヒータ113の長手方向両端部を、上述の実施例のようにカム等を用いて移動動作させる。あるいは、上述と同様の効果が得られればカムを使用した方法に限らない。
Therefore, a configuration in which the heating nip H is formed by directly contacting the
加熱ヒータ113を定着ローラ110の接線方向に移動させる場合、加熱ヒータ113の発熱抵抗体115が加熱ニップ部Hから外れてしまうと、定着ローラ110の表面温度が低下してしまう。したがって、発熱抵抗体115が加熱ニップ部Hから外れない程度に加熱ヒータ113の移動量を決めるのが好ましい。
When the
2)また、実施例1から実施例3までは、外部加熱されて被加熱体を加熱する回転体110としてローラ部材を用いたが、該回転体は回動するエンドレスベルト部材の形態にすることもできる。
2) In the first to third embodiments, a roller member is used as the
3)また、実施例1から実施例3までは、被加熱体加熱ニップ部である定着ニップ部Nを形成する加圧部材として加圧ローラを用いたが、加圧部材はローラに限らず、回転しないパッド部材などを用いても良い。 3) Further, in Example 1 to Example 3, the pressure roller is used as the pressure member for forming the fixing nip portion N which is the heated object heating nip portion, but the pressure member is not limited to the roller. A pad member that does not rotate may be used.
4)本発明の加熱装置は、実施例のような画像加熱定着装置としてばかりではなく、その他、例えば、画像を担持した記録材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、未定着画像を仮定着する像加熱装置としても使用できる。また、インクジェットプリンタ等における画像乾燥用の像加熱装置としても使用できる。また、像加熱装置に限られず、シート状の被加熱体を給送して乾燥処理・ラミネート処理・しわ取り処理等する加熱装置等としても使用できる。 4) The heating device according to the present invention is not limited to the image heating and fixing device as in the embodiments. In addition, for example, an image heating device that heats a recording material carrying an image to improve surface properties such as gloss, etc. It can also be used as an image heating device that presupposes a received image. It can also be used as an image heating device for image drying in an inkjet printer or the like. In addition, the present invention is not limited to an image heating device, and can be used as a heating device that feeds a sheet-like object to be heated and performs drying processing, laminating processing, wrinkle removal processing, and the like.
1…感光ドラム
2…帯電器
3…露光装置
4…現像器
5…転写ローラ
6…感光ドラムをクリーニングする感光ドラムクリーナー
8…記録材搬送ベルト
9…記録材搬送ベルト駆動ローラ
10…記録材搬送ベルトを張架するテンションローラ
12…給紙ローラ
14…記録材を帯電させ記録材搬送ベルトに吸着させる吸着ローラ
100…定着装置
110…定着ローラ
111…加圧ローラ
113…定着ローラを接触加熱する加熱ヒータ
117…加熱ヒータの裏の温度を検知するための温度検知素子
119…定着ローラの弾性層
120…定着ローラの断熱層
121…フッ素樹脂からなる定着ローラの離型層
130L・130R…スライドカム
132…摺動シート(加熱部材)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記回転体加熱ニップ部における前記加熱部材の前記回転体に接触する面上の任意の二点が異なる速度ベクトルを持つように前記加熱部材を移動させる加熱部材移動手段を有することを特徴とする加熱装置。 A rotating member, and a heating member that forms a rotating member heating nip that contacts the surface of the rotating member to externally heat the rotating member, and contacts the heated object to the heated surface of the rotating member In a heating device that heats
Heating means characterized by comprising heating member moving means for moving the heating member so that any two points on the surface of the heating member contacting the rotating body in the rotating body heating nip have different velocity vectors. apparatus.
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