JP2013174785A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転可能な無端状の定着ベルト21と、定着ベルト21と当接することによりニップ部Nを形成する対向回転体22と、定着ベルト21の内周面を近傍から輻射熱によって局部的に直接加熱する加熱源23とを備える定着装置である。加熱源23の加熱停止後、定着ベルト21が静止した状態で、当該加熱源23周辺の加熱空気によって定着ベルト21が局部的に加熱されるのを抑制するように構成した。
【選択図】図2
Description
図1に示す画像形成装置1は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体の中央には、4つの作像部4Y,4M,4C,4Kが設けられている。各作像部4Y,4M,4C,4Kは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。
作像動作が開始されると、各作像部4Y,4M,4C,4Kにおける各感光体5が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体5の表面が帯電装置6によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体5の表面には、露光装置9からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体5の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体5に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体5上に形成された静電潜像に、各現像装置7によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化(可視像化)される。
図2に示すように、定着装置20は、回転可能な定着回転体としての定着ベルト21と、定着ベルト21に対向して回転可能に設けられた対向回転体としての加圧ローラ22と、定着ベルト21を輻射熱で加熱する加熱源としての2本のハロゲンヒータ23と、定着ベルト21の内側に配設されたニップ形成部材24と、ニップ形成部材24を支持する支持部材としてのステー25と、各ハロゲンヒータ23から放射される光(輻射熱)を定着ベルト21へ反射する反射部材26と、定着ベルト21の温度を検知する温度検知手段としてのサーモパイル27と、加圧ローラ22の温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ29と、定着ベルト21から用紙を分離する分離部材28と、加圧ローラ22を定着ベルト21へ加圧する図示しない加圧手段等を備えている。
具体的には、ハロゲンヒータ23によって定着ベルト21をニップ部N以外の箇所において直接加熱できるようにしている(直接加熱方式)。本実施形態では、ハロゲンヒータ23と定着ベルト21の図2の左側の部分の間に何も介在させないようにし、その部分においてハロゲンヒータ23からの輻射熱を定着ベルト21に直接与えるようにしている。
プリンタ本体の電源スイッチが投入されると、ハロゲンヒータ23に電力が供給されると共に、加圧ローラ22が図2中の時計回りに回転駆動を開始する。これにより、定着ベルト21は、加圧ローラ22との摩擦力によって、図2中の反時計回りに従動回転する。
図4において、(a)は印刷動作前後における定着ベルトの温度変化を示し、(b)はそのときのハロゲンヒータへの供給電力を示している。
ユーザーから印刷要求を受けると、図4(b)に示すように、ハロゲンヒータへの電力供給が開始され、ウォームアップ動作が開始される。これにより、図4(a)に示すように、定着ベルトの温度が上昇する。サーモパイルにより検知された定着ベルトの温度が、図4(a)に示す印刷目標温度に到達し、しばらく経過すると、未定着画像を担持した用紙がニップ部へ搬送され、熱と圧力によって未定着画像の定着が行われる。ここで、用紙がニップ部へ進入すると、用紙によって定着ベルトの熱が奪われるため、定着ベルトの温度が低下する。これを抑えるために、サーモパイルの検知温度と目標温度の情報に基づいてハロゲンヒータへの供給電力を調整し、一定の温度となるように制御するようにしている。また、印刷目標温度は、用紙の坪量や環境の温度・湿度などにより適切に定着されるように調整されている。例えば、用紙の坪量が70g/m2、温度23℃、湿度50%の場合は、印刷目標温度を160℃に設定し、用紙の坪量が100g/m2、温度10℃、湿度30%の場合は、印刷目標温度を180℃などに設定する。
そこで、本実施形態では、以下のようにして、オーバーシュートを抑制するようにしている。
本実施形態に係る定着装置20は、定着ベルト21の内側に、ハロゲンヒータ23から定着ベルト21への輻射熱を遮蔽する遮蔽部材60を備える。遮蔽部材60は、定着ベルト21の内周面に沿って円弧状に形成されており、ハロゲンヒータ23の発熱部が配設された範囲に対応して定着ベルト21の軸方向に連続して配設されている。また、遮蔽部材60は、図示しない駆動源と制御部とによって定着ベルト21の周方向に移動可能に構成されている。具体的には、図6に示すように、定着ベルト21の直接加熱される領域Qとハロゲンヒータ23との間に遮蔽部材60を配設した遮蔽位置と、図5に示すように、前記遮蔽位置から遮蔽部材60を退避させた退避位置との間で、遮蔽部材60を移動可能に構成している。
図7において、丸印でプロットした点を繋いだ線は、坪量70g/cm2の用紙を使用した場合の連続印刷枚数ごとのオーバーシュート量を示し、菱形印でプロットした点を繋いだ線は、坪量100g/cm2の用紙を使用した場合の連続印刷枚数ごとのオーバーシュート量を示している。
図8に示す実施形態では、上記実施形態とは異なり、定着ベルト21と加圧ローラ22とが上下方向に並べて配設されている。加圧ローラ22に対して下側に配設された定着ベルト21内には、上記実施形態と同様に、ハロゲンヒータ23と、ニップ形成部材24と、ステー25と、反射部材26が配設されている。ここでも、ステー25と反射部材26とをそれぞれ凹状に形成し、それらの内側にハロゲンヒータ23を配設することによって、コンパクトにしているが、ステー25及び反射部材26の各開口部は下方へ向いている。このため、ハロゲンヒータ23からの輻射熱は、下方を向いた開口部から主として定着ベルト21の下部に伝達されるようになる。すなわち、この実施形態では、定着ベルト21の直接加熱される領域Qが、ハロゲンヒータ23の下方となるように構成されている。なお、それ以外の構成は、上記実施形態の構成と基本的に同様である。
この実施形態に係る定着装置は、定着ベルト21の構成を除いて、基本的に図2に示す定着装置の基本構成と同様の構成となっている。具体的に、この実施形態では、上記実施形態とは、定着ベルト21に熱伝導率の良い材料から成る均熱層を設けている点で異なっている。
図9に示すように、定着ベルト21は、内周面側から外周面側に向かって、ステンレス(SUS304)から成る基材層63と、銅から成る均熱層64と、ニッケルから成る酸化防止層65と、シリコーンゴムから成る弾性層66と、PFAから成る離型層67とで構成されている。均熱層64は、厚みが15μm以上に設定されている。ただし、定着ベルト21がニップ部Nで屈曲可能となるように、均熱層64の厚さは30μm以下とすることが好ましい。
21 定着ベルト
22 加圧ローラ(対向回転体)
23 ハロゲンヒータ(加熱源)
24 ニップ形成部材
25 ステー(支持部材)
26 反射部材
60 遮蔽部材
64 均熱層
H 加熱空気
N ニップ部
P 用紙(記録媒体)
Q 直接加熱される領域
Claims (10)
- 回転可能な無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトと当接することによりニップ部を形成する対向回転体と、
前記定着ベルトの内周面を近傍から輻射熱によって局部的に直接加熱する加熱源とを備える定着装置において、
前記加熱源の加熱停止後、前記定着ベルトが静止した状態で、当該加熱源周辺の加熱空気によって前記定着ベルトが局部的に加熱されるのを抑制するように構成したことを特徴とする定着装置。 - 前記加熱源から前記定着ベルトへの輻射熱を遮蔽する遮蔽部材を備え、
前記遮蔽部材を、前記定着ベルトの直接加熱される領域と前記加熱源との間に配設された遮蔽位置と、当該遮蔽位置から退避した退避位置との間で移動可能に構成し、
前記加熱源の加熱停止時に、前記遮蔽部材を前記遮蔽位置に移動させるようにした請求項1に記載の定着装置。 - 前記加熱源の加熱停止時に、加熱停止直前の記録媒体の連続定着枚数が所定の基準枚数未満であった場合は、前記遮蔽部材を前記遮蔽位置に移動させないようにした請求項2に記載の定着装置。
- 前記所定の基準枚数を、記録媒体の坪量によって変更するようにした請求項3に記載の定着装置。
- 前記加熱源の加熱停止時に、前記定着ベルトの温度が所定の基準温度未満であった場合は、前記遮蔽部材を前記遮蔽位置に移動させないようにした請求項2から4のいずれか1項に記載の定着装置。
- 前記定着ベルトの直接加熱される領域を、前記加熱源の下方に配設した請求項1から5のいずれか1項に記載の定着装置。
- 前記加熱源を前記定着ベルトの周方向に渡って囲む包囲部材を設け、
前記包囲部材に下方へ開口する開口部を設け、当該開口部から前記加熱源が前記定着ベルトを直接加熱するように構成した請求項6に記載の定着装置。 - 前記定着ベルトを介して前記対向回転体に当接して定着ベルトと対向回転体との間にニップ部を形成するニップ形成部材と、当該ニップ形成部材を支持する支持部材と、当該支持部材と前記加熱源との間に配設され、前記加熱源からの輻射熱を前記定着ベルトへ反射する反射部材とを備える定着装置において、
前記包囲部材を、前記支持部材と前記反射部材とで構成した請求項7に記載の定着措置。 - 前記定着ベルトは、熱伝導率の良い材料から成る均熱層を有する請求項1から8のいずれか1項に記載の定着装置。
- 請求項1から9のいずれか1項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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