JP2013228762A - 定着装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回動可能な定着部材51と、定着部材51に圧接してニップ部を形成する加圧ローラ52と、定着部材51に熱を供給するヒータ53と、定着部材51を回転駆動する駆動手段とを有し、ヒータ53(及び反射板54)により熱が供給される定着部材51の熱供給領域は、ニップ部を除き、且つ定着動作時の回転方向上流側端部がニップ部から所定距離離れるように定められ、駆動手段は、定着動作開始時の定着部材51の温度立ち上げ動作として、定着部材51を定着動作時の回転方向とは逆方向に回転駆動させる。
【選択図】図2
Description
請求項2の発明は、請求項1の定着装置において、上記定着部材の熱供給領域は、該熱供給領域の定着動作時の回転方向上流側端部から上記ニップ部までの距離が、該熱供給領域の定着動作時の回転方向下流側端部から該ニップ部までの距離よりも長くなるように定められていることを特徴とするものである。
請求項3の発明は、請求項1又は2の定着装置において、上記熱供給手段は、上記定着部材の内部に熱源を有し、上記駆動手段は、該定着部材の内周面温度を検出する内周面温度検出手段により検出した温度にも基づき、該定着部材を逆方向に回転駆動させる温度立ち上げ動作から、該定着部材を通紙方向に回転駆動させる定着動作に移行することを特徴とするものである。
請求項4の発明は、請求項1、2又は3の定着装置において、上記駆動手段は、上記定着部材の温度立ち上げ動作として該定着部材を整数周分逆方向に回転駆動させることを特徴とするものである。
請求項5の発明は、請求項1、2、3又は4の定着装置において、上記駆動手段は、上記定着部材の温度立ち上げ動作として、該定着部材を定着動作時の回転速度より遅い回転速度で回転駆動させることを特徴とするものである。
請求項6の発明は、請求項3の定着装置において、上記内周面温度検出手段を上記定着部材の熱供給領域の通紙方向上流側端部近傍に配置することを特徴とするものである。
請求項7の発明は、請求項1、2、3、4、5又は6の定着装置において、上記定着部材の外周面温度を検出する外周面温度検出手段を、上記定着部材の熱供給領域の通紙方向下流側端部近傍に配置することを特徴とするものである。
請求項8の発明は、請求項7の定着装置において、上記熱供給手段は、上記定着部材の温度立ち上げ動作時には熱源に最大電力を供給し、定着動作移行後には上記外周面温度検出手段の検出結果に基づいて熱源に電力供給を行うことを特徴とするものである。
請求項9の発明は、請求項8の定着装置において、上記駆動手段は、上記定着部材の温度立ち上げ動作から定着動作への移行時に該定着部材を停止させる停止時間を設け、上記熱供給手段は、該停止時間中は電力供給を停止することを特徴とするものである。
請求項10の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9の定着装置において、上記熱供給手段は、赤外線を照射する赤外線ヒータと、該赤外線ヒータからの赤外線を反射する反射板とを備え、上記定着部材は赤外線を吸収して発熱する発熱層を備えていることを特徴とするものである。
請求項11の発明は、記録媒体に未定着画像を形成担持させる作像手段と、記録媒体上の未定着画像を定着させる定着手段とを備える画像形成装置において、上記定着手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10の定着装置を用いることを特徴とするものである。
本発明において、定着部材の熱供給領域は、定着動作時の回転方向上流側端部がニップ部から所定距離離れている。定着部材の温度立ち上げ動作時には、定着部材の回動に伴って熱供給領域で加熱された定着部材の加熱箇所がニップ部に到達するまで、ニップ部を介した加圧部材への熱伝達を抑制できる。よって、ニップ部を介した加圧部材への熱伝達を抑制する分だけ定着部材の温度立ち上げ時間を短縮することができる。そして、定着部材は、温度立ち上げ動作時と定着動作時とで回転方向が逆方向である。これにより、温度立ち上げ動作時には定着部材の加熱箇所がニップ部に到達するまでの距離を取ることができ、定着動作時には定着部材の加熱箇所がニップ部に直ちに到達するような構成をとることができる。また、定着動作時においても、定着部材の定められた熱供給領域に熱が供給されるため、定着部材の全域を加熱する場合に比べ空気中に散逸する熱量が少なく熱効率がよい。
また、本実施形態に係る定着装置5、6によれば、定着部材51、61の熱供給領域は、熱供給領域の通紙方向上流側端部からニップ部までの距離が、熱供給領域の通紙方向下流側端部からニップ部までの距離より長くなるように定められている。そのため、定着部材51、61の温度立ち上げ時には、定着部材51、61を逆回転させることにより、通紙方向に回転させる場合に比べ加熱箇所がニップ部に到達するまでの距離を長くすることができる。その間、ニップ部を介した加圧ローラ52への熱伝達を抑制できる。一方、定着部材51、61の定着動作時には、加熱箇所が直ちにニップ部に到達することができ熱効率がよい。
また、本実施形態に係る定着装置5、6によれば、定着部材51、61の温度立ち上げ動作時には、定着部材51、61の内周面温度を内周面温度検出手段である裏面温度センサ56により検出することにより、温度立ち上げ動作から定着動作へ移行することができる。また、定着部材51、61の内周面温度を内周面温度センサ56により検出することにより、定着部材51、61の温度を急激に上げるオンデマンド方式の定着装置5、6においても、局所的に耐熱温度を超えることを未然に防止でき、定着装置5、6の耐久性低下や故障を防止できる。
また、本実施形態に係る定着装置5、6によれば、定着部材51、61の温度立ち上げ動作時として、定着部材51、61を整数周分逆方向に回転駆動(従動回転も含む)させ、定着部材51、61の周方向に亘って均一に熱を供給している。これにより、定着部材51、61の温度が一定となり、記録媒体である用紙P上に定着されるトナー像の定着異常や光沢ムラ等を防止できる。
また、本実施形態に係る定着装置5、6によれば、定着部材51、61の温度立ち上げ動作時には、定着部材51、61を定着動作時の回転速度より遅い回転速度で回転駆動(従動回転も含む)させている。これにより温度立ち上げ時において、熱供給領域がニップ部に到達するまでの時間が長くなり、定着部材51、61の昇温速度を速めることができる。
また、本実施形態に係る定着装置5、6によれば、裏面温度センサ56が熱供給領域の通紙方向上流側端部近傍に配置される。これにより、温度立ち上げ時における加熱直後の定着部材51、61の温度を測定でき、定着部材51、61が耐熱温度を超えることを未然に防止でき、信頼性が向上する。
また、本実施形態に係る定着装置5、6によれば、外周面温度検出手段である表面温度センサ57が定着部材51、61の熱供給領域の通紙方向下流側端部近傍に配置される。これにより、定着動作時における加熱直後の定着部材51、61の温度を測定でき、定着部材51、61が耐熱温度を超えることを未然に防止でき、信頼性が向上する。また、定着動作時において、この表面温度センサ57からの検出値を基にヒータ53への電力供給制御を行うことができ、定着部材51、61の温度安定化を図ることができるため、高画質な画像を形成できる。
また、本実施形態に係る定着装置5、6によれば、定着部材51、61の温度立ち上げ時には、熱源であるヒータ53に最大電力が供給されるため、定着部材51、61の温度を速やかに上げることができ、速やかな温度立ち上げが可能となる。また、定着動作時において、表面温度センサ57からの検出値を基にヒータ53への電力供給制御を行うことで、定着部材51、61の過熱防止、及び定着部材51、61の温度安定化を図ることができる。
また、本実施形態に係る定着装置5、6によれば、定着部材51、61の停止時間中にはヒータ53に電力を供給しないため、定着部材51、61への熱供給量を周方向に亘って均一にでき、均一な定着性能を得ることができる。
また、本実施形態に係る定着装置5、6によれば、赤外線輻射による輻射過熱方法により定着部材51、61を高速で昇温することができる共に、定着動作時においても熱効率に優れる。
また、本実施形態に係るプリンタによれば、上述したように立ち上げ時間が短く、且つ定着時の熱効率にも優れた定着装置5、6を用いているため、省エネへの対応が可能となる。
なお、本実施形態では、オンデマンド方式の定着装置について言及したが、これに限定されるものではない。本発明は、例えば、定着ローラの内部に熱源を設けず、定着ローラの外部に配置された熱容量の小さい加熱ローラを熱源とし、この加熱ローラにより熱容量の小さい定着ベルトを加熱させ、その熱をニップ部まで運ぶ構成であるベルト定着方式にも適用可能である。
2 転写ユニット
3 光書込ユニット
4 給紙カセット
5、6 定着装置
51、61 定着部材
52 加圧ローラ
53 ヒータ
54 反射板
55 加圧板
56 裏面温度センサ
57 表面温度センサ
請求項2の発明は、請求項1の定着装置において、上記定着部材の熱供給領域は、該熱供給領域の定着動作時の回転方向上流側端部から上記ニップ部までの距離が、該熱供給領域の定着動作時の回転方向下流側端部から該ニップ部までの距離よりも長くなるように定められていることを特徴とするものである。
請求項3の発明は、請求項1又は2の定着装置において、上記熱供給手段は、上記定着部材の内部に熱源を有し、上記駆動手段は、該定着部材の内周面温度を検出する内周面温度検出手段により検出した温度にも基づき、該定着部材を逆方向に回転駆動させる温度立ち上げ動作から、該定着部材を通紙方向に回転させる定着動作に移行することを特徴とするものである。
請求項4の発明は、請求項1、2又は3の定着装置において、上記駆動手段は、上記定着部材の温度立ち上げ動作として、該定着部材を定着動作時の回転速度より遅い回転速度で回転させることを特徴とするものである。
請求項5の発明は、請求項3の定着装置において、上記内周面温度検出手段を上記定着部材の熱供給領域の通紙方向上流側端部近傍に配置することを特徴とするものである。
請求項6の発明は、請求項1、2、3、4又は5の定着装置において、上記定着部材の外周面温度を検出する外周面温度検出手段を、上記定着部材の熱供給領域の通紙方向下流側端部近傍に配置することを特徴とするものである。
請求項7の発明は、請求項6の定着装置において、上記熱供給手段は、上記定着部材の温度立ち上げ動作時には熱源に最大電力を供給し、定着動作移行後には上記外周面温度検出手段の検出結果に基づいて熱源に電力供給を行うことを特徴とするものである。
請求項8の発明は、請求項7の定着装置において、上記駆動手段は、上記定着部材の温度立ち上げ動作から定着動作への移行時に該定着部材を停止させる停止時間を設け、上記熱供給手段は、該停止時間中は電力供給を停止することを特徴とするものである。
請求項9の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7又は8の定着装置において、上記熱供給手段は、赤外線を照射する赤外線ヒータと、該赤外線ヒータからの赤外線を反射する反射板とを備え、上記定着部材は赤外線を吸収して発熱する発熱層を備えていることを特徴とするものである。
請求項10の発明は、記録媒体に未定着画像を形成担持させる作像手段と、記録媒体上の未定着画像を定着させる定着手段とを備える画像形成装置において、上記定着手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9の定着装置を用いることを特徴とするものである。
本発明において、定着部材の熱供給領域は、定着動作時の回転方向上流側端部がニップ部から所定距離離れている。定着部材の温度立ち上げ動作時には、定着部材の回動に伴って熱供給領域で加熱された定着部材の加熱箇所がニップ部に到達するまで、ニップ部を介した加圧部材への熱伝達を抑制できる。よって、ニップ部を介した加圧部材への熱伝達を抑制する分だけ定着部材の温度立ち上げ時間を短縮することができる。そして、定着部材は、温度立ち上げ動作時と定着動作時とで回転方向が逆方向である。これにより、温度立ち上げ動作時には定着部材の加熱箇所がニップ部に到達するまでの距離を取ることができ、定着動作時には定着部材の加熱箇所がニップ部に直ちに到達するような構成をとることができる。また、定着動作時においても、定着部材の定められた熱供給領域に熱が供給されるため、定着部材の全域を加熱する場合に比べ空気中に散逸する熱量が少なく熱効率がよい。
また、本実施形態に係る定着装置5、6によれば、定着部材51、61の熱供給領域は、熱供給領域の通紙方向上流側端部からニップ部までの距離が、熱供給領域の通紙方向下流側端部からニップ部までの距離より長くなるように定められている。そのため、定着部材51、61の温度立ち上げ時には、定着部材51、61を逆回転させることにより、通紙方向に回転させる場合に比べ加熱箇所がニップ部に到達するまでの距離を長くすることができる。その間、ニップ部を介した加圧ローラ52への熱伝達を抑制できる。一方、定着部材51、61の定着動作時には、加熱箇所が直ちにニップ部に到達することができ熱効率がよい。
また、本実施形態に係る定着装置5、6によれば、定着部材51、61の温度立ち上げ動作時には、定着部材51、61の内周面温度を内周面温度検出手段である裏面温度センサ56により検出することにより、温度立ち上げ動作から定着動作へ移行することができる。また、定着部材51、61の内周面温度を内周面温度センサ56により検出することにより、定着部材51、61の温度を急激に上げるオンデマンド方式の定着装置5、6においても、局所的に耐熱温度を超えることを未然に防止でき、定着装置5、6の耐久性低下や故障を防止できる。
また、本実施形態に係る定着装置5、6によれば、定着部材51、61の温度立ち上げ動作時として、定着部材51、61を整数周分逆方向に回転駆動(従動回転も含む)させ、定着部材51、61の周方向に亘って均一に熱を供給している。これにより、定着部材51、61の温度が一定となり、記録媒体である用紙P上に定着されるトナー像の定着異常や光沢ムラ等を防止できる。
また、本実施形態に係る定着装置5、6によれば、定着部材51、61の温度立ち上げ動作時には、定着部材51、61を定着動作時の回転速度より遅い回転速度で回転駆動(従動回転も含む)させている。これにより温度立ち上げ時において、熱供給領域がニップ部に到達するまでの時間が長くなり、定着部材51、61の昇温速度を速めることができる。
また、本実施形態に係る定着装置5、6によれば、裏面温度センサ56が熱供給領域の通紙方向上流側端部近傍に配置される。これにより、温度立ち上げ時における加熱直後の定着部材51、61の温度を測定でき、定着部材51、61が耐熱温度を超えることを未然に防止でき、信頼性が向上する。
また、本実施形態に係る定着装置5、6によれば、外周面温度検出手段である表面温度センサ57が定着部材51、61の熱供給領域の通紙方向下流側端部近傍に配置される。これにより、定着動作時における加熱直後の定着部材51、61の温度を測定でき、定着部材51、61が耐熱温度を超えることを未然に防止でき、信頼性が向上する。また、定着動作時において、この表面温度センサ57からの検出値を基にヒータ53への電力供給制御を行うことができ、定着部材51、61の温度安定化を図ることができるため、高画質な画像を形成できる。
また、本実施形態に係る定着装置5、6によれば、定着部材51、61の温度立ち上げ時には、熱源であるヒータ53に最大電力が供給されるため、定着部材51、61の温度を速やかに上げることができ、速やかな温度立ち上げが可能となる。また、定着動作時において、表面温度センサ57からの検出値を基にヒータ53への電力供給制御を行うことで、定着部材51、61の過熱防止、及び定着部材51、61の温度安定化を図ることができる。
また、本実施形態に係る定着装置5、6によれば、定着部材51、61の停止時間中にはヒータ53に電力を供給しないため、定着部材51、61への熱供給量を周方向に亘って均一にでき、均一な定着性能を得ることができる。
また、本実施形態に係る定着装置5、6によれば、赤外線輻射による輻射加熱方法により定着部材51、61を高速で昇温することができる共に、定着動作時においても熱効率に優れる。
また、本実施形態に係るプリンタによれば、上述したように立ち上げ時間が短く、且つ定着時の熱効率にも優れた定着装置5、6を用いているため、省エネへの対応が可能となる。
なお、本実施形態では、オンデマンド方式の定着装置について言及したが、これに限定されるものではない。本発明は、例えば、定着ローラの内部に熱源を設けず、定着ローラの外部に配置された熱容量の小さい加熱ローラを熱源とし、この加熱ローラにより熱容量の小さい定着ベルトを加熱させ、その熱をニップ部まで運ぶ構成であるベルト定着方式にも適用可能である。
Claims (11)
- 回動可能な定着部材と、該定着部材に圧接してニップ部を形成する加圧部材と、該定着部材に熱を供給する熱供給手段と、該定着部材を回転駆動する駆動手段とを有し、該ニップ部に未定着画像を担持する記録媒体を通過させて定着を行う定着装置において、
上記熱供給手段により熱が供給される定着部材の熱供給領域は、上記ニップ部を除き、且つ定着動作時の回転方向上流側端部が該ニップ部から所定距離離れるように定められ、
上記駆動手段は、定着動作開始時の該定着部材の温度立ち上げ動作として、該定着部材を定着動作時の回転方向とは逆方向に回転駆動させることを特徴とする定着装置。 - 請求項1の定着装置において、
上記定着部材の熱供給領域は、該熱供給領域の定着動作時の回転方向上流側端部から上記ニップ部までの距離が、該熱供給領域の定着動作時の回転方向下流側端部から該ニップ部までの距離よりも長くなるように定められていることを特徴とする定着装置。 - 請求項1又は2の定着装置において、
上記熱供給手段は、上記定着部材の内部に熱源を有し、
上記駆動手段は、該定着部材の内周面温度を検出する内周面温度検出手段により検出した温度にも基づき、該定着部材を逆方向に回転駆動させる温度立ち上げ動作から、該定着部材を通紙方向に回転駆動させる定着動作に移行することを特徴とする定着装置。 - 請求項1、2又は3の定着装置において、
上記駆動手段は、上記定着部材の温度立ち上げ動作として該定着部材を整数周分逆方向に回転駆動させることを特徴とする定着装置。 - 請求項1、2、3又は4の定着装置において、
上記駆動手段は、上記定着部材の温度立ち上げ動作として、該定着部材を定着動作時の回転速度より遅い回転速度で回転駆動させることを特徴とする定着装置。 - 請求項3の定着装置において、
上記内周面温度検出手段を上記定着部材の熱供給領域の通紙方向上流側端部近傍に配置することを特徴とする定着装置。 - 請求項1、2、3、4、5又は6の定着装置において、
上記定着部材の外周面温度を検出する外周面温度検出手段を、上記定着部材の熱供給領域の通紙方向下流側端部近傍に配置することを特徴とする定着装置。 - 請求項7の定着装置において、
上記熱供給手段は、上記定着部材の温度立ち上げ動作時には熱源に最大電力を供給し、定着動作移行後には上記外周面温度検出手段の検出結果に基づいて熱源に電力供給を行うことを特徴とする定着装置。 - 請求項8の定着装置において、
上記駆動手段は、上記定着部材の温度立ち上げ動作から定着動作への移行時に該定着部材を停止させる停止時間を設け、
上記熱供給手段は、該停止時間中は電力供給を停止することを特徴とする定着装置。 - 請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9の定着装置において、
上記熱供給手段は、赤外線を照射する赤外線ヒータと、該赤外線ヒータからの赤外線を反射する反射板とを備え、
上記定着部材は赤外線を吸収して発熱する発熱層を備えていることを特徴とする定着装置。 - 記録媒体に未定着画像を形成担持させる作像手段と、記録媒体上の未定着画像を定着させる定着手段とを備える画像形成装置において、
上記定着手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10の定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
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