JP2014059358A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、印刷機又はインクジェット記録装置に備わる定着装置に関する。更には、これらの少なくとも1つ以上を組み合わせてなる画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device provided in a copying machine, a facsimile, a printer, a printing machine, or an ink jet recording apparatus. Furthermore, the present invention relates to an image forming apparatus formed by combining at least one of these.
従来から、電子写真方式を利用した画像形成装置は、公知である。そして、その画像形成装置における画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像されたトナー像を転写装置により記録紙に転写してトナー像を担持させ、定着装置によって記録紙上のトナー像を定着するようになっている。 Conventionally, an image forming apparatus using an electrophotographic system is known. The image forming process in the image forming apparatus can be performed by forming an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum as an image carrier and developing the electrostatic latent image on the photosensitive drum with toner as a developer. The toner image visualized and developed is transferred onto a recording paper by a transfer device to carry the toner image, and the toner image on the recording paper is fixed by a fixing device.
そして、この定着装置には、対向するローラ、ベルト又はそれらの組み合わせにより構成された定着回転体が配置されている。そして、この定着回転体は、トナー像が転写された記録紙を挟みこみ、熱及び圧力を加え、記録紙上に転写されたトナー像を定着するようになっている。 The fixing device is provided with a fixing rotator constituted by opposing rollers, a belt, or a combination thereof. The fixing rotator sandwiches the recording paper onto which the toner image has been transferred and applies heat and pressure to fix the toner image transferred onto the recording paper.
具体的には、既に公知となっている定着装置の一例であるベルト定着方式について、図6に基づいて以下に説明する。この定着装置の定着回転体は、熱源体である加熱ヒータ1−fを有した加熱ローラ1−dと表層にゴム層を備えた定着ローラ1−bとを内包した定着ベルト1−jと、定着ベルト1−jに当接する加圧ローラ1−aである。 Specifically, a belt fixing method, which is an example of a known fixing device, will be described below with reference to FIG. The fixing rotator of the fixing device includes a fixing belt 1-j including a heating roller 1-d having a heater 1-f as a heat source and a fixing roller 1-b having a rubber layer on the surface, The pressure roller 1-a is in contact with the fixing belt 1-j.
そして、定着装置に搬送されたトナー像が転写された記録紙1−hは、定着ベルト1−jと加圧ローラ1−aのニップに搬送される。そして、トナー像が転写された記録紙1−hが定着ニップを通過する過程で、トナー像は、加熱及び加圧され、定着される。 The recording sheet 1-h to which the toner image conveyed to the fixing device is transferred is conveyed to the nip between the fixing belt 1-j and the pressure roller 1-a. Then, in the process in which the recording paper 1-h having the toner image transferred passes through the fixing nip, the toner image is heated and pressurized and fixed.
また、フィルム定着方式を採用した定着装置や定着ベルトの外側にIHヒータを備えた定着装置も知られている。そして、このような定着装置は、例えば、特許文献1〜4に記載されている。
Also known are a fixing device employing a film fixing method and a fixing device provided with an IH heater outside the fixing belt. Such fixing devices are described in, for example,
特許文献1に記載の定着装置は、回転体の内面に摺接する固定部材を有する構成となっている。
また、特許文献2に記載の定着装置は、遮蔽部材を有する構成となっている。
また、特許文献3に記載の定着装置は、放熱部材を有する構成となっている。
また、特許文献4に記載の定着装置は、加圧ローラ内部にヒータを有する構成となっている。
The fixing device described in
Further, the fixing device described in
Further, the fixing device described in
Further, the fixing device described in Patent Document 4 has a configuration in which a heater is provided inside the pressure roller.
特許文献1に記載の定着装置の定着ベルトや金属熱伝導体は、その板厚が薄いため、主走査方向に対する熱伝導が良くない。具体的には、熱量Qは、以下の方程式によって求められる。
Q=kSt(T1−T2)/L
なお、金属熱伝導体の材質の熱伝導率をk、金属熱伝導体の断面積をS、主走査方向の長さをL、金属熱伝導体の両面の温度をそれぞれT1、T2とする。そのため、金属熱伝導体が薄い(断面積Sが小さい)と単位時間当たりに伝わる熱量Qが少なくなる。その結果、主走査方向に対し長さの短い用紙を連続で通紙させると、定着ベルトにおける通紙部の端部の温度が上昇し、熱劣化やホットオフセットが発生してしまう虞がある。そして、定着ベルトの温度が上昇した際には、この熱劣化やホットオフセットを防止するために通紙制限をかける必要があった。そこで、通紙制限を必要とせず、生産性を向上させた定着装置が望まれていた。
The fixing belt and the metal heat conductor of the fixing device described in
Q = kSt (T1-T2) / L
It is assumed that the thermal conductivity of the material of the metal heat conductor is k, the cross-sectional area of the metal heat conductor is S, the length in the main scanning direction is L, and the temperatures of both surfaces of the metal heat conductor are T1 and T2. Therefore, if the metal heat conductor is thin (the cross-sectional area S is small), the amount of heat Q transmitted per unit time is reduced. As a result, when a sheet having a short length in the main scanning direction is continuously passed, the temperature of the end of the sheet passing portion of the fixing belt rises, and there is a risk that thermal degradation or hot offset may occur. When the temperature of the fixing belt rises, it is necessary to limit sheet passing in order to prevent this thermal deterioration and hot offset. Therefore, there has been a demand for a fixing device that does not require paper passing restrictions and has improved productivity.
特許文献2に記載の定着装置では、定着ローラの非通紙部の温度上昇を防止するために、定着ローラの非通紙部に対応する範囲に遮蔽部材を設置し、ハロゲンヒータから定着ローラの非通紙部への伝熱をこの遮蔽部材によって遮蔽しているようにも思われる。しかしながら、ホイヘンスの原理により光が回折するため、結局のところ定着ローラの非通紙部が加熱されてしまう。その結果、定着ローラの非通紙部の温度が上昇し、定着ローラが劣化し、寿命が短くなってしまう虞がある。また、このような虞を回避するべく、光の回折を考慮し、遮蔽部材を定着ローラの通紙部に対応する範囲にも設置することが考えられる。しかしながら、回折部分は低光密度であり、定着の際に用紙端部で温度低下が発生し、異常画像となってしまう問題がある。
In the fixing device described in
特許文献3に記載の定着装置では、定着ベルトの温度上昇を防止するため、放熱部材により、定着ベルトの熱を放熱することが可能である。しかしながら、放熱部材によるこの定着ベルトの熱の放熱の際には、定着ベルトの作動を停止する必要があった。そのため、定着ベルトの作動の停止を必要とせず、生産性を向上させた定着装置が望まれていた。
In the fixing device described in
特許文献4に記載の定着装置では、加圧ローラ内部及び定着部材内部にヒータを有することで、用紙の裏面から予熱を与えることができる。そのため、定着部材に熱劣化やホットオフセットが発生することがなく、通紙制限をしたり、加熱ベルトの作動を停止したりする必要もなく、生産性の向上を図れる。しかしながら、この定着装置は、2つのヒートランプを必要とし、コストが嵩む。そのため、コストの低減化が望まれていた。 In the fixing device described in Patent Document 4, preheating can be applied from the back surface of the paper by providing a heater inside the pressure roller and the fixing member. Therefore, there is no need for heat deterioration or hot offset in the fixing member, and it is not necessary to restrict paper passing or stop the operation of the heating belt, thereby improving productivity. However, this fixing device requires two heat lamps and is expensive. Therefore, cost reduction has been desired.
本発明は、生産性が良く、耐久性のある廉価な定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an inexpensive fixing device and an image forming apparatus that are highly productive and durable.
上述した課題を解決するために、本発明の請求項1に記載の定着装置は、
定着部材と、
前記定着部材の内部に設けられ、前記定着部材を内部より加熱する熱源と、
前記定着部材を押圧してニップ部を形成する加圧部材と、
を有する定着装置において、
前記熱源と前記定着部材との間に主走査方向に延在する遮蔽部材を備え、
前記遮蔽部材が少なくとも1つの開口部を有し、
前記開口部の開口幅は、記録媒体の用紙幅に対応し、
前記開口幅を形成する前記遮光部材の縁の形状が光の回折を防止する形状であることを特徴としている。
In order to solve the above-described problem, a fixing device according to a first aspect of the present invention includes:
A fixing member;
A heat source provided inside the fixing member for heating the fixing member from the inside;
A pressure member that presses the fixing member to form a nip portion;
In a fixing device having
A shielding member extending in the main scanning direction between the heat source and the fixing member;
The shielding member has at least one opening;
The opening width of the opening corresponds to the paper width of the recording medium,
The shape of the edge of the light shielding member that forms the opening width is a shape that prevents diffraction of light.
本発明によると、生産性が良く、耐久性のある廉価な定着装置及び画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a low-cost fixing device and image forming apparatus that are highly productive and durable.
以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置を概略的に示す構成図である。本実施形態の画像形成装置は、電子写真方式でタンデム式を採用したフルカラー画像を形成可能なカラープリンタ(以下「プリンタ」と記す)である。画像形成装置としては、図1に示すプリンタに限らず、複写機、ファクシミリ、印刷機又はインクジェット記録装置等であっても良い。 Hereinafter, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram schematically showing an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus of the present embodiment is a color printer (hereinafter referred to as “printer”) capable of forming a full-color image adopting an electrophotographic tandem method. The image forming apparatus is not limited to the printer shown in FIG. 1, and may be a copying machine, a facsimile, a printing machine, an ink jet recording apparatus, or the like.
まず、図1を用いてプリンタとしての基本構成とその動作について説明し、その後に本実施形態特有の構成と作用について説明する。 First, the basic configuration and operation of the printer will be described with reference to FIG. 1, and then the configuration and operation unique to the present embodiment will be described.
図1に示したプリンタは、その基部となる画像形成装置本体1の下部に、記録媒体としての転写紙29が収納される給紙カセット2が配設され、その上方に画像形成部3が配置された構成となっている。
The printer shown in FIG. 1 has a
画像形成部3には、像担持体を備えた複数の作像手段として4個の作像ユニット8Y,8C,8M,8Kを備えた作像部8と、複数のローラ4,5,6とこれらローラに巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成された中間転写体としての中間転写ベルト7aを有する中間転写ユニット7と、各像担持体に光書込みを行う光書込み部としての光書き込みユニット15と、転写紙29にトナー像を定着する定着装置22と、が設けられている。
The
作像ユニット8Y,8C,8M,8Kと中間転写ユニット7は、装置本体1に対して着脱自在とされている。給紙部2から定着装置22までの間には、転写紙29を搬送する搬送経路Rが形成されている。ローラ6は、搬送経路Rに臨んで配置されている。本実施形態において、中間転写ユニット7、作像部8、光書き込みユニット15及び定着装置22は、装置内部の構成要素をなし、装置本体1内の略中央に配置されている。
The
中間転写ベルト7aのローラ4とローラ5との間は、このベルトの下部側ベルト走行辺に相当している。中間転写ベルト7aには、ローラ6と対向する部位に2次転写装置となる2次転写ローラ20が搬送経路Rに臨むように配設され、ローラ4と対向する部位にベルト表面を清掃するベルトクリーニング装置21が配設されている。
The space between the roller 4 and the roller 5 of the intermediate transfer belt 7a corresponds to the lower belt running side of this belt. In the intermediate transfer belt 7 a, a secondary transfer roller 20 serving as a secondary transfer device is disposed at a portion facing the
作像部8は、この下側走行辺に望むように中間転写ベルト7aの下方に配設されている。各作像ユニットは、中問転写ベルト7aに接する像担持体としての感光体ドラム10をそれぞれ具備している。各感光体ドラム10の周りには、帯電装置11、現像装置12、クリーニング装置13がそれぞれ配置されている。各感光体ドラム10が中間転写ベルト7aに接する位置における中間転写ベルト7aの内側には、1次転写を行う転写手段としての転写ローラ14がそれぞれ設けられている。
The
本実施形態において、作像ユニット8Y,8C,8M,8Kは、基本的には同一構造に構成されており、図1では代表して作像ユニット8Kの構成にのみ符号を付している。各作像ユニットにおいて異なるのは、各現像装置12に収納されている現像剤としてのトナーの色だけである。作像ユニット8Y,8C,8M,8Kの各現像装置12には、それぞれイエロー,シアン,マゼンタ、ブラックのトナーが収納されている。各現像装置12には、トナーが減ると、装置本体1の上部に配設されたトナー補給ボトルT1,T3,T3,T4から補給用のトナーがそれぞれ供給される。
In the present embodiment, the
光書き込みユニット15は、光変調されたレーザ光Lを各感光体ドラムの表面に照射して、感光体表面に色毎の潜像を形成するものであり、本実施形態では、作像部8の下方に配置されている。
The
トナー補給ボトルT1,T2,T3,T4、中間転写ユニット7、作像部8、光書き込みユニット15は、同一方向に傾斜して装置本体1に内に配設されていて、これら要素を装置本体1内に水平に配置する場合に比して、その設置面積が小さくされている。
The toner supply bottles T1, T2, T3, T4, the
画像形成動作が開始されると、各作像ユニット8の感光体ドラム10が図示しない駆動装置によって時計方向に回転駆動され、各感光体ドラムの表面が帯電装置11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ドラムの表面には、光書き込みユニット15からレーザ光がそれぞれ照射されて、それぞれの表面に静電潜像が形成される。
When the image forming operation is started, the photosensitive drums 10 of the respective
このとき、各感光体ドラムを露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ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。このように形成された静電潜像は、各感光体と現像装置12の間を通るとき、各現像装置12のトナーによってトナー像として可視像化される。 At this time, image information for exposing each photosensitive drum is single-color image information obtained by separating a desired full-color image into color information of yellow, cyan, magenta, and black. The electrostatic latent image formed in this way is visualized as a toner image by the toner of each developing device 12 when passing between each photoconductor and the developing device 12.
中間転写ベルト7aが巻きかけられた複数のローラ4,5,6のうち、1つのローラが図示していない駆動装置によって反時計方向に回転駆動され、これにより中間転写ベルト7aが矢印で示す反時計周り方向に走行駆動され、他のローラが従動回転する。このように走行する中間転写ベルト7aには、イエローのトナーを有する現像装置12を具備する作像ユニット8Yで形成されたイエロートナー像が転写ローラ14によって転写される。
Of the plurality of
その転写されたイエロートナー像には、作像ユニット8C,8M及び8Kで形成されたシアントナー像、さらにマゼンタトナー像及びブラックトナー像が転写ローラ14によって順次重ね転写され、かくして中問転写ベルト7aはその表面にフルカラーのトナー像を担持する。
To the transferred yellow toner image, a cyan toner image formed by the
トナー像が転写された後の各感光体ドラム表面に付着する残留トナーは、各クリーニング装置13によって感光体ドラム表面から除去される。次いでその表面が図示していない除電装置によって除電作用を受け、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。
Residual toner adhering to the surface of each photoconductive drum after the toner image is transferred is removed from the surface of the photoconductive drum by each cleaning
給紙部2から給紙される転写紙29は、搬送経路Rに送り込まれ、2次転写ローラ20よりも給紙側に配設されたレジストローラ対(タイミング合わせローラ対)24によって給紙タイミングが計られて、ローラ6と2次転写ローラ20との対向部に給送される。そして、このとき2次転写ローラ20には、中問転写ベルト表面のトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト7aの表面のトナー像が転写紙29上に一括して転写される。
The
トナー像が転写された転写紙29は、定着装置22へと搬送され、定着装置22を通過する際に熱と圧が加えられてトナー像が熔融されて定着される。トナー像が定着された転写紙29は、搬送経路Rの終端に位置し、装置本体1の上部に構成された排出部23へと搬送され、装置本体1の上部に構成された積載部36へと排出される。トナー像を転写紙29に転写後の中間転写ベルト7aは、このベルトに残留したトナーがクリーニング装置21より除去される。
The
このように構成されたプリンタは、4個の作像ユニット8Y,8C,8M及び8Kを中間転写ベルト7aに対向して設け、中間転写ベルト7aに順次各色のトナー像を重ね転写する。そのため、作像手段が1つで4色の現像装置を持ち、中間転写ベルト上にトナー像を重ね転写し、その後転写紙に転写する形式のものと比べて作像時間を大幅に短縮することができる。また、装置本体1の上部に積載部36が構成されているので、装置本体1から積載部36が周囲に飛び出ることがなく、設置面積や占有面積が小さくなる。
The printer configured as described above is provided with four
以上の説明は、転写紙29上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、作像部8の作像ユニットのいずれか1つを使用して単色画像を形成したり、2色又は3色の画像を形成したりすることもできる。また、本実施形態のプリンタを用いてモノクロ印刷をする場合には、作像ユニット8Kの感光体ドラム上にのみ静電潜像を形成して同ユニットによって現像して転写紙29に転写し、定着装置22で定着すればよい。
The above description is an image forming operation when a full-color image is formed on the
次に、本実施形態に係る画像形成装置に搭載された定着装置について、図5を参照して以下に説明する。本実施形態に係る定着装置22は、加圧ローラ(加圧部材)110と、熱伝導部材である金属パイプ(図示せず)とニップ形成部材113を内包する定着ベルト(定着部材)111と、遮光板(遮蔽部材)120と、金属パイプを加熱するハロゲンヒータ(熱源)112と、ニップ形成部材113を支持する支持体115と、ハロゲンヒータ112の熱を吸収すると共に遮蔽する機能を有する補強部材116と、温度センサ117等により構成されている。
Next, a fixing device mounted on the image forming apparatus according to the present embodiment will be described below with reference to FIG. The fixing
加圧ローラ110は、中空構造の金属ローラにシリコーンゴム層(図示せず)が備わり、離型性を得るためにその表面に離型層(PFA又はPTFE層)が設けられている。
The
また、加圧ローラ110は、画像形成装置本体に設けられたモータ(図示せず)等の駆動源からギヤ(図示せず)を介して駆動力が伝達され、回転するようになっている。また、加圧ローラ110は、スプリング(図示せず)等により定着ベルト111に圧接されており、加圧ローラのシリコーンゴム層が押しつぶされて変形するようになっている。そのため、加圧ローラ110と定着ベルト111間のニップ部130において所定のニップ幅を確保するようになっている。
The
また、加圧ローラ110は、本実施形態では、中空にすることで、熱容量を少なくできる。なお、加圧ローラ110は、この態様に限定されず、中実のローラであっても良い。また、ハロゲンヒータ112等の熱源を加圧ローラ110に有していても良い。
In the present embodiment, the
なお、加圧ローラ110のシリコーンゴム層は、好適にはスポンジゴムを用いる。スポンジゴムを用いることで、断熱性能が高まり、加圧ローラ内部にヒータ112等の熱源を有しない場合等でも定着ベルト111の熱が奪われ難くできる。なお、シリコーンゴム層は、この態様に限定されず、ソリッドゴム等を用いても良い。
The silicone rubber layer of the
定着ベルト111は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルト又はフィルムとする。そして、定着ベルト111の基材上に弾性層と表層が積層されている。
The fixing
定着ベルト111の基材は、ニッケル、SUS等の金属若しくはポリイミド等の樹脂材料で形成されている。
The base material of the fixing
定着ベルト111の弾性層は、シリコーンゴム層等で形成された100μm以上の弾性層であり、定着ベルト111の基材と定着ベルト111の表層(PFA層又はPTFE層)の間に設ける。そのため、加圧ローラ110に圧接されることにより形成されるニップ部130において、未定着画像が押しつぶされて定着される際に、定着ベルト表面の微細な凹凸が画像に転写されて、画像のベタ部にユズ肌状の跡が残るという不具合を防止できる。具体的には、シリコーンゴム層等の弾性層の弾性変形により、定着ベルト表面の微細な凹凸が吸収され、ユズ肌状の画像の形成を改善できる。
The elastic layer of the fixing
定着ベルト111の表層は、PFA又はPTFE層等の離型層(図示せず)を有し、トナーに対する離型性を向上させている。
The surface layer of the fixing
定着ベルト111の内部(内周面側)には、ニップ形成部材113と、支持体115と、補強部材116とハロゲンヒータ112と遮光板(遮蔽部材)120等が設置されている。
Inside the fixing belt 111 (inner peripheral surface side), a
支持体115は、ニップ部130においてニップ形成部材113が加圧ローラ110の加圧力を受けて変形する(撓む)ことを抑止している。
The
補強部材116は、角型U字形状をしており、その内側にハロゲンヒータ112が配置されている。なお、ハロゲンヒータ112等の熱源からの輻射熱等により支持体115又は補強部材116が加熱されてしまう場合は、支持体115又は補強部材116の表面に断熱処理又は鏡面処理を施し、支持体115又は補強部材116が加熱されることを防止することで、無駄なエネルギー消費を抑制できる。なお、本実施形態では支持体115と補強部材116を別体としているが、一体とした態様であっても良い。
The reinforcing
ニップ形成部材113は、定着ベルト111の内周面側に接するように設けられ、定着ベルト111を介して加圧ローラ110に圧接されてニップ部(ニップ)130を形成する。
The
ニップ部130は、定着ベルト111の内側方向に凹状の形状を有している。そのため、ニップ部130からの用紙29の排出方向が加圧ローラ寄り(図2中斜め右上方向)になり、定着ベルト111からの用紙29の分離性能が向上し、ジャムの発生が抑制される。なお、ニップ部の形状は、この態様に限定されず、平坦形状やその他の形状であっても良い。
The
熱源112は、ハロゲンヒータを採用する。そして、このハロゲンヒータ112からの輻射熱によって熱伝導部材が加熱される。そして、加熱された熱伝導部材によって定着ベルト111が加熱され、ニップ部130において、加熱された定着ベルト111の表面から用紙上のトナー像に熱が加えられる。なお、本実施形態ではハロゲンヒータ112を使用しているが、この態様に限定されず、IHであっても良い。更には、抵抗発熱体やカーボンヒータ等も使用できる。
The
遮光板(遮蔽部材)120は、定着ベルト111と補強部材116との間に主走査方向に延在して設けられている。そして、遮光板120は、図3に示すように、ニップ部130に通紙される2種類の用紙に対応する開口部を有している。具体的には、開口部は、小さいサイズの用紙幅の用紙と大きいサイズの用紙幅の用紙にそれぞれ対応する開口幅の切欠き形状となっている。ここで、用紙幅及び開口幅の幅とは用紙搬送方向に対して垂直方向、即ち主走査方向の幅をいう。そして、この切欠き形状によってハロゲンヒータ112からの輻射熱が熱伝導体を介して定着ベルト111へ伝熱するようになっている。また、用紙の幅方向を形成する切欠き形状の縁を基点に、遮光板は、定着ベルト111に向かって90°に曲げられ、フランジ部121を形成している。
The light shielding plate (shielding member) 120 is provided between the fixing
なお、通紙される様々な大きさの用紙幅に対応するため、この遮光板は、複数の幅の切欠きを有していても良い。また、開口部は、切欠き形状に限定されないことは言うまでもない。また、公知の駆動機構により遮光板が主走査方向に移動することで開口部の大きさを変更し、様々な大きさの用紙に対応するようにしても良い。 Note that the light shielding plate may have a plurality of notches having a plurality of widths in order to cope with various widths of paper to be passed. Moreover, it cannot be overemphasized that an opening part is not limited to a notch shape. Further, the size of the opening may be changed by moving the light shielding plate in the main scanning direction by a known driving mechanism so as to cope with various sizes of paper.
定着ベルト111は、図2に示すように、加圧ローラ110が駆動源(図示せず)により回転し、ニップ部130で定着ベルト111に駆動力が伝達されることで、連れ回り回転する。定着ベルト111は、ニップ部130で挟み込まれて回転するが、ニップ部以外では金属体(図示せず)にガイドされており、一定の距離以上に定着ベルト111の位置が熱伝導体から離れないようになっている。
As shown in FIG. 2, the fixing
なお、ハロゲンヒータ112の出力制御は、定着ベルト111の表面に対向して設置されているサーミスタ等の温度センサ117により、ベルト表面温度の検知結果に基づいて行われる。また、このようなハロゲンヒータ112の出力制御によって、定着ベルト111の温度(定着温度)を所望の温度に設定することができる。
Note that the output control of the
次に、本実施形態に係る画像形成装置に搭載された定着装置の遮光の動作について、図3を参照して以下に説明する。なお、説明の都合上、図3は、ハロゲンヒータ112、補強部材116、遮光板120のみを図示する。
Next, the light shielding operation of the fixing device mounted on the image forming apparatus according to the present embodiment will be described below with reference to FIG. For convenience of explanation, FIG. 3 shows only the
トナー像が転写された小さい用紙幅の転写紙(図示せず)は、用紙幅検知装置(図示せず)によって、転写紙の用紙幅が検知される。そして、その検知情報が遮光板位置制御手段(図示せず)に送られる。そして、遮光板120は、公知の駆動手段(図示せず)によって、図3(a)に示すように、検知情報に基づき遮光板120の切欠きの幅が転写紙の用紙幅に対応する様に移動する。即ち、ハロゲンヒータからの輻射熱は、転写紙の用紙幅に対応する遮光板120の切欠きを通って定着ベルト(図示せず)に伝熱される。そして、転写紙に転写されたトナー像は、定着装置(図示せず)を通過する際に、ハロゲンヒータ112によって加熱された定着ベルト(図示せず)と、加圧ローラ(図示せず)によって熱と圧が加えられて、熔融されて定着される。
A transfer paper (not shown) having a small paper width on which the toner image is transferred is detected by a paper width detection device (not shown). Then, the detected information is sent to a light shielding plate position control means (not shown). Then, as shown in FIG. 3A, the
この際、遮光板120の切欠きの開口幅を形成する遮光板120の縁の形状は、その遮光板120の縁を基点に、定着ベルトに向かって延在したフランジ121aを有しているため、ホイヘンスの原理による光の回折を防ぐことができる。そのため、定着ベルトの被通紙部が余計に加熱されることも無く、ハロゲンヒータ112によって加熱された定着ベルトの熱は、通紙される転写紙によって奪われる。
At this time, the shape of the edge of the
トナー像が転写された大きい用紙幅の転写紙(図示せず)は、用紙幅検知装置(図示せず)によって、転写紙の用紙幅が検知される。そして、その検知情報が遮光板位置制御手段(図示せず)に送られる。そして、遮光板120は、公知の駆動手段(図示せず)によって、図3(b)に示すように、検知情報に基づき遮光板120の切欠きの幅が転写紙の用紙幅に対応する様に移動する。即ち、ハロゲンヒータからの輻射熱は、転写紙の用紙幅に対応する遮光板120の切欠きを通って定着ベルト(図示せず)に伝熱される。そして、転写紙に転写されたトナー像は、定着装置(図示せず)を通過する際に、ハロゲンヒータ112によって加熱された定着ベルト(図示せず)と、加圧ローラ(図示せず)によって熱と圧が加えられて、熔融されて定着される。
The transfer paper (not shown) having a large paper width to which the toner image is transferred is detected by a paper width detection device (not shown). Then, the detected information is sent to a light shielding plate position control means (not shown). Then, as shown in FIG. 3 (b), the
この際、遮光板120の切欠きの開口幅を形成する遮光板120の縁の形状は、その遮光板120の縁を基点に、定着ベルトに向かって延在したフランジ121bを有しているため、ホイヘンスの原理による光の回折を防ぐことができる。そのため、定着ベルトの被通紙部が余計に加熱されることも無く、ハロゲンヒータ112によって加熱された定着ベルトの熱は、通紙される転写紙によって奪われる。
At this time, the shape of the edge of the
次に、本実施形態に係る画像形成装置に搭載された定着装置の定着ベルトへの光量分布に関して、図4を参照して以下に記載する。特許文献2に記載の遮光板を有する定着装置は、図4(a)に示すように、主走査方向の遮光板の先端が細くナイフエッジとなっている。そのため、ハロゲンヒータ112から定着ベルト111へ光が伝播する際、光の回折量及び回折角度が増し、定着ベルト111の非通紙範囲にまで多くの光量が分布する。
Next, the light amount distribution to the fixing belt of the fixing device mounted on the image forming apparatus according to the present embodiment will be described below with reference to FIG. As shown in FIG. 4A, the fixing device having the light shielding plate described in
一方、本実施形態に係る定着装置は、図4(b)に示すように、主走査方向の遮光板120の先端がL字状に曲げられたフランジ形状となっており、ナイフエッジの形状を回避している。そのため、ハロゲンヒータ112から定着ベルト111へ光が伝播する際、光の回折量及び回折角度を低減でき、定着ベルト111の非通紙範囲には光量がほとんど分布しない。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, the fixing device according to the present embodiment has a flange shape in which the front end of the
次に、本発明の特徴部分である遮光板の縁の様々な態様に関して、図5を参照して以下に記載する。ここで、遮光板120の縁とは、図5(a)、図5(b)に示すように、遮光板120の切欠きの開口幅を形成する遮光板120の縁をいう。本実施形態では、図5(c)に示すように、遮光板120の縁を基点に定着ベルト(加熱ベルト)側に曲げられているが、図5(d)に示すように、熱源側に曲げられても良い。また、遮光板120の縁は、図5(e)に示すように、折り返されている形状としても良い。
Next, various aspects of the edge of the light shielding plate, which is a characteristic part of the present invention, will be described below with reference to FIG. Here, the edge of the
次に、本実施形態に係る画像形成装置の作用について説明する。本実施形態に係る画像形成装置において、遮光板120の縁の形状が、ホイヘンスの原理により発生する光の回折を防止する形状であることで、定着ベルト111における通紙部の端部の温度が上昇することもなく、定着ベルト111の熱劣化やホットオフセットも発生しない。また、通紙制限をかける必要もなく、生産性の向上を図れる。
Next, the operation of the image forming apparatus according to this embodiment will be described. In the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment, the edge shape of the
また、遮光板120の切欠きの開口幅を形成する遮光板120の縁の形状は、この縁を起点に曲げられた形状であることで、熱源から定着ベルトへの照射方向への遮光板の長さを増すことができ、また、簡易な構成でホイヘンスの原理により発生する光の回折を防止する形状とし、熱源から定着ベルトの非通紙部の範囲への熱伝導を防止し、定着ベルトの温度上昇を防止できる。具体的には、特許文献2に記載の定着装置では、先端の板厚の薄い所謂ナイフエッジの遮蔽部材を有するため、光の回折量及び回折角度が増す。一方、請求項2に記載の定着装置によると、このナイフエッジの状態を避け、遮蔽部材の先端の形状に幅を持たせることができる。そのため、光の回折量及び回折角度を防止できる。
Further, the shape of the edge of the
また、遮光板端部は、図5(c)に示すように、遮光板120の切欠きの開口幅を形成する遮光板120の縁の形状は、この縁を起点に無端ベルト側へ曲げられた形状とすることで、加熱部材と遮光板の隙間を小さくすることができる。そのため、熱源からの光が定着ベルトに効率良く照射され、省エネを図ることができる。また、定着装置の小型化を図ることができる。
Further, as shown in FIG. 5C, the edge of the
また、遮光板端部は、図5(d)に示すように、遮光板120の切欠きの開口幅を形成する遮光板120の縁の形状は、この縁を起点に熱源側へ曲げられた形状とすることで、無端ベルトと遮光板の隙間を小さくすることができる。そのため、熱源からの光が定着ベルトに効率良く照射され、省エネを図ることができる。また、定着装置の小型化を図ることができる。
Further, as shown in FIG. 5D, the edge of the
また、遮光板端部は、図5(e)に示すように、遮光板120の切欠きの開口幅を形成する遮光板120の縁の形状は、この縁を起点に折り返されている形状とすることで、ホイヘンスの原理により発生する熱の回折を防止し、熱源から定着ベルトの非通紙部の範囲への熱伝導を防止し、定着部材の温度上昇を防止できる。また、請求項3又は4に記載の定着装置より省スペース化を図ることができ、画像形成装置を小型化にできる。
In addition, as shown in FIG. 5E, the edge of the
また、生産性、画質共に安定した画像形成装置を提供できる。 Further, it is possible to provide an image forming apparatus that is stable in both productivity and image quality.
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this.
なお、上述の実施形態で紹介した各構成の材質、寸法はあくまで一例であり、本発明の作用を発揮し得る範囲内で様々な材質や寸法を選択可能であることは言うまでもない。 It should be noted that the materials and dimensions of each component introduced in the above-described embodiment are merely examples, and it is needless to say that various materials and dimensions can be selected within a range where the effects of the present invention can be exhibited.
1 画像形成装置本体
22 定着装置
29 用紙(転写紙、記録媒体)
110 加圧ローラ(加圧部材の一例)
111 定着ベルト(定着部材の一例)
112 ハロゲンヒータ(熱源の一例)
113 ニップ形成部材
115 支持体
116 補強部材
117 サーミスタ(温度センサの一例)
120 遮光板(遮蔽部材)
130 ニップ部
1−a 加圧ローラ
1−b 定着ローラ
1−d 加熱ローラ
1−f ヒータ
1−h 記録紙
1−j 定着ベルト
1 Image forming
110 Pressure roller (an example of a pressure member)
111 Fixing belt (an example of a fixing member)
112 Halogen heater (example of heat source)
113
120 Shading plate (shielding member)
130 Nip 1-a Pressure roller 1-b Fixing roller 1-d Heating roller 1-f Heater 1-h Recording paper 1-j Fixing belt
Claims (6)
前記定着部材の内部に設けられ、前記定着部材を内部より加熱する熱源と、
前記定着部材を押圧してニップ部を形成する加圧部材と、
を有する定着装置において、
前記熱源と前記定着部材との間に主走査方向に延在する遮蔽部材を備え、
前記遮蔽部材が少なくとも1つの開口部を有し、
前記開口部の開口幅は、記録媒体の用紙幅に対応し、
前記開口幅を形成する前記遮光部材の縁の形状が光の回折を防止する形状であることを特徴とする定着装置。 A fixing member;
A heat source provided inside the fixing member for heating the fixing member from the inside;
A pressure member that presses the fixing member to form a nip portion;
In a fixing device having
A shielding member extending in the main scanning direction between the heat source and the fixing member;
The shielding member has at least one opening;
The opening width of the opening corresponds to the paper width of the recording medium,
The fixing device according to claim 1, wherein a shape of an edge of the light shielding member that forms the opening width is a shape that prevents diffraction of light.
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