JP2014174370A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
Fixing device and image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014174370A JP2014174370A JP2013047698A JP2013047698A JP2014174370A JP 2014174370 A JP2014174370 A JP 2014174370A JP 2013047698 A JP2013047698 A JP 2013047698A JP 2013047698 A JP2013047698 A JP 2013047698A JP 2014174370 A JP2014174370 A JP 2014174370A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fixing
- fixing belt
- fixing member
- heat
- belt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 29
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 24
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 5
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 41
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 30
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 30
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 10
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 6
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 4
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 4
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000840 ethylene tetrafluoroethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229920006015 heat resistant resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 229920011301 perfluoro alkoxyl alkane Polymers 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000002470 thermal conductor Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に使用される定着装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and an image forming apparatus including the same.
近年、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に対する省エネルギー化・高速化についての市場要求が強くなってきている。画像形成装置では、電子写真記録・静電記録・磁気記録等の画像形成プロセスにより画像が形成され、画像転写方式又は直接方式により未定着トナー画像が記録材シート・印刷紙・感光紙・静電記録紙等の記録材に形成される。そして、未定着トナー画像を定着させるための定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。 In recent years, market demands for energy saving and speeding up of image forming apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles have increased. In an image forming apparatus, an image is formed by an image forming process such as electrophotographic recording, electrostatic recording, or magnetic recording, and an unfixed toner image is recorded on a recording material sheet, printing paper, photosensitive paper, electrostatic It is formed on a recording material such as recording paper. As a fixing device for fixing an unfixed toner image, a contact heating method fixing device such as a heat roller method, a film heating method, or an electromagnetic induction heating method is widely used.
このような定着装置の一例として、ベルト方式の定着装置(例えば、特許文献1参照)が知られている。 As an example of such a fixing device, a belt-type fixing device (see, for example, Patent Document 1) is known.
しかしながら、このようなベルト方式の定着装置では、ベルトにおける温度安定性が悪く、熱容量が大きく、昇温が遅いために、定着装置での所定温度に達するまでのウォームアップやファーストプリントに要する時間が長いという問題がある。そのため、ウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化が望まれている。なお、ウォームアップ時間とは、電源投入時等、常温状態から印刷可能な所定の温度(リロード温度)までに要する時間を言う。また、ファーストプリント時間とは、印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印字動作を行い、排紙が完了するまでの時間を言う。 However, in such a belt-type fixing device, the temperature stability in the belt is poor, the heat capacity is large, and the temperature rise is slow. Therefore, the time required for warm-up and first printing in the fixing device reaches a predetermined temperature. There is a problem that it is long. Therefore, shortening of warm-up time and first print time is desired. The warm-up time refers to the time required from a normal temperature state to a predetermined printable temperature (reload temperature) such as when the power is turned on. The first print time is a time period from when a print request is received to when a print operation is performed through print preparation and paper discharge is completed.
そこで、ウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化を図るために、セラミックヒータを用いたサーフ定着方式(フィルム定着方式)の定着装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。このサーフ定着方式の定着装置は、ベルト定着方式の定着装置に比べ、低熱容量化や小型化を図れる。 In order to shorten the warm-up time and the first print time, a surf fixing type (film fixing type) fixing device using a ceramic heater has been proposed (see, for example, Patent Document 2). This surf-fixing type fixing device can be reduced in heat capacity and size as compared with a belt-fixing type fixing device.
しかしながら、この定着装置は、定着ニップ部のみを局所加熱している。そのため、その他の部分は、加熱されておらず、定着ニップ部の用紙等の搬入口付近において、ベルトは最も冷えた状態となり、定着不良が発生し易くなるという問題がある。特に、高速機においては、ベルトの回転が速く、定着ニップ部以外でのベルトの放熱が多くなるため、より定着不良が発生し易くなるという問題が生じる。 However, this fixing device locally heats only the fixing nip portion. For this reason, the other portions are not heated, and there is a problem that the belt is in the coldest state in the vicinity of the carry-in entrance of the sheet or the like in the fixing nip portion, so that fixing failure is likely to occur. In particular, in a high-speed machine, there is a problem that fixing failure is more likely to occur because the belt rotates fast and the heat radiation of the belt outside the fixing nip increases.
また、画像形成装置の高速化に伴い、単位時間あたりの通紙枚数が増え、必要熱量が増大する。そのため、特に連続印刷のはじめに熱量が不足する所謂温度落ち込みが問題となっている。 Further, as the speed of the image forming apparatus increases, the number of sheets to be passed per unit time increases and the required heat amount increases. For this reason, a so-called temperature drop in which the amount of heat is insufficient at the beginning of continuous printing is a problem.
上述のような問題を解決するために、無端ベルトを用いる構成において、そのベルト全体を温めることを可能にし、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消して、高生産性の画像形成装置に搭載されても、良好な定着性を得ることができるようにした定着装置が提案されている(例えば、特許文献3参照)。 In order to solve the problems as described above, in the configuration using an endless belt, it is possible to warm the entire belt, shorten the first print time from the heating standby time, and insufficient heat amount during high-speed rotation There has been proposed a fixing device that eliminates the above problem and can obtain good fixability even when mounted in a highly productive image forming apparatus (see, for example, Patent Document 3).
特許文献3に記載の定着装置は、図9に示すように、無端ベルト100と、無端ベルト100の内部に配設されたパイプ状の金属熱伝導体200と、金属熱伝導体内に配設された熱源300と、無端ベルト100を介して金属熱伝導体200に当接してニップ部Nを形成する加圧ローラ400を備えている。そして、加圧ローラ400の回転により無端ベルト100は連れ回る。そして、この際、金属熱伝導体200は無端ベルト100の移動をガイドする。また、金属熱伝導体200内の熱源300により金属熱伝導体200を介して無端ベルト100が加熱される。このような構成により、定着装置を構成する無端ベルト全体を温められる。そのため、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮し、かつ高速回転時の熱量不足をある程度は解消できる。
As shown in FIG. 9, the fixing device described in Patent Document 3 is provided with an
しかしながら、このような定着装置より、更なる省エネ及びファーストプリントタイム向上が求められている。 However, such a fixing device is required to further save energy and improve the first print time.
更なる省エネ及びファーストプリントタイム向上のために、金属熱伝導体を介さずに無端ベルトを直接加熱する構成が提案されている(例えば、特許文献4参照)。 In order to further save energy and improve the first print time, a configuration in which an endless belt is directly heated without using a metal heat conductor has been proposed (for example, see Patent Document 4).
特許文献4に記載の定着装置は、図10に示すように、無端ベルト100の内側から上記パイプ状の金属熱伝導体を取り除き、代わりに、板状のニップ形成部材500を設けている。そして、無端ベルト100を介してニップ形成部材500に当接してニップ部Nを形成する加圧ローラ400を備えている。この構成の場合、ニップ形成部材500を配設した箇所以外で、無端ベルト100を熱源300によって直接加熱することができる。そのため、伝熱効率が大幅に向上し消費電力が低減する。これにより、加熱待機時からのファーストプリントタイムを更に短縮することが可能となる。また、金属熱伝導体を設けないことによるコストダウンも期待できる。また、この定着装置においては、ニップ形成部材500をステンレス等の支持部材600により支持し、加圧ローラ400の加圧力に対するニップ形成部材500の強度を高めている。
As shown in FIG. 10, the fixing device described in Patent Document 4 removes the pipe-shaped metal heat conductor from the inside of the
しかしながら、この無端ベルト100を直接加熱する方式の定着装置は、無端ベルト100を加熱する熱源300の加熱幅よりも、幅の狭い用紙を通紙した際に、無端ベルトの軸方向において、無端ベルトの通紙範囲外領域の温度上昇(端部温度上昇)が著しくなる。具体的には、ニップ部Nを用紙が通過する際、無端ベルト100の通紙範囲の領域は熱が奪われ続けるのに対し、通紙範囲外の領域は熱が奪われ難い。そのため、無端ベルト100の通紙範囲外領域の温度は、図11に示すように、急激に上昇してしまう。更に、低熱容量の定着ベルトの場合は、このような問題が特に顕著に生じる。
However, this type of fixing device that directly heats the
そのため、このような用紙を連続通紙すると、定着部材や加圧部材といった定着を構成する部材の温度は、これらの部材の耐熱温度以上にまで達してしまう。その結果、部材を保護するために通紙範囲外の領域の温度を抑制しなければならず、CPMダウンを行ったりしたりして生産性を落とさなければならなかった。特に、近年のウォームアップタイム短縮、消費電力低減の要求の高まりから、定着ベルトの低熱容量化により定着ベルトの温度変動が生じ易くなっていると、このよう問題も顕著になる。 Therefore, when such a sheet is continuously passed, the temperature of members constituting the fixing, such as a fixing member and a pressure member, reaches or exceeds the heat resistance temperature of these members. As a result, in order to protect the member, the temperature in the area outside the sheet passing range has to be suppressed, and the productivity has to be reduced by performing CPM down. In particular, since the demand for shortening the warm-up time and the reduction of power consumption in recent years has caused the temperature fluctuation of the fixing belt to occur easily due to the low heat capacity of the fixing belt, such a problem becomes significant.
このような問題を解決するために、画像形成装置本体に対して単体着脱可能な定着上ユニットにおいて、ヒーターの長手方向幅を種々の転写紙に相当する長さにした定着装置が知られている(例えば、特許文献5参照)。 In order to solve such a problem, there is known a fixing device in which a longitudinal width of a heater is set to a length corresponding to various transfer sheets in a fixing upper unit that can be detachably attached to an image forming apparatus main body. (For example, refer to Patent Document 5).
しかしながら、用紙は、例えば、A4Y、A4T、A5T、B4、B5T、ハガキ等多様なサイズが存在し、ヒーターの発熱長を最適化することは、装置の大型化やコスト高を招く。 However, there are various sizes of paper such as A4Y, A4T, A5T, B4, B5T, and postcards, and optimizing the heat generation length of the heater leads to an increase in size and cost of the apparatus.
このような問題を解決する定着装置は、本出願時には未だ公知ではないが、例えば特願2012−284693において提案されている。 A fixing device that solves such a problem is not yet known at the time of the present application, but has been proposed in, for example, Japanese Patent Application No. 2012-284663.
この提案内容においては、各紙幅に合わせた遮光部材を備えることで、加熱に不必要な領域を遮光しているため、上述の問題を解決できる。 In the content of this proposal, the above-mentioned problem can be solved because the region unnecessary for heating is shielded by providing a light-shielding member adapted to each paper width.
しかしながら、更なる簡易な構成で上述の問題を解決する定着装置が望まれている。 However, a fixing device that solves the above-described problems with a simpler configuration is desired.
本発明は、省エネ及びファーストプリントタイム向上を図ると共に、様々な用紙に対応して熱劣化を防止し、生産性の向上を図れる簡易な構成の定着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 a fixing device having a simple configuration capable of saving energy and improving a first print time, preventing thermal deterioration corresponding to various sheets, and improving productivity.
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、
回転可能な定着部材と、
前記定着部材を加熱する熱源と、
前記定着部材の内部で該定着部材と接触する非回転のニップ形成部材と、
前記定着部材を介して前記ニップ形成部材との間でニップを形成する加圧部材と、を備える定着装置において、
前記定着部材に接触して該定着部材の熱移動を補助する熱移動補助部材を有し、
前記熱移動補助部材は、前記定着部材の回転軸方向の中央部を中心にして該定着部材の回転軸方向に延在して形成され、
前記熱移動補助部材は、前記定着部材の回転軸方向において、中央部領域よりも端部領域の方が大きい熱コンダクタンスであることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, a fixing device according to a first aspect of the present invention includes:
A rotatable fixing member;
A heat source for heating the fixing member;
A non-rotating nip forming member in contact with the fixing member inside the fixing member;
A pressure member that forms a nip with the nip forming member via the fixing member, and a fixing device comprising:
A heat transfer auxiliary member that contacts the fixing member and assists the heat transfer of the fixing member;
The heat transfer assisting member is formed to extend in the rotation axis direction of the fixing member around a central portion in the rotation axis direction of the fixing member,
The heat transfer assisting member has a thermal conductance larger in an end region than in a central region in the rotation axis direction of the fixing member.
本発明によると、省エネ及びファーストプリントタイム向上を図ると共に、様々な用紙に対応して熱劣化を防止し、生産性の向上を図れる簡易な構成の定着装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a fixing device having a simple configuration capable of saving energy and improving the first print time, preventing thermal deterioration corresponding to various papers, and improving productivity.
次に、本発明に係る一実施形態を図面に従って以下に説明する。なお、本実施形態を説明するための各図面において、同一の機能若しくは形状を有する部材又は構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。 Next, an embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing for explaining the present embodiment, constituent elements such as members or components having the same function or shape are given the same reference numerals as much as possible, and once explained, the explanation will be given. Is omitted.
図1は、本発明の定着装置が設けられるカラープリンタ10としての画像形成装置の一例を示す概略断面図である。ここに示される画像形成装置10は、後述する定着装置50と電子写真方式の画像形成部とを備えており、その画像形成部には複数の(図示した例では4つの)画像形成手段1a、1b、1c及び1dが設けられている。この第1〜第4の画像形成手段1a、1b、1c及び1dは、それぞれ同一の構成ではあるが、対応するトナー色だけが異なっている。そのため、これら画像形成手段において、例えばブラックトナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びイエロートナー像がそれぞれ形成される。なお、これら画像形成手段は現像剤(トナー)色の違い以外は、それぞれ同一の構成であるため、以下の説明では、参照符号におけるa、b、c及びdの添え字を適宜省略して説明する。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of an image forming apparatus as a
画像形成手段1には、静電潜像担持体であるドラム状の感光体2が配置されており、この感光体2のまわりに、帯電部材3、現像装置4及びクリーニング手段5が設けられている。この感光体2は、時計回りに回転駆動することが可能であり、この感光体2の表面には帯電部材3が圧接されている。そして、この帯電部材3は、感光体2の回転駆動に伴い従動回転させられる。また、この帯電部材3には、図示しない高圧電源により所定のバイアス電圧が印加され、回転駆動する感光体2の表面を一様に帯電できるようになっている。なお、ここに図示した帯電部材3は、感光体2に接触するローラ状部材を採用しているが、コロナ放電等を利用する非接触式のものを採用することも可能である。
The
また、図1に示される画像形成装置10では、4つの画像形成手段に並行して、斜め下方に露光装置6が設けられている。この露光装置6は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラーなどの適宜適切な構成部材を有している。そして、各色トナーの画像データに応じて形成された画像情報に基づいて、帯電部材3により帯電させられた各感光体2を露光する。そして、それぞれの感光体2上に静電潜像を作り出すために設けられる。この露光装置6を用いて感光体2上に形成された静電潜像は、感光体2の回転により、現像装置4を通るときに各色トナーが付与されることで現像され、顕像化される。なお、この画像形成装置10の内部における上方には、ブラック、マゼンタ、シアン及びイエローの各色トナーが充填されたトナーボトル20a、20b、20c及び20dが配置されている。そして、このトナーボトル20a、20b、20c及び20dから図示しない搬送経路を介して、所定補給量のトナーがそれぞれ各色現像装置4a、4b、4c及び4dに補給されるようになっている。
Further, in the
更に、この各画像形成手段の感光体2に対向して中間転写体として構成される、無端ベルト状の中間転写ベルト7が配置され、この中間転写ベルト7の表面には各感光体2が当接している。図1に示した中間転写ベルト7は、複数の支持ローラ(例えば、支持ローラ15a、15bなど)に巻きかけられて構成されている。そして、図示した例では、支持ローラ15aが、図示しない駆動源としての駆動モータと連結されている。そして、この駆動モータを駆動させることで、中間転写ベルト7は、図中反時計回りに回転移動すると共に、従動回転可能な支持ローラ15bが回転させられる。また、中間転写ベルト7の裏面には、そのベルトを挟んで感光体2に対向して位置する一次転写ローラ8が配置されている。この一次転写ローラ8に図示しない高圧電源から一次転写バイアスが印加され、現像装置4により顕像化されたトナー像が中間転写ベルト7に一次転写されるようになっている。なお、一次転写されずに感光体2上に残された一次転写残トナーは、感光体2による次の画像形成動作に備えるためにクリーニング手段5により除去され、感光体2上におけるトナーが完全に除去される。
Further, an endless belt-shaped intermediate transfer belt 7 configured as an intermediate transfer member is disposed opposite to the photoreceptor 2 of each image forming unit, and each photoreceptor 2 is applied to the surface of the intermediate transfer belt 7. Touching. The intermediate transfer belt 7 shown in FIG. 1 is configured by being wound around a plurality of support rollers (for example,
更に、図示した画像形成装置10では、一次転写ローラ8の、中間転写ベルト7の駆動方向下流側に、二次転写装置としての二次転写ローラ18が設けられている。この二次転写ローラ18は、中間転写ベルト7を挟んで支持ローラ15bと対向している。そして、この二次転写ローラ18と支持ローラ15bとで中間転写ベルト7を介して二次転写ニップ部を形成している。また、この画像形成装置10は、記録媒体積載部としての給紙カセット30、給送コロ31に加え、レジストローラ対(位置合わせローラ対)35等を備える。そして、二次転写ローラ18から見て、記録媒体の搬送方向下流側には、定着装置50及び排紙ローラ対36が設けられている。
Further, in the illustrated
次に、画像形成動作について説明する。この画像形成動作においても、各感光体2にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト7に転写する構成は、そのトナー像の色が異なるだけで、実質的に全て同一であるため、a,b,c及びdの添え字は必要に応じて省略する。 Next, an image forming operation will be described. Also in this image forming operation, the configuration in which a toner image is formed on each photoconductor 2 and the toner image is transferred to the intermediate transfer belt 7 is substantially the same except that the color of the toner image is different. , A, b, c, and d are omitted as necessary.
まず、上記した感光体2が図示しない駆動源により時計回り方向に回転駆動され、このとき感光体表面に図示しない除電装置からの光が照射されて表面電位が初期化される。この表面電位を初期化された感光体2の表面が、今度は帯電部材3によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体表面には、露光装置6からのレーザ光が照射され、これによって感光体表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体2に露光され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各トナー色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体上に形成された静電潜像は、現像装置4を通る際に、現像装置4からの各色トナー(現像剤)が付与され、顕像化されたトナー像として可視化される。 First, the above-described photoconductor 2 is rotated in a clockwise direction by a drive source (not shown), and at this time, light from a static eliminator (not shown) is irradiated on the surface of the photoconductor to initialize the surface potential. The surface of the photoreceptor 2 having the surface potential initialized is uniformly charged to a predetermined polarity by the charging member 3 this time. The charged photoconductor surface is irradiated with laser light from the exposure device 6, whereby an electrostatic latent image is formed on the photoconductor surface. At this time, the image information exposed on each photoreceptor 2 is single-color image information obtained by separating a desired full-color image into yellow, cyan, magenta, and black toner color information. The electrostatic latent image formed on the photosensitive member in this way is visualized as a visualized toner image by being supplied with each color toner (developer) from the developing device 4 when passing through the developing device 4. .
また、中間転写ベルト7は、図中反時計回りに走行駆動させられる。そして、上記した一次転写ローラ8には、感光体上に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加される。これにより、感光体2と中間転写ベルト7との間に転写電界が形成される。そして、感光体2上のトナー像が、その感光体2と同期して回転駆動される中間転写ベルト7上に静電的に一次転写される。このように、一次転写される各色トナー像は、中間転写ベルト7の搬送方向上流側から逐次タイミングを併せて中間転写ベルト7上に重ね合わされ、所望のフルカラー画像が形成される。
The intermediate transfer belt 7 is driven to run counterclockwise in the drawing. The
その一方で、画像を形成されるべき記録媒体は、給紙カセット30に積載された記録媒体束から給送コロ31等の適宜適切な搬送部材の作用によりレジストローラ対35まで一枚ごとに分離されて給送される。そして、その際には、未だ回転駆動を開始していないレジストローラ対35のニップ部に、搬送された記録媒体の先端が突き当たり、所謂ループを形成することで、記録媒体のレジストレーションが行われる。その後、中間転写ベルト7上に担持されたフルカラートナー像とのタイミングを図って、レジストローラ対35の回転駆動が開始される。そして、支持ローラ15bと、これに中間転写ベルト7を介して対向する二次転写ローラ18とで構成される二次転写ニップ部に向けて記録媒体が送出される。本実施形態では、二次転写ローラ18に中間転写ベルト表面における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る。そして、これによって中間転写ベルト7表面に形成されたフルカラートナー像が記録媒体上に一括して転写される。トナー像を転写された記録媒体は、定着装置50まで更に搬送される。そして、この定着装置50を通過するときに、熱と圧力とを加えられ、永久画像としてトナー像が記録媒体に定着させられる。画像を定着させられた画像形成後の記録媒体は、排紙ローラ対36を介して排出トレイ等の記録媒体排出部に排出されることで画像形成動作が完了する。なお、二次転写ローラ18が配置される二次転写ニップ部で転写されずに中間転写ベルト7上に残留した残留トナーは、中間転写ベルトクリーニング手段19により取り除かれ回収される。
On the other hand, the recording medium on which an image is to be formed is separated one by one from the recording medium bundle loaded in the
次に、定着装置50の構成について図2を参照して以下に説明する。
定着装置50は、図2に示すように、回転可能な定着部材としての定着ベルト51と、定着ベルト51に対向して回転可能に設けられた加圧部材としての加圧ローラ52と、定着ベルト51を加熱する熱源としてのハロゲンヒータ53と、定着ベルト51の内側に配設されたニップ形成部材54と、ニップ形成部材54を支持する支持部材としてのステー55と、ハロゲンヒータ53から放射される光を定着ベルト51へ反射する反射部材56と、定着ベルト51の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ57と、定着ベルト51から用紙を分離する分離部材58と、加圧ローラ52を定着ベルト51へ付勢する図示しない付勢手段と、均熱部材(熱移動補助部材)60等を備えている。
Next, the configuration of the fixing
As shown in FIG. 2, the fixing
定着ベルト51は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材(フィルムも含む)で構成されている。詳しくは、定着ベルト51は、ニッケル若しくはSUS等の金属材料又はポリイミド(PI)等の樹脂材料で形成された内周側の基材と、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)又はポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等で形成された外周側の離型層によって構成されている。また、基材と離型層との間に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム又はフッ素ゴム等のゴム材料で形成された弾性層を介在させても良い。
The fixing
加圧ローラ52は、芯金52aと、芯金52aの表面に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム又はフッ素ゴム等から成る弾性層52bと、弾性層52bの表面に設けられたPFA又はPTFE等から成る離型層52cによって構成されている。そして、加圧ローラ52は、図示しない付勢手段によって定着ベルト側へ付勢され、定着ベルト51を介してニップ形成部材54に当接している。この加圧ローラ52と定着ベルト51とが圧接する箇所では、加圧ローラ52の弾性層52bが押しつぶされることで、所定の幅のニップ部Nが形成されている。また、加圧ローラ52は、プリンタ本体に設けられた図示しないモータ等の駆動源によって回転駆動するように構成されている。そして、加圧ローラ52が回転駆動すると、その駆動力がニップ部Nで定着ベルト51に伝達され、定着ベルト51が従動回転するようになっている。
The
本実施形態では、加圧ローラ52を中実のローラとしているが、中空のローラであっても良い。その場合、加圧ローラ52の内部にハロゲンヒータ等の熱源を配設しても良い。また、弾性層が無い場合は、熱容量が小さくなり定着性が向上するが、未定着トナーを押し潰して定着させるときに、ベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部に光沢ムラが生じる可能性がある。これを防止するには、厚さ100μm以上の弾性層を設けることが望ましい。厚さ100μm以上の弾性層を設けることで、弾性層の弾性変形により微小な凹凸を吸収することができるので、光沢ムラの発生を回避することができるようになる。弾性層52bは、ソリッドゴムでも良いが、加圧ローラ52の内部に熱源が無い場合は、スポンジゴムを用いても良い。断熱性が高まり定着ベルト51の熱が奪われ難くなるため、スポンジゴムの方が望ましい。また、定着部材と加圧部材は、互いに圧接する態様に限らず、加圧を行わず単に接触させるだけの構成とすることも可能である。
In the present embodiment, the
ハロゲンヒータ53は、それぞれの両端部が定着装置50の側板(図示せず)に固定されている。そして、1本のハロゲンヒータ53は、プリンタ本体に設けられた電源部(図示せず)により出力制御されて発熱するように構成されている。また、この出力制御は、温度センサ57による定着ベルト51の表面温度の検知結果に基づいて行われる。このようなヒータ53の出力制御によって、定着ベルト51の温度(定着温度)を所望の温度に設定できるようになっている。なお、ハロゲンヒータ53は、本実施形態のように1本に限定されないことは言うまでもない。また、定着ベルト51を加熱する熱源として、ハロゲンヒータ以外に、IH、抵抗発熱体又はカーボンヒータ等を用いても良い。
Both ends of the
ニップ形成部材54は、定着ベルト51の回転軸方向又は加圧ローラ52の回転軸方向に亘って長手状に配設され、ステー55によって固定支持されている。これにより、加圧ローラ52による圧力でニップ形成部材54の撓みの発生が防止される。そのため、加圧ローラ52の回転軸方向に亘って均一なニップ幅が得られるようになっている。また、ステー55は、ニップ形成部材54の撓み防止機能を満足させるために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成されることが望ましい。なお、ステー55を樹脂製とすることも可能である。
The
また、ニップ形成部材54は、耐熱温度200℃以上の耐熱性部材で構成されている。これにより、トナー定着温度域で、熱によるニップ形成部材54の変形を防止し、ニップ部Nの安定した状態を確保して、出力画質の安定化を図っている。ニップ形成部材54には、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等の一般的な耐熱性樹脂を用いることが可能である。
The
また、ニップ形成部材54は、その表面に図示しない低摩擦シートを有している。定着ベルト51が回転する際、この低摩擦シートに対し定着ベルト51が摺動することで、定着ベルト51に生じる駆動トルクが低減され、定着ベルト51への摩擦力による負荷が軽減される。
The
反射部材56は、ステー55とハロゲンヒータ53との間に配設されている。本実施形態では、反射部材56をステー55に固定している。また、反射部材56は、ハロゲンヒータ53によって直接加熱されるため、高融点の金属材料等で形成されることが望ましい。このように反射部材56を配設していることにより、ハロゲンヒータ53からステー55側に放射された光が定着ベルト51へ反射される。これにより、定着ベルト51に照射される光量を多くすることができ、定着ベルト51を効率良く加熱可能となる。また、ハロゲンヒータ53からの輻射熱がステー55等に伝達されるのを抑制することができるので、省エネルギー化も図れる。
The
なお、本実施形態のような反射部材56を設ける代わりに、ハロゲンヒータ53側のステー55の面を研磨又は塗装等の鏡面処理を施し、反射面を形成しても良い。また、上記反射部材56又はステー55の反射面の反射率は、90%以上であることが望ましい。
Instead of providing the reflecting
また、ステー55は、その強度を確保するために形状や材質を自由に選択できない。そのため、本実施形態のように反射部材56を別途設けた方が、形状や材質の選択の自由度が広がり、反射部材56とステー55はそれぞれの機能に特化させることができる。また、反射部材56をハロゲンヒータ53とステー55との間に設けることにより、ハロゲンヒータ53に対する反射部材56の位置が近くなるので、定着ベルト51を効率良く加熱できる。
Further, the shape and material of the
また、光の反射による定着ベルト51の加熱効率を更に向上させるには、反射部材56又はステー55の反射面の向きを検討する必要がある。例えば、図3(a)に示すように、反射面56aは、ハロゲンヒータ53を中心とする同心円状に配設されている。そうすると、光がハロゲンヒータ53に向かって反射されるため、その分、加熱効率が低下してしまう。一方、図3(b)に示すように、反射面56bは、ハロゲンヒータ以外の方向で定着ベルト側へ光を反射する向きに一部又は全部を配設されている。そうすると、ハロゲンヒータ53の方向へ反射される光量が少なくなるため、反射光による加熱効率を向上できる。
Further, in order to further improve the heating efficiency of the fixing
均熱部材(熱移動補助部材)60は、図2に示すように、定着ベルト51の内部に配置される。また、均熱部材60は、例えば耐熱性と良熱伝導性の物性を有するカーボンナノチューブ製が好ましい。なお、均熱部材60の材質は、カーボンナノチューブに限定されず、銀、銅、アルミニウム等の耐熱性と良熱伝導性を有するものであれば良い。
The heat equalizing member (heat transfer assisting member) 60 is disposed inside the fixing
定着装置50は、更なる省エネ性及びファーストプリントタイム等の向上のために、種々の構成上の工夫が施されている。具体的には、ハロゲンヒータ53によって定着ベルト51をニップ部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53と定着ベルト51の間で、図2における左側部分に何も介在させないようにしている。そして、その部分においてハロゲンヒータ53からの輻射熱を定着ベルト51に直接与えるようにしている。
The fixing
また、定着ベルト51の低熱容量化を図るために、定着ベルト51を薄く、かつ小径化している。具体的には、定着ベルト51を構成する基材、弾性層、離型層のそれぞれの厚さを、20〜50μm、100〜300μm、10〜50μmの範囲に設定し、全体としての厚さを1mm以下に設定している。また、定着ベルト51の直径は、20〜40mmに設定している。更に低熱容量化を図るために、望ましくは、定着ベルト51全体の厚さは、0.2mm以下にするのが良く、更に望ましくは、0.16mm以下とするのが良い。また、定着ベルト51の直径は、30mm以下とするのが望ましい。
Further, in order to reduce the heat capacity of the fixing
また、本実施形態では、加圧ローラ52の直径を20〜40mmに設定しており、定着ベルト51の直径と加圧ローラ52の直径を同等となるように構成している。なお、定着ベルト51の直径と加圧ローラ52の直径は、この構成に限定されるものではない。例えば、定着ベルト51の直径が加圧ローラ52の直径よりも小さくなるように形成しても良い。その場合、ニップ部Nにおける定着ベルト51の曲率が加圧ローラ52の曲率よりも小さくなるため、ニップ部Nから排出される記録媒体が定着ベルト51から分離され易くなる。
In this embodiment, the diameter of the
次に、定着ベルトの端部の構成について図4を参照して以下に説明する。なお、均熱部材は、説明の都合上、図示を省略する。図4(a)は斜視図、図4(b)は平面図、図4(c)は定着ベルトの回転軸方向から見た側面図を示す。なお、図4の(a)〜(c)では、片側の端部の構成のみを図示しているが、反対側の端部も同様の構成となっているので、以下、図4に基づき片側の端部の構成についてのみ説明する。 Next, the configuration of the end portion of the fixing belt will be described below with reference to FIG. In addition, illustration of a soaking | uniform-heating member is abbreviate | omitted for convenience of explanation. 4A is a perspective view, FIG. 4B is a plan view, and FIG. 4C is a side view of the fixing belt as viewed from the rotation axis direction. 4 (a) to 4 (c), only the configuration of one end is illustrated, but the opposite end also has the same configuration. Only the configuration of the end portion of this will be described.
図4(a)又は図4(b)に示すように、定着ベルト51の端部にはベルト保持部材40が挿入されており、このベルト保持部材40によって定着ベルト51の端部は回転可能に保持されている。図4(c)に示すように、ベルト保持部材40は、ニップ形成部材54を配設した位置で開口したC字形に形成されている。また、ステー55の端部は、図4(a)又は図4(b)に示すように、このベルト保持部材40に固定され、位置決めされている。
As shown in FIG. 4A or 4B, a
また、図4(a)又は図4(b)に示すように、定着ベルト51の端面とそれに対向するベルト保持部材40の対向面との間には、定着ベルト51の端部を保護する保護部材としてのスリップリング41が設けられている。そのため、定着ベルト51に回転軸方向の寄りが生じた場合に、定着ベルト51の端部は、ベルト保持部材40に直接当接することもなく、摩耗や破損から回避される。また、スリップリング41は、ベルト保持部材40に対し余裕を持って嵌められている。このため、定着ベルト51の端部がスリップリング41に接触した際に、スリップリング41は定着ベルト51と連れ回り可能となっている。なお、スリップリング41が連れ回りせず、静止していても構わない。スリップリング41の材料としては、耐熱性に優れたいわゆるスーパーエンプラ、例えば、PEEK、PPS、PAI、PEEK等を適用することが好ましい。
Further, as shown in FIG. 4A or FIG. 4B, a protection for protecting the end portion of the fixing
なお、図示を省略するが、定着ベルト51とハロゲンヒータ53との間に、ハロゲンヒータ53からの熱を遮蔽する遮蔽部材を配設しても良い。これにより、特に、連続通紙時の定着ベルトの非通紙領域における過剰な温度上昇を抑制することができ、定着ベルトの熱による劣化や損傷を防止することができる。なお、この遮蔽部材は、後述する均熱部材と組合わせて使用することで、更なる省エネを図ることを可能とする。
Although not shown, a shielding member that shields heat from the
以下、図2を参照しつつ、本実施形態に係る定着装置の基本動作について説明する。
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53に電力が供給されると共に、加圧ローラ52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51は、加圧ローラ52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。
Hereinafter, the basic operation of the fixing device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
When the power switch of the printer body is turned on, power is supplied to the
その後、上述の画像形成工程により未定着のトナー画像Tが担持された用紙Pが、不図示のガイド板に案内されながら図2の矢印A1方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト51及び加圧ローラ52のニップ部Nに送入される。そして、ハロゲンヒータ53によって加熱された定着ベルト51による熱と、定着ベルト51と加圧ローラ52との間の加圧力とによって、用紙Pの表面にトナー画像Tが定着される。
Thereafter, the sheet P carrying the unfixed toner image T in the image forming process described above is conveyed in the direction of the arrow A1 in FIG. 2 while being guided by a guide plate (not shown), and the fixing
トナー画像Tが定着された用紙Pは、ニップ部Nから図2中の矢印A2方向に搬出される。このとき、用紙Pの先端が分離部材58の先端に接触することにより、用紙Pが定着ベルト51から分離される。その後、分離された用紙Pは、上述のように、排紙ローラによって機外に排出され、排紙トレイにストックされる。
The paper P on which the toner image T is fixed is carried out from the nip portion N in the direction of the arrow A2 in FIG. At this time, the paper P is separated from the fixing
次に、本発明の特徴的な構成である均熱部材について更に詳細に説明する。なお、熱コンダクタンスとは、固体両側の温度差が1℃の時、一定面積・一定時間当たりに流れる熱量を言い、熱の伝わり易さを示す。そして、熱コンダクタンスは、以下の方程式で表される。
C=λ/L
ここで、熱コンダクタンスをC[W/m2・K]、熱伝導率をλ[W/m・K]、熱が伝わる方向の長さをL[m]で表す。
Next, the heat equalizing member which is a characteristic configuration of the present invention will be described in more detail. The thermal conductance refers to the amount of heat that flows per fixed area and fixed time when the temperature difference between both sides of the solid is 1 ° C., and indicates the ease of heat transfer. The thermal conductance is expressed by the following equation.
C = λ / L
Here, the thermal conductance is represented by C [W / m 2 · K], the thermal conductivity is represented by λ [W / m · K], and the length in the direction in which heat is transmitted is represented by L [m].
均熱部材60は、図2に示すように、ニップ部Nの上流側に設ける。そして、均熱部材60の形状は、接触させる定着ベルト51の円弧形状にほぼ近似する形状とする。そして、均熱部材60は、定着ベルトの回転軸方向の全域に亘って設けられる。そして、均熱部材60は、その長手方向の熱輸送を担い、定着ベルト51の回転軸方向の熱移動を補助する。なお、均熱部材60は、定着ベルト51との接触面積を極力大きくすることにより、均熱効果を得られるようにする。ここで、接触面積を極力大きくするとは、例えばφ30mmの定着ベルト51に対して、定着ベルト走行方向の接触幅を20mm、定着ベルト51の長手方向の接触域を全域とすることが考えられる。なお、均熱部材は、ニップ部Nの上流側に設ける態様に限定されず、下流側に設けても良い。また、均熱部材が定着ベルト51と接触する範囲は、定着ベルト51の回転軸方向全域に亘る態様に限定されない。例えば、均熱部材は、定着ベルト51の回転軸方向で中央部を中心として定着ベルト51の回転軸方向の長さより短い範囲で接触していても良い。また、均熱部材は、定着ベルト51の回転軸方向で中央部領域の一部から定着ベルト51の少なくとも何れか一方側端部領域で接触していても良い。このような構成により、部材費の削減を図ることができる。
The soaking
また、均熱部材60の表面粗さは、定着ベルト51の表面粗さ以下である、表面粗さRa6.3μm以下程度として、定着ベルト51との密着性を高める。このような構成にすることで、均熱部材60の表面と定着ベルト51との接触の際に、これらの間に空気層が存在することを防げ、熱伝達が大きく損なわれるのを抑制できる。
In addition, the surface roughness of the
なお、均熱部材60は定着ベルト51に接触する接触面側にフッ素樹脂(例えば、PFA、PTFE、ETFE)を5〜50μm程度被覆して摺動性を高めても良い。また、フッ素樹脂の熱伝導率は均熱部材の熱伝導率より劣るので、適宜フッ素樹脂の厚さ、フッ素樹脂の有無を決定しても良い。また、均熱部材60と定着ベルト51との摺動性をさらに高めるためにシリコンオイル・シリコングリス・フッ素系グリスといった潤滑剤を塗布しても良い。
The soaking
なお、図示は省略するが、均熱部材は、定着ベルト外側に配置されても良い。この場合、均熱部材60の形状は、接触させる定着ベルトの円弧形状にほぼ近似する形状とする。そして、均熱部材60は、定着ベルトの回転軸方向の全域に亘って設けられる。そして、定着ベルトとの接触面積を上述と同様に極力大きくすることにより、均熱効果を得られるようにできる。そのため、柔軟な設計に対応することができる。また、定着ベルト外側に配置する場合においても、定着ベルトに接触する均熱部材の接触面積は、極力大きくするような構成とするが、定着ベルト表面に傷をつけてしまう恐れがある場合は推奨されない。なお、均熱部材は、ニップ部Nの上流側に設ける態様に限定されず、下流側に設けても良い。また、均熱部材が定着ベルト51と接触する範囲は、定着ベルト51の回転軸方向全域に亘る態様に限定されない。例えば、均熱部材は、定着ベルト51の回転軸方向で中央部を中心として定着ベルト51の回転軸方向の長さより短い範囲で接触していても良い。また、均熱部材は、定着ベルト51の回転軸方向で中央部領域の一部から定着ベルト51の少なくとも何れか一方側端部領域で接触していても良い。このような構成により、部材費の削減を図ることができる。
Although illustration is omitted, the heat equalizing member may be disposed outside the fixing belt. In this case, the shape of the
次に、本発明の特徴的な構成である均熱部材の動作について説明する。なお、均熱部材60の表面と定着ベルト51との接触、非接触の切替は、図2〜4に示すように、外部駆動装置であるソレノイド(図示せず)によって、回動軸部61の軸線を軸として、均熱部材60が回動して行われる。
Next, the operation of the soaking member, which is a characteristic configuration of the present invention, will be described. Note that switching between contact and non-contact between the surface of the
また、この均熱部材60の表面と定着ベルト51との接触は、定着ベルト51の長手方向の部分的な温度上昇や定着ベルト51の長手方向の熱均一性が損なわれるような状態の時に実行される。逆に言えば、定着ベルト51にこのような温度偏差が発生しなければ、均熱部材60は定着ベルト51に接触することはない。
Further, the contact between the surface of the
具体的には、温度を検知する温度センサ57が定着ベルト51の表面温度を検知する。そして、その検知情報を処理部(図示せず)に伝達する。そして、処理部において、定着ベルト51の長手方向の温度上昇や熱均一性が損なわれている等の判定がされた場合、その情報を制御部(図示せず)に伝達する。そして、制御部がソレノイドを介して均熱部材60を定着ベルト51に接触するように制御する。一方、処理部において、定着ベルト51の長手方向の熱均一性が回復した等の判定がされた場合、その情報を制御部に伝達する。そして、制御部がソレノイドを介して均熱部材60’を定着ベルト51に非接触するように制御する。このようにして、均熱部材60が定着ベルト51に接触の状態60と非接触の状態60’とを切替できるようになっている。なお、ソレノイドの代わりにDCモータ等を使用しても良い。そして、均熱部材60が定着ベルト51の温度によって接離可能とできる。即ち、定着ベルト51の均熱を必要とする際にだけ均熱部材を定着ベルト51に接触できる。そのため、定着ベルト51を効率良く加熱でき、省エネを図れる。
Specifically, the temperature sensor 57 that detects the temperature detects the surface temperature of the fixing
また、均熱部材60の表面と定着ベルト51とが接触する際に、それらの間に空気層が生ずる。このような場合、均熱部材60と定着ベルト51との間の熱伝導率が極端に低下する。この熱伝導率の低下を防止するため、スプリング等の付勢手段(図示せず)によって、面圧が例えば0.1kgf/cm2以下程度になるように、均熱部材60を定着ベルト51に密着するように押し当てる。その結果、均熱部材60の表面と定着ベルト51との接触の際に、これらの間に空気層が存在することを防げる。
Further, when the surface of the soaking
次に、本発明の特徴的な構成である均熱部材の第1態様について説明する。
均熱部材60aの厚さは、図5に示すように、寸法tである。そして、定着ベルト51の回転方向における均熱部材60aの幅(長さ)は、中央部領域は寸法W1で定着ベルト51と接触摺動しており、端部領域は寸法W1よりも大きい寸法W2で定着ベルト51と接触摺動している。即ち、中央部領域より端部領域の方が定着ベルト51に接触する均熱部材60aの面積が広い。そのため、均熱部材60aは、中央部領域より端部領域の熱コンダクタンスが大きく、均熱部材60aの熱は、中央部領域から端部領域の方向に大きく移動する。即ち、均熱部材60aが定着ベルト51の熱移動を強力に補助する。その結果、定着ベルト51の端部温度上昇をした熱は端部側へ移動する。そして、ハロゲンヒータ53の加熱幅よりも幅の狭い用紙を通紙した際に、定着ベルト51の過剰な温度上昇を抑制し、生産性を落とすことなく連続通紙できる。
Next, the 1st aspect of the soaking | uniform-heating member which is the characteristic structure of this invention is demonstrated.
The thickness of the
次に、本発明の特徴的な構成である均熱部材の第2態様について説明する。
第2態様の均熱部材60bの厚さは、図6に示すように、定着ベルト51の回転軸方向において、中央部領域が寸法t1で定着ベルト51と接触摺動しており、端部領域が寸法t1より大きい寸法t2で定着ベルト51と接触摺動している。即ち、中央部領域より端部領域の方が定着ベルト51に接触する均熱部材60bの厚さが厚い。そのため、均熱部材60bは、中央部領域より端部領域の熱コンダクタンスが大きく、均熱部材60bの熱は、中央部領域から端部領域の方向に大きく移動する。そのため、通紙範囲外領域で定着部材の温度上昇した熱は端部側へ熱移動する。即ち、均熱部材60bが定着ベルト51の熱移動を強力に補助する。その結果、ハロゲンヒータ53の加熱幅よりも幅の狭い用紙を通紙した際に、定着ベルト51の過剰な温度上昇を抑制し、生産性を落とすことなく連続通紙できる。
Next, the 2nd aspect of the soaking | uniform-heating member which is the characteristic structure of this invention is demonstrated.
As shown in FIG. 6, the thickness of the
次に、本発明の特徴的な構成である均熱部材の第3態様について説明する。
第3態様の均熱部材60cの材質は、図7に示すように、定着ベルト51の回転軸方向において、中央部領域が材質Bの部材で定着ベルト51と接触摺動しており、端部領域が材質Bの部材の他に材質Aの別部材からなる複数層構造となって、定着ベルト51と接触摺動している。即ち、中央部領域より端部領域の方が定着ベルト51に接触する均熱部材60cの総数が多い。そのため、均熱部材60cは、中央部領域より端部領域の熱コンダクタンスが大きく、均熱部材60cの熱は中央部領域から端部領域の方向に大きく移動する。そのため、通紙範囲外領域で定着部材の温度上昇した熱は、端部側へ熱移動する。即ち、均熱部材60cが定着ベルト51の熱移動を強力に補助する。その結果、ハロゲンヒータ53の加熱幅よりも幅の狭い用紙を通紙した際に、定着ベルト51の過剰な温度上昇を抑制し、生産性を落とすことなく連続通紙できる。なお、中央部領域は材質Bのみの単層であることだけにとどまらず、複数層であっても良い。ただし、端部領域の層数は中央部領域の層数よりも多くすることで、端部の熱コンダクタンスを大きくする。材質A・Bの一例としては、前述した良熱伝導体の均熱部材材料が好ましい。
Next, the 3rd aspect of the soaking | uniform-heating member which is the characteristic structure of this invention is demonstrated.
As shown in FIG. 7, the material of the
次に、本発明の特徴的な構成である均熱部材の第4態様について説明する。
第4態様の均熱部材60dの材質は、図8に示すように、定着ベルト51の回転軸方向において、中央部領域が材質Bの部材で定着ベルト51と接触摺動しており、端部領域が材質Aの別部材で定着ベルト51と接触摺動している。そして、熱伝導率は材質Bりより材質Aの方が大きい。即ち、中央部領域より端部領域の方が定着ベルト51に接触する均熱部材60cの熱伝導率が大きい。そのため、均熱部材60cは、中央部領域より端部領域の熱コンダクタンスが大きく、均熱部材60dの熱は、中央部から端部の方向に大きく移動する。そのため、通紙範囲外領域で定着部材の温度上昇した熱は端部側へ熱移動する。即ち、均熱部材60dが定着ベルト51の熱移動を強力に補助する。その結果、ハロゲンヒータ53の加熱幅よりも幅の狭い用紙を通紙した際に、定着ベルト51の過剰な温度上昇を抑制し、生産性を落とすことなく連続通紙できる。材質A・Bについての一例としては、前述した良熱伝導体の均熱部材材料が好ましい。
Next, the 4th aspect of the soaking | uniform-heating member which is the characteristic structure of this invention is demonstrated.
As shown in FIG. 8, the material of the soaking
なお、上述の均熱部材の第1〜第4態様は、代表例に過ぎず、少なくとも何れか一つの態様を組合わせて採用できることは言うまでもない。また、均熱部材60の熱コンダクタンスは、定着ベルト51の回転軸方向において、中央部領域より端部領域の方が大きい態様であれば上述の態様に限定されないことは言うまでもない。
In addition, it cannot be overemphasized that the 1st-4th aspect of the above-mentioned soaking | uniform-heating member is only a representative example, and can employ | adopt combining at least any one aspect. Needless to say, the thermal conductance 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。
均熱部材60の回転軸方向に関する熱コンダクタンスについて、中央部領域よりも端部領域が大きくなっている。そのため、均熱部材中の熱が中央部領域から端部領域の方へ移動し易くなる。そして、熱源の加熱幅よりも狭い幅の用紙を通紙した際に、定着ベルト51の回転軸方向の通紙範囲外にあたる、紙幅の端部よりも外側の領域が温度上昇しようとしても、定着ベルト51に接触している均熱部材60により、定着ベルト51の回転軸方向に対して更に端部側への熱移動を強力に補助することができる。その結果、定着ベルトの温度上昇を抑制でき、生産性を落とすことなく連続通紙できる。
Next, the operation of the image forming apparatus according to this embodiment will be described.
Regarding the thermal conductance in the direction of the rotation axis of the
また、均熱部材60aの定着ベルト51の回転方向における幅は、端部領域の方が中央部領域よりも大きいことで、均熱部材60aの長手方向に関する熱コンダクタンスについて、端部領域を中央部領域よりも大きくできる。そのため、均熱部材中の熱が中央部領域から端部領域の方へ移動し易くなる。そして、熱源の加熱幅よりも幅の狭い用紙を通紙した際に、定着ベルト51の回転軸方向の通紙範囲外にあたる、紙幅の端部よりも外側の領域が温度上昇しようとしても、定着ベルト51に接触している均熱部材60aにより、定着ベルト51の回転軸方向に対して更に端部側への熱移動を強力に補助することができる。その結果、定着ベルト51の温度上昇を抑制でき、生産性を落とすことなく連続通紙できる。
Further, the width of the
また、定着ベルト51と接触する均熱部材60bの端部領域の厚みが中央部領域よりも厚いことで、均熱部材60bの長手方向に関する熱コンダクタンスについて、中央部領域よりも端部領域を大きくできる。そのため、均熱部材中の熱が中央部領域から端部領域の方へ移動し易くなる。そして、熱源の加熱幅よりも狭い幅の用紙を通紙した際に、定着ベルト51の回転軸方向の通紙範囲外にあたる、紙幅の端部よりも外側の領域が温度上昇しようとしても、定着ベルト51に接触している均熱部材60bにより、定着ベルト51の長手方向に対して更に端部側への熱移動を強力に補助することができる。その結果、定着ベルト51の温度上昇を抑制でき、生産性を落とすことなく連続通紙できる。
Further, since the thickness of the end region of the
また、定着ベルトと接触する均熱部材60cの端部領域の層が中央部領域よりも多層であることで、均熱部材60cの長手方向に関する熱コンダクタンスについて、中央部領域よりも端部領域を大きくできる。そのため、均熱部材中の熱が中央部領域から端部領域の方へ移動し易くなる。そして、熱源の加熱幅よりも狭い幅の用紙を通紙した際に、定着ベルト51の回転軸方向の通紙範囲外にあたる、紙幅の端部よりも外側の領域が温度上昇しようとしても、定着ベルト51に接触している均熱部材60cにより、定着ベルト51の回転軸方向に対して更に端部側への熱移動を強力に補助することができる。その結果、定着ベルト51の温度上昇を抑制でき、生産性を落とすことなく連続通紙できる。
Further, since the layer of the end region of the
また、定着ベルト51と接触する均熱部材60dの端部領域の熱伝導率が中央部領域よりも高い部材を使用することで、均熱部材60dの長手方向に関する熱コンダクタンスについて、中央部領域よりも端部領域を大きくできる。そのため、均熱部材中の熱が中央部領域から端部領域の方へ移動し易くなる。そして、熱源の加熱幅よりも狭い幅の用紙を通紙した際に、定着ベルト51の回転軸方向の通紙範囲外にあたる、紙幅の端部よりも外側の領域が温度上昇しようとしても、定着ベルト51に接触している均熱部材60dにより、定着ベルト51の回転軸方向に対して更に端部側への熱移動を強力に補助することができる。その結果、定着ベルト51の温度上昇を抑制でき、生産性を落とすことなく連続通紙できる。
In addition, by using a member having a higher thermal conductivity in the end region of the
また、均熱部材60が、定着ベルト51の長手方向全域に亘って接触していることで、定着ベルト51との接触する面積を極力大きくでき、顕著な均熱効果を得られる。
In addition, since the
また、上述のような定着装置を搭載した画像形成装置によると、省エネ及びファーストプリントタイム向上を図ると共に、熱劣化を防止して生産性の向上を図れる様々な用紙に対応した画像形成装置を提供できる。 In addition, according to the image forming apparatus equipped with the fixing device as described above, an image forming apparatus corresponding to various papers capable of improving productivity by preventing energy deterioration and improving the first print time can be provided. it can.
以上、本発明の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。なお、熱源は、本実施形態のように3つのヒーターに限定されず、1つであっても良いし、他の態様であっても良いことは言うまでもない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this. Needless to say, the heat source is not limited to three heaters as in the present embodiment, and may be one or other modes.
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 カラープリンタ(画像形成装置の一例)
50 定着装置
51 定着ベルト(定着部材の一例)
52 加圧ローラ(加圧部材の一例)
53 ハロゲンヒータ(熱源の一例)
54 ニップ形成部材
60(60a,60b,60c,60d) 均熱部材(熱移動補助部材)
60’ 均熱部材(熱移動補助部材)
N 定着ニップ
1 Color printer (an example of an image forming apparatus)
50
52 Pressure roller (an example of a pressure member)
53 Halogen heater (example of heat source)
54 Nip forming member 60 (60a, 60b, 60c, 60d) Heat equalizing member (heat transfer assisting member)
60 'heat equalizing member (heat transfer auxiliary member)
N fixing nip
Claims (8)
前記定着部材を加熱する熱源と、
前記定着部材の内部で該定着部材と接触する非回転のニップ形成部材と、
前記定着部材を介して前記ニップ形成部材との間でニップを形成する加圧部材と、を備える定着装置において、
前記定着部材に接触して該定着部材の熱移動を補助する熱移動補助部材を有し、
前記熱移動補助部材は、前記定着部材の回転軸方向の中央部を中心にして該定着部材の回転軸方向に延在して形成され、
前記熱移動補助部材は、前記定着部材の回転軸方向において、中央部領域よりも端部領域の方が大きい熱コンダクタンスであることを特徴とする定着装置。 A rotatable fixing member;
A heat source for heating the fixing member;
A non-rotating nip forming member in contact with the fixing member inside the fixing member;
A pressure member that forms a nip with the nip forming member via the fixing member, and a fixing device comprising:
A heat transfer auxiliary member that contacts the fixing member and assists the heat transfer of the fixing member;
The heat transfer assisting member is formed to extend in the rotation axis direction of the fixing member around a central portion in the rotation axis direction of the fixing member,
The fixing device according to claim 1, wherein the heat transfer assisting member has a thermal conductance larger in an end region than in a central region in a rotation axis direction of the fixing member.
前記熱移動補助部材が前記定着部材と接触する部分の層数は、前記定着部材の回転軸方向において、中央部領域よりも端部領域の方が多いことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の定着装置。 The heat transfer auxiliary member is composed of a single layer or more layers,
The number of layers of the portion where the heat transfer assisting member comes into contact with the fixing member is larger in the end region than in the central region in the rotation axis direction of the fixing member. The fixing device according to claim 1.
前記熱移動補助部材が前記定着部材と接触する部分の材質は、前記定着部材の回転軸方向において、中央部領域よりも端部領域の方が大きい熱伝導率であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の定着装置。 The heat transfer auxiliary member is composed of two or more kinds of materials,
The material of the portion where the heat transfer assisting member comes into contact with the fixing member has a thermal conductivity higher in the end region than in the central region in the rotation axis direction of the fixing member. The fixing device according to any one of 1 to 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013047698A JP6232715B2 (en) | 2013-03-11 | 2013-03-11 | Fixing apparatus and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013047698A JP6232715B2 (en) | 2013-03-11 | 2013-03-11 | Fixing apparatus and image forming apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014174370A true JP2014174370A (en) | 2014-09-22 |
JP6232715B2 JP6232715B2 (en) | 2017-11-22 |
Family
ID=51695634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013047698A Expired - Fee Related JP6232715B2 (en) | 2013-03-11 | 2013-03-11 | Fixing apparatus and image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6232715B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11054775B2 (en) | 2019-06-19 | 2021-07-06 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus incorporating same |
US11099509B2 (en) | 2019-12-20 | 2021-08-24 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus |
JP7391614B2 (en) | 2019-11-01 | 2023-12-05 | 東芝テック株式会社 | Fixing device and image forming device |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10333463A (en) * | 1997-06-04 | 1998-12-18 | Minolta Co Ltd | Fixing device |
JP2003257592A (en) * | 2002-02-27 | 2003-09-12 | Canon Inc | Heating device |
JP2005077880A (en) * | 2003-09-02 | 2005-03-24 | Oki Data Corp | Fixing device |
JP2010032631A (en) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Panasonic Corp | Fixing device |
JP2011154188A (en) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Ricoh Co Ltd | Heat conductor, fixing device with the same, and image forming apparatus |
JP2013041129A (en) * | 2011-08-17 | 2013-02-28 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2014126773A (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2014174311A (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-22 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
-
2013
- 2013-03-11 JP JP2013047698A patent/JP6232715B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10333463A (en) * | 1997-06-04 | 1998-12-18 | Minolta Co Ltd | Fixing device |
JP2003257592A (en) * | 2002-02-27 | 2003-09-12 | Canon Inc | Heating device |
JP2005077880A (en) * | 2003-09-02 | 2005-03-24 | Oki Data Corp | Fixing device |
JP2010032631A (en) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Panasonic Corp | Fixing device |
JP2011154188A (en) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Ricoh Co Ltd | Heat conductor, fixing device with the same, and image forming apparatus |
JP2013041129A (en) * | 2011-08-17 | 2013-02-28 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2014126773A (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2014174311A (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-22 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11054775B2 (en) | 2019-06-19 | 2021-07-06 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus incorporating same |
JP7391614B2 (en) | 2019-11-01 | 2023-12-05 | 東芝テック株式会社 | Fixing device and image forming device |
US11099509B2 (en) | 2019-12-20 | 2021-08-24 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6232715B2 (en) | 2017-11-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6361269B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP5796711B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP5737629B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP6287279B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP6111657B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP6051741B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP6455104B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP2014186211A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP2013137470A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP2016142987A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP4600100B2 (en) | Apparatus provided with roll member for driving belt member, fixing apparatus, and image forming apparatus | |
JP6127580B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP6124118B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP6052611B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP6232715B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP2015031777A (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP6516154B2 (en) | Fixing device, image forming device | |
JP2016122047A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP6044856B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP2016118645A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP4927612B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP7115092B2 (en) | Fixing device and image forming device | |
JP6102973B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP6127603B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP6056568B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161025 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170314 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170509 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170926 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171009 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6232715 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |