JP2015007755A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転可能な無端状の定着部材21をニップ部N以外の箇所で加熱するか熱源23と、加熱源23の裏面に照射される熱を定着部材21に向け反射させる反射部材26とを備え、反射部材26は、支持部材25に固定支持され、通紙可能な記録媒体の幅方向に沿った中央を除く範囲を覆って前記加熱源から前記定着部材に向けた熱の照射を遮る遮蔽部26aを備えている。
【選択図】図5
Description
熱ローラ定着方式の欠点である、ローラ自体の熱容量が大きいことが原因して温度の立ち上がりが悪いという欠点を改善する定着方式には、例えば、特許文献1にあるように、ローラに代えて熱良導体である定着ベルトを用いたベルト定着方式も知られている。
さらに、ベルト定着方式の異なる方式として、定着ベルトに代えて薄片状をなすフィルムとセラミックヒータを用いるフィルム定着方式、あるいはヒータに代えて、例えば、特許文献2にあるように、電磁誘導加熱を用いる電磁誘導加熱定着方式がある。
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、必要熱量が増大しているため、特に連続印刷を開始した直後に熱量が不足する、いわゆる温度落ち込みが問題となることがあり、高速化した場合の定着不良を起こす問題がある。
これに対し、セラミックヒータを用いたサーフ定着方式と称される定着方式では、ベルト定着方式の定着装置に比べて低熱容量化,小型化が可能となるため、所定温度への立ち上がりやファーストプリント時間の短縮が可能となる反面、次の問題がある。
金属熱伝導体200には、記録紙を挟持搬送可能なニップ部Nを形成するための加圧ローラ400が対向させて当接されている。
この構成では、加圧ローラ400の回転により無端ベルト101が連れ回り、このとき、金属熱伝導体200は無端ベルト101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101が加熱されることで、無端ベルト100全体を温めることを可能にしている。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短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することが可能となっている。
そこで、例えば、特許文献4にあるように、金属熱伝導体(図11において符号200で示す部材)を無端ベルトとして用い、間接的に加熱するのではなく、無端ベルトを(金属熱伝導体を介さずに)直接加熱する構成が提案されている。
図12に示されている定着装置は、無端ベルト110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、加圧ローラ400と対向する位置に板状のニップ形成部材500が設けられている。
この構成では、ニップ形成部材500を配設した箇所以外で無端ベルト110を熱源300によって直接加熱することができるので、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さら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。さらに、この定着装置においては、ニップ形成部材500をステンレス鋼等の支持部材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。
このようなヒータは、記録紙の幅方向中央および端部の2箇所での定着ベルト表面温度検知に基づきヒータの熱量制御が行われる。
この構成では、定着ベルトの内面と熱源との間に記録紙の幅方向に移動可能な遮蔽板を設け、記録紙のサイズに応じて遮蔽板を上記幅方向に移動させて熱源からの輻射熱の照射領域を制御することができる。
以上のように特許文献5にあるような構造を備えたヒータや定着温度の制御により加熱待機時からファーストプリントタイムをさらに短縮することが期待できる。
例えば、商用電源を挙げると、日本では100Vであり、米国では、110〜120V程度であり、欧州では220〜240Vである。
異なる電圧を対象として定着温度を一定化するには、電圧と電流の積で求められる電力の関係から、電流値に影響する要因である、ヒータに用いられるフィラメントの線径を変更することになる。ちなみに、定着温度に影響する電力はデューティ制御を用いたヒータのオン/オフタイミングを設定することで通電時間に応じて決定される。
例えば、電圧帯が220〜240Vを対象とする場合には、100Vを対象とするフィラメントの線径と比較してほぼ半分の線径が選択されることになる。
線径が異なるヒータ線を用いる場合には、次の問題が生じる虞がある。
つまり、幅方向中央および幅方向両端部をそれぞれ個別に加熱するヒータの場合、記録紙の幅方向両端を対象とする発熱部を用いる場合に記録紙幅方向中央での発熱を抑えることが必要となる。この部分での発熱を抑えるには、端部を対象とする発熱部同士を接続するヒータ線、つまり幅方向中央で延長されているヒータ線に対して発熱抑止部材を設ける場合がある。
発熱抑止部材を設けるには、幅方向中央で延長されているヒータ線の強度が要求される。
このため、発熱を望まない幅方向中央で発熱が起こることになり、周辺部への異常な温度上昇を招く原因となる。
加熱源周辺で望まれない異常昇温は、例えば、熱源近傍に設けられた反射部材の反射面にも影響し、反射効率を悪化させてしまうことがある。反射部材は、熱源からの光を定着ベルトなどの定着部材に反射させて熱効率を高めるために設けられており、反射特性を有するアルミニウムなどの材料や表面にアルミニウムを蒸着したものが用いられる。
しかし、異常昇温が起こると、その表面の反射面が酸化されてしまい、反射面が曇るという現象が起こる。反射面が曇ると反射光量が低下して定着ベルトでの発熱効率が低下し、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮できなくなる。
図1は、本発明の形態に係る定着装置の一例が適用される画像形成装置の一つであるカラープリンタを示している。なお、本発明は、画像形成装置としてプリンタに限らず、複写機やファクシミリ装置あるいは印刷機さらにはこれら各機能を複合させた装置を含むものである。
図1において、画像形成装置1は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム120Y、120C、120M、120BKを並設したタンデム構造が採用されている。
その後、重畳転写画像が、記録シートなどが用いられる転写紙Sに対して2次転写工程を実行することで一括転写されるようになっている。
感光体ドラム120BKの回転方向に沿って画像形成処理を行う帯電装置30BK,現像装置40BK、1次転写ローラ12BKおよびクリーニング装置50BKが配置されている。帯電後に行われる書き込みは、後述するように、光走査装置8が用いられる。
各感光体ドラム感光体ドラム120Y、120C、120M、120BKは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像をそれぞれ形成するための画像ステーションに備えられている。
光走査装置8は、各感光体ドラム120Y,120C,120M,120BKに対して色毎に対応した書き込み光Lb(図1では、便宜上、ブラック画像の画像ステーションのみを対象として符号が付けてあるが、その他の画像ステーションも同様である)を出射する。これにより、感光体ドラム120Y,120C,120M,120BKに静電潜像が形成される。
2次転写において重畳転写された画像を一括転写される記録紙Pを給送するシート給送装置61と、シート給送装置61から繰り出された記録紙Pのレジストタイミングを設定して2次転写位置に繰り出すレジストローラ対4である。さらに加えて、記録紙Pの先端がレジストローラ対4に到達したことを検知する図示しないセンサが設けられている。
回転可能な無端状の定着部材としての可撓性定着ベルト(以下、便宜上、定着ベルト21という)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である加圧ローラ22と、ニップ部N以外の箇所で定着ベルト21の加熱源であるヒータ23である。
図3においてヒータ23は、第1のヒータである中央加熱ヒータ23aと、これとは別の第2のヒータである端部加熱ヒータ23bを備えている。
第1のヒータである中央加熱ヒータ23aは、用紙Pの幅方向中央を対象として輻射熱を用いて加熱する部分ヒータである。
第2のヒータである端部加熱ヒータ23bは、第1のヒータである中央加熱ヒータ23aとは別に設けられて輻射熱を用いた加熱が可能な部分ヒータである。
図3に示すように、第2のヒータである端部加熱ヒータ(便宜上、符号23bを用いる)は、幅方向両端を対象とする発熱部を備え、発熱部同士が線材により接続されている。端部加熱ヒータ23bは、後述するように、印加電圧の種類に拘わらず同様な熱量が得られることを目的としてその線材の線径が細いため、発熱部同士で全体を支持するのが難しい。そこで、図3に示すように、幅方向中央部においてヒータ全体を支持するためのコイル部23b1が複数箇所に備えられている。
幅方向中央と幅方向両端を対象とする場合には、発熱してほしくない部分との間で配光率や配熱分布を異ならせる。
第1,第2のヒータ23a、23bに備えられている発熱部は次の長さに決められている。
中央加熱ヒータ23aは、ハガキ〜A3サイズに対応できる発熱部の長さを持ち、端部加熱ヒータ23bは、中央加熱ヒータ23aの発熱部と併せて最大長さとして用いられるSRA3サイズ(幅=320mm)の端部を加熱できる長さを持っている。
また、記録紙Pの幅方向中央を対象として加熱する部分ヒータである第1のヒータ23aは、幅方向中央での配光分布(排熱分布)が端部よりも高められている。
定着ベルト21には、次に挙げる材料により基材およびこれの外周側に離型層が構成されている。
基材には、ニッケルもしくはSUS等の金属材料又はポリイミド(PI)などの樹脂材料が用いられている。離型層には、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)などが用いられている。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よい。
この加圧ローラ22と定着ベルト21とが圧接する箇所では、加圧ローラ22の弾性層22b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。
反射部材26は、反射面として表面にアルミニウムやステンレス(SUS)などが用いられてステー25とハロゲンヒータ23との間に配置されている。図2に示す構成では、反射部材26がニップ形成部材24を支持しているステー25に固定されている。
また、反射部材26は、ヒータ23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26を配設していることにより、ヒータ23からステー25側に放射された光が定着ベルト21へ反射される。これにより、定着ベルト21に照射される光量を多くすることができ、定着ベルト21を効率良く加熱することが可能となる。また、ハロゲンヒータ23からの輻射熱がステー25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。なお、反射部材26は、材料そのものの表面特性を用いる代わりに表面に上述したアルミニウムなどを蒸着処理して反射面とすることも可能である。
図5において、この構成における特徴は、反射部材26の構成およびヒータ23の発熱制御にある。
反射部材26は、図6に示すように、ヒータ23の長手方向において記録紙幅方向の中央側で少なくとも最小通紙サイズと同等か若しくは最小通紙サイズより外側に至る範囲を遮蔽する遮蔽部材26aが設けられている。遮蔽部26aでの最も記録紙幅方向中央側の境界は、最小通紙サイズと同等および/またはその外側の範囲にあり、ヒータの排熱等を考慮して決定されている場合もある。
遮蔽部26aは、図5において符号Gで示すヒータ23からの照射領域に対して符号G1で示す遮蔽領域を設定する部材であり、装置の小型化によりヒータ23を所定位置で覆うことができない時に発生するヒータ23からの熱の照射を遮る機能を持つ。
遮蔽部26aは、図6に示すように、その長手方向の一部、つまり記録紙の幅方向中央側で上記最小通紙サイズに相当する領域(図6において符号26bで示す領域)が他の遮蔽部26aが張り出す突出量に対して突出量が少なくなっている。換言すれば、遮蔽部26aは、長さS1の範囲において幅方向中央領域(符号26bで示す領域)が、本来、突出している長さ(図6において二点鎖線で示す位置まで突出する長さ)よりも短く切り落とされて凹状の開口部を形成している。
遮蔽部26aの一部が切り落とされている第1番目の理由は、記録紙幅方向中央を対象とするヒータ23から定着ベルト21への熱の照射範囲を広げることにある。
図5に示したように、ヒータ23からの照射範囲は、定着ベルト21の周回方向に沿って符号Gで示す範囲である。これに対して、遮蔽部26aにより熱を遮る範囲は、符号G1で示す範囲となる。そこで、記録紙幅方向中央側を切り落として凹状の開口に形成することで、ヒータ23からの熱が反射面で反射されることなく、定着ベルト21に向け照射されることになる。
このため、反射部材26を備えていながら熱の照射範囲を広げることができず、換言すれば、熱の授受量が所定量から低下してしまい、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ない。しかも、遮蔽部26bが受ける熱量が多くなることでその部分の温度が異常に上昇し、結果として温度上昇による酸化促進が原因して曇りを生じることがある。反射面の曇りは、反射効率の低下に繋がり、上述した熱エネルギーの低下と同様に加熱待機時からのファーストプリントタイムの短縮化を阻害する。
端部ヒータ23bは、端部に位置する発熱部同士が線材により接続されているが、その線材の線径が細いために中央部で発熱抑止部材などを支持できない。
このため、端部の発熱分同士を接続する幅方向中央部での線材は、図3に示すように、ヒータ全体を支持するためのコイル部23b1を複数箇所に備えている。幅方向中央部に存在するコイル部23b1では、通電時発熱が起こり、この部分に遮蔽部26aが対向していると遮蔽部26aの温度が異常に上昇する異常昇温が顕著となる。
特に、図4に示した構成、つまり幅方向全域に亘りコイル部23B1’が存在する端部加熱ヒータ23bを用いる場合には、図3に示した端部加熱ヒータ23bを用いる場合に比べて、中央加熱ヒータ23aからの熱に加えて幅方向中央での熱量が多くなる。このため、遮蔽部26aでは図3に示した構成の端部加熱ヒータ23bを用いる場合よりも図4に示した構成の端部加熱ヒータ23bを用いた場合に異常昇温が顕著となる。
一方、記録紙幅方向中央を除く範囲、つまり、最小通紙サイズよりも外側で記録紙幅方向端部に存在する遮蔽部26aは、ヒータ23と同様に両端部が定着装置20の側板により支持されて放熱経路が形成されている。これに対し、幅方向中央部ではこのような端部に至る伝熱経路まで遠いことから直接加熱されると異常昇温が生じやすくなる。
このような構造が原因となる反射部材26での異常昇温そして、熱量低下は、遮蔽部26aの一部である幅方向中央の除いて最小通紙サイズの外側のみ遮蔽部26aを残すことで抑制または防止することができる。
このとき、ヒータ23では、中央加熱ヒータ23aおよび端部加熱ヒータ23bの両方が発熱を開始する。
遮蔽部26aにおいて除去された部分(幅方向中央領域)26bでは、ヒータ23の発熱部から光が遮蔽部26bに反射することなく直接定着ベルト21に向け照射される。
これにより、反射部材26の一部である遮蔽部26aに反射した光を定着ベルト21に照射する場合に比べてヒータ23から照射される熱エネルギーの一部が反射によるロスを生じることがないので定着ベルト21の温度上昇を促進することになる。この結果、発熱部からの熱照射範囲が拡大されることになる。
第2番目の理由は、端部加熱ヒータ23bの記録紙幅方向端部以外で生じる熱を定着ベルト21の加熱に有効利用することにある。
ヒータ23では、図3および図4に示したように、端部加熱ヒータ23bにおいて端部の発熱部間を接続している幅方向中央部のコイル部からの発熱がある。
中央加熱ヒータ23aおよび端部加熱ヒータ23bの記録紙幅方向中央からの熱は、反射部材26に達すると遮蔽部26aを加熱するが、遮蔽部26aのうちで除外されている部分26bでは、上記両方のヒータに有する記録紙幅方向中央のコイル部からの熱を受けることがなく、そのコイル部からの熱が直接定着ベルト21の加熱に用いられる。
これにより、端部加熱ヒータ23bにおいて生じる不必要な熱を定着ベルト21の加熱に有効利用することができるので、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のに役立つ。
図7に示す定着装置20は、定着ベルト21における移動方向と直角な方向に相当する幅方向において通紙領域外でヒータ23からステー25に向けて光が照射される位置に、加熱を遮断する位置に移動可能な遮光部材100が設けられている。
この遮光部材100は、加熱源近傍に相当するヒータ23の近傍の裏面に対応させて配置されている。
遮光部材100は、図8の展開図に示すように、通紙される用紙の幅に対応する開口面積を有する段付き形状とされている。
図8に示す遮光部材100に用いられる開口面積は、日本で多用されるハガキサイズ、B4サイズ、A3サイズ及びこれら各開口面積を超えたSRA3サイズに対応させてある。
図9は、遮光部材100の使用状態を示しており、図9(A)では、A3〜最大サイズ(SRA3サイズ)の用紙を対象とする場合が、そして図9(B)ではA3サイズ以下、つまりハガキサイズを含むA3サイズまでの用紙を対象とする場合が示されている。なお、図9において矢印は、遮光部材100の移動方向を示している。
図9(A)においては、ヒータ23に対する開口面積が大きい段部が対向するように遮光部材100が定着ベルト21の周回方向に移動する。また図9(B)においては、ヒータ23に対する開口面積が小さい段部が対向するように遮光部材100が定着ベルト21の周回方向に移動する。
図9に示す状態では、反射部材26において反射する光がその開口面積に応じて通紙領域での照射領域とされる。
図9に示す構成の特徴は、図2に示した第1,第2のヒータ23a、23bを加熱源として備え、加熱源近傍に、定着ベルト21の通紙領域以外への加熱を遮断する機能を有する上記遮光部材100が設けられ、さらに、反射部材26が設けられている点にある。
反射部材26は、遮光部材100により遮光ができない範囲での熱の漏洩を遮断する遮蔽部26aが設けられている。
図10に示すように、ハガキサイズ〜A3サイズに対応する開口面積を有した段付き形状部を備えた遮光部材100の長さSに対して、反射部材26の遮蔽部26aは、図6において符号S1で示すように、その長さSを覆うことができる長さを持たせてある。
そして、遮蔽部26aは、長さS1の範囲において幅方向中央領域(符号26bで示す領域)が、本来、突出している長さ(図9において二点鎖線で示す位置まで突出する長さ)よりも短く切り落とされて凹状の開口部を形成している。
遮蔽部26aは、装置の小型化により遮光部材100の移動位置が限定されてしまった場合のように、移動方向先端がヒータ23を所定位置で覆うことができない時に発生するヒータ23からの熱の照射を遮る機能を持つ。遮蔽部26は、図9において符号Gで示すヒータ23からの照射領域に対して符号G1で示す領域を遮蔽する。
この場合にいう、遮光部材100の移動位置が限定されることの意味は次の通りである。
遮光部材100は、図9(B)に示すように、ハガキサイズを含むA3以下を対象としたときが最も周回移動量が多くなる。このとき、周回移動方向先端が所定値に達していないと、ヒータ23からの熱が所定位置との間の隙間から定着ベルト21に向け照射されるが、遮蔽部26aは、この隙間から照射される熱を遮蔽する。周回方向先端が所定位置に達しない原因の一つに、装置の小型化による周回移動路と周辺部材の取り付け位置との干渉などがある。図9に示す構成では、遮蔽部26aが遮光部材100の周回同方向先端に生じる隙間を遮蔽する部分として用いられる。これにより、幅方向端部側での定着ベルト21の異常な温度上昇を防止して定着ベルト21の幅方向での温度分布が一様とならなくなるのを抑制または防止できる。
これにより、周回移動可能な遮光部材100の周回方向先端が所定位置に規定されていない場合でも、その位置ずれにより生じる隙間を遮蔽部26aによって遮蔽することができるので、隙間から定着ベルト21に向けて漏洩しようとする熱を遮断できる。
よって、装置の小型化による周回移動路と周辺部材の取り付け位置との干渉などの虞があっても、遮光部材100により遮光機能を反射部材26の遮蔽部26aによって保証することができる。
図11には、最大長さとして用いられるSRA3サイズ(幅=320mm)を対象として定着する場合が示されている。
同図において、遮光部材100は、段付き形状部のうちでSRA3サイズの開口面積を有する形状部をヒータ23に対向させるように周回移動する(図11中の矢印は、遮光部材100の移動方向を示している)。
このとき、ヒータ23では、中央加熱ヒータ23aおよび端部加熱ヒータ23bの両方が発熱を開始する。
遮蔽部26aにおいて除去された部分(幅方向中央領域)26bでは、ヒータ23の発熱部から光が遮蔽部26bに反射することなく直接定着ベルト21に向け照射される。
これにより、反射部材26の一部である遮蔽部26aに反射した光を定着ベルト21に照射する場合に比べて発熱部から照射される熱エネルギーの一部が反射によりロスが生じるのを防いで定着ベルト21の温度上昇を促進することになる。この結果、ヒータからの熱照射範囲が拡大、換言すれば、熱の授受量が多くされることになる。
幅方向中央部のコイルからの熱は、反射部材26に達すると遮蔽部26aを加熱するが、遮蔽部26aのうちで除外されている部分26bでは、発熱部からの熱を受けることがなく、発熱部からの熱が直接定着ベルト21の加熱に用いられる。
これにより、端部加熱ヒータ23bにおいて生じる不必要な熱を定着ベルト21の加熱に有効利用することができるので、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のに役立つ。
以上の構成においては、遮光部材による遮光が不十分となるのを防止するために設けられている遮蔽部26aにおいて幅方向中央部を除く端部側、つまり、放熱しやすい箇所のみが遮蔽に用いられる。これにより、遮蔽部26aでの異常昇温を防止して反面の酸化による曇りの発生を防止することができる。この結果、反射部材の異常昇温を防止して異常昇温時に生じる酸化を防いで反射面の曇りを防止することが可能となる。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
20 定着装置
21 定着部材
22 対向回転体
23 加熱源
23a 第1のヒータ
23b 第2のヒータ
24 ニップ形成部材
25 支持部材
26 反射部材
26a 遮蔽部
26b 幅方向中央
100 遮光部材
N ニップ部
P 記録媒体
金属熱伝導体200には、記録紙を挟持搬送可能なニップ部Nを形成するための加圧ローラ400が対向させて当接されている。
この構成では、加圧ローラ400の回転により無端ベルト101が連れ回り、このとき、金属熱伝導体200は無端ベルト101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101が加熱されることで、無端ベルト100全体を温めることを可能にしている。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短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することが可能となっている。
そこで、例えば、特許文献4にあるように、金属熱伝導体(図12において符号200で示す部材)を無端ベルトとして用い、間接的に加熱するのではなく、無端ベルトを(金属熱伝導体を介さずに)直接加熱する構成が提案されている。
図13に示されている定着装置は、無端ベルト110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、加圧ローラ400と対向する位置に板状のニップ形成部材500が設けられている。
この構成では、ニップ形成部材500を配設した箇所以外で無端ベルト110を熱源300によって直接加熱することができるので、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さら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。さらに、この定着装置においては、ニップ形成部材500をステンレス鋼等の支持部材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。
第1,第2のヒータ23a、23bに備えられている発熱部は次の長さに決められている。
中央加熱ヒータ23aは、ハガキ〜A4T(A4版縦送り)サイズに対応できる発熱部の長さを持ち、端部加熱ヒータ23bは、中央加熱ヒータ23aの発熱部と併せて最大長さとして用いられるSRA3サイズ(幅=320mm)の端部を加熱できる長さを持っている。
また、記録紙Pの幅方向中央を対象として加熱する部分ヒータである第1のヒータ23aは、幅方向中央での配光分布(排熱分布)が端部よりも高められている。
端部ヒータ23bは、端部に位置する発熱部同士が線材により接続されているが、その線材の線径が細いために中央部で発熱抑止部材などを支持できない。
このため、端部の発熱分同士を接続する幅方向中央部での線材は、図3に示すように、ヒータ全体を支持するためのコイル部23b1を複数箇所に備えている。幅方向中央部に存在するコイル部23b1では、通電時発熱が起こり、この部分に遮蔽部26aが対向していると遮蔽部26aの温度が異常に上昇する異常昇温が顕著となる。
特に、図4に示した構成、つまり幅方向全域に亘りコイル部23b1’が存在する端部加熱ヒータ23bを用いる場合には、図3に示した端部加熱ヒータ23bを用いる場合に比べて、中央加熱ヒータ23aからの熱に加えて幅方向中央での熱量が多くなる。このため、遮蔽部26aでは図3に示した構成の端部加熱ヒータ23bを用いる場合よりも図4に示した構成の端部加熱ヒータ23bを用いた場合に異常昇温が顕著となる。
一方、記録紙幅方向中央を除く範囲、つまり、最小通紙サイズよりも外側で記録紙幅方向端部に存在する遮蔽部26aは、ヒータ23と同様に両端部が定着装置20の側板により支持されて放熱経路が形成されている。これに対し、幅方向中央部ではこのような端部に至る伝熱経路まで遠いことから直接加熱されると異常昇温が生じやすくなる。
このような構造が原因となる反射部材26での異常昇温そして、熱量低下は、遮蔽部26aの一部である幅方向中央の除いて最小通紙サイズの外側のみ遮蔽部26aを残すことで抑制または防止することができる。
遮蔽部26aは、装置の小型化により遮光部材100の移動位置が限定されてしまった場合のように、移動方向先端がヒータ23を所定位置で覆うことができない時に発生するヒータ23からの熱の照射を遮る機能を持つ。遮蔽部26aは、図7において符号Gで示すヒータ23からの照射領域に対して符号G1で示す領域を遮蔽する。
この場合にいう、遮光部材100の移動位置が限定されることの意味は次の通りである。
遮光部材100は、図9(B)に示すように、ハガキサイズを含むA3以下を対象としたときが最も周回移動量が多くなる。このとき、周回移動方向先端が所定値に達していないと、ヒータ23からの熱が所定位置との間の隙間から定着ベルト21に向け照射されるが、遮蔽部26aは、この隙間から照射される熱を遮蔽する。周回方向先端が所定位置に達しない原因の一つに、装置の小型化による周回移動路と周辺部材の取り付け位置との干渉などがある。図9に示す構成では、遮蔽部26aが遮光部材100の周回同方向先端に生じる隙間を遮蔽する部分として用いられる。これにより、幅方向端部側での定着ベルト21の異常な温度上昇を防止して定着ベルト21の幅方向での温度分布が一様とならなくなるのを抑制または防止できる。
Claims (7)
- 回転可能な無端状の定着部材と、
前記定着ベルトの内側に位置する支持部材に支持されたニップ形成部材と、
前記定着ベルトを介して前記ニップ形成部材と当接することにより定着ベルトとの間にニップ部を形成する対向回転体と、
前記ニップ部以外の箇所で前記定着部材を直接加熱する加熱源と、
前記ニップ形成部材を支持する支持部材と、
前記加熱源と前記ニップ形成部材との間で前記定着部材の移動方向と直角な方向に延長されて該加熱源の裏面に放射される熱を前記定着ベルトに向け反射させる反射部材と、を備え、回転する前記定着ベルトと前記対向回転体との間のニップ部に、未定着画像を担持した記録媒体を搬送して、当該記録媒体に未定着画像を定着する定着装置であって、
前記加熱源には、前記記録媒体の幅方向中央を対象として輻射熱を用いて加熱する第1のヒータと、第1のヒータとは別に設けられて輻射熱を用いた加熱が可能な第2のヒータとが用いられ、
前記反射部材は、前記支持部材に固定支持され、通紙可能な記録媒体の幅方向に沿った中央を除く範囲を覆って前記加熱源から前記定着部材に向けた熱の照射を遮る遮蔽部を備えている定着装置。 - 前記第2のヒータは、前記記録媒体の幅方向端部を対象として加熱する部分ヒータであることを特徴とする請求項1記載の定着装置。
- 前記第2のヒータは、前記記録媒体の幅方向全域を対象として発熱する部分を有する部分ヒータであることを特徴とする請求項1記載の定着装置。
- 前記反射部材の反射面は、蒸着処理された反射面を備えていることを特徴とする請求項1記載の定着装置。
- 前記加熱源は、前記記録媒体のサイズおよび坪量に応じて各ヒータの出力を制御されることを特徴とする請求項1記載の定着装置。
- 前記加熱源近傍には、これと対向して前記可撓性定着ベルトの通紙領域外への加熱を遮断する位置に移動可能な遮光部材が設けられ、
前記反射部材は、前記支持部材に支持される本体から前記加熱源側に向けて遮光部材に近接する位置に延長されて前記遮光部材の段付き形状部での最大長さのうちで記録媒体の幅方向中央を除く範囲を覆うことができる遮蔽部が備えられていることを特徴とする請求項1乃至5のうちのいずれか一つに記載の定着装置。 - 請求項1乃至6のうちのいずれか一つに記載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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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016151602A (ja) * | 2015-02-16 | 2016-08-22 | コニカミノルタ株式会社 | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2016155078A (ja) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 旭化成株式会社 | 正浸透処理システム |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014199417A (ja) | 2013-03-15 | 2014-10-23 | 株式会社リコー | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2015175959A (ja) * | 2014-03-14 | 2015-10-05 | 株式会社リコー | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2017096988A (ja) * | 2014-03-31 | 2017-06-01 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2016014867A (ja) * | 2014-06-09 | 2016-01-28 | 株式会社リコー | 定着装置及び画像形成装置 |
JP6627206B2 (ja) | 2014-07-31 | 2020-01-08 | 株式会社リコー | 定着装置及び画像形成装置 |
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JP6464782B2 (ja) | 2015-02-04 | 2019-02-06 | 株式会社リコー | 定着装置及び画像形成装置 |
US9778606B2 (en) | 2015-02-12 | 2017-10-03 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus |
US9639042B2 (en) | 2015-03-16 | 2017-05-02 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus |
US9874839B2 (en) | 2015-06-23 | 2018-01-23 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus |
JP6583716B2 (ja) | 2015-07-07 | 2019-10-02 | 株式会社リコー | 定着装置及び画像形成装置 |
US10067449B2 (en) | 2015-07-09 | 2018-09-04 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus |
US9804546B2 (en) | 2015-07-15 | 2017-10-31 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus |
JP6657814B2 (ja) | 2015-11-09 | 2020-03-04 | 株式会社リコー | 定着装置及び画像形成装置 |
US10331062B2 (en) | 2016-10-27 | 2019-06-25 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus and image forming method |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06138789A (ja) * | 1992-10-26 | 1994-05-20 | Canon Inc | 定着装置並びに画像形成装置 |
JP2004258484A (ja) * | 2003-02-27 | 2004-09-16 | Ricoh Co Ltd | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2007025101A (ja) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 定着装置 |
JP2008175988A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Katsuragawa Electric Co Ltd | 定着装置 |
US20100098468A1 (en) * | 2008-10-20 | 2010-04-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Fusing device and image forming apparatus employing the same |
JP2012145720A (ja) * | 2011-01-11 | 2012-08-02 | Ricoh Co Ltd | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2012237945A (ja) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Canon Inc | 定着装置 |
JP2013097238A (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-20 | Ricoh Co Ltd | 定着装置と画像形成装置 |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3773462B2 (ja) * | 2002-04-09 | 2006-05-10 | 京セラミタ株式会社 | 画像形成装置 |
JP2004286922A (ja) | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Minolta Co Ltd | ベルト定着装置 |
US7199332B2 (en) | 2003-08-12 | 2007-04-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Heating device and image forming device |
JP2005338724A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-08 | Fuji Xerox Co Ltd | 定着装置および画像形成装置 |
JP4875385B2 (ja) | 2006-02-28 | 2012-02-15 | 京セラミタ株式会社 | 定着装置 |
JP4818826B2 (ja) | 2006-06-19 | 2011-11-16 | 株式会社リコー | 定着装置および画像形成装置 |
JP5042069B2 (ja) | 2007-05-22 | 2012-10-03 | 株式会社リコー | 定着装置、及び、画像形成装置 |
US8428499B2 (en) | 2007-05-22 | 2013-04-23 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus, and fixing apparatus having a heating member to heat a fixing member |
JP5239662B2 (ja) | 2008-09-11 | 2013-07-17 | 株式会社リコー | 定着装置および画像形成装置 |
JP5375540B2 (ja) * | 2009-11-13 | 2013-12-25 | 株式会社リコー | 定着装置及び画像形成装置 |
JP4742165B2 (ja) | 2009-12-01 | 2011-08-10 | キヤノン株式会社 | 定着装置 |
JP5510721B2 (ja) | 2010-05-07 | 2014-06-04 | 株式会社リコー | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2012098362A (ja) | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Ricoh Co Ltd | 定着装置および画像形成装置 |
JP5796714B2 (ja) | 2012-01-13 | 2015-10-21 | 株式会社リコー | 定着装置及び画像形成装置 |
US9026024B2 (en) | 2012-02-09 | 2015-05-05 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device capable of minimizing damage of endless rotary body and image forming apparatus incorporating same |
JP2014032383A (ja) | 2012-07-12 | 2014-02-20 | Ricoh Co Ltd | 定着装置および画像形成装置 |
JP2014032389A (ja) | 2012-07-12 | 2014-02-20 | Ricoh Co Ltd | 定着装置、及び、画像形成装置 |
US9229379B2 (en) | 2012-09-11 | 2016-01-05 | Ricoh Company, Limited | Fixing device and image forming apparatus |
JP5737531B2 (ja) | 2012-09-14 | 2015-06-17 | 株式会社リコー | 定着装置及び画像形成装置 |
US9046833B2 (en) | 2012-09-14 | 2015-06-02 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus incorporating same |
US9046838B2 (en) | 2012-09-14 | 2015-06-02 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus |
US9535380B2 (en) | 2013-05-29 | 2017-01-03 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus |
-
2014
- 2014-03-28 JP JP2014069277A patent/JP6303712B2/ja active Active
- 2014-05-14 US US14/277,477 patent/US9164443B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06138789A (ja) * | 1992-10-26 | 1994-05-20 | Canon Inc | 定着装置並びに画像形成装置 |
JP2004258484A (ja) * | 2003-02-27 | 2004-09-16 | Ricoh Co Ltd | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2007025101A (ja) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 定着装置 |
JP2008175988A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Katsuragawa Electric Co Ltd | 定着装置 |
US20100098468A1 (en) * | 2008-10-20 | 2010-04-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Fusing device and image forming apparatus employing the same |
JP2012145720A (ja) * | 2011-01-11 | 2012-08-02 | Ricoh Co Ltd | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2012237945A (ja) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Canon Inc | 定着装置 |
JP2013097238A (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-20 | Ricoh Co Ltd | 定着装置と画像形成装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016151602A (ja) * | 2015-02-16 | 2016-08-22 | コニカミノルタ株式会社 | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2016155078A (ja) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 旭化成株式会社 | 正浸透処理システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20140356036A1 (en) | 2014-12-04 |
US9164443B2 (en) | 2015-10-20 |
JP6303712B2 (ja) | 2018-04-04 |
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