JP2015087624A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】定着装置の熱源により加熱される部材の温度をより正確に検出する。
【解決手段】定着装置500は、無端状の定着ベルト510と、定着ベルト510を加熱する熱源530と、熱源530からの熱を定着ベルト510に向けて反射する反射板541と、反射板541に当接して配置され、反射板541の温度が所定温度に達したことを検出した場合に熱源530の加熱を停止させるサーモスタット560とを備える。
【選択図】図3

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。
電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に搭載される定着装置では、熱定着方式が広く採用されている。熱定着方式の定着装置は、互いに圧接して定着ニップを形成する定着部材および加圧部材と、これらの部材のうち少なくとも一方に内蔵される加熱部材とを備え、未定着のトナー像を担持した用紙が定着ニップを通過する際に、未定着トナー像を加熱および加圧して用紙表面に定着させる。
特許文献1には、熱定着方式の定着装置として、ヒータを内蔵した定着ローラと、定着ローラに圧接された加圧ローラと、定着ローラの表面温度を検知するサーミスタと、サーミスタによる検知値に応じてヒータの点灯を制御する制御手段と、定着ローラに対する温度過昇防止装置であり、定着ローラに対して非接触で配置され、定着ローラの温度が異常上昇した場合に、その異常温度に基づいてヒータへの通電を遮断自在とするサーモスタットとを有し、定着ローラと加圧ローラとの圧接により形成されるニップ部にて未定着トナー像を転写紙に定着させるものが開示されている。
特開2003−15463号公報
熱源により加熱される部材の温度が所定温度に達したことを検出した場合に熱源による加熱を停止させる過昇温防止部材を用いる定着装置では、熱源により加熱される部材の温度をより正確に検出することが要求される。
本発明は、熱源により加熱される部材の温度をより正確に検出することができる定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明に係る定着装置は、無端状の第1のベルトと、前記第1のベルトを加熱する第1の熱源と、前記第1の熱源からの熱を前記第1のベルトに向けて反射する第1の反射部材と、前記第1の反射部材に当接して配置され、前記第1の反射部材の温度が所定温度に達したことを検出した場合に前記第1の熱源の加熱を停止させる第1の過昇温防止部材とを備えることを特徴とする。
本発明に係る画像形成装置は、記録媒体上に現像剤像を形成する画像形成部と、前記記録媒体上に形成された現像剤像を前記記録媒体に定着する上記の定着装置とを有することを特徴とする。
本発明によれば、定着装置の熱源により加熱される部材の温度をより正確に検出することができる。
実施の形態における画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。 画像形成装置の制御系の構成を示す概略図である。 定着装置の構成を示す概略断面図である。 定着装置の斜視図である。 定着装置の媒体入口側から見た斜視図である。 定着装置の媒体排出側から見た斜視図である。 ベルト未装着状態における定着装置の媒体排出側から見た斜視図である。 サーモスタットの実装構造を示す断面図である。 サーモスタットの実装構造を示す斜視図である。 媒体走行領域とサーモスタットとの位置関係を示す図である。 ヒータの発光領域、媒体走行領域、およびサーモスタットの位置関係を示す図である。 定着ベルトの構成を示す図である。 駆動ローラの構成を示す図である。 従動ローラの構成を示す図である。 反射板の構成を示す図である。 ヒータの光の照射方向を示す図である。 ヒータの光の照射方向を示す図である。 定着ベルトの表面温度と、反射板の反射面の温度と、その背面の温度との関係を示す図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図1は、本実施の形態における画像形成装置1000の構成の一例を示す概略図である。画像形成装置1000は、記録媒体上に形成された現像剤像を定着装置500により定着して画像を形成する装置である。具体的には、画像形成装置1000は、電子写真方式の印刷装置であり、ここではカラープリンタである。
図1において、画像形成装置1000は、用紙等の記録媒体(以下、単に「媒体」という)101を収容する給紙トレイ100を備える。給紙トレイ100は、画像形成装置1000の装置本体1に着脱可能に装着される。給紙トレイ100の内部には、媒体載置板102が支持軸102aに回動可能に設けられ、媒体101はこの媒体載置板102上に積載される。また、給紙トレイ100には、媒体101の積載位置を規制する図示せぬガイド部材が設けられる。このガイド部材は、媒体の繰り出し方向(図1における右方向)に対し直交する方向の媒体側面の位置と、媒体の繰り出し方向における媒体の位置とを一定に規制する。
給紙トレイ100の繰り出し側には、支持軸104aに回転可能に設けられたリフトアップレバー104が設けられ、支持軸104aはモータ105と接離可能に係合される。給紙トレイ100が装置本体1に挿入されると、リフトアップレバー104とモータ105とが係合し、制御部910(図2参照)がモータ105を駆動する。これによりリフトアップレバー104が回転することで、リフトアップレバー104の先端部が媒体載置板102の底部を持ち上げ、媒体載置部102に積載された媒体101が上昇する。媒体101がある高さまで上昇すると、上昇検知部106がそれを検知し、その検知した情報を基に制御部910がモータ105を停止させる。
給紙トレイ100の繰り出し側には、給紙トレイ100から媒体101を1枚ずつ繰り出す媒体繰り出し部200が設けられる。媒体繰り出し部200には、ある高さまで上昇した媒体101に圧接するように設けられたピックアップローラ201、およびピックアップローラ201により繰り出された媒体を1枚ずつに分離するフィードローラ202とリタードローラ203とのローラ対が設けられる。また、媒体繰り出し部200には、媒体101の有無を検知する媒体有無検知部204と、媒体101の残量を検知する媒体残量検知部205とが設けられる。
媒体繰り出し部200より1枚に捌いて繰り出された媒体101は、媒体搬送部300へ送られる。繰り出された媒体101は、媒体センサ301を通過し、搬送ローラ対302へ送られる。このとき、媒体センサ301は媒体101の通過を検知して制御部910に通知する。制御部910は、媒体センサ301からの通知に基づき、駆動部920(図2参照)を駆動して搬送ローラ対302を回転させ、これにより媒体101を送り出す。具体的には、制御部910は、媒体101が媒体センサ301を通過したタイミングに基づき、媒体101が搬送ローラ対302に到達するタイミングから所定時間だけ遅らせたタイミングで搬送ローラ対302の回転を開始させる。これにより、媒体101が搬送ローラ対302の圧接部に押し込まれ、媒体101の斜行が矯正される。搬送ローラ対302より送り出された媒体101は、媒体センサ303を通過し、媒体ローラ対304へ送られる。搬送ローラ対304は、媒体101が媒体センサ303を通過した時点から駆動部920により回転させられ、媒体101を止めることなく送り出す。搬送ローラ対304により送り出された媒体101は、書き込みセンサ305を通過して画像形成部400へと送られる。
画像形成部400は、媒体101上に現像剤像を形成する部分である。画像形成部400は、媒体101の搬送方向に沿って直列に並べられた4つのトナー像形成部430K、430Y、430M、430Cと、転写部460とを有する。トナー像形成部430K、430Y、430M、430Cは、それぞれ、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の現像剤像としてのトナー像を形成する。転写部460は、トナー像形成部430K、430Y、430M、430Cにより形成された各色のトナー像を媒体101の上面にクーロン力により転写する。
トナー像形成部430Kは、トナー像を担持する像担持体としての感光体ドラム431、感光体ドラム431の表面を帯電させる帯電装置としての帯電ローラ432、帯電した感光体ドラム431の表面に静電潜像を形成する潜像形成装置または露光装置としてのLED(Light Emitting Diode)アレイを含むLEDヘッド433、および静電潜像を摩擦帯電したトナーにより現像してトナー像を形成する現像剤担持体としての現像ローラ434を有する。さらに、トナー像形成部430Kは、現像ローラ434にトナーを供給する現像剤供給部材としての供給ローラ437、供給ローラ437にトナーを供給するトナー供給部436、および感光体ドラム431の表面を清掃するクリーニング装置としてのクリーニングブレード435を有する。なお、トナー像形成部430Y、430M、430Cの構成については、使用するトナーの色を除いてトナー像形成部430Kと同様であるので、説明を省略する。
転写部460は、転写ベルト461、ドライブローラ462、テンションローラ463、4つの転写ローラ464、クリーニングブレード465、およびトナーボックス466を有する。転写ベルト461は、媒体101を静電吸着して図中矢印A1方向に搬送する無端状の部材である。ドライブローラ462は、駆動部920により駆動されて図中矢印A2方向に回転し、転写ベルト461を駆動する。テンションローラ463は、ドライブローラ462とともに転写ベルト461を張架する。4つの転写ローラ464はトナー像形成部毎に設けられ、各転写ローラ464は、対応するトナー像形成部の感光体ドラム431に転写ベルト461を挟んで圧接するよう配置される。また、各転写ローラ464には、感光体ドラム431上のトナー像を媒体101に転写するための電圧が電源部930から印加される。クリーニングブレード465は、転写ベルト461上に付着したトナーを掻き取って転写ベルト461をクリーニングする。トナーボックス466は、クリーニングブレード465により掻き落とされたトナーを収容する。
トナー像形成部430K、430Y、430M、430Cと転写ベルト461とは同期して駆動され、各トナー像形成部により形成された各色のトナー像は、転写ベルト461に静電吸着されて搬送される媒体101上に、順次重ね合わせて転写される。このように画像形成部400でトナー像が転写された媒体101は、定着装置500へと送り出される。
定着装置500は、媒体101上に形成されたトナー像を熱と圧力により媒体101に融着または定着させる。定着装置500を通過した媒体101は、排出ローラ対701、702、703により搬送され、スタッカ部704に排出される。
図2に示すように、画像形成装置1000は、制御部910、駆動部920、および電源部930を備える。制御部910は、例えば中央処理装置(CPU)を含み、画像形成装置1000の動作を制御する。駆動部920は、モータ等を含み、制御部910からの指示に従い、トナー像形成部430K、430Y、430M、430C、転写部460、定着装置500などに駆動力を供給する。電源部930は、制御部910からの指示に従い、トナー像形成部430K、430Y、430M、430C、転写部460、定着装置500などに電圧または電力を供給する。定着装置500の制御に関し、制御部910は温調回路911を有し、駆動部920は定着用モータ921を有し、電源部930は給電回路931を有する。
図3は、本実施の形態における定着装置500の構成を示す概略断面図である。図4は、定着装置500の斜視図である。図5は、定着装置500の媒体入口側から見た斜視図である。図6は、定着装置500の媒体排出側から見た斜視図である。図7は、ベルト未装着状態における定着装置500の媒体排出側から見た斜視図である。以下、図3〜図7を参照して、定着装置500の構成について説明する。
定着装置500は、定着部501および加圧部601を有する。定着部501と加圧部601とは互いに対向して配置される。加圧部601は、定着部501方向に付勢され、定着部501との間にニップ部Nを形成する。ニップ部Nは、定着部501と加圧部601との接触部であり、定着ニップ部とも呼ばれる。画像形成部400からの媒体101は、このニップ部Nを通過して排出される。このとき、定着部501および加圧部601は、ニップ部Nにおいて媒体101上の未定着のトナー像に熱および圧力を付与して、トナー像を媒体101に定着させる。
定着部501および加圧部601の各部材は、定着装置500のフレームに取り付けられる。図4に示すように、定着装置500のフレームは、アッパーフレーム591、ロワーフレーム592、ブラケット571、673、および入口ガイド593、594により構成される。
図3に示すように、定着部501は、定着部材または第1のベルトとしての定着ベルト510、支持部520、および第1の熱源としての熱源530を備える。
定着ベルト510は、無端状の部材である。定着ベルト510は、媒体101が搬送される方向である媒体搬送方向(図3の矢印A3方向)に沿って移動し、搬送される媒体101上の未定着のトナー像に熱を付与する。具体的には、定着ベルト510は、回転可能に配置され、所定の回転方向(図3の矢印A4方向)に回転移動する。定着ベルト510は、媒体搬送方向に直交する長手方向(図3の紙面に直交する方向)に延在する。定着ベルト510は、弾性を有する。
支持部520は、定着ベルト510の内側に配置され、定着ベルト510を支持し、定着ベルト510の移動を案内する。本例では、支持部520は、第1の支持ローラとしての駆動ローラ521と、第2の支持ローラとしての従動ローラ522とを有する。駆動ローラ521および従動ローラ522は、定着ベルト510の移動方向に互いに離間して配置され、それぞれ定着ベルト510の内周面に接して回転可能に配置される。媒体搬送方向において、駆動ローラ521は従動ローラ522よりも下流側に配置され、従動ローラ522は上流側に配置される。駆動ローラ521は、定着ベルト510を駆動して搬送する。従動ローラ522は、定着ベルト510の回転に伴って従動回転する。駆動ローラ521および従動ローラ522により定着ベルト510を弛みなく懸架した場合における両ローラの中心間距離を最大中心間距離とした場合、駆動ローラ521および従動ローラ522は、両ローラの中心間距離が最大中心間距離より短くなるように配置されている。つまり、定着ベルト510は、駆動ローラ521および従動ローラ522により弛みなく懸架されているのではなく、両ローラの周囲にフリーな状態または弛んだ状態で配置されている。駆動ローラ521および従動ローラ522は、それぞれ回転軸が定着ベルト510の長手方向と平行となるように配置される。図4に示すように、駆動ローラ521は、回転軸方向の両端部において、ブラケット571に軸受け572を介して回転可能に軸支されている。同様に、従動ローラ522は、回転軸方向の両端部において、ブラケット571に軸受け573を介して回転可能に軸支されている。図2に示すように、駆動ローラ521の回転軸方向の一端部には、ギヤ521xが駆動ローラ521と一体に設けられる。ギヤ521xは、定着用モータ921の出力軸に取り付けられた駆動用のギヤ922と係合する。駆動ローラ521は、ギヤ922および521xを介して定着用モータ921からの駆動力を受け、所定方向(図3の矢印A5方向)に回転する。
熱源530は、定着ベルト510を加熱する加熱源である。本例では、熱源530は、定着ベルト510の内側に配置された2本のヒータ531、532を有する。2本のヒータを用いるのは、媒体101の幅方向(媒体101の印刷面に平行で媒体搬送方向と直交する方向)のサイズに応じて、発熱分布を変更するためである。ヒータ531、532としては、ハロゲンランプが使用される。ヒータ531、532は、それぞれ、定着ベルト510の長手方向に沿って延在し、図4に示すように、両端部においてブラケット571に設けられたヒータ支持部574、575により支持されている。なお、ヒータの本数は、1本または3本以上であってもよい。また、熱源の種類は、ハロゲンランプに限られず、例えば誘導加熱体等であってもよい。図2に示すように、熱源530は、給電回路931に接続され、給電回路931から電力の供給を受けて発熱する。
加圧部601は、定着ベルト510を挟んで支持部520に圧接し、または支持部520と共に定着ベルト510を挟持し、定着ベルト510との間にニップ部Nを形成する。本例では、加圧部601は、第2のベルトとしての加圧ベルト610と、加圧部材または第1の加圧ローラとしての加圧ローラ621と、加圧部材または第2の加圧ローラとしての加圧ローラ622とを有する。
加圧ベルト610は、無端状の部材であり、定着ベルト510と対向して配置される。加圧ベルト610は、媒体搬送方向に沿って移動し、定着ベルト510と共に媒体101を挟持して搬送する。具体的には、加圧ベルト610は、回転可能に配置され、所定の回転方向(図中矢印A6方向)に回転移動する。加圧ベルト610は、定着ベルト510の長手方向に沿って、長手方向に延在する。加圧ベルト610は、弾性を有する。
加圧ローラ621は、定着ベルト510および加圧ベルト610を挟んで駆動ローラ521に圧接し、定着ベルト510と加圧ベルト610との間に第1のニップ部N1を形成する。第1のニップ部N1は、ニップ部Nのうち、駆動ローラ521と加圧ローラ621とで挟まれた部分である。
加圧ローラ622は、定着ベルト510および加圧ベルト610を挟んで従動ローラ522に圧接し、定着ベルト510と加圧ベルト610との間に第2のニップ部N2を形成する。第2のニップ部N2は、ニップ部Nのうち、従動ローラ522と加圧ローラ622とで挟まれた部分である。
加圧ローラ621、622は、加圧ベルト610の移動方向に互いに離間して配置され、それぞれ加圧ベルト610の内周面に接して回転可能に配置される。媒体搬送方向において、加圧ローラ621は下流側に配置され、加圧ローラ622は上流側に配置される。加圧ローラ621、622は、加圧ベルト610の回転に伴って従動回転する。加圧ローラ621、622により加圧ベルト610を弛みなく懸架した場合における両ローラの中心間距離を最大中心間距離とした場合、加圧ローラ621、622は、両ローラの中心間距離が最大中心間距離より短くなるように配置されている。つまり、加圧ベルト610は、加圧ローラ621、622により弛みなく懸架されているのではなく、両ローラの周囲にフリーな状態または弛んだ状態で配置されている。加圧ローラ621、622は、それぞれ回転軸が加圧ベルト610の長手方向と平行となるように配置される。図4に示すように、加圧ローラ621は、回転軸方向の両端部において、加圧ローラレバー671に軸受け672を介して回転可能に軸支されている。加圧ローラレバー671は、ブラケット673に軸部材674回りに回転可能に軸支され、付勢部材としてのスプリング675によって、駆動ローラ521に向けて付勢されている。これにより、加圧ローラ621は、加圧ベルト610および定着ベルト510を挟んで駆動ローラ521に対して所定の押圧力で押し付けられ、媒体101を駆動ローラ521側に押し付ける。加圧ローラ622は、回転軸方向の両端部において、ブラケット673に軸受け676を介して回転可能に軸支されている。軸受け676は、加圧ローラ622と従動ローラ522との当接方向に移動可能にブラケット673に支持され、加圧ローラ622は、従動ローラ522に向けてスプリング677によって付勢されている。
図3に示すように、加圧ベルト610は、第1のニップ部N1と第2のニップ部N2との間において定着ベルト510と接触し、第3のニップ部N3を形成している。したがって、加圧部601は、定着ベルト510との間に、第1のニップ部N1、第2のニップ部N2、および第3のニップ部N3を含むニップ部Nを形成する。
本例では、定着ベルト510の長手方向から見たとき、第1のニップ部N1と第2のニップ部N2とは同一直線上(例えば同一水平ライン上)に配置され、ニップ部Nは直線状であり、ストレートの媒体搬送部を形成している。このような構成では、定着ベルト510および加圧ベルト610に大きな曲率が付与されず、大きな曲率によるストレスがかからない。例えば、パッド方式では、ニップ部の両端でベルトが屈曲し、ベルトにストレスがかかる。
定着部501側において、定着装置500は、第1および第2の反射部材としての反射板541、第3の反射部材としての反射板542、温度検知部材としてのサーミスタ550、および第1の過昇温防止部材または温度過昇防止部材としてのサーモスタット560を備える。
反射板541、542は、熱源530からの熱(または光)を定着ベルト510に向けて反射する部材である。反射板541、542は、熱源530に対向して配置される。
反射板541は、定着ベルト510のうち定着ベルト510の移動方向(または搬送方向)におけるニップ部Nの上流側の領域に向けて熱源530からの熱を反射するように構成されている。具体的には、反射板541は、定着ベルト510の回転方向において、定着ベルト510をニップ部Nの上流側の領域510xとニップ部Nの下流側の領域510yとに分けるように配置され、熱源530からの熱を上流側の領域510xに向けて反射するように構成される。反射板541は、定着ベルト510の移動方向において、当該反射板541が無い場合よりも、ニップ部Nの近くの部分に熱を反射するように構成される。反射板541は、媒体搬送方向における上流側に向けて熱源530からの熱を反射するように構成される。反射板541は、例えば、定着ベルト510の長手方向に延在し、その両端部においてブラケット571に固定される。
また、反射板541は、熱源530と駆動ローラ521との間に配置され、熱源530から駆動ローラ521への熱を遮る。具体的には、反射板541は、駆動ローラ521の表面層であるゴム部が熱源530から照射される輻射熱に直接曝されないように、駆動ローラ521の表面を覆っている。
反射板542は、熱源530と従動ローラ522との間に配置され、熱源530から従動ローラ522への熱を遮る。具体的には、反射板542は、従動ローラ522の表面層であるゴム部が熱源530から照射される輻射熱に直接曝されないように、従動ローラ522の表面を覆っている。
反射板541、542は、駆動ローラ521および従動ローラ522のそれぞれの熱膨張や回転振れ等を考慮した上で、駆動ローラ521および従動ローラ522に接触しない位置に配置される。
反射板541と反射板542とは、定着ベルト510の移動方向および媒体搬送方向において所定の隙間を空けて配置され、熱源530からの熱を第3のニップ部Nに導く通路543を形成する。
反射板541は、熱源530からの熱を反射する反射面R1と、反射面R1の反対側に位置する背面(または非反射面)B1とを有する。また、反射板542は、熱源530からの熱を反射する反射面R2と、反射面R2の反対側に位置する背面(または非反射面)B2とを有する。
ここで、図3を参照して、反射板541、542の具体的な一例を詳述する。以下の説明では、定着ベルト510の長手方向から見た場合における、ニップ部Nと一致する直線をニップ基準線と呼ぶ。ニップ基準線は例えば水平である。ニップ基準線に対して定着部501側の方向を上方向とし、加圧部601側の方向を下方向とする。
反射板541の反射面R1は、4つの反射面R1−1〜R1−4を有し、反射板542の反射面R2は、4つの反射面R2−1〜R2−4を有する。これらの反射面R1−1〜R1−4、R2−1〜R2−4は、いずれも平面状である。
反射面R1−3と反射面R2−3とは、ニップ基準線と直交する方向に延在し、互いに対向して配置されている。反射面R1−3と反射面R2−3とは、それらの間に入射した光を互いに反射してニップ部Nに導くように、互いに平行に配置されている。
反射面R1−2は、熱源530と駆動ローラ521との間に配置される。反射面R1−2は、反射面R1−3の上端部から媒体搬送方向下流側に斜め上方に延在し、反射面R1−3に対して45°傾斜している。反射面R1−1は、反射面R1−2の媒体搬送方向下流側の端部から上方に延在する。反射面R1−4は、反射面R1−3の下端部から媒体搬送方向下流側に斜め下方に延在し、反射面R1−3に対して45°傾斜している。
反射面R2−2は、熱源530と従動ローラ522との間に配置される。反射面R2−2は、反射面R2−3の上端部から媒体搬送方向上流側に斜め上方に延在し、反射面R2−3に対して45°傾斜している。反射面R2−1は、反射面R2−2の媒体搬送方向上流側の端部から、媒体搬送方向上流側にニップ基準線と平行に延在し、反射面R2−2に対して45°傾斜している。反射面R2−4は、反射面R2−3の下端部から媒体搬送方向上流側に斜め下方に延在し、反射面R2−3に対して45°傾斜している。
サーミスタ550は、定着ベルト510の表面温度を検出する温度センサであり、定着ベルト510の表面温度を定着に適正な温度に保つために使用される。サーミスタ550は、定着ベルト510に対向して、所定のギャップを確保した状態で、すなわち非接触に配置されている。サーミスタが定着ベルトの表面に接触して配置される構成では、サーミスタによって定着ベルトの表面に傷がついたり、経時で摩耗したりし、これらが印刷画像に表れる場合がある。本実施の形態では、サーミスタ550を非接触に配置することにより、このような画像不良を防ぐことができる。サーミスタ550は、媒体の幅方向において、画像形成装置1000が対応する全てのサイズの媒体が通過する領域内に配置される。図3、4に示すように、サーミスタ550は、ホルダ551に固定される。ホルダ551は、アッパーフレーム591に固定される。図2に示すように、サーミスタ550は、温調回路911に接続される。
サーモスタット560は、反射板541に当接して配置され、反射板541の温度が所定温度に達したことを検出した場合に熱源530の加熱を停止させる部材である。サーモスタット560は、定着装置500の異常発熱を防ぐために設けられる。具体的には、サーモスタット560は、反射板541の温度が所定温度に達したことを検出した場合に熱源530への通電を遮断する。より具体的には、図2に示すように、サーモスタット560は、熱源530と給電回路931とを接続する配線中に配置され、当該サーモスタット560の温度が所定の通電遮断温度(作動温度)に達すると、開状態となり、熱源530への電力供給を遮断する。
本実施の形態では、サーモスタット560は、反射板541の背面B1に当接して配置される。また、サーモスタット560は、反射板541を挟んで熱源530の反対側に配置される。サーモスタット560は、定着ベルト510のうち定着ベルト510の移動方向におけるニップ部Nの下流側の領域(具体的には領域510y)と対向する位置に配置される。サーモスタット560は、媒体搬送方向において熱源530の下流側に配置される。例えば、サーモスタット560は、媒体搬送方向において熱源530よりもできるだけ下流側で、定着ベルト510への熱の照射面積ができるだけ広範囲となる位置に配置される。
サーモスタット560は、熱源530の長手方向において、熱源530に含まれる全てのヒータの発熱領域内、すなわち全てのヒータの発熱領域が重複する領域内に配置される。サーモスタット560は、熱源530の長手方向において、熱源530の配熱が最も高くなる位置に配置されてもよい。また、サーモスタット560は、媒体の幅方向において、画像形成装置1000が対応する全てのサイズの媒体が通過する領域内に配置される。
図8および図9は、それぞれサーモスタット560の実装構造を示す断面図および斜視図である。サーモスタット560は、非導電性の樹脂で形成されたホルダ561に固定される。ホルダ561は、サーモスタット560の感熱面560aが反射板541の背面B1と対向するように、サーモスタット支持部材562に支持される。このとき、サーモスタット560の感熱面560aは、ホルダ561に形成された開口部561aから突出して背面B1と対向する。サーモスタット支持部材562は、例えば、反射板541の長手方向に沿って延在し、両端部においてブラケット571に固定される。サーモスタット560を背面B1に確実に接触させるために、サーモスタット支持部材562とサーモスタット560との間には、コイルスプリングなどの付勢部材563が配置される。サーモスタット560は、付勢部材563によって反射板541側に付勢され、サーモスタット560の感熱面560aは背面B1に押圧される。
図10は、媒体走行領域とサーモスタット560との位置関係を示す図である。図10において、破線Lは媒体走行基準を示す。本実施の形態では、媒体の幅方向において、媒体走行基準Lは定着装置500の一端側(図中左端側)に設定されており、どのようなサイズの媒体も、一端側(図中左端側)の端面が媒体走行基準Lに一致するように搬送される。媒体の幅方向において、サーモスタット560は、どのようなサイズの媒体も走行する領域内に配置されており、具体的には、定着装置500の媒体走行基準側の端部に配置されている。
図11は、ヒータ531、532の発光領域(または発熱領域)、媒体走行領域、およびサーモスタット560の位置関係を示す図である。図11において、走行領域M1は、画像形成装置1000が対応する最大サイズの媒体が走行する領域を示し、走行領域M2は、最大サイズの媒体の半分のサイズを有する媒体が走行する領域を示す。ヒータ531は、幅の広い媒体に対応するものであり、走行領域M1に対応する長い発光長を有し、走行領域M1よりも若干広い発光領域を有する。ヒータ532は、幅の狭い媒体に対応するものであり、走行領域M2に対応する短い発光長を有し、走行領域M2よりも若干広い発光領域を有する。媒体の幅方向において、サーモスタット560は、ヒータ531の発光領域とヒータ532の発光領域とが重複する領域内に配置されている。
図3に示すように、支持部520、サーモスタット560、反射板541、および熱源530は、定着ベルト510の移動方向において、この順に定着ベルト510と対向するように配置されている。また、定着ベルト510の移動方向において、ニップ部N、サーモスタット560、反射板541、および熱源530は、この順に配置されている。
加圧部601側において、定着装置500は、第2の熱源としての熱源630、第4および第5の反射部材としての反射板641、第6の反射部材としての反射板642、温度検知部材としてのサーミスタ650、および第2の過昇温防止部材または温度過昇防止部材としてのサーモスタット660を備える。
熱源630は、加圧ベルト610を加熱する加熱源である。本例では、熱源630は、加圧ベルト610の内側に配置された2本のヒータ631、632を有する。2本のヒータを用いるのは、媒体101の幅方向のサイズに応じて、発熱分布を変更するためである。ヒータ631、632としては、ハロゲンランプが使用される。熱源630は、加圧ローラ621の最大外径接線よりも下側(反ニップ側)に配置される。ここで、加圧ローラ621の最大外径接線とは、熱膨張等を考慮して加圧ローラ621の外径が最大である場合に、加圧ローラ621の回転軸方向から見て、ニップ基準線に平行な加圧ローラ621の2本の接線のうちの下側(反ニップ側)の接線である。また、熱源630は、媒体搬送方向において、加圧ローラ621の中心と加圧ローラ622の中心との間に配置される。熱源630は、加圧ベルト610の内面に、より広範囲で熱を照射できるように配置される。ヒータ631、632は、加圧ベルト610の長手方向に沿って延在し、図4に示すように、両端部において加圧ローラレバー671に設けられたヒータ支持部678により支持される。なお、ヒータの本数は、1本または3本以上であってもよい。また、熱源の種類は、ハロゲンランプに限られず、例えば誘導加熱体等であってもよい。図2に示すように、熱源630は、給電回路931に接続され、給電回路931から電力の供給を受けて発熱する。
反射板641、642は、熱源630からの熱(または光)を加圧ベルト610に向けて反射する部材である。反射板641、642は、熱源630に対向して配置される。
反射板641は、加圧ベルト610のうち加圧ベルト610の移動方向(または搬送方向)におけるニップ部Nの上流側の領域に向けて熱源630からの熱を反射するように構成されている。具体的には、反射板641は、加圧ベルト610の回転方向において、加圧ベルト610をニップ部Nの上流側の領域610xとニップ部Nの下流側の領域610yとに分けるように配置され、熱源630からの熱を上流側の領域610xに向けて反射するように構成される。反射板641は、加圧ベルト610の移動方向において、当該反射板641が無い場合よりも、ニップ部Nの近くの部分に熱を反射するように構成される。反射板641は、媒体搬送方向における上流側に向けて熱源630からの熱を反射するように構成される。反射板641は、例えば、加圧ベルト610の長手方向に延在し、その両端部においてブラケット673に固定される。
また、反射板641は、熱源630と加圧ローラ621との間に配置され、熱源630から加圧ローラ621への熱を遮る。具体的には、反射板641は、加圧ローラ621の表面層であるゴム部が熱源630から照射される輻射熱に直接曝されないように、加圧ローラ621の表面を覆っている。
反射板642は、熱源630と加圧ローラ622との間に配置され、熱源630から加圧ローラ622への熱を遮る。具体的には、反射板642は、加圧ローラ622の表面層であるゴム部が熱源630から照射される輻射熱に直接曝されないように、加圧ローラ622の表面を覆っている。
反射板641、642は、加圧ローラ621、622のそれぞれの熱膨張や回転振れ等を考慮した上で、加圧ローラ621、622に接触しない位置に配置される。
反射板641と反射板642とは、加圧ベルト610の移動方向および媒体搬送方向において所定の隙間を空けて配置され、熱源630からの熱を第3のニップ部Nに導く通路643を形成する。
反射板641は、熱源630からの熱を反射する反射面R3と、反射面R3の反対側に位置する背面(または非反射面)B3とを有する。また、反射板642は、熱源630からの熱を反射する反射面R4と、反射面R4の反対側に位置する背面(または非反射面)B4とを有する。
ここで、図3を参照して、反射板641、642の具体的な一例を詳述する。反射板641、642は、ニップ部Nに対して、反射板541、542と概ね対称である。
反射板641の反射面R3は、4つの反射面R3−1〜R3−4を有し、反射板642の反射面R4は、4つの反射面R4−1〜R4−4を有する。これらの反射面R3−1〜R3−4、R4−1〜R4−4は、いずれも平面状である。
反射面R3−3と反射面R4−3とは、ニップ基準線と直交する方向に延在し、互いに対向して配置されている。反射面R3−3と反射面R4−3とは、それらの間に入射した光を互いに反射してニップ部Nに導くように、互いに平行に配置されている。
反射面R3−2は、熱源630と加圧ローラ621との間に配置される。反射面R3−2は、反射面R3−3の下端部から媒体搬送方向下流側に斜め下方に延在し、反射面R3−3に対して45°傾斜している。反射面R3−1は、反射面R3−2の媒体搬送方向下流側の端部から下方に延在する。反射面R3−4は、反射面R3−3の上端部から媒体搬送方向下流側に斜め上方に延在し、反射面R3−3に対して45°傾斜している。
反射面R4−2は、熱源630と加圧ローラ622との間に配置される。反射面R4−2は、反射面R4−3の下端部から媒体搬送方向上流側に斜め下方に延在し、反射面R4−3に対して45°傾斜している。反射面R4−1は、反射面R4−2の媒体搬送方向上流側の端部から、媒体搬送方向上流側にニップ基準線と平行に延在し、反射面R4−2に対して45°傾斜している。反射面R4−4は、反射面R4−3の上端部から媒体搬送方向上流側に斜め上方に延在し、反射面R4−3に対して45°傾斜している。
サーミスタ650は、加圧ベルト610の表面温度を検出する温度センサであり、加圧ベルト610の表面温度を定着に適正な温度に保つために使用される。サーミスタ650は、加圧ベルト610に対向して、所定のギャップを確保した状態で、すなわち非接触に配置されている。サーミスタが加圧ベルトの表面に接触して配置される構成では、サーミスタによって加圧ベルトの表面に傷がついたり、経時で摩耗したりし、これらが印刷画像に表れる場合がある。本実施の形態では、サーミスタ650を非接触に配置することにより、このような画像不良を防ぐことができる。サーミスタ650は、媒体の幅方向において、画像形成装置1000が対応する全てのサイズの媒体が通過する領域内に配置される。図3、4に示すように、サーミスタ650は、ホルダ651に固定される。ホルダ651は、ロワーフレーム592に固定される。図2に示すように、サーミスタ650は、温調回路911に接続される。
サーモスタット660は、反射板641に当接して配置され、反射板641の温度が所定温度に達したことを検出した場合に熱源630の加熱を停止させる部材である。サーモスタット660は、定着装置500の異常発熱を防ぐために設けられる。具体的には、サーモスタット660は、反射板641の温度が所定温度に達したことを検出した場合に熱源630への通電を遮断する。より具体的には、図2に示すように、サーモスタット660は、熱源630と給電回路931とを接続する配線中に配置され、当該サーモスタット660の温度が所定の通電遮断温度(作動温度)に達すると、開状態となり、熱源630への電力供給を遮断する。
本実施の形態では、サーモスタット660は、反射板641の背面B3に当接して配置される。また、サーモスタット660は、反射板641を挟んで熱源630の反対側に配置される。サーモスタット660は、加圧ベルト610のうち加圧ベルト610の移動方向におけるニップ部Nの下流側の領域(具体的には領域610y)と対向する位置に配置される。サーモスタット660は、媒体搬送方向において熱源630の下流側に配置される。例えば、サーモスタット660は、媒体搬送方向において熱源630よりもできるだけ下流側で、加圧ベルト610への熱の照射面積ができるだけ広範囲となる位置に配置される。
図8および図9に示すように、サーモスタット660は、定着部側と同様に、ホルダ661およびサーモスタット支持部材662により支持され、付勢部材663によって付勢され、その感熱面660aがホルダ661の開口部661aから突出して反射板641の背面B3に押圧される。
定着部側と同様に、サーモスタット660は、熱源630の長手方向において、熱源630に含まれる全てのヒータの発熱領域内、すなわち全てのヒータの発熱領域が重複する領域内に配置される。具体的には、サーモスタット660は、ヒータ631の発光領域とヒータ632の発光領域とが重複する領域内に配置される。サーモスタット660は、熱源630の長手方向において、熱源630の配熱が最も高くなる位置に配置されてもよい。また、サーモスタット660は、媒体の幅方向において、画像形成装置1000が対応する全てのサイズの媒体が通過する領域内、すなわちどのようなサイズの媒体も走行する領域内に配置される。
ここで、定着装置500の各部材について詳述する。
図12(a)および(b)は、それぞれ定着ベルト510の構成を示す斜視図および断面図である。定着ベルト510は、エンドレスの基材510aと、基材510aの外周に設けられた弾性層510bと、弾性層510bの外周に設けられた離型層510cとを有する。基材510aは、SUS(ステンレス)等の金属からなる弾性を有するエンドレスのベルトである。基材510aは、40〜70μm程度の厚さを有し、それ自体が適度な剛性と可撓性を有することが好ましい。弾性層510bは、基材510a上に形成されたシリコーンゴム層である。離型層510cは、PFAやPTFEなどのフッ素系樹脂層であり、チューブの被覆またはコーティング等によって弾性層510b上に形成される。なお、弾性層510bを形成せずに、基材510a上に離型層510cを直接形成してもよい。定着ベルト510の内面510dは、黒色に塗装がなされ、熱源530からの輻射熱を吸収しやすくなっている。加圧ベルト610は、定着ベルト510と同一の構成を有する。
図13(a)および(b)は、それぞれ駆動ローラ521の構成を示す斜視図および断面図である。駆動ローラ521は、中空ローラであり、芯金521a上に弾性層521bを被覆することによって形成されている。本実施の形態では、芯金521aとしてSTKM材が使用される。ただし、芯金521aとしては、アルミニウムや無垢のSUMやSUSなどの他の金属が使用されてもよい。また、本実施の形態では、弾性層521bは、耐熱性を有するシリコーンゴムで形成される。より具体的には、弾性層521bは、ゴム硬度がアスカーCで75〜85°であるソリッドタイプのシリコーンゴムで形成される。加圧ローラ621は、駆動ローラ521と同一の構成を有する。これにより、互いに対向する駆動ローラ521と加圧ローラ621とで同じ熱膨張量とすることができ、定着ベルト510および加圧ベルト610にストレスを与えず、ストレートのニップ部を形成することができる。
図14(a)および(b)は、それぞれ従動ローラ522の構成を示す斜視図および断面図である。従動ローラ522は、駆動ローラ521よりも小径であり、芯金522a上に弾性層522bを被覆することによって形成されている。本実施の形態では、芯金522aとしてSTKMなどの中空パイプが使用される。弾性層522bは、耐熱性および断熱性を有する発泡シリコーンゴムにより形成される。加圧ローラ622は、従動ローラ522と同一の構成を有する。したがって、互いに対向する従動ローラ522と加圧ローラ622とは、互いに同一の構成を有する。
図15(a)および(b)は、それぞれ反射板541の構成を示す斜視図および断面図である。反射板541は、基材541aと、基材541a上に形成された反射層541bとを有する。本実施の形態では、基材541aはアルミニウム板であり、反射層541bは基材541a上に蒸着された高反射アルミニウムである。より高い反射率を得るために、反射層541bは、基材541a上に銀を蒸着することで形成されてもよい。ここで、反射板はハロゲンランプの高温の熱を受けるので、反射板の基材が溶けるなどの不具合が生じることも考えられる。そこで、基材541aとして、融点の高いステンレスに光輝焼鈍を施して得られる、きれいな光沢のある表面性を備えたステンレス板であるSUS304BA板が用いられてもよい。または、基材541aとして、融点の高いステンレスに#700研磨、#800研磨クラスの鏡面研磨を施して得られるステンレス板が用いられてもよい。例えば、#700〜#800の番手の研磨が施されたステンレス板が用いられてもよい。これらの場合、反射層541bを形成する必要はなく、蒸着は不要である。反射板542、641、642は、反射板541と同様の構成を有する。
なお、反射部材の構成は、適宜変更されてもよい。例えば、第1〜第3の反射部材は、本実施の形態では2つの反射板541、542により構成されているが、1つの反射板により構成されてもよい。また、第1〜第3の反射部材は、3つ以上の反射板により構成されてもよく、例えば、第1〜第3の反射部材に対応する3つの反射板により構成されてもよい。また、本実施の形態では反射部材により通路543、643が形成されているが、反射部材は、通路543、643の部分を塞ぐように構成されてもよい。
次に、上記構成を有する定着装置500の動作について説明する。
画像形成装置1000の印刷動作が開始されると、制御部910は、定着用モータ921を制御して駆動ローラ521の回転を開始させる。これにより、駆動ローラ521は、媒体101を搬送する方向(図3の矢印A5方向)に回転する。定着ベルト510は、駆動ローラ521の回転に伴って駆動ローラ521との間に発生する摩擦力によって駆動ローラ521に従動し、所定の方向(図3の矢印A4方向)に走行する。この定着ベルト510の回転が従動ローラ522に伝達され、従動ローラ522は、定着ベルト510の回転に伴い媒体101を搬送する方向(図3の矢印A7方向)に従動回転する。また、駆動ローラ521と加圧ローラ621とで形成される第1のニップ部N1において、定着ベルト510の回転が加圧ベルト610の表面に伝達される。これにより、加圧ベルト610は、定着ベルト510の回転に伴い、加圧ローラ621、622の周囲を定着ベルト510と等速度で媒体101を搬送する方向(図3の矢印A6方向)に従動回転する。この加圧ベルト610の回転が加圧ローラ621、622に伝達され、加圧ローラ621、622は、それぞれ加圧ベルト610の回転に伴い媒体101を搬送する方向(図3の矢印A8、A9方向)に従動回転する。
図3に示すように、定着ベルト510および加圧ベルト610は、それぞれ、非ニップ部において弛んだ状態で実装されており、基材が弾性を有するので、その弛んだ状態を維持しながら回転する。
また、制御部910は、給電回路931からヒータ531、532への電流の供給を開始する。これにより、ヒータ531、532が発熱し、定着ベルト510が内部から加熱される。加熱された定着ベルト510の表面温度はサーミスタ550によって検出され、当該表面温度を示す表面温度情報がサーミスタ550から制御部910の温調回路911に入力される。温調回路911は、サーミスタ550からの表面温度情報に基づいて、給電回路931からヒータ531、532への電流の供給を制御し、定着ベルト510の表面温度を所定の定着温度に維持する。
同様に、制御部910は、給電回路931からヒータ631、632への電流の供給を開始する。これにより、ヒータ631、632が発熱し、加圧ベルト610が内部から加熱される。加熱された加圧ベルト610の表面温度はサーミスタ650によって検出され、当該表面温度を示す表面温度情報がサーミスタ650から制御部910の温調回路911に入力される。温調回路911は、サーミスタ650からの表面温度情報に基づいて、給電回路931からヒータ631、632への電流の供給を制御し、加圧ベルト610の表面温度を所定の定着温度に維持する。
図16は、ヒータ531、631が発光した場合における、ヒータ531、631の光の照射方向を示す。図17は、ヒータ532、632の両方が発光した場合における、ヒータ532、632の光の照射方向を示す。
図16において、ヒータ531から照射された光は、放射状に広がり、定着ベルト510の内面に熱供給する。本実施の形態では、ヒータ531はヒータ532よりも媒体搬送方向上流側に配置されており、ヒータ531の光はヒータ532の影になる媒体搬送方向下流側の部分(図16の定着ベルト510内のクロスハッチング部分)には照射されない。同様に、ヒータ631から照射された光は、放射状に広がり、加圧ベルト610の内面に熱供給する。本実施の形態では、ヒータ631はヒータ632よりも媒体搬送方向上流側に配置されており、ヒータ631の光はヒータ632の影になる媒体搬送方向下流側の部分(図16の加圧ベルト610内のクロスハッチング部分)には照射されない。
図17において、ヒータ532から照射された光は、放射状に広がり、定着ベルト510の内面に熱供給する。本実施の形態では、ヒータ532はヒータ531よりも媒体搬送方向下流側に配置されており、ヒータ532の光はヒータ531の影になる媒体搬送方向上流側の部分(図17の定着ベルト510内のクロスハッチング部分)には照射されない。同様に、ヒータ632から照射された光は、放射状に広がり、加圧ベルト610の内面に熱供給する。本実施の形態では、ヒータ632はヒータ631よりも媒体搬送方向下流側に配置されており、ヒータ632の光はヒータ631の影になる媒体搬送方向上流側の部分(図17の加圧ベルト610内のクロスハッチング部分)には照射されない。
ここで、反射板541の反射面R1−1には、ヒータ531、532からの光が直接照射される。この光の多くが反射面R1−1に吸収されると、反射面R1−1の温度は非常に高温となる。しかし、照射される光の多くは反射面R1−1により反射されるので、反射面R1−1の温度はある程度低く抑えられる。また、反射板541は板厚を有するので、反射面R1−1の反対側の背面B1−1の温度は、さらに低く抑えられる。このため、使用するサーモスタット560の通電遮断温度が低い場合でも、サーモスタット560の感熱面560aを、背面B1−1に接触させて配置することができる。同様に、加圧部側においても、反射面R3−1の反対側の背面B3−1の温度は低く抑えられ、サーモスタット660の感熱面660aを背面B3−1に接触させて配置することができる。
図18は、定着ベルト510の表面温度と、反射板541の反射面R1−1の温度と、その背面B1−1の温度との関係を示す図である。図18において、横軸は時間、縦軸は温度を示す。太い実線L1は定着ベルト510の表面温度、細い実線L2は背面B1−1の温度、破線L3は反射面R1−1の温度を示す。温度T1は、サーモスタット560の通電遮断温度を示す。
時刻t1より前の期間において、画像形成装置1000は待機状態である。このとき、ヒータから直接光を受ける反射板541の反射面R1−1の温度が最も高く、その次にサーモスタット660が接触配置される背面B1−1の温度、そして定着ベルト510の表面温度の順となっている。
時刻t1において連続印刷が開始されると、未定着のトナー像を担持する媒体101が画像形成部400から定着装置500に連続的に搬送され、定着装置500のニップ部Nを通過する。このとき、定着ベルト510の熱が媒体101に供給される。これにより、サーミスタ550の検出温度が低下すると、温調回路911は、ヒータ531、532への電力を増加させる。例えば、温調回路911は、ハロゲンランプの発光制御における発光デューティを大きくする。これにより、ヒータ531、532から定着ベルト510に供給される熱量が増大する。ただし、図18の例では、定着ベルト510から媒体101に供給される熱量に比べて、ヒータ531、532から定着ベルト510に供給される熱量が小さく、定着ベルト510の表面温度は、時刻t1直後の期間において低下傾向を示している。その後、定着ベルト510から奪われる熱量と定着ベルト510に与えられる熱量とが均衡し、定着ベルト510の表面温度が一定の温度となる。
一方、反射板541においては、時刻t1の後、ヒータ531、532に供給される電力の増加に応じて、熱源530から照射される熱が増大し、反射面R1−1および背面B1−1の温度が上昇してそれぞれ飽和温度に至る。反射面R1−1の飽和温度はサーモスタット560の通電遮断温度T1より高いが、背面B1−1の飽和温度はサーモスタット560の通電遮断温度T1よりも低い。
同様に、加圧部側においても、温度の高い順は、反射面R3−1、背面B3−1、加圧ベルト610の順となり、反射面R3−1の飽和温度はサーモスタット660の通電遮断温度より高くなり、背面B3−1の飽和温度は通電遮断温度よりも低くなる。
ここで、図16に示すように、反射板541の反射面R1−1に照射された光は、入射角と反射角の関係から、媒体搬送方向の上流側へ反射される。同様に、反射板641の反射面R3−1に照射された光も、媒体搬送方向の上流側へ反射される。
以上説明した本実施の形態によれば、下記(1)〜(6)の効果が得られる。
(1)本実施の形態では、過昇温防止部材としてのサーモスタット560は、熱源530により加熱される部材である反射板541に当接して配置される。このため、サーモスタットを熱源により加熱される部材(例えばベルト)に非接触に配置する構成と比較して、熱源により加熱される部材の温度をより正確に検出することができる。つまり、熱源により加熱される部材に接触してサーモスタットが配置されるので、熱源により加熱される部材に非接触にサーモスタットが配置される構成と比較して、より高い検出精度で熱源により加熱される部材の温度を検知することができ、サーモスタットの検出精度を高くすることができる。具体的には、サーモスタットとベルトとの間のギャップのばらつきによる温度のばらつきを排除することができ、例えば、サーモスタット自身の公差にて温度を検知することが可能となる。これにより、熱源により加熱される部材の温度が所定の異常温度に達したこと、または定着装置の過昇温を正確に検知することができ、熱源への通電の遮断を適切に行うことができ、より安全な定着装置を提供することができる。また、サーモスタットとベルトとの間のギャップを管理する必要がない。さらに、サーモスタット560は、定着ベルト510に対しては非接触に配置されるので、定着ベルト510を傷つけたり摩耗させたりすることがなく、より安定した画像品位を確保することができる。
(2)サーモスタット560は、反射板541の反射面541aと反対側の背面541bに当接して配置される。本構成によれば、熱源530からの熱がサーモスタット560に直接照射されることを防ぐことができる。また、熱源530からの熱を反射することで、反射板541の過度の昇温を抑制することができる。これにより、通電遮断温度が低いサーモスタットを使用することができ、コスト低減を図ることができる。
(3)反射板541は、定着ベルト510のうち定着ベルト510の移動方向におけるニップ部Nの上流側の領域に向けて熱源530からの熱を反射する。本構成によれば、反射板541に向かって照射された熱をニップ部Nの上流側の領域に照射することができ、効率的に定着ベルト510を加熱することができる。具体的には、ニップ部Nの上流側の領域を加熱することで、定着ベルト510が搬送される過程で熱が拡散してしまうことを低減し、搬送される媒体101に効率的に熱を与えることができる。これにより、ウォームアップタイムの短縮や、良好な定着性、安定した定着品位を確保することが可能となる。
(4)サーモスタット560は、定着ベルト510のうち定着ベルト510の移動方向におけるニップ部Nの下流側の領域と対向するように配置される。本構成では、サーモスタット560は、定着ベルト510のうち温度が比較的低い領域と対向する。このため、サーモスタット560への定着ベルト510の温度の影響を低減することができる。
(5)サーモスタット560は、定着ベルト510の内側に配置されるので、定着装置500の実装体積を低減することができる。
(6)サーモスタット560は、第1の反射部材である反射板541の長手方向における中央部に配置されてもよい。ここで、中央部とは、反射板541の長手方向における中央からのずれが反射板541の長手方向の長さの10%以内である範囲を意味する。反射板541の長手方向における両端部と比較して、反射板541の中央部からは熱が外部に拡散しにくいので、サーモスタット560を中央部に配置することにより、正確な温度を検出することができる。
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の態様で実施することができる。
例えば、上記実施の形態では、定着ベルト510を加熱する熱源530と、加圧ベルト610を加熱する熱源630とを備える構成を例示したが、少なくとも定着ベルト510を加熱する熱源を備えていればよく、加圧ベルト610の熱源630は省略されてもよい。この場合、反射板641、642、サーミスタ650、およびサーモスタット660も省略可能である。
また、定着装置500に含まれるローラの本数は、適宜変更されてもよい。例えば、定着部501に含まれるローラの本数、および加圧部601に含まれるローラの本数は、それぞれ、1本でもよいし、3本以上でもよい。また、定着装置500の各ローラは、例えばパッドなど、他の部材に変更されてもよい。また、定着ベルト510は、駆動ローラ521以外の部材により搬送されてもよい。
また、上記実施の形態では、上下にそれぞれベルトを配置する構成を例示したが、少なくとも1つのベルトを備えていればよく、ベルトの数や位置は適宜変更されてもよい。例えば、加圧部601は、加圧ベルト610を備えず、定着ベルト510に直接接触する1以上の加圧ローラを備える構成であってもよい。また、定着ベルト510が下側に配置され、加圧部601が上側に配置される構成であってもよい。この場合も、加圧部601は、加圧ベルト610を備えてもよいし、備えなくてもよい。
また、上記実施の形態では、媒体走行基準が端部である構成を例示したが、媒体走行基準は中央であってもよい。また、各ヒータの発熱パターンおよびサーモスタットの個数や位置は、適宜変更されてもよい。
また、上記実施の形態では、電子写真プリンタの定着装置を例示したが、本発明は、複写機、ファクシミリ、複合機など、他の種類の画像形成装置の定着装置にも適用可能である。
400 画像形成部、 500 定着装置、 510 定着ベルト、 520 支持部、 521 駆動ローラ、 522 従動ローラ、 530,630 熱源、 531,532,631,632 ヒータ、 541,542,641,642 反射板、 550,650 サーミスタ、 560,660 サーモスタット、 601 加圧部、 610 加圧ベルト、 621,622 加圧ローラ、 1000 画像形成装置。

Claims (21)

  1. 無端状の第1のベルトと、
    前記第1のベルトを加熱する第1の熱源と、
    前記第1の熱源からの熱を前記第1のベルトに向けて反射する第1の反射部材と、
    前記第1の反射部材に当接して配置され、前記第1の反射部材の温度が所定温度に達したことを検出した場合に前記第1の熱源の加熱を停止させる第1の過昇温防止部材と
    を備えることを特徴とする定着装置。
  2. 前記第1の反射部材は、前記第1の熱源からの熱を反射する反射面と、当該反射面の反対側に位置する背面とを有し、
    前記第1の過昇温防止部材は、前記背面に当接して配置されていることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
  3. 前記第1の過昇温防止部材は、前記第1の反射部材を挟んで前記第1の熱源の反対側に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。
  4. 前記第1のベルトの内側に配置され、前記第1のベルトの移動を支持する支持部と、
    前記第1のベルトを挟んで前記支持部に圧接し、前記第1のベルトとの間にニップ部を形成する加圧部と、
    を備え、
    前記第1の反射部材は、前記第1のベルトのうち前記第1のベルトの移動方向における前記ニップ部の上流側の領域に向けて前記第1の熱源からの熱を反射するように形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の定着装置。
  5. 前記第1の過昇温防止部材は、前記第1のベルトのうち前記第1のベルトの移動方向における前記ニップ部の下流側の領域と対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項4に記載の定着装置。
  6. 前記支持部、前記第1の過昇温防止部材、前記第1の反射部材、および前記第1の熱源は、前記第1のベルトの移動方向において、この順に前記第1のベルトと対向するように配置されていることを特徴とする請求項4または5に記載の定着装置。
  7. 前記第1の熱源、前記第1の反射部材、および前記第1の過昇温防止部材は、前記第1のベルトの内側に配置されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の定着装置。
  8. 前記過昇温防止部材は、前記第1の反射部材の温度が所定温度に達したことを検出した場合に前記第1の熱源への通電を遮断するサーモスタットであることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の定着装置。
  9. 前記支持部は、支持ローラを有し、
    前記加圧部は、前記第1のベルトを挟んで前記支持ローラに圧接し、前記第1のベルトとの間に前記ニップ部を形成する加圧ローラを有することを特徴とする請求項4から8のいずれか1項に記載の定着装置。
  10. 前記支持ローラまたは前記加圧ローラは、前記第1のベルトを駆動して搬送する駆動ローラであることを特徴とする請求項9に記載の定着装置。
  11. 前記支持部は、前記第1のベルトの移動方向に互いに離間して配置された第1の支持ローラおよび第2の支持ローラを有し、
    前記加圧部は、
    前記第1のベルトと対向する無端状の第2のベルトと、
    前記第1のベルトおよび前記第2のベルトを挟んで前記第1の支持ローラに圧接し、前記第1のベルトと前記第2のベルトとの間に第1のニップ部を形成する第1の加圧ローラと、
    前記第1のベルトおよび前記第2のベルトを挟んで前記第2の支持ローラに圧接し、前記第1のベルトと前記第2のベルトとの間に第2のニップ部を形成する第2の加圧ローラと
    を有し、
    前記第1のニップ部、前記第2のニップ部、および前記第1のニップ部と前記第2のニップ部との間において前記第1のベルトと前記第2のベルトとが接触して形成される第3のニップ部とを含む前記ニップ部を形成することを特徴とする請求項4から8のいずれか1項に記載の定着装置。
  12. 前記第1の熱源と前記第1の支持ローラとの間に配置され、前記第1の熱源から前記第1の支持ローラへの熱を遮る第2の反射部材と、
    前記第1の熱源と前記第2の支持ローラとの間に配置され、前記第1の熱源から前記第2の支持ローラへの熱を遮る第3の反射部材と
    を備えることを特徴とする請求項11に記載の定着装置。
  13. 前記第2の反射部材と前記第3の反射部材とは、前記第1のベルトの移動方向に互いに離間して配置され、前記第1の熱源からの熱を前記第3のニップ部に導く通路を形成することを特徴とする請求項12に記載の定着装置。
  14. 前記第2のベルトを加熱する第2の熱源と、
    前記第2の熱源からの熱を前記第2のベルトに向けて反射する第4の反射部材と、
    前記第4の反射部材に当接して配置され、前記第4の反射部材の温度が所定温度に達したことを検出した場合に前記第2の熱源の加熱を停止させる第2の過昇温防止部材と
    を備えることを特徴とする請求項11から13のいずれか1項に記載の定着装置。
  15. 前記第2の熱源と前記第1の加圧ローラとの間に配置され、前記第2の熱源から前記第1の加圧ローラへの熱を遮る第5の反射部材と、
    前記第2の熱源と前記第2の加圧ローラとの間に配置され、前記第2の熱源から前記第2の加圧ローラへの熱を遮る第6の反射部材と
    を備えることを特徴とする請求項14に記載の定着装置。
  16. 前記第5の反射部材と前記第6の反射部材とは、前記第2のベルトの移動方向に互いに離間して配置され、前記第2の熱源からの熱を前記第3のニップ部に導く通路を形成することを特徴とする請求項15に記載の定着装置。
  17. 前記支持部の方向に前記加圧部を付勢する付勢部材を備えることを特徴とする請求項4から16のいずれか1項に記載の定着装置。
  18. 前記第1の反射部材は、
    SUS304BA板、
    #700〜#800の鏡面研磨を施して形成されたステンレス板、
    高反射アルミニウムの反射層が蒸着されたアルミニウム板、または
    銀が蒸着されたアルミニウム板
    であることを特徴とする請求項1から17のいずれか1項に記載の定着装置。
  19. 前記第1のベルトの基材は、弾性を有する無端状の金属製のベルトであることを特徴とする請求項1から18のいずれか1項に記載の定着装置。
  20. 前記第1の熱源は、ハロゲンランプであることを特徴とする請求項1から19のいずれか1項に記載の定着装置。
  21. 記録媒体上に現像剤像を形成する画像形成部と、
    前記記録媒体上に形成された現像剤像を前記記録媒体に定着する請求項1から20のいずれか1項に記載の定着装置と
    を有することを特徴とする画像形成装置。
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