JP2015152752A - 定着装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は画像形成装置の一例の構成概略図である。本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレーザープリンターである。1は像担持体としての感光ドラムあり、矢印aの時計方向に所定のプロセススピードにて回転駆動される。感光ドラム1は、OPC・アモルファスSi等の感光材料層を、アルミニウムやニッケルなどのドラム状の導電性基体の外周面に形成した構成から成る。感光ドラム1はその回転過程で帯電手段としての帯電ローラ2により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。その後、感光ドラム1の帯電した面に対して、レーザービームスキャナ3より、画像情報に応じたレーザービームによる走査露光Lがなされることにより、感光ドラム面に静電潜像が形成される。その静電潜像が現像装置4でトナーTにより現像されて可視化される。一方、給紙ローラ8の駆動により給紙カセット9内に収容されている記録材Pが一枚ずつ繰り出される。繰り出された記録材Pは、感光ドラム1と転写ローラ5の圧接部である転写ニップ部に所定の制御タイミングにて給送され、正極性の転写バイアスが印加された転写ローラ5によって感光ドラム1面側の負極性のトナー像が記録材Pの面上に順次転写される。尚、記録材Pにトナー像を形成するまでの部分を画像形成部とする。転写ニップ部を出た記録材は定着装置(定着部)6に導入されてトナー画像の熱定着処理を受ける。定着装置定着装置6を出た記録材Pは排紙ローラを有するシートパスを通って、排紙トレイに排出される。また、記録材が分離した後の感光ドラム面はクリーニング装置7により転写残トナー等の付着汚染物の除去処理を受けて清浄面化され、繰り返し作像に供される。
図2(a)、2(c)はそれぞれ本実施例に係る定着装置の横断面図、分解斜視図である。定着装置6は、筒状のフィルム13と、フィルム13との間にニップ部を形成する加圧部材としての加圧ローラ10と、を備える。フィルムアセンブリ10はフィルム13と、フィルム13の内面に接触するヒータと、ヒータ17のフィルム内面と接触する側と反対側の面を支持する支持部材12と、支持部材12を補強する補強ステー14と、を有する。フィルムアセンブリ10は、補強ステー14の長手方向の両端部において加圧バネ14のバネ力によって加圧ローラ20に対して付勢されている。
LTR:幅216mm×長さ279.4mm
A4:幅210mm×長さ297mm
B5:幅182mm×長さ257mm
A5:幅148mm×長さ210mm
A6:幅105mm×長さ148mm
熱伝導部材17について説明する。熱伝導部材17は、ヒータ11と支持部材12との間に設けられ、両者に挟持されている。熱伝導部材17は、基板11aよりも熱伝導率の高い材質で形成されている。熱伝導部材17として、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)、黒鉛をシート状に加工したグラファイトシート等を用いることができる。熱伝導部材17の熱伝導率は0℃において200W/(m・K)以上であることが望ましい。なお、アルミナの熱伝導率は約20W/(m・K)、純粋な窒化アルミニウムでも熱伝導率は200W/(m・K)である。尚、アルミニウムの熱伝導率は236W/(m・K)、銅の熱伝導率は403W/(m・K)、銀の熱伝導率は428W/(m・K)、グラファイトシートの熱伝導率は600〜1500W/(m・K)である。尚、熱伝導部材17がフィルム13とヒータ11との間に設けても良い。
環境:15℃/10%(低温低湿環境)
紙種:A4サイズ坪量199g/m2のSpringhill(商品名)
通紙モード:コールド状態から1枚間欠プリント50枚
プリントスピード:約220mm/s(40ppm)
定着温度(目標温度):230℃
評価結果は、熱伝導部材の幅4.0mmのときは7℃、幅6.0mmのときは22℃、幅8.0mmのときは45℃の端部昇温抑制効果であった。すなわち、幅1.0mmに対する非通紙部昇温の抑制効果は約10℃であり、熱伝導部材の熱容量を増やすほど非通紙部昇温の抑制効果が高い。
比較例1〜4及び実施例1の熱伝導部材17の構成について図5を参照して説明する。比較例1は、熱伝導部材17はアルミニウム材(純アルミ、合金番号A1050)で形成され、長さ214mm、幅4.5mm、厚さ0.3mmである。比較例2、3は、幅がそれぞれ6.0mm、7.5mmであることを除いて比較例1と同じ寸法である。比較例1〜4の熱伝導部材17の厚みは長手方向で均一である。また、アルミニウムの比重は2.705g/cm3(A1050)、比熱0.88J/g・Kである。
○:ホットオフセットの発生なし
×:ホットオフセットの発生あり
<評価条件>
環境:15℃/10%(低温低湿環境)
紙種:A4サイズ坪量199g/m2のSpringhill
通紙モード:コールド状態から1枚間欠プリント30枚
プリントスピード:約220mm/s(スループットにすると40ppm)
定着制御温度:230℃
○:スループットダウン制御しなくても、ホットオフセットの発生なし
×:ホットオフセットを発生させないためにはスループットダウンする必要あり
<評価条件>
環境:15℃/10%(低温低湿環境)
紙種:A4サイズ坪量199g/m2のSpringhill(商品名)を各定型紙サイズにカットしたもの
通紙モード:コールド状態から連続プリント10枚
プリントスピード:約220mm/s(40ppm)、スループットダウン制御をした場合はスループットにして20ppmとなるように紙間を調整
定着制御温度:190℃(40ppm)、150℃(20ppm)
クイックスタート性の評価は、FPOTを5.0sec固定にしたときの定着性を評価することで判断した。クイックスタート性が良くない、つまりウォームアップ時間が長い定着装置は定着性が良くないことになる。FPOT5.0secという値は製品スペックとして適宜選択されるものである。定着性は、グレタグマクベス社製RD−19I等の反射濃度測定器を用いて、定着後擦り前の画像濃度を測定し、その後重り等を用いて所定の負荷をかけながら画像表面をシルボン紙で所定回数擦る。さらに、擦り後の濃度を測定し、(濃度低下率:%)={(擦り前画像濃度)―(擦り後画像濃度)}/(擦り前画像濃度)×100により計算する。定着性評価時の詳細条件については下記の通りである。濃度低下率なので、値が小さいほど定着性が良いことになる。このとき、濃度低下率が20%以上だと、目視で確認できるレベルの画像不良(画像剥がれ)が発生していた。
○:濃度低下率が20%未満
×:濃度低下率が20%以上
<定着性評価条件>
環境:15℃/10%(低温低湿環境)
入力電圧:120V
FPOT:5.0sec固定
画像パターン:ブラックトナー(K)のハーフトーン画像
紙種:A4サイズ坪量80g/m2のOceRedLabel(商品名)
通紙枚数:コールド状態から1枚
プリントスピード:約220mm/s(40ppm)
擦り時負荷:0.5N/cm2
擦り回数:5回
比較例1〜3および実施例1の性能評価結果を表1に示す。
11 ヒータ
12 支持部材
13 フィルム
17 熱伝導部材
17a 熱伝導部材の定型サイズ記録材の中央部に対応する部分
17b、17c、17d、17h 各定型サイズ記録材の端部近傍の非通紙領域に対応する熱伝導部材の部分
17e、17f、17g 各定型サイズ記録材の端部近傍の非通紙領域に対応する熱伝導部材の部分
20 加圧ローラ
P 記録材
Claims (8)
- 筒状のフィルムと、
前記フィルムに接触する長細いヒータと、
前記ヒータの前記フィルムと接触する面と反対側の面を支持する支持部材と、
前記ヒータと前記支持部材との間に挟持され、前記ヒータに長手方向に亘って接触する熱伝導部材と、
前記フィルムと接触してニップ部を形成する加圧部材と、
を備え、前記ニップ部でトナー画像が形成された記録材を搬送しながら前記フィルムからの熱でトナー画像を加熱して記録材に定着する定着装置において、
記録材の搬送方向に直交する方向において、定型サイズ記録材の端部近傍の非通紙領域に対応する前記熱伝導部材の部分の単位長さ当たりの熱容量は、前記定型サイズ記録材の中央部に対応する前記熱伝導部材の部分の単位長さ当たりの熱容量よりも大きいことを特徴とする定着装置。 - 記録材の搬送方向に直交する方向において、第1の定型サイズ記録材の前記非通紙領域に対応する前記熱伝導部材の部分の単位長さ当たりの熱容量は、前記第1の定型サイズ記録材よりも幅の狭い第2の定型サイズ記録材の前記非通紙領域に対応する前記熱伝導部材の部分の単位長さ当たりの熱容量よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 記録材の搬送方向に直交する方向において、前記非通紙領域に対応する前記熱伝導部材の部分に熱容量を大きくしつつ前記熱伝導部材を前記支持部材に対して係止するための係止部が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置。
- 前記熱伝導部材は板材であって、前記係止部は前記板材の幅方向の端部を曲げて形成された曲げ部であることを特徴とする請求項3に記載の定着装置。
- 前記熱伝導部材は板材であって、
前記板材の前記非通紙領域に対応する部分の幅は前記中央部に対応する部分の幅よりも広いことを特徴とする請求項1又2に記載の定着装置。 - 前記熱伝導部材は板材であって、
前記板材の前記非通紙領域に対応する部分の厚さは前記中央部に対応する部分の厚さよりも大きいことを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置。 - 前記加圧部材は、両側に軸部を有する芯金と、前記芯金の外側に形成されたゴム層と、を備えるローラであって、
前記熱伝導部材を記録材の搬送方向の中央で分けた2つの領域のうち前記ローラの前記両側の軸部のうち長さが短い軸部のある側の領域のみにおいて、定型サイズ記録材の端部近傍の非通紙領域に対応する前記熱伝導部材の部分の単位長さ当たりの熱容量は、前記定型サイズ記録材の中央部に対応する前記熱伝導部材の部分の単位長さ当たりの熱容量よりも大きいことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の定着装置。 - 前記ヒータは前記フィルムの内面に接触し、前記フィルムを介して前記加圧部材と共に前記ニップ部を形成していることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに1項に記載の定着装置。
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