JP2016057481A - 定着装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】定着ローラ表面にカバー部材を設ける。
【選択図】図1
Description
(1)画像形成装置例
図4は、本発明に従う電磁誘導加熱方式の定着装置50を備えた画像形成装置40の概略構成図である。本例の画像形成装置40は電子写真プロセスを用いたレーザー走査露光方式のデジタル画像形成装置(複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機能機等)である。
図1の(a)は本実施例における定着装置50の要部の横断面模式図である。(b)は同装置50の要部の斜視模式図であり、(a)との対比において、カバー部材16は実際の位置よりも定着ローラ1から離間した位置に描写されている。図2は同装置50の要部の正面模式図である。
本実施例において、定着ローラ1は、導電層(整磁合金層:金属材料)である円筒状の芯金1aと、芯金1aの外周面に形成された耐熱性の弾性層1bと、弾性層1bの外周面に形成された表層1cと、の複合層構成の中空ローラである。
定着ローラ1の中空内部(内側)には、芯金1aに誘導電流(渦電流)を誘起してジュール発熱させる高周波磁界(交番磁界)を発生する励磁コイル7を有するコイル・アセンブリ4が配置されている。
加圧ローラ2は、芯金2aと、芯金2aの外回りにローラ状に同心一体に形成された耐熱性の弾性層2bと、さらに弾性層2bの外周面に形成された表層2cと、を有する複合層構成の耐熱性弾性ローラである。
定着ローラ1の外周を清掃するクリーナ15は、本実施例においては、シリコンオイルを含浸したオイル含浸部材であるクリーニングウェブ15aを用いたウェブクリーニング装置である。クリーニングウェブ15aをロール巻きに保持したウェブ繰り出し軸部15bと、ウェブ巻取り軸部15cと、該両軸部15b・15c間のウェブ部分を定着ローラ1の外面に押し付ける押し付けローラ15dを有する。
カバー部材16は、トナーとして離型剤(ワックス)を含有するものを用いた場合のワックスのダスト(凝縮後のワックス微粒子)の発生箇所である定着ローラ1の近傍を極力覆って、ダストがそのまま定着装置外に拡散してしまうのを抑制する部材である。また、ダストの大粒化を促進する部材である。
制御回路部100は、画像形成装置40のメイン電源スイッチ(不図示)のONにより画像形成装置を起動させて所定の立ち上げモードをスタートさせる。定着装置50に関しては、駆動源Mの起動により定着ローラ1の回転が開始される。この定着ローラ1の回転に従動して加圧ローラ2も回転する。また、制御回路部100は高周波インバーター101を起動させて励磁コイル7に高周波電流を流す。
次に、トナーに内包(含有)される離型剤、本例ではワックスについて説明する。定着処理時においては、トナーが定着ローラ1に転移してしまうオフセットと呼ばれる現象を生じる恐れがある。オフセット現象は画像不良などの問題を引き起こす。
(4−1)ダストの発生箇所
図7の(a)〜(c)はニップ部Nに導入された用紙Pから定着ローラ1に移行して付着したワックスが気化する過程を示す。なお、図7においては、クリーナ15の記載が省略されている。図7の(a)の状態では、用紙P上のトナー像tの先端部分だけがニップ部Nを通過しているため、定着ローラ1上のローラ周方向におけるワックス付着領域は図中に示す135aの範囲となる。この段階ではワックスは気化しない。ワックス付着領域135aにおける定着ローラ1の表面温度は、用紙Pとの接触によって熱を奪われた結果、低下してしまう為である。
本発明者等の研究によれば、定着ローラ1から発生するダストの粒径は、定着ローラ1近辺の空間温度に依存することがわかっている。
以上で述べたダストの性質に基づいて定着装置50におけるダストの拡散抑制策を検討すると、図7の(c)に波線で示すダスト発生箇所138の近傍の気中温度を上げると良いことがわかる。
(6−1)定着ローラ1の周辺気流
配置について述べる前に、定着ローラ1近傍の気流を図5に示す熱気流シミュレーション結果に基づいて説明する。この熱と気流についての検証は、表面温度200℃の定着ローラ1が速度Vで時計回り方向Aに回転し、加圧ローラ2が同じく速度Vで反時計回り方向Bに回転し、用紙Pが速度Vで図中の左方向に移動すると仮定している。そのため、この検証においては、
・定着ローラ1の周辺に発生する自然対流による上昇気流(CD)
・定着ローラ1の表面移動に伴い発生するローラ表面の気流(RD)
・用紙Pの移動に伴って用紙Pに沿って発生する気流(PA)
が考慮されている。
前述したように、カバー部材16はダスト発生箇所138の周辺の気中温度を上昇させる作用を有する。この温度上昇作用を確保するには、温度の低い用紙表面の気流(PA)に起因する気流(CF)と上昇気流(CD)が、カバー部材16と定着ローラ1の間に侵入することを防がなければならない。そのためカバー部材16は、図1に示すように定着ローラ1の表面に極力近接するように配置されている。係る構成により、カバー部材16の下端16bは、気流(CF)と上昇気流(CD)を定着ローラ1から離間する方向に逸らすことができる。
カバー部材16を上記のように配置することにより、図1の(a)に示すポイントC1で測定されるダスト濃度は、カバー部材16がない場合に比べて70%未満のダスト濃度に抑えることができる。測定誤差が30%あるため、効果有と判定できる目安を70%未満にした。ポイントC1は定着ローラ1から発生するダストが熱対流による上昇気流によって排出される経路上に、定着ローラ1から20mm程度離間した位置に設定されている。ポイントC1でのダスト濃度が70%未満になれば、定着装置50の外側の機内ワックス汚れを低減することができる。
間隔Dは、定着ローラ1の周速Vによって決定されても良い。図6示すtは、図5における気流(RD)の幅である。すなわちtは、気流(RD)と気流(CD)の境界から定着ローラ1までの距離を示している。このtについて検証(シミュレーション)を行った。図6はその検証結果を示すものである。
間隔Dが上記tを下回るように設定すると、カバー部材16は気流(CF)と気流(CD)を確実に止めることができる。その結果、定着ローラ1の周辺の気温の低下を防ぎ、ダストを低下させることができる。間隔Dを上記t以下に設定することが困難な場合は、リブ17と定着ローラ1の間隔D1を上記t以下としても良い。
間隔Dを上記範囲に設定することが困難な場合は、
0.5≦D1≦0.0059×V+0.72
としても良い。
次に、実施例2について、図9を用いて説明する。図9の定着装置51と図1の定着装置50との違いは、クリーナ15の有無である。定着装置51はクリーナ15を持たない為、カバー部材19の上端は図1の定着装置50におけるような折り返し部(16a)を持たない。またカバー部材19は、定着ローラ1の加熱領域110のほぼ全域を覆うように構成されている。画像形成装置の画像形成部の構成を含めて、他の基本構成は実施例1と同様であるので説明を省略する。また、実施例1において説明した機構についても、同じ符号を付すことにより詳細な説明を省略する。
グローラ等の他のクリーニング部材であっても良い。
1)定着装置には、未定着トナー画像を固着像として定着する装置以外にも、用紙に仮定着されたトナー画像あるいは一度加熱定着されたトナー像を再度加熱加圧して光沢度を向上させる画質改質装置(この定着装置と呼ぶ)場合なども包含される。
Claims (6)
- 離型剤を含有するトナーを用いた未定着トナー像を担持したシートをニップ部で挟持搬送してトナー像を熱定着する定着装置であって、
電磁誘導加熱可能な筒状の回転体と、
前記回転体と前記ニップ部を形成する対向部材と、
前記回転体を電磁誘導加熱する交番磁界を形成するためのコイルであって、前記回転体の内側に非回転に固定されて配置されており前記回転体に近接する加熱領域において前記回転体を加熱するコイルと、
前記回転体の前記加熱領域に対応する外側表面を0.5mm以上3.5mm以下の間隔を存して覆うカバー部材であって、回転体回転方向下流側の端部が前記ニップ部に導入されるシートの先端が前記回転体に接触し得る領域の近傍に及んでいるカバー部材と、
を有することを特徴とする定着装置。 - 前記回転体の外周面を清掃するクリーナを有し、前記クリーナは前記加熱領域よりも回転体回転方向上流側で前記ニップ部よりも回転体回転方向下流側に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。
- 前記クリーナは、オイル含浸部材を有することを特徴とする請求項2に記載の定着装置。
- 前記間隔をD(mm)、前記回転体の周速をV(mm/s)としたとき、
0.5≦D≦0.0059×V+0.72
の関係を満足することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の定着装置。 - 前記カバー部材は、前記回転体との対向面に前記回転体に向かって突出するリブを有し、前記リブは前記カバー部材の幅方向に延在していることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の定着装置。
- 前記カバー部材の幅は、装置に使用可能な最大幅のシートの画像形成可能領域の幅よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の定着装置。
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