JP2016200665A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus.
複写機やプリンタ等の画像形成装置はヒータを備えた定着装置を具備しており、画像形成には様々なサイズの用紙が用いられる。このため、定着装置のヒータ長さを最大サイズの用紙に対応した長さとすると、小サイズの用紙を通紙した際に非通紙部である端部の温度上昇が大きくなるため、用紙の搬送速度を落として生産性を下げる必要がある。この問題点に対処すべく、定着ローラの内部に中央部の配光分布が密な第1のハロゲンヒータと端部付近の配光分布が密な第2のハロゲンヒータとを配設し、小サイズの用紙を用いる場合には第1のハロゲンヒータのみを点灯させる定着装置が知られている。 Image forming apparatuses such as copying machines and printers include a fixing device having a heater, and various sizes of paper are used for image formation. For this reason, if the heater length of the fixing device is set to a length corresponding to the maximum size paper, the temperature rise at the end, which is a non-sheet passing portion, will increase when a small size paper is passed. Need to slow down and reduce productivity. In order to cope with this problem, a first halogen heater having a dense light distribution at the center and a second halogen heater having a dense light distribution near the end are disposed inside the fixing roller. There is known a fixing device that turns on only a first halogen heater when a sheet of a size is used.
また、用紙全体における使用頻度はごく少ないものの、A3サイズよりも一回り大きいA3ノビや13インチといった特殊な大サイズの用紙が使用される場合がある。このような大サイズの用紙に対応した配光分布を有するハロゲンヒータを別途設けようとしても、小型化に基づいた定着ローラの直径サイズが制約されているために困難であるという問題点がある。 In addition, although the frequency of use of the entire paper is very low, special large size paper such as A3 Nobi or 13 inches that is slightly larger than the A3 size may be used. Even if a halogen heater having a light distribution corresponding to such a large size paper is separately provided, there is a problem that the diameter size of the fixing roller based on downsizing is restricted, which is difficult.
そこで、定着温度への立ち上がりが速い薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材の内部にニップ形成ユニットを設け、ベルト部材とこれを加圧する加圧ローラとニップ形成ユニットとの当接圧によってニップを形成する定着装置が知られている(例えば「特許文献1」参照)。この定着装置では、ベルト部材の内部に配光分布が異なる複数のハロゲンヒータが配設され、ベルト部材の幅方向両端部であってベルト部材の回転方向におけるニップ上流側の位置には、大サイズの用紙に対応可能な端部熱源が、ベルト部材の内面または外面に接触する態様で配置されている。この端部熱源を配置することにより、大サイズ専用のハロゲンヒータを追加することなく、簡単な構成で大サイズの用紙にも対応することが可能となる。
Therefore, a nip forming unit is provided inside a thin and flexible endless belt member that quickly rises to the fixing temperature, and a contact pressure between the belt member, a pressure roller that pressurizes the belt member, and the nip forming unit. A fixing device that forms a nip is known (see, for example, “
「特許文献1」に記載された構成において、端部熱源はその名の通り端部のみに配設されているため、端部熱源が他のハロゲンヒータと共に駆動された際に温度均一性が保てず、用紙の幅方向において定着温度がばらついてしまうという問題点がある。また、端部熱源からの電流リークが発生してしまうという問題点もある。
本発明は、上述した問題点を解決し、温度均一性を保つことができると共に電流リークの発生を防止することが可能な熱源を有する定着装置の提供を目的とする。
In the configuration described in “
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fixing device having a heat source that can solve the above-described problems and can maintain temperature uniformity and prevent occurrence of current leakage.
本発明は、可撓性を有する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材と対向配置された加圧部材と、前記ベルト部材を介して前記加圧部材に加圧されることでニップを形成するニップ形成部材と、前記ベルト部材の軸方向において最大用紙サイズよりも狭い領域を加熱する第1の熱源と、前記ベルト部材の軸方向において最大用紙サイズに対応した領域を加熱する第2の熱源とを有し、前記ニップ形成部材は、第2の熱源からの熱を均一化させる均熱部材と、第2の熱源と前記均熱部材との間に配設された絶縁部材とを有することを特徴とする。 According to the present invention, an endless belt member having flexibility, a pressure member disposed to face the belt member, and a pressure member pressed through the belt member form a nip. A nip forming member; a first heat source that heats an area narrower than a maximum sheet size in the axial direction of the belt member; and a second heat source that heats an area corresponding to the maximum sheet size in the axial direction of the belt member. The nip forming member includes a heat equalizing member for uniformizing heat from the second heat source, and an insulating member disposed between the second heat source and the heat equalizing member. Features.
本発明によれば、使用頻度が低い大サイズ用紙は均熱部材を介して加熱するので、温度均一性や温度追従性を向上することができ、用紙の幅方向において定着温度のばらつきを抑えて良好な画像を提供することができる。また、均熱部材と第2の熱源との間に絶縁部材を有するので、第2の熱源からの電流リークを確実に防止することができる。 According to the present invention, since large-size paper that is used infrequently is heated via the heat equalizing member, temperature uniformity and temperature followability can be improved, and variation in fixing temperature is suppressed in the width direction of the paper. A good image can be provided. Moreover, since the insulating member is provided between the soaking member and the second heat source, current leakage from the second heat source can be reliably prevented.
以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。先ず、本実施形態を説明する前に、上述した「特許文献1」に記載された技術が提案された経緯について説明する。記録媒体が小サイズの場合は中央部の配光分布が密なハロゲンヒータを点灯させ、大サイズの場合は端部付近の配光分布が密なハロゲンヒータを一緒にかつ適当なオンオフ配分で点灯させることで、様々なサイズの用紙に対応している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, before explaining the present embodiment, the background of the proposal of the technique described in “
ここで用紙サイズと使用頻度について言及すると、通常使用される用紙は最大A3サイズまでがほとんどであり、A3サイズの用紙は縦方向に通紙される。特に使用頻度が高いA4またはLTサイズの用紙に関しても、生産性を上げるため横方向に通紙されることが多い。このことから、定着装置の加熱幅として約300mmを確保しておけば、ほとんどの場合、機種によっては99%以上の記録媒体を網羅することができる。一方で、全体に対する使用頻度はごく少ないが、A3ノビや13インチといったA3幅よりも大サイズの用紙対応が要求されている。 Here, referring to the paper size and frequency of use, most of the normally used paper is up to A3 size, and A3 size paper is passed in the vertical direction. In particular, A4 or LT size paper, which is frequently used, is often passed in the horizontal direction in order to increase productivity. Therefore, if a heating width of about 300 mm is secured as the fixing device, in most cases, 99% or more of the recording medium can be covered depending on the model. On the other hand, although the frequency of use for the whole is very low, it is required to support paper having a size larger than the A3 width, such as A3 Nobi or 13 inches.
ハロゲンヒータによる加熱方式の場合、直径30mm程度の定着ローラ内部に小サイズ用紙に対応した複数のヒータを設けるため、ヒータ本数を容易に増やすことができない。このため、A3幅よりも大サイズの用紙幅に合わせて端部配光分布が密なハロゲンヒータを長くせざるを得ない。上述のように、使用頻度で考えると300mm幅程度の加熱が圧倒的に多いが、上述の長いハロゲンヒータを用いた場合には330mm幅近辺まで加熱されてしまい、差分の消費エネルギが無駄になる。さらには、A3またはA4横(A4Y)サイズでの通紙時において330mm幅の端部付近が温度上昇してしまい、これを冷やすために生産性を落としたり、またはファンを設けたりする必要があった。反射板を設けた場合には、ヒータ端部が異常に温度上昇するといった不具合も発生していた。このような問題に対処すべく、特許文献1に記載の装置が提案された経緯となっている。
In the case of a heating method using a halogen heater, a plurality of heaters corresponding to small size paper are provided inside a fixing roller having a diameter of about 30 mm, so the number of heaters cannot be easily increased. For this reason, it is necessary to lengthen the halogen heater having a dense end portion light distribution according to the paper width larger than the A3 width. As described above, when the frequency of use is considered, the heating of about 300 mm width is overwhelmingly large. However, when the above-described long halogen heater is used, it is heated to the vicinity of 330 mm width, and the difference energy consumption is wasted. . Furthermore, when the paper is passed in A3 or A4 horizontal (A4Y) size, the temperature near the end of the 330 mm width rises, and in order to cool this, it is necessary to reduce productivity or install a fan. It was. In the case where the reflector is provided, there is a problem that the temperature at the heater end abnormally increases. In order to deal with such a problem, the device described in
以下に、上述した従来技術の問題点を解消することが可能な本発明の第1の実施形態を説明する。先ず、図1に基づいて、本実施形態を適用可能な画像形成装置の構成の概要を説明する。画像形成装置100は、複数の色画像を形成する作像部が中間転写ベルトの移動方向に沿って並設されたタンデム方式のカラープリンタである。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention capable of solving the above-described problems of the prior art will be described. First, an outline of the configuration of an image forming apparatus to which this embodiment can be applied will be described with reference to FIG. The
画像形成装置100は、イエロ(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色に分解された色にそれぞれ対応する像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkを有している。各感光体ドラム20に形成された可視像としてのトナー像は、各感光体ドラム20に対向しつつ矢印A1方向に走行移動可能な中間転写体としての中間転写ベルト11に重ね合わせて1次転写される。その後、記録媒体としての用紙Sに対して2次転写工程により一括転写される。各感光体ドラム20の周囲には、各感光体ドラム20の回転に従い画像形成処理を行うための装置が配置されている。
The
ブラック画像の形成を行う感光体ドラム20Bkを代表して、画像形成処理を行うための装置を説明する。感光体ドラム20Bkの周囲には、感光体ドラム20Bk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及びクリーニング装置50Bkが順に配置されている。帯電装置30Bkによる帯電後、光書込装置8により感光体ドラム20Bkの表面に対して画像情報に基づいた光書き込みが行われて静電潜像が形成される。静電潜像は現像装置40Bkによりトナー像として可視化される。
A device for performing image forming processing will be described on behalf of the photosensitive drum 20Bk that forms a black image. Around the photosensitive drum 20Bk, a charging device 30Bk, a developing device 40Bk, a primary transfer roller 12Bk, and a cleaning device 50Bk that perform image forming processing are sequentially arranged along the rotation direction of the photosensitive drum 20Bk. After charging by the charging device 30Bk, the
各感光体ドラム20に形成されたトナー像は、中間転写ベルト11がA1方向に移動する過程において、中間転写ベルト11の同じ位置に重ねて1次転写される。この1次転写は、中間転写ベルト11を挟んで各感光体ドラム20に対向して配設された各1次転写ローラ12による電圧印加により、A1方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkは、中間転写ベルト11の移動方向の上流側からこの色順で並んでいる。各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkは、イエロ、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。
The toner images formed on the respective photoconductive drums 20 are primarily transferred to the same position on the
画像形成装置100は、色毎の画像形成処理を行う4つの画像ステーションと、各感光体ドラム20の上方に対向して配設され、中間転写ベルト11及び各1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkを備えた中間転写ベルトユニット10とを有している。また画像形成装置100は、中間転写ベルト11に対向して配設され中間転写ベルト11に従動して連れ回りする2次転写手段としての2次転写ローラ5を有している。また画像形成装置100は、中間転写ベルト11に対向して配設され中間転写ベルト11上をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置13を有している。光書込装置8は、これらに対向して4つの画像ステーションの下方に配設されている。
The
光書込装置8は、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、fθレンズ、トロイダルレンズ、折り返しミラー及び偏向手段としての回転多面鏡などを装備している。光書込装置8は、各感光体ドラム20に対して色毎に対応した書き込み光Lbを出射し、各感光体ドラム20上に静電潜像を形成する。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書き込み光に符号Lbを付けているが、その他の画像ステーションにおいても同様である。
The
画像形成装置100の下部には、各感光体ドラム20と中間転写ベルト11との間に向けて搬送される用紙Sを積載した給紙カセットとしてのシート給送装置61が設けられている。シート給送装置61から搬送されてきた用紙Sは、レジストローラ対4により、画像ステーションによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、中間転写ベルト11と2次転写ローラ5との間の2次転写部に向けて繰り出される。用紙Sの先端がレジストローラ対4に到達したことは、図示しないセンサによって検知される。
Below the
トナー像が転写された用紙Sは定着装置150に送られ、ここで熱と圧力を加えられて用紙S上にトナー像が定着される。定着済みの用紙Sは排紙ローラ対7により排紙トレイとしての画像形成装置本体の上面に排出される。画像形成装置本体の上面の下方には、イエロ、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル9Y、9C、9M、9Bkが備えられている。
The sheet S on which the toner image is transferred is sent to the
中間転写ベルトユニット10は、中間転写ベルト11、各1次転写ローラ12の他に、中間転写ベルト11が掛け回されている駆動ローラ72及び従動ローラ73を有している。従動ローラ73は、中間転写ベルト11に対する張力付与手段としての機能も備えており、このため従動ローラ73には、バネ等を用いた付勢手段が設けられている。中間転写ベルトユニット10と、各1次転写ローラ12と、2次転写ローラ5と、中間転写ベルトクリーニング装置13とで転写装置71が構成されている。
シート給送装置61は、最上位の用紙Sの上面に当接する給送ローラ3を有しており、給送ローラ3が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の用紙Sをレジストローラ対4に向けて給送する。
In addition to the
The
転写装置71に装備されている中間転写ベルトクリーニング装置13は、中間転写ベルト11に対向及び当接すべく配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有している。中間転写ベルトクリーニング装置13は、中間転写ベルト11上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取って除去する。中間転写ベルトクリーニング装置13はまた、中間転写ベルト11から除去した残留トナーを搬出して廃棄するための図示しない排出手段を有している。
The intermediate transfer
図2に示すように定着装置150は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材としての定着ベルト80と、定着ベルト80に対向して配置された加圧部材としての加圧ローラ84とを有している。定着ベルト80の内部には、定着ベルト80と加圧ローラ84との間に記録媒体である用紙Sを挟持して搬送するニップ部Nを形成するためのニップ形成ユニット86が設けられている。ニップ形成ユニット86は、加圧ローラ84に対向して定着ベルト80の内側に配置されたニップ形成部材88と、ニップ形成部材88を加圧ローラ84からの加圧力に対抗して保持するステー部材90とを有している。ニップ形成部材88は、摺動シートとしての低摩擦シートを介して定着ベルト80の内面と摺動する。また、摺動シートにフッ素グリースやシリコーンオイル等の潤滑剤を塗布することで、摺動トルクを低減することができる。さらに、ニップ形成部材88が定着ベルト80の内面に直接接触する構成としてもよい。ニップ形成部材88のさらに詳細な構成に関しては後述する。
As shown in FIG. 2, the fixing
ステー部材90はニップ部N側とは反対側が開口されたボックス形状を呈しており、その内部には第1の熱源としてのハロゲンヒータ82a,82bが配置されている。定着ベルト80は、ステー部材90の開口側において、ハロゲンヒータ82a、82bにより内面側から輻射熱で直接加熱される。ハロゲンヒータ82a、82bによる加熱効率を上げるため、ステー部材90の内面には、ハロゲンヒータ82a、82bから放射される光を定着ベルト80へ反射させる板状の反射部材94が設けられている。反射部材94は、ハロゲンヒータ82a、82bからの輻射熱等によりステー部材90が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギ消費を抑制すべく設けられている。反射部材94に代えて、ステー部材90の内面に断熱もしくは鏡面処理を行っても同様の効果を得ることができる。
The
加圧ローラ84は、図3に示すように、中空の金属ローラ84aにシリコーンのゴム層84bを設けた構成を有している。離型性を得るためにゴム層84bの表面には、PFA(ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂)またはPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)からなる層厚5〜50μmの離型層が設けられている。加圧ローラ84は、画像形成装置100に設けられたモータ等の駆動源からギヤを介して駆動力が伝達されて回転する。また、加圧ローラ84はスプリング等により定着ベルト80側に押圧されており、ゴム層84bが押し潰されて変形することにより用紙搬送方向に所定のニップ幅Nwが形成される。加圧ローラ84は中実のローラであってもよいが、中空の方が熱容量は少なくより好ましい。加圧ローラ84は内部にハロゲンヒータ等の加熱源を有していてもよい。ゴム層84bはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ内部にヒータがない場合にはスポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト80の熱が奪われにくくなるので、より好ましい。
As shown in FIG. 3, the
定着ベルト80は、層厚が30〜50μmのニッケルやSUSなどの金属ベルトやポリイミド等の樹脂材料を用いた無端ベルト、もしくはフィルムである。それらの基材上に、誘導加熱の場合は銅や銀等の発熱層を設ける。ベルトの表層はPFAまたはPTFE層等の離型層を有し、トナーが付着しないように離型性を持たせている。ベルトの基材とPFAまたはPTFE層との間には、他にシリコーンゴムの層等で形成された弾性層を有していてもよい。シリコーンゴム層がない場合は熱容量が小さくなり定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着するときにベルト表面の微妙な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の跡が残るという不具合が生じる。
The fixing
上述の不具合を改善するには、シリコーンゴム層を100μm以上設ける必要がある。これにより、シリコーンゴム層が変形することで微妙な凹凸が吸収されてユズ肌画像が改善される。定着ベルト80は、加圧ローラ84の回転により接触摩擦で連れ回りする。定着ベルト80はニップ部Nで挟み込まれて回転するが、ニップ部N以外では両端部を円筒状のまま保持されており、定着ベルト80の断面形状は安定的に円形状に維持される。また図2に示すように、ニップ部Nの用紙搬送方向下流側には、定着ベルト80から用紙Sを分離する分離部材32が設けられている。
In order to improve the above problems, it is necessary to provide a silicone rubber layer of 100 μm or more. Thereby, a delicate unevenness | corrugation is absorbed because a silicone rubber layer deform | transforms, and a yuzu skin image is improved. The fixing
本実施形態では、図1及び図3に示すようにニップ部Nの形状を平坦状にしているが、加圧ローラ84側から見て定着ベルト80側に凸となる凹形状やその他の形状であってもよい。ニップ部Nの形状は、凹形状の方が用紙先端の排出方向が加圧ローラ84寄りになり、分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。この場合、ニップ形成部材88のニップ形成面が凹形状に形成されるが、この場合にはニップ形成部材88と一体に設けられた後述する第2の熱源である発熱ヒータ112の接触面もニップ形成面に沿った形状としてもよい。また、ニップ部Nの形状がストレートであると、封筒の通紙性が向上する。
In the present embodiment, the shape of the nip portion N is flat as shown in FIGS. 1 and 3. However, the shape of the nip portion N may be a concave shape or other shape that protrudes toward the fixing
ステー部材90の働きにより、加圧ローラ84から圧力を受けるニップ形成部材88の撓みを防止し、用紙幅方向である定着ベルト80の軸方向で均一なニップ幅を得ることができる。本実施形態では、加圧ローラ84を定着ベルト80側へ押圧してニップ部Nを形成する構成としたが、ニップ形成ユニット86を加圧ローラ84側へ押圧してニップ部Nを形成する構成としてもよい。ステー部材90は、ニップ形成部材88を支持するために十分な撓み強度を備えている。材質としては、ステンレスや鉄といった金属材料、セラミックス等の金属酸化物等が挙げられる。
The
図4に示すように定着ベルト80は、上述した軸方向における両端側を、側板34から軸方向に突出する支持部材としてのフランジ36により回転可能に支持されている。図4では定着ベルト80の軸方向における一方側の支持構成を示しているが、他方側も同様の構成である。定着ベルト80の両端部をガイドするフランジ36は、定着ベルト80の内径とほぼ同等の外径を有し、定着ベルト80の両端から内側に5〜10mm入り込む長さを有している。定着ベルト80はフランジ36によってガイドされることにより、走行中(回転中)においてもその断面形状を円形状に維持される。フランジ36のニップ部Nに対応する部分は、ニップ形成ユニット86を所定の位置に配置するために開口されている。ステー部材90は定着ベルト80の軸方向全体にわたって延びる長さを有しており、その両側を側板34にそれぞれ固定されて位置決めされた状態で支持されている。
As shown in FIG. 4, the fixing
図5に示すように、ハロゲンヒータ82aは定着ベルト80の軸方向である長手方向における中央部の配光分布が密な小サイズの用紙Sに対応したハロゲンヒータである。ハロゲンヒータ82bは、同長手方向における両端部の配光分布が密なA3サイズ等の用紙Sに対応したハロゲンヒータである。用紙Sが小サイズのときはハロゲンヒータ28aのみが点灯され、非通紙部が無駄に過熱されることが防止される。
As shown in FIG. 5, the
また、定着ベルト80の外周面近傍には、各ハロゲンヒータ82a,82bの発熱を制御するセンサ125a,125bと、各ヒータ暴走時の安全回路126a,126bが配設されている。センサ125a,125bとしては非接触のサーモパイルを用いることが応答性の観点から好ましく、安全回路126a,126bとしてはサーモスタットを用いて回路を遮断することがコストの観点から好ましい。しかし、センサ125及び安全回路126としてはこれに限られず、例えばセンサ125として接触式のものを用いてもよい。また、温度制御方法は従来と同様に行われる。
In the vicinity of the outer peripheral surface of the fixing
図6に示すように、ステー部材90の加圧ローラ84側の側面90aには定着ベルト80の長手方向に延びる2つの凸条90b,90cが形成されている。直方体状のニップ形成部材88は、凸条90b,90c間に収容されて位置決めされ、接着等の手段により側面90aに固定されている。ニップ形成部材88は、図7にも示すように、ニップ形成パッド87、ニップ形成パッド87に保持された第2の熱源としてのヒータ112、ヒータ112を覆うように定着ベルト80の内側に設けられた均熱部材110等を有している。また、ヒータ112と均熱部材110との間には絶縁部材115が設けられている。
As shown in FIG. 6, two
ニップ形成パッド87は、PPSや液晶ポリマのような耐熱性の樹脂によって形成されており、その定着ベルト80の軸方向である用紙幅方向における長さが、最大用紙サイズよりも大きくなるように形成されている。ニップ形成パッド87の定着ベルト80の走行方向中央部には、ヒータ112が嵌入される凹部がその全幅にわたって形成されている。ヒータ112は、セラミックヒータやガラス基板上に抵抗がパターニングされた抵抗発熱体であり、電源及びスイッチ素子と接続される図示しない端子がその両端部に設けられている。ヒータ112は、図5に示すように、A3ノビサイズや13インチサイズといった最大サイズの用紙領域が加熱可能となる長さに形成されている。
The
均熱部材110としては厚み0.5mm程度の銅板が用いられ、ニップ形成パッド87を覆うように折り曲げることによって均熱部材110が形成されている。絶縁部材115は、四フッ化エチレン樹脂やポリイミド等が用いられるが、均熱部材110上に直接絶縁部材115が塗布によって形成されてもよい。図7で示すように絶縁部材115をシート部材で構成することにより、均熱部材110の凹部にニップ形成パッド87及びヒータ112及び絶縁部材115がはまり込むことにより、省スペース化及び押圧の安定化が図られる。
A copper plate having a thickness of about 0.5 mm is used as the soaking
A3ノビや13インチ等の大サイズの用紙Sを通紙する場合には、ハロゲンヒータ82a,82bには通電せず、ヒータ112にのみ通電する。A3サイズ以下の用紙を通紙する場合には、ハロゲンヒータ82a及び82b、あるいはハロゲンヒータ82aのみ通電し、ヒータ112には通電しない。ハロゲンヒータ82bをA3ノビ等の大サイズの用紙Sに対応可能な加熱構成とすると、大サイズの用紙Sを通紙しない場合にもその部分を加熱することになって無駄なエネルギを消費することになる。本実施形態の構成によれば、最大用紙サイズに対応したヒータ112を追加するという簡単な構成の付加によってA3サイズから13インチサイズへと用紙対応幅が広がるので、上記問題を解消することができる。
When passing a large size paper S such as A3 Nobi or 13 inches, the
本実施形態において、ヒータ112としてPTC特性を有するものを用いてもよい。これにより、設定温度以上で抵抗値が増加するため設定温度以上に昇温することがなく、燃焼やベルト破損の虞がない安全な定着装置を実現することができる。PTC特性を有するヒータは、図8に示すように、ある一定温度で飽和する加熱特性を有している。
In the present embodiment, a
ヒータ112としてPTC特性を有するヒータを用いた場合、通常、ハロゲンヒータに比べ昇温時間が長くかかる。このため、ヒータ112とハロゲンヒータ82a,82bとを同じタイミングで加熱すると中央部側の内側だけ先に加熱されてしまい、無駄なエネルギを消費することになる。また、通紙により熱が奪われると、PTCの特性上、端部ヒータ112a,112bはハロゲンヒータ82a,82bよりも目標温度に復帰するための加熱時間が長くかかる。
When a heater having PTC characteristics is used as the
このため、ヒータ112はハロゲンヒータ82a,82bとは同時に駆動させず、ヒータ112の加熱能力に合わせて生産性を落として対応することで、温度バラツキのない加熱制御を行うことができるようになる。また、ヒータ112を使用するサイズ(例えばA3ノビサイズ)の用紙Sを搬送する場合の搬送速度を、それ以外の定型サイズ(例えばA3T)の用紙Sの搬送速度よりも遅くする。このようにして使用頻度の低い大サイズの用紙Sの生産性を落とすことで、ヒータ112を簡略化及び低コスト化でき効率化を図ることができる。本実施形態では、第1の熱源としてのハロゲンヒータを2本有する構成を示したが、本発明はこれに限定されず、小サイズ紙対応のための3本以上のハロゲンヒータを有する構成でもよい。
For this reason, the
本実施形態において、各ハロゲンヒータ82a,82b及びヒータ112の駆動回路は、図9に示すように構成されている。図9において、スイッチS1によりハロゲンヒータ82bが、スイッチS2によりハロゲンヒータ82aが、スイッチS3によりヒータ112がそれぞれオンオフされる。この駆動回路によれば、ヒータ112の駆動をハロゲンヒータ82a,82bとは切り離しており、温度センサ125及びサーモスタット126は端部における発熱領域が近いハロゲンヒータ82bと共用とすることも可能となる。温度センサ125及びサーモスタット126がハロゲンヒータ82bとヒータ112とで共用されることにより、駆動回路の低コスト化を実現することができる。
In the present embodiment, the drive circuits for the
さらに本実施形態では、ヒータ112を定着ベルト80の内方に設ける構成としたので、定着ベルト80の走行移動を妨げることがなく内側から最大用紙サイズに対応した領域を、均熱部材110を介して加熱することができる。そして、均熱部材110のベルト接触面を滑らかな材料からなる別部材で構成することにより、摺動抵抗を低減してベルト走行を安定化させることができる。均熱部材110に摺動性が良好なシートを貼り付ける構成としてもよい。
Further, in this embodiment, since the
また、ヒータ112による定着ベルト80に対する加熱部位がニップ領域内に存在するので、特許文献1のようにニップ部Nとは異なる部位で加熱することによる未転写トナーの再溶融の問題が生じることはない。さらに、伝熱性を向上させるためにヒータ112と定着ベルト80とを密着させるための付勢手段を加圧ローラ84が兼ねるので、ヒータ112のみを加圧する構成が不要となり従来に比して構成を簡易化できる。換言すれば、ニップ部Nを形成するための加圧力を利用してヒータ112と定着ベルト80とを密着させているので、特許文献1に開示された構成における走行性と伝熱不良とのトレードオフの問題が生じることもない。
In addition, since the heating portion of the
本実施形態では、ヒータ112をニップ形成部材88に一体形成する構成としたので、ヒータ112を定着ベルト80の内側に配置でき省スペース化を図ることができる。さらに、ニップ形成パッド87の凹部にヒータ112を配設しているので、加圧ローラ84による十分な加圧力が定着ベルト80と均熱部材110とヒータ112とニップ形成パッド87との間に加わる。これにより、定着ベルト80が均熱部材110に対して隙間なく走行駆動するので、ヒータ112の表面から定着ベルト80の内面への伝熱を良好に保つことができ、最適な加熱効率を維持することができる。
In this embodiment, since the
上述した構成より本発明によれば、使用頻度が低い大サイズ用紙は均熱部材110を介して加熱するので、温度均一性や温度追従性を向上することができ、用紙の幅方向において定着温度のばらつきを抑えて良好か画像を提供することができる。また、均熱部材110とヒータ112との間に絶縁部材を有するので、ヒータ112からの電流リークを確実に防止することができる。
According to the present invention from the configuration described above, since large-size paper that is used infrequently is heated via the
図10は、本発明の第2の実施形態を示している。この第2の実施形態は、上述した第1の実施形態と比較すると、ニップ形成パッド87及び均熱部材110に代えて、第1の部材である均熱部材113及び第2の部材である均熱部材114を用いる点においてのみ相違しており、他の構成は同一である。均熱部材113は厚さ2mmの銅板を折り曲げて形成されており、均熱部材113の凹部にヒータ112が配設され、均熱部材113とでヒータ112を挟み込むように厚さ2mmの銅板からなる均熱部材114が設けられている。この構成により、第1の実施形態よりも大きな均熱断面積を確保することができ、高生産性に対応することが可能となる。
FIG. 10 shows a second embodiment of the present invention. Compared with the first embodiment described above, the second embodiment replaces the
第2の実施形態において、ヒータ112の厚みと均熱部材114の厚みと絶縁部材115の厚みとの和よりも均熱部材113の凹部の深さが浅くなるように構成してもよい。これにより、図11に示すように均熱部材114が荷重を受け、ヒータ112を介してその荷重を均熱部材113に伝えることとなる。これにより、均熱部材113への接触熱抵抗を減らすことができると共に、荷重を均一に保持してニップ部Nにおいて加圧力を印可することが可能となる。さらに、均熱部材113の曲げ部に片当たりすること等による圧力の不均一を防止しつつ、曲げ部によりヒータ112及び絶縁部材115を確実に固定することができる。
In the second embodiment, the concave portion of the
図12は、本発明の第3の実施形態を示している。この第3の実施形態は、上述した第1の実施形態と比較すると、ニップ形成パッド87及び均熱部材110に代えて、第1の部材である均熱部材116及び第2の部材である均熱部材117を用いる点においてのみ相違しており、他の構成は同一である。均熱部材116は厚さ2mmの銅板を折り曲げて形成されており、均熱部材116の折り曲げによって形成されたあたかも切欠に見える切欠部にヒータ112が配設されている。そして、均熱部材116とでヒータ112を挟み込むように厚さ2mmの銅板からなる均熱部材117が設けられている。この構成により、絶縁部材115をヒータ112に巻き付けただけの状態で均熱部材117が荷重を受け、ヒータ112を介してその荷重を均熱部材116に伝えることとなる。これにより、均熱部材116への接触熱抵抗を減らすことができると共に、荷重を均一に保持してニップ部Nにおいて加圧力を印可することが可能となる。さらに、ヒータ112からの電流リークの発生を防止する絶縁部材115の構成を簡易化することが可能となる。
FIG. 12 shows a third embodiment of the present invention. Compared with the first embodiment described above, the third embodiment replaces the
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。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例示したに過ぎず、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。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to such specific embodiments, and unless specifically limited by the above description, the present invention described in the claims is not limited. Various modifications and changes are possible within the scope of the gist. The effects described in the embodiments of the present invention are merely examples of the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. is not.
80 ベルト部材(定着ベルト)
82a,82b 第1の熱源(ハロゲンヒータ)
84 加圧部材(加圧ローラ)
88 ニップ形成部材
100 画像形成装置
110 均熱部材
112 第2の熱源(ヒータ)
113 第1の部材(均熱部材)
114 第2の部材(均熱部材)
115 絶縁部材
116 第1の部材(均熱部材)
117 第2の部材(均熱部材)
150 定着装置
S 記録媒体(用紙)
80 Belt member (fixing belt)
82a, 82b First heat source (halogen heater)
84 Pressure member (Pressure roller)
88
113 First member (soaking member)
114 Second member (soaking member)
115 Insulating
117 Second member (heat equalizing member)
150 Fixing device S Recording medium (paper)
Claims (6)
前記ベルト部材と対向配置された加圧部材と、
前記ベルト部材を介して前記加圧部材に加圧されることでニップを形成するニップ形成部材と、
前記ベルト部材の軸方向において最大用紙サイズよりも狭い領域を加熱する第1の熱源と、
前記ベルト部材の軸方向において最大用紙サイズに対応した領域を加熱する第2の熱源とを有し、
前記ニップ形成部材は、第2の熱源からの熱を均一化させる均熱部材と、第2の熱源と前記均熱部材との間に配設された絶縁部材とを有する定着装置。 An endless belt member having flexibility;
A pressure member disposed opposite to the belt member;
A nip forming member that forms a nip by being pressed by the pressure member through the belt member;
A first heat source for heating a region narrower than the maximum paper size in the axial direction of the belt member;
A second heat source for heating a region corresponding to the maximum paper size in the axial direction of the belt member;
The nip forming member includes a heat equalizing member that uniformizes heat from a second heat source, and an insulating member disposed between the second heat source and the heat equalizing member.
前記絶縁部材がシート状であることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1.
The fixing device, wherein the insulating member has a sheet shape.
前記均熱部材は第1の部材と第2の部材とを有し、前記各部材により第2の熱源を挟持して保持することを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1 or 2,
The fixing device, wherein the heat equalizing member includes a first member and a second member, and a second heat source is sandwiched and held by the members.
第1の部材は第2の熱源が嵌入する凹部を有し、該凹部の深さは第2の熱源の厚みと前記絶縁部材の厚みと第2の部材の厚みとの和よりも浅くなるように形成されていることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 3.
The first member has a recess into which the second heat source is fitted, and the depth of the recess is shallower than the sum of the thickness of the second heat source, the thickness of the insulating member, and the thickness of the second member. A fixing device characterized in that the fixing device is formed.
第1の部材は第2の熱源が所定位置で載置される切欠部を有し、該切欠部の深さは第2の熱源の厚みと前記絶縁部材の厚みと第2の部材の厚みとの和よりも浅くなるように形成されていることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 3.
The first member has a notch portion on which the second heat source is placed at a predetermined position, and the depth of the notch portion includes the thickness of the second heat source, the thickness of the insulating member, and the thickness of the second member. A fixing device formed so as to be shallower than the sum of the two.
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