JP2017138397A - 定着装置、加熱部材および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】湾曲部と屈曲部とを備え湾曲部に発熱部を設けた加熱部材において、湾曲部におけるベルト部材の移動方向の上流側と下流側とで発熱量が等しい場合と比較して、移動方向に向かう反りを抑制する。【解決手段】定着装置は、周回移動を行うベルト部材と、ベルト部材の外周面に接触配置され、画像が形成された記録材の加圧を行う加圧ロールと、ベルト部材の内周面に倣って湾曲し内周面に接触した湾曲部70Bと、湾曲部70Bの、ベルト部材の移動方向における上流側の端部から屈曲し、内周面から離間した屈曲部70Aと、湾曲部70Bに設けられ、通電により発熱し、湾曲部70Bにおける移動方向の上流側での発熱量が、移動方向の下流側での発熱量と比較して大きい発熱部711とを有し、ベルト部材を加熱する加熱部材70と、を備える。【選択図】図4
Description
本発明は、定着装置、加熱部材および画像形成装置に関する。
従来技術として、特許文献1には、回転する無端状ベルトからなる定着部材と、定着部材の内周側にて定着部材と接触して配置され、定着部材を加熱する面状発熱体とを備える定着装置が開示されている。
ところで、ベルト部材の内周側にてベルト部材を加熱する加熱部材では、ベルト部材の内周面に倣って湾曲しベルト部材の内周面に接触する湾曲部と、湾曲部から屈曲しベルト部材の内周面から離間した屈曲部とを設ける場合がある。このような加熱部材では、通常、ベルト部材の内周面に接触する湾曲部に、通電により発熱する発熱部を設ける。
ここで、湾曲部と屈曲部とを備える加熱部材では、湾曲部において、ベルト部材の移動方向の上流側と下流側とで発熱量が等しくなるように発熱部を配置した場合、加熱部材に移動方向に向かう反りが生じるおそれがある。
ここで、湾曲部と屈曲部とを備える加熱部材では、湾曲部において、ベルト部材の移動方向の上流側と下流側とで発熱量が等しくなるように発熱部を配置した場合、加熱部材に移動方向に向かう反りが生じるおそれがある。
本発明は、湾曲部と屈曲部とを備え湾曲部に発熱部を設けた加熱部材において、湾曲部におけるベルト部材の移動方向の上流側と下流側とで発熱量が等しい場合と比較して、移動方向に向かう反りを抑制することを目的とする。
請求項1に係る発明は、周回移動を行うベルト部材と、前記ベルト部材の外周面に接触配置され、画像が形成された記録材の加圧を行う加圧部材と、前記ベルト部材の内周面に倣って湾曲し当該内周面に接触した湾曲部と、当該湾曲部の、当該ベルト部材の移動方向における上流側の端部から屈曲し、当該内周面から離間した屈曲部と、当該湾曲部に設けられ、通電により発熱し、当該湾曲部における当該移動方向の上流側での発熱量が、当該移動方向の下流側での発熱量と比較して大きい発熱部とを有し、当該ベルト部材を加熱する加熱部材と、を備える定着装置である。
請求項2に係る発明は、前記加熱部材は、前記発熱部が、前記湾曲部の前記移動方向における中心に対して当該移動方向の上流側にずれて配置されていることを特徴とする請求項1に記載の定着装置である。
請求項3に係る発明は、前記加熱部材は、前記湾曲部の前記移動方向における中心よりも上流側に位置する前記発熱部の発熱密度が、当該中心よりも下流側に位置する当該発熱部の発熱密度と比較して大きいことを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置である。
請求項4に係る発明は、前記ベルト部材は、前記内周面に潤滑剤が塗布され、周回移動によって当該内周面と前記加熱部材の前記湾曲部との間に潤滑剤が進入することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の定着装置である。
請求項5に係る発明は、周回移動を行うベルト部材の内周面に倣うように一端から他端にかけて湾曲した湾曲部と、前記湾曲部の前記一端から当該湾曲部の内周側に向けて屈曲した屈曲部と、前記湾曲部に設けられ、通電により発熱し、当該湾曲部の前記一端と前記他端との中心よりも当該一端側での発熱量が、当該中心よりも当該他端側での発熱量と比較して大きい発熱部と、を備える加熱部材である。
請求項6に係る発明は、記録材への画像形成を行う画像形成手段と、周回移動を行うベルト部材と、前記ベルト部材の外周面に接触配置され、前記画像形成手段により画像が形成された記録材の加圧を行う加圧部材と、前記ベルト部材の内周面に倣って湾曲し当該内周面に接触した湾曲部と、当該湾曲部の、当該ベルト部材の移動方向における上流側の端部から屈曲し、当該内周面から離間した屈曲部と、当該湾曲部に設けられ、通電により発熱し、当該湾曲部における当該移動方向の上流側での発熱量が、当該移動方向の下流側での発熱量と比較して大きい発熱部とを有し、当該ベルト部材を加熱する加熱部材と、を備える画像形成装置である。
請求項2に係る発明は、前記加熱部材は、前記発熱部が、前記湾曲部の前記移動方向における中心に対して当該移動方向の上流側にずれて配置されていることを特徴とする請求項1に記載の定着装置である。
請求項3に係る発明は、前記加熱部材は、前記湾曲部の前記移動方向における中心よりも上流側に位置する前記発熱部の発熱密度が、当該中心よりも下流側に位置する当該発熱部の発熱密度と比較して大きいことを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置である。
請求項4に係る発明は、前記ベルト部材は、前記内周面に潤滑剤が塗布され、周回移動によって当該内周面と前記加熱部材の前記湾曲部との間に潤滑剤が進入することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の定着装置である。
請求項5に係る発明は、周回移動を行うベルト部材の内周面に倣うように一端から他端にかけて湾曲した湾曲部と、前記湾曲部の前記一端から当該湾曲部の内周側に向けて屈曲した屈曲部と、前記湾曲部に設けられ、通電により発熱し、当該湾曲部の前記一端と前記他端との中心よりも当該一端側での発熱量が、当該中心よりも当該他端側での発熱量と比較して大きい発熱部と、を備える加熱部材である。
請求項6に係る発明は、記録材への画像形成を行う画像形成手段と、周回移動を行うベルト部材と、前記ベルト部材の外周面に接触配置され、前記画像形成手段により画像が形成された記録材の加圧を行う加圧部材と、前記ベルト部材の内周面に倣って湾曲し当該内周面に接触した湾曲部と、当該湾曲部の、当該ベルト部材の移動方向における上流側の端部から屈曲し、当該内周面から離間した屈曲部と、当該湾曲部に設けられ、通電により発熱し、当該湾曲部における当該移動方向の上流側での発熱量が、当該移動方向の下流側での発熱量と比較して大きい発熱部とを有し、当該ベルト部材を加熱する加熱部材と、を備える画像形成装置である。
請求項1に係る発明によれば、湾曲部と屈曲部とを備え湾曲部に発熱部を設けた加熱部材において、湾曲部におけるベルト部材の移動方向の上流側と下流側とで発熱量が等しい場合と比較して、移動方向に向かう反りを抑制することができる。
請求項2に係る発明によれば、ベルト部材の移動方向の上流側における発熱量を下流側よりも大きくすることで、加熱部材の移動方向に向かう反りを抑制することができる。
請求項3に係る発明によれば、ベルト部材の移動方向の上流側における発熱量を下流側よりも大きくすることで、加熱部材の移動方向に向かう反りを抑制することができる。
請求項4に係る発明によれば、加熱部材が屈曲部を有しない場合と比較して、加熱部材による潤滑剤のかき取りを抑制することができる。
請求項5に係る発明によれば、湾曲部と屈曲部とを備え湾曲部に発熱部を設けた加熱部材において、湾曲部におけるベルト部材の移動方向の上流側と下流側とで発熱量が等しい場合と比較して、移動方向に向かう反りを抑制することができる。
請求項6に係る発明によれば、湾曲部と屈曲部とを備え湾曲部に発熱部を設けた加熱部材において、湾曲部におけるベルト部材の移動方向の上流側と下流側とで発熱量が等しい場合と比較して、ベルト部材の移動方向に向かう反りを抑制することができる。
請求項2に係る発明によれば、ベルト部材の移動方向の上流側における発熱量を下流側よりも大きくすることで、加熱部材の移動方向に向かう反りを抑制することができる。
請求項3に係る発明によれば、ベルト部材の移動方向の上流側における発熱量を下流側よりも大きくすることで、加熱部材の移動方向に向かう反りを抑制することができる。
請求項4に係る発明によれば、加熱部材が屈曲部を有しない場合と比較して、加熱部材による潤滑剤のかき取りを抑制することができる。
請求項5に係る発明によれば、湾曲部と屈曲部とを備え湾曲部に発熱部を設けた加熱部材において、湾曲部におけるベルト部材の移動方向の上流側と下流側とで発熱量が等しい場合と比較して、移動方向に向かう反りを抑制することができる。
請求項6に係る発明によれば、湾曲部と屈曲部とを備え湾曲部に発熱部を設けた加熱部材において、湾曲部におけるベルト部材の移動方向の上流側と下流側とで発熱量が等しい場合と比較して、ベルト部材の移動方向に向かう反りを抑制することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本実施の形態が適用される画像形成装置10の構成を示す図である。
画像形成装置10には、筐体11が設けられている。筐体11の内部には、記録材の一例である用紙を収容する収容容器12、用紙への画像形成を行う画像形成手段の一例としての画像形成部14が設けられている。
図1は、本実施の形態が適用される画像形成装置10の構成を示す図である。
画像形成装置10には、筐体11が設けられている。筐体11の内部には、記録材の一例である用紙を収容する収容容器12、用紙への画像形成を行う画像形成手段の一例としての画像形成部14が設けられている。
また、筐体11の内部には、収容容器12から画像形成部14へ用紙を搬送する用紙搬送機構16、画像形成装置10の各部の動作を制御する制御部20が設けられている。
また、筐体11の上部には、画像が形成された用紙が積載される用紙積載部(不図示)が設けられている。
また、筐体11の上部には、画像が形成された用紙が積載される用紙積載部(不図示)が設けられている。
画像形成部14には、図中反時計回り方向に回転を行う感光体ドラム32が設けられている。さらに、画像形成部14には、図中時計回り方向に回転を行い、感光体ドラム32により保持されたトナー像を用紙に転写する転写ロール26が設けられている。なお、本実施の形態では、感光体ドラム32が1つ設置された画像形成装置10を例示するが、画像形成装置10は、感光体ドラム32が複数設置されたいわゆるタンデム型としてもよい。
また、画像形成部14には、感光体ドラム32の周囲に配置され、感光体ドラム32を帯電させる帯電ロール23が設けられている。さらに、画像形成部14には、制御部20からの画像データに基づき、感光体ドラム32を露光し、感光体ドラム32に静電潜像を形成する露光装置36が設けられている。
さらにまた、画像形成部14には、露光装置36によって形成された静電潜像を現像し、感光体ドラム32上にトナー像を形成する現像装置38が設けられている。
さらにまた、画像形成部14には、露光装置36によって形成された静電潜像を現像し、感光体ドラム32上にトナー像を形成する現像装置38が設けられている。
用紙搬送機構16には、用紙が通過していく経路である用紙通過経路48が設けられている。さらに、用紙搬送機構16には、用紙通過経路48の脇に、用紙の搬送を行う搬送ロール50が設けられている。なお、図1では、一組の搬送ロール50しか表示していないが、搬送ロール50は複数組、設けられている。
また、感光体ドラム32と転写ロール26とによって形成される転写部35Tよりも図中上方には(転写部35Tよりも用紙の搬送方向下流側には)、用紙に転写されたトナー像を、この用紙に定着する定着装置60が設けられている。
さらに、定着装置60の図中上方には、トナー像が定着された用紙を、用紙積載部(不図示)へ搬送する搬送ロール52が設けられている。
さらに、定着装置60の図中上方には、トナー像が定着された用紙を、用紙積載部(不図示)へ搬送する搬送ロール52が設けられている。
本実施の形態の画像形成装置10では、まず、収容容器12に収容されている用紙のうちの最上位の用紙が送り出しロール13によって、用紙通過経路48上に送り出される。
次いで、用紙通過経路48上に設けられた搬送ロール50によって、この用紙は、転写部35Tまで搬送される。
次いで、用紙通過経路48上に設けられた搬送ロール50によって、この用紙は、転写部35Tまで搬送される。
一方、画像形成部14では、帯電ロール23による感光体ドラム32の帯電、露光装置36による感光体ドラム32の露光が行われ、感光体ドラム32上には、静電潜像が形成される。次いで、現像装置38によって、静電潜像が現像され、感光体ドラム32上には、トナー像が形成される。
そして、このトナー像は、転写ロール26によって、転写部35Tにて、用紙へ転写される。その後、この用紙は、定着装置60へ搬送され、定着装置60では、用紙への加熱処理および加圧処理が行われる。そして、定着装置60を通過した用紙は、不図示の用紙積載部に積載される。
続いて、定着装置60の構成を説明する。図2は、本実施の形態が適用される定着装置60の構成を示した図である。
図2に示すように、本実施の形態の定着装置60には、図1および図2に示すように、用紙へのトナー像の定着に用いられる定着ベルトモジュール64が設けられている。また、定着装置60には、定着ベルトモジュール64に押し当てられる加圧ロール65が設けられている。
図2に示すように、本実施の形態の定着装置60には、図1および図2に示すように、用紙へのトナー像の定着に用いられる定着ベルトモジュール64が設けられている。また、定着装置60には、定着ベルトモジュール64に押し当てられる加圧ロール65が設けられている。
定着ベルトモジュール64には、環状(無端状)に形成されたベルト部材64Aが設けられている。ベルト部材64Aは、図1にて矢印1Aで示す方向へ回転し、周回移動を行う。さらに、本実施の形態の定着装置60では、ベルト部材64Aの内周面64Nにオイルが塗布され、ベルト部材64Aと、このベルト部材64Aの内周面64Nに接触した他の部材との間の摺動抵抗が減じられている。
なお、本実施の形態では、ベルト部材64Aと他の部材との間の摺動抵抗を低減するための潤滑剤の一例としてオイル(例えばシリコーンオイル)を用いているが、その他の潤滑剤を用いてもよい。その他の潤滑剤としては、固形物質(例えばステアリン酸亜鉛)や、固形物質と液体とを混合させた合成潤滑油グリス(例えばシリコーングリス、フッ素グリス)等が挙げられる。
なお、本実施の形態では、ベルト部材64Aと他の部材との間の摺動抵抗を低減するための潤滑剤の一例としてオイル(例えばシリコーンオイル)を用いているが、その他の潤滑剤を用いてもよい。その他の潤滑剤としては、固形物質(例えばステアリン酸亜鉛)や、固形物質と液体とを混合させた合成潤滑油グリス(例えばシリコーングリス、フッ素グリス)等が挙げられる。
また、定着ベルトモジュール64には、ベルト部材64Aを介して加圧ロール65を押圧する押圧パッド64Bが設けられている。本実施の形態の定着装置60では、押圧パッド64Bと加圧ロール65との間に、ニップ部Nが形成されている。
さらに、定着ベルトモジュール64には、押圧パッド64Bを支持する支持フレーム64Cが設けられている。
さらに、定着ベルトモジュール64には、押圧パッド64Bを支持する支持フレーム64Cが設けられている。
さらにまた、定着ベルトモジュール64には、ベルト部材64Aの内周面64Nに接触し、ベルト部材64Aを加熱する加熱部材70が設けられている。
詳細については後述するが、本実施の形態の加熱部材70は、可撓性を有する薄板状の発熱体により構成されている。
詳細については後述するが、本実施の形態の加熱部材70は、可撓性を有する薄板状の発熱体により構成されている。
本実施の形態の定着ベルトモジュール64では、加熱部材70を、ニップ部Nとは異なる位置に設置している。これにより、加熱部材70をニップ部Nに設置する場合に比べて、加熱部材70の強度を下げられるようになり、これに伴い、加熱部材70の熱容量を小さくできる。
そして、この場合、熱が加熱部材70に奪われることが抑制され、定着装置60のウォームアップ時間がより短いものとなる。
なお、加熱部材70をニップ部Nに設置する構成では、ニップ部Nから加熱部材70に対して大きな荷重が作用するため、加熱部材70の剛性を増す必要がある。この場合、加熱部材70の熱容量が大きくなり、定着装置60のウォームアップ時間が長くなる。
そして、この場合、熱が加熱部材70に奪われることが抑制され、定着装置60のウォームアップ時間がより短いものとなる。
なお、加熱部材70をニップ部Nに設置する構成では、ニップ部Nから加熱部材70に対して大きな荷重が作用するため、加熱部材70の剛性を増す必要がある。この場合、加熱部材70の熱容量が大きくなり、定着装置60のウォームアップ時間が長くなる。
加圧ロール65は、定着ベルトモジュール64に設けられたベルト部材64Aの外周面に押し当てられ、画像が形成された用紙の加圧を行う。
加圧ロール65には、金属材料により形成された円筒部材65Aが設けられている。さらに、加圧ロール65には、円筒部材65Aの外周に積層され、弾性を有する材料により形成された弾性層65Bが設けられている。
加圧ロール65には、金属材料により形成された円筒部材65Aが設けられている。さらに、加圧ロール65には、円筒部材65Aの外周に積層され、弾性を有する材料により形成された弾性層65Bが設けられている。
本実施の形態の定着装置60では、定着ベルトモジュール64と加圧ロール65とが接触している部分であるニップ部Nに対して用紙が供給され、この用紙は、このニップ部Nにて、定着ベルトモジュール64と加圧ロール65とにより押圧される。これにより、用紙上のトナー像が加圧、加熱され、用紙へのトナー像の定着が行われる。
なお、本実施の形態の定着装置60では、加圧ロール65が、不図示のモータによって矢印1Bで示す方向へ回転し、定着ベルトモジュール64のベルト部材64Aが、加圧ロール65に従動して、矢印1Aで示す方向へ回転する。
なお、本実施の形態の定着装置60では、加圧ロール65が、不図示のモータによって矢印1Bで示す方向へ回転し、定着ベルトモジュール64のベルト部材64Aが、加圧ロール65に従動して、矢印1Aで示す方向へ回転する。
続いて、本実施の形態が適用される加熱部材70の構成について詳細に説明する。図3は、本実施の形態が適用される加熱部材70を示した図であって、加熱部材70をベルト部材64A(図2参照)の幅方向に見た図である。また、図4は、加熱部材70を、図3におけるIV方向から見た図である。
なお、以下の説明においてベルト部材64Aの幅方向を、単に「幅方向」と称する場合がある。また、以下の説明においてベルト部材64Aの移動方向(図2において矢印1Aで示す方向)を、単に「移動方向」と称する場合がある。
なお、以下の説明においてベルト部材64Aの幅方向を、単に「幅方向」と称する場合がある。また、以下の説明においてベルト部材64Aの移動方向(図2において矢印1Aで示す方向)を、単に「移動方向」と称する場合がある。
上述したように、本実施の形態の加熱部材70は、ベルト部材64Aの幅方向に沿って延びる薄板状の発熱体により構成されている。加熱部材70には、図3および図4に示すように、幅方向に沿って延び、通電により発熱する発熱パターン71が設けられている。
本実施の形態の加熱部材70は、例えば、SUS等からなる板状の基材上に、ガラス等からなる絶縁体を積層し、積層された絶縁体上にAgPd等からなる発熱パターン71をプリントした後、発熱パターン71上にさらに絶縁体を積層することにより得られる。
本実施の形態の加熱部材70は、例えば、SUS等からなる板状の基材上に、ガラス等からなる絶縁体を積層し、積層された絶縁体上にAgPd等からなる発熱パターン71をプリントした後、発熱パターン71上にさらに絶縁体を積層することにより得られる。
本実施の形態の加熱部材70には、図3および図4に示すように、ベルト部材64A(図2参照)の内周面64N(図2参照)に倣うように湾曲した湾曲部70Bが設けられている。湾曲部70Bは、加熱部材70がベルト部材64Aの内周に設置された状態で、ベルト部材64Aの内周面64Nに対向するように設けられる。そして、湾曲部70Bは、その外周面が、ベルト部材64Aの内周面64N側に向かって膨らむように曲率を有した状態で形成されている。
さらに、加熱部材70には、湾曲部70Bにおけるベルト部材64Aの移動方向の上流側において幅方向に延びる折れ部70Cを介して、ベルト部材64Aの内周側に屈曲した屈曲部70Aが設けられている。屈曲部70Aは、加熱部材70がベルト部材64Aの内周に設置された状態で、ベルト部材64Aの内周面64Nから離間する方向に屈曲している。
また、加熱部材70は、ベルト部材64Aの移動方向の上流側に位置する上流側端部70Dと、ベルト部材64Aの移動方向の下流側に位置する下流側端部70Eとを有している。この例では、上流側端部70Dは、屈曲部70Aにおける移動方向の上流側の端部に設けられ、下流側端部70Eは、湾曲部70Bにおける移動方向の下流側の端部に設けられている。
本実施の形態では、加熱部材70の湾曲部70Bに、上述した発熱パターン71が形成されている。
発熱パターン71は、図4に示すように、通電により発熱する発熱部711を有している。また、発熱パターン71は、発熱部711に接続されて発熱部711に電力を供給する給電部712を有している。なお、加熱部材70では、発熱パターン71のうち発熱部711が主に発熱し、給電部712はほとんど発熱しない。
発熱パターン71は、図4に示すように、通電により発熱する発熱部711を有している。また、発熱パターン71は、発熱部711に接続されて発熱部711に電力を供給する給電部712を有している。なお、加熱部材70では、発熱パターン71のうち発熱部711が主に発熱し、給電部712はほとんど発熱しない。
図4に示す加熱部材70では、発熱部711は、幅方向の一端から他端(図4における左側から右側)に亘って、第1発熱部711A、第2発熱部711Bおよび第3発熱部711Cの3つの領域に分けられている。
また、給電部712は、湾曲部70Bにおける移動方向の下流側に設けられ、それぞれ第1発熱部711A、第2発熱部711Bおよび第3発熱部711Cに接続される第1給電部712A、第2給電部712Bおよび第3給電部712Cを有している。さらに、給電部712は、湾曲部70Bにおける移動方向の上流側に設けられ、第1発熱部711A、第2発熱部711Bおよび第3発熱部711Cに接続される共通給電部712Dを有している。
また、給電部712は、湾曲部70Bにおける移動方向の下流側に設けられ、それぞれ第1発熱部711A、第2発熱部711Bおよび第3発熱部711Cに接続される第1給電部712A、第2給電部712Bおよび第3給電部712Cを有している。さらに、給電部712は、湾曲部70Bにおける移動方向の上流側に設けられ、第1発熱部711A、第2発熱部711Bおよび第3発熱部711Cに接続される共通給電部712Dを有している。
本実施の形態では、このような構成を採用することで、第1発熱部711A、第2発熱部711Bおよび第3発熱部711Cのそれぞれに対して個別に通電を行い、発熱させることが可能になっている。
そして、本実施の形態の定着装置60では、例えば幅の狭い用紙に対してトナー像の定着を行う場合には、幅方向の中央部に位置する第2発熱部711Bのみに通電を行う。これにより、例えば発熱部711全体に通電を行う場合と比較して、加熱部材70における過度な発熱が抑制され、消費電力が低減される。
そして、本実施の形態の定着装置60では、例えば幅の狭い用紙に対してトナー像の定着を行う場合には、幅方向の中央部に位置する第2発熱部711Bのみに通電を行う。これにより、例えば発熱部711全体に通電を行う場合と比較して、加熱部材70における過度な発熱が抑制され、消費電力が低減される。
ここで、本実施の形態の加熱部材70では、湾曲部70Bにのみ発熱パターン71が形成されており、屈曲部70Aには発熱パターン71が設けられていない。このような構成を採用することで、屈曲部70Aと湾曲部70Bとの境界である折れ部70Cにおいて、発熱パターン71が加熱部材70の厚さ方向に折れ曲がることが抑制される。これにより、発熱パターン71の断線や、発熱パターン71における温度ムラ等の発生が抑制される。
なお、本実施の形態の加熱部材70では、図4に示すように、発熱パターン71と折れ部70Cとの間に、間隙(発熱パターン71が形成されていない領域)が形成されている。より具体的には、発熱パターン71の共通給電部712Dと折れ部70Cとの間に、間隙が形成されている。同様に、加熱部材70では、発熱パターン71と下流側端部70Eとの間に、間隙が形成されている。より具体的には、発熱パターン71の第1給電部712Aと下流側端部70Eとの間に、間隙が形成されている。
また、本実施の形態の加熱部材70では、移動方向の上流側に屈曲部70Aを設けることで、加熱部材70をベルト部材64Aの内周に設置した場合に、加熱部材70の上流側端部70Dが、ベルト部材64Aの内周面64Nから離間した状態となる。
この離間により、ベルト部材64Aの内周面64Nに付着しているオイルが、加熱部材70の上流側端部70Dによりかき取られることが抑制される。この結果、加熱部材70とベルト部材64Aの内周面64Nとの間に、オイルが進入するようになる。
この離間により、ベルト部材64Aの内周面64Nに付着しているオイルが、加熱部材70の上流側端部70Dによりかき取られることが抑制される。この結果、加熱部材70とベルト部材64Aの内周面64Nとの間に、オイルが進入するようになる。
ここで、加熱部材70の上流側端部70Dがベルト部材64Aの内周面64Nに接触していると、オイルがこの上流側端部70Dにより堰き止められやすくなり、加熱部材70とベルト部材64Aの内周面64Nとの間へオイルが入りにくくなる。また、この場合、押圧パッド64Bとベルト部材64Aの内周面64Nとの接触部に対しても、オイルが達しにくくなる。
そして、この場合、ベルト部材64A、加熱部材70および押圧パッド64B等の摩耗が促進される。また、この場合、ベルト部材64Aが回転しにくくなり、用紙の搬送不良や用紙のしわが発生しやすくなる。
そして、この場合、ベルト部材64A、加熱部材70および押圧パッド64B等の摩耗が促進される。また、この場合、ベルト部材64Aが回転しにくくなり、用紙の搬送不良や用紙のしわが発生しやすくなる。
ところで、発熱パターン71を有する加熱部材70において、オイルのかき取りを抑制するために屈曲部70Aを設けた場合、発熱パターン71の配置等によっては、熱膨張等によって加熱部材70に反りが生じる場合がある。
図6は、従来の加熱部材70の構成の一例を示した図であって、加熱部材70をベルト部材64A(図2参照)の幅方向に見た図である。なお、図6において、図1〜図4と同様の構成ついては、同様の符号を用いている。
図6は、従来の加熱部材70の構成の一例を示した図であって、加熱部材70をベルト部材64A(図2参照)の幅方向に見た図である。なお、図6において、図1〜図4と同様の構成ついては、同様の符号を用いている。
図6に示す従来の加熱部材70では、湾曲部70Bにおいて、移動方向の中央部に発熱パターン71を配置している。より具体的には、湾曲部70Bにおいて、移動方向の中心線70Xに対して上流側に位置する上流部70B1と、下流側に位置する下流部70B2とで、発熱部711による発熱量が等しくなるように発熱パターン71を配置している。
言い換えると、図6に示す従来の加熱部材70では、発熱パターン71の発熱部711における移動方向の中心線が、加熱部材70の中心線70Xと一致するように、発熱パターン71を配置している。
言い換えると、図6に示す従来の加熱部材70では、発熱パターン71の発熱部711における移動方向の中心線が、加熱部材70の中心線70Xと一致するように、発熱パターン71を配置している。
さらに言い換えると、図6に示す加熱部材70では、湾曲部70Bと屈曲部70Aとの境界である折れ部70Cから発熱部711までの距離と、下流側端部70Eから発熱部711までの距離とが等しくなっている。これにより、加熱部材70全体として見た場合、上流側端部70Dから発熱部711までの距離が、下流側端部70Eから発熱部711までの距離と比較して大きくなっている。すなわち、図6の加熱部材70では、発熱部711が設けられていない領域の面積が、移動方向の上流側において、移動方向の下流側と比較して大きくなっている。
加熱部材70において発熱パターン71をこのように配置した場合、発熱パターン71に通電を行うことにより発熱部711を発熱させた際に、加熱部材70に、幅方向に向かう反りが生じる場合がある。
具体的に説明すると、発熱パターン71を発熱させた場合、加熱部材70において、発熱パターン71(発熱部711)が設けられる湾曲部70Bにおける移動方向の中央部は、高温になる。
一方、発熱パターン71が設けられていない屈曲部70Aや、折れ部70Cおよび下流側端部70Eの近傍では、発熱パターン71にて生じた熱の伝導により温度上昇はするものの、その温度は、湾曲部70Bにおける移動方向の中央部と比較して低温となる。
一方、発熱パターン71が設けられていない屈曲部70Aや、折れ部70Cおよび下流側端部70Eの近傍では、発熱パターン71にて生じた熱の伝導により温度上昇はするものの、その温度は、湾曲部70Bにおける移動方向の中央部と比較して低温となる。
ここで上述したように、図6の加熱部材70では、発熱部711が設けられていない領域の面積が、移動方向の上流側において、移動方向の下流側と比較して大きくなっている。このため、発熱パターン71を発熱させると、加熱部材70全体として見た場合に、加熱部材70における移動方向の上流側の温度が、加熱部材70における移動方向の下流側の温度と比較して、低温となる。言い換えると、加熱部材70全体として見た場合に、加熱部材70における移動方向の下流側の温度が、加熱部材70における移動方向の上流側の温度と比較して、高温となる。
加熱部材70は、上述したように可撓性を有する薄板状の形状を有しており、温度上昇による熱膨張によって変形する。そして、図6に示す加熱部材70では、発熱パターン71を発熱させた場合の温度差により、加熱部材70における移動方向の下流側において、加熱部材70における移動方向の上流側と比較して大きく変形する。
このため、図6にて矢印Pで示すように、加熱部材70において移動方向の上流側から下流側へ向かう反りが生じるおそれがある。ここで、加熱部材70は、薄板状の形状を有しており、移動方向に沿った長さが厚さに対して大きい。このため、加熱部材70の移動方向の剛性は、加熱部材70の厚さ方向の剛性と比較して大きく、加熱部材70にて生じた移動方向への反りは、外力によっては矯正しにくい。
このため、図6にて矢印Pで示すように、加熱部材70において移動方向の上流側から下流側へ向かう反りが生じるおそれがある。ここで、加熱部材70は、薄板状の形状を有しており、移動方向に沿った長さが厚さに対して大きい。このため、加熱部材70の移動方向の剛性は、加熱部材70の厚さ方向の剛性と比較して大きく、加熱部材70にて生じた移動方向への反りは、外力によっては矯正しにくい。
なお、加熱部材70では、移動方向の上流側から下流側に向かう反りの他、図6にて破線矢印Qで示すような、湾曲部70Bにおいて加熱部材70の厚さ方向に向かう反りが生じる。しかしながら、加熱部材70の厚さ方向の剛性は小さいため、この加熱部材70の厚さ方向に向かう反りは、例えば加熱部材70の湾曲部70Bがベルト部材64A(図2参照)の内周面64N(図2参照)によりベルト部材64Aから加えられる応力等によって矯正することができる。このため、加熱部材70の厚さ方向に向かう反りは、問題になりにくい。
このような課題に対し、本実施の形態では、加熱部材70における発熱パターン71(発熱部711)の配置を図6とは異ならせることにより、上述した加熱部材70の移動方向への反りを抑制している。以下、上述した図2〜図4を用いて、本実施の形態の加熱部材70の構成についてより詳細に説明する。
本実施の形態の加熱部材70では、湾曲部70Bにおいて、移動方向の中心線70Xに対して上流側に位置する上流部70B1において、下流側に位置する下流部70B2と比較して発熱部711による発熱量が等しくなるように、発熱パターン71を配置している。
言い換えると、本実施の形態の加熱部材70では、図6に示した加熱部材70と比較して、発熱パターン71の配置を、移動方向の上流側にずらしている。
言い換えると、本実施の形態の加熱部材70では、図6に示した加熱部材70と比較して、発熱パターン71の配置を、移動方向の上流側にずらしている。
さらに言い換えると、本実施の形態の加熱部材70では、湾曲部70Bと屈曲部70Aとの境界である折れ部70Cから発熱部711までの距離が、下流側端部70Eから発熱部711までの距離と比較して小さくなっている。これにより、本実施の形態の加熱部材70では、図6に示した加熱部材70と比較して、上流側端部70Dから発熱部711までの距離と、下流側端部70Eから発熱部711までの距離との差が小さくなっている。
なお、本実施の形態の加熱部材70では、上流側端部70Dから発熱部711までの距離が、下流側端部70Eから発熱部711までの距離と等しくなるように、発熱パターン71を配置することが好ましい。
なお、本実施の形態の加熱部材70では、上流側端部70Dから発熱部711までの距離が、下流側端部70Eから発熱部711までの距離と等しくなるように、発熱パターン71を配置することが好ましい。
図5は、移動方向における加熱部材70の温度の一例を示したグラフである。図5において、実線は、本実施の形態の加熱部材70の温度を示しており、一点鎖線は、図6に示した従来の加熱部材70の温度を示している。また、図5において、破線は、後述する他の構成を適用した加熱部材70の温度を示している。
図5にて実線で示すように、本実施の形態の加熱部材70では、発熱部711が発熱する領域(図5中、横軸に沿って平坦な領域)が、図6に示した従来の加熱部材70と比較して、湾曲部70Bの中心線70Xに対して移動方向の上流側にずれている。
この結果、本実施の形態の加熱部材70では、屈曲部70Aおよび上流側端部70Dの近傍における加熱部材70の温度が、図6に示した従来の加熱部材70と比較して高温となっている。そして、本実施の形態の加熱部材70では、移動方向の上流側と下流側との温度差が、図6に示した従来の加熱部材70と比較して、小さくなっている。
この結果、本実施の形態の加熱部材70では、屈曲部70Aおよび上流側端部70Dの近傍における加熱部材70の温度が、図6に示した従来の加熱部材70と比較して高温となっている。そして、本実施の形態の加熱部材70では、移動方向の上流側と下流側との温度差が、図6に示した従来の加熱部材70と比較して、小さくなっている。
これにより、本実施の形態の加熱部材70では、図6に示した従来の加熱部材70と比較して、移動方向の上流側と下流側との熱膨張による変形量の差が低減される。このため、本実施の形態では、加熱部材70の移動方向への反りが抑制される。
ここで、上述したように、図2〜図4に示した本実施の形態の加熱部材70では、湾曲部70Bにおける発熱パターン71(発熱部711)の配置を、図6に示した従来の加熱部材70と比べて、移動方向の上流側にずらしている。これにより、湾曲部70Bにおいて、移動方向の中心線70Xに対して上流部70B1における発熱量を、下流部70B2と比較して大きくすることで、加熱部材70の移動方向への反りを抑制している。しかしながら、上流部70B1における発熱量を下流部70B2と比較して大きくするための構成としてはこれに限定されるものではない。
例えば、図6に示した従来の加熱部材70と同様に湾曲部70Bにおいて移動方向の中央部に発熱パターン71(発熱部711)を配置し、移動方向の中心線70Xに対し上流部70B1における発熱部711の密度(面積)を、下流部70B2と比較して大きくしてもよい。これにより、湾曲部70Bにおいて、上流部70B1における発熱量を、下流部70B2と比較して大きくすることができる。
そして、このような構成を採用した場合、図5にて破線で示すように、上流部70B1における温度が、図6に示した従来の加熱部材70と比較して高くなる。この結果、図6に示した従来の加熱部材70と比較して、屈曲部70Aおよび上流側端部70Dの近傍における加熱部材70の温度が高温となり、加熱部材70移動方向の上流側と下流側との温度差が小さくなる。
これにより、図6に示した従来の加熱部材70と比較して、移動方向の上流側と下流側との熱膨張による変形量の差が低減され、加熱部材70の移動方向への反りが抑制される。
これにより、図6に示した従来の加熱部材70と比較して、移動方向の上流側と下流側との熱膨張による変形量の差が低減され、加熱部材70の移動方向への反りが抑制される。
なお、図2〜図4に示したように、加熱部材70において、湾曲部70Bにおける発熱パターン71(発熱部711)の配置を移動方向の上流側にずらした構成において、さらに、上流部70B1における発熱部711の密度を下流部70B2と比較して大きくしてもよい。このような場合であっても、同様に、図6に示した従来の加熱部材70と比較して、移動方向の上流側と下流側との熱膨張による変形量の差が低減され、加熱部材70の移動方向への反りが抑制される。
10…画像形成装置、60…定着装置、64…定着ベルトモジュール、64A…ベルト部材、65…加圧ロール、70…加熱部材、70A…屈曲部、70B…湾曲部、70C…折れ部、70X…中心線、71…発熱パターン、711…発熱部、712…給電部
Claims (6)
- 周回移動を行うベルト部材と、
前記ベルト部材の外周面に接触配置され、画像が形成された記録材の加圧を行う加圧部材と、
前記ベルト部材の内周面に倣って湾曲し当該内周面に接触した湾曲部と、当該湾曲部の、当該ベルト部材の移動方向における上流側の端部から屈曲し、当該内周面から離間した屈曲部と、当該湾曲部に設けられ、通電により発熱し、当該湾曲部における当該移動方向の上流側での発熱量が、当該移動方向の下流側での発熱量と比較して大きい発熱部とを有し、当該ベルト部材を加熱する加熱部材と、
を備える定着装置。 - 前記加熱部材は、前記発熱部が、前記湾曲部の前記移動方向における中心に対して当該移動方向の上流側にずれ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。
- 前記加熱部材は、前記湾曲部の前記移動方向における中心よりも上流側に位置する前記発熱部の発熱密度が、当該中心よりも下流側に位置する当該発熱部の発熱密度と比較して大きいことを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。
- 前記ベルト部材は、前記内周面に潤滑剤が塗布され、周回移動によって当該内周面と前記加熱部材の前記湾曲部との間に潤滑剤が進入することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の定着装置。
- 周回移動を行うベルト部材の内周面に倣うように一端から他端にかけて湾曲した湾曲部と、
前記湾曲部の前記一端から当該湾曲部の内周側に向けて屈曲した屈曲部と、
前記湾曲部に設けられ、通電により発熱し、当該湾曲部の前記一端と前記他端との中心よりも当該一端側での発熱量が、当該中心よりも当該他端側での発熱量と比較して大きい発熱部と、
を備える加熱部材。 - 記録材への画像形成を行う画像形成手段と、
周回移動を行うベルト部材と、
前記ベルト部材の外周面に接触配置され、前記画像形成手段により画像が形成された記録材の加圧を行う加圧部材と、
前記ベルト部材の内周面に倣って湾曲し当該内周面に接触した湾曲部と、当該湾曲部の、当該ベルト部材の移動方向における上流側の端部から屈曲し、当該内周面から離間した屈曲部と、当該湾曲部に設けられ、通電により発熱し、当該湾曲部における当該移動方向の上流側での発熱量が、当該移動方向の下流側での発熱量と比較して大きい発熱部とを有し、当該ベルト部材を加熱する加熱部材と、
を備える画像形成装置。
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-
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- 2016-08-24 US US15/245,733 patent/US9841712B2/en active Active
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