JP2017167460A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置、及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus including the same.
従来から、定着ベルト等の無端状の定着部材と加圧ローラ等の押圧部材との間にニップ部を形成し、ニップ部を通る記録材に熱と圧力を加えて、記録材上に未定着のトナー画像を定着させる接触加熱方式の定着装置を備えた画像形成装置が知られている。
例えば、特許文献1には、次のような定着装置を備えた画像形成装置(カラープリンタ)が記載されている。
Conventionally, a nip portion is formed between an endless fixing member such as a fixing belt and a pressing member such as a pressure roller, and heat and pressure are applied to the recording material passing through the nip portion, and the image is not fixed on the recording material. There is known an image forming apparatus including a contact heating type fixing device for fixing the toner image.
For example,
回転可能な無端状の定着部材と、定着部材を非ニップ部で加熱する加熱手段と、定着部材の内周側に配置されるニップ形成部材と、定着部材とで挟持搬送する記録材を定着部材側へ向けて押圧する押圧部材と、定着部材の両端部近傍をニップ部で加熱する端部熱源と、を備えている。
そして、定着部材の両端部近傍を加熱する端部熱源をニップ部における定着部材の内周面に付勢手段で押し付けて接触させるように構成している。
このように定着装置を構成することで、特許文献1には、簡単な構成で無駄なエネルギーを消費することなく、且つ、生産性を落とすことなく効率的にA3ノビ等の大サイズ紙にも対応できる定着装置を提供できる旨、記載されている。
A rotatable endless fixing member, a heating means for heating the fixing member at a non-nip portion, a nip forming member disposed on the inner peripheral side of the fixing member, and a recording material sandwiched and conveyed by the fixing member. A pressing member that presses toward the side, and an end heat source that heats the vicinity of both ends of the fixing member at the nip portion.
An end heat source that heats the vicinity of both ends of the fixing member is pressed against and brought into contact with the inner peripheral surface of the fixing member in the nip portion by an urging means.
By configuring the fixing device in this way,
しかしながら、従来の端部熱源を備える構成では、端部熱源から定着部材への伝熱効率を高めるために定着部材に対する端部熱源の接触圧を大きくとすると、端部熱源と定着部材の間の摩擦力が大きくなり定着部材の走行不良が発生するおそれがある。一方、走行不良の発生を抑制するために、定着部材に対する端部熱源の接触圧を小さくすると、端部熱源と定着部材の接触が不安定になり易く、定着部材への伝熱不良となって加熱効率が低下するおそれがある。 However, in the configuration including the conventional end heat source, if the contact pressure of the end heat source with respect to the fixing member is increased in order to increase the heat transfer efficiency from the end heat source to the fixing member, the friction between the end heat source and the fixing member is increased. This may increase the force and cause the running failure of the fixing member. On the other hand, if the contact pressure of the end heat source with respect to the fixing member is reduced in order to suppress the occurrence of poor running, the contact between the end heat source and the fixing member tends to become unstable, resulting in poor heat transfer to the fixing member. Heating efficiency may decrease.
上述した課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、回転可能な無端状の定着部材と、該定着部材を非ニップ部で加熱する加熱手段と、前記定着部材の内周側に配置されるニップ形成部材と、前記定着部材とで挟持搬送する記録材を該定着部材側へ向けて押圧する押圧部材と、前記定着部材の両端部近傍をニップ部で加熱する端部熱源と、を備えた定着装置において、前記定着部材と前記押圧部材との間に形成されるニップ部における前記定着部材の長手方向の熱移動を補助する熱移動補助部材を前記ニップ形成部材の定着部材側に設けるとともに、前記ニップ形成部材と前記熱移動補助部材との間の長手方向両端部に前記端部熱源を設け、前記熱移動補助部材の前記端部熱源との接触部が、前記押圧部材による押圧力よりも小さな応力で変形可能に構成したことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the invention described in
本発明によれば、定着部材の安定な走行を維持しながら良好な加熱効率を得ることができる定着装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a fixing device capable of obtaining good heating efficiency while maintaining stable running of the fixing member.
以下、本発明を適用した定着装置を備えた画像形成装置として、電子写真方式のカラープリンタ(以下、プリンタ200という)の一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係るプリンタ200の概略構成図である。
図1に示したプリンタ200は、複数の色画像を形成する作像部が中間転写体としての転写ベルト11の展張方向に沿って並置されたタンデム方式のカラープリンタである。しかし、本実施形態の定着装置が適用可能な画像形成装置は、この方式に限られず、またプリンタだけではなく複写機やファクシミリ装置等の画像形成装置にも適用することも可能である。
Hereinafter, an embodiment of an electrophotographic color printer (hereinafter referred to as a printer 200) will be described as an image forming apparatus including a fixing device to which the present invention is applied.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
The
プリンタ200は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム20Y,C,M,Bkを並設したタンデム構造が採用されている。
プリンタ200では、各感光体ドラム20Y,C,M,Bkに形成されたトナー像からなる可視像が、各感光体ドラムに対峙しながら矢印A1方向に移動可能な無端ベルトである転写ベルト11に対して一次転写される。この一次転写行程の実行によってそれぞれの色の画像が重畳転写され、その後、シート状の記録材である用紙Pに対して二次転写行程を実行することで一括転写される。
The
In the
各感光体ドラム20の周囲には、感光体ドラム20の回転に従い画像形成処理するための装置が配置されている。ブラックの画像形成を行う感光体ドラム20Bkを代表として説明すると、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、一次転写ローラ12Bk、及びクリーニング装置50Bkが配置されている。帯電装置30Bkによる一様帯電後に行われる、書き込み光Lbを用いた光書き込みには、光書き込み装置8が用いられる。
Around each photosensitive drum 20, an apparatus for image forming processing is arranged according to the rotation of the photosensitive drum 20. The photosensitive drum 20Bk that performs black image formation will be described as a representative. The charging device 30Bk, the developing device 40Bk, the primary transfer roller 12Bk, and the cleaning device 50Bk that perform image forming processing along the rotation direction of the photosensitive drum 20Bk are arranged. Has been. The
転写ベルト11に対する重畳転写では、転写ベルト11が図中、A1方向に移動する過程において、各感光体ドラム20Y,C,M,Bkに形成されたトナー像が、転写ベルト11の同じ位置に重ねて転写される。このために、一次転写は、転写ベルト11を挟んで各感光体ドラム20Y,C,M,Bkに対向して配設された一次転写ローラ12Y,C,M,Bkによる電圧印加によって、図中、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。
In the superimposing transfer on the
各感光体ドラム20Y,C,M,Bkは、図中、A1方向の上流側からこの順で並んでいる。各感光体ドラム20Y,C,M,Bkは、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)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
プリンタ200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20Y,C,M,Bkの上方に対向して配設され、転写ベルト11及び一次転写ローラ12Y,C,M,Bkを備えた転写ベルトユニット10を備えている。また、転写ベルト11に対向して配設され転写ベルト11に従動し、連れ回りする二次転写ローラ5と、転写ベルト11に対向して配設され転写ベルト11をクリーニングするベルトクリーニング装置13も備えている。そして、上記4つの画像ステーションの下方に対向して配設された光書き込み装置8も備えている。
The
光書き込み装置8は、静電潜像を書き込む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、折り返しミラーおよび偏光手段としての回転多面鏡などを装備している。この光書き込み装置8は、各感光体ドラム20Y,C,M,Bkに対して色毎に対応した書き込み光Lbを出射して感光体ドラム20Y,C,M,Bkに静電潜像を形成するよう構成されている。書き込み光Lbは、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符号が付けてあるが、その他の画像ステーションも同様である。
The
このプリンタ200には、転写ベルト11と二次転写ローラ5との間に向けて搬送される用紙Pを積載した給紙カセットとしての用紙給送装置61が設けられている。また、用紙給送装置61から搬送されてきた用紙Pを、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、転写ベルト11と二次転写ローラ5との間の二次転写部に向けて繰り出すレジストローラ対4が設けられている。また、用紙Pの先端がレジストローラ対4に到達したことを検知するセンサも設けられている。
The
また、プリンタ200には、トナー像が転写された用紙P上にトナー像を定着させるための定着ユニットとしての接触加熱方式の定着装置100と、定着済みの用紙Pをプリンタ200の本体外部に排出する排出ローラ7が備えられている。また、プリンタ200の本体上部には、排出ローラ7によりプリンタ200の本体外部に排出された用紙Pを積載する排紙トレイ17が備えられている。また、排紙トレイ17の下側の装置本体内には、イエロー、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,C,M,Bkが備えられている。
Further, the
転写ベルトユニット10は、転写ベルト11、一次転写ローラ12Y,C,M,Bkの他に、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、転写ベルト11に対する張力付勢手段としての機能も備えており、従動ローラ73には、バネなどを用いた付勢手段が設けられている。このような転写ベルトユニット10と、一次転写ローラ12Y,C,M,Bkと、二次転写ローラ5と、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。
用紙給送装置61は、プリンタ200の本体下部に配設されており、最上位の用紙Pの上面に当接する給送ローラ3を有している。給送ローラ3が図中反時計回りに回転駆動されることにより、最上位の用紙Pをレジストローラ対4に向けて給送するようになっている。
In addition to the
The driven roller 73 also has a function as tension urging means for the
The
転写装置71に装備されているベルトクリーニング装置13は、転写ベルト11に対向、当接するように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。そして、ベルトクリーニング装置13は、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り、除去して、転写ベルト11をクリーニングするようになっている。
また、ベルトクリーニング装置13は、転写ベルト11から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための排出手段を有している。
The
Further, the
以下に、本実施形態のプリンタ200の特徴部である定着装置100について、図を用いて説明する。
図2は、定着装置100の概要説明図である。
定着装置100は、図2に示すように、回転可能な無端状の定着部材としての定着ベルト101と、これに対向配置されて回転可能な加圧部材としての加圧ローラ103とを有している。また、定着ベルト101を非ニップ部で加熱する加熱手段としての複数の定着熱源である第一ハロゲンヒータ102Aと第二ハロゲンヒータ102Bの2本のハロゲンヒータ102により、定着ベルト101が内周側から輻射熱で直接加熱される構成となっている。
また、図2に示す定着装置100の定着ベルト101内には、定着ベルト101を介して加圧ローラ103との間でニップ部を形成するニップ形成部材106があり、定着ベルト101内面と、熱移動補助部材116を介して摺動するようになっている。そして、用紙P上のトナー像はニップ部Nにおいて、加熱・加圧により定着されることとなる。
Hereinafter, the fixing
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of the fixing
As shown in FIG. 2, the fixing
Further, in the fixing
ここで、図2に示す例では、熱移動補助部材116の定着ベルト101に対向する部分の形状が平坦状であるが、凹形状やその他の形状であっても良い。凹形状のニップ部の場合、記録材先端の排出方向が加圧ローラ寄りになり、分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。
定着ベルト101の内側には、加圧ローラ103に対向して配置されたニップ形成部材106と、ニップ形成部材106の両端部に一体に設けられた、定着ベルト101をニップ部で加熱する端部熱源としての2つの端部ヒータ126を有している。また、ニップ形成部材106と各端部ヒータ126の定着ベルト101の内面に対向する面を覆う熱移動補助部材116と、ニップ形成部材106を加圧ローラ103からの加圧力に対抗して保持するステー107も有している。
また、詳しくは後述するが、2つの端部ヒータ126である、長手方向の各端部に設けられた左端部ヒータ126aと右端部ヒータ126bはそれぞれ単独に備えられ、連続した形状にはなっていない。
Here, in the example shown in FIG. 2, the shape of the portion of the heat
Inside the fixing
Further, as will be described in detail later, the
ニップ形成部材106、熱移動補助部材116、及びステー107は、いずれも定着ベルト101の幅方向(以下、「長手方向」という)に延びる長さを有している。
熱移動補助部材116は、各端部ヒータ126の熱が局所的に留まることを防止し、積極的に長手方向に熱を移動させて長手方向の温度不均一性を低減するために設けられている。
このため、熱移動補助部材116は短時間で熱移動が可能な材料であることが望ましく、熱伝導率の高い銅やアルミニウム、銀といった部材であることが望ましい。コスト、入手性、熱伝導率特性、加工性を総合的に考慮すると、銅を用いることが最も望ましい。
本実例では、熱移動補助部材116の定着ベルト101の内面に対向する面は、定着ベルト101に直接接触する面であり、ニップ形成面となる。
The
The heat transfer
For this reason, the heat transfer
In this example, the surface of the heat
定着ベルト101は、ニッケルやSUSなどの金属ベルトやポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端ベルト、又はフィルムで構成される。
定着ベルト101の表層はPFAまたはPTFE層などの離型層を有し、トナーが付着しないように離型性を持たせている。
定着ベルト101の基材とPFAまたはPTFE層の間にはシリコーンゴムの層などで形成された弾性層があっても良い。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させるときに、定着ベルト101表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ(ユズ肌画像)が残るという不具合が生じ得る。これを改善するにはシリコーンゴム層を100[μm]以上設ける必要があり、シリコーンゴム層の変形により、微小な凹凸が吸収されユズ肌画像が改善する。
The fixing
The surface layer of the fixing
There may be an elastic layer formed of a silicone rubber layer or the like between the base material of the fixing
ステー107はニップ部N側と反対側が起立した起立部を有した形状となっており、起立部を隔て、定着熱源としての第一ハロゲンヒータ102Aと第二ハロゲンヒータ102Bが配置されている。
そして、定着ベルト101は、これら2つのハロゲンヒータ102により内面側から輻射熱で直接加熱される。
また、各ハロゲンヒータ102を、定着ベルト101の内周側に配置することで、回転可能な無端状の定着ベルト101を備えた定着装置100をコンパクトに構成することが容易になる。
The
The fixing
Further, by disposing each
定着ベルト101の内部にはニップ形成部材106とニップ部Nを支持するための支持部材としての、上述したステー107を設け、加圧ローラ103により圧力を受けるニップ形成部材106の撓みを防止し、軸方向で均一なニップ幅を得られるようにしている。
ステー107は、両端部で保持部材としてのフランジに保持固定され位置決めされている。また、2本のハロゲンヒータ102とステー107の間に反射部材109を備え、各ハロゲンヒータ102からの輻射熱などによりステー107が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギー消費を抑制している。
ここで、反射部材109を備える代わりに、ステー107表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可能となる。
The above-described
The
Here, instead of providing the reflecting
加圧ローラ103は、芯金105の外周部に弾性ゴム層104があり、離型性を得るために表面に離型層(PFAまたはPTFE層)が設けてある。
この加圧ローラ103は、プリンタ200本体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回転する。また、加圧ローラ103は、スプリングなどにより定着ベルト101側に押し付けられており、弾性ゴム層104が押し潰されて変形することにより、所定のニップ幅を有している。
The
The
また、加圧ローラ103は中空のローラであっても良く、加圧ローラ103にハロゲンヒータ等の加熱源を有していても良い。
弾性ゴム層104はソリッドゴムでも良いが、加圧ローラ103内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いても良い。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト101の熱が奪われにくくなるので、より望ましい。
The
The
定着ベルト101は加圧ローラ103により連れ回り回転する。
図2に示す例では、加圧ローラ103が駆動源により回転し、ニップ部Nでベルトに駆動力が伝達されることにより、定着ベルト101が回転する。
定着ベルト101はニップ部Nで挟み込まれて回転し、ニップ部N以外では両端部でフランジにガイドされ、走行する。
上述したような構成により、安価で、ウォームアップが速い定着装置100を実現することが可能となる。
The fixing
In the example shown in FIG. 2, the
The fixing
With the above-described configuration, it is possible to realize a fixing
ここで、従来構成の定着装置100について、図3を用いて説明しておく。
図3は、ハロゲンヒータ2本構成の定着装置の従来例の説明図である。
このような定着装置100としては、例えば特許文献2に記載された定着装置が知られている。
Here, a
FIG. 3 is an explanatory diagram of a conventional example of a fixing device having two halogen heaters.
As such a
図3に示す従来例の定着装置100は、回転可能な無端状の定着ベルト101と、定着ベルト101を内側から加熱する2本のハロゲンヒータ102と、定着ベルト101の内周側に配置されるニップ形成部材106と、定着ベルト101とで挟持搬送する用紙を定着ベルト101側へ向けて加圧する加圧ローラ103とを有する、所謂、ベルト方式の定着装置である。
また、この定着装置100では、定着ベルト101の内周面を加熱する2本のハロゲンヒータ102の長手方向(定着ベルト101の無端移動方向に直交する方向)の発熱部の長さや配置位置を異ならせている。
A
Further, in the
しかし、この従来例では、2本のハロゲンヒータ102が反射部材109に囲まれているため、反射による輻射の減衰や、双方向矢印で示すように照射角が狭められることによって、加熱効率が低下する。ここで、照射角は各ハロゲンヒータ102からの輻射が定着ベルト101に直接当たる角度である。例えば、一方のハロゲンヒータ102は、定着ベルト101の長手方向中央部を加熱する中央ヒータであり、他方のハロゲンヒータ102は、定着ベルトの長手方向端部を加熱する端部ヒータである。
However, in this conventional example, since the two
一方、従来から、通常の定型の記録材、例えばA3縦通紙幅(297mm)よりも紙幅が広い用紙(いわゆるノビ紙)に作像を行いたいという市場ニーズがある。
しかし、例えば、ノビ紙までの用紙幅での定着性を求められる場合には、長手方向端部を加熱する端部ヒータの発熱幅をノビ紙端部まで伸ばす必要があり、A3サイズ等の定型記録材に対しては定着ベルト101の端部過昇温が発生する。これを防止するためには、生産性の調整等が必要になったり、回転可能な遮蔽部材(特許文献1の符号27)を設けるなどの非通紙部の過昇温を防ぐ構成を設けてコスト上昇を招いたりするという問題あった。
On the other hand, there is a market need for image formation on a normal standard recording material, for example, a paper having a paper width wider than the A3 longitudinal paper width (297 mm) (so-called nobi paper).
However, for example, in the case where fixability at a paper width up to nobi paper is required, it is necessary to extend the heat generation width of the end heater that heats the end in the longitudinal direction to the end of the nobi paper, and a standard size such as A3 size Overheating of the end of the fixing
そこで、本実施形態では、以下のように定着装置100を構成した。
図2に示すように、ステー107は、断面がそれぞれ略L字型の第一部材107Aと第二部材107Bからなる。
第一部材107A及び第二部材107Bは、2本のハロゲンヒータ102を仕切っており、ニップ形成部材106に固定されている。また、図4に示すように、第一部材107A及び第二部材107Bはヒータの長手方向に直線的に延在しており、ステー107の断面は略T字型に構成されている。
このように2本のハロゲンヒータ102でステー107を挟んだ上下の別々な領域に配置したことで、図3に示した従来の構成のように、ヒータ点灯時に互いのガラス管を加熱することがないため、加熱効率が下がらない。
Therefore, in the present embodiment, the fixing
As shown in FIG. 2, the
The
Since the two
また、各ハロゲンヒータ102とステー107の間に反射部材109を備え、各ハロゲンヒータ102からの輻射熱などによりステー107が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギー消費を抑制可能となる。ここで、反射部材109を備える代わりに、ステー107表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可能となる。
Further, a
また、図5に示すように、ニップ形成部材106の定着ベルト101と反対側の面が、ステー107の加圧ローラ103側の側面と接触し、一体化される。このように構成するとき、ボスとピンなどの形状を備えて組み合わせるようにしても良い。
熱移動補助部材116は、直方体状のニップ形成部材106の定着ベルト101の内面に対向する面を覆うように嵌合されて一体化されている。ここで、熱移動補助部材116とニップ形成部材106との一体構成は爪などを設けて噛み合わせれば良いが、接着等の手段を用いても良い。
As shown in FIG. 5, the surface of the
The heat
そして、図5に示すように、ニップ形成部材106の長手方向の両端部には、段差部としての左凹部106aと右凹部106bが形成され、これらには、それぞれ左端部ヒータ126aと右端部ヒータ126bが収容され、固定されている。
また、熱移動補助部材116の加圧ローラ103に対向する対向面116cはニップ形成面となるが、機械的強度上、実質的にニップ形成面となるのはニップ形成部材106の加圧ローラ103に対向する対向基準面106cである。
As shown in FIG. 5, left and right
Further, the
ここで、本実施形態の定着ベルト101を直接加熱する熱源である2本のハロゲンヒータ102と、ニップ形成部材106の両端部に一体に設けられた2つの端部ヒータ126の配熱分布や配置、端部熱源制御方法等について、図を用いて説明する。
図6は、定着装置100に設けた各ヒータと定着する用紙との長手方向の位置関係の説明図である。図7は、定着装置100に設けた両端部近傍の各ヒータの長手方向の位置関係の説明図であり、図7(a)が第二ハロゲンヒータ102Bの位置関係及び配熱分布の説明図、図7(b)が右端部ヒータ126bの位置関係及び配熱分布の説明図である。図8は、定着装置100に設けた両端部近傍の各ヒータと温度度検知手段の位置関係の説明図であり、図8(a)が第二ハロゲンヒータ102Bの位置関係及び配熱分布の説明図である。そして、図8(b)が右端部ヒータ126bの位置関係及び配熱分布の説明図、図8(c)が右温度検知手段136bの位置関係の説明図である。
Here, the heat distribution and arrangement of the two
FIG. 6 is an explanatory diagram of the positional relationship in the longitudinal direction between the heaters provided in the
図6に示すように、第一ハロゲンヒータ102Aは定着ベルト101の長手方向における中央部102cの配光分布が密なA4タテ等の小サイズの用紙Pに対応したハロゲンヒータである。
第二ハロゲンヒータ102Bは、長手方向における両端部102dの配光分布が密なA3サイズ等の用紙Pに対応したハロゲンヒータである。
これらのハロゲンヒータ102は、用紙Pが小サイズのときは第一ハロゲンヒータ102Aのみが点灯され、長手方向端部の非通紙部が無駄に加熱されることや、連続通紙による端部の過昇温が防止される。
そして、左端部ヒータ126aと右端部ヒータ126bは、長手方向における加熱範囲の一部が第二ハロゲンヒータ102Bの加熱範囲の同方向における端部と重なるように配置されている。換言すれば、左端部ヒータ126aと右端部ヒータ126bは、第二ハロゲンヒータ102Bの用紙幅の最端部に対応する位置の配熱出力の低下を補完するように配置されている。
As shown in FIG. 6, the
The
In the
The
また、定着装置100は、上述したように、定着ベルト101の加熱手段として、それぞれ長手方向に異なる配熱分布を有した第一ハロゲンヒータ102Aと第二ハロゲンヒータ102Bの定着熱源を有している。これにより、各端部ヒータ126で加熱する領域よりも内側を通過する用紙Pの用紙サイズに対応した定着ベルト101の範囲の加熱が効率的に行える。
Further, as described above, the fixing
ここで、第二ハロゲンヒータ102B及び各端部ヒータ126の配熱分布について、図7を用いて説明する。
通常、第二ハロゲンヒータ102Bはフィラメントの最端部まで、狙いの配熱量に対して100%の配熱出力はなされておらず、端部については熱量のダレで配熱出力が50%となるところまでを発熱部と定義するのが一般的である。また、各端部ヒータ126もヒータ端部までは狙いの配熱量に対して100%の配熱出力はなされておらず、発熱パターンの長手方向端部は配熱出力のダレが発生する。
このため第二ハロゲンヒータ102B及び各端部ヒータ126の長手方向の境界部で配熱出力の落ち込みが発生すると、特にノビ紙等の定形サイズより幅が広い記録材の端部で定着不良が発生する可能性がある。このため、第二ハロゲンヒータ102B及び各端部ヒータ126の配熱出力が100%となる端部同士を長手方向の境界位置とすることが望ましい。
Here, the heat distribution of the
Normally, the
For this reason, when a drop in the heat distribution output occurs at the longitudinal boundary between the
また、上述したように熱移動補助部材116の材料としては、銅やアルミニウムなどの熱伝導率の高い材料を用いている。
このように熱伝導率の高い材料を用いることで、各ハロゲンヒータ102及び各端部ヒータ126の熱が局所的に留まることを防止し、積極的に長手方向に熱を移動させて長手方向の温度不均一性を低減している。
Further, as described above, as the material of the heat transfer
By using a material having such a high thermal conductivity, the heat of each
しかし、熱移動補助部材116と定着ベルト101内面とは摺動しており、金属材料をそのまま定着ベルト101の内面と摺擦すると摩擦係数が大きく、ユニットトルクが上昇する等の不具合がある。このため熱移動補助部材116の定着ベルト101に対向する対向面116c(図5参照)は平滑であることが望ましく、更に摺動性を高めるために摩擦係数を低減するような施しを行うことが望ましい。
具体的にはPFAやPTFEのようなフッ素系の塗装やコーティングを施すことにより、熱移動補助部材116と定着ベルト101の内面との摺動を良好に維持することが可能となる。
また、上述したように熱移動補助部材116は定着ベルト101内面と摺動しており、熱移動補助部材116と定着ベルト101内面との間にフッ素グリースやシリコーンオイルなど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。
However, the heat
Specifically, it is possible to maintain good sliding between the heat
Further, as described above, the heat transfer
次に、各端部ヒータ126の温度を制御する、温度検知手段について図8を用いて説明する。
定着ベルト101の温度検知手段は接触方式のものが安価で精度が良いという利点があるが、接触位置に微細な摺動跡が発生し、対応する位置の画像に微小な光沢ムラ等の異常が発生することがある。このため、特にカラー画像出力機の定型サイズ幅内には接触式センサを用いないという構成が主流になっている。
しかし、本実施例の構成では、左端部ヒータ126a及び右端部ヒータ126bは、定型最大サイズの紙端部を加熱する第二ハロゲンヒータ102Bの更に外側(いわゆるノビ部)を加熱するための加熱部材である。
Next, temperature detection means for controlling the temperature of each
The temperature detection means of the fixing
However, in the configuration of the present embodiment, the
ノビ部の用途は、定型最大サイズ紙端部ぎりぎりまで作像したい場合の耳部であったり、印刷位置合わせに使われるトンボと呼ばれる線画像や、色確認のための小面積のベタパッチが作像される部分として使われたりする部分である。このため、ノビ部は、最終媒体として切断される部分であることが多いために、接触式の温度検知手段の接触跡に発生する微小な光沢ムラ等が異常画像として顕在化しない。
これにより、左端部ヒータ126a及び右端部ヒータ126bの温度を検知する左温度検知手段136a及び右温度検知手段136bは最終画像として残る可能性が少ない、長手方向の定型最大サイズより外側で、且つ、ノビ紙最大幅より内側(図8(c)図中にWで示した幅)に設けることにより、精度良く温度検知が可能となると共に、安価で高精度な接触式サーミスタを用いることが可能となる。
ここで、図8(c)図中にWで示した幅に設ける右温度検知手段136bの位置は、右端部ヒータ126bに対応した位置である。
The nobi part is used for ears when you want to create images up to the edge of the standard maximum size paper edge, line images called registration marks used for printing alignment, and small area solid patches for color confirmation. It is a part that is used as a part to be used. For this reason, since the nobby portion is often a portion that is cut as the final medium, minute gloss unevenness or the like generated on the contact trace of the contact-type temperature detection means does not appear as an abnormal image.
Thereby, the left temperature detecting means 136a and the right temperature detecting means 136b for detecting the temperatures of the
Here, the position of the right temperature detecting means 136b provided in the width indicated by W in FIG. 8C is a position corresponding to the
次に、本実施形態の定着装置100に有した最大の特徴部である熱移動補助部材116の構成について、複数の実施例を挙げて説明する。
Next, the configuration of the heat
(実施例1)
まず、本実施形態の定着装置100に有した熱移動補助部材116の実施例1について、図を用いて説明する。
図9は、本実施例の熱移動補助部材116の側面説明図、図10は、本実施例の熱移動補助部材116と端部熱源である左端部ヒータ126a及び右端部ヒータ126bとの接触部の断面説明図である。
上述したように熱移動補助部材116は、銅やアルミニウムなどの熱伝導率の高い材料を用い、各ハロゲンヒータ102及び各端部ヒータ126の熱が局所的に留まることを防止し、積極的に長手方向に熱を移動させて長手方向の温度不均一性を低減するものである。
Example 1
First, Example 1 of the heat transfer
FIG. 9 is an explanatory side view of the heat
As described above, the heat
長手方向の温度不均一性は、画像形成速度(印字スピード)が早い程発生しやすく、高速対応するためには熱移動補助部材116は銅やアルミニウム等の高熱伝導率の部材を用いる方法がある。
また、他の方法としては、熱移動方向の断面積(板厚)を厚くすることで、熱移動量を増やし、速やかに温度を均一化することもできる。
しかし、このように板厚を厚くすることによって温度不均一性は改善するが、一方で熱移動補助部材116の剛性も同時に高くなる。
Longitudinal temperature non-uniformity is more likely to occur as the image forming speed (printing speed) is faster, and there is a method of using a member having high thermal conductivity such as copper or aluminum as the heat transfer
As another method, by increasing the cross-sectional area (plate thickness) in the heat transfer direction, the amount of heat transfer can be increased and the temperature can be made uniform quickly.
However, increasing the plate thickness in this way improves the temperature non-uniformity, but at the same time, the rigidity of the heat
本実施形態の定着装置100では、図5に示すようにニップ形成部材106に左端部ヒータ126a及び右端部ヒータ126bが収容され、熱移動補助部材116は直方体状のニップ形成部材106を覆うように嵌合されて一体化されている。
このため、熱移動補助部材116の剛性が高すぎると、加圧ローラ103からの押圧力を抗する力によって、端部熱源である左端部ヒータ126a及び右端部ヒータ126bとの密着性が低下してしまう。
In the
For this reason, when the rigidity of the heat
また、熱移動補助部材116は銅やアルミニウム素材の板を型加工によって、図5に示すような形状に曲げ加工したものである。
そして、図9に示すように、左端部ヒータ126a及び右端部ヒータ126bと接触する左接触部116a及び右接触部116bの面は、加工上の平面度を高めることが設計上必要であるが、部品精度ばらつきにより僅かながらの変形を許容せざるを得ない。
また、各端部ヒータ126は、熱移動補助部材116を介して熱を定着ベルト101に伝えるものであり、各端部ヒータ126との接触状態が悪いと熱が効率良く定着ベルト101、及び用紙P上のトナーに伝わらず熱量不足による異常画像が発生する場合がある。また、熱伝達効率が悪くなることから消費電力の増大といった不具合も併発してしまう。
The heat transfer
As shown in FIG. 9, the surfaces of the
Each
そこで、本実施例の熱移動補助部材116では、図9に示すように、加圧ローラ103の弾性ゴム層104からの押圧力をA、熱移動補助部材116の平面度、変形を矯正する力(変形矯正力)をBとしたとき、A>Bとすることにより密着性を向上させるように構成した。
また、弾性ゴム層104は一般的にシリコーンゴム等で形成されており、経時でのゴム硬度低下による押圧力Aが低下する場合があるので、経時での押圧力を加味して上記関係を維持するようにする。
ここで、図9に示した加圧ローラ103の芯金105の軸は、軸受け105aにより、回転自在に支持されている。
Therefore, in the heat
In addition, the
Here, the shaft of the
また、例えば、図10に示すように、熱移動補助部材116が捩れ変形している場合には、捩れ変形した熱移動補助部材116がニップ形成部材106の当接点106dに当り密着性が低下してしまうが、加圧ローラ103の押圧力以下で捩れ剛性を矯正できるようになっている。ここで、図10に示した例は捩れが発生した場合であるが、熱移動補助部材116が長手方向、短手方向に変形していても同様の構成とすることで密着性を確保できる構成とすることができる。
Further, for example, as shown in FIG. 10, when the heat
上述したように、本実施例の本実施例の熱移動補助部材116を有した定着装置100は、定着ベルト101と、定着ベルト101を非ニップ部で加熱する加熱手段として定着熱源である第一ハロゲンヒータ102Aと第二ハロゲンヒータ102Bを備える。また、定着ベルト101の内周側に配置されるニップ形成部材106と、定着ベルト101とで挟持搬送する用紙Pを定着ベルト101側へ向けて加圧(押圧)する加圧ローラ103と、定着ベルト101の両端部近傍をニップ部で加熱する左端部ヒータ126aや右端部ヒータ126bも備える。
As described above, the fixing
加えて、定着ベルト101と加圧ローラ103との間に形成されるニップ部Nにおける定着ベルト101の長手方向の熱移動を補助する熱移動補助部材116をニップ形成部材106の定着ベルト101側に設けた。また、これにともなってニップ形成部材106と熱移動補助部材116との間の長手方向両端部に左端部ヒータ126aと右端部ヒータ126bを設けた。そして、熱移動補助部材116の左端部ヒータ126a及び右端部ヒータ126bとの、左接触部116a及び右接触部116b等の接触部が、加圧ローラ103による加圧(押圧)力よりも小さな応力で変形可能に構成した。すなわち、加圧ローラ103の弾性ゴム層104からの押圧力をA、熱移動補助部材116の平面度、変形を矯正する力(変形矯正力)をBとしたとき、A>Bとなるように構成した。
ここで、以下の説明では、上記定着装置100で奏することができる効果、及びその効果を奏することができる理由についての説明にとどめ、熱移動補助部材116の具体的な構成の例については、後述する実施例2〜4で、それぞれ具体的な例を挙げて説明する。
In addition, a heat
Here, in the following description, only the effect that can be achieved by the fixing
上述したように、熱移動補助部材116を有した定着装置100を構成することで、次のような効果を奏することができる。
熱移動補助部材116の各端部ヒータ126との各接触部116が、加圧ローラ103の弾性ゴム層104からの押圧力Aよりも小さな応力で変形できる。このため、ニップ部Nを形成するための押圧力を利用して定着ベルト101と熱移動補助部材116、及び熱移動補助部材116と各端部ヒータ126を密着させることができる。このため、従来の構成とは異なり、定着ベルト101と熱移動補助部材116、及び熱移動補助部材116と各端部ヒータ126が密着した状態で定着ベルト101の良好な走行性が得られるとともに、伝熱性の向上によって各端部ヒータ126による良好な加熱効率を維持できる。
よって、定着ベルト101の安定な走行を維持しながら良好な加熱効率を得ることができる定着装置100を提供できる。
As described above, by configuring the fixing
Each
Therefore, it is possible to provide the
ここで、ニップ形成部材106と熱移動補助部材116との間に、単に各端部ヒータ126を設けるだけの構成には、次のような不具合(問題)が生じるおそれがある。
ニップ形成部材106、各端部ヒータ126、及び熱移動補助部材116それぞれの部品表面形状(平面度)、取付け位置(取付け精度)は部品毎にばらつきが生じる場合がある。このように、ばらつきが生じると、熱移動補助部材116と各端部ヒータ126との接触性にもばらつきが生じて、各端部ヒータ126の熱が定着ベルト101に効率良く伝わらず熱量不足による異常画像が発生してしまうという不具合である。
そして、ニップ形成部材106、各端部ヒータ126、及び熱移動補助部材116の部品精度、取付け精度を高めようとすると、定着装置100のコスト上昇を招いてしまう。
また、熱伝達を補助する熱伝導グリースを接触面に塗布することで接触性を高めることもできるが、各端部ヒータ126に直接塗布すると高温下でのグリース流出、経時劣化等が発生しやすく、伝熱状態が経時で変化するので製品設計上、各端部ヒータ126近くで用いることは好ましくはない。
Here, the configuration in which each
The parts surface shape (flatness) and attachment position (attachment accuracy) of each of the
Further, if it is attempted to increase the component accuracy and the mounting accuracy of the
In addition, it is possible to improve the contact property by applying heat conductive grease to assist the heat transfer to the contact surface, but if it is applied directly to each
一方、熱移動補助部材116の各端部ヒータ126との各接触部116が、加圧ローラ103の弾性ゴム層104からの押圧力Aよりも小さな応力で変形可能な構成とすることで、以下に説明する理由により、上記不具合が生じることを抑制できる。
熱移動補助部材116の各端部ヒータ126との各接触部116が、加圧ローラ103の弾性ゴム層104からの押圧力Aよりも小さな応力で変形できる。このため、ニップ形成部材106、各端部ヒータ126、及び熱移動補助部材116の部品精度、取付け精度に関わらず、各端部ヒータ126に密着するように熱移動補助部材116を変形させることができる。このように変形させて熱移動補助部材116と各端部ヒータ126を密着させることで、熱移動補助部材116と各端部ヒータ126の熱伝達を良好にすることができる。
よって、ニップ形成部材106、各端部ヒータ126、及び熱移動補助部材116の部品精度、取付け精度に関わらず、熱移動補助部材116と各端部ヒータ126の熱伝達を良好にすることが可能な定着装置100も提供できる。
On the other hand, each
Each
Therefore, heat transfer between the heat
(実施例2)
次に、本実施形態の定着装置100に有した熱移動補助部材116の実施例2について、図を用いて説明する。
図11は、本実施例の熱移動補助部材116の側面説明図であり、左端部ヒータ126aとの接触部を例示している。
本実施例の熱移動補助部材116と実施例1の熱移動補助部材とでは、本実施例の熱移動補助部材116が、熱移動補助部材116に、次のような端部ヒータ内端切り欠き126dを設けて、断面二次モーメントが低い部分を設けたことに係る点のみ異なる。
熱移動補助部材116の、各端部ヒータ126が当接する位置よりも長手方向の中心側の少なくとも一ヶ所に設けた端部ヒータ内端切り欠き126dである。
したがって、実施例1の熱移動補助部材と同様な構成、及びその効果については、適宜、省略して説明するとともに、特に区別する必要が無い限り、同様な部材には、同一の符号を付して説明する。
(Example 2)
Next, Example 2 of the heat
FIG. 11 is an explanatory side view of the heat
In the heat
This is an end heater inner end notch 126d provided at least at one position on the center side in the longitudinal direction of the heat
Therefore, the configuration and effects similar to those of the heat transfer auxiliary member of the first embodiment will be omitted as appropriate, and similar members will be denoted by the same reference symbols unless otherwise distinguished. I will explain.
熱移動補助部材116は、通紙中の熱源長さと用紙サイズ差によって過剰に温度が上昇した部分を軸方向に均一に熱移動させる機能があることは上述した通りであるが、用紙通紙範囲内ではニップ形成部材106と断熱、接触状態が悪い方が熱効率上好ましい。
したがって、用紙通紙範囲の熱移動補助部材116は剛性が高く加圧ローラ103からの押圧力によってニップ幅、ニップ面圧を確保する構成であっても良い。
一方、左端部ヒータ126a及び右端部ヒータ126bと接触する範囲の用紙搬送中心側の一部に断面二次モーメントを低減する部位を備えることで熱移動補助部材116と左端部ヒータ126a及び右端部ヒータ126bの接触性を改善する。
具体的な例としては、図11に示すように、端部ヒータ内端切り欠き116dを備えることによって熱移動補助部材116と左端部ヒータ126a及び右端部ヒータ126bの接触性を改善する。この構成であると軸長手方向への温度均一性は全域でほぼ変わらない構成とすることができる。
As described above, the heat
Therefore, the heat
On the other hand, the heat
As a specific example, as shown in FIG. 11, the contact between the heat
上述したように、本実施例の熱移動補助部材116を有した定着装置100は、熱移動補助部材116の、各端部ヒータ126が当接する位置よりも長手方向の中心側の少なくとも一ヶ所に、端部ヒータ内端切り欠き126dを設けるなどした断面二次モーメントが低い部分を設けている。
As described above, the fixing
このように、熱移動補助部材116を有した定着装置100を構成することで、次のような効果を奏することができる。
通常、熱移動補助部材116が押圧部材に対して捩れるように変形していると、熱移動補助部材116と各端部ヒータ126とが当接点106d等が形成される点接触になり易く、各端部ヒータ126と各端部ヒータ126の熱伝達が悪化するおそれがある。
一方、熱移動補助部材116の各端部ヒータ126が当接する位置よりも長手方向中心側に変形し易い部分を設けることで、熱移動補助部材116が加圧ローラ103に対して捩れるように変形している場合でも、加圧ローラ103によって押圧された熱移動補助部材116の各端部ヒータ126に当接する位置が変形し易くなる。
したがって、各端部ヒータ126に当接する位置で熱移動補助部材116と各端部ヒータ126とが密着し易くなり、熱移動補助部材116と各端部ヒータ126の熱伝達が悪化するおそれを解消できる。
As described above, by configuring the fixing
Normally, when the heat
On the other hand, the heat
Therefore, the heat
(実施例3)
次に、本実施形態の定着装置100に有した熱移動補助部材116の実施例3について、図を用いて説明する。
図12は、本実施例の熱移動補助部材116の側面説明図であり、左端部ヒータ126aとの接触部を例示している。図13は、加圧ローラ103による加圧力(押圧力)の長手方向の分布の説明図である。
本実施例の熱移動補助部材116と実施例2の熱移動補助部材とでは、本実施例の熱移動補助部材116が、熱移動補助部材116に、端部ヒータ内端切り欠き126dに加え、次のような端部ヒータ部切り欠き126eを複数、設けたことに係る点のみ異なる。
熱移動補助部材116の、各端部ヒータ126との当接範囲に複数、設けた端部ヒータ部切り欠き126eである。
したがって、実施例1、2の熱移動補助部材と同様な構成、及びその効果については、適宜、省略して説明するとともに、特に区別する必要が無い限り、同様な部材には、同一の符号を付して説明する。
(Example 3)
Next, Example 3 of the heat transfer
FIG. 12 is an explanatory side view of the heat
In the heat
A plurality of end heater part notches 126e are provided in a contact range of the heat
Therefore, the configuration and effects similar to those of the heat transfer assisting members in Examples 1 and 2 will be omitted as appropriate, and similar members will be denoted by the same reference symbols unless otherwise distinguished. A description will be given.
図12に示すように、本実施例の熱移動補助部材116は、端部ヒータ内端切り欠き116dに加え、端部ヒータ部切欠き116eを左端部ヒータ126a及び右端部ヒータ126bとの接触面まで拡大している。
このように複数の端部ヒータ部切欠き116eを左端部ヒータ126a及び右端部ヒータ126bとの接触範囲に設け、さらに柔軟性を持たせて左端部ヒータ126a及び右端部ヒータ126bの平面度、熱移動補助部材116の平面度に追従しやすくし密着性を向上させている。
As shown in FIG. 12, the heat
As described above, the plurality of end
ここで、加圧ローラ103の押圧力Aの分布は、図13で示すように両端部は弾性ゴム層104の変形自由度が大きいので押圧力が端部程低下する。また、加圧ローラ103の両端部に表面層を備えないタイプの加圧ローラ(グリップローラを備えた構成の加圧ローラ)でも同様の現象が発生する。
したがって、端部ヒータ部切欠き116eの間隔は端部程狭くして柔軟性を持たせる構成としても良い。
Here, as shown in FIG. 13, the distribution of the pressing force A of the
Therefore, the end
上述したように、本実施例の熱移動補助部材116を有した定着装置100は、熱移動補助部材116の、各端部ヒータ126との当接範囲に端部ヒータ部切り欠き126eを設けるなどした断面二次モーメントが低い部分を複数個所、設けている。
As described above, the fixing
このように、熱移動補助部材116を有した定着装置100を構成することで、次のような効果を奏することができる。
通常、熱移動補助部材116と各端部ヒータ126の当接範囲の平面度が悪いと、熱移動補助部材116と各端部ヒータ126とが密着し難く、熱移動補助部材116と各端部ヒータ126の熱伝達が悪化する。
一方、熱移動補助部材116の各端部ヒータ126との当接範囲に変形し易い部分を設けることで、熱移動補助部材116と各端部ヒータ126の当接範囲の平面度が悪く密着し難い場合でも、平面度を各端部ヒータ126の形状に倣い矯正できるようにして密着性を改善できる。
したがって、各端部ヒータ126当接位置で熱移動補助部材116と各端部ヒータ126とが密着し易くなり、熱移動補助部材116と各端部ヒータ126の熱伝達が悪化するおそれを解消できる。
また、熱移動補助部材116の、各端部ヒータ126との当接範囲に端部ヒータ部切り欠き126eを設けるなどした断面二次モーメントが低い部分を複数個所、設けることで、熱移動補助部材116の熱容量低減効果による伝熱効率の向上も見込める。
As described above, by configuring the fixing
Normally, if the flatness of the contact range between the heat
On the other hand, the flatness of the contact range between the heat
Therefore, the heat
Further, the heat
(実施例4)
次に、本実施形態の定着装置100に有した熱移動補助部材116の実施例4について、図を用いて説明する。
図14は、本実施例の熱移動補助部材116の側面説明図であり、左端部ヒータ126aとの接触部を例示している。
本実施例の熱移動補助部材116と実施例2、3の熱移動補助部材とでは、本実施例の熱移動補助部材116が、左端部ヒータ126a及び右端部ヒータ126bとの接触面である左接触部116a及び右接触部116bの板厚を他の部分よりも薄くしたことに係る点のみ異なる。
したがって、実施例1〜3の熱移動補助部材と同様な構成、及びその効果については、適宜、省略して説明するとともに、特に区別する必要が無い限り、同様な部材には、同一の符号を付して説明する。
Example 4
Next, Example 4 of the heat transfer
FIG. 14 is an explanatory side view of the heat transfer
In the heat
Therefore, the configuration and effects similar to those of the heat transfer assisting members of Examples 1 to 3 will be appropriately omitted and described, and the same reference numerals will be given to similar members unless there is a particular need for distinction. A description will be given.
図14に示すように、本実施例の熱移動補助部材116は、左端部ヒータ126a及び右端部ヒータ126bとの接触面である左接触部116a及び右接触部116bの板厚t1を他の部分の板厚t2よりも薄くしている。
具体的には、熱移動補助部材116の左端部ヒータ126a及び右端部ヒータ126bとの接触範囲をプレス成型、切削加工等により板厚t1を他の部分の反圧t2よりも薄くする。このように、板厚t1が薄くなることにより変形矯正力Bは低減するので、低荷重の加圧ローラ103の押圧力しか得られない小型装置であっても、上述した目的を達成できる。すなわち、熱移動補助部材116の各端部ヒータ126付近を薄肉とすることで変形柔軟性を持たせ、捩れや波打ちなどの平面度が悪い状態でも矯正し易くなり、各端部ヒータ126との接触性が良好となる。
さらに、熱移動補助部材116の薄肉化によって、薄肉化した部分の熱容量も低減することが可能となり、左端部ヒータ126a及び右端部ヒータ126bによる加熱速度が早くなりウォームアップタイムの短縮が可能となる。
As shown in FIG. 14, the heat
Specifically, the contact range of the heat
Furthermore, the heat
上述したように、本実施例の熱移動補助部材116を有した定着装置100は、各端部ヒータ126と接触する領域において、左接触部116a及び右接触部116bの板厚t1を、熱移動補助部材116の長手方向中心側の板厚t2よりも薄くしている。
As described above, in the
このように、熱移動補助部材116を有した定着装置100を構成することで、次のような効果を奏することができる。
熱移動補助部材116の各端部ヒータ126付近を薄肉とすることで変形柔軟性を持たせ、捩れや波打ちなどの平面度が悪い状態でも矯正し易くなり、各端部ヒータ126との接触性が良好となる。さらに、薄肉化により、熱移動補助部材116を低熱容量化させるので各端部ヒータ126によって急速に加熱でき、A3ノビ紙等のノビ紙を通紙するときにもウォームアップタイムを短縮できる。
As described above, by configuring the fixing
By making the vicinity of each
以上、本実施形態について、図面を参照しながら説明してきたが、具体的な構成は、上述した本実施形態の定着装置100を備えた構成に限られるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えても良い。
例えば、本実施形態の定着装置100としては、図2等に示した定着ベルト101の内周側に非ニップ部Nを加熱する加熱手段を備えたものに限らず、IH方式や、その他の方式の加熱手段を定着ベルトの外周側に備えた定着装置にも適用可能である。
また、本実施形態の定着装置100を備えた画像形成装置としては、図1に示したカラープリンタに限らず、モノクロ画像形成装置や、その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機に搭載することが可能である。
これらの画像形成装置でも、本実施形態で説明した定着装置100と同様な効果を奏することができる。また、これらに本実施形態の定着装置100を備えることで、省エネ性に優れた画像形成装置を提供できる。
As described above, the present embodiment has been described with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the configuration provided with the above-described
For example, the fixing
Further, the image forming apparatus provided with the fixing
These image forming apparatuses can achieve the same effects as those of the fixing
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
定着ベルト101などの回転可能な無端状の定着部材と、該定着部材を非ニップ部で加熱する加熱手段として定着熱源である第一ハロゲンヒータ102Aや第二ハロゲンヒータ102Bなどの加熱手段と、前記定着部材の内周側に配置されるニップ形成部材106などのニップ形成部材と、前記定着部材とで挟持搬送する用紙Pなどの記録材を該定着部材側へ向けて加圧するなどして押圧する加圧ローラ103などの押圧部材と、前記定着部材の両端部近傍をニップ部で加熱する左端部ヒータ126aや右端部ヒータ126bなどの端部熱源と、を備えた定着装置100などの定着装置において、前記定着部材と前記押圧部材との間に形成されるニップ部Nなどのニップ部における前記定着部材の長手方向の熱移動を補助する熱移動補助部材116などの熱移動補助部材を前記ニップ形成部材の定着部材側に設けるとともに、前記ニップ形成部材と前記熱移動補助部材との間の長手方向両端部に前記端部熱源を設け、前記熱移動補助部材の前記端部熱源との左接触部116aや右接触部116bなどの接触部が、前記押圧部材による押圧力よりも小さな応力で変形可能に構成したことを特徴とする。
What was demonstrated above is an example, and there exists an effect peculiar for every following aspect.
(Aspect A)
A rotatable endless fixing member such as the fixing
これによれば、本実施形態で説明したように、次のような効果を奏することができる。
熱移動補助部材の端部熱源との接触部が、押圧部材による押圧力よりも小さな応力で変形できるので、ニップ部を形成するための押圧力を利用して定着部材と熱移動補助部材、及び熱移動補助部材と端部熱源を密着させることができる。このため、従来の構成とは異なり、定着部材と熱移動補助部材、及び熱移動補助部材と端部熱源が密着した状態で定着部材の良好な走行性が得られるとともに、伝熱性の向上によって端部熱源による良好な加熱効率を維持できる。
よって、定着部材の安定な走行を維持しながら良好な加熱効率を得ることができる定着装置を提供できる。
According to this, as described in the present embodiment, the following effects can be achieved.
Since the contact portion of the heat transfer assisting member with the end heat source can be deformed with a stress smaller than the pressing force by the pressing member, the fixing member and the heat transfer assisting member using the pressing force for forming the nip portion, and The heat transfer auxiliary member and the end heat source can be brought into close contact with each other. For this reason, unlike the conventional configuration, the fixing member and the heat transfer assisting member, and the heat transfer assisting member and the end heat source are in close contact with each other, the fixing member can have good running performance and the heat transfer performance can be improved. Good heating efficiency by the partial heat source can be maintained.
Therefore, it is possible to provide a fixing device that can obtain good heating efficiency while maintaining stable running of the fixing member.
ここで、ニップ形成部材と熱移動補助部材との間に、単に端部熱源を設けるだけの構成には、次のような不具合(問題)が生じるおそれがある。
ニップ形成部材、端部熱源、及び熱移動補助部材それぞれの部品表面形状(平面度)、取付け位置(取付け精度)は部品毎にばらつきが生じる場合がある。このように、ばらつきが生じると、熱移動補助部材と端部熱源との接触性にもばらつきが生じて、端部熱源の熱が定着部材に効率良く伝わらず熱量不足による異常画像が発生してしまうという不具合である。
そして、ニップ形成部材、端部熱源、及び熱移動補助部材の部品精度、取付け精度を高めようとすると、定着装置のコスト上昇を招いてしまう。
また、熱伝達を補助する熱伝導グリースを接触面に塗布することで接触性を高めることもできるが、熱源に直接塗布すると高温下でのグリース流出、経時劣化等が発生しやすく、伝熱状態が経時で変化するので製品設計上、熱源近くで用いることは好ましくはない。
Here, in the configuration in which the end heat source is simply provided between the nip forming member and the heat transfer assisting member, the following problems (problems) may occur.
The part surface shape (flatness) and attachment position (attachment accuracy) of each of the nip forming member, the end heat source, and the heat transfer assisting member may vary from part to part. As described above, when the variation occurs, the contact property between the heat transfer auxiliary member and the end heat source also varies, and the heat of the end heat source is not efficiently transmitted to the fixing member, and an abnormal image due to insufficient heat amount is generated. It is a malfunction that ends.
And if it is going to raise the component precision and attachment precision of a nip forming member, an edge part heat source, and a heat transfer auxiliary member, the cost of a fixing device will be raised.
In addition, it is possible to improve the contact by applying heat conduction grease to the contact surface to assist heat transfer. However, if it is applied directly to the heat source, it is easy for grease to flow out and deteriorate over time at high temperatures. Since it changes with time, it is not preferable to use it near a heat source in product design.
一方、熱移動補助部材の端部熱源との接触部が、押圧部材による押圧力よりも小さな応力で変形可能な構成とすることで、以下に説明する理由により、上記不具合が生じることを抑制できる。
熱移動補助部材の端部熱源との接触部が、押圧部材による押圧力よりも小さな応力で変形できるので、ニップ形成部材、端部熱源、及び熱移動補助部材の部品精度、取付け精度に関わらず、端部熱源に密着するように熱移動補助部材を変形させることができる。このように変形させて熱移動補助部材と端部熱源を密着させることで、熱移動補助部材と端部熱源の熱伝達を良好にすることができる。
よって、ニップ形成部材、端部熱源、及び熱移動補助部材の部品精度、取付け精度に関わらず、熱移動補助部材と端部熱源の熱伝達を良好にすることが可能な定着装置も提供できる。
On the other hand, the contact portion of the heat transfer assisting member with the end heat source can be deformed with a stress smaller than the pressing force of the pressing member, thereby suppressing the occurrence of the above problem for the reason described below. .
Since the contact portion of the heat transfer auxiliary member with the end heat source can be deformed with a stress smaller than the pressing force of the pressing member, regardless of the component accuracy and mounting accuracy of the nip forming member, end heat source, and heat transfer auxiliary member The heat transfer auxiliary member can be deformed so as to be in close contact with the end heat source. The heat transfer between the heat transfer auxiliary member and the end heat source can be improved by deforming the heat transfer auxiliary member and the end heat source in close contact with each other.
Therefore, it is possible to provide a fixing device that can improve heat transfer between the heat transfer auxiliary member and the end heat source regardless of the component accuracy and the mounting accuracy of the nip forming member, the end heat source, and the heat transfer auxiliary member.
(態様B)
(態様A)において、前記加熱手段は、前記定着部材の内周側に配置されていることを特徴とする。
これによれば、本実施形態で説明したように、回転可能な無端状の定着部材を備えた定着装置をコンパクトに構成することが容易になる。
(Aspect B)
In (Aspect A), the heating means is arranged on an inner peripheral side of the fixing member.
According to this, as described in the present embodiment, it is easy to form a compact fixing device including a rotatable endless fixing member.
(態様C)
(態様A)又は(態様B)において、前記加熱手段は、それぞれ長手方向に異なる配熱分布を有した第一ハロゲンヒータ102Aや第二ハロゲンヒータ102Bなどの複数の定着熱源を有していることを特徴とする。
これによれば、本実施形態で説明したように、端部熱源で加熱する領域よりも内側を通過する記録材の記録材サイズに対応した定着部材の範囲の加熱が効率的に行える。
(Aspect C)
In (Aspect A) or (Aspect B), the heating means has a plurality of fixing heat sources such as a
According to this, as described in the present embodiment, it is possible to efficiently heat the fixing member range corresponding to the recording material size of the recording material passing inside the region heated by the end heat source.
(態様D)
(態様C)において、前記複数の定着熱源は、前記定着部材の内周側に配置され、ステー107や反射部材109などの遮蔽部材により互いに隔てられていることを特徴とする。
これによれば、本実施形態で説明したように、次のような効果を奏することができる。
従来の構成のようにヒータ点灯時などの加熱時に、互いのガラス管などの定着熱源の一部を加熱することがないため、加熱効率が下がらない。
(Aspect D)
In (Aspect C), the plurality of fixing heat sources are arranged on the inner peripheral side of the fixing member, and are separated from each other by a shielding member such as a
According to this, as described in the present embodiment, the following effects can be achieved.
Since heating is not performed when the heater is turned on as in the conventional configuration, a part of the fixing heat source such as the glass tube is not heated, so that the heating efficiency is not lowered.
(態様E)
(態様A)乃至(態様D)のいずれかにおいて、前記熱移動補助部材の、前記端部熱源が当接する位置よりも長手方向の中心側の少なくとも一ヶ所に、端部ヒータ内端切り欠き126dを設けるなどした断面二次モーメントが低い部分を設けることを特徴とする。
(Aspect E)
In any one of (Aspect A) to (Aspect D), at least one end heater inner end notch 126d in the longitudinal direction center side of the heat transfer assisting member from the position where the end heat source abuts. A portion having a low cross-sectional second moment, for example, is provided.
これによれば、本実施形態で説明したように、次のような効果を奏することができる。
通常、熱移動補助部材が押圧部材に対して捩れるように変形していると、熱移動補助部材と端部熱源とが当接点106dなどが形成される点接触になり易く、熱移動補助部材と端部熱源の熱伝達が悪化するおそれがある。
一方、熱移動補助部材の端部熱源が当接する位置よりも長手方向中心側に変形し易い部分を設けることで、熱移動補助部材が押圧部材に対して捩れるように変形している場合でも、押圧部材によって押圧された熱移動補助部材の端部熱源当接位置が変形し易くなる。
したがって、端部熱源当接位置で熱移動補助部材と端部熱源とが密着し易くなり、熱移動補助部材と端部熱源の熱伝達が悪化するおそれを解消できる。
According to this, as described in the present embodiment, the following effects can be achieved.
Normally, when the heat transfer assisting member is deformed so as to be twisted with respect to the pressing member, the heat transfer assisting member and the end heat source are likely to be in point contact where the contact points 106d and the like are formed. And heat transfer of the end heat source may be deteriorated.
On the other hand, even when the heat transfer assisting member is deformed so as to be twisted with respect to the pressing member by providing a portion that is easily deformed on the center side in the longitudinal direction from the position where the end heat source of the heat transfer assisting member abuts. The end heat source contact position of the heat transfer assisting member pressed by the pressing member is easily deformed.
Therefore, the heat transfer auxiliary member and the end heat source are easily brought into close contact with each other at the end heat source contact position, and the possibility that heat transfer between the heat transfer auxiliary member and the end heat source is deteriorated can be solved.
(態様F)
(態様A)乃至(態様E)のいずれかにおいて、前記熱移動補助部材の、前記端部熱源との当接範囲に端部ヒータ部切り欠き126eを設けるなどした断面二次モーメントが低い部分を複数個所、設けることを特徴とする。
(Aspect F)
In any one of (Aspect A) to (Aspect E), a portion having a low cross-sectional secondary moment, such as providing an end heater portion notch 126e in a contact range of the heat transfer assisting member with the end heat source. A plurality of locations are provided.
これによれば、本実施形態で説明したように、次のような効果を奏することができる。
通常、熱移動補助部材と端部熱源の当接範囲の平面度が悪いと、熱移動補助部材と端部熱源とが密着し難く、熱移動補助部材と端部熱源の熱伝達が悪化する。
一方、熱移動補助部材の端部熱源との当接範囲に変形し易い部分を設けることで、熱移動補助部材と端部熱源の当接範囲の平面度が悪く密着し難い場合でも、平面度を端部熱源の形状に倣い矯正できるようにして密着性を改善できる。
したがって、端部熱源当接位置で熱移動補助部材と端部熱源とが密着し易くなり、熱移動補助部材と端部熱源の熱伝達が悪化するおそれを解消できる。
また、熱移動補助部材の、端部熱源との当接範囲に断面二次モーメントが低い部分を複数個所、設けることで、熱移動補助部材の熱容量低減効果による伝熱効率の向上も見込める。
According to this, as described in the present embodiment, the following effects can be achieved.
Usually, when the flatness of the contact range between the heat transfer assisting member and the end heat source is poor, the heat transfer assisting member and the end heat source are hardly in close contact with each other, and heat transfer between the heat transfer assisting member and the end heat source is deteriorated.
On the other hand, even if the flatness of the contact range between the heat transfer auxiliary member and the end heat source is poor and it is difficult to adhere to the heat transfer auxiliary member by contacting the end heat source with the end heat source, the flatness Adhesion can be improved by making it possible to correct by following the shape of the end heat source.
Therefore, the heat transfer auxiliary member and the end heat source are easily brought into close contact with each other at the end heat source contact position, and the possibility that heat transfer between the heat transfer auxiliary member and the end heat source is deteriorated can be solved.
Moreover, the heat transfer efficiency can be expected to be improved due to the heat capacity reduction effect of the heat transfer assisting member by providing a plurality of portions having a low section moment in the contact range of the heat transfer assisting member with the end heat source.
(態様G)
(態様A)乃至(態様F)のいずれかにおいて、前記端部熱源と接触する領域において、左接触部116aや右接触部116bなどの前記熱移動補助部材のt1などの板厚を、前記熱移動補助部材の長手方向中心側の板厚t2などの板厚よりも薄くしたことを特徴とする。
これによれば、本実施形態で説明したように、熱移動補助部材の端部熱源付近を薄肉とすることで変形柔軟性を持たせ、捩れや波打ちなどの平面度が悪い状態でも矯正し易くなり、端部熱源との接触性が良好となる。さらに、薄肉化により、熱移動補助部材を低熱容量化させるので端部熱源によって急速に加熱でき、A3ノビ紙などのノビ紙を通紙するときにもウォームアップタイムを短縮できる。
(Aspect G)
In any one of (Aspect A) to (Aspect F), in a region in contact with the end heat source, the thickness of the heat transfer auxiliary member such as the
According to this, as described in the present embodiment, by making the vicinity of the end heat source of the heat transfer auxiliary member thin, it has deformation flexibility, and it is easy to correct even in a state where flatness such as torsion and undulation is poor. Thus, the contact with the end heat source is improved. Further, since the heat transfer assisting member has a low heat capacity due to the thinning, it can be rapidly heated by the end heat source, and the warm-up time can be shortened even when passing the Nobi paper such as A3 Nobi paper.
(態様H)
用紙Pなどの記録材上に形成したトナー像を、前記記録材上に定着する定着装置を備えたプリンタ200などの画像形成装置において、前記定着装置として、(態様A)乃至(態様G)のいずれかの定着装置100などの定着装置を備えることを特徴とする。
これによれば、本実施形態で説明したように、(態様A)乃至(態様G)のいずれかの定着装置と同様な効果を奏することができる画像形成装置を提供できる。
また、省エネ性に優れた画像形成装置を提供できる。
(Aspect H)
In an image forming apparatus such as a
According to this, as described in the present embodiment, it is possible to provide an image forming apparatus that can achieve the same effects as any of the fixing devices of (Aspect A) to (Aspect G).
In addition, an image forming apparatus excellent in energy saving can be provided.
100 定着装置
101 定着ベルト
102 ハロゲンヒータ
102A 第一ハロゲンヒータ
102B 第二ハロゲンヒータ
103 加圧ローラ
104 弾性ゴム層
105 芯金
105a 軸受
106 ニップ形成部材
106a 左凹部
106b 右凹部
106c 対向基準面
106d 当接点
107 ステー
107A 第一部材
107B 第二部材
109 反射部材
116 熱移動補助部材
116a 左接触部
116b 右接触部
116c 対向面
126 端部ヒータ
126a 左端部ヒータ
126b 右端部ヒータ
126d 端部ヒータ内端切り欠き
126e 端部ヒータ部切り欠き
136a 左温度検知手段
136b 右温度検知手段
200 プリンタ
N ニップ部
P 用紙
100
Claims (8)
前記定着部材と前記押圧部材との間に形成されるニップ部における前記定着部材の長手方向の熱移動を補助する熱移動補助部材を前記ニップ形成部材の定着部材側に設けるとともに、前記ニップ形成部材と前記熱移動補助部材との間の長手方向両端部に前記端部熱源を設け、
前記熱移動補助部材の前記端部熱源との接触部が、前記押圧部材による押圧力よりも小さな応力で変形可能に構成したことを特徴とする定着装置。 A rotatable endless fixing member, heating means for heating the fixing member at a non-nip portion, a nip forming member disposed on the inner peripheral side of the fixing member, and a recording material nipped and conveyed by the fixing member A fixing device comprising: a pressing member that presses the fixing member toward the fixing member; and an end heat source that heats the vicinity of both ends of the fixing member at a nip portion.
A heat transfer auxiliary member for assisting heat transfer in the longitudinal direction of the fixing member at a nip portion formed between the fixing member and the pressing member is provided on the fixing member side of the nip forming member, and the nip forming member And the end heat source at both ends in the longitudinal direction between the heat transfer assisting member and
The fixing device, wherein the contact portion of the heat transfer auxiliary member with the end heat source is configured to be deformable with a stress smaller than a pressing force by the pressing member.
前記加熱手段は、前記定着部材の内周側に配置されていることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The fixing device according to claim 1, wherein the heating unit is disposed on an inner peripheral side of the fixing member.
前記加熱手段は、それぞれ長手方向に異なる配熱分布を有した複数の定着熱源を有してい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 according to claim 1, wherein the heating unit includes a plurality of fixing heat sources each having a different heat distribution in the longitudinal direction.
前記複数の定着熱源は、前記定着部材の内周側に配置され、遮蔽部材により互いに隔てられていることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 3.
The fixing device, wherein the plurality of fixing heat sources are arranged on an inner peripheral side of the fixing member and are separated from each other by a shielding member.
前記熱移動補助部材の、前記端部熱源が当接する位置よりも長手方向の中心側の少なくとも一ヶ所に、断面二次モーメントが低い部分を設けることを特徴とする定着装置。 In the fixing device according to any one of claims 1 to 4,
A fixing device, wherein a portion having a low second moment of section is provided in at least one position on a center side in the longitudinal direction of the heat transfer assisting member from a position where the end heat source contacts.
前記熱移動補助部材の、前記端部熱源との当接範囲に断面二次モーメントが低い部分を複数個所、設けることを特徴とする定着装置。 In the fixing device according to any one of claims 1 to 5,
A fixing device comprising a plurality of portions having a low second moment of section in a contact range of the heat transfer auxiliary member with the end heat source.
前記端部熱源と接触する領域において、前記熱移動補助部材の板厚を、前記熱移動補助部材の長手方向中心側の板厚よりも薄くしたことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 6,
The fixing device according to claim 1, wherein a thickness of the heat transfer assisting member is made thinner than a thickness of the heat transfer assisting member on a center side in a longitudinal direction in a region in contact with the end heat source.
前記定着装置として、請求項1乃至7のいずれか一に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus comprising a fixing device for fixing a toner image formed on a recording material onto the recording material,
An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1 as the fixing device.
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