JP2019200321A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
熱源を有し回転可能な加熱手段と、
前記加熱手段とともにニップを形成する回転可能な加圧手段と、
前記加熱手段と接離可能な接触手段と、を備え、
前記接触手段が前記加熱手段と接触した状態において、前記接触手段が前記加熱手段の鉛直方向上方に重ならず、前記接触手段が前記加熱手段と離間した状態において、前記接触手段が前記加熱手段の鉛直方向上方に重ならない位置に配置されている、
ことを特徴とする。
前記加熱手段の温度を検知する温度検知手段を備え、
前記接触手段が前記加熱手段と接触した状態において、前記温度検知手段が前記加熱手段の鉛直方向上方に重ならず、前記接触手段が前記加熱手段と離間した状態において、前記温度検知手段が前記加熱手段の鉛直方向上方に重ならない位置に配置されている、
ことを特徴とする。
前記接触手段が前記加熱手段と接触した状態において、前記接触手段の鉛直方向上方に前記温度検知手段が重ならず、前記接触手段が前記加熱手段と離間した状態において、接触手段の鉛直方向上方に温度検知手段が重ならない位置に配置されている、
ことを特徴とする。
前記接触手段及び前記温度検知手段はともに、前記加熱手段の周方向において前記加熱手段の回転方向における前記ニップの上流側で前記加熱手段の鉛直方向下方に配置されている、
ことを特徴とする。
前記接触手段は、前記加熱手段に対して重力方向における下方へ離間する、
ことを特徴とする。
前記接触手段が前記加熱手段の外周面から離間する距離は、重力方向に対する水平方向よりも、重力方向における下方方向の方が大きい、
ことを特徴とする。
記録媒体への画像形成を行う画像形成手段と、
前記画像形成手段に向けて前記記録媒体を送り出す給紙手段と、
前記画像形成手段により画像が形成された前記記録媒体へ前記画像を定着する請求項1ないし6のいずれか1項に記載の定着装置と、
前記定着装置と前記給紙手段との間に略垂直方向に伸びる記録媒体搬送手段と、を備えた、
ことを特徴とする。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
尚、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とする。
図1は本実施形態に係る画像形成装置1の内部構成を示す断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、画像形成装置1の全体構成及び動作を説明する。
現像装置40各々は、現像ハウジング41に収容される現像剤を除いて略同様に構成され、それぞれがイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像を形成する。
転写装置50においてトナー像が転写された用紙Pは、トナー像が未定着の状態で搬送ガイドを経由して定着装置60に搬送される。定着装置60に搬送された用紙Pは、一対の加熱モジュール61と加圧モジュール62により、加熱と圧着の作用でトナー像が定着される。定着トナー像が形成された用紙Pは、搬送ガイド65a、65bによってガイドされ、排出ローラ対69から画像形成装置1上面の排出トレイ1aに排出される。
図2は定着装置60の構成を示す断面模式図である。
定着装置60は、加熱手段の一例としての加熱ローラ610を有する加熱モジュール61と、加圧手段の一例としての加圧ベルト620を有する加圧モジュール62と、加熱ローラ610の外周面に接触して温度を低下させる接触手段の一例としての吸熱ローラ630と、吸熱ローラ630を加熱ローラ610に対して接触又は退避するように移動させるリトラクト機構部640(不図示)と、を備えている。
加熱モジュール61は、定着ニップ部Nを通過する用紙Pに接触して加熱する加熱回転体としての加熱ローラ610、加熱ローラ610の内部に加熱ローラ610の内周面と間隔をあけて配置された発熱体としての定着ランプ611、画像形成装置1の駆動部(不図示)から回転駆動力を受けて加熱ローラ610を回転させるギアG(不図示)からなる。
加熱ローラ610は、両端部が開放された円筒部材であり、金属製の薄肉パイプを基材として、外周面にシリコンゴムからなる弾性層及びフッ素樹脂を含む離型層が重ねて形成された多層構造となっている。
加圧モジュール62は、無端ベルトとしての加圧ベルト620、加圧部材621を備え、加圧部材621によって内周面側から加圧され、内周面側から支持された加圧ベルト620が加熱ローラ610との接触部で定着ニップ部Nを形成している。
加圧部材621は、加圧ベルト620の内周面側に配置され、加圧ベルト620の外周面を加熱ローラ610の外周面に対して押し付けて加圧する。また、加圧部材621には、定着ニップ部Nに開口した凹部621aが形成され、凹部621aには、シリコンゴムからなるパッド部材622が固定されている。
尚、加圧部材621は、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、液晶ポリマー(LCP)などの耐熱性を有する合成樹脂で形成されている。
加圧ベルト620の内周面側には、加熱ローラ610側に開口して加圧ベルト620の定着ニップ部N側以外の領域において加圧ベルト620の内周面を保持する耐熱性を有する合成樹脂製の保持部材623が配置されている。保持部材623の加圧ベルト620の内周面と対向する外周面には加圧ベルト620の回転方向に沿って複数のリブ部623a(不図示)が形成され、加圧ベルト620の接触による回転抵抗の上昇を抑制している。
また、保持部材623と加圧ベルト620の内周面との間には、フェルト部材624が配置されている。フェルト部材624には、潤滑用のシリコンオイルが含浸されており、加圧ベルト620の内周面と接触しながら加圧ベルト620の内周面にシリコンオイルを供給して、加圧ベルト620の回転抵抗の上昇を抑制している。
接触手段の一例としての吸熱ローラ630は、一例として、アルミニウム製の円筒管の表面にブラスト処理が施された構成となっており、加熱ローラ610の回転方向でサーミスタ612やサーモスタット613よりも上流側に設けられている。また、吸熱ローラ630は、リトラクト機構部640の作動によって加熱ローラ610の外周面に対して接触又は離間可能となっており、未使用時は加熱ローラ610の外周面から離間している。
例えば、定着ニップ部Nに用紙Pが進入したときに、加熱ローラ610の外周面で用紙Pと接触した領域は、トナー画像の定着による熱量消費及び用紙Pによる吸熱により温度低下し、加熱ローラ610の周方向に温度ムラが生じて、定着後の画像に光沢ムラが発生することがある。このため、吸熱ローラ630が加熱ローラ610の外周面の1周分接触回転して吸熱することで、加熱ローラ610の周方向の温度ムラを低減して定着後のトナー画像の光沢ムラの発生を抑制している。尚、吸熱ローラ630は、加熱ローラ610の外周面に1周分接触した後は、加熱ローラ610の外周面から離間する。
図3は本実施例における吸熱ローラ630、サーモスタット613の配置を説明する定着装置60の断面模式図、図4は吸熱ローラ630、サーモスタット613の具体的な配置の一例を示す定着装置60の断面模式図、図5は吸熱ローラの移動方向を説明する定着装置の断面模式図、図9は比較例に係る定着装置600における吸熱ローラ630の配置を示す断面模式図である。
以下、本実施形態における実施例を比較例とともに説明する。
図9は加熱ローラ610と接触した状態において、吸熱ローラ630が加熱ローラ610の鉛直方向上方に重なって、吸熱ローラ630が加熱ローラ610と離間した状態において、吸熱ローラ630が加熱ローラ610の鉛直方向上方に重なった位置に配置されている本比較例に係る定着装置600を示している。
係る定着装置600においては、加熱ローラ610で発生する熱は、図9に示すように、加熱ローラ610の鉛直上方(Z方向)に拡散する(図9中 矢印h参照)。その結果、加熱ローラ610の鉛直上方に配置された吸熱ローラ630は、上方へ拡散する熱により昇温して加熱ローラ610の外周面とその温度差が減少し、過温昇した加熱ローラ610外周面からの吸熱作用が低下する虞があった。
本実施形態に係る画像形成装置1は、図1に示すように、給紙装置20から二次転写ローラ53を経由して排出ローラ対69に到達するまでの用紙搬送経路をC形状としたCパス搬送路の構成であり、定着装置60は、加熱モジュール61と加圧モジュール62が略水平(X方向)に対向して配置され、定着ニップ部Nは用紙搬送方向において鉛直方向(Z方向)に形成されている。
このように配置された定着装置60において、吸熱ローラ630は、加熱ローラ610と接触した状態において、吸熱ローラ630が加熱ローラ610の鉛直方向上方(図3 中R2の領域)に重ならず、吸熱ローラ630が加熱ローラ610と離間した状態(図3中 破線で示す)において、吸熱ローラ630が加熱ローラ610の鉛直方向上方(図3中 R2の領域)に重ならない位置である図3中に図示するR1の領域のいずれかに配置される。
図4(a)に示す定着装置60においては、吸熱ローラ630は、加熱ローラ610の中心を通る水平線Hよりも下方(−Z方向)に配置され、その離間方向も加熱ローラ610に対して重力方向における下方方向になっている。
図4(b)及び図4(c)に示す定着装置60においては、吸熱ローラ630は、図4(a)に比べて、加熱ローラ610の中心を通る水平線Hよりもより下方(−Z方向)に配置され、その離間方向も加熱ローラ610に対して重力方向におけるより下方方向になっている。
また、サーミスタ612及びサーモスタットも加熱ローラ610の中心を通る水平線Hよりも下方(−Z方向)に配置されているために、加熱ローラ610から鉛直上方に拡散する熱の影響が抑制される。
その結果、加熱ローラ610で発生する熱は、図5(a)中の矢印hで概念的に示すように、加熱ローラ610の鉛直上方に拡散する(図5(a)中 R2の領域)が、吸熱ローラ630は重力方向における下方へ移動し、加熱ローラ610から吸熱ローラ630への熱移動を確実に抑制することができる。
図6は変形例に係る画像形成装置1Aの内部構成を示す断面模式図、図7は変形例に係る定着装置60Aを示す断面模式図、図8はCパス搬送路における定着装置の配置例を示す図である。
変形例に係る定着装置60Aは、二次転写ローラ53から定着装置60Aに至る用紙搬送経路が略水平方向である水平パス搬送路を有する画像形成装置1Aにおける定着装置であり、加熱モジュール61と加圧モジュール62が略鉛直(Z方向)に対向して配置され、定着ニップ部Nは用紙搬送方向において水平方向(X方向)に形成されている。
そのために、吸熱ローラ630が加熱ローラ610の鉛直上方に重なるように配置されている比較例の構成に比べて、吸熱ローラ630の過度な温度上昇を抑制し、吸熱ローラ630の吸熱作用を維持することができる。
そのために、吸熱ローラ630が加熱ローラ610と接触した状態において、吸熱ローラ630が加熱ローラ610の鉛直方向上方に重ならず、吸熱ローラ630が加熱ローラ610から離間した状態において、吸熱ローラ630が加熱ローラ610の鉛直方向上方に重ならない位置のひとつを加熱ローラ610の周方向(図8中 R1参照)で広く確保することができる。
その結果、吸熱ローラ630とサーミスタ612(不図示)及びサーモスタット613を、加熱ローラ610の周方向(図8中 R1参照)に隣り合うように配置することができ、定着装置60の省スペース化も図ることができる。
尚、Cパス搬送路における「略垂直」とは、図8(a)に示す配置のみならず、図8(b)、(c)に示す配置例のように、上述した効果が得られる程度の傾きを含む概念である。
10・・・制御装置
20・・・給紙装置
30・・・感光体ユニット
31・・・感光体ドラム
40・・・現像装置
50・・・転写装置
60・・・定着装置
61・・・加熱モジュール
610・・・加熱ローラ
612・・・サーミスタ
613・・・サーモスタット
62・・・加圧モジュール
620・・・加圧ベルト
630・・・吸熱ローラ
N・・・定着ニップ部
Claims (7)
- 熱源を有し回転可能な加熱手段と、
前記加熱手段とともにニップを形成する回転可能な加圧手段と、
前記加熱手段と接離可能な接触手段と、を備え、
前記接触手段が前記加熱手段と接触した状態において、前記接触手段が前記加熱手段の鉛直方向上方に重ならず、前記接触手段が前記加熱手段と離間した状態において、前記接触手段が前記加熱手段の鉛直方向上方に重ならない位置に配置されている、
ことを特徴とする定着装置。 - 前記加熱手段の温度を検知する温度検知手段を備え、
前記接触手段が前記加熱手段と接触した状態において、前記温度検知手段が前記加熱手段の鉛直方向上方に重ならず、前記接触手段が前記加熱手段と離間した状態において、前記温度検知手段が前記加熱手段の鉛直方向上方に重ならない位置に配置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 - 前記接触手段が前記加熱手段と接触した状態において、前記接触手段の鉛直方向上方に前記温度検知手段が重ならず、前記接触手段が前記加熱手段と離間した状態において、接触手段の鉛直方向上方に温度検知手段が重ならない位置に配置されている、
ことを特徴とする請求項2に記載の保守対象装置。 - 前記接触手段及び前記温度検知手段はともに、前記加熱手段の周方向において前記加熱手段の回転方向における前記ニップの上流側で前記加熱手段の鉛直方向下方に配置されている、
ことを特徴とする請求項3に記載の定着装置。 - 前記接触手段は、前記加熱手段に対して重力方向における下方へ離間する、
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の定着装置。 - 前記接触手段が前記加熱手段の外周面から離間する距離は、重力方向に対する水平方向よりも、重力方向における下方方向の方が大きい、
ことを特徴とする請求項5に記載の定着装置。 - 記録媒体への画像形成を行う画像形成手段と、
前記画像形成手段に向けて前記記録媒体を送り出す給紙手段と、
前記画像形成手段により画像が形成された前記記録媒体へ前記画像を定着する請求項1ないし6のいずれか1項に記載の定着装置と、
前記定着装置と前記給紙手段との間に略垂直方向に伸びる記録媒体搬送手段と、を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置。
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