JP2020149013A - 加熱装置、定着装置および画像形成装置 - Google Patents
加熱装置、定着装置および画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020149013A JP2020149013A JP2019048789A JP2019048789A JP2020149013A JP 2020149013 A JP2020149013 A JP 2020149013A JP 2019048789 A JP2019048789 A JP 2019048789A JP 2019048789 A JP2019048789 A JP 2019048789A JP 2020149013 A JP2020149013 A JP 2020149013A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating
- heating member
- heater
- paper
- heated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/2053—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/2039—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature
- G03G15/2042—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature specially for the axial heat partition
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
- G03G2215/20—Details of the fixing device or porcess
- G03G2215/2003—Structural features of the fixing device
- G03G2215/2016—Heating belt
- G03G2215/2035—Heating belt the fixing nip having a stationary belt support member opposing a pressure member
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
Abstract
【課題】長さが異なる複数の加熱部材を使用して小サイズ用紙の生産性を向上すると共に、加熱部材と温度検知部材の配置を工夫することで1つの温度検知部材で各加熱部材の正確な温度制御を可能にする。【解決手段】無端状の回転部材310と、回転部材の内側に配置され輻射熱を発する加熱部材と、回転部材の内側に配置され加熱部材から発する輻射熱で加熱される加熱ニップ板380と、回転部材の外周面に対向して配置され、加熱ニップ板との間で回転部材を挟むことで、被加熱シートが通過するニップ部SNを形成する対向部材320とを備えた加熱装置であって、加熱部材が、回転部材の軸線方向に延びた第1加熱部材361と、第1加熱部材の軸線方向中間部分と被加熱シートの通過方向で重なるように配設された第2加熱部材362を有し、軸線方向中間部分に対応して温度検知部材TSを配設した。【選択図】図2
Description
本発明はハロゲンヒータなどの加熱部材を使用した加熱装置、定着装置および画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置で使用される定着装置は種々の型式が知られている。その1つに、低熱容量の薄肉定着ベルトをハロゲンヒータで加熱する型式がある(例えば特許文献1参照)。この型式の定着装置では、無端状の定着ベルトを間に挟んで内側に加熱ニップ板、外側に加圧ローラが配設される。
定着ベルト内のハロゲンヒータで加熱ニップ板が加熱され、加熱ニップ板で定着ベルトが加熱される。加熱ニップ板は断面チャンネル形状の金属製ステーによって支持される。ステーの過熱を防止して熱効率を高めるため、ステーの内側に反射部材が配設される。
特許文献1の定着装置は、A3、A4など最大用紙幅に対応したハロゲンヒータを1本使用するが、B5やハガキなど小サイズ用紙を連続印刷すると端部温度上昇が生じるので生産性を向上できない。生産性を高くするには当該小サイズ用紙に合わせた加熱体(小サイズヒータ)を配設する必要がある。
そこで、小サイズ用紙の生産性を高めるため、当該小サイズヒータの両端から外側に端部ヒータを配置した構成が一般に採用される。このような中央・端部の加熱体構成をとる場合、1ヒータに対し制御用温度検知センサが1つ必要になる。
しかし、加熱ニップ板を用いた定着装置の場合、加熱ニップ板が高い熱伝導性を持つため、中央ヒータ(小サイズヒータ)の発する熱量が加熱ニップ板で長手方向外方に拡散し(均熱効果)、端部センサに影響してしまう。このため、1ヒータに1センサを対にした温度制御では各ヒータの正確な温度制御が困難であった。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、長さが異なる複数の加熱部材を使用して小サイズ用紙の生産性を向上すると共に、加熱部材と温度検知部材の配置を工夫することで1つの温度検知部材で各加熱部材の正確な温度制御を可能にすることを目的とする。
前記課題を解決するため、本発明の加熱装置は、無端状の回転部材と、前記回転部材の内側に配置され輻射熱を発する加熱部材と、前記回転部材の内側に配置され前記加熱部材から発する輻射熱で加熱される加熱ニップ板と、前記回転部材の外周面に対向して配置され、前記加熱ニップ板との間で前記回転部材を挟むことで、被加熱シートが通過するニップ部を形成する対向部材とを備えた加熱装置であって、前記加熱部材が、前記回転部材の軸線方向に延びた第1加熱部材と、当該第1加熱部材の軸線方向中間部分と前記被加熱シートの通過方向で重なるように配設された第2加熱部材を有し、前記軸線方向中間部分に対応して温度検知部材を配設したことを特徴とする。
本発明によれば、回転部材の軸線方向に延びた第1加熱部材と、第1加熱部材の軸線方向中間部分と重なるように配設された第2加熱部材を有するので、第2加熱部材により小サイズ用紙の生産性を向上することができると共に、第1加熱部材の軸線方向中間部分に対応して温度検知センサを配設したので、第1加熱部材と第2加熱部材の正確な温度制御ができる。しかも温度検知センサが1つで済むのでコストダウンになる。
以下、本発明の実施形態に係る定着装置及び画像形成装置(レーザプリンタ)について図面を参照して説明する。レーザプリンタは画像形成装置の一例であり、当該画像形成装置はレーザプリンタに限定されないことは勿論である。
すなわち、画像形成装置は複写機、ファクシミリ、プリンタ、印刷機、及びインクジェット記録装置のいずれか一つ、またはこれらの少なくとも2つ以上を組み合わせた複合機として構成することも可能である。
なお、各図中の同一または相当する部分には同一の符号を付し、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。また各構成部品の説明にある寸法、材質、形状、その相対配置などは例示であって、特に特定的な記載がない限りこの発明の範囲をそれらに限定する趣旨ではない。
以下の実施形態では「記録媒体」を「用紙」として説明するが、「記録媒体」は紙(用紙)に限定されない。「記録媒体」は紙(用紙)だけでなくOHPシートや布帛、金属シート、プラスチックフィルム、或いは炭素繊維にあらかじめ樹脂を含浸させたプリプレグシートなども含む。
現像剤やインクを付着させることができる媒体、記録紙、記録シートと称されるものも、すべて「記録媒体」に含まれる。また「用紙」には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ等も含まれる。
また、以下の説明で使用する「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与することも意味する。
(レーザプリンタの構成)
図1は、本発明の定着装置300を備えた画像形成装置100の一実施形態としてのレーザプリンタの原理図である。画像形成装置100は像担持体2(例えば感光体ドラム)と、ドラムクリーニング装置3を有している。
図1は、本発明の定着装置300を備えた画像形成装置100の一実施形態としてのレーザプリンタの原理図である。画像形成装置100は像担持体2(例えば感光体ドラム)と、ドラムクリーニング装置3を有している。
また像担持体の表面を一様帯電する帯電手段としての帯電装置4と、像担持体上に形成された静電潜像の可視像処理を行う現像手段としての現像装置5と、像担持体2の下方に配設された転写手段TMと、除電装置等を有する。
露光器7は像担持体2の上方に配設されている。この露光器7は、画像情報に応じた書き込み走査、すなわち、画像データに基づいてレーザダイオードからのレーザ光Lbをミラー7aで反射して像担持体2に照射する。
用紙給送装置50は、用紙Pを積載するトレイを有し、画像形成装置100の下方に設置されている。この用紙給送装置50は記録媒体としての多数枚の用紙Pを束状で収容可能であり、用紙Pの搬送手段としての給紙ローラ60と共にユニット化される。
給紙ローラ60の下流側に、分離搬送手段としてのレジストローラ対250が配設されている。用紙給送装置50から給紙された用紙Pをレジストローラ対250で一旦停止させる。この一旦停止により用紙Pの先端側に弛みが形成されて用紙Pの斜行(スキュー)が修正される。
レジストローラ対250に突き当てられて先端部に弛みが形成された用紙Pは、像担持体2上のトナー像が好適に転写されるタイミングに合わせて転写手段TMの転写ニップNに送り出される。そして、送り出された用紙Pは、転写ニップNにおいて印加されたバイアスによって像担持体2上のトナー像が所望の転写位置に静電的に転写されるようになっている。
転写ニップNの下流側に定着装置300が配設されている。定着装置300は、後述する輻射熱を発する第1加熱部材としての第1ハロゲンヒータ361と第2加熱部材としての第2ハロゲンヒータ362を内包する、回転部材としての定着ベルト310と、この定着ベルト310に対して所定の圧力で当接しながら回転する対向部材としての加圧ローラ320を備えている。
(レーザプリンタの作動)
次に、本実施形態に係るレーザプリンタの基本的動作を説明する。画像形成装置100の制御部からの給紙信号に対応して給紙ローラ60が回転する。この給紙ローラ60の回転により用紙給送装置50に積載された束状用紙Pの最上位の用紙が分離されて給紙路に送り出される。
次に、本実施形態に係るレーザプリンタの基本的動作を説明する。画像形成装置100の制御部からの給紙信号に対応して給紙ローラ60が回転する。この給紙ローラ60の回転により用紙給送装置50に積載された束状用紙Pの最上位の用紙が分離されて給紙路に送り出される。
送り出された用紙Pは、その先端がレジストローラ対250のニップに到達すると、弛みを形成し、その状態で待機する。そして、像担持体2上のトナー画像をこの用紙Pに転写する最適なタイミング(同期)を図ると共に、用紙Pの先端スキューを補正する。
帯電装置4は、像担持体2の表面を高電位に均一に帯電する。そして、露光器7は、画像データに基づいたレーザ光Lbをミラー7aで反射して像担持体2の表面に照射する。
レーザ光Lbが照射された像担持体2の表面は、照射された部分の電位が低下して、静電潜像を形成する。現像装置5は、トナーを含む現像剤を担持する現像剤担持体を有し、トナーボトルから供給された未使用のブラックトナーを、現像剤担持体5aを介して、静電潜像が形成された像担持体2の表面部分に転移させる。
トナーが転移した像担持体2は、その表面にトナー画像を形成(現像)する。そして、像担持体2上に形成されたトナー画像を転写手段TMで用紙Pに転写する。
ドラムクリーニング装置3は、転写行程を経た後の像担持体2の表面に付着している残留トナーをクリーニングブレード3aで除去する。除去された残留トナーは廃トナー収容部に回収される。
トナー画像が転写された被加熱シートとしての用紙Pは定着装置300へと搬送される。定着装置300に搬送された用紙Pは、定着ベルト310と加圧ローラ320によって挟まれ、加熱・加圧することで未定着トナー画像が用紙Pに定着される。トナー画像が定着された用紙Pは定着装置300から送り出される。
(定着装置)
次に、本発明の実施形態に係る定着装置300についてさらに説明する。定着装置300は、図2、図3に示すように、低熱容量の薄肉の定着ベルト310と加圧ローラ320で構成されている。定着ベルト310の両端は、図3のように側板301に固定された左右一対のフランジ302によって回転可能に支持されている。
次に、本発明の実施形態に係る定着装置300についてさらに説明する。定着装置300は、図2、図3に示すように、低熱容量の薄肉の定着ベルト310と加圧ローラ320で構成されている。定着ベルト310の両端は、図3のように側板301に固定された左右一対のフランジ302によって回転可能に支持されている。
定着ベルト310の内側には、図2に示すように、後述する温度検知センサTSの上流側に第1ベルトガイド340が配設され、またステー330の下流側側壁330cの外面に第2ベルトガイド350が配設されている。そして、各ベルトガイド340、350に、定着ベルト310の内周面をガイドする円弧状のガイド部341、351が設けられている。このガイド部341、351と後述する中間の加熱ニップ板380によって、定着ベルト310の回転時の円形形状が規制される。
定着ベルト310は、低熱容量化の観点から、全体として厚さ1mm以下、直径20〜40mmに設定されている。さらなる低熱容量化のためには、望ましくは定着ベルト21全体の厚さを0.2mm以下、更に望ましくは0.16mm以下の厚さとし、直径は30mm以下とするのがよい。
定着ベルト310は、内周側の基体(厚さ20〜50μm)、外周側の離型層(厚さ10〜50μm)、中間の弾性層(厚さ100〜300μm)で構成することができる。内周側の基体は、低熱容量化のためニッケルやSUSなどの金属材料や、ポリイミドなどの樹脂材料で形成することができる。定着ベルト310の内周面に摺動層としてポリイミドやPTFEなどをコートしてもよい。
外周側の離型層は、耐久性を高め離型性を確保するためのもので、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)やPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などのフッ素系樹脂で形成することができる。
中間の弾性層はベルト表面の微小な凹凸を吸収するためのもので、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、あるいはフッ素ゴムなどのゴム材料で形成することができる。弾性層の厚さを100μm程度にすれば、未定着トナーを押し潰して定着させるときに、弾性層の弾性変形によってベルト表面の微小な凹凸を吸収し、光沢ムラの発生を回避できる。
加圧ローラ320は例えば外径が25mmであり、中実の鉄製芯金321と、この芯金321の表面に形成された弾性層322と、弾性層322の外側に形成された離型層323とで構成されている。弾性層322はシリコーンゴム、ソリッドゴムまたはスポンジゴム等で形成することができ、弾性層322の厚みは例えば3.5mmである。弾性層322にスポンジゴムを使用すると断熱性が高まるので、定着ベルト310の熱が奪われにくくなる。
弾性層322の表面は離型性を高めるために、厚みが例えば40μm程度のフッ素樹脂層による離型層323を形成するのが望ましい。加圧ローラ320は定着ベルト310に対して付勢手段により圧接している。
図2、図3では加圧ローラ320を中実のローラとして図示するが、加圧ローラ320は中空のローラであってもよい。その場合、加圧ローラ320の内側にハロゲンヒータなどの熱源を配設してもよい。
(定着ベルトの内部構造)
定着ベルト310の内側に、支持部材としてのステー330と加熱ニップ板380が軸線方向に配設されている。ステー330は、断面U字状の金属製のチャンネル材で構成され、その長手方向両端部分が定着装置300の両側板301に支持されている。
定着ベルト310の内側に、支持部材としてのステー330と加熱ニップ板380が軸線方向に配設されている。ステー330は、断面U字状の金属製のチャンネル材で構成され、その長手方向両端部分が定着装置300の両側板301に支持されている。
ステー330の材料としては、SUSやSECCなどの高剛性の鉄系材料が適する。このような鉄系材料を使用することで、加熱ニップ板380に作用する加圧ローラ320の押圧力(図3の矢印)をステー330で確実に受けとめて、ニップ部SNを安定的に形成する。
加熱ニップ板380は軸線方向(幅方向)に熱を移動させることで、定着ベルト310の温度を幅方向に均一化する(均熱効果)。加熱ニップ板380は幅方向の熱移動を円滑にするために熱伝導率の高い銅(398W/mk)やアルミニウム(236W/mk)、銀等の部材を薄板状にしたものが用いられる。また、コストや加工面等を考慮すると銅を薄板状にしたものを用いることが望ましい。
加熱ニップ板380のニップ形成面には、耐摩耗性や摺動性を向上させるために、アルマイト処理やフッ素樹脂系材料の塗布等を施してもよい。また経時時的な摺動性の確保を目的として、フッ素グリス等の潤滑剤を塗布、維持する構成としてもよい。
図2、図3の加熱ニップ板380はニップ形成面を平坦状に図示するが、ニップ形成面は凹形状やその他の形状であってもよい。例えば凹形状のニップ形成面にすると、用紙先端の排出方向が加圧ローラ320寄りになり、分離性が向上してジャムの発生が抑制される。
また、定着装置300の用紙搬送方向下流側に、定着ベルト310から用紙Pを分離するための分離部材を設けてもよい。さらに、加圧ローラ320を定着ベルト310へ加圧する解除可能な加圧手段を設けてもよい。
ステー330は、詳しくは図2、図3に示すように、上流側側壁330a、天井壁330bおよび下流側側壁330cを有し、天井壁330bによって上流側側壁330aと下流側側壁330cの上端部が連結されている。そしてステー330の下向き開口端、すなわち上流側側壁330aと下流側側壁330cの下端部に、加熱ニップ板380の短手方向両端が固定・支持されている。加熱ニップ板380の短手方向両端は上方(ステー330側)に向けてL字状381、382に曲げられている。
したがって、ステー330の内側に上下左右の四方が閉じた空間が形成される。加熱ニップ板380を、ステー330の上流側側壁330aと下流側側壁330cの下端部2箇所で支えることで、加熱ニップ板380の熱容量を増やさず、伝熱効率を向上可能な構成となり、消費電力の低減を図ることができる。
ステー330の内側の閉じた空間に、第1加熱部材としての第1ハロゲンヒータ361と第2加熱部材としての第2ハロゲンヒータ362が軸線方向に配設されている。両ハロゲンヒータ361、362の両端部は、図3に示すように定着装置300の両側板301に支持されている。
図2、図4に示すように、第2ハロゲンヒータ362は第1ハロゲンヒータ361の軸線方向中間部分に通紙方向で重なるようにして配設されている。そしてハロゲンヒータ361、362から発する輻射熱によって、加熱ニップ板380が加熱され、加熱ニップ板380によって定着ベルト310が加熱されるように構成されている。
ここで、加熱ニップ板380を基準とするハロゲンヒータ361、362の高さは、同じ高さに揃えられている。これにより、一方のヒータから発した輻射熱ができるだけ他方のヒータで無駄に遮られることなく、加熱ニップ板380に等しい熱効率で照射されるようになっている。
ハロゲンヒータ361、362の出力制御は、例えば定着ベルト310のベルト回転方向上流側内周に設けられた後述する温度検知センサTSで加熱ニップ板380の表面温度を検知することで行われる。温度検知センサTSの検知温度が所定の設定温度よりも低いか高いかによって、ハロゲンヒータ361、362を点灯・消灯制御することによって、定着ベルト310の温度(定着温度)を所望の温度に設定する。温度検知センサTSは定着ベルト310の外側に配置することも可能である。
(温度検知センサ)
図2、図4に示すように、第1ハロゲンヒータ361の軸線方向中間部分(中央部分)に温度検知部材としての温度検知センサTSが配設されている。温度検知センサTSはニップ部SNの入口側の直近上流に位置する加熱ニップ板380の表面に接触して配置されている。したがって、ニップ部SNに進入する直前の定着ベルト310の表面温度を間接的ではあるが正確に検知することができる。
図2、図4に示すように、第1ハロゲンヒータ361の軸線方向中間部分(中央部分)に温度検知部材としての温度検知センサTSが配設されている。温度検知センサTSはニップ部SNの入口側の直近上流に位置する加熱ニップ板380の表面に接触して配置されている。したがって、ニップ部SNに進入する直前の定着ベルト310の表面温度を間接的ではあるが正確に検知することができる。
定着ベルト310の温度制御は、温度検知センサTSからの温度検知信号に基づいて、第1ヒータ361、第2ヒータ362への通電のON/OFF信号を温度制御装置のスイッチング素子に出力することで行われる。これにより、商用電源からの電流を第1ヒータ361、第2ヒータ362に供給するか否かを切り替える。
温度検知センサTSは、第2ハロゲンヒータ362よりも第1ハロゲンヒータ361に近づけて配置されている。これは、第1ハロゲンヒータ361が何らかの原因で異常昇温したときに、異常昇温を検知する安全装置の作動を速やかにするためである。
すなわち、第1ハロゲンヒータ361が暴走して点灯し続けた場合、温度検知センサTSは中央1箇所のみなので、温度検知センサTSがないヒータ端部の温度は中央よりも高温になってしまう。このような状況で、温度検知センサTSが第1ハロゲンヒータ361から遠い位置に配置されていると、第1ハロゲンヒータ361から発する熱が温度検知センサTSに到達するのが遅れる。
そうすると、安全装置が発動(ヒータの通電遮断)する際のヒータ端部の温度が本来の発動温度よりも高温になってしまう。したがって、温度検知センサTSは第1ハロゲンヒータ361に近づけて配置するのがよい。図5で後述するように、端部温度だれ防止のため第1ハロゲンヒータ361の両端部分の発光量(発熱量)を中央部分に比べて相対的に増大した場合は、第1ハロゲンヒータ361に対する温度検知センサTSの近接配置がいっそう重要になる。
ハロゲンヒータ361、362の周囲すなわちステー330の内側に、図2のように反射部材370が配設されている。反射部材370は楕円形の断面形状を有し、両端部がステー330の上流側側壁330aと下流側側壁330cの下端部に固定されている。
反射部材370の楕円の焦点に近い位置に、ハロゲンヒータ361、362のフィラメントの中心位置が設定されている。これにより、ハロゲンヒータ361、362から下方に向かう輻射熱が加熱ニップ板380に直接照射される一方、ハロゲンヒータ361、362から側方又は上方に向かう輻射熱が反射部材370で反射されて加熱ニップ板380に照射される。したがって、熱効率を高めると共に、ステー330など周囲部材の温度上昇を抑制することができる。
定着装置300は以上のように構成され、図2において、ニップ部SNに向けて矢印方向からトナー像を担持した用紙Pを通紙すると、定着ベルト310と加圧ローラ320との間のニップ部SNで用紙Pが加熱されてトナー像が用紙Pに定着される。この際、定着ベルト310は加熱ニップ板380を介してハロゲンヒータ361、362からの輻射熱で加熱される。
(ハロゲンヒータの発光量)
定着ベルト310は両端で開口しているため、特に第1ハロゲンヒータ361から加熱ニップ板380に届く輻射熱が両端部分で低下する傾向がある。そのため、加熱ニップ板380や定着ベルト310の両端部分で温度が低下しやすい(端部温度だれ)。
定着ベルト310は両端で開口しているため、特に第1ハロゲンヒータ361から加熱ニップ板380に届く輻射熱が両端部分で低下する傾向がある。そのため、加熱ニップ板380や定着ベルト310の両端部分で温度が低下しやすい(端部温度だれ)。
図4と図5のH1、H2はハロゲンヒータ361、362のフィラメント幅を示しており、図5の破線で示すように第1ハロゲンヒータ361のフィラメント幅H1の両端部分で発光量が低下する。そこでハロゲンヒータの発光量を中央部分に比べて両端部分で増大するようにする。
具体的には、第1ハロゲンヒータ361のフィラメントの巻数を両端部分で相対的に増やすことで発光量を増大することができる。図5のフィラメント幅H1の内側の曲線(実線)は端部発光量を増大させた場合の発光量である。フィラメント幅H1の限界近くまで一定の発光量を維持することができる。
定着装置300が冷えた状態の立ち上げ動作や、停止状態での放置などを行うと、端部放熱の影響を受けて定着ベルト310の端部付近の温度が特に低下する。この対策のため、軸線方向全域を加熱する第1ハロゲンヒータ361は中央部分より両端部分の発熱量を多くし、バランスをとることが有効である。なお、第2ハロゲンヒータ362は前記したような影響を受けにくいため、発熱分布は軸線方向で均等のままで問題ない。
(温度制御のフローチャート)
図6に上述の温度制御のフローチャートを示す。この温度制御の動作はある一定時間(t0秒)ごとにアクセスされる。目標温度T0と温度検知センサTSを比較し(ステップS1)、温度検知センサTSの検出温度S1が目標温度T0より低い場合は第1ヒータ361をONにし(ステップS2)、高い場合は第1ヒータ361をOFFする(ステップS3)。(図6と図7では第1ヒータを「ヒータ1」、第2ヒータを「ヒータ2」と略記)
図6に上述の温度制御のフローチャートを示す。この温度制御の動作はある一定時間(t0秒)ごとにアクセスされる。目標温度T0と温度検知センサTSを比較し(ステップS1)、温度検知センサTSの検出温度S1が目標温度T0より低い場合は第1ヒータ361をONにし(ステップS2)、高い場合は第1ヒータ361をOFFする(ステップS3)。(図6と図7では第1ヒータを「ヒータ1」、第2ヒータを「ヒータ2」と略記)
次に記録媒体が小サイズ幅か否かを判断し(ステップS4)、小サイズ幅の場合は第2ヒータ362のみをONにする(ステップS5)。そして、第2ヒータ362をONにしている時間をタイマーt1に設定し、タイマーの計時時間がt1秒経過すると(ステップS6)、第2ヒータ362をOFFにする(ステップS7)。この制御動作は、小サイズ幅の記録媒体が通過する部分への熱の供給を、通過しない部分より多くして記録媒体によって奪われた熱を補い、定着ローラの温度をほぼ均一にし、(非通紙部の)端部温度上昇を防止する。また周辺部材の温度上昇による破損を抑制する。
図7は小サイズ幅の記録媒体を定着する場合のタイミングを示している。温度検知は一定間隔(t0秒)ごとに行われ、例えば1回目の検知で目標温度T0に比べて温度検知センサTSの温度が低い場合、第1ヒータ361と第2ヒータ362をONする。これはウォーミングアップ動作に該当する。第1ヒータ361と第2ヒータ362を同時加熱することで復帰時間を短縮することができる。
そして、第2ヒータ362をt1秒後にOFFする。2回目の検知で目標温度T0に比べて温度検知センサTSの検出温度が低い場合、第1ヒータ361はONのままで、第2ヒータ362を再度ONする。そして、第2ヒータ362をt1秒後にOFFする。3回目の検知で目標温度T0に比べて温度検知センサTSの温度が高い場合、第1ヒータ361をOFFする。第2ヒータ362はOFFのままにする。以後同様な動作を行う。
定着装置300の待機状態では定着ベルト310端部からの放熱が多い。このため、第1ハロゲンヒータ361を点灯することで定着ベルト310全域を均一に加熱することができる。また、第1ハロゲンヒータ361と第2ハロゲンヒータ362を同時に点灯すると、両ヒータを駆動するための電流が干渉を起こし、雑音端子電圧などの問題を起こす可能性がある。このため、待機状態では第1ハロゲンヒータ361のみで温度制御することが望ましい。
以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば前記実施形態は反射部材370を使用したが、当該反射部材370に代えて、ハロゲンヒータ361のバルブである石英管の表面上半分に反射膜を形成してもよい。当該反射膜は、セラミックスや金属(金、銀、銅、アルミニウム)など耐熱性を有する各種反射材を蒸着、接着、塗布等の各種の方法で形成可能である。
また前記実施形態では2本のハロゲンヒータ361、362を使用したが、第2ハロゲンヒータ362よりさらに短い第3ハロゲンヒータを追加してもよい。この場合も中央の1つの温度検知センサTSだけで各ヒータの正確な温度制御が可能である。
これら複数のハロゲンヒータにより、用紙搬送方向に直交する加熱部材幅方向で用紙サイズに対応して複数の加熱域を形成することができる。これにより、第1加熱部材よりも幅狭の用紙を定着する際に加熱部材の幅方向両端域での過剰な温度上昇を防止し、当該両端域の熱的ダメージを抑えたり、無駄な加熱を回避して加熱効率を高めたりすることができる。また、本発明の加熱装置は画層形成装置の定着装置だけでなく、インクジェットプリンタのインク乾燥用の乾燥装置にも適用可能である。
2:像担持体 3:ドラムクリーニング装置
3a:クリーニングブレード 4:帯電装置
5:現像装置 5a:現像剤担持体
7:露光器 7a:ミラー
21:定着ベルト 50:用紙給送装置
60:給紙ローラ 100:画像形成装置
250:レジストローラ対 300:定着装置
301:両側板 302:フランジ
310:定着ベルト 320:加圧ローラ
321:芯金 322:弾性層
323:離型層 330:ステー
330a:上流側側壁 330b:天井壁
330c:下流側側壁 361:第1ハロゲンヒータ(第1加熱部材)
362:第2ハロゲンヒータ(第2加熱部材) 370:反射部材
380:加熱ニップ板 H1、H2:フィラメント幅
Lb:レーザ光 N:転写ニップ
P:用紙 SN:ニップ部
TM:転写手段 TS:温度検知センサ
3a:クリーニングブレード 4:帯電装置
5:現像装置 5a:現像剤担持体
7:露光器 7a:ミラー
21:定着ベルト 50:用紙給送装置
60:給紙ローラ 100:画像形成装置
250:レジストローラ対 300:定着装置
301:両側板 302:フランジ
310:定着ベルト 320:加圧ローラ
321:芯金 322:弾性層
323:離型層 330:ステー
330a:上流側側壁 330b:天井壁
330c:下流側側壁 361:第1ハロゲンヒータ(第1加熱部材)
362:第2ハロゲンヒータ(第2加熱部材) 370:反射部材
380:加熱ニップ板 H1、H2:フィラメント幅
Lb:レーザ光 N:転写ニップ
P:用紙 SN:ニップ部
TM:転写手段 TS:温度検知センサ
Claims (9)
- 無端状の回転部材と、
前記回転部材の内側に配置され輻射熱を発する加熱部材と、
前記回転部材の内側に配置され前記加熱部材から発する輻射熱で加熱される加熱ニップ板と、
前記回転部材の外周面に対向して配置され、前記加熱ニップ板との間で前記回転部材を挟むことで、被加熱シートが通過するニップ部を形成する対向部材とを備えた加熱装置であって、
前記加熱部材が、前記回転部材の軸線方向に延びた第1加熱部材と、当該第1加熱部材の軸線方向中間部分と前記被加熱シートの通過方向で重なるように配設された第2加熱部材を有し、前記軸線方向中間部分に対応して温度検知部材を配設したことを特徴とする加熱装置。 - 前記第1加熱部材と前記第2加熱部材が、前記加熱ニップ板から等しい距離に配設されていることを特徴とする請求項1の加熱装置。
- 前記第1加熱部材の両端部分の発熱量を中央部分よりも多くしていることを特徴とする請求項1又は2の加熱装置。
- 前記温度検知部材が前記第2加熱部材よりも前記第1加熱部材に近づけて配置されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項の加熱装置。
- 前記被加熱シートを通紙しない待機状態で前記第1加熱部材のみ点灯することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項の加熱装置。
- 前記第2加熱部材の輻射幅と同じかそれより短いシート幅の通紙時に前記第2加熱部材のみを点灯することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項の加熱装置。
- 前記被加熱シートを通紙する前のウォーミングアップ動作時に前記第1加熱部材と前記第2加熱部材を同時点灯することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項の加熱装置。
- 請求項1から7のいずれか1項の加熱装置を使用することを特徴とする定着装置。
- 請求項8の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019048789A JP2020149013A (ja) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | 加熱装置、定着装置および画像形成装置 |
EP20161593.7A EP3709095A1 (en) | 2019-03-15 | 2020-03-06 | Heating device, fixing device, and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019048789A JP2020149013A (ja) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | 加熱装置、定着装置および画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020149013A true JP2020149013A (ja) | 2020-09-17 |
Family
ID=69780079
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019048789A Withdrawn JP2020149013A (ja) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | 加熱装置、定着装置および画像形成装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3709095A1 (ja) |
JP (1) | JP2020149013A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022139944A (ja) * | 2021-03-12 | 2022-09-26 | 株式会社リコー | 定着装置、画像形成装置および画像形成方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013164430A (ja) * | 2012-01-13 | 2013-08-22 | Ricoh Co Ltd | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2013213887A (ja) * | 2012-04-01 | 2013-10-17 | Konica Minolta Inc | 画像形成装置 |
JP2015075736A (ja) * | 2013-10-11 | 2015-04-20 | シャープ株式会社 | 定着装置及びこれを備える画像形成装置 |
JP2016177267A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 株式会社リコー | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2017219601A (ja) * | 2016-06-06 | 2017-12-14 | 株式会社リコー | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2018156054A (ja) * | 2017-03-16 | 2018-10-04 | 株式会社リコー | 定着装置、画像形成装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3418269B2 (ja) * | 1995-02-15 | 2003-06-16 | 株式会社リコー | 定着装置 |
JP2011237523A (ja) | 2010-05-07 | 2011-11-24 | Brother Ind Ltd | 定着装置およびニップ部材の製造方法 |
JP2014194445A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-09 | Brother Ind Ltd | 画像形成装置および熱定着装置 |
-
2019
- 2019-03-15 JP JP2019048789A patent/JP2020149013A/ja not_active Withdrawn
-
2020
- 2020-03-06 EP EP20161593.7A patent/EP3709095A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013164430A (ja) * | 2012-01-13 | 2013-08-22 | Ricoh Co Ltd | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2013213887A (ja) * | 2012-04-01 | 2013-10-17 | Konica Minolta Inc | 画像形成装置 |
JP2015075736A (ja) * | 2013-10-11 | 2015-04-20 | シャープ株式会社 | 定着装置及びこれを備える画像形成装置 |
JP2016177267A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 株式会社リコー | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2017219601A (ja) * | 2016-06-06 | 2017-12-14 | 株式会社リコー | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2018156054A (ja) * | 2017-03-16 | 2018-10-04 | 株式会社リコー | 定着装置、画像形成装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3709095A1 (en) | 2020-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8428498B2 (en) | Fixing device and image forming apparatus including same | |
US20190004460A1 (en) | Fixing apparatus | |
EP1246029B1 (en) | Image forming apparatus preventing excessive increase in temperature of fixing device | |
US7469120B2 (en) | Image heating apparatus | |
US7002105B2 (en) | Image heating apparatus | |
JP2021167983A (ja) | 定着装置及び画像形成装置 | |
JP2004085698A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2016161858A (ja) | 定着装置及び画像形成装置 | |
JP2016057527A (ja) | 定着装置用の押圧装置、定着装置及び画像形成装置 | |
US11112737B2 (en) | Fixing apparatus including a heat conducting member with an extending portion extending upstream of the heater | |
JP2020149013A (ja) | 加熱装置、定着装置および画像形成装置 | |
JP6270652B2 (ja) | 定着装置および画像形成装置 | |
EP3696614B1 (en) | Fixing device and image forming apparatus incorporating same | |
EP3699690A1 (en) | Heating device, fixing device, and image forming apparatus | |
US9182712B2 (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP2015075736A (ja) | 定着装置及びこれを備える画像形成装置 | |
JP6826774B2 (ja) | 定着装置及び画像形成装置 | |
JP6991749B2 (ja) | 定着装置 | |
JP2008040082A (ja) | 像加熱装置 | |
JP4266613B2 (ja) | 定着装置 | |
JP2019049762A (ja) | 定着装置 | |
JP6318779B2 (ja) | 定着装置 | |
JP7491069B2 (ja) | 加熱装置及び画像形成装置 | |
JP3799296B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP7338412B2 (ja) | 定着装置及び画像形成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211223 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221003 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20221111 |