JP2021157093A - 加熱装置と被加熱体利用装置 - Google Patents
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Abstract
Description
搬送される被加熱体に接触部で接触して加熱する加熱手段と、
前記接触部とは異なる前記加熱手段の部分に前記被加熱体の搬送方向と交差する幅方向に沿って配置され、一端部にカシメ部を有するヒートパイプと、
前記ヒートパイプの他端部側に配置され、前記加熱手段に給電する配線と接続する給電接続部と、
を備えるものである。
この発明(3)の加熱装置は、上記発明(1)又は(2)の加熱装置において、前記加熱手段が下方から上方に通過するよう搬送される前記被加熱体を加熱し、前記給電接続部が前記加熱手段の上方側の端部に相当する位置に配置されているものである。
被加熱体を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段で搬送される前記被加熱体を加熱する加熱装置と、
を備え、
前記加熱装置が上記発明(1)から(3)のいずれかの加熱装置で構成されているものである。
上記発明(3)によれば、給電接続部が加熱手段の下方側の端部に相当する位置に配置されている場合に比べて、カシメ部から漏れる蒸気が拡散して給電接続部のある側に移動して結露することがあっても、その液滴が給電接続部に留まるおそれがない。
図1および図2には、この発明の実施の形態1の構成例が示されている。図1には実施の形態1に係る画像形成装置1が示され、図2には実施の形態1に係る加熱装置5が示されている。
図1、図2等の各図面中に符号X,Y,Zで示す矢印は、左右の方向(水平方向)、上下の方向(垂直方向)および前後の方向(水平方向)をそれぞれ示す。また図面中においてX,Yの方向の矢印が交わる部分の丸印は、Zの方向が図面の鉛直下方に向いていることを示している。
図1に示される画像形成装置1は、被加熱体の一例である用紙9に粉体の一例である現像剤からなる像を形成した後に加熱することにより画像を形成する装置である。この画像形成装置1は、被加熱体を利用する被加熱体利用装置の一例に相当するものでもある。
像形成装置2においては、感光ドラム21と転写装置25が対向する部位がトナー像の転写を行う転写位置TPになる。
収容体41は、複数枚の用紙9を所要の向きで積載して収容する図示しない積載板を有する収容部材である。送出装置43は、収容体41の積載板上に積載されている用紙9を、複数のロール等の機器により1枚ずつ繰り出す装置である。実施の形態1における給紙装置4は、例えば搬送時の幅が異なる用紙9A,9Bを個別に収容することが可能な2つの収容体41A,41Bと、収容体41A,41Bにそれぞれ収容される用紙9A,9Bを個別に送り出す2つの送出装置43A,43Bを有している。
また用紙9は、筐体10内での搬送が可能であってトナー像の転写および熱定着が可能なシート状の記録媒体であればよく、その材質、形態等については特に制約されるものでない。
また、加熱装置5では、図1や図2に示されるように、加熱用回転体51と加圧用回転体52が接触して回転するよう配置されており、その接触する部分FNにおいて通過する用紙9等を加熱および加圧するようになっている。
この加熱装置5の詳細については後述する。
これにより、感光ドラム21上に画像情報に応じたトナー像が形成される一方で、そのトナー像が給紙装置4から転写位置TPに供給された用紙9に転写される。またこの際、トナー像が転写された用紙9は、回転する感光ドラム21と転写装置25に挟まれた状態で感光ドラム21から剥離されて加熱装置5にむけて送り出される。
定着後の用紙9は、加熱装置5における加熱用回転体51と加圧用回転体52に挟まれた状態で筐体50から排出された後、排紙搬送路を経由して用紙排出口12まで搬送され、最後に排出ロール48により筐体10の一部に設けられた排紙収容部13に送り出されて収容される。この際、加熱用回転体51と加圧用回転体52は、用紙9を搬送する搬送手段として機能する。
次に、加熱装置5について詳述する。
この加熱ユニット55は、発熱体54を接触保持体61により加熱ベルト53の内周面に接触させる状態で保持し、また加熱ベルト53を接触保持体61の一部と左右の端部保持体62A,62Bにより回転可能に保持するよう構成されている。また、加熱ユニット55は、その接触保持体61と左右の端部保持体62A,62Bを支持体63により支持している。
図6(A)は、発熱体54の基板541における片面541aの裏面(他面)541bからみた状態を示す図面であるので、実際には片面541aの側に設けられる発熱部542が見えて現れることがないが、図6(A)では発熱部542を説明する便宜上、発熱部542が他面541bから透けて見える状態で描かれている。
すなわち、第1の発熱部542Aは、長手方向の両端側の端部を除く中央部が多く発熱する領域になるよう構成されている。この第1の発熱部542Aは、幅サイズWが中間サイズW2(<W1)の用紙9が通過するときに使用される。また、第2の発熱部542Bは第1の発熱部542Aの両端側の端部に相当する部分が多く発熱する領域になるよう構成されている。さらに、第3の発熱部542Cは、長手方向の中央部(例えば全長の1/3程度の部分)が多く発熱する領域になるよう構成されている。この第3の発熱部542Cは、幅サイズWが最小サイズW3(<W2)の用紙9が通過するときに使用される。
また、この発熱部542A,542B,542Cの相対的に多く発熱する領域については、例えば、電熱線部の幅および厚さの少なくとも一方を他の部分(発熱を抑制する部分)よりも狭く又は薄く又はその双方をして電気抵抗値が相対的に高くなるようにすることで実現している。
さらに、発熱部542A,542B,542Cの発熱による発熱体54における温度については、発熱体54の基板541の裏面541bの必要な個所に接触するよう配置される図示しない温度センサで測定され、その測定情報が図示しない加熱制御部にフィードバックされるようになっている。
また、この配線部543は、電気絶縁性を有する基板543aと、図6(A)に破線で示すように発熱部542A,542B,542Cの各一端部と個別に接続する個別配線部543b,543c,543dと、図6(A)に網点部分や破線で示すように発熱部542A,542B,542Cの各他端部に共通して接続する共通配線部543eで構成されている。
この給電接続部64は、例えば、図6(A)に示されるように画像形成装置1における図示しない給電部から延びて配策される給電元接続部14と接続されて通電可能な状態になる。
特にこの給電接続部64の場合は、図5や図6(A)に示されるように、加熱ユニット55が搬送方向Cで示すように下方から上方に通過するよう搬送される用紙9等を加熱するものであるため、加熱ユニット55の上方側の端部に相当する位置に配置されている。具体的には、給電接続部64は、発熱体54の配線部543又は接触保持体61の搬送方向Cの下流側(上方側に相当する)の端部に存在するよう配置されている。
また、接触保持体61は、その片面と反対側の他面に、支持体63への取り付け時に用いられる取付け溝部61bや取付け接触部61cが設けられている。
さらに、接触保持体61は、収容凹部61aが設けられた片面の一方の長辺端部が加熱ベルト53を上記接触する部分FNに導入するよう案内する屈曲面からなる導入案内部61dとして形成され、その片面の他方の長辺端部が加熱ベルト53を接触する部分FNから抜け出す方向に案内する湾曲面からなる抜出し案内部61eとして形成されている。
この支持体63は、接触保持体61の取り付けに際しては、図4(B)等に示されるように、一方の折り曲げ端部63bが接触保持体61の取付け溝部61bに嵌め入れられる一方で、その他方の折り曲げ端部63cが接触保持体61の取付け接触部61cに接触させた状態に保たれる。これにより、支持体63は、接触保持体61の一部を長手方向にわたって挟んだ状態で支持する。
まず、発熱体54が装着された接触保持体61を支持体63の折り曲げ端部63b,63cに取り付けたものを加熱ベルト53の内部に挿入させた状態にしたうえで、左右の端部保持体62A,62Bを支持体63の長手方向の両端部よりも少し内側の位置に、加熱ベルト53を両端側から挟むような状態で取り付ける。この際、左右の端部保持体62A,62Bは、図6(A)に示されるように、発熱体54の発熱部542の端部かそれよりも外側に位置するよう取り付けられる。
これにより、加熱ユニット55が組み立てられる。また、加熱ユニット55は、支持体63の長手方向の両端部63d,63eを筐体50の内壁面に設けられた図示しない装着部に装着して固定することで加熱装置5に配置される。
この加圧ロール56は、図3に示されるように、その軸方向の両端部における軸部56c,56dが筐体50に配置された図示しない加圧機構に対して回転可能に支持される。また加圧ロール56は、加圧機構から加熱ユニット55に押し付けられるような圧力を受ける。これにより加圧ロール56は、図2や図3に示されるように、そのロール外周面が加熱ユニット55における加熱ベルト53を介して発熱体54の片面541aの長手方向にわたって所要の圧力で圧接された状態に保たれる。
この加圧ロール56が加熱ユニット55に圧接する部分は、上記接触する部分FNとなる。
加圧ロール56が回転して駆動するときは、図2に示されるように、加熱ユニット55における加熱ベルト53が矢印B2で示す方向に従動して回転する。
これにより、加熱装置5は、加熱ユニット55の発熱体54を用紙9の幅サイズWの違いに適合させて効率よく発熱させるようになっている。
この場合は、接触する部分FNのうち非通紙領域が局所的に高温になり、その結果、接触保持体61が局所的に加熱されて悪影響を受けることや、加熱むらが誘発されてしまうことがある。
ヒートパイプ7A,7Bは、図5等に示されるように、発熱体54の発熱部542の長さとほぼ同じ長さを有している。また、ヒートパイプ7A,7Bは、2本平行した状態で配置して使用するため、比較的小径(例えば外径が数ミリ)のものが適用される。
実施の形態1では、図4等に示されるように、接触保持体61における収容凹部61aにヒートパイプ7A,7Bの装着溝65A,65Bを設け、その装着溝65A,65Bにヒートパイプ7A,7Bをそれぞれ収容するよう装着した後に発熱体54を収容凹部61aに収容して、発熱体54の裏面541bがヒートパイプ7A,7Bを押し付ける状態に保つことで配置している。ヒートパイプ7A,7Bは、発熱体54の裏面541bに対して、熱伝導性を有する接着剤で部分的に接着して固定してもよい。
また、この加熱装置5では、2本のヒートパイプ7A,7Bを発熱体54における用紙9の搬送方向Cに間隔をあけて平行な状態で配置しているので、1本のヒートパイプ7を配置している場合に比べると、非通紙領域における用紙9の搬送方向Cの前後でも温度の上昇がむらなく効率よく抑制される。
カシメ部73は、円筒状の端部を真空中で押しつぶして接合させた形態で閉じるための加工をした後の部分であり、本体70に比べて肉厚が薄く強度も弱くなっている部分でもある。カシメ部73は、その外観形状等について特に限定されるものでない。本体70の他端部72は、溶接等の接合処理により閉じられた端部形状になっている。
このため、カシメ部73を有するヒートパイプ7A,7Bの場合、そのような熱や蒸気圧のストレスをカシメ部73が受け続けると、カシメ部73から作動液の蒸気(水蒸気等)が漏れ出るおそれがある。また、カシメ部73は、本体70での加熱と冷却の繰り返しにより応力が集中して、接合部分が緩む変形等を含む破損が起こりやすくなる懸念もある。
このことによっても、この加熱装置5では、給電接続部64で上記ショートが発生することが確実に抑制される。
実施の形態1に係る加熱装置5においては、図7に例示されるように、ヒートパイプ7A,7Bのカシメ部73の周囲に吸湿性を有する部材75を設けてもよい。
この吸湿性を有する部材75は、ヒートパイプ7A,7Bに封入されている作動液の蒸気を吸収することが可能な耐熱性をも有する部材であればよい。また、この部材75は、カシメ部73に接触又は接近した状態で配置すればよいが、発熱体54の裏面541bに対しては非接触になる状態で配置するとよい。
すなわち、加熱装置5については、例えば、加熱ユニット55と加圧ロール56をほぼ鉛直方向(重力方向)において上下に配置した状態で接触させて回転させる構成としたり、あるいは、加熱ユニット55と加圧ロール56を斜めに傾斜する方向において上下に配置した状態で接触させて回転させる構成としてもよい。
また、加圧用回転体52については、ロール形態のものに限らず、例えばベルト−ニップ形態のものを適用しても構わない。
なお、加熱装置5は、加圧用回転体52を備えている、いわば加熱加圧装置であるが、被加熱体を加熱ユニット55の加熱する部分に接触させて加熱させるように移動させることができれば、加圧用回転体52を備えないものであっても構わない。また、加熱ユニット55は、加熱ベルト53も被加熱体の一例又は一部として扱ってもよい。さらに、加熱ユニット55は、加熱ベルト53を有していない構成のものであってもよい。
また、給電接続部64は、配置スペース確保が難しい等の事情がある場合は、給電接続部64が加熱ユニット55の下方側の端部に相当する位置に配置しても構わない。
すなわち、加熱装置5は、他の画像形成方式の装置や、用紙搬送手段で搬送される用紙9を加熱又は乾燥させる用紙乾燥装置(被加熱体利用装置の一例)や、画像を形成しないシート状物(被加熱体の一例)を搬送手段で搬送しながら加熱又は乾燥させる工程を有する装置(被加熱体利用装置の一例)等に適用することも可能である。
また、画像形成装置1は、複数色のトナーを組み合わせた多色画像を形成する装置であってもよく、その形式等について特に限定されるものではない。
5 …加熱装置
7 …ヒートパイプ
9 …用紙(被加熱体の一例)
54…発熱体(加熱手段の一例)
64…給電接続部
71…一端部
72…他端部
73…カシメ部
75…吸湿性を有する部材
541a…発熱体の加熱ベルトと接触する側の面(接触部の一例)
C …搬送方向
D …幅方向
FN…接触する部分(接触部の一例)
Claims (4)
- 搬送される被加熱体に接触部で接触して加熱する加熱手段と、
前記接触部とは異なる前記加熱手段の部分に前記被加熱体の搬送方向と交差する幅方向に沿って配置され、一端部にカシメ部を有するヒートパイプと、
前記ヒートパイプの他端部側に配置され、前記加熱手段に給電する配線と接続する給電接続部と、
を備える加熱装置。 - 前記カシメ部に吸湿性を有する部材を接触又は接近させた状態で設けている請求項1に記載の加熱装置。
- 前記加熱手段が下方から上方に通過するよう搬送される前記被加熱体を加熱し、
前記給電接続部が前記加熱手段の上方側の端部に相当する位置に配置されている請求項1又は2に記載の加熱装置。 - 被加熱体を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段で搬送される前記被加熱体を加熱する加熱装置と、
を備え、
前記加熱装置が請求項1乃至3のいずれか1項に記載の加熱装置で構成されている被加熱体利用装置。
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