JP2023165131A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Images
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
本発明は、定着装置及び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.
従来、回転する定着部材と、定着部材の外周面に当接して形成されたニップ部を通過する記録材を加圧する加圧部材と、定着部材の内側に配置された熱源と、を備えた定着装置が知られている。 Conventionally, a fixing device includes a rotating fixing member, a pressure member that presses a recording material passing through a nip formed by contacting the outer peripheral surface of the fixing member, and a heat source disposed inside the fixing member. The device is known.
特許文献1には、上記定着装置として、上記定着装置として、軸方向中央に発熱領域を有する第一熱源の輻射熱を定着部材へ反射する第一反射部材と、軸方向端部に発熱領域を有する第二熱源の輻射熱を定着部材へ反射する第二反射部材とを有するものが記載されている。各反射部材は、熱源から放射される輻射熱を定着部材の内周面に向かって反射する反射部と、加圧部材の加圧力を定着部材を介して受ける加圧受け部とを有しており、反射部が吸収した熱源の熱を、加圧受け部により定着部材に伝熱することで、熱効率を向上させることができる旨が記載されている。
また、特許文献1には、各反射部材の加圧受け部が定着部材の一端側から他端側まで延びている装置例と、第一反射部材の加圧受け部は、軸方向中央にあり、第二反射部材の加圧受け部は軸方向の両端に設けられた装置例とが記載されている。
Further,
しかしながら、特許文献1の構成では、反射部材の異常変形および反射部材の異常高温のいずれか一方を抑制できないおそれがある。
However, with the configuration of
上述した課題を解決するために、本発明は、回転する定着部材と、前記定着部材の外周面に当接して形成されたニップ部を通過する記録材を加圧する加圧部材と、前記定着部材の内側に配置された熱源とを備えた定着装置において、前記熱源から放射される輻射熱を前記定着部材の内周面に向かって反射する反射部と、前記加圧部材の加圧力を前記定着部材を介して受ける加圧受け部とが一体、もしくは熱的に接続された反射部材を有し、前記加圧受け部は、前記定着部材の一端側から他端側まで延びており、前記加圧受け部に切れ込みが設けられていることを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a rotating fixing member, a pressure member that presses a recording material passing through a nip portion formed by contacting an outer peripheral surface of the fixing member, and a heat source disposed inside the fixing member; a reflecting portion that reflects radiant heat emitted from the heat source toward an inner circumferential surface of the fixing member; The pressure receiving part has a reflecting member integrally or thermally connected to the pressure receiving part that is received through the fixing member, and the pressure receiving part extends from one end side of the fixing member to the other end side, and the pressure receiving part It is characterized in that a notch is provided in the receiving part.
本発明によれば、反射部材の異常変形を抑制し、かつ、反射部材の異常高温を抑制できる。 According to the present invention, abnormal deformation of the reflective member and abnormal high temperature of the reflective member can be suppressed.
以下、本発明を、電子写真式の画像形成装置であるレーザープリンタ(以下、「プリンタ」という。)に適用した実施形態について説明する。図1は本実施形態の画像形成装置1の概略構成図である。この画像形成装置1は、記録材である用紙P上に画像を形成する画像形成部100を備えている。画像形成部100は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の色ごとの作像部10Y,10M,10C,10Kが中間転写体としての中間転写ベルト20の回転方向に沿って配列されたタンデム型の画像形成装置である。各作像部10Y,10M,10C,10Kは、それぞれ、潜像担持体としての感光体11Y,11M,11C,11Kを備えている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a laser printer (hereinafter referred to as a "printer") which is an electrophotographic image forming apparatus will be described below. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an
また、各作像部10Y,10M,10C,10Kは、感光体11Y,11M,11C,11Kの周囲に、帯電手段としての帯電装置と、静電潜像形成手段としての光書込装置9と、現像手段としての現像装置とを備えている。さらに、感光体11Y,11M,11C,11Kの周囲には、一次転写手段としての一次転写装置と、クリーニング手段としてのクリーニング装置も備えている。帯電装置は、感光体表面を一様に所定電位に帯電するものであり、光書込装置9は、帯電装置によって一様に帯電された感光体表面上に画像情報に応じて露光して静電潜像を書き込むものである。現像装置は、感光体上の静電潜像にそれぞれの色(Y、M、C、K)のトナーを付着させる現像処理によりトナー像を作成するものである。一次転写装置は、感光体上のトナー像を中間転写ベルト20上に転写するものであり、クリーニング装置は、感光体上の転写残トナーを除去してクリーニングするものである。
Further, each of the
各感光体11Y,11M,11C,11K上に形成された各色トナー像は、一次転写装置によって、中間転写ベルト20上に互いに重なり合うように一次転写され、中間転写ベルト20上にカラートナー像が形成される。中間転写ベルト20上のカラートナー像は、中間転写ベルト20の回転に伴って二次転写装置30との対向領域(二次転写領域)へと搬送される。
The toner images of each color formed on each of the
一方、画像形成部100の下部には、保持する用紙Pを給送する給送部としての給紙カセット60が配置されている。給紙カセット60からピックアップローラ61により用紙Pが1枚ずつ給紙される。そして、搬送経路に沿って、レジストローラ対62により二次転写領域へと用紙Pが搬送される。
On the other hand, below the
中間転写ベルト20上のカラートナー像は、二次転写領域において、所定のタイミングでレジストローラ対62により搬送されてくる用紙P上に、二次転写装置30により二次転写される。カラートナー像が形成された用紙Pは、その後、定着手段としての定着装置40へと搬送され、熱と圧力の作用により、カラートナー像が用紙P上に定着される。定着後の用紙Pは、搬送経路に沿って搬送され、排紙ローラ63により排紙トレイ50へと排出される。
The color toner image on the
図2は、本実施形態における定着装置40の概略構成図である。
定着装置40は、加圧部材たる加圧ローラ41と定着部材たる定着ベルト42と、熱源43(図の例ではハロゲンヒータ)とを備え、加熱加圧によって定着を行う。
定着ベルト42内には、ステー部材たる定着ステー44によって保持されたニップ形成部材45が配置されている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
The
A
ニップ形成部材45は、ニップ面に配置される摺動部材であり熱移動部材である均熱部材45aと、これを支持する樹脂パッド45bとで構成されている。樹脂パッド45bの役割のひとつは、断熱であり、ニップ形成部材45を介した定着ステー44への定着ベルト42の熱吸収を抑制してウォームアップタイムやTEC値の増加を抑制する。均熱部材45aは定着ベルト42の幅方向に延在する例えばパット形状である。この均熱部材45aは定着ベルトの軸方向の温度を平均化するために配置される。すなわち、定着ベルト42の温度が高い箇所から熱を奪い、奪った熱を定着ベルト42の温度の低い箇所へ移動させて定着ベルト42の軸方向の温度を均一化する。
The
図2の構成ではニップ部の形状は平坦であるが、凹形状やその他の形状であってもよい。凹形状のニップを形成することで、用紙先端の排出方向がより加圧ローラ寄りになり、用紙の定着ベルト42に対する分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。
Although the configuration of FIG. 2 has a flat shape, the nip portion may have a concave shape or other shapes. By forming the concave nip, the ejection direction of the leading edge of the paper is moved closer to the pressure roller, and the separability of the paper from the
均熱部材45aは、熱伝導率が50[W/m・K]以上の熱伝導性の高いアルミや銅などの金属部材であり、均熱部材45aの表面に摺動性能に優れたコーティングが施されている。コーティングの材料としては、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、または飽和ポリエステル樹脂などの樹脂ベースのものが挙げられる。 または、このような樹脂ベースのコーティング材に、ガラス繊維,カーボン,グラファイト,フッ化グラファイト,炭素繊維,二硫化モリブデン,フッ素樹脂など混合してもよい。
The
また、コーティングの材料として、金属ベースのものも用いることができる。金属ベースのコーティング材としては、二硫化モリブデン,ニッケル,ニッケルとフッ素樹脂の複合めっきなどが挙げられる。また、金属ベースのコーティング材としては、アルマイトもしくはアルマイトに樹脂や金属を含浸したものも挙げられる。また、コーティング材としてセラミックを用いることもできる。コーティング材として用いるセラミックとしては、炭化ケイ素セラミック、室化ケイ素セラミック、アルミナセラミックおよびそれらと二硫化モリブデン、フッ素樹脂など混合したものを挙げることができる。 Moreover, metal-based materials can also be used as coating materials. Examples of metal-based coating materials include molybdenum disulfide, nickel, and composite plating of nickel and fluororesin. Further, examples of metal-based coating materials include alumite or alumite impregnated with resin or metal. Moreover, ceramic can also be used as a coating material. Examples of the ceramic used as the coating material include silicon carbide ceramic, silicon chamber ceramic, alumina ceramic, and mixtures thereof with molybdenum disulfide, fluororesin, and the like.
また、アルミニウムもしくはアルミニウム合金にて形成された均熱部材45aの表層にアルマイト層を形成し、そのアルマイト層の微細孔に二次電解にて生成した二硫化モリブデンを微細孔の最深部から最表層に亘って充填したものなども有効である。
In addition, an alumite layer is formed on the surface layer of the
加圧ローラ41は金属ローラの外周にシリコーンゴム層が設けられており、離型性を得るためにシリコーンゴム層の表面に離型層(PFAまたはPTFE層)が設けてある。また、加圧ローラ41はスプリングなどにより定着ベルト側に押し付けられており、ゴム層が押しつぶ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
加圧ローラ41は画像形成装置に設けられたモータなどの駆動源からギヤを介して駆動力が伝達され回転する。定着ベルト42は、ニップ部で加圧ローラ41から駆動力が伝達されることにより連れ回り回転する。
The
加圧ローラ41は中実のローラであってもよいが、中空のほうが熱容量は少ないため好ましい。また、加圧ローラ41にハロゲンヒータなどの加熱源を有していてもよい。シリコーンゴム層はソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルトの熱が奪われにくくなるので、より望ましい。
The
定着ベルト42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基材とする無端ベルト(もしくはフィルム)である。定着ベルト42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もたせている。
The fixing
定着ベルト42の基材と離型層の間にはシリコーンゴムの層などで形成する弾性層があってもよい。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、未定着画像を押しつぶして定着するときにベルト表面の微妙な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の跡が残るという不具合が生じる。これを改善するにはシリコーンゴム層を100μm以上設ける必要がある。シリコーンゴム層の変形により、微妙な凹凸が吸収されユズ肌画像が改善する。
An elastic layer formed of a silicone rubber layer or the like may be provided between the base material of the fixing
定着ステー44は、中空のパイプ状金属体であり、アルミ、又は鉄、ステンレスなどの金属からなる。本実施形態では、定着ステー44は、角型であるが、その他の断面形状であってもよい。加圧ローラ41により圧力を受けるニップ形成部材45の撓みを防止し、軸方向で均一なニップ幅が得られるようにしている。
The fixing
定着ベルト42を昇温させる熱源は、定着ベルト42の内部に2つ設けられている。本実施形態では熱源43は、ハロゲンヒータであり、定着ベルト42は、内周側から熱源43の輻射熱で直接加熱される。ここで、熱源43は、定着ベルト42を加熱できればよく、IHコイルであっても良いし、抵抗発熱体、カーボンヒータ等であってもよい。
Two heat sources for raising the temperature of the fixing
また、定着ベルト42内には、熱源43からの輻射熱のロスをできるかぎり低減するために、定着ベルト側へ熱を反射させる反射部材としてのリフレクタ48が配置されている。リフレクタ48には金属部材としての高純度のアルミ材をベースとして表層に複数の増反射膜や保護膜を形成した高輝度アルミなどが用いられる。また構成によってはアルミ板の上に銀を蒸着させて、さらに反射率を向上させたものなどを用いてもよい。
Furthermore, in order to reduce the loss of radiant heat from the
本実施形態のリフレクタ48は、輻射熱を定着ベルト側へ熱を反射させる反射部48aと、加圧ローラ41の加圧力を受ける加圧受け部48bとを有している。反射部48aは、熱源43と定着ステー44との間に配置されている。加圧受け部48bは、摺動部材たる均熱部材45aと樹脂パッド45bとに挟まれる形で配設されている。
The
図3は、リフレクタ48とニップ形成部材45と、定着ステー44とを示す斜視図である。
図3に示すように、リフレクタ48は、加圧受け部48bが均熱部材45aと樹脂パッド45bとに挟まれることで保持され、この加圧受け部48b以外は、他の部材と非接触となっている。
FIG. 3 is a perspective view showing the
As shown in FIG. 3, the
図4は、従来の定着装置の概略構成図である。
図4に示すように、従来においては、リフレクタ148は、加圧受け部48bを有していない構成であった。
リフレクタ148の反射率は、約95~98%であり、熱源143の輻射熱を100%反射できるわけでなく、リフレクタ自身もわずかに輻射熱を吸収するため、次第に温度上昇していく。特に、大量の連続通紙を行った場合などは、図4に示す従来の定着装置においては、300℃~400℃程度までリフレクタ148が温度上昇していた。リフレクタ148にある一定以上の熱負荷が加えられるとリフレクタ148のアルミや銀層が変色を起こしてしまう。そうなると反射率が低下して本来の性能を出せないだけでなく、最悪の場合は安全性問題に発展する。よって従来はその温度域まで到達しないような生産性までしか出すことはできず、マシンの生産性向上に対してはボトルネックとなっていた。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a conventional fixing device.
As shown in FIG. 4, in the past, the
The reflectance of the
これに対し、本実施形態では、図2、図3を用いて説明したように、リフレクタ48は、均熱部材45aと樹脂パッド45bとの間で、加圧ローラ41からの加圧力を受ける領域に延在された加圧受け部48bを有している。リフレクタ48は、上述したように熱伝導性の良い金属部材としてのアルミで構成されているため、反射部48aで吸収された熱は、すばやく部品全体に伝導する。そして、均熱部材45aと接触している加圧受け部48bから、均熱部材45aへリフレクタ48の熱が移動し、リフレクタ48の温度上昇を抑制することができる。また、この均熱部材45aへ移動したリフレクタ48の熱は、均熱部材45aを通して定着ベルト42に伝わり、トナー溶融に利用される。これにより、リフレクタ48の熱を定着ステー44などの他の部材へ排熱する場合に比べて、リフレクタ48の熱を有効利用でき、熱源43の点灯時間の短縮化を図ることができ、消費電力の低減を図ることができる。
On the other hand, in the present embodiment, as explained using FIGS. 2 and 3, the
また、加圧受け部48bは、加圧ローラ41の加圧力を受ける加圧領域に位置している。これにより、均熱部材45aと加圧受け部48bとの密着性が上がり、熱の伝達性を向上させることができ、リフレクタ48の排熱効率を高めることができる。さらに、均熱部材45aおよびリフレクタ48は、熱伝導性が良好な金属部材であるため、リフレクタ48の熱を効率よく、定着ベルト42に排熱することができる。
Further, the
また、このリフレクタ48の加圧受け部48bは、定着ベルト42の一端側から他端側まで延びており、この加圧受け部48bは、均熱部材45aと直接接触している。また、リフレクタ自身もアルミなどの熱熱伝導率の金属体が母材となっている。そのため、加圧受け部48bも、均熱部材45aと同様、軸方向の温度の高いところから熱を奪い、軸方向の温度の低い箇所へ移動させて軸方向の温度を均一化する均熱の機能を有する。よって、この加圧受け部48bが、均熱部材45aの定着ベルト42の軸方向の温度の平均化を補助する機能を持つことができる。
Further, the
また、図2、図3に示すように、均熱部材45aの曲げ部分、および、定着ステー44とは、クリアランスを設けて、非接触となっている。これによって、熱の有効利用の観点では不要となる均熱パッドの曲げ部分や定着ステーへの熱伝達を防止することができる。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the bent portion of the
以上の構成により、リフレクタ48の温度上昇を防止し、かつ、リフレクタ48の熱を有効利用でき、電力消費も抑えることができる定着装置を得ることができる。
With the above configuration, it is possible to obtain a fixing device that can prevent the temperature of the
また、均熱部材45aは、上述したように摺動性能に優れたコーティングを施しており、加圧受け部48b表面の定着ベルト42の内周面に対する摩擦係数より、定着ベルト42の内周面に対する摩擦係数が低くなるようにしている。これにより、リフレクタ48の加圧受け部48bを定着ベルト42の内周面に接触させてリフレクタ48の熱を、均熱部材45aを介さずに定着ベルト42に排熱する場合に比べて、定着ベルトの摺動抵抗を低減できる。これにより、定着ベルト42を回転させるためのトルクの上昇を抑制することができ、かつ、定着ベルト42の内周面の摩耗も抑制できる。
Further, as described above, the
なお、リフレクタ48の加圧受け部48bに摺動性能に優れたコーティングを施して、加圧受け部48bを定着ベルト42の内周面に接触させるようにした場合は、以下の不具合が予測される。すなわち、上記摺動性能に優れたコーティング材が、リフレクタ48の反射部48aに付着すると、反射率が低下するおそれがある。そのため、例えば、反射部48aにマスキング等を施すなどして、反射部48aに摺動性能に優れたコーティング材が付着しないようにする必要がある。反射部48aにマスキングを施す場合は、マスキングを施す工程、マスキングを剥がす工程、反射部48aに付着したマスキングの粘着剤を除去する工程等が必要となる。また、これらの工程を機械等で行うには、難易度が高く、できたとしても高コストになるという不具合が予想される。
Note that if the
一方、本実施形態のように、リフレクタ48の熱を、均熱部材45aを介して、定着ベルト42に伝達することで、リフレクタ48に定着ベルト42の内周面に対する良好な摺動性を有する機能を備える必要が無くなる。これにより、加圧受け部48bに摺動性能に優れたコーティングを施す必要がなり、製作難度およびコストの増加を抑制できる。
On the other hand, as in the present embodiment, by transmitting the heat of the
図5は、定着装置の他の構成例を示す概略構成図である。
図5に示す定着装置は、定着ステー44の回転軸方向から見たときの形状が、凹形状となっており、その定着ステー44の窪んだ部分に熱源43が配置されている。そして、実施形態と同様、リフレクタ48の反射部48aが、定着ステー44と熱源43との間に配置されている。そして、反射部48aの図中下側から延在し、樹脂パッド45bと均熱部材45aとの間に挟まれた加圧受け部48bを有している。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing another configuration example of the fixing device.
The fixing device shown in FIG. 5 has a concave shape when viewed from the direction of the rotation axis of the fixing
この図5に示す定着装置についても、リフレクタ48の熱を、均熱部材45aを介して定着ベルト42へ排熱し、リフレクタ48の熱をトナーの溶融に利用することができる。
In the fixing device shown in FIG. 5 as well, the heat of the
また、上述では、リフレクタ48の加圧受け部48bと定着ベルト42との間に、均熱部材45aを配置しているが、加圧受け部48bと定着ベルト42との間に配置される部材は、リフレクタよりも定着ベルト42の内周面に対する摺動性が良いものであればよい。例えば、定着ベルト42への排熱性は、均熱部材45aに比べて劣るが、加圧受け部48bと定着ベルト42との間にシリコーンオイル等の潤滑剤を含浸させたPTFEなどの繊維から形成された摺動部材としての摺動シートを配置してもよい。この摺動シートは、例えば、樹脂パッド45bに巻きつける形で配置され、樹脂パッド45bの裏側(定着ステー側)でネジ等により固定される。
Furthermore, in the above description, the
熱源の熱を直接受けるリフレクタの反射部48aは、均熱部材45aへリフレクタ48の熱を排熱する加圧受け部48bに比べて温度が高く、反射部48aと加圧受け部48bとの間で温度差が生じる。この温度差が、反射部48aと加圧受け部48bとの間で軸方向の熱膨張に差を生じさせ、リフレクタ48が異常変形してしまうおそれがある。
The
そのため本実施形態では、図6に示すように、加圧受け部48bに定着ベルトの回転方向に沿って切り込まれた複数の切れ込み48cを設けている。
このように、切れ込み48cを設けることで、加圧受け部48bと反射部48aとの間の軸方向の熱膨張量の差を、加圧受け部48bの切れ込み48cが軸方向に広がることで吸収できる。これにより、リフレクタ48の異常変形を抑制できる。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 6, a plurality of
In this way, by providing the
なお、反射部48aに切れ込み48cを設けても、反射部48aの切れ込みの軸方向の幅が狭まることで、加圧受け部48bと反射部48aとの間の軸方向の熱膨張量の差を吸収でき、リフレクタ48の異常変形を抑制できる。しかし、反射部48aに切れ込みを設けると、切れ込みの箇所では、熱源43の輻射熱を反射できず、定着ベルト42の切れ込みの箇所に対応する箇所の温度が低下するおそれがあり、定着ベルト42を軸方向で均一に加熱できないおそれがある。よって、リフレクタ48の異常変形を抑制しつつ、定着ベルト42を軸方向で均一に加熱することができるため、加圧受け部48bに切れ込み48cに設けるのが好ましい。
Note that even if the
また、加圧受け部48bに設けるのは、切れ込み48cであり、刃物で切りこんだような形であり、切れ込み48cにより開けられる軸方向の隙間は狭い。よって、切れ込み48cを設けても、加圧受け部48bは、軸方向両端、軸方向中央に十分な面積を有している。よって、小サイズ紙の連続印刷で定着ベルト42の両端が高温となり、加圧受け部48bの軸方向両端からリフレクタ48の熱を排熱できなくなっても、加圧受け部48bの軸方向中央から排熱できる。その結果、小サイズ紙連続印刷時のときも、リフレクタ148の温度上昇を抑制でき、リフレクタ148のアルミや銀層が変色を抑制できる。
Further, a
また、加圧受け部48bに切れ込み48cを設けた場合でも、切れ込み48cを迂回して熱を軸方向へ移動させることができ、均熱部材45aの定着ベルト42の軸方向の温度の平均化を補助する機能を維持することができる。
Further, even when the
また、リフレクタ48の厚みは、0.3~1.2mm、より好ましくは、0.5~0.7mmである。リフレクタ48の厚みが1.2mを超えると、加圧受け部での熱の軸方向への移動量が低下し、上述した定着ベルト42の軸方向の温度の平均化を補助する機能が低下するおそれがある。一方、リフレクタ48の厚みが、0.3mm未満の場合は、リフレクタの剛性の低下により、反射部48aと加圧受け部48bとの熱膨張差による異常変形が起きやすくなり、切れ込み48cによるリフレクタ48の異常変形を抑制できないおそれがある。
Further, the thickness of the
また、切れ込み48cは、図7に示すように、所定サイズの用紙の幅方向のエッジに対応する箇所に設けるのが好ましい。図7に示す例では、A6縦サイズの用紙幅方向のエッジに対応する位置と、B4縦サイズの用紙幅方向のエッジに対応する位置との切れ込み48cを設けた。なお、これは、一例であり、切れ込み48cを対応させる用紙サイズは、2つの熱源43の配熱特性等に基づいて、適宜決めればよい。
Furthermore, as shown in FIG. 7, the
本実施形態では、上述したように加圧受け部48bと均熱部材45aとにより定着ベルト42の温度が高い箇所から熱を奪い、奪った熱を定着ベルト42の温度の低い箇所へ移動させて定着ベルト42の軸方向の温度を均一化する。これにより、小サイズ紙を連続給紙時に用紙に熱を奪われない定着ベルトの端部側の非通紙領域の熱を加圧受け部48bと均熱部材45aとを用いて軸方向中央側の通紙領域へ移動させることができ、定着ベルト21の非通紙領域の異常高温を抑制している。
In this embodiment, as described above, the
しかし、高温の非通紙領域の熱が、加圧受け部48bと均熱部材45aとにより通紙領域へ移動することで、定着ベルト42の通紙領域の端部付近が定着温度よりも高くなってしまう。その結果、用紙の端部領域の画像にホットオフセット(以下、端部ホットオフセットという)が発生するおそれがある。
However, as the high temperature heat in the paper non-passing area is transferred to the paper passing area by the
図8(a)は、切れ込み48cが無い場合の熱移動と、定着ベルト42の温度分布とを示す図であり、図8(b)は、用紙の幅方向エッジに付近に切れ込み48cを設けた場合の熱移動と定着ベルト42の温度分布とを示す図である。
図8(a1)に示すように、用紙の幅方向エッジに付近に切れ込み48cがない場合は、均熱部材45aを介してリフレクタ48の加圧受け部48bへ移動した定着ベルト42の非通紙領域の熱の一部は、通紙領域の端部付近で、均熱部材45aを介して、定着ベルト42の通紙領域の端部付近へと移動する。その結果、図8(a2)に示すように、定着ベルト42の通紙領域の端部付近の温度が高くなり、端部ホットオフセットが発生するおそれがある。
FIG. 8(a) is a diagram showing heat transfer and the temperature distribution of the fixing
As shown in FIG. 8(a1), if there is no
一方、加圧受け部48bに切れ込み48cを設けた場合は、均熱部材45aを介して加圧受け部48bへ移動してきた定着ベルト42の熱は、図8(b1)に示すように、切れ込みを迂回して軸方向へ移動する。具体的には、均熱部材45aを介してリフレクタ48の加圧受け部48bへ移動した定着ベルト42の非通紙領域の熱の一部は、切れ込み48cまで移動すると、用紙の搬送方向へと移動する。切れ込み48cまで移動した熱は、リフレクタ48の反射部48aと加圧受け部48bとを接続する接続部へ移動し、切れ込み48cを回り込んだ後に、再び加圧受け部48bへと移動する。そして、加圧受け部48bへ移動してきた熱の一部が、均熱部材45aを介して定着ベルト42へと戻る。このように、用紙の幅方向エッジに付近に設けた切れ込み48cを迂回した熱は、定着ベルト42の通紙領域の端部からXmm内側で、均熱部材45aを介して定着ベルト42へ戻される。このように、均熱部材45aを介して加圧受け部48bへ移動してきた定着ベルト42の軸方向端部の熱の一部は、切れ込み48cを迂回することで、定着ベルト42の通紙領域の端部からXmm内側へ移動する。よって、加圧受け部48bを介して、定着ベルト42の通紙領域の端部付近へ戻される非通紙領域の熱を低減することができ、図8(b2)に示すように、定着ベルト42の通紙領域端部付近の温度上昇を抑えることができる。このように、切れ込み48cを用紙の幅方向サイズに応じて設けることで、端部ホットオフセットを抑えることができる。
On the other hand, when the
なお、製造コストが高くなるおそれがあるが、リフレクタ48の加圧受け部48bを直接、定着ベルト42の内周面に当接させてもよい。
Note that the
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1)
回転する定着ベルト42などの定着部材と、定着部材の外周面に当接して形成されたニップ部を通過する記録材を加圧する加圧ローラ41などの加圧部材と、定着部材の内側に配置された熱源43と、を備えた定着装置において、定着部材の内側に配置され、熱源43から放射される輻射熱を定着部材の内周面に向かって反射する反射部48aと、加圧部材の加圧力を定着部材を介して受ける加圧受け部48bとが一体、もしくは熱的に接続されたリフレクタ48などの反射部材を有し、加圧受け部48bは、定着部材の一端側から他端側まで延びており、加圧受け部48bに切れ込み48cが設けられている。
特許文献1に記載の各反射部材の加圧受け部が定着部材の一端側から他端側まで延びている装置例(以下、従来例1という)においては、次のような理由で反射部材が異常変形するおそれがある。すなわち、熱源の熱を直接受ける反射部は、当接領域で反射部材の熱を定着部材へ排熱する加圧受け部よりも温度が高く、反射部と加圧受け部との間で温度差が生じる。この温度差が、反射部と加圧受け部との間で軸方向の熱膨張に差が生じ、反射部材が異常変形してしまうおそれがあるのである。
一方、特許文献1に記載の第一反射部材の加圧受け部は、軸方向中央にあり、第二反射部材の加圧受け部は、軸方向の両端に設けられた装置例(以下、従来例2という)については、少なくとも第二反射部材については、軸方向一端側の加圧受け部と他端側の加圧受け部との軸方向距離が広がることで、反射部と加圧受け部との間の軸方向の熱膨張量の差を吸収でき反射部材の異常変形を抑制できると考えられる。しかしながら、この従来例2では、第二反射部材の軸方向中央に加圧受け部がないことに起因し、以下の課題が発生するおそれがある。
すなわち、中央に発熱領域を有する第一加熱源の発熱領域よりも軸方向長さが少し長い記録材を通紙する場合、第一加熱源と軸方向両側に発熱領域を有する第二加熱源の両方を点灯させて定着処理を行うことなる。この場合、第二加熱源により加熱される定着部材の被加熱領域のほとんどが非通紙領域となる。非通紙領域では、ニップ部を通過する記録材に熱を奪わることがない。そのため、第一加熱源の発熱領域よりも軸方向長さが少し長い記録材を連続通紙すると、定着部材の端部が高温となり、定着部材の端部温度が、第二反射部材の加圧受け部の温度よりも高くなるおそれがある。定着部材の端部温度が、第二反射部材の加圧受け部の温度よりも高くなると、第二反射部材の反射部が吸熱した熱を加圧受け部を介して定着部材へ伝熱(以下、排熱という。)できないばかりでなく、逆に、定着部材から第二反射部材の加圧受け部へ熱が移動する。この結果、第二反射部材が異常高温となり、第二反射部材が変色するなどして反射率の低下を招くおそれがある。
態様1では、定着部材の一端側から他端側まで設けられた加圧受け部に切れ込みが設けられている。このように、加圧受け部に切れ込みが設けられているので、反射部と加圧受け部との間の軸方向の熱膨張差を、切れ込みが広がることで吸収でき、反射部材が異常変形を抑制できる。
また、態様1では、加圧受け部が定着部材の一端側から他端側まで設けられており、反射部材は、軸方向の中央にも加圧受け部を有している。これにより、定着部材の両端の温度が加圧受け部の両端の温度よりも高くなって、反射部が吸熱した熱を加圧受け部の両端を介して排熱できなくなっても、この熱を加圧受け部の軸方向の中央を介して排熱できる。しかも、定着部材の両端の温度が加圧受け部の両端の温度よりも高くなって、定着部材の両端から加圧受け部の両端へ移動してきた熱も、切れ込みを迂回して、加圧受け部の軸方向の中央を介して排熱できる。具体的には、定着部材の両端から加圧受け部の両端へ移動してきた熱は、加圧受け部の両端から反射部材の反射部と加圧受け部とを接続する接続部へ移動する。そして、この接続部で軸方向中央側へ移動した後、加圧受け部の軸方向中央へ移動し、加圧受け部の軸方向中央を介して定着部材へ排熱される。これらからわかるように、態様1では、軸方向の中央に加圧受け部が有ることで、軸方向の中央に加圧受け部がない上記従来例2の第二反射部材とは異なり、定着部材の両端が高温となっても、反射部材の熱を良好に定着部材へ排熱でき、反射部材の異常高温を抑制できる。さらに、上述したように、定着部材の両端から加圧受け部の両端へ移動してきた熱を、加圧受け部の軸方向中央を介して排熱することで、定着部材の軸方向の温度の均熱化を図ることもできる。
What has been described above is just an example, and each of the following aspects has its own unique effects.
(Aspect 1)
A fixing member such as a
In the device example (hereinafter referred to as conventional example 1) in which the pressure receiving portion of each reflecting member extends from one end side to the other end side of the fixing member described in
On the other hand, the pressure receiving part of the first reflecting member described in
In other words, when passing a recording material whose length in the axial direction is slightly longer than the heat generating area of the first heat source that has a heat generating area in the center, the length of the recording material that is slightly longer in the axial direction than the heat generating area of the first heat source and the second heat source that has heat generating areas on both sides in the axial direction. Both are turned on to perform the fixing process. In this case, most of the heated area of the fixing member heated by the second heat source becomes a non-sheet passing area. In the non-sheet passing area, heat is not absorbed by the recording material passing through the nip portion. Therefore, when recording material whose length in the axial direction is slightly longer than the heat generating area of the first heating source is continuously passed through, the end of the fixing member becomes high temperature, and the temperature of the end of the fixing member increases due to the pressure applied by the second reflective member. The temperature may become higher than that of the receiving part. When the temperature of the end of the fixing member becomes higher than the temperature of the pressure receiving part of the second reflecting member, the heat absorbed by the reflecting part of the second reflecting member is transferred to the fixing member via the pressure receiving part (hereinafter referred to as heat transfer). (This is referred to as exhaust heat.) Not only is this not possible, but on the contrary, heat is transferred from the fixing member to the pressure receiving portion of the second reflective member. As a result, the second reflective member becomes abnormally high in temperature, which may cause discoloration of the second reflective member, resulting in a decrease in reflectance.
In
Further, in the first embodiment, the pressure receiving portion is provided from one end side to the other end of the fixing member, and the reflecting member also has a pressure receiving portion at the center in the axial direction. As a result, even if the temperature at both ends of the fixing member becomes higher than the temperature at both ends of the pressure receiving part and the heat absorbed by the reflecting part cannot be exhausted through both ends of the pressure receiving part, this heat can be dissipated. Heat can be exhausted through the axial center of the pressure receiving part. Moreover, when the temperature at both ends of the fixing member becomes higher than the temperature at both ends of the pressure receiving part, the heat that moves from both ends of the fixing member to both ends of the pressure receiving part also bypasses the notch and is transferred to the pressure receiving part. Heat can be exhausted through the axial center of the section. Specifically, the heat that has moved from both ends of the fixing member to both ends of the pressure receiving section moves from both ends of the pressure receiving section to the connection section that connects the reflecting section and the pressure receiving section of the reflecting member. After moving toward the center in the axial direction at this connecting portion, the heat is moved to the center in the axial direction of the pressure receiving portion, and heat is exhausted to the fixing member via the center in the axial direction of the pressure receiving portion. As can be seen from these, in
(態様2)
態様1において、切れ込み48cは、定着ベルト42などの定着部材の回転方向に沿って設けられている。
これによれば、加圧受け部48bと反射部48aとの間の軸方向の熱膨張量の差を切れ込み48cで良好に吸収できる。
(Aspect 2)
In the first aspect, the
According to this, the difference in the amount of thermal expansion in the axial direction between the
(態様3)
態様1または2において、切れ込み48cを、用紙Pなどの記録材のサイズに応じた位置に設けた。
これによれば、実施形態で説明したように、定着ベルト42などの定着部材の両端から加圧受け部48bの両端へ移動してきた熱は、切れ込み48cを迂回することで、定着部材の通紙領域の端部よりも軸方向中央側で、定着部材へ排熱することができる。これにより、定着部材の通紙領域端部の温度上昇を抑制でき、端部ホットオフセットの発生を抑制することができる。
(Aspect 3)
In
According to this, as described in the embodiment, the heat that has moved from both ends of the fixing member such as the fixing
(態様4)
態様1乃至3いずれかにおいて、リフレクタ48などの反射部材の厚みが、0.3mm以上、1.2mm以下である。
これによれば、実施形態で説明したように加圧受け部48bでの熱の軸方向の移動量の低下を抑制し、かつ、加圧受け部48bと反射部48aとの熱膨張量の差による異常変形を抑制することができる。
(Aspect 4)
In any one of
According to this, as described in the embodiment, a decrease in the amount of movement of heat in the axial direction in the
(態様5)
態様4において、リフレクタ48などの反射部材の厚みが、0.5mm以上、0.7mm以下である。
これによれば、より一層、加圧受け部48bでの熱の軸方向の移動量の低下を抑制し、かつ、加圧受け部48bと反射部48aとの熱膨張量の差による異常変形を抑制することができる。
(Aspect 5)
In aspect 4, the thickness of the reflective member such as the
According to this, it is possible to further suppress a decrease in the amount of heat movement in the axial direction in the
(態様6)
記録材に画像を形成する画像形成部と、記録材に形成された画像を記録材に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置において、定着装置として、態様1乃至5いずれかの定着装置を用いた。
これによれば、リフレクタ48などの反射部材の温度上昇を防止しつつ、不要な熱を有効利用することで電力消費も抑え、かつ、反射部材の異常変形を抑制することができる。
(Aspect 6)
In an image forming apparatus including an image forming section that forms an image on a recording material and a fixing device that fixes the image formed on the recording material to the recording material, the fixing device according to any one of
According to this, it is possible to prevent the temperature of the reflective member such as the
1 :画像形成装置
40 :定着装置
41 :加圧ローラ
42 :定着ベルト
43 :熱源
44 :定着ステー
45 :ニップ形成部材
45a :均熱部材
45b :樹脂パッド
48 :リフレクタ
48a :反射部
48b :加圧受け部
48c :切れ込み
P :用紙
1: Image forming device 40: Fixing device 41: Pressure roller 42: Fixing belt 43: Heat source 44: Fixing stay 45: Nip forming
Claims (6)
前記定着部材の外周面に当接して形成されたニップ部を通過する記録材を加圧する加圧部材と、
前記定着部材の内側に配置された熱源と、を備えた定着装置において、
前記熱源から放射される輻射熱を前記定着部材の内周面に向かって反射する反射部と、前記加圧部材の加圧力を前記定着部材を介して受ける加圧受け部とが一体、もしくは熱的に接続された反射部材を有し、
前記加圧受け部は、前記定着部材の一端側から他端側まで延びており、前記加圧受け部に切れ込みが設けられていることを特徴とする定着装置。 a rotating fixing member;
a pressure member that presses a recording material passing through a nip formed in contact with an outer peripheral surface of the fixing member;
A fixing device comprising: a heat source disposed inside the fixing member;
A reflecting portion that reflects radiant heat emitted from the heat source toward the inner circumferential surface of the fixing member and a pressure receiving portion that receives the pressing force of the pressure member via the fixing member are integrated or thermally a reflective member connected to the
The fixing device is characterized in that the pressure receiving portion extends from one end of the fixing member to the other end, and a notch is provided in the pressure receiving portion.
前記切れ込みは、前記定着部材の回転方向に沿って設けら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 is characterized in that the cut is provided along the rotational direction of the fixing member.
前記切れ込みを、前記記録材のサイズに応じた位置に設けたことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
A fixing device characterized in that the notch is provided at a position corresponding to the size of the recording material.
前記反射部材の厚みが、0.3mm以上、1.2mm以下であることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
A fixing device characterized in that the thickness of the reflective member is 0.3 mm or more and 1.2 mm or less.
前記反射部材の厚みが、0.5mm以上、0.7mm以下であることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 4,
A fixing device characterized in that the thickness of the reflective member is 0.5 mm or more and 0.7 mm or less.
前記記録材に形成された画像を前記記録材に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置において、
前記定着装置として、請求項1に記載の定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 an image forming unit that forms an image on a recording material;
An image forming apparatus including a fixing device that fixes an image formed on the recording material to the recording material,
An image forming apparatus characterized in that the fixing device according to claim 1 is used as the fixing device.
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