JP2023167273A - Nip forming unit, fixing device, and image forming apparatus - Google Patents
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Images
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ニップを通過した被搬送体を無端ベルトから分離させる分離部材を備えたニップ形成ユニットと、当該ニップ形成ユニットを備えた定着装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a nip forming unit that includes a separation member that separates a conveyed object that has passed through a nip from an endless belt, and to a fixing device and an image forming apparatus that include the nip forming unit.
複写機、プリンタ等の画像形成装置において、用紙等の記録媒体に形成された画像を定着する定着装置として、例えば特許文献1~3に記載のように、円筒状の薄肉低熱容量耐熱性樹脂フィルムを用いたテンションレスの定着装置が知られている。このテンションレスの定着装置は、熱伝達効率が高く、装置の立ち上がりが速いのでオンデマンド方式に適する。
In image forming apparatuses such as copying machines and printers, cylindrical thin low heat capacity heat resistant resin films are used as fixing devices for fixing images formed on recording media such as paper, as described in
特許文献1、2に開示された定着装置は、定着ベルトに近接して固定配置した分離部材で定着ベルトから用紙を分離する。このような分離部材を使用する場合、定着ベルトと分離部材との間隔が小さ過ぎると、分離部材が定着ベルトに接触してベルトに傷が付きやすくなり、これが異常画像発生の原因になる。
The fixing devices disclosed in
また定着ベルトと分離部材との間隔が大き過ぎると、この大きな間隔を用紙が通過して定着ベルトに巻付き、用紙ジャムが発生しやすくなる。したがって、分離部材を定着ベルトに接触しない範囲で、できるだけ定着ベルトに近付ける必要がある。 Furthermore, if the gap between the fixing belt and the separation member is too large, paper passes through this large gap and gets wrapped around the fixing belt, making it easy for paper jams to occur. Therefore, it is necessary to move the separating member as close to the fixing belt as possible without coming into contact with the fixing belt.
ところが、テンションレスの定着方式では回転時に定着ベルトの径方向の振れ(バタつき)が生じやすい。すなわち、定着ベルトが薄肉の樹脂フィルムで構成されているので、ベルトの回転停止時に内側のニップ形成部材(面状ヒータ)と外側の加圧部材(加圧ローラ)に挟まれた部分に平板状の変形クセが付きやすい。 However, in the tensionless fixing method, the fixing belt tends to swing in the radial direction (flapping) during rotation. In other words, since the fixing belt is made of a thin resin film, when the belt stops rotating, a flat plate is formed between the inner nip forming member (planar heater) and the outer pressure member (pressure roller). Easy to deform.
また、この平板状の変形クセの前後部分(ニップの入口隣接部と出口隣接部)にも曲率半径が大きい円弧状の変形クセが付きやすい。つまり、定着ベルトの断面形状が所謂「おにぎり」形ないし馬蹄形アーチを含んだ形になりやすい。 In addition, arc-shaped deformation quirks with a large radius of curvature are likely to be formed in the front and rear portions of the flat plate-shaped deformation quirks (the part adjacent to the entrance and the part adjacent to the exit of the nip). In other words, the cross-sectional shape of the fixing belt tends to be a so-called "rice ball" shape or a shape including a horseshoe arch.
このようなクセ付き状態で定着ベルトを回転(順転)し始めると、定着ベルトの回転軌道が縦長⇔横長のように不規則に変動する(回転ムラ)。このような回転ムラは、マシン本体の電源投入直後など定着装置が十分に温まっていない状態では、定着フィルムの曲げ剛性が高いために特に顕著である。 When the fixing belt starts rotating (forward rotation) in such a curly state, the rotation trajectory of the fixing belt changes irregularly from vertical to horizontal (uneven rotation). Such rotational unevenness is particularly noticeable when the fixing device is not sufficiently warmed up, such as immediately after the machine main body is powered on, because the bending rigidity of the fixing film is high.
そのため、定着ベルトが下流側の分離部材と接触してベルトに傷が付き、これが異常画像発生の原因になることがあった。そこで特許文献1、2の定着装置は、記録媒体をニップに通紙する前に、加圧部材の温度が所定温度に到達するまで定着ベルトを逆転することで、定着ベルトが下流側分離部材と接触するのを防止しつつ定着ベルトの変形クセを除去するようにしている。
Therefore, the fixing belt comes into contact with the separation member on the downstream side, causing damage to the belt, which may cause abnormal images to occur. Therefore, the fixing devices of
しかしながら、加圧部材の温度が所定の温度に到達するまで定着ベルトを逆回転すると、その分だけ定着ベルトがニップ形成部材と長く摺接するため部品の摺動面が早期に劣化し、定着装置の寿命が短くなるという課題がある。また、加圧部材の温度が所定の温度に到達するまで相当の時間を要するので、その間はジョブを開始できないのでジョブ開始が遅れるという課題もある。 However, if the fixing belt is rotated in the opposite direction until the temperature of the pressure member reaches a predetermined temperature, the fixing belt will be in sliding contact with the nip forming member for a longer period of time, causing premature deterioration of the sliding surface of the parts, and the damage to the fixing device. There is a problem that the lifespan is shortened. Furthermore, since it takes a considerable amount of time for the temperature of the pressure member to reach a predetermined temperature, the job cannot be started during that time, resulting in a delay in starting the job.
一方、特許文献3の定着装置は、ベルトの変形クセ(屈曲跡)による画像の光沢ムラやスジを防止するため、定着ベルトのニップ入口隣接部と出口隣接部をベルトの正転・逆転によりニップに寸動して加熱する。これにより、定着ベルトを長時間空回転することなく、当該入口隣接部と出口隣接部の変形クセを迅速に除去する(ニップのアイロン効果)。 On the other hand, in the fixing device of Patent Document 3, in order to prevent uneven gloss and streaks in images due to deformation habits (bent marks) of the belt, the fixing belt is rotated between the nip entrance area and the nip exit area by rotating the belt in the normal and reverse directions. Heat in small increments. As a result, the deformation of the portion adjacent to the entrance and the portion adjacent to the exit can be quickly removed without causing the fixing belt to idle for a long period of time (nip ironing effect).
しかしながら、定着ベルトを正転で寸動する際、下流側の分離部材に変形クセが接触してベルトに傷が付く可能性があり、異常画像発生の原因になるという課題がある。 However, when the fixing belt is rotated in the forward direction, the deformed kinks may come into contact with the separation member on the downstream side, potentially damaging the belt, resulting in abnormal images.
そこで本発明の目的は、無端ベルトに傷を付けることなく変形クセを短時間で除去することにある。 Therefore, an object of the present invention is to remove deformation defects in a short time without damaging the endless belt.
前記課題を解決するため、本発明のニップ形成ユニットは、回転可能な可撓性の無端ベルトと、前記無端ベルトの内周面に接触可能に設けられたニップ形成部材と、前記ニップ形成部材を加熱する加熱部材と、前記無端ベルトを介して前記ニップ形成部材と圧接して被搬送体を挟持搬送するニップを形成する加圧部材と、前記ニップを通過した前記被搬送体を前記無端ベルトから分離させる分離部材と、前記加圧部材と前記無端ベルトを回転駆動する駆動手段と、を備え、前記加圧部材と前記無端ベルトを前記駆動手段で順転駆動することで前記被搬送体が前記ニップを通過して搬送されるニップ形成ユニットにおいて、前記被搬送体を搬送する前に、前記駆動手段が、前記加圧部材と前記無端ベルトを逆転駆動することで、前記無端ベルトの前記ニップの出口側に隣接する出口隣接部と入口側に隣接する入口隣接部を前記ニップに順次移動すると共に前記加熱手段で加熱することを特徴とするニップ形成ユニット。
ことを特徴とする。
In order to solve the above problem, a nip forming unit of the present invention includes a rotatable flexible endless belt, a nip forming member provided so as to be able to come into contact with the inner peripheral surface of the endless belt, and the nip forming member. a heating member that heats, a pressure member that presses against the nip forming member via the endless belt to form a nip that pinches and conveys the conveyed object, and a pressure member that presses the conveyed object that has passed through the nip with the nip forming member from the endless belt. A separating member for separating the object, and a driving means for rotationally driving the pressing member and the endless belt, and the pressing member and the endless belt are sequentially driven by the driving means, so that the conveyed object is In a nip forming unit that is conveyed through a nip, before conveying the object to be conveyed, the driving means reversely drives the pressure member and the endless belt to form the nip of the endless belt. A nip forming unit characterized in that an outlet adjacent portion adjacent to an exit side and an inlet adjacent portion adjacent to an inlet side are sequentially moved to the nip and heated by the heating means.
It is characterized by
本発明によれば、無端ベルトに傷を付けることなく変形クセを短時間で除去することができる。 According to the present invention, deformation defects can be removed in a short time without damaging the endless belt.
以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on the accompanying drawings. In each drawing for explaining the present invention, components such as members and components having the same function or shape are given the same reference numerals as much as possible so that they can be easily distinguished. Omitted.
(●画像形成装置)
図1は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。図1に示す画像形成装置100は、画像形成装置本体に対して着脱可能な4つの作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkを備える。
(Image forming device)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The
各作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。具体的には、各作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkは、像担持体としてのドラム状の感光体2と、感光体2の表面を帯電する帯電装置3と、感光体2の表面に現像剤としてのトナーを供給してトナー画像を形成する現像装置4と、感光体2の表面をクリーニングするクリーニング装置5とを備える。
Each of the
また、画像形成装置100は、各感光体2の表面を露光し静電潜像を形成する露光装置6と、被搬送体ないし記録媒体としての用紙Pを供給する給紙装置7と、各感光体2に形成されたトナー画像を用紙Pに転写する転写装置8と、用紙Pに転写されたトナー画像を定着するニップ形成ユニットとしての定着装置9と、用紙Pを装置外に排出する排紙装置10とを備える。記録媒体としては、用紙P(普通紙)の他、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、OHPシート、プラスチックフィルム、プリプレグ、銅箔等が含まれる。
The
転写装置8は、複数のローラによって張架された中間転写体としての無端状の中間転写ベルト11と、各感光体2上のトナー画像を中間転写ベルト11へ転写する一次転写部材としての4つの一次転写ローラ12と、中間転写ベルト11上に転写されたトナー画像を用紙Pへ転写する二次転写部材としての二次転写ローラ13とを有する。複数の一次転写ローラ12は、それぞれ、中間転写ベルト11を介して感光体2に接触している。
The
これにより、中間転写ベルト11と各感光体2とが互いに接触し、これらの間に一次転写ニップが形成されている。一方、二次転写ローラ13は、中間転写ベルト11を介して中間転写ベルト11を張架するローラの1つに接触している。これにより、二次転写ローラ13と中間転写ベルト11との間には二次転写ニップが形成されている。
As a result, the
また、画像形成装置100内には、給紙装置7から送り出された用紙Pが搬送される用紙搬送路14が形成されている。この用紙搬送路14における給紙装置7から二次転写ニップ(二次転写ローラ13)に至るまでの途中には、一対のタイミングローラ15が設けられている。
Further, within the
次に、図1を参照して前記画像形成装置の印刷動作について説明する。印刷動作開始の指示があると、各作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkにおいては、感光体2が図1の時計回りに回転駆動され、帯電装置3によって感光体2の表面が均一な高電位に帯電される。
Next, the printing operation of the image forming apparatus will be explained with reference to FIG. When an instruction to start printing is given, the
次いで、原稿読取装置によって読み取られた原稿の画像情報、あるいは端末からプリント指示されたプリント情報に基づいて、露光装置6が各感光体2の表面を露光することで、露光された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像装置4からトナーが供給され、各感光体2上にトナー画像が形成される。
Next, the
各感光体2上に形成されたトナー画像は、各感光体2の回転に伴って一次転写ニップ(一次転写ローラ12の位置)に達すると、図1の反時計回りに回転駆動する中間転写ベルト11に順次重なり合うように転写される。そして、中間転写ベルト11上に転写されたトナー画像は、中間転写ベルト11の回転に伴って二次転写ニップ(二次転写ローラ13の位置)へ搬送され、二次転写ニップにおいて搬送されてきた用紙Pに転写される。
When the toner image formed on each
この用紙Pは、給紙装置7から供給されたものである。給紙装置7から供給された用紙Pは、タイミングローラ15によって一旦停止された後、中間転写ベルト11上のトナー画像が二次転写ニップに至るタイミングに合わせて二次転写ニップへ搬送される。かくして、用紙P上にフルカラーのトナー画像が担持される。また、トナー画像が転写された後、各感光体2上に残留するトナーは各クリーニング装置5によって除去される。
This paper P is supplied from the
トナー画像が転写された用紙Pは、定着装置9へと搬送され、定着装置9によって用紙Pにトナー画像が定着される。その後、用紙Pは排紙装置10によって装置外に排出されて、一連の印刷動作が完了する。
The paper P onto which the toner image has been transferred is conveyed to the
(●定着装置)
続いて、ニップ形成ユニットとしての定着装置9の実施形態について説明する。図2に示すように、本実施形態に係る定着装置9は、無端状のベルトから成る定着ベルト20と、定着ベルト20の外周面に接触して定着ニップNを形成する対向部材としての加圧ローラ21と、定着ベルト20を加熱する加熱部材としてのヒータ22と、ヒータ22を保持する保持部材としてのヒータホルダ23と、ヒータホルダ23を支持する支持部材としてのステー24と、定着ベルト20の温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ25等を備えている。
(Fixing device)
Next, an embodiment of the fixing
定着ベルト20は、例えば外径が25mmで厚みが40~120μmのポリイミド(PI)製の筒状基体を有している。定着ベルト20の最表層には、耐久性を高めて離型性を確保するために、PFAやPTFE等のフッ素系樹脂による厚みが5~50μmの離型層が形成される。
The fixing
基体と離型層の間に厚さ50~500μmのゴム等からなる弾性層を設けてもよい。また、定着ベルト20の基体はポリイミドに限らず、PEEKなどの耐熱性樹脂やニッケル(Ni)、SUSなどの金属基体であってもよい。定着ベルト20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。
An elastic layer made of rubber or the like and having a thickness of 50 to 500 μm may be provided between the base and the release layer. Further, the base of the fixing
また、定着ベルト20は基材と、表層と、接着層で弾性層なしで構成することもできる。弾性層がないとベルト全体の剛性が低くなり、停止時に後述するように変形クセがつきやすい。
Furthermore, the fixing
加圧ローラ21は、例えば外径が25mmであり、中実の鉄製芯金21aと、この芯金21aの表面に形成された弾性層21bと、弾性層21bの外側に形成された離型層21cとで構成されている。弾性層21bはシリコーンゴムで形成されており、厚みは例えば3.5mmである。弾性層21b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21cを形成するのが望ましい。
The
なお、定着ベルト20のベルト径を加圧ローラ21の径よりも大きくすることにより、ヒータ22幅を広くできるため高生産機に対応できる。また、ベルト径が大きいとニップ幅に対する定着ベルト20全体の変形が小さくなるので、変形クセを抑制して用紙分離性を安定化することもできる。但し、ヒータ22幅を広くし過ぎると変形クセも大きくなる。したがって、ヒータ22幅は適度の大きさにするのがよい。
Note that by making the belt diameter of the fixing
加圧ローラ21が付勢手段によって定着ベルト20側へ付勢されることで、加圧ローラ21は定着ベルト20を介してヒータ22に圧接される。これにより、定着ベルト20と加圧ローラ21との間に定着ニップNが形成される。
The
したがって、ヒータ22はニップ形成部材としても機能する。また、加圧ローラ21は駆動手段によって回転駆動されるように構成されており、加圧ローラ21が図2の矢印方向に回転すると、これに伴って定着ベルト20が従動回転する。定着ベルト20が従動回転するため、定着ベルト20の径(ベルト径)は、ヒータ22やヒータホルダ23などの内側部材よりも大きさに余裕がある構成にする必要がある。なお、加圧ローラ21の駆動手段やヒータ22の制御は、後述する図5の制御部220やマシン本体のコントローラ等によって行うことができる。
Therefore, the
ヒータ22は、定着ベルト20の幅方向に渡って長手状に設けられた面状の加熱部材であり、板状の基材30と、基材30上に設けられた抵抗発熱体31と、抵抗発熱体31を被覆する絶縁層32等で構成されている。また、ヒータ22は、絶縁層32側で定着ベルト20の内周面に対して接触しており、抵抗発熱体31から発された熱は、絶縁層32を介して定着ベルト20へと伝達される。
The
絶縁層32は、例えば厚さ75μmの耐熱性ガラスで構成される。絶縁層32によって抵抗発熱体31と給電線33とを被覆し、これらを絶縁・保護すると共に、定着ベルト20との摺動性を維持する。
The insulating
本実施形態では、抵抗発熱体31や絶縁層32が基材30の定着ベルト20側(定着ニップN側)に設けられているが、反対に、抵抗発熱体31や絶縁層32を基材30のヒータホルダ23側に設けてもよい。その場合、抵抗発熱体31の熱が基材30を介して定着ベルト20に伝達されることになるため、基材30は窒化アルミニウムなどの熱伝導率の高い材料で構成されることが望ましい。また、基材30を熱伝導率の良い材料で構成することで、抵抗発熱体31を基材30の定着ベルト20側とは反対側に配置しても、定着ベルト20を十分に加熱することが可能である。
In this embodiment, the
ヒータホルダ23及びステー24は、定着ベルト20の内周側に配置されている。ステー24は、金属製のチャンネル材で構成され、その両端部分が定着装置9の両側板に支持されている。ステー24によってヒータホルダ23及びこれに保持されるヒータ22が支持されていることで、加圧ローラ21が定着ベルト20に加圧された状態で、ヒータ22が加圧ローラ21の押圧力を確実に受けとめて定着ニップNを安定的に形成する。
The
ヒータホルダ23は、ヒータ22の熱によって高温になりやすいため、耐熱性の材料で形成されることが望ましい。例えば、ヒータホルダ23をLCPなどの低熱伝導性の耐熱性樹脂で形成した場合は、ヒータ22からヒータホルダ23への伝熱が抑制され効率的に定着ベルト20を加熱することができる。
Since the
(●用紙分離機構)
定着ニップNの下流側(右側)に用紙分離機構300が配設されている。用紙分離機構300は分離部材としての分離板310を有し、当該分離板310によって定着ベルト20から用紙を分離する。
(●Paper separation mechanism)
A
分離板310は、耐熱性を有する金属や樹脂で構成することができる。耐熱性金属としては例えばステンレスを使用することができる。耐熱性樹脂としては例えばポリイミドやPEEKなどを使用することができる。
The
分離板310は耐熱性を有する材料あれば金属や樹脂以外で構成してもよい。分離板310は、定着ベルト20の軸線方向と平行に、用紙サイズより大きい幅で延在し、その長手方向両端部が、左右一対の側板に支持されている。
The
(●ヒータの構成)
図4は、本実施形態に係るヒータ22の平面図である。図4Aに示すように、本実施形態に係るヒータ22は、その長手方向(ベルト幅方向)に間隔をあけて配置された複数の抵抗発熱体31を有している。
(●Heater configuration)
FIG. 4 is a plan view of the
言い換えれば、複数の抵抗発熱体31によって、ベルト幅方向に複数に分割された発熱部35が構成されている。当該発熱部35は、両端部を加熱する端部ヒータ(端部加熱部材)と中央部を加熱する中央ヒータ(中央加熱部材)の少なくとも3つ或いは4つ以上に分割することができる。これにより、用紙幅に対応して通電するヒータを選択することで、定着ベルト20の非通紙部過熱を抑制することができる。
In other words, the plurality of
各抵抗発熱体31は、基材30の長手方向両端部に設けられた一対の電極部34に対して給電線33を介して電気的に並列に接続されている。給電線33は、抵抗発熱体31よりも抵抗値の小さい導体で構成されている。
Each
互いに隣り合う抵抗発熱体31同士の隙間は、抵抗発熱体31間の絶縁性を確保する観点から、0.2mm以上が好ましく、0.4mm以上がさらに好ましい。また、互いに隣り合う抵抗発熱体31同士の隙間は、大き過ぎると、その隙間の部分で温度低下が生じやすくなるため、長手方向に渡る温度ムラを抑制する観点から、5mm以下が好ましく、1mm以下がさらに好ましい。
From the viewpoint of ensuring insulation between the
抵抗発熱体31は、PTC(正の温度抵抗係数)特性を有する材料で構成されており、温度が上昇すると抵抗値が上昇(ヒータ出力が低下)する特徴がある。この特徴により、例えば発熱部35の全体幅よりも幅の小さい用紙を通紙した場合、紙幅より外側の領域では用紙によって定着ベルト20の熱が奪われないため、その部分に相当する抵抗発熱体31の温度が上昇する。
The
抵抗発熱体31にかかる電圧は一定なので、紙幅より外側の抵抗発熱体31の温度が上昇し、その抵抗値が上昇すると、反対に出力(発熱量)が相対的に低下し、端部温度上昇が抑制される。また、複数の抵抗発熱体31が電気的に並列接続されていることで、印刷スピードを維持したまま非通紙部温度上昇を抑制することができる。
Since the voltage applied to the
なお、発熱部35を構成する発熱体は、PTC特性を有する抵抗発熱体以外のものであってもよい。また、発熱体は、ヒータ22の短手方向に複数列に配置されていてもよい。
Note that the heating element constituting the
抵抗発熱体31は、例えば、銀パラジウム(AgPd)やガラス粉末などを調合したペーストをスクリーン印刷等により基材30に塗工し、その後、当該基材30を焼成することによって形成することができる。本実施形態では、抵抗発熱体31の抵抗値を常温で80Ωとしている。
The
抵抗発熱体31の材料は、前述したもの以外に、銀合金(AgPt)や酸化ルテニウム(RuO2)の抵抗材料を用いてもよい。給電線33や電極部34の材料は、銀(Ag)もしくは銀パラジウム(AgPd)をスクリーン印刷等で形成することができる。
As the material of the
(●基材の材料)
基材30の材料としては、耐熱性および絶縁性に優れるアルミナや窒化アルミニウムなどのセラミックや、ガラス、マイカなどの非金属材料が好ましい。本実施形態では、配列交差方向の幅8mm、配列方向の幅270mm、厚さ1.0mmのアルミナ基材を使用している。
(●Base material)
Preferable materials for the
他に、金属などの導電材料に絶縁性材料を積層したもので、基材30を構成してもよい。基材30の金属材料としては、アルミニウムやステンレスなどが低コストで好ましい。基材30をステンレス板により構成することで、熱応力による割れを抑制できる。また、ヒータ22の均熱性を向上し画像品位を高めるために、基材30を銅、グラファイト、グラフェンなどの高熱伝導率の材料で構成してもよい。
Alternatively, the
絶縁層32は、例えば厚さ75μmの耐熱性ガラスで構成される。絶縁層32によって抵抗発熱体31と給電線33とを被覆し、これらを絶縁・保護すると共に、定着ベルト20との摺動性を維持する。
The insulating
グラフェンは薄片状の粉体である。グラフェンは、図4Bに示すように、炭素原子の平面状の六角形格子構造からなる。グラフェンシートとは、シート状のグラフェンであり、通常、単層である。炭素の単一層に不純物を含んでいてもよい。 Graphene is a flaky powder. Graphene consists of a planar hexagonal lattice structure of carbon atoms, as shown in FIG. 4B. A graphene sheet is a sheet of graphene, and is usually a single layer. A single layer of carbon may contain impurities.
またグラフェンはフラーレン構造を有したものであってもよい。フラーレン構造は、一般的に、同数の炭素原子が5員環および6員環でかご状に縮環した多環体を形成してなる化合物として認識されており、例えば、C60、C70およびC80フラーレン又は3配位の炭素原子を有する他の閉じたかご状構造である。 Further, graphene may have a fullerene structure. The fullerene structure is generally recognized as a compound formed by forming a polycyclic ring in which the same number of carbon atoms are condensed in a cage shape with a 5-membered ring and a 6-membered ring, such as C60, C70 and C80 fullerenes. or other closed cage-like structures with three-coordinated carbon atoms.
グラフェンシートは、人工物であり、例えば化学気相蒸着(CVD)法で作製されうる。グラフェンシートには市販品を用いることができる。グラフェンシートの大きさ、厚み、あるいは後述するグラファイトシートの層数などは、例えば透過型電子顕微鏡(TEM)によって測定される。 Graphene sheets are man-made and can be produced, for example, by chemical vapor deposition (CVD). A commercially available graphene sheet can be used. The size and thickness of the graphene sheet, the number of layers of the graphite sheet described below, etc. are measured using, for example, a transmission electron microscope (TEM).
また、グラフェンを多層化したグラファイトは大きな熱伝導異方性を持つ。グラファイトは、図4Cに示すように、炭素原子の縮合六員環層面が平面状に広がった層を有し、この層が何重にも重なった結晶構造を有する。 Additionally, graphite, which is made by layering graphene, has large thermal conduction anisotropy. As shown in FIG. 4C, graphite has a layer in which the plane of the condensed six-membered ring of carbon atoms spreads out in a planar manner, and has a crystal structure in which these layers are stacked in many layers.
この結晶構造における炭素原子間は、層内での隣接する炭素原子同士は共有結合をなし、層間の炭素原子同士はファン・デル・ワールス結合をなす。そして、共有結合はファン・デル・ワールス結合に比べてその結合力が大きく、層内での結合と層間での結合とでは大きな異方性を持つ。 In this crystal structure, adjacent carbon atoms within a layer form covalent bonds, and carbon atoms between layers form van der Waals bonds. Covalent bonds have a stronger bonding force than van der Waals bonds, and have a large anisotropy between bonds within layers and bonds between layers.
基材30をグラファイトにより構成することで、配列方向の伝熱効率が厚み方向(つまり、部材の積層方向)に比べて大きくなり、ヒータホルダ23への伝熱を抑制できる。従って、ヒータ22の配列方向の温度ムラを効率よく抑制するとともに、ヒータホルダ23側へ流出する熱を最小限に抑えることができる。また、基材30をグラファイトにより構成することで、700度程度まで酸化しない優れた耐熱性を基材30に持たせることができる。
By configuring the
グラファイトシートの物性や寸法は、基材30に求められる機能に応じて適宜変更できる。例えば、高純度のグラファイトあるいは単結晶グラファイトを用いる、あるいは、グラファイトシートの厚みを大きくすることで、その熱伝導の異方性を高めることができる。
The physical properties and dimensions of the graphite sheet can be changed as appropriate depending on the functions required of the
また、定着装置9を高速化するために、厚みの小さいグラファイトシートを用いて定着装置9の熱容量を小さくしてもよい。また、定着ニップNやヒータ22の幅が大きい場合には、それに合わせて基材30の配列方向の幅を大きくしてもよい。
Furthermore, in order to increase the speed of the fixing
機械的強度を高める観点から、グラファイトシートの層数は11以上であることが好ましい。またグラファイトシートは部分的に単層と多層の部分とを含んでいてもよい。 From the viewpoint of increasing mechanical strength, the number of layers of the graphite sheet is preferably 11 or more. Further, the graphite sheet may partially include a single layer and a multilayer portion.
(●電力供給回路)
図5は、本実施形態に係るヒータへの電力供給回路を示す図である。図5に示すように、本実施形態では、各抵抗発熱体31に電力を供給するため電力供給回路が、交流電源200とヒータ22の電極部34とを電気的に接続することで構成されている。また、電力供給回路には、供給電力量を制御するトライアック210が設けられている。
(Power supply circuit)
FIG. 5 is a diagram showing a power supply circuit to the heater according to this embodiment. As shown in FIG. 5, in this embodiment, the power supply circuit for supplying power to each
各抵抗発熱体31への供給電力量は、温度検知手段としてのサーミスタ25の検知温度に基づいて制御部220がトライアック210を介して制御する。制御部220は、CPU、ROM、RAM、I/Oインターフェース等を包含するマイクロコンピュータで構成される。
The amount of power supplied to each
本実施形態では、温度検知手段としてのサーミスタ25が、最小通紙幅内であるヒータ22の長手方向中央領域と、ヒータ22の長手方向一端部側とに、それぞれ配置されている。さらに、ヒータ22の長手方向一端部側には、抵抗発熱体31の温度が所定温度以上となった場合に、抵抗発熱体31への電力供給を遮断する電力遮断手段としてのサーモスタット27が配置されている。サーミスタ25及びサーモスタット27は、基材30の裏面(抵抗発熱体31を配置した側とは反対側)に接触して抵抗発熱体31の温度を検知する。
In this embodiment, the
(●ヒータの制御動作)
続いて、図6Aのフローチャートを参照しつつ、本実施形態に係るヒータの制御動作について説明する。まず、画像形成装置において印刷動作が開始されると(図6AのS1)、制御部220により交流電源200からヒータ22の各抵抗発熱体31への電力供給が開始される(図6AのS2)。
(●Heater control operation)
Next, the heater control operation according to this embodiment will be described with reference to the flowchart in FIG. 6A. First, when a printing operation is started in the image forming apparatus (S1 in FIG. 6A), the
これにより、各抵抗発熱体31が発熱を開始し、定着ベルト20が加熱される。このとき、ヒータ22の長手方向中央領域に配置されたサーミスタ(中央サーミスタ)25によって、ヒータ22の中央領域に位置する抵抗発熱体31の温度T4が検知される(図6AのS3)。そして、制御部220が、中央サーミスタ25から得られた温度T4に基づいて、各抵抗発熱体31が所定温度になるように、トライアック210により各抵抗発熱体31への供給電力量を制御する(図6AのS4)。
As a result, each
また、同時にヒータ22の長手方向端部側に配置されたサーミスタ(端部サーミスタ)25によっても抵抗発熱体31の温度T8が検知される(図6AのS5)。そして、端部サーミスタ25によって検知された温度T8が所定温度TN以上(T8≧TN)か否かが判定され(図6AのS6)、所定温度TN未満であれば、異常低温発生(断線発生)としてヒータ22への電力供給が遮断され(図6AのS7)、画像形成装置の操作パネルにエラー表示が示される(図6AのS8)。一方、検知された温度T8が所定温度TN以上であれば、異常低温発生なしとして印刷動作が開始される(図6AのS9)。
At the same time, the temperature T8 of the
また、万が一、抵抗発熱体31が破損、断線するなどにより中央サーミスタ25の検知に基づく温度制御が不能になった場合は、長手方向端部の抵抗発熱体31を含む他の抵抗発熱体31が異常高温になる虞がある。その場合は、抵抗発熱体31が所定温度以上になったときにサーモスタット27が作動して抵抗発熱体31への電力供給を遮断することで、抵抗発熱体31が異常高温となるのを回避する。なお、図6Aの通電開始(S2)の前に、後述するように図6Bの制御を追加することができる。図6Bの制御によって、定着ベルト20の図7に示す変形クセA,B,Cを除去することができる。
In addition, in the event that the temperature control based on the detection by the
本実施形態に係る定着装置9において、印刷動作が開始されると、加圧ローラ21が回転駆動され、定着ベルト20が従動回転を開始する。また、ヒータ22の抵抗発熱体31に電力が供給されることで、定着ベルト20が加熱される。そして、定着ベルト20の温度が所定の目標温度(定着温度)に到達した状態で、図2に示すように、未定着トナー画像が担持された用紙Pが、定着ベルト20と加圧ローラ21との間(定着ニップN)に搬送されることで、未定着トナー画像が加熱及び加圧されて用紙Pに定着される。
In the
(●定着ベルトの変形クセとその除去)
定着ベルト20は、前述したように耐熱性樹脂であるポリイミド等で構成することができるが、薄肉のために回転停止中に図7に示すような変形クセA,B,Cが付きやすい。この変形クセA,B,Cが付いた状態で定着ベルト20を回転すると、定着ベルト20の軌道が変動する。
(●Fusing belt deformation and its removal)
The fixing
すなわち、回転停止中の定着ニップNにおいて、定着ベルト20が面状ヒータ22と加圧ローラ21に挟まれて平板状の変形クセAが発生する。また、定着ニップNの入口隣接部と出口隣接部に、曲率半径が大きい円弧状の変形クセB,Cが発生する。この変形クセB,Cは、用紙分離性を高めるためにヒータ22摺動面を凹状に形成した場合に、より強く(曲率半径が大に)なる。
That is, in the fixing nip N when rotation is stopped, the fixing
定着ベルト20とヒータ22は冷却時間に大きな差異があるので、変形クセA,B,Cがいっそう発生しやすい。この変形クセA,B,Cが付いた状態で定着ベルトを回転(順転)し始めると、定着ベルト20の内側にベルト変形を規制する部材がないので、定着ベルト20の回転軌道が縦長⇔横長のように不規則に変動し(バタつきの発生)、下流側の分離板310にベルト20が接触する。
Since there is a large difference in cooling time between the fixing
従来(特許文献1、2)は、加圧ローラ21が所定温度に到達するまで定着ベルト20を逆転して変形クセA,B,Cを除去するようにしていたが、定着装置9の寿命が短くなったりジョブ開始が遅れたりするという課題があった。そこで本実施形態では、定着ベルト20の回転を図8のように制御する。図8の回転制御は、図6Bのフローチャートに基づいて行われるものであり、必要に応じて当該フローチャートの参照符号(S1a~S1f)を使用する。
(●定着ベルトの回転制御)
Conventionally (
(Rotation control of fixing belt)
図8は、変形クセA,B,Cが付いた定着ベルト20を逆転させて変形クセC,Bを順番に除去するものである。まず、図8の左端⇒中央のように、停止状態から定着ベルト20を所定角度だけ逆転(時計方向に回転)する(図6BのS1a)。これにより出口側の変形クセCが図2の定着ニップNに到来する。
In FIG. 8, the fixing
ここで定着ベルト20を一時停止し(図6BのS1b)、ヒータ22に一時通電する(図6BのS1c)。なお、定着ベルト20を逆転させる場合、変形クセC,Bが下流側に移動しないので、変形クセC,Bが大きいときでも分離板310に接触する可能性を低減することができる。
Here, the fixing
その後、再び定着ベルト20を所定角度だけ逆転(時計方向に回転)する(図6BのS1d)。これにより、今度は入口側の変形クセBが図2の定着ニップNに到来する。ここで定着ベルト20を一時停止し(図6BのS1e)、ヒータ22に一時通電する(図6BのS1f)。
Thereafter, the fixing
このように、定着ベルト20を逆転⇒停止(加熱)⇒逆転⇒停止(加熱)することで、変形クセC,Bを順番に除去することことができる。また、定着ベルト20をまったく順転させずに逆転のみすることで、分離板310にベルトが接触して損傷する可能性を低減することができる。また、変形クセC,Bを順番に除去するまでに定着ベルト20を逆転する回転角度は約300°で済むので、定着装置9の寿命短縮はわずかである。
In this way, by rotating the fixing
また、変形クセB,Cに対してヒータ22の熱を集中的に作用させることができるので、変形クセB,Cを短時間で除去することができる。したがって、ジョブの開始遅れを最低限に短縮することができる。
Moreover, since the heat of the
定着ベルト20を所定角度だけ順転させる時の回転速度は、印刷動作の時の回転速度よりも遅くするのがよい。図8の回転制御はヒータ22に対して印刷動作用に本格通電する前に行うが、この時は定着ニップNなどの摺動部のグリス粘度が高い。そのため定着ベルト20の摺動負荷が大きいので、定着ベルト20を低速駆動することで駆動系の負荷を低減することができる。
The rotational speed when the fixing
次に、定着ベルト20の変形クセB,Cをヒータ22で加熱するときの好適温度について検討する。図8では変形クセB,Cに対してヒータ22の熱を集中的に作用させるが、ジョブの開始遅れを最低限に短縮するためにヒータ22による加熱も必要最低限にするのが望ましい。
Next, a suitable temperature for heating the deformation patterns B and C of the fixing
(●ベルト温度とクセ取り効果)
図9は、定着ベルト20の温度とクセ取り効果の相関関係を調べたものである。図示するように、ベルト温度が50℃未満ではクセ取り効果が得られないことが分かる(X印:変形クセの低減0%)。
(Belt temperature and curl removal effect)
FIG. 9 shows an investigation of the correlation between the temperature of the fixing
これに対して、ベルト温度が75℃になるとクセ取り効果が現れ始める(△印:変形クセの低減0%超)。そして、ベルト温度が100℃以上になるクセ取り効果が確実に得られることが分かる(〇印:変形クセの100%低減)。このことから、定着ベルト20を一時停止して一時通電するときの通電時間は、ベルト温度が75℃以上、望ましくは100℃以上になる通電時間がよいことが分かる。
On the other hand, when the belt temperature reaches 75° C., the effect of removing curls begins to appear (△ mark: reduction in deformation curls exceeding 0%). It can be seen that the effect of removing curls when the belt temperature is 100° C. or higher is reliably obtained (marked with ◯: 100% reduction in deformed curls). From this, it can be seen that the current application time when the fixing
定着ベルト20の温度が100℃に到達したら、速やかに次のステップに移動する。但し、使用する定着ベルト20の基材や弾性層の種類、表面離型層の種類や厚みによってクセ取り効果が変わるため、最適温度は定着ベルトの種類によって変更するのがよい。
When the temperature of the fixing
また、ヒータ22が端部ヒータと中央ヒータを有する場合、定着ベルト20の変形クセB,Cを加熱するときの端部ヒータの温度を中央ヒータの温度よりも高くすることができる。端部ヒータは放熱により温度ダレしやすいので、中央ヒータよりもやや高温に設定する。
Further, when the
また、定着ベルト20が回転停止中であっても、定着ベルト20や加圧ローラ21の温度が高く、定着装置9が冷間状態(60℃以下)ではない場合もある。そのような場合は定着ベルト20に変形クセA,B,Cが付いている可能性は少ない。
Further, even when the fixing
したがって、定着装置9が冷間状態(60℃以下)の場合にのみ、図8の回転制御を行うようにしてもよい。これにより、定着ベルト20の無駄な回転制御を回避し、定着装置9の寿命短縮を抑制すると共にジョブの開始遅れを最低限にすることができる。
Therefore, the rotation control shown in FIG. 8 may be performed only when the fixing
(●サーミスタの配置の変形例)
前記サーミスタ25は、例えば図10に示すように、定着ニップNの中央位置NAよりも定着ベルト20の回転方向上流側、言い換えると、定着ニップNの入口側に設けることも可能である。定着ニップNの入口側は特に用紙Pによって熱を奪われやすい領域であるため、サーミスタ25がこの部分の温度を検知することで、定着装置9の定着性を確保し、上記定着オフセットを効果的に抑制できる。
(Modified example of thermistor arrangement)
The
(●定着装置と画像形成装置の変形例)
本発明の定着装置は、図11~図13に示す変形例として構成することも可能である。以下、図11~図13に示す各定着装置の構成について簡単に説明する。
(Modified example of fixing device and image forming device)
The fixing device of the present invention can also be configured as modified examples shown in FIGS. 11 to 13. The configuration of each fixing device shown in FIGS. 11 to 13 will be briefly described below.
まず、図11に示す定着装置9は、定着ベルト20に対して加圧ローラ21側とは反対側に、押圧ローラ44が配置されている。押圧ローラ44は、回転部材としての定着ベルト20に対向して回転する対向回転部材である。この押圧ローラ44とヒータ22とが定着ベルト20を挟んで加熱するように構成されている。
First, in the
一方、加圧ローラ21側では、定着ベルト20の内周にニップ形成部材45が配置されている。ニップ形成部材45は、ステー24によって支持されている。ニップ形成部材45と加圧ローラ21とによって、定着ベルト20を挟んで定着ニップNを形成している。
On the other hand, on the
次に、図12に示す定着装置9では、前述の押圧ローラ44が省略されており、定着ベルト20とヒータ22との周方向接触長さを確保するために、ヒータ22が定着ベルト20の曲率に合わせて円弧状に形成されている。その他は、図11に示す定着装置9と同じ構成である。
Next, in the
最後に、図13に示す定着装置9について説明する。定着装置9は、加熱アセンブリ92、定着部材である定着ローラ93、対向部材である加圧アセンブリ94からなる。
Finally, the fixing
加熱アセンブリ92は、先の実施形態で説明したヒータ22、ヒータホルダ23、ステー24、回転部材としての加熱ベルト120等を有する。定着ローラ93は、回転部材としての加熱ベルト120に対向して回転する対向回転部材である。
The
また、定着ローラ93は、中実の鉄製芯金93aと、この芯金93aの表面に形成された弾性層93bと、弾性層93bの外側に形成された離型層93cとで構成されている。また、定着ローラ93に対して加熱アセンブリ92側とは反対側に、加圧アセンブリ94が設けられている。
Further, the fixing
加圧アセンブリ94は、ニップ形成部材95とステー96とを配置し、これらニップ形成部材95とステー96を内包するように加圧ベルト97を回転可能に配置している。そして、加圧ベルト97と定着ローラ93との間の定着ニップN2に用紙Pを通紙して加熱および加圧して画像を定着する。
The
以上の図11~図13の定着装置においても、ヒータ22の抵抗発熱体31同士の分割領域Bにおいてヒータ22の発熱量が小さくなる点は同様である。従って、前述した実施形態と同様に、ヒータ22の分割領域Bに対応する位置に温度検知部材の温度検知素子を設けることにより、回転部材の分割領域に対応する部分を十分に加熱することができる。これにより、画像の定着性を十分に確保し、定着オフセットなどの不具合の発生を防止できる。
The fixing devices shown in FIGS. 11 to 13 described above are similar in that the amount of heat generated by the
また、本発明は、上記の実施形態で説明したような定着装置に限らず、用紙に塗布されたインクを乾燥させる乾燥装置、さらには、被覆部材としてのフィルムを用紙等のシートの表面に熱圧着するラミネータや、包材のシール部を熱圧着するヒートシーラーなどの熱圧着装置のような加熱装置にも適用可能である。このような装置にも本発明を適用することで、回転部材の分割領域に対応する部分を十分に加熱することができる。 Further, the present invention is not limited to the fixing device as described in the above embodiments, but also includes a drying device that dries ink applied to paper, and furthermore, a drying device that dries ink applied to paper, and furthermore, a drying device that dries ink applied to paper. The present invention is also applicable to heating devices such as laminators for pressure bonding and thermocompression bonding devices such as heat sealers for thermocompression bonding the sealed portions of packaging materials. By applying the present invention to such a device, the portions of the rotating member corresponding to the divided regions can be sufficiently heated.
本発明に係る画像形成装置は、図1に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。例えば図14に示すように、本実施形態の画像形成装置100は、感光体ドラムなどからなる画像形成手段50と、一対のタイミングローラ15等からなる用紙搬送部と、給紙装置7と、定着装置9と、排紙装置10と、読取部51と、を備える。給紙装置7は複数の給紙トレイを備え、それぞれの給紙トレイが異なるサイズの用紙を収容する。
The image forming apparatus according to the present invention is not limited to the color image forming apparatus shown in FIG. 1, but may be a monochrome image forming apparatus, a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a multifunctional device thereof. For example, as shown in FIG. 14, an
読取部51は原稿Qの画像を読み取る。読取部51は、読み取った画像から画像データを生成する。給紙装置7は、複数の用紙Pを収容し、搬送路へ用紙Pを送り出す。タイミングローラ15は搬送路上の用紙Pを画像形成手段50へ搬送する。
The
画像形成手段50は、用紙Pにトナー像を形成する。具体的には、画像形成手段50は、感光体ドラムと、帯電ローラと、露光装置と、現像装置と、補給装置と、転写ローラと、クリーニング装置と、除電装置とを含む。
Image forming means 50 forms a toner image on paper P. Specifically, the
トナー像は、例えば、原稿Qの画像を示す。定着装置9は、トナー像を加熱および加圧して、用紙Pにトナー像を定着させる。トナー像の定着された用紙Pは、搬送ローラなどにより排紙装置10へ搬送される。排紙装置10は、画像形成装置100の外部に用紙Pを排出する。
The toner image shows, for example, an image of a document Q. The fixing
次に、図14の画像形成装置100に使用する定着装置9について説明する。前述の実施形態の定着装置と共通する構成については、適宜その記載を省略する。
Next, the fixing
図15に示すように、定着装置9は、定着ベルト20と、加圧ローラ21と、ヒータ22と、ヒータホルダ23と、ステー24と、サーミスタ25等を備える。定着ベルト20と加圧ローラ21との間に定着ニップNが形成される。定着ニップNのニップ幅は10mm、定着装置9の線速は240mm/sである。
As shown in FIG. 15, the fixing
定着ベルト20はポリイミドの基体と離型層とを備え、弾性層を有していない。離型層は、例えばフッ素樹脂からなる耐熱性のフィルム材からなる。定着ベルト20の外径は約24mmである。
The fixing
加圧ローラ21は、芯金21aと弾性層21bと離型層21cとを含む。加圧ローラ21の外径は24~30mmで形成され、弾性層21bの厚みは3~4mmで形成される。
The
ヒータ22は、基材と、断熱層と、抵抗発熱体などを含む導体層と、絶縁層とを含み、全体の厚みが1mmで形成される。また、ヒータ22の配列交差方向の幅Yは13mmである。
The
図16に示すように、ヒータ22の導体層は、複数の抵抗発熱体31と、給電線33と、電極部34A~34Cとを備える。本実施形態においても、図16の拡大図に示すように、複数の抵抗発熱体31が配列方向に分割された分割領域Bが形成される。但し、図16では拡大図の範囲のみで分割領域Bを図示しているが、実際は全ての抵抗発熱体31同士の間に分割領域が設けられる。
As shown in FIG. 16, the conductor layer of the
抵抗発熱体31により、三つの発熱部35A~35Cが構成される。電極部34A,34Bに通電することにより、発熱部35A,35Cが発熱する。
The
電極部34A,34Cに通電することにより、発熱部35Bが発熱する。例えば、小サイズ用紙に定着動作を行う場合には発熱部35Bを発熱させ、大サイズ用紙に定着動作を行う場合には全ての発熱部に発熱させることができる。
By energizing the
図17に示すように、ヒータホルダ23は、その凹部23bにヒータ22を保持する。凹部23bは、ヒータホルダ23のヒータ22側に設けられる。凹部23bは、ヒータ22のその他の面よりもステー24側に凹となった基材30に略平行な面23b1と、ヒータホルダ23の配列方向両側(一方側でもよい)でヒータホルダ23の内側に設けられた壁部23b2と、配列交差方向両側でヒータホルダ23の内側に設けられた壁部23b3とにより構成される。
As shown in FIG. 17, the
ヒータホルダ23はガイド部26を有する。ヒータホルダ23はLCP(液晶ポリマー)により形成される。
The
図18に示すように、コネクタ60は、樹脂製(例えばLCP)のハウジングと、ハウジング内に設けられた複数のコンタクト端子等を備える。コネクタ60は、ヒータ22とヒータホルダ23とを表側と裏側から一緒に挟むようにして取り付けられる。この状態で、各コンタクト端子が、ヒータ22の各電極部に接触(圧接)することで、コネクタ60を介して発熱部35と画像形成装置に設けられた電源とが電気的に接続される。
As shown in FIG. 18, the
これにより、電源から発熱部35へ電力が供給可能な状態となる。なお、各電極部34は、コネクタ60との接続を確保するため、少なくとも一部が絶縁層に被覆されておらず露出した状態となっている。
This allows power to be supplied from the power source to the
フランジ53は、定着ベルト20の配列方向の両側に設けられ、定着ベルト20の両端をベルトの内側から保持する。フランジ53は定着装置9の筐体に固定される。フランジ53はステー24の両端に挿入される(図18のフランジ53からの矢印方向参照)。
The
コネクタ60のヒータ22およびヒータホルダ23に対する取り付け方向はヒータの配列交差方向である(図18のコネクタ60からの矢印方向参照)。コネクタ60のヒータホルダ23に対する取り付け時に、コネクタ60とヒータホルダ23との一方に設けた凸部が、他方に設けた凹部に係合し、凸部が凹部内を相対移動する構成としてもよい。またコネクタ60は、配列方向のいずれか一方側であって、加圧ローラ21の駆動モータが設けられる側とは反対側で、ヒータ22およびヒータホルダ23に取り付けられる。
The direction in which the
図19に示すように、定着ベルト20の内周面に対向して、定着ベルト20の配列方向中央側と端部側にそれぞれサーミスタ25が設けられる。サーミスタ25により検知された定着ベルト20の配列方向中央側と端部側のそれぞれの温度に基づいて、ヒータ22を制御する。なお、これらのサーミスタ25のうちいずれか一方は、前述の実施形態と同様、ヒータ22の抵抗発熱体同士の分割領域に対応する位置に設けられる。
As shown in FIG. 19,
定着ベルト20の内周面に対向して、定着ベルト20の配列方向中央側と端部側にそれぞれサーモスタット27が設けられる。サーモスタット27により検知された定着ベルト20の温度が定められた閾値を超えた場合には、ヒータ22への通電を停止する。
定着ベルト20の配列方向両端には、定着ベルト20の各端部を保持するフランジ53が設けられる。フランジ53はLCP(液晶ポリマー)により形成される。
図20に示すように、フランジ53にはスライド溝53aが設けられる。スライド溝53aは、定着ベルト20の加圧ローラ21に対する接離方向に延在する。
As shown in FIG. 20, the
スライド溝53aには定着装置9の筐体の係合部が係合する。この係合部がスライド溝53a内を相対移動することにより、定着ベルト20は加圧ローラ21に対する接離方向へ移動できる。
An engaging portion of the housing of the fixing
以上の定着装置9においても、ヒータ22の分割領域Bに対応する位置にサーミスタ25の温度検知素子を設けることにより、定着ベルト20の分割領域に対応する部分を十分に加熱することができる。これにより、画像の定着性を十分に確保し、定着オフセットなどの不具合の発生を防止できる。
Also in the
特に単色のトナーにより画像形成動作を行う画像形成装置の場合、複数色のトナーにより画像形成動作を行う画像形成装置と比較して、相対的にホットオフセットが生じにくい。従って、本発明のように、分割領域に対応する位置に配置した温度検知素子の検知結果に基づいて加熱部材の制御を実施しても、単色のトナーを使用する画像形成装置ではホットオフセットが相対的に生じにくいという利点がある。 In particular, in the case of an image forming apparatus that performs an image forming operation using a single color toner, hot offset is relatively less likely to occur compared to an image forming apparatus that performs an image forming operation using multiple color toners. Therefore, even if the heating member is controlled based on the detection result of the temperature detection element arranged at the position corresponding to the divided area as in the present invention, the hot offset is relatively high in the image forming apparatus using monochromatic toner. This has the advantage of being less likely to occur.
(●まとめ)
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であることは勿論である。例えば、定着ベルト20の入口隣接部又は出口隣接部のいずれか一方のみを定着ニップNに移動してヒータ22で加熱するようにしてもよい。
(Summary)
Although the embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above and can be modified in various ways. For example, only either the entrance adjacent portion or the exit adjacent portion of the fixing
また、前記実施形態では無端ベルトとして定着装置9の定着ベルト20を例に説明したが、無端ベルトは感光体ベルトであってもよい。すなわち、像担持体としての感光体ベルトに担持されたトナー像を被搬送体としての記録媒体上に転写する画像形成装置において、前述した分離板によって記録媒体を感光体ベルトから分離する。
Furthermore, in the embodiment described above, the fixing
また、無端ベルトは像担持体としての図1の中間転写ベルト11であってもよい。すなわち、中間転写ベルト11と二次転写ローラ13の間のニップを通過して搬送される記録媒体を前述した分離板で中間転写ベルト11から分離する。
Further, the endless belt may be the
同様に、無端ベルトはインクジェット方式の画像形成装置で使用される中間転写ベルトであってもよい。また、その他インクジェット方式の画像形成装置において、加圧部材が無端ベルトを介してニップ形成部材と圧接してニップを形成し、当該ニップを被搬送体が通過して搬送される構成に適用する場合も、ニップ通過後の被搬送体を前述した分離板で無端ベルトから分離することができる。 Similarly, the endless belt may be an intermediate transfer belt used in an inkjet image forming apparatus. In addition, in other inkjet image forming apparatuses, when a pressure member is in pressure contact with a nip forming member via an endless belt to form a nip, and the object is conveyed by passing through the nip. Also, the conveyed object after passing through the nip can be separated from the endless belt by the above-mentioned separating plate.
また、前記分離板310は、定着ベルト20に対して近付く方向と遠ざかる方向に移動可能に配設することができ、分離板310を回動可能とする他、ヒータホルダ23と平行状態を維持した状態で定着ベルト20に対する接近離反方向で平行移動可能に構成してもよい。
Further, the
1Y,1M,1C,1Bk:作像ユニット 2:感光体
3:帯電装置 4:現像装置
5:クリーニング装置 6:露光装置
7:給紙装置 8:転写装置
9:定着装置 10:排紙装置
11:中間転写ベルト 12:一次転写ローラ
13:二次転写ローラ 14:用紙搬送路
15:タイミングローラ 20:定着ベルト
21:加圧ローラ 21a:芯金
21b:弾性層 21c:離型層
22:ヒータ 23:ヒータホルダ
24:ステー 25:サーミスタ
27:サーモスタット 30:基材
31:抵抗発熱体 32:絶縁層
33:給電線 34:電極部
34A~34C:電極部 35:発熱部
200:交流電源 210:トライアック
220:制御部 300:用紙分離機構
310:分離板(分離部材) P:用紙(被搬送体)
1Y, 1M, 1C, 1Bk: Image forming unit 2: Photoreceptor 3: Charging device 4: Developing device 5: Cleaning device 6: Exposure device 7: Paper feeding device 8: Transfer device 9: Fixing device 10: Paper ejection device 11 : Intermediate transfer belt 12: Primary transfer roller 13: Secondary transfer roller 14: Paper conveyance path 15: Timing roller 20: Fixing belt 21:
Claims (5)
前記無端ベルトの内周面に接触可能に設けられたニップ形成部材と、
前記ニップ形成部材を加熱する加熱部材と、
前記無端ベルトを介して前記ニップ形成部材と圧接して被搬送体を挟持搬送するニップを形成する加圧部材と、
前記ニップを通過した前記被搬送体を前記無端ベルトから分離させる分離部材と、
前記加圧部材と前記無端ベルトを回転駆動する駆動手段と、を備え、
前記加圧部材と前記無端ベルトを前記駆動手段で順転駆動することで前記被搬送体が前記ニップを通過して搬送されるニップ形成ユニットにおいて、
前記被搬送体を搬送する前に、前記駆動手段が、前記加圧部材と前記無端ベルトを逆転駆動することで、前記無端ベルトの前記ニップの出口側に隣接する出口隣接部と入口側に隣接する入口隣接部を前記ニップに順次移動すると共に前記加熱手段で加熱することを特徴とするニップ形成ユニット。 A rotatable flexible endless belt,
a nip forming member provided so as to be able to come into contact with the inner circumferential surface of the endless belt;
a heating member that heats the nip forming member;
a pressure member that comes into pressure contact with the nip forming member via the endless belt to form a nip that pinches and conveys the conveyed object;
a separation member that separates the conveyed object that has passed through the nip from the endless belt;
A driving means for rotationally driving the pressure member and the endless belt,
A nip forming unit in which the conveyed object is conveyed through the nip by sequentially driving the pressure member and the endless belt by the driving means,
Before conveying the conveyed object, the driving means reversely drives the pressure member and the endless belt so that the endless belt has a portion adjacent to the outlet adjacent to the outlet side of the nip and an adjacent portion adjacent to the inlet side of the nip. A nip forming unit characterized in that a portion adjacent to an inlet is sequentially moved to the nip and is heated by the heating means.
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