JP5359423B2 - 定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置 - Google Patents
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Description
この熱ローラ方式の定着装置は、定着ローラ表面と記録紙上のトナー像とが加圧下で接触するため、トナー像を記録紙上に融着する際の熱効率が極めて良好であり、迅速に定着を行うことができ、高速度電子写真複写機等において、非常に有効である。
定着ローラ幅に対して、小さなサイズの記録紙に連続して画像を形成して定着装置を通過した場合、温度検知部材が定着ローラ長手方向中央部に配置された定着装置は、ローラ端部の温度が過昇することにより、定着ローラ及び、加圧ローラ表層の早期劣化が発生する。
定着ローラ幅に対して、小さなサイズの記録媒体に連続して画像を形成して定着装置を通過した場合、温度検知部材が定着ローラ長手方向端部に配置された定着装置は、ローラ中央部(記録媒体通過部)の定着ローラ温度が低下することにより定着性が悪化する。定着ローラ中央部が磨耗しないので、上記構成より長寿命化が図れるが、定着ローラ中央部の温度に対して、温度検知部材の応答性が劣る不具合がある。
この対応として、定着ローラ内部にヒートパイプを挿入することが考えられたが、ヒートパイプを挿入することにより定着ローラは高価な部品となり、定着ローラは表層の磨耗、トナー及び紙粉の固着等で、頻繁に交換される部品であるため、交換コストもかなり高くなる。
従来から、交換コストを安くするため、定着ローラの表面の一部に熱伝達部材を接触させて配置し、定着ローラの温度を均一にすることが各種提案されている(例えば、特許文献1及び2参照)。
この場合には、熱伝達部材を定着ローラ全幅で接触させることが望ましい。さらに、熱伝達部材としてヒートパイプ部材(ローラ)やアルミ部材(ローラ)を使用することで、定着ローラの温度を効率良く均一にする効果が向上する。
定着ローラ24はアルミ系又は鉄系材芯金に、耐熱樹脂材料を被覆したものである。熱伝達部材として、ヒートパイプローラ23が定着ローラ24に接触している。図12(b)は定着ローラ24を示しており、この定着ローラ24の上方には温度検知部材26を配置してある。
このように、定着ローラの長手方向の温度を均一にするために、定着ローラ表面の一部に熱伝達部材を接触させることが考えられた。この場合に、熱伝達部材は定着ローラ全幅で接触させることが望ましい。さらに、熱伝達部材としてヒートパイプ部材(ローラ)やアルミ部材(ローラ)を使用することで、定着ローラの温度を効率良く均一にする効果が向上する。
定着ベルト幅よりも小さなサイズの記録紙に連続して画像を形成して定着装置を通過した場合、温度検知部材が定着ベルト長手方向中央部に配置された定着装置は、ベルト端部の温度が過昇することにより、定着ベルト及び、加圧ローラ表層の早期劣化が発生する。また、加熱源から発せられる熱エネルギーは記録紙が通過しない部分の温度上昇に使われるため、エネルギー効率が非常に悪くなる。
定着ベルト幅に対して、小さなサイズの記録紙に連続して画像を形成して定着装置を通過した場合、温度検知部材が定着ベルト長手方向端部に配置された定着装置は、ベルト中央部(転写紙通過部)の定着ベルト温度が低下することにより、定着性が悪化する。さらに、定着ベルト中央部の温度に対する温度検知部材の応答性が劣る不具合がある。
さらに、熱伝達部材としてヒートパイプ部材(ローラ)やアルミ部材(ローラ)を使用することで、定着ベルトの温度を効率良く均一にする効果を向上したものが提案されている(例えば、特許文献3及び4)。
また、従来、定着ベルトに接触して張力を付加するテンション部材に使用される材料は定着ベルトからテンション部材への熱の移動を防ぐため、耐熱フェルトや耐熱樹脂材料を使用していた(例えば、特許文献5)。
また、従来、定着ベルトに接触して張力を付加するテンション部材に使用される材料は定着ベルトからテンション部材への熱の移動を防ぐために耐熱フェルトや耐熱樹脂材料を使用していたため、定着ベルトの長手方向の温度を均一にする効果が全く無いものであった。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、熱伝達部材として低熱伝導材質(耐熱樹脂、セラミック材、又は、耐熱ゴム材)からなる断熱層上に円周方向に熱伝導率の異なる複数の部材を交互に配置し、熱伝導率の異なる部材の熱伝導をそれぞれ、定着ローラ表面の熱伝導率<熱伝達部材の熱伝導率及び、定着ローラ表面の熱伝導率≧熱伝達部材の熱伝導率として、定着ローラと熱伝達部材との接触部から熱伝達部材への熱の移動、さらに雰囲気への熱の移動を低減する定着装置及びこれを備える画像形成装置を提供することにある。
また、請求項2に記載の発明は、前記熱伝達部材を動作させるための駆動手段、位置を検知する検知手段及び、位置を制御する制御手段を設け、前記定着部材及び前記加圧部材のいずれかの回転停止中、前記熱伝達部材の前記低熱伝導率部材領域のみが前記定着部材及び前記加圧部材のいずれかに当接する請求項1記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、前記熱伝達部材の前記熱伝導率の異なる複数の部材に使用する前記耐熱樹脂材料、前記セラミック材料、及び、前記耐熱ゴム材料の内部に大気圧の1/500以下の気圧の真空断熱層を設ける請求項3記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、複数の部材に掛け回されて定着対象となる記録媒体に接触可能な無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトを加熱する手段と、前記定着ベルトに接触して張力を付加するテンション部材と、前記定着ベルトを押圧することにより定着ニップを形成する加圧部材とを備え、前記定着ニップに搬送された記録媒体上の未定着トナー像を前記記録媒体上に熱定着する定着装置において、前記テンション部材は、低熱伝導材質からなる断熱層と、該断熱層の周面に周方向に沿って交互に配置された熱伝導率の異なる複数の部材と、を有し、一方の部材の熱伝導率が前記定着ベルトの表面の熱伝導率より大きく、他方の部材の熱伝導率が前記定着ベルトの表面の熱伝導率に等しいか又は小さくなるように設定されており、長手方向最大サイズ記録媒体が前記定着ニップを通紙している時は、前記テンション部材の低熱伝導率部材領域のみが前記定着ベルトに当接する定着装置を特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、前記テンション部材を動作させるための駆動手段、前記テンション部材の位置を検知する検知手段及び、前記テンション部材の位置を制御する制御手段を設け、前記定着ベルトの回転停止中、前記テンション部材の低熱伝導率部材領域のみが前記定着ベルトに当接する請求項6記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項10に記載の発明は、前記定着ベルトと前記加圧部材とによる前記定着ニップに搬送された記録媒体上の未定着トナー像を前記記録媒体上に熱定着する画像形成装置において、定着装置として請求項6乃至9のいずれか1項記載の定着装置を備える画像形成装置を特徴とする。
また、通紙中(定着部材回転中)、高熱伝導率材の良好な熱伝導効果により、定着部材長手方向の温度分布を均一にする。高熱伝導率材は定着部材表面の熱伝導率<熱伝達部材の熱伝導率であるため、定着部材との熱移動が良好で、定着部材長手方向の温度分布を均一にする効果が高い。ヒータの発光長が全幅で、小サイズ通紙する場合、定着ローラ中央部は記録媒体により熱が奪われるが、端部は熱の消費がないため、温度が上昇する。しかし、高熱伝導率材が当接しているので定着部材長手方向の温度分布を均一にできる。
待機中(定着部材停止中)は円周方向に配置された低熱伝導率材の断熱効果により、定着ローラから当接している熱伝達部材に移動した熱が、熱伝達部材の円周方向に移動し、雰囲気へ逃げることを防止する。
また、ベルト方式の定着装置におけるテンション部材として、低熱伝導材質(耐熱樹脂または、セラミック材または、耐熱ゴム材)からなる断熱層上に熱伝導率の異なる複数の部材を交互に配置し、前記熱伝導率の異なる部材の熱伝導率をそれぞれ、定着ベルト表面の熱伝導率<テンション部材の熱伝導率及び、定着ベルト表面の熱伝導率≧テンション部材の熱伝導率であるので、定着ベルトとテンション部材との接触部から熱伝導部材への熱の移動、さらに雰囲気へ熱の移動を低減できる。
待機中(定着ベルト停止中)は円周方向に配置された低熱伝導率材の断熱効果により、定着ベルトから当接している熱伝達部材に移動した熱が、テンション部材の円周方向に移動し、雰囲気へ逃げることを防止する。
また、テンション部材内部に配置した断熱層の断熱効果により、定着ベルトからテンション部材に移動した熱が、テンション部材内部を移動し、定着ベルトと当接している位置と反対側の雰囲気へ逃げることを防止する。低熱伝導率材は定着ベルト表面の熱伝導率≧テンション部材の熱伝導率であるため、定着ベルトとの熱移動が防止され、定着ベルトを冷やさない。
画像形成装置本体1内には中間転写装置4を備えている。この中間転写装置4は、複数のローラに掛け渡したエンドレスの中間転写ベルト5を含み、そして画像形成装置本体1内でこの中間転写ベルト5をほぼ水平に張り渡し、反時計回りに走行するように設けている。
中間転写装置4の下には、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの作像装置12c、12m、12y、12kを、中間転写ベルト5の張り渡し方向に沿って四連タンデム式に並べて設けている。
各作像装置12c、12m、12y、12kは、図中時計回りに回転するドラム状の像担持体である感光体ドラム6c、6m、6y、6kの周りに帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置などを設置して構成する。作像装置12c、12m、12y、12kの下には、露光装置7を備えている。
記録媒体搬送路10は、画像形成装置本体1内の右側に下方から上方に向けて形成し、画像形成装置本体1上方の画像読み取り装置2との間に形成する胴内排紙部14へと通ずるように設けている。
記録媒体搬送路10には、レジストローラ(搬送ローラ)15、中間転写ベルト5と対向して2次転写装置16、定着装置17、1対の排紙ローラよりなる排紙装置18などを画像形成装置本体1内の右側に下方から上方に向けて順に設けている。
レジストローラ15の上流には、両面ユニット3から再給紙し、又は両面ユニット3を横切って手差し給紙装置19から手差し給紙する記録媒体Pを記録媒体搬送路10に合流する給紙路20を設ける。また、定着装置17の下流には、両面ユニット3への再給紙搬送路22を分岐して設けている。
一方、給紙コロ11の1つを選択的に回転して、対応する給紙カセット9から記録媒体Pを繰り出して記録媒体搬送路10に入れ、又は、手差し給紙装置19から手差しの記録媒体Pを給紙路20に入れる。
記録媒体Pを、記録媒体搬送路10を通してレジストローラ15で搬送してタイミングを取って2次転写位置へと送り込み、上述したごとく中間転写ベルト5上に形成したカラー画像を2次転写装置16で記録媒体Pに転写する。画像転写後の記録媒体Pは、定着装置17で画像定着後、排紙装置18で排出して胴内排紙部14上にスタックする。
記録媒体Pの裏面にも画像を形成する時には、再給紙搬送路22に入れて両面ユニット3で反転してから給紙路20を通して再給紙し、別途中間転写ベルト5上に形成したカラー画像を記録媒体Pに2次転写して後、再び、定着装置17で定着して排紙装置18で胴内排紙部14に排出する。
定着部材である定着ローラ24はヒータ27を内蔵し、温度検知部材26により定着ローラ24の温度を検知し、図示してない温度制御装置により一定の温度となるよう制御される。定着ローラ24の表面は離型性を有する材料で覆われている。
定着ローラ24には表面が弾性を有する材質で覆われた加圧部材である加圧ローラ25が圧接され、定着ローラ24と加圧ローラ25との間(定着ニップ)を、未定着画像28を有した転写紙Pが通過する際、トナーが溶け、圧力を受けて転写紙Pに定着する。図2(b)は定着ローラ24を示しており、この定着ローラ24の上方には温度検知部材(サーミスタ)26を配置してある。
定着ローラ24はアルミ系又は鉄系材芯金に、耐熱樹脂材料(フッ素樹脂)を被覆(コーティング又はチューブに挿入)して構成する。また、定着ローラ24はアルミ系又は鉄系材芯金に耐熱ゴムを被覆して構成する。また、定着ローラ24はアルミ系又は鉄系材芯金に耐熱ゴムを被覆し、さらにその外側に耐熱樹脂(フッ素樹脂)を被覆して構成している。
熱伝達部材23は定着ローラ24に当接し、定着ローラ24が回転する時は連れ周りする。通紙中(定着ローラ24回転中)、高熱伝導率材30の良好な熱伝導効果により、定着ローラ24長手方向の温度分布を均一にする。
待機中(定着ローラ24停止中)は円周方向に配置された低熱伝導率材31の断熱効果により、定着ローラ24からこれに当接している熱伝達部材23に移動した熱が、熱伝達部材23の円周方向に移動し、大気中へ逃げることを防止する。
ヒータ27の発光長は定着ローラ24の軸方向全長に亘っており、小サイズ通紙時に対して効果大である。高熱伝導率材30は、定着ローラ24表面の熱伝導率<熱伝達部材23の熱伝導率、であるため、定着ローラ24との熱移動が良好で、定着ローラ24長手方向の温度分布を均一にする効果が高い。低熱伝導率材31は、定着ローラ24表面の熱伝導率≧熱伝達部材23の熱伝導率、であるため、定着ローラ24との熱移動が防止され、定着ローラ24を冷やさない。
図3において、熱伝達部材23は定着ローラ24及び加圧ローラ25のいずれか一方と接して連れ回りし、熱伝達部材23の回転位置を検知する検知手段34、回転位置を制御する制御手段35、定着ローラ24の駆動手段36、及び熱伝達部材23の駆動手段37を設けている。
定着装置17の定着ローラ24及び加圧ローラ25のいずれかが回転停止する際、熱伝達部材23の低熱伝導率部材31の領域のみが定着ローラ24及び加圧ローラ25のいずれかに当接する(図3(a))。
定着ローラ24の表面の一部に熱伝達部材23を配置し、この熱伝達部材23を動作させるための駆動手段37、位置を検知するための検知手段34、及び、位置を制御する制御手段35を設け、定着ローラ24の回転停止時、熱伝達部材23の低熱伝導率部材31の領域のみを定着ローラ24に当接させたので、定着ローラ24の回転停止中に、定着ローラ24との接触部から熱伝達部材23への熱の移動を低減することができる。
図3(b)は定着ローラ24を示しており、この定着ローラ24の上方には温度検知部材26を配置してある。熱伝達部材23を構成する低熱伝導率材31の位置は、図3(d)及び(e)に示すように、熱伝達部材23と同期して回転し、アクチュエータ32と、その近傍に設置したフォトセンサ33により検知する。熱伝達部材23は、図3(a)に示すように、定着ローラ24と別駆動により回転可能である。
熱伝達部材23を構成する低熱伝導率材31の周方向位置は、熱伝達部材23と同期して回転するアクチュエータ32と近傍に設置したフォトセンサ33により検知する。熱伝達部材23は定着ローラ24と別駆動により回転する。熱伝達部材23は、定着ローラ24の長手方向最大サイズの記録媒体の通紙中、定着ローラ24に対して、低熱伝導率材31が当接する位置で摺動する。
定着ローラ24の表面の一部に熱伝達部材23を配置し、この熱伝達部材23を動作させるための駆動手段及び、位置を検知するための検知手段34、回転位置を制御する制御手段35を設け、定着ローラ長手方向最大サイズ通紙中、熱伝達部材23の低熱伝導率部材31の領域のみを定着ローラ24に当接させたので、定着ローラ24回転中に、定着ローラ24との接触部から熱伝達部材23への熱の移動を低減することができる。
図4の定着装置17の第3の実施の形態の構成は図3の第2の実施の形態の構成とほとんど同一であるので、図3の第2の実施の形態の構成と同じ部分には同一の符号を付してここで必要以外の説明は省略する。
熱伝達部材23の外周面を構成する低熱伝導率材31の周方向位置は、熱伝達部材23と同期して回転し、アクチュエータ32と近傍に設置したフォトセンサ33により検知する。熱伝達部材23はこの第3の実施の形態においては別の駆動手段を持たないので、定着ローラ24に連れ回りする。
定着ローラ24の回転を停止する際、制御手段35は定着ローラ24と熱伝達部材23の低熱伝導率材31とが当接する位置で定着ローラ24の回転を停止するように回転位置を制御する。図4(b)は定着ローラ24を示しており、この定着ローラ24の上方には温度検知部材26を配置してある。
このように、定着ローラ24の表面の一部に熱伝達部材23を配置し、この熱伝達部材23は定着ローラ24と連れ回りし、熱伝達部材23の回転位置を検知手段34で検知し、回転位置を制御する制御手段35を設け、定着ローラ24の回転停止時、熱伝達部材23の低熱伝導率部材31の領域のみを定着ローラ24に当接させたので、簡素な構成で、定着ローラ24の回転停止中に、定着ローラ24との接触部から熱伝達部材23への熱の移動を低減することができる。
図5の定着装置17の第4の実施の形態の構成は検知手段、制御手段及び駆動手段の描写が無い以外は図4の第3の実施の形態の構成とほとんど同一であるので、図4の第3の実施の形態の構成と同じ部分には同一の符号を付してここで必要以外の説明は省略する。
図5(b)は定着ローラ24を示しており、この定着ローラ24の上方には温度検知部材26を配置してある。熱伝達部材23は、耐熱樹脂製の断熱層29の外周に高熱伝導率の材料としてアルミ材料30と低熱伝導率の材料として耐熱樹脂材料31を交互に配置している。耐熱樹脂材料としては、例えば、フッ素樹脂、PAI(ポリアミドイミド)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)を使用する。
又は、アルミ材料とセラミック材料(定着ローラ24又は加圧ローラ25の表面の熱伝導率以下)を交互に配置する。又は、アルミ材料と耐熱ゴム材料(シリコンゴム材、発泡ゴム材、スポンジ材で、定着ローラ24又は加圧ローラ25表面の熱伝導率以下)を交互に配置する。
このように、熱伝導率の異なる複数の部材をアルミ材料と耐熱樹脂材料又は、アルミ材料とセラミック材料又は、アルミ材料と耐熱ゴム材料の組み合せとしたので、熱は定着ローラ24と熱伝達部材23との接触部から熱伝達部材23の径方向及び円周方向へ伝わり、雰囲気へ熱の移動を低減できる。
また、図6(d)にはアクチュエータと近傍に設置したフォトセンサを平面図で示し、さらに、図6(e)にはアクチュエータとフォトセンサとを配置した熱伝達部材を側面図で示している。図6(f)は図6(c)の熱伝達部材の耐熱樹脂材料の内部に設ける真空断熱層を示している。
図6の定着装置17の第5の実施の形態の構成は図5の第4の実施の形態の構成とほとんど同一であるので、図5の第4の実施の形態の構成と同じ部分には同一の符号を付してここで必要以外の説明は省略する。
定着ローラ24との接触部から熱伝達部材23の径方向及び、円周方向へ伝わり、熱が大気へ移動することを防止するために、鉄系材料、耐熱樹脂材料、セラミック材料、耐熱ゴム材料等からなる低熱伝導率材31の内部に大気圧の1/500以下の気圧の真空断熱層38を設ける。
これによって、定着装置の定着ローラ24と熱伝達部材23との接触部から熱伝達部材23の径方向及び円周方向へ伝わり、雰囲気へ熱の移動を低減する効果を高めることができる。
図7は本発明による定着装置の第6の実施の形態を示す概略図である。図7(a)には第6の実施の形態におけるベルト方式の定着装置17の概略を示し、図7(b)にはテンション部材40の構成の詳細を断面で示している。
このベルト方式の定着装置17では、無端状ベルトよりなる定着ベルト41が、加熱ローラ42と定着ローラ43とテンション部材44とに掛け回されている。定着ベルト41の表面は離型性を有する材料で覆われている。
加熱ローラ42は、ヒータ45を内蔵し、温度検知部材46により定着ベルト41の温度を検知し、温度制御装置により一定の温度となるよう制御される。テンション部材44は、定着ベルト41に接触して張力を付加する。
定着ベルト41上の定着ローラ43に対応する位置には、表面が弾性を有する材質で覆われた加圧ローラ47が圧接され、この定着ベルト41と加圧ローラ47との間(定着ニップ)を転写紙P上の未定着画像28が通過する際、トナーが溶け、圧力を受けて転写紙Pに定着する。
定着ベルト41は、PI(ポリイミド)等の耐熱樹脂層の外側に、シリコンゴム等の弾性層を被覆し、さらにその外側に離型性良好な耐熱樹脂材料(フッ素樹脂等)を被覆したものが使用されているが、他の構成であっても良い。
定着ベルト41の表面にテンション部材44は当接し、定着ベルト41が回転する時は連れ周りする。通紙中(定着ベルト41が回転中)、高熱伝導率材30の良好な熱伝導効果により、定着ベルト41の長手方向の温度分布を均一にする。
待機中(定着ベルト41が停止中)は円周方向に配置された低熱伝導率材31の断熱効果により、定着ベルト41から当接しているテンション部材44に移動した熱が、テンション部材44の円周方向に移動し、大気中へ逃げることを防止する。
定着ベルト41とテンション部材44の当接部が高熱伝導率材30でも従来例より雰囲気への熱の逃げは低減できる。
ヒータ45の発光長は全幅で、小サイズ通紙時に対して効果大である。高熱伝導率材30は、定着ベルト41の表層の熱伝導率<テンション部材44の表層の熱伝導率、であるため、定着ベルト41との熱移動が良好で、定着ベルト41の長手方向の温度分布を均一にする効果が高い。低熱伝導率材31は、定着ベルト41の表層の熱伝導率≧テンション部材44の表層の熱伝導率、であるため、定着ベルト41との熱移動が防止され、定着ベルト41を冷やさない。
図8において、テンション部材44は定着ベルト41と接して連れ回りし、テンション部材44の回転位置を検知する検知手段34、回転位置を制御する制御手段35、定着ローラ43の駆動手段36、及びテンション部材44の駆動手段39を設けている。この定着ベルト41には温度検知部材46を配置してある。なお、テンション部材44の構成は、図8(b)に示すように、図7(b)に示した第6の実施の形態と同様の構成となっている。
定着装置17の定着ベルト41及び加圧ローラ47のいずれかが回転停止する際、テンション部材44の低熱伝導率部材31の領域のみが定着ベルト41に当接する(図3(a))。
定着ベルト41の一部にテンション部材44を配置し、このテンション部材44を動作させるための駆動手段39、位置を検知するための検知手段34、及び、位置を制御する制御手段35を設け、定着ベルト41の回転停止時、テンション部材44の低熱伝導率部材31の領域のみを定着ベルト41に当接させたので、定着ベルト41の回転停止中に、定着ベルト41との接触部からテンション部材44への熱の移動を低減することができる。
テンション部材44を構成する低熱伝導率材31の位置は、図8(c)に示すように、テンション部材44と同期して回転するアクチュエータ48と、その近傍に設置したフォトセンサ49により検知する。テンション部材44は、図8(a)に示すように、定着ベルト41と別駆動により回転可能である。
テンション部材44を構成する低熱伝導率材31の周方向位置は、テンション部材44と同期して回転するアクチュエータ48と近傍に設置したフォトセンサ49により検知する。テンション部材44は定着ベルト41と別駆動により回転する。テンション部材44は、定着ベルト41の長手方向最大サイズの記録媒体の通紙中、定着ベルト41に対して、低熱伝導率材31が当接する位置で摺動する。
定着ベルト41の一部にテンション部材44を配置し、このテンション部材44を動作させるための駆動手段及び、位置を検知するための検知手段34、回転位置を制御する制御手段35を設け、定着ローラ長手方向最大サイズ通紙中、テンション部材44の低熱伝導率部材31の領域のみを定着ベルト41に当接させたので、定着ベルト41回転中に、定着ベルト41との接触部からテンション部材44への熱の移動を低減することができる。
図9の定着装置17の第8の実施の形態の構成は図8の第7の実施の形態の構成とほとんど同一であるので、図7の第7の実施の形態の構成と同じ部分には同一の符号を付してここで必要以外の説明は省略する。
テンション部材44の外周面を構成する低熱伝導率材31の周方向位置は、テンション部材44と同期して回転し、アクチュエータ48と近傍に設置したフォトセンサ49により検知する。テンション部材44はこの第8の実施の形態においては別の駆動手段を持たないので、定着ベルト41に連れ回りする。
定着ベルト41の回転を停止する際、制御手段35は定着ベルト41とテンション部材44の低熱伝導率材31とが当接する位置で定着ベルト41の回転を停止するように回転位置を制御する。この定着ベルト41には温度検知部材46を配置してある。
このように、定着ベルト41の一部にテンション部材44を配置し、このテンション部材44は定着ベルト41と連れ回りし、テンション部材44の回転位置を検知手段34で検知し、回転位置を制御する制御手段35を設け、定着ベルト41の回転停止時、テンション部材44の低熱伝導率部材31の領域のみを定着ベルト41に当接させたので、簡素な構成で、定着ベルト41の回転停止中に、定着ベルト41との接触部からテンション部材44への熱の移動を低減することができる。
図10の定着装置17の第9の実施の形態の構成は検知手段、制御手段及び駆動手段の描写が無い以外は図9の第8の実施の形態の構成とほとんど同一であるので、図9の第4の実施の形態の構成と同じ部分には同一の符号を付してここで必要以外の説明は省略する。
この定着ベルト41には温度検知部材46を配置してある。テンション部材44は、耐熱樹脂製の断熱層29の外周に高熱伝導率の材料としてアルミ材料30と低熱伝導率の材料として耐熱樹脂材料31を交互に配置している。耐熱樹脂材料としては、例えば、フッ素樹脂、PAI(ポリアミドイミド)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)を使用する。
又は、アルミ材料とセラミック材料(定着ベルト41又は加圧ローラ47の表面の熱伝導率以下)を交互に配置する。又は、アルミ材料と耐熱ゴム材料(シリコンゴム材、発泡ゴム材、スポンジ材で、定着ベルト41又は加圧ローラ47表面の熱伝導率以下)を交互に配置する。
このように、熱伝導率の異なる複数の部材をアルミ材料と耐熱樹脂材料又は、アルミ材料とセラミック材料又は、アルミ材料と耐熱ゴム材料の組み合せとしたので、熱は定着ベルト41とテンション部材44との接触部からテンション部材44の径方向及び円周方向へ伝わり、雰囲気へ熱の移動を低減できる。
また、図11(c)にはアクチュエータと近傍に設置したフォトセンサを平面図で示し、さらに、図11(d)にはアクチュエータとフォトセンサとを配置した熱伝達部材を側面図で示している。
図11の定着装置17の第10の実施の形態の構成は図10の第9の実施の形態の構成とほとんど同一であるので、図10の第9の実施の形態の構成と同じ部分には同一の符号を付してここで必要以外の説明は省略する。
すなわち、定着ベルト41との接触部からテンション部材44の径方向及び、円周方向へ伝わり、熱が大気へ移動することを防止するために、鉄系材料、耐熱樹脂材料、セラミック材料、耐熱ゴム材料等からなる低熱伝導率材31の内部に大気圧の1/500以下の気圧の真空断熱層38を設ける。
これによって、定着装置の定着ベルト41とテンション部材44との接触部からテンション部材44の径方向及び円周方向へ伝わり、雰囲気へ熱の移動を低減する効果を高めることができる。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は加圧ベルト(耐熱ゴム材質、耐熱樹脂材質又は、耐熱ゴム材質と耐熱樹脂材質を積層したベルト)を用いた定着装置にも展開可能である。
Claims (10)
- 内部に定着熱源を有する定着部材と、該定着部材を押圧する加圧部材と、前記定着部材及び前記加圧部材のいずれかの表面の一部に接触する熱伝達部材と、を備え、前記定着部材と前記加圧部材との定着ニップに搬送された記録媒体上の未定着トナー像を前記記録媒体上に熱定着する定着装置において、
前記熱伝達部材は、低熱伝導材質からなる断熱層と、該断熱層の周面に周方向に沿って交互に配置された熱伝導率の異なる複数の部材と、を有し、一方の部材の熱伝導率が前記定着部材及び前記加圧部材のいずれかの表面の熱伝導率より大きく、他方の部材の熱伝導率が前記定着部材及び前記加圧部材のいずれかの表面の熱伝導率に等しいか又は小さくなるように設定されており、
長手方向最大サイズ記録媒体が前記定着ニップを通紙している時は、前記熱伝達部材の低熱伝導率部材領域のみが前記定着部材及び前記加圧部材のいずれかに当接することを特徴とする定着装置。 - 前記熱伝達部材を動作させるための駆動手段、位置を検知する検知手段及び、位置を制御する制御手段を設け、前記定着部材及び前記加圧部材のいずれかの回転停止中、前記熱伝達部材の低熱伝導率部材領域のみが前記定着部材及び前記加圧部材のいずれかに当接することを特徴とする請求項1記載の定着装置。
- 前記熱伝導率の異なる複数の部材は、アルミ系材料と耐熱樹脂材料、アルミ材料とセラミック材料、又は、アルミ材料と耐熱ゴム材料の組み合せであることを特徴とする請求項1又は2記載の定着装置。
- 前記熱伝導率の異なる複数の部材に使用する前記耐熱樹脂材料、前記セラミック材料、及び、前記耐熱ゴム材料の内部に、大気圧の1/500以下の気圧の真空断熱層を設けることを特徴とする請求項3記載の定着装置。
- 定着部材と加圧部材との定着ニップに搬送された記録媒体上の未定着トナー像を前記記録媒体上に熱定着する画像形成装置において、定着装置として請求項1乃至4のいずれか1項記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
- 複数の部材に掛け回されて定着対象となる記録媒体に接触可能な無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトを加熱する手段と、前記定着ベルトに接触して張力を付加するテンション部材と、前記定着ベルトを押圧することにより定着ニップを形成する加圧部材とを備え、前記定着ニップに搬送された記録媒体上の未定着トナー像を前記記録媒体上に熱定着する定着装置において、
前記テンション部材は、低熱伝導材質からなる断熱層と、該断熱層の周面に周方向に沿って交互に配置された熱伝導率の異なる複数の部材と、を有し、一方の部材の熱伝導率が前記定着ベルトの表面の熱伝導率より大きく、他方の部材の熱伝導率が前記定着ベルトの表面の熱伝導率に等しいか又は小さくなるように設定されており、
長手方向最大サイズ記録媒体が前記定着ニップを通紙している時は、前記テンション部材の低熱伝導率部材領域のみが前記定着ベルトに当接することを特徴とする定着装置。 - 前記テンション部材を動作させるための駆動手段、前記テンション部材の位置を検知する検知手段及び、前記テンション部材の位置を制御する制御手段を設け、前記定着ベルトの回転停止中、前記テンション部材の低熱伝導率部材領域のみが前記定着ベルトに当接することを特徴とする請求項6記載の定着装置。
- 前記テンション部材の熱伝導率の異なる複数の部材は、アルミ系材料と耐熱樹脂材料、アルミ材料とセラミック材料、又は、アルミ材料と耐熱ゴム材料の組み合せであることを特徴とする請求項6又は7記載の定着装置。
- 前記テンション部材における前記熱伝導率の異なる複数の部材に使用する前記耐熱樹脂材料、前記セラミック材料、及び、前記耐熱ゴム材料の内部に、大気圧の1/500以下の気圧の真空断熱層を設けることを特徴とする請求項8記載の定着装置。
- 前記定着ベルトと前記加圧部材とによる前記定着ニップに搬送された記録媒体上の未定着トナー像を前記記録媒体上に熱定着する画像形成装置において、定着装置として請求項6乃至9のいずれか1項記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
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