JP5464902B2 - 定着装置 - Google Patents
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Description
(2)筒状のフィルムと、前記フィルムの母線方向における発熱分布を変更可能であって前記フィルムの内面に接触するヒータと、前記フィルムを介して前記ヒータと共にニップ部を形成するバックアップ部材と、前記ニップ部の圧力を第1の圧力と、前記第1の圧力より小さい第2の圧力と、に設定可能である圧力変更機構と、を有し、前記ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱してトナー像を記録材に定着する定着処理を行う定着装置において、前記ニップ部の前記母線方向における中央部に対する端部の幅の比率は、前記第2の圧力に設定する時の方が前記第1の圧力に設定する時よりも小さく、前記ニップ部の圧力を前記第1の圧力に設定した状態で前記ヒータに電力を供給して前記定着装置のウォームアップを行う第1のウォームアップモードと、前記ニップ部の圧力を前記第2の圧力に設定した状態で前記ヒータに電力を供給して前記定着装置のウォームアップを行う第2のウォームアップモードと、を実行可能であり、前記ヒータの前記母線方向の中央部に対する端部の発熱量の比率は、前記第2のウォームアップモード時の方が前記第1のウォームアップモード時よりも小さいことを特徴とする定着装置。
(3)筒状のフィルムと、前記フィルムの母線方向における発熱分布を変更可能であって前記フィルムの内面に接触するヒータと、前記フィルムを介して前記ヒータと共にニップ部を形成するバックアップ部材と、前記ニップ部の圧力を第1の圧力と、前記第1の圧力より小さい第2の圧力と、に設定可能である圧力変更機構と、を有し、前記ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱してトナー像を記録材に定着する定着処理を前記第1の圧力で行う第1の定着処理モードと、前記第2の圧力で行う第2の定着処理モードと、を実行可能である定着装置において、前記ニップ部の圧力を前記定着装置の前記母線方向の両端部で付与する圧力付与機構を有し、前記ヒータの前記母線方向の中央部に対する端部の発熱量の比率は、前記第2の定着処理モード時の方が前記第1の定着処理モード時よりも小さいことを特徴とする定着装置。
(4)筒状のフィルムと、前記フィルムの母線方向における発熱分布を変更可能であって前記フィルムの内面に接触するヒータと、前記フィルムを介して前記ヒータと共にニップ部を形成するバックアップ部材と、前記ニップ部の圧力を第1の圧力と、前記第1の圧力より小さい第2の圧力と、に設定可能である圧力変更機構と、を有し、前記ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱してトナー像を記録材に定着する定着処理を行う定着装置において、前記ニップ部の圧力を前記第1の圧力に設定した状態で前記ヒータに電力を供給して前記定着装置のウォームアップを行う第1のウォームアップモードと、前記ニップ部の圧力を前記第2の圧力に設定した状態で前記ヒータに電力を供給して前記定着装置のウォームアップを行う第2のウォームアップモードと、を実行可能であり、前記ニップ部の圧力を前記定着装置の前記母線方向の両端部で付与する圧力付与機構を有し、前記ヒータの前記母線方向の中央部に対する端部の発熱量の比率は、前記第2のウォームアップモード時の方が前記第1のウォームアップモード時よりも小さいことを特徴とする定着装置。
図1は、本実施例に係るカラー画像形成装置を示す概略構成図である。本実施例の画像形成装置はA3サイズまでの記録材を通紙可能な電子写真方式のタンデム型のフルカラープリンタである。
また、二次転写ニップ部Mの記録材P(被加熱材)の搬送方向下流側(図中、右側が搬送方向上流側、左側が搬送方向下流側となる)には定着装置12(加熱定着装置)が設置されている。
図2は定着装置12の概略構成図である。本実施例の定着装置12は、加圧用回転体駆動方式(テンションレスタイプ)の加熱装置である。
20は定着スリーブであり、ベルト状部材に弾性層を設けてなる円筒状(エンドレスベルト状)の部材である。この定着スリーブ20は後記3)項で詳述する。
図3に定着ヒータ16の断面図を示す。
〔1〕記録材Pの搬送方向すなわち通紙方向と直交する方向を長手方向とする横長のセラミック基板であるアルミナ基板41
〔2〕〔1〕のアルミナ基板41の表面側に長手方向に沿ってスクリーン印刷により線状あるいは帯状に塗工した、厚み10μm程度、幅1mm程度の抵抗発熱体層42および43(43a、43b)。抵抗発熱体層42、43は、銀パラジウム(Ag/Pd)合金を含んだ導電ペーストをアルミナ基板41上に印刷したものである。
〔3〕〔2〕の抵抗発熱体層42および43に対する給電パターンとして、アルミナ基板41の表面側に銀ペーストのスクリーン印刷等によりパターン形成した、電極部44(図4)。
〔4〕抵抗発熱体層42および43の保護と絶縁性を確保するための、厚み30μm程度の薄肉のガラスコート45。
〔5〕アルミナ基板41と定着スリーブ20の接触面に設けたポリイミドからなる摺動層46。
本実施例において、定着スリーブ20はベルト状部材に弾性層を設けてなる円筒状(エンドレスベルト状)の部材である。具体的には、材質にSUS(Steel Use Stainless)を用い、厚み30μmの円筒状に形成したエンドレスベルト(ベルト基材)上に、厚み約300μmのシリコーンゴム層(弾性層)を形成してある。更にシリコーンゴム層の上に厚み30μmのPFA樹脂チューブ(最表面層)を被覆してなる。このような構成で作成した定着スリーブ20の熱容量を測定したところ、2.9×10−2cal/cm2・℃(定着スリーブ 1cm2あたりの熱容量)であった。
定着スリーブ20の基層にはポリイミドなどを用いることもできるが、ポリイミドよりもSUSのほうが、熱伝導率がおよそ10倍と大きく、より高いオンデマンド性を得ることができる。このことから、本実施例においては、定着スリーブ20の基層にはSUSを用いた。
定着スリーブ20の弾性層には熱伝導率の高いゴム層を用いている。これはより高いオンデマンド性を得るためである。本実施例で用いた材質は比熱が約2.9×10−1cal/g・℃である。
定着スリーブ20の表面には、フッ素樹脂層を設けることで、表面の離型性を向上し、定着スリーブ20表面にトナーが一旦付着し、再度記録材Pに移動することで発生するオフセット現象を防止することができる。また、定着スリーブ20表面のフッ素樹脂層を、PFAチューブとすることで、より簡便に、均一なフッ素樹脂層を形成することが可能となる。
一般に、定着スリーブ20の熱容量が大きくなると、温度立ち上がりが鈍くなり、オンデマンド性が損なわれる。例えば、定着装置の構成にもよるが、プリント指示を待つスタンバイ時にヒータを発熱させない装置で、プリント指示が入力されて1分以内での立ち上がりを想定した場合、定着スリーブ20の熱容量は約1.0cal/cm2・℃以下である必要がある。
図6〜図8は本実施例の加圧機構を説明する図である。装置フレーム24と加圧板72の間に設置した加圧バネ71により、ヒータホルダ17を長手両側から支持しているフランジ73を加圧ローラ22側に加圧している。74は加圧力変更機構の一部としてのカム部材である。このカム部材74は、手前側と奥側の加圧板72において、加圧板72を中にして加圧バネ71と対向する側に配設してある。手前側と奥側のカム部材74は同じ大きさと形状であり、カム軸75に同じ位相で固着して配設してある。カム軸75は回転自由に軸受保持されており、不図示のモータにより回転・停止される。図6ではカム部材74が加圧板72と接触しておらず、定着ニップ部に掛る加圧力が最大となる状態(第一加圧状態)を示している。つまり、図6は、定着ニップ部に第1の圧力を掛けている状態を示している。図6の状態からカム軸75を90°回転させてカム部材74を図7のような状態にすることにより、加圧板72が押し上げられて第一加圧状態よりも加圧力を低く設定することができる(第二加圧状態)。つまり、図7は定着ニップ部に第2の圧力を掛けている状態を示している。さらに図7の状態からカム軸75を90°回転させてカム部材74を図8のような状態にすることにより加圧板72がさらに押し上げられて加圧力をより低く設定することができる(第三加圧状態)。
I.第1の圧力(第一加圧状態)で定着処理を行う第1の定着処理モード
II.第2の圧力(第二加圧状態)で定着処理を行う第2の定着処理モード
本実施例では通常プリント時は第一加圧状態で定着処理する。封筒のシワ発生を防止する場合は、第二加圧状態で定着処理する。
次にそれぞれの加圧状態にした時の通紙時の定着ヒータ16への通電制御について説明する。
第一加圧状態では、中央部と端部(本実施例での端部サーミスタ28位置である、中央から約144mm離れた位置)での定着ニップ幅は、ほぼ同様である。これに対し、第二加圧状態では、中央部での定着ニップ幅が約8.0mmに対し、端部の定着ニップ幅が約6.0mmと細くなってしまっている。つまり、定着ニップ部に掛かる圧力を第2の圧力に設定した時の、定着ニップ部の幅の比率(端部の幅/中央部の幅)は、第1の圧力に設定した時よりも小さい。
16 加熱ヒータ
17 ヒータホルダ
42 第2の発熱体
43 第1の発熱体
18 スリーブサーミスタ
19 メインサーミスタ
20 定着スリーブ
22 加圧ローラ
23 入り口ガイド
24 装置フレーム
25 アーム
26 定着排紙ローラ
27 定着ニップ部
28 端部サーミスタ
Claims (14)
- 筒状のフィルムと、前記フィルムの母線方向における発熱分布を変更可能であって前記フィルムの内面に接触するヒータと、前記フィルムを介して前記ヒータと共にニップ部を形成するバックアップ部材と、前記ニップ部の圧力を第1の圧力と、前記第1の圧力より小さい第2の圧力と、に設定可能である圧力変更機構と、を有し、前記ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱してトナー像を記録材に定着する定着処理を前記第1の圧力で行う第1の定着処理モードと、前記第2の圧力で行う第2の定着処理モードと、を実行可能である定着装置において、
前記ニップ部の前記母線方向における中央部に対する端部の幅の比率は、前記第2の圧力に設定する時の方が前記第1の圧力に設定する時よりも小さく、
前記ヒータの前記母線方向の中央部に対する端部の発熱量の比率は、前記第2の定着処理モード時の方が前記第1の定着処理モード時よりも小さいことを特徴とする定着装置。 - 前記ヒータは、第1の発熱体と、前記母線方向の中央部に対する端部の単位長さ当たりの抵抗値の比率が前記第1の発熱体より高い第2の発熱体と、を有し、
前記第2の発熱体へ供給する電力は、前記第2の定着処理モード時の方が前記第1の定着処理モード時よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 - 前記ヒータは、第1の発熱体と、前記母線方向の中央部に対する端部の発熱量の比率が前記第1の発熱体より大きい第2の発熱体と、を有し、
前記第2の発熱体の発熱量は、前記第2の定着処理モード時の方が前記第1の定着処理モード時よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 - 前記第1の発熱体は、前記母線方向の端部よりも中央部の単位長さ当たりの抵抗値が高く、前記第2の発熱体は、前記母線方向の中央部よりも端部の単位長さ当たりの抵抗値が高いことを特徴とする請求項2又は3に記載の定着装置。
- 前記ニップ部の圧力を前記定着装置の前記母線方向の両端部で付与する圧力付与機構と、前記ヒータの前記フィルムの内面に接触する面と反対側の面を前記母線方向に亘って支持する支持面を備える支持部材と、を有し、前記支持面は前記母線方向の中央部が端部よりも前記バックアップ部材に近づく方向に突出する形状であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の定着装置。
- 前記第2の定着処理モードは、記録材として封筒を使用する時に設定するモードであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の定着装置。
- 筒状のフィルムと、前記フィルムの母線方向における発熱分布を変更可能であって前記フィルムの内面に接触するヒータと、前記フィルムを介して前記ヒータと共にニップ部を形成するバックアップ部材と、前記ニップ部の圧力を第1の圧力と、前記第1の圧力より小さい第2の圧力と、に設定可能である圧力変更機構と、を有し、前記ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱してトナー像を記録材に定着する定着処理を行う定着装置において、
前記ニップ部の前記母線方向における中央部に対する端部の幅の比率は、前記第2の圧力に設定する時の方が前記第1の圧力に設定する時よりも小さく、
前記ニップ部の圧力を前記第1の圧力に設定した状態で前記ヒータに電力を供給して前記定着装置のウォームアップを行う第1のウォームアップモードと、前記ニップ部の圧力を前記第2の圧力に設定した状態で前記ヒータに電力を供給して前記定着装置のウォームアップを行う第2のウォームアップモードと、を実行可能であり、
前記ヒータの前記母線方向の中央部に対する端部の発熱量の比率は、前記第2のウォームアップモード時の方が前記第1のウォームアップモード時よりも小さいことを特徴とする定着装置。 - 前記ヒータは、第1の発熱体と、前記母線方向の中央部に対する端部の単位長さ当たりの抵抗値の比率が前記第1の発熱体より高い第2の発熱体と、を有し、
前記第2の発熱体へ供給する電力は、前記第2のウォームアップモード時の方が前記第1のウォームアップモード時よりも小さいことを特徴とする請求項7に記載の定着装置。 - 前記ヒータは、第1の発熱体と、前記母線方向の中央部に対する端部の発熱量の比率が前記第1の発熱体より大きい第2の発熱体と、を有し、
前記第2の発熱体の発熱量は、前記第2のウォームアップモード時の方が前記第1のウォームアップモード時よりも小さいことを特徴とする請求項7に記載の定着装置。 - 前記第1の発熱体は、前記母線方向の端部よりも中央部の単位長さ当たりの抵抗値が高く、前記第2の発熱体は、前記母線方向の中央部よりも端部の単位長さ当たりの抵抗値が高いことを特徴とする請求項8又は9に記載の定着装置。
- 前記ニップ部の圧力を前記定着装置の前記母線方向の両端部で付与する圧力付与機構と、前記ヒータの前記フィルムの内面に接触する面と反対側の面を前記母線方向に亘って支持する支持面を備える支持部材と、を有し、前記支持面は前記母線方向の中央部が端部よりも前記バックアップ部材に近づく方向に突出する形状であることを特徴とする請求項7〜10のいずれか1項に記載の定着装置。
- 前記第2のウォームアップモードは、記録材として封筒を使用する時に設定するモードであることを特徴とする請求項7〜11のいずれか1項に記載の定着装置。
- 筒状のフィルムと、前記フィルムの母線方向における発熱分布を変更可能であって前記フィルムの内面に接触するヒータと、前記フィルムを介して前記ヒータと共にニップ部を形成するバックアップ部材と、前記ニップ部の圧力を第1の圧力と、前記第1の圧力より小さい第2の圧力と、に設定可能である圧力変更機構と、を有し、前記ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱してトナー像を記録材に定着する定着処理を前記第1の圧力で行う第1の定着処理モードと、前記第2の圧力で行う第2の定着処理モードと、を実行可能である定着装置において、
前記ニップ部の圧力を前記定着装置の前記母線方向の両端部で付与する圧力付与機構を有し、前記ヒータの前記母線方向の中央部に対する端部の発熱量の比率は、前記第2の定着処理モード時の方が前記第1の定着処理モード時よりも小さいことを特徴とする定着装置。 - 筒状のフィルムと、前記フィルムの母線方向における発熱分布を変更可能であって前記フィルムの内面に接触するヒータと、前記フィルムを介して前記ヒータと共にニップ部を形成するバックアップ部材と、前記ニップ部の圧力を第1の圧力と、前記第1の圧力より小さい第2の圧力と、に設定可能である圧力変更機構と、を有し、前記ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱してトナー像を記録材に定着する定着処理を行う定着装置において、
前記ニップ部の圧力を前記第1の圧力に設定した状態で前記ヒータに電力を供給して前記定着装置のウォームアップを行う第1のウォームアップモードと、前記ニップ部の圧力を前記第2の圧力に設定した状態で前記ヒータに電力を供給して前記定着装置のウォームアップを行う第2のウォームアップモードと、を実行可能であり、
前記ニップ部の圧力を前記定着装置の前記母線方向の両端部で付与する圧力付与機構を有し、前記ヒータの前記母線方向の中央部に対する端部の発熱量の比率は、前記第2のウォームアップモード時の方が前記第1のウォームアップモード時よりも小さいことを特徴とする定着装置。
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