JP5487177B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
この問題は、特許文献1及び2に記載される定着装置において、これら特許文献の加熱回転体に代えて熱容量を小さくすることができる加熱回転ベルトを適用した場合にも生じ得る。
また、本発明は、前記定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
また、本発明によれば、前記定着装置を備える画像形成装置を提供することができる。
図1により、第1実施形態の画像形成装置としてのプリンター1の全体構造を説明する。図1は、本発明の第1実施形態のプリンター1の各構成要素の配置を説明するための図である。なお、以下の説明では、図1における上下方向を単に「垂直方向」と記す場合がある。
装置本体Mの外形は、筐体としてのケース体BDにより構成される。
まず、画像形成部GKについて説明する。
画像形成部GKでは、感光体ドラム2の表面に沿って順に、図1において矢印で示した感光体ドラム2の回転方向に沿って上流側から下流側に順に、帯電部10による帯電、レーザースキャナーユニット4による露光、現像器16による現像、転写ローラー8による転写、除電器12による除電、及びドラムクリーニング部11によるクリーニングが行われる。
除電器12は、感光体ドラム2の表面に対向して配置される。
ドラムクリーニング部11は、感光体ドラム2の表面に対向して配置される。
定着装置9の詳細については後述する。
図1に示すように、装置本体Mの下部には、用紙Tを収容する給紙カセット52が配置される。給紙カセット52には、用紙Tが積層された状態で載置される載置板60が配置される。載置板60に載置された用紙Tは、カセット給紙部51により搬送路Lに送り出される。カセット給紙部51は、載置板60上の用紙Tを取り出すための前送りコロ61と、用紙Tを1枚ずつ搬送路Lに送り出すための給紙ローラー対63とからなる重送防止機構を備える。
なお、各搬送路の所定位置には用紙検出用のセンサー(不図示)が配置される。
ベルトガイド部材91の詳細については後述する。
加熱回転ベルト9aの基材には、加熱回転ベルト9aの基材を突き抜けずに基材に沿って通過する磁束による電磁誘導によって、渦電流(誘導電流)が発生する。基材には、渦電流が流れることで、基材が有する電気抵抗によりジュール熱が発生する。このように、加熱回転ベルト9aの基材は、後述する加熱ユニット70によって電磁誘導を利用した電磁誘導加熱(IH)により発熱される。
なお、用紙Tの通紙領域は、これに制限されず、各サイズの用紙Tに対応して適宜設定することができる。
誘導コイル71は、加熱回転ベルト9aの外周面から所定距離だけ離間すると共に、加熱回転ベルト9aの外周面に沿って配置される。本実施形態では、誘導コイル71を、あらかじめ線材を巻き回した形状に形成している。誘導コイル71は、その長手方向が用紙幅方向D2と平行になるように加熱ユニット70に配置される。なお、誘導コイル71を、平面視(図2の上方から視た場合)した場合に、用紙幅方向D2に長い形状に線材を巻き回して形成してもよい。
本実施形態では、誘導コイル71は、耐熱性の樹脂材料により構成された不図示の支持部材の上に固定される。
センターコア部73は、図2に示すように、磁路の周回方向R3において、アーチコア部74と加熱回転ベルト9aとの間の磁路を構成する。
ベルトガイド部材91は、図2及び図3に示すように、加熱回転ベルト9aの内面側に配置される。ベルトガイド部材91は、加熱回転ベルト9aの内周面側に加熱回転ベルト9aに沿うように配置される。
コイル側部分94は、外側円筒部93の誘導コイル71側(上方側)の半円筒状の部分である。ニップ側部分95は、外側円筒部93の加圧ローラー9b側(下方側)の半円筒状の部分である。
詳細には、図4に示すように、最大通紙ニップ側部分A2、中間通紙ニップ側部分B2及び最小通紙ニップ側部分C2は、最大通紙コイル側部分A1、中間通紙コイル側部分B1及び最小通紙コイル側部分C1それぞれと、加熱回転ベルト9aの回転軸J1を挟んで対面する位置に配置されている。そのため、最大通紙コイル側部分A1、中間通紙コイル側部分B1及び最小通紙コイル側部分C1がセンターコア部73の対向面731(図2参照)に対向する位置に位置した場合に、同時に、最大通紙ニップ側部分A2、中間通紙ニップ側部分B2及び最小通紙ニップ側部分C2それぞれは、加圧ローラー9bに対向する位置であって定着ニップFを形成する位置に配置される。
最大通紙対応部951aは、用紙幅方向D2の長さが最大の用紙Tが定着ニップFに搬送される場合に、定着ニップFを形成する部分である。中間通紙対応部952aは、用紙幅方向D2の長さが中間の用紙Tが定着ニップFに搬送される場合に、定着ニップFを形成する部分である。最小通紙対応部953aは、用紙幅方向D2の長さが最小の用紙Tが定着ニップFに搬送される場合に、定着ニップFを形成する部分である。
まず、プリンター1の受け付け部(不図示)は、プリンター1の電源がONの状態の場合に、例えばプリンター1の外部に配置されている操作部(不図示)が操作されたことに基づいて発生する画像が形成される用紙Tのサイズ情報を含む画像形成指示情報を受け付ける。
例えば、中間サイズの用紙Tに印刷する印刷命令を受け付けた場合には、記憶部(不図示)を参照してガイド回転部(不図示)を制御して、中間通紙コイル側部分B1をセンターコア部73の対向面731に対向させることと同時に、中間通紙ニップ側部分B2を加圧ローラー9bに対向するように位置させる。
そして、駆動制御部(不図示)への電力の供給が開始されると、回転駆動部(不図示)により加圧ローラー9bが回転駆動される。加圧ローラー9bの回転駆動に伴って加熱回転ベルト9aは、従動して回転される。
これにより、誘導コイル71には、誘導加熱用回路部(不図示)から交流電流が印加される。誘導コイル71は、加熱回転ベルト9aを発熱させるための磁束を発生させる。
加熱回転ベルト9aに導かれた磁束及び内側円筒部92に導かれた磁束は、加熱回転ベルト9a及び内側円筒部92を通り、サイドコア部76において合流される。
つまり、小さいサイズの用紙Tを連続して印刷した場合には、加熱回転ベルト9aは、用紙幅方向D2の両端部側では温度が高くなり、用紙幅方向D2の中央部側では温度が低くなる。
第1実施形態のプリンター1では、加圧ローラー9bと、加圧ローラー9bに対向して配置され加圧ローラー9bの回転によって従動して回転する加熱回転ベルト9aと、誘導コイル71と、誘導コイル71により発生された磁束の磁路を構成する磁性体コア部72と、加熱回転ベルト9aの内面側に配置され加熱回転ベルト9aの回転をガイドするベルトガイド部材91であって、誘導コイル71側に配置され、通紙領域昇温対応部(昇温対応部)941a、942a、943aと、非通紙領域遮蔽部(非昇温対応部)941d、942d、943dとを有するコイル側部分94と、加圧回転体9b側に配置され、用紙Tが通過する通紙領域に対応する通紙対応部951a、952a、953aと、非通紙領域に対応する領域を含む領域に配置され通紙対応部951a、952a、953aの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する熱移動部955とを有するニップ側部分95と、を有するベルトガイド部材91と、を備える。
そのため、加熱回転ベルト9aの用紙幅方向D2の非通紙領域の熱は、熱移動部955に伝導される。これにより、加熱回転ベルト9aの非通紙領域の温度が過度に上昇することを抑制することができる。
第2実施形態の定着装置9Aは、第1実施形態と比べて、主として、ベルトガイド部材91Aの構成、加熱回転ベルト9aの基材の材質が異なる。
最大通紙領域発熱部971a及び無段階通紙領域発熱部972aは、昇温対応部として構成される。
ここで、無段階通紙領域発熱部972aは無段階状に傾斜している。そのため、ベルトガイド部材91Aの回転角度を調整してセンターコア部73の対向面731に対向する位置を変化させることで、用紙幅方向D2の長さが最大の用紙Tから最小の用紙Tまでの範囲で、様々な用紙Tのサイズに対応することができる。
最大通紙対応部981a及び無段階通紙対応部982aは、加熱回転ベルト9aの最大通紙領域901及び最大通紙領域901から最小通紙領域903までの領域それぞれに対応している。
これにより、加熱回転ベルト9aの非通紙領域の温度が過度に上昇することを低減することができると共に、用紙幅方向D2の温度ムラを低減することができる。
シート状の被転写材は、用紙に制限されず、例えば、フィルムシートであってもよい。
Claims (7)
- 加圧回転体と、
前記加圧回転体に対向して配置される加熱回転ベルトであって、前記加圧回転体との間に定着ニップを形成すると共に、前記加圧回転体の回転によって従動して回転する加熱回転ベルトと、
前記加熱回転ベルトの外面に対向して配置され、磁束を発生させる誘導コイルと、
前記誘導コイルにより発生された磁束の磁路を構成する磁性体コア部と、
前記加熱回転ベルトの内面側に配置され、前記加熱回転ベルトの内面の少なくとも一部に当接して前記加熱回転ベルトを位置決めすると共に前記加熱回転ベルトの回転をガイドするベルトガイド部材であって、
前記誘導コイル側に配置され、昇温対応部と、前記昇温対応部の前記加熱回転ベルトの幅方向の外側の部分である非昇温対応部とを有するコイル側部分と、
前記加圧回転体側に配置され、被転写材が通過する通紙領域に対応する通紙対応部と、前記通紙対応部の外側に配置され前記通紙対応部の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する熱移動部とを有するニップ側部分と、
を有するベルトガイド部材と、を備える
定着装置。 - 前記熱移動部は、前記加熱回転ベルトの回転方向の上流側に延びる
請求項1に記載の定着装置。 - 前記熱移動部は、前記加熱回転ベルトの回転方向の上流側に延びる部分で、前記加熱回転ベルトの幅方向の内側に延びる
請求項2に記載の定着装置。 - 前記熱移動部は、前記加熱回転ベルトの幅方向の内側に延びる部分が、前記加熱回転ベルトの幅方向の両方の外側から内側に延びて互いにつながっている
請求項3に記載の定着装置。 - 前記ベルトガイド部材は、前記被転写材のサイズに対応して回転可能である
請求項1から4のいずれかに記載の定着装置。 - 前記磁性体コア部は、前記誘導コイルの内周縁の近傍に配置され、前記誘導コイルを挟まずに前記加熱回転ベルトの外面から所定距離離間して前記加熱回転ベルトの外面に対向する第1コア部を有し、
前記昇温対応部が前記第1コア部に対向する位置に配置される場合の前記昇温対応部の前記加熱回転ベルトの幅方向の長さと、前記通紙対応部が前記定着ニップを形成する位置に配置される場合の前記通紙対応部の前記加熱回転ベルトの幅方向の長さとは、対応している
請求項1から5のいずれかに記載の定着装置。 - 表面に静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に形成された静電潜像をトナー画像として現像する現像器と、
前記像担持体に形成されたトナー画像を直接的又は間接的にシート状の被転写材に転写する転写部と、
請求項1から6のいずれかに記載の定着装置と、を備える
画像形成装置。
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