JP5541612B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、そこに設置される定着装置と、に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof, and a fixing device installed therein.
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、装置を高速化した場合であっても定着不良が生じにくい定着装置として、定着ベルトの内周面に対向するように抵抗発熱体を設置する技術が知られている(例えば、特許文献1、2参照。)。
Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, the inner peripheral surface of a fixing belt has been used as a fixing device that is less likely to cause poor fixing even when the warm-up time or first print time is short and the speed of the device is increased. There is known a technique of installing a resistance heating element so as to be opposed to (see, for example,
詳しくは、特許文献1、2等の定着装置は、定着部材としての定着ベルト、定着ベルトの内周面に対向するように固設された略円筒状の発熱部材(抵抗発熱体)、加圧ローラ(加圧回転体)、定着ベルトを介して加圧ローラに圧接してニップ部を形成する当接部材(固定部材)、等で構成されている。
そして、定着ベルトが抵抗発熱体(発熱部材)によって加熱されて、ニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像がニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着されることになる。
Specifically, the fixing device disclosed in
Then, the fixing belt is heated by the resistance heating element (heating member), and the toner image on the recording medium conveyed toward the nip portion is fixed on the recording medium by receiving heat and pressure at the nip portion. It will be.
上述した特許文献1、2等の定着装置は、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、装置を高速化した場合であっても定着不良が充分に生じにくい装置であるものの、さらに定着ベルトを効率的にバラツキなく加熱することが求められていた。
特に、定着ベルトに対して発熱部材は完全に密着しているわけではなく、ニップ部入口側が定着ベルトの張り側となるために、定着ベルトにおけるその他の部分で発熱部材との間にギャップのバラツキが生じて、それにともない定着ベルトの加熱状態にもバラツキが生じてしまう可能性があった。そして、そのようなバラツキが大きくなると、定着画像に定着ムラ等の定着不良が発生してしまう可能性があった。
Although the fixing device described in
In particular, the heat generating member is not completely in close contact with the fixing belt, and the gap between the heat generating member and other portions of the fixing belt is different because the inlet side of the nip portion becomes the tension side of the fixing belt. As a result, the heating state of the fixing belt may vary accordingly. When such variation becomes large, there is a possibility that fixing failure such as fixing unevenness may occur in the fixed image.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、定着画像に定着ムラ等の定着不良が生じることなく、さらに定着ベルトを効率的にバラツキなく加熱することができる、定着装置、及び、画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems. The warm-up time and the first print time are short, and the fixing belt is more efficient without causing fixing defects such as uneven fixing on the fixed image. It is an object of the present invention to provide a fixing device and an image forming apparatus that can be heated without variation.
この発明の請求項1記載の発明にかかる定着装置は、所定方向に走行してトナー像を加熱して溶融するとともに、可撓性を有する無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトの内周面側に固設されて、当該定着ベルトを介して加圧回転体に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する固定部材と、前記ニップ部とは異なる位置で前記定着ベルトの内周面に当接又は対向するように前記定着ベルトの周方向に沿って複数に分割され固設されるとともに、前記定着ベルトを加熱する発熱部材と、を備え、複数に分割された前記発熱部材のうち、前記ニップ部に対して前記定着ベルトの走行方向上流側に配設された第1発熱部材は、前記固定部材に隣接して接触するように配設され、前記第1発熱部材と、複数に分割されたその他の発熱部材のうち前記第1発熱部材に隣り合う第2発熱部材と、の間に対応する位置に、前記定着ベルトの温度を検知する温度検知手段をさらに備えたものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a fixing device that travels in a predetermined direction to heat and melt a toner image, and has an endless fixing belt having flexibility, and an inner peripheral surface of the fixing belt. A fixing member that is fixed to the side and forms a nip portion that is pressed against the pressure rotator through the fixing belt to convey the recording medium, and an inner periphery of the fixing belt at a position different from the nip portion. A heating member that heats the fixing belt and is divided into a plurality of pieces along the circumferential direction of the fixing belt so as to contact or face the surface. The first heat generating member disposed upstream of the fixing belt in the running direction with respect to the nip portion is disposed so as to be adjacent to the fixing member, and includes a plurality of the first heat generating member and the first heat generating member. Other heating elements divided into Wherein the second heating member adjacent to the first heating member, in a position corresponding to between the, in which further comprising temperature detecting means for detecting a temperature of the fixing belt.
また、請求項2記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1に記載の発明において、前記第1発熱部材は、前記複数に分割されたその他の発熱部材とは別に、前記温度検知手段の検知結果に基いて発熱量が制御されるものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to the first aspect, wherein the first heat generating member is different from the other heat generating members divided into the plurality of heat generating members. The calorific value is controlled based on the detection result.
また、請求項3記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項2に記載の発明において、前記第1発熱部材は、前記温度検知手段によって検知された温度が低いときに、前記温度検知手段によって検知された温度が高いときに比べて、その発熱量が大きくなるように制御されるものである。 According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the second aspect, when the temperature detected by the temperature detecting means is low, the first heat generating member is detected by the temperature detecting means. The amount of heat generation is controlled to be larger than when the detected temperature is high.
また、請求項4記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項3のいずれかに記載の発明において、前記第1発熱部材は、前記ニップ部に搬送される記録媒体の搬送速度が遅いときに、記録媒体の搬送速度が速いときに比べて、その発熱量が小さくなるように制御されるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to any one of the first to third aspects, wherein the first heating member is a conveyance speed of the recording medium conveyed to the nip portion. When the recording medium is slow, the amount of heat generation is controlled to be smaller than when the recording medium is transported at a high speed.
また、請求項5記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項4のいずれかに記載の発明において、前記第1発熱部材は、前記ニップ部に搬送される記録媒体の坪量、厚さ、密度のうちいずれかが大きいときに、記録媒体の坪量、厚さ、密度のうちいずれかが小さいときに比べて、その発熱量が大きくなるように制御されるものである。 The fixing device according to a fifth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the first heat generating member is a basis weight of the recording medium conveyed to the nip portion. When any one of the thickness and density is large, the heat generation amount is controlled to be larger than when any of the basis weight, thickness and density of the recording medium is small.
また、請求項6記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項5のいずれかに記載の発明において、前記第1発熱部材は、幅方向のサイズの異なる記録媒体における通紙領域と非通紙領域とに対応して幅方向において複数に分割され、複数に分割された前記第1発熱部材は、前記ニップ部に搬送される記録媒体の幅方向のサイズに基いて、その発熱量が制御されるものである。 The fixing device according to a sixth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the first heat generating member is a sheet passing area in a recording medium having a different size in the width direction. The first heat generating member divided into a plurality of portions in the width direction corresponding to the non-sheet passing region is heated based on the size in the width direction of the recording medium conveyed to the nip portion. The amount is to be controlled.
また、請求項7記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項6に記載の発明において、前記複数に分割されたその他の発熱部材は、幅方向のサイズの異なる記録媒体における通紙領域と非通紙領域とに対応して幅方向において複数に分割され、複数に分割された前記その他の発熱部材は、前記ニップ部に搬送される記録媒体の幅方向のサイズに基いて、その発熱量が制御されるものである。 The fixing device according to a seventh aspect of the present invention is the fixing device according to the sixth aspect, wherein the other heat generating members divided into a plurality of the heat generating members and the non-sheet passing regions in the recording media having different sizes in the width direction are provided. The other heat generating member divided into a plurality of parts in the width direction corresponding to the sheet passing area has a heat generation amount based on the size in the width direction of the recording medium conveyed to the nip portion. It is to be controlled.
また、請求項8記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項7のいずれかに記載の発明において、前記発熱部材を介して前記定着ベルトの内周面に対向するとともに、前記発熱部材のみを支持するように形成された断熱部材をさらに備えたものである。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to any one of the first to seventh aspects, wherein the fixing device faces the inner peripheral surface of the fixing belt via the heat generating member. It further includes a heat insulating member formed so as to support only the heat generating member.
また、請求項9記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項8のいずれかに記載の発明において、前記固定部材は、幅方向に直交する断面でみたときに、前記ニップ部における曲率が前記加圧回転体の前記ニップ部における曲率よりも小さくなるように形成されるとともに、前記定着ベルトの走行方向に沿った範囲が前記ニップ部における前記定着ベルトの走行方向に沿った範囲を含むように形成され、前記ニップ部に対して前記定着ベルトの走行方向上流側の位置で前記定着ベルトとの間にギャップが形成され、前記第1発熱部材は、前記固定部材と前記定着ベルトとの前記ギャップに入り込むように形成されたものである。 The fixing device according to a ninth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to eighth aspects, wherein the fixing member is the nip portion when viewed in a cross section perpendicular to the width direction. And the range along the running direction of the fixing belt is the range along the running direction of the fixing belt at the nip portion. A gap is formed between the nip portion and the fixing belt at a position upstream of the fixing belt in the running direction, and the first heat generating member includes the fixing member and the fixing belt. And so as to enter the gap.
また、請求項10記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項9のいずれかに記載の発明において、前記発熱部材の内周面側に固設されて前記固定部材に当接して当該固定部材を補強する補強部材をさらに備えたものである。 A fixing device according to a tenth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to ninth aspects, wherein the fixing device is fixed to an inner peripheral surface side of the heat generating member and abuts on the fixing member. And a reinforcing member for reinforcing the fixing member.
また、請求項11記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項10のいずれかに記載の発明において、前記固定部材は、不導体で形成されたものである。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to tenth aspects, the fixing member is formed of a nonconductor.
また、請求項12記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項11のいずれかに記載の発明において、前記複数に分割された発熱部材は、前記第1発熱部材と前記第2発熱部材とであって、前記第2発熱部材は、前記ニップ部と前記第1発熱部材とを除く位置で前記定着ベルトの内周面に対向するように固設されたものである。 A fixing device according to a twelfth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the heat generating member divided into the plurality of members includes the first heat generating member and the second heat generating member. A heat generating member, wherein the second heat generating member is fixed so as to face the inner peripheral surface of the fixing belt at a position excluding the nip portion and the first heat generating member.
また、請求項13記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項12のいずれかに記載の発明において、前記複数に分割された発熱部材は、それぞれ、その一部又は全部が抵抗発熱体で形成されたものである。 A fixing device according to a thirteenth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to twelfth aspects of the present invention, wherein a part or all of the heat generating members divided into a plurality are each made of a resistor. It is formed of a heating element.
また、この発明の請求項14記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項1〜請求項13のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。 An image forming apparatus according to a fourteenth aspect of the present invention includes the fixing device according to any one of the first to thirteenth aspects.
なお、本願において、「通紙領域」とは、画像形成装置にて通紙される記録媒体の幅方向(通紙方向に直交する方向である。)の範囲であるものと定義し、「非通紙領域」とは「通紙領域」の範囲外の領域であるものと定義する。
また、本願において、「幅方向」とは、記録媒体の搬送方向に対して直交する方向であるものと定義する。
In the present application, the “sheet passing area” is defined as a range in the width direction of the recording medium to be passed by the image forming apparatus (a direction perpendicular to the sheet passing direction). The “paper passing area” is defined as an area outside the range of the “paper passing area”.
In the present application, the “width direction” is defined as a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium.
また、本願において、固定部材や補強部材が「固設」された状態とは、固定部材や補強部材が回転駆動されることなく非回転で保持されている状態であるものと定義する。したがって、例えば、固定部材がスプリング等の付勢部材によってニップ部に向けて付勢されている場合であっても固定部材が非回転で保持されていれば、固定部材が「固設」された状態となる。 Further, in the present application, the state in which the fixing member or the reinforcing member is “fixed” is defined as a state in which the fixing member or the reinforcing member is held in a non-rotating manner without being driven to rotate. Therefore, for example, even when the fixing member is biased toward the nip portion by a biasing member such as a spring, the fixing member is “fixed” if the fixing member is held non-rotating. It becomes a state.
本発明は、定着ベルトの内周面に対向する発熱部材を定着ベルトの周方向に沿って複数に分割して、ニップ部上流側に配設された第1発熱部材を固定部材に隣接するように配設している。さらに、第1発熱部材と、第1発熱部材に隣り合う第2発熱部材と、の間に、定着ベルトの温度を検知する温度検知手段を設けている。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、定着画像に定着ムラ等の定着不良が生じることなく、さらに定着ベルトが効率的にバラツキなく加熱される、定着装置、及び、画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, the heat generating member facing the inner peripheral surface of the fixing belt is divided into a plurality along the circumferential direction of the fixing belt, and the first heat generating member disposed on the upstream side of the nip portion is adjacent to the fixing member. It is arranged. Further, a temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing belt is provided between the first heat generating member and the second heat generating member adjacent to the first heat generating member. As a result, a fixing device and an image forming apparatus in which the warm-up time and the first print time are short, fixing defects such as fixing unevenness do not occur in the fixed image, and the fixing belt is efficiently heated without variation. Can be provided.
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
実施の形態1.
図1〜図8にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1に示すように、本実施の形態1における画像形成装置1は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体1の上方にあるボトル収容部101には、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した4つのトナーボトル102Y、102M、102C、102Kが着脱自在(交換自在)に設置されている。
ボトル収容部101の下方には中間転写ユニット85が配設されている。その中間転写ユニット85の中間転写ベルト78に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部4Y、4M、4C、4Kが並設されている。
The first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the
An
各作像部4Y、4M、4C、4Kには、それぞれ、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kが配設されている。また、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの周囲には、それぞれ、帯電部75、現像部76、クリーニング部77、除電部(不図示である。)等が配設されている。そして、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)がおこなわれて、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上に各色の画像が形成されることになる。
Photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are disposed in the
感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kは、不図示の駆動モータによって図1中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部75の位置で、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面が一様に帯電される(帯電工程である。)。
その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、露光部3から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
The photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are rotationally driven in a clockwise direction in FIG. 1 by a drive motor (not shown). Then, the surfaces of the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are uniformly charged at the position of the charging unit 75 (a charging process).
Thereafter, the surfaces of the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach the irradiation position of the laser light L emitted from the
その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、現像装置76との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される(現像工程である。)。
その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、中間転写ベルト78及び第1転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上のトナー像が中間転写ベルト78上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
Thereafter, the surfaces of the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach a position facing the developing
Thereafter, the surfaces of the photoconductive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach the positions facing the
その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、クリーニング部77との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上に残存した未転写トナーがクリーニング部77のクリーニングブレードによって機械的に回収される(クリーニング工程である。)。
最後に、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
Thereafter, the surfaces of the photoconductive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach a position facing the
Finally, the surfaces of the photoconductive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach a position facing a neutralization unit (not shown), and the residual potential on the photoconductive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K is removed at this position. The
Thus, a series of image forming processes performed on the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K is completed.
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト78上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト78上にカラー画像が形成される。
ここで、中間転写ユニット85は、中間転写ベルト78、4つの1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79K、2次転写バックアップローラ82、クリーニングバックアップローラ83、テンションローラ84、中間転写クリーニング部80、等で構成される。中間転写ベルト78は、3つのローラ82〜84によって張架・支持されるとともに、1つのローラ82の回転駆動によって図1中の矢印方向に無端移動される。
Thereafter, the toner images of the respective colors formed on the respective photosensitive drums through the developing process are transferred onto the
Here, the
4つの1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kは、それぞれ、中間転写ベルト78を感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kとの間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。そして、1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト78は、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト78上に重ねて1次転写される。
The four primary
The
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト78は、2次転写ローラ89との対向位置に達する。この位置では、2次転写バックアップローラ82が、2次転写ローラ89との間に中間転写ベルト78を挟み込んで2次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト78上に形成された4色のトナー像は、この2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体P上に転写される。このとき、中間転写ベルト78には、記録媒体Pに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト78は、中間転写クリーニング部80の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト78上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト78上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
Thereafter, the
Thereafter, the
Thus, a series of transfer processes performed on the
ここで、2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Pは、装置本体1の下方に配設された給紙部12から、給紙ローラ97やレジストローラ対98等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部12には、転写紙等の記録媒体Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ97が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Pがレジストローラ対98のローラ間に向けて給送される。
Here, the recording medium P transported to the position of the secondary transfer nip is transported from the
Specifically, a plurality of recording media P such as transfer paper are stored in the
レジストローラ対98に搬送された記録媒体Pは、回転駆動を停止したレジストローラ対98のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト78上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対98が回転駆動されて、記録媒体Pが2次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体P上に、所望のカラー画像が転写される。
The recording medium P conveyed to the
その後、2次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Pは、定着部20の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト21及び加圧ローラ31による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体P上に定着される。
その後、記録媒体Pは、排紙ローラ対99のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対99によって装置外に排出された被転写Pは、出力画像として、スタック部100上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
Thereafter, the recording medium P on which the color image is transferred at the position of the secondary transfer nip is conveyed to the position of the fixing
Thereafter, the recording medium P is discharged out of the apparatus through a pair of
Thus, a series of image forming processes in the image forming apparatus is completed.
次に、図2〜図7にて、画像形成装置本体1に設置される定着装置20の構成・動作について詳述する。
図2〜図4に示すように、定着装置20は、定着部材としての定着ベルト21(ベルト部材)、固定部材26、発熱部材22a、22b、補強部材23、加圧回転体としての加圧ローラ31、温度検知手段としての温度センサ40、等で構成される。
Next, the configuration and operation of the fixing
As shown in FIGS. 2 to 4, the fixing
ここで、定着ベルト21は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、図2中の矢印方向(反時計方向)に回転(走行)する。定着ベルト21は、内周面21a(固定部材26との摺接面である。)側から、基材層、弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが1mm以下に設定されている。
定着ベルト21の基材層は、層厚が30〜50μmであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成されている。
定着ベルト21の弾性層は、層厚が100〜300μmであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト21表面の微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体P上のトナー像Tに均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。なお、本実施の形態1では、定着ベルト21の弾性層として、層厚が200μmのシリコーンゴムを用いている。
定着ベルト21の離型層は、層厚が10〜50μmであって、PFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、PES(ポリエーテルサルファイド)、等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナーT(トナー像)に対する離型性(剥離性)が担保される。
Here, the fixing
The base material layer of the fixing
The elastic layer of the fixing
The release layer of the fixing
また、定着ベルト21の直径は15〜120mmになるように設定されている。なお、本実施の形態1では、定着ベルト21の内径が30mmに設定されている。
定着ベルト21の内部(内周面側)には、固定部材26、発熱部材22a、22b、補強部材23、等が固設されている。また、図示は省略するが、定着ベルト21と発熱部材22a、22bとの間には、潤滑剤が介在(塗布)されている。
ここで、固定部材26は、定着ベルト21の内周面21aに摺接するように固定されている。そして、固定部材26が定着ベルト21を介して加圧ローラ31に圧接することで、記録媒体Pが搬送されるニップ部が形成される。図3を参照して、固定部材26は、その幅方向両端部が定着装置20の側板43に固定支持されている。なお、固定部材26の構成については、後でさらに詳しく説明する。
Further, the diameter of the fixing
A fixing
Here, the fixing
図2を参照して、発熱部材22a、22bは、ニップ部とは異なる位置で定着ベルト21の内周面に対向(又は、軽接触)するように、定着ベルト21の周方向に沿って2つに分割されている。
詳しくは、2つに分割された発熱部材22a、22bのうち、ニップ部入口側(ニップ部に対して定着ベルトの21走行方向上流側である。)に配設された第1発熱部材22aは、固定部材26に隣接して接触するように配設されている。また、もう一方の第2発熱部材22bは、ニップ部と第1発熱部材22aとを除く位置(ニップ部出口側から定着ベルト21の走行方向に沿ってニップ部入口側近傍に至る比較的広い範囲である。)で、定着ベルト21の内周面に対向するように固設されている。
図3を参照して、これらの発熱部材22a、22bは、それぞれ、その幅方向両端部が定着装置20の側板43に固定支持されている。また、金属部材22の両端には、定着ベルト21の寄り(幅方向の移動である。)を制限するためのフランジ29が挿設されている。
Referring to FIG. 2, the
Specifically, of the
Referring to FIG. 3, the
ここで、これらの発熱部材22a、22bは、それぞれ、その一部に抵抗発熱体からなる発熱層が形成されている。図示は省略するが、発熱部材22a、22bは、内周面側から、基材層、発熱層、保護層(絶縁層)が順次積層されている。
発熱部材22a、22bの基材層は、酸化アルミニウム(アルミナ)や窒化アルミニウム等からなる。
発熱部材22a、22bの発熱層は、抵抗発熱体からなる。抵抗発熱体は、セラミック等からなる面状発熱体であって、その幅方向両端部に電源部(不図示である。)が接続されている。そして、発熱部材22a、22bの発熱層(抵抗発熱体)に電流が流されると、発熱層(抵抗発熱体)自身の電気抵抗によって発熱層(抵抗発熱体)が昇温して、当接(又は、対向)する定着ベルト21を加熱する。なお、発熱層(抵抗発熱体)は、適度に抵抗値を調整した金属分散樹脂等のように発熱機能を有するデバイスであれば、本実施の形態1のものに限定されることなくそれらを用いることができる。
発熱部材22a、22bの保護層(絶縁層)は、ガラス等の絶縁材料からなり、発熱部材22a、22bに印加された電流が定着ベルト21に流れるのを防止している。
Here, each of the
The base material layers of the
The heat generating layers of the
The protective layers (insulating layers) of the
そして、本実施の形態1では、発熱部材22a、22bが自ら発熱して、伝熱により定着ベルト21を加熱することになる。そして、加熱された定着ベルト21の表面から記録媒体P上のトナー像Tに熱が加えられることになる。
なお、2つの発熱部材22a、22bには、それぞれ別々の電源(不図示である。)から電流が印加される。そして、それらの電源の出力制御は、定着ベルト21表面に対向するサーミスタ、サーモパイル等の温度センサ40(温度検知手段)によるベルト表面温度の検知結果に基いてそれぞれおこなわれる。また、このような電源の出力制御によって、定着ベルト21の温度(定着温度)を所望の温度に設定することができる。温度センサ40(温度検知手段)は、図3に示すように、通紙可能な最小サイズの記録媒体Pの通紙領域Dminに対応する位置に配設されている(なお、図3中の範囲「Dmax」は、通紙可能な最大サイズの記録媒体Pの通紙領域を示す。)。
なお、本実施の形態1では、発熱部材22a、22bを多層構造体として、その一部に発熱層(抵抗発熱体)を形成した。これに対して、発熱部材22a、22bを単層構造体として、その全部を発熱層(抵抗発熱体)として形成することもできる。
In the first embodiment, the
Note that current is applied to the two
In the first embodiment, the
このように、本実施の形態1における定着装置20は、定着ベルト21の一部のみが局所的に加熱されるのではなく、金属部材22によって定着ベルト21が周方向にわたってほぼ全体的に加熱されることになるために、装置を高速化した場合であっても定着ベルト21が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。すなわち、比較的簡易な構成で効率よく定着ベルト21を加熱できるために、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短縮化されるとともに、装置の小型化が達成される。
As described above, in the fixing
ここで、2つの発熱部材22a、22bは、それぞれ、定着ベルト21の内周面(ニップ部を除く位置である。)にクリアランスをあけて対向するように固設されている。定着ベルト21と発熱部材22a、22bとのクリアランス量δ(ニップ部を除く位置のギャップである。)は、0mmより大きく1mm以下に設定されている(0mm<δ≦1mmである。)。これにより、発熱部材22a、22bと定着ベルト21とが摺接する面積が大きくなって定着ベルト21の磨耗が加速する不具合を抑止するとともに、発熱部材22a、22bと定着ベルト21とが離れ過ぎて定着ベルト21の加熱効率が低下する不具合を抑止することができる。さらに、発熱部材22a、22bが定着ベルト21に近設されることで、可撓性を有する定着ベルト21の円形姿勢がある程度維持されるため、定着ベルト21の変形による劣化・破損を軽減することができる。
また、発熱部材22a、22bと定着ベルト21とが摺接しても定着ベルト21の磨耗が軽減されるように、定着ベルト21の内周面にはフッ素グリスやシリコーンオイル等の潤滑剤が塗布されている。
Here, the two
Further, a lubricant such as fluorine grease or silicone oil is applied to the inner peripheral surface of the fixing
ここで、本実施の形態1では、ニップ部を形成する固定部材26の強度を補強する補強部材23が、定着ベルト21の内周面側に固設されている。図3を参照して、補強部材23は、幅方向(図3の左右方向であって、図2の紙面垂直方向である。)の長さが固定部材26と同等になるように形成されていて、その幅方向両端部が定着装置20の側板43に固定支持されている。そして、補強部材23が固定部材26及び定着ベルト21を介して加圧ローラ31に当接することで、ニップ部において固定部材26が加圧ローラ31の加圧力を受けて大きく変形する不具合を抑止している。
この補強部材23は、上述した機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが好ましい。
Here, in the first embodiment, the reinforcing
In order to satisfy the above-described function, the reinforcing
図2を参照して、ニップ部の位置で定着ベルト21の外周面に当接する加圧回転体としての加圧ローラ31は、外径が25mm程度であって、中空構造の芯金32上に弾性層33(層厚が3mm程度である。)を形成したものである。加圧ローラ31(加圧回転体)の弾性層33は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層33の表層にPFA、PTFE等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。加圧ローラ31は定着ベルト21に圧接して、双方の部材間に所望のニップ部を形成する。また、図3を参照して、加圧ローラ31には不図示の駆動機構の駆動ギアに噛合するギア45が設置されていて、加圧ローラ31は図2中の矢印方向(時計方向)に回転駆動される。また、加圧ローラ31は、その幅方向両端部が定着装置20の側板43に軸受42を介して回転自在に支持されている。
Referring to FIG. 2, a
なお、加圧ローラ31の弾性層33を発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成した場合には、ニップ部に作用する加圧力を減ずることができるために、固定部材26に生じる撓みをさらに軽減することができる。さらに、加圧ローラ31の断熱性が高められて、定着ベルト21の熱が加圧ローラ31側に移動しにくくなるために、定着ベルト21の加熱効率が向上する。
なお、本実施の形態1において、定着ベルト21の直径と加圧ローラ31の直径とをほぼ同等になるように形成することもできる。
Note that when the
In the first embodiment, the diameter of the fixing
図4を参照して、定着ベルト21の内周面21aに摺接する固定部材26は、ベース層上に表面層が形成されたものである。固定部材26は、幅方向に直交する断面でみたときに、加圧ローラ31との対向面の曲率(ニップ部における曲率)が、加圧ローラ31の曲率よりも小さくなるように凹状に形成されている。さらに、固定部材26における定着ベルト21の走行方向に沿った範囲Mが、ニップ部における定着ベルト21の走行方向に沿った範囲Nを含むように形成されている。このような構成により、記録媒体Pは加圧ローラ31の曲率にならうようにニップ部から送出されるために、定着工程後の記録媒体Pが定着ベルト21に吸着して分離しないような不具合を抑止することができる。
なお、本実施の形態1では、ニップ部を形成する固定部材26の形状を凹状に形成したが、ニップ部を形成する固定部材26の形状を平面状に形成することもできる。すなわち、固定部材26の摺接面(加圧ローラ31に対向する面である。)が平面形状になるように形成することができる。これにより、ニップ部の形状が記録媒体Pの画像面に対して略平行になって、定着ベルト21と記録媒体Pとの密着性が高まるために定着性が向上する。さらに、ニップ部の出口側における定着ベルト21の曲率が大きくなるために、ニップ部から送出された記録媒体Pを定着ベルト21から容易に分離することができる。
Referring to FIG. 4, fixing
In the first embodiment, the shape of the fixing
また、固定部材26のベース層を形成する材料としては、加圧ローラ31による加圧力を受けても大きく撓むことがないように、ある程度剛性のある材料で形成されている。ベース層としては、セラミック、ガラス、絶縁性樹脂材料等の不導体を用いることができる。
また、固定部材26の表面層は、フッ素ゴム等の低摩擦弾性材料で形成されている。このような表面層を設けることにより、固定部材26と定着ベルト21との摺接によって双方の部材21、26が磨耗する不具合が軽減されるとともに、双方の部材21、26の間に所望のニップ部が形成されることになる。また、固定部材26の表面層に、予め潤滑剤を含浸させることもできる。これにより、固定部材26は、定着ベルト21に当接する面に潤滑剤が保持された状態になり、双方の部材21、26が磨耗する不具合がさらに軽減される。
なお、固定部材26は、全体として、不導体で形成されることが好ましい。これにより、第1発熱部材22aが固定部材26に当接するように配設されても、第1発熱部材22aに印加された電流が固定部材26に流れるのを防止することができる。
In addition, the material for forming the base layer of the fixing
The surface layer of the fixing
The fixing
以下、上述のように構成された定着装置20の通常時の動作について簡単に説明する。
装置本体1の電源スイッチが投入されると、発熱部材22a、22b(抵抗発熱体)に電力が供給されるとともに、不図示の駆動モータから駆動力が伝達されて加圧ローラ31の図2中の矢印方向の回転駆動が開始される。これにより、ニップ部における加圧ローラ31との摩擦力によって、定着ベルト21も図2中の矢印方向に従動(回転)する。
その後、給紙部12から記録媒体Pが給送されて、2次転写ローラ89の位置で、記録媒体P上に未定着のカラー画像が担持(転写)される。未定着画像T(トナー像)が担持された記録媒体Pは、不図示のガイド板に案内されながら図2の矢印Y10方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト21及び加圧ローラ31のニップ部に送入される。
そして、発熱部材22a、22b(抵抗発熱体)によって加熱された定着ベルト21による加熱と、補強部材23によって補強された固定部材26と加圧ローラ31との押圧力とによって、記録媒体Pの表面にトナー像Tが定着される。その後、ニップ部から送出された記録媒体Pは、矢印Y11方向に搬送される。
The normal operation of the fixing
When the power switch of the apparatus
Thereafter, the recording medium P is fed from the
The surface of the recording medium P is heated by the fixing
以下、本実施の形態1における定着装置20において特徴的な構成・動作について、詳しく説明する。
図2及び図4を参照して、本実施の形態1における定着装置20において、定着ベルト21の内周面に内接する発熱部材は、定着ベルト21の周方向に沿って2つに分割されている。
詳しくは、2つに分割された発熱部材22a、22bのうち、ニップ部入口側(ニップ部に対して定着ベルトの21走行方向上流側である。)に配設された第1発熱部材22aは、固定部材26に隣接して接触するように配設されている。また、第2発熱部材22bは、第1発熱部材22aに対して隙間をあけて隣り合うように設置され、ニップ部と第1発熱部材22aとを除く位置で定着ベルト21の内周面に対向するように固設されている。なお、第1発熱部材22aは、定着ベルト21の内周面の周長に対して比較的狭い範囲(周長に対して1/4以下である。)に配設されている。
そして、第1発熱部材22aと第2発熱部材22bとの間に対応する位置に、定着ベルト21の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ40が設置されている。
Hereinafter, a characteristic configuration and operation of the fixing
Referring to FIGS. 2 and 4, in fixing
Specifically, of the
A
ここで、第1発熱部材22aは、第2発熱部材22b(複数に分割されたその他の発熱部材である。)とは別に、温度センサ40(温度検知手段)の検知結果に基いて発熱量が制御される。具体的に、第1発熱部材22aと第2発熱部材22bとは、それぞれ別々の電源に接続されていて、それぞれ温度センサ40の検知結果に基いて別々に出力制御がされることになる。
詳しくは、第2発熱部材22bは、温度センサ40の検知温度が所定の定着目標温度に達していないときには電源から電流が印加されて、温度センサ40の検知温度が所定の定着目標温度に達しているときには電源から電流が印加されないように、制御(オン・オフ制御)される。
これに対して、第1発熱部材22aは、温度センサ40によって検知された温度が低いときに、温度センサ40によって検知された温度が高いときに比べて、その発熱量が大きくなるように制御される。具体的に、第1発熱部材22aは、「強」、「中」、「弱」等の数段階で発熱量を調整できるように構成されている。そして、図5を参照して、温度センサ40の位置で検知された温度が、定着目標温度(温度制御上の狙いの値である。)にほぼ一致している場合には、グラフS0に示すように、第1発熱部材22aによる発熱量が「中」レベルになるように制御する。これに対して、温度センサ40の位置で検知された温度が、定着目標温度よりも低い場合には、グラフS2に示すように、第1発熱部材22aによる発熱量が「強」レベルになるように制御して、ニップ部入口側で定着ベルト21を積極的に加熱する。また、温度センサ40の位置で検知された温度が、定着目標温度よりも高い場合には、グラフS1に示すように、第1発熱部材22aによる発熱量が「弱」レベル(又は、ゼロ)になるように制御して、ニップ部入口側で定着ベルト21の放熱を促す。このようにして、図5に示すように、ニップ部(固定部材26)の位置(定着工程がおこなわれる位置である。)に定着ベルト21が達したときには、定着ベルト21の表面温度が所望の定着目標温度に一様に近づけられることになる。
Here, the first
Specifically, when the temperature detected by the
On the other hand, the first
特に、第2発熱部材22bの位置は、ニップ部入口側ではなくて定着ベルト21が比較的緩みやすい側(ベルトテンションが小さい側)となるために、定着ベルト21との間にギャップのバラツキが生じて、それにともない定着ベルト21の加熱状態にもバラツキが生じやすくなる。これに対して、第1発熱部材22aの位置は、ニップ部入口側であって定着ベルト21の張り側(ベルトテンションが大きい側)となるために、第1発熱部材22aは定着ベルト21に軽接触した状態になって、第1発熱部材22aの発熱量を可変したときに定着ベルト21の表面温度が応答性よく可変されることになる。そのため、第2発熱部材22bの最下流側の位置で温度センサ40による温度検知をおこない、定着ベルト21の加熱状態の良否を判断して、第1発熱部材22aの位置で最終的に温度センサ40の検知結果に基いた定着温度補正をおこなうことで、効率的にバラツキなく定着ベルト21を加熱することができる。したがって、定着画像に定着ムラ等の定着不良が発生してしまう不具合も大幅に軽減されることになる。
また、本実施の形態1では、第1発熱部材22aの下流側端部を固定部材26に当接させているため、ニップ部に達する直前まで第1発熱部材22aによって定着ベルト21が加熱されて、定着ベルト21の加熱効率が高められることになる。
In particular, since the position of the second
In the first embodiment, since the downstream end portion of the first
ここで、本実施の形態1において、第1発熱部材22aは、ニップ部に搬送される記録媒体Pの搬送速度が遅いときに、記録媒体Pの搬送速度が速いときに比べて、その発熱量が小さくなるように制御される。
詳しくは、本実施の形態1における画像形成装置1は、連続通紙時等において、定着ベルト21の温度を定着目標温度近傍に維持できないとき(定着ベルト21の加熱が追いつかないとき)に、記録媒体Pの搬送速度(プロセス線速)を通常時よりも低下させながら画像形成動作をおこなう「低速モード」が実行されるように設定されている。そして、このような「低速モード」が実行されると、第1発熱部材22aによって定着ベルト21の加熱時間も長くなるために、通常時には図6のグラフQ1に示すような温度プロフィールであったものが、図6のグラフQ2に示すような温度プロフィールに変化してしまう。そのため、制御部において、「低速モード」が実行されているときには、温度センサ40で検知された温度に基いて設定される第1発熱部材22aの発熱量のレベルが1段階低くなるように制御している。これにより、「低速モード」が実行されている場合であっても、効率的にバラツキなく定着ベルト21を加熱することができる。
Here, in the first embodiment, the first
Specifically, the
また、本実施の形態1において、第1発熱部材22aは、ニップ部に搬送される記録媒体Pの坪量、厚さ、密度のうちいずれかが大きいときに、記録媒体Pの坪量、厚さ、密度のうちいずれかが小さいときに比べて、その発熱量が大きくなるように制御される。これは、通紙される記録媒体Pにおける坪量や厚さや密度が大きくなるにつれて、定着工程において定着ベルト21が奪われる熱量が大きくなるためである。したがって、通紙される記録媒体Pにおける坪量や厚さや密度が大きいときには、通紙される記録媒体Pにおける坪量や厚さや密度が小さいときに比べて、第1発熱部材22aによって定着ベルト21に高い熱量を付与する必要がある。
詳しくは、図7を参照して、通紙される記録媒体Pが普通紙である場合には、グラフR0に示すように、第1発熱部材22aによる発熱量が「中」レベルになるように制御する。これに対して、通紙される記録媒体Pが薄紙である場合には、グラフR3に示すように、第1発熱部材22aによる発熱量が「弱」レベルになるように制御する。また、通紙される記録媒体Pが厚紙である場合には、グラフR1に示すように、第1発熱部材22aによる発熱量が「強」レベルになるように制御する。さらに、通紙される記録媒体Pが封筒やOHP等のようにさらに大きな熱量を必要とするものである場合には、グラフR2に示すように、第1発熱部材22aによる発熱量が「最強」レベルになるように制御する。このような制御をおこなうことにより、通紙される記録媒体Pの種類に関わらず、効率的にバラツキなく定着ベルト21を加熱することができる。
なお、記録媒体Pの坪量、厚さ、密度についての情報は、装置本体1の操作パネル(不図示である。)等からユーザーによって入力される記録媒体Pの情報に基いて間接的に得ることもできるし、装置本体1における記録媒体Pの搬送経路中に設置した紙厚センサ等によって検知される情報に基いて直接的に得ることもできる。そして、このようにして得られた記録媒体Pの坪量、厚さ、密度についての情報に基いて、第1発熱部材22aの発熱量が制御されることになる。
In the first embodiment, the
Specifically, referring to FIG. 7, when the recording medium P to be passed is plain paper, the amount of heat generated by the first
Information about the basis weight, thickness, and density of the recording medium P is obtained indirectly based on information about the recording medium P input by the user from an operation panel (not shown) of the apparatus
ここで、本実施の形態1では、温度検知手段としての温度センサ40を、第1発熱部材22aと第2発熱部材22bとの間に対応する位置であって、定着ベルト21の外周面に当接(又は、対向)する位置に設置した。
これに対して、図8に示すように、温度検知手段としての温度センサ40を、第1発熱部材22aと第2発熱部材22bとの間に対応する位置であって、定着ベルト21の内周面に当接(又は、対向)する位置に設置することもできる。そして、このような場合にも、本実施の形態1と同様の効果を得ることができる。特に、定着ベルト21の内周面側に温度センサ40を設置した場合には、温度センサ40としてサーミスタ等のような接触型温度センサを用いたときであっても、定着ベルト21の外周面にダメージを与えることがないため、経時においても良好な定着画像を得ることができる。
Here, in the first embodiment, the
On the other hand, as shown in FIG. 8, the
以上説明したように、本実施の形態1においては、定着ベルト21の内周面に対向する発熱部材を定着ベルトの周方向に沿って複数に分割して、ニップ部上流側に配設された第1発熱部材22aを固定部材26に隣接するように配設している。さらに、第1発熱部材22aと、第1発熱部材22aに隣り合う第2発熱部材22bと、の間に、定着ベルト21の温度を検知する温度センサ40(温度検知手段)を設けている。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、定着画像に定着ムラ等の定着不良が生じることなく、さらに定着ベルト21を効率的にバラツキなく加熱することができる。
As described above, in the first embodiment, the heat generating member facing the inner peripheral surface of the fixing
なお、本実施の形態1では、発熱部材を定着ベルト21の周方向に沿って第1発熱部材22aと第2発熱部材22bとの2つに分割したが、発熱部材を定着ベルト21の周方向に沿って第1発熱部材22aと2つ以上の第2発熱部材22bとに分割することもできる。そして、その場合であっても、本実施の形態1と同様に、第1発熱部材22aや温度センサ40を設置することで、本実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
In the first embodiment, the heat generating member is divided into the first
実施の形態2.
図9にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図9は、実施の形態2における定着装置において、発熱部材を定着ベルト21の走行方向に沿ってみた平面図である。本実施の形態2における定着装置は、第1発熱部材と第2発熱部材とがそれぞれ幅方向に複数に分割されている点が、前記実施の形態1のものとは相違する。
A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 9 is a plan view of the heat generating member viewed along the traveling direction of the fixing
本実施の形態2における定着装置20も、前記実施の形態1のものと同様に、定着ベルト21(ベルト部材)、固定部材26、周方向に2つに分割された発熱部材22a1、22a2、22b1、22b2、補強部材23、加圧ローラ31(加圧回転体)、温度センサ40a、40b(温度検知手段)、等で構成される。また、本実施の形態2における定着装置20も、前記実施の形態1のものと同様に、2つに分割された発熱部材22a、22bの間に対応する位置に温度センサ40a、40bが設置され、温度センサ40a、40bの検知結果に基いて第1発熱部材22a1、22a2が第2発熱部材22b1、22b2とは別に出力制御される。
Similarly to the first embodiment, the fixing
ここで、本実施の形態2では、図9に示すように、第1発熱部材22a1、22a2は、幅方向のサイズの異なる記録媒体Pにおける通紙領域と非通紙領域とに対応して幅方向において複数に分割されている。具体的に、幅方向中央部に設置された第1発熱部材22a1は、通紙可能な最小サイズの記録媒体Pの通紙領域に対応して配設されている。これに対して、幅方向両端部に設置された第1発熱部材22a2は、通紙可能な最小サイズの記録媒体Pの非通紙領域(通紙可能な最大サイズの記録媒体Pの通紙領域)に対応して配設されている。
また、第2発熱部材22b1、22b2も、幅方向のサイズの異なる記録媒体Pにおける通紙領域と非通紙領域とに対応して幅方向において複数に分割されている。具体的に、幅方向中央部に設置された第2発熱部材22b1は、通紙可能な最小サイズの記録媒体Pの通紙領域に対応して配設されている。これに対して、幅方向両端部に設置された第2発熱部材22b2は、通紙可能な最小サイズの記録媒体Pの非通紙領域(通紙可能な最大サイズの記録媒体Pの通紙領域)に対応して配設されている。
Here, in the second embodiment, as shown in FIG. 9, the first heat generating members 22a1 and 22a2 have widths corresponding to the sheet passing area and the non-sheet passing area in the recording medium P having different sizes in the width direction. It is divided into a plurality of directions. Specifically, the first heat generating member 22a1 installed at the central portion in the width direction is disposed corresponding to the paper passing area of the recording medium P of the minimum size through which paper can be passed. On the other hand, the first heat generating members 22a2 installed at both end portions in the width direction have a non-sheet-passing area of the recording medium P of the minimum size that can be passed (the sheet passing area of the recording medium P of the maximum size that can be passed). ).
The second heat generating members 22b1 and 22b2 are also divided into a plurality in the width direction corresponding to the sheet passing area and the non-sheet passing area in the recording medium P having different sizes in the width direction. Specifically, the second heat generating member 22b1 installed in the central portion in the width direction is disposed corresponding to the paper passing area of the recording medium P of the minimum size that can pass paper. On the other hand, the second heat generating members 22b2 installed at both end portions in the width direction have a non-sheet-passing area of the recording medium P having the smallest size that can be passed (the sheet-passing area of the recording medium P having the largest size that can be passed). ).
そして、幅方向に複数に分割された第1発熱部材22a1、22a2と第2発熱部材22b1、22b2とが、それぞれ、ニップ部に搬送される記録媒体Pの幅方向のサイズに基いて、その発熱量が制御される。具体的に、最大サイズの記録媒体Pが通紙されるときには、すべての第1発熱部材22a1、22a2と第2発熱部材22b1、22b2とに電流が印加されるように制御される。これに対して、最小サイズの記録媒体Pが通紙されるときには、幅方向中央部の第1発熱部材22a1と第2発熱部材22b1とに電流が印加されて、幅方向両端部の第1発熱部材22a2と第2発熱部材22b2とには電流が印加されないように、制御される。
このような制御をおこなうことで、最小サイズの記録媒体Pが通紙されたときであっても、定着ベルト21の非通紙領域が、記録媒体Pによって積極的に熱が奪われずに過昇温してしまう不具合が軽減されることになる。
The first heat generating members 22a1 and 22a2 and the second heat generating members 22b1 and 22b2 divided into a plurality of portions in the width direction generate heat based on the size in the width direction of the recording medium P conveyed to the nip portion. The amount is controlled. Specifically, when the maximum size recording medium P is passed, control is performed so that current is applied to all the first heat generating members 22a1, 22a2 and the second heat generating members 22b1, 22b2. On the other hand, when the recording medium P of the minimum size is passed, current is applied to the first heat generating member 22a1 and the second heat generating member 22b1 at the center in the width direction, and the first heat generation at both ends in the width direction. Control is performed so that no current is applied to the member 22a2 and the second heat generating member 22b2.
By performing such control, even when the recording medium P of the minimum size is passed, the non-sheet passing area of the fixing
また、本実施の形態2では、図9に示すように、第1発熱部材22a1、22a2と第2発熱部材22b1、22b2との間であって、幅方向中央部と幅方向両端部とにそれぞれ温度センサ40a、40bを設置している。そして、幅方向中央部に設置された温度センサ40aに基いて、幅方向中央部に設置された第1発熱部材22a1の発熱量の制御をおこなっている。さらに、幅方向両端部に設置された温度センサ40bに基いて、幅方向両端部に設置された第1発熱部材22a2の発熱量の制御をそれぞれおこなっている。これにより、定着ベルト21の加熱状態に幅方向のバラツキが生じているときであっても、そのバラツキを温度センサ40a、40bによって検知して、その検知情報に基いて幅方向に分割された複数の第1発熱部材22a1、22a2を別々に出力制御することにより、定着ベルト21をさらに効率的にバラツキなく加熱することができる。
In the second embodiment, as shown in FIG. 9, between the first heat generating members 22a1 and 22a2 and the second heat generating members 22b1 and 22b2, the width direction central portion and the width direction both end portions are respectively provided.
なお、本実施の形態2では、最小サイズの記録媒体Pと最大サイズの記録媒体Pとに対応して、第1発熱部材と第2発熱部材とを、それぞれ幅方向中央部と幅方向両端部とに分割した。これに対して、3つ以上の異なるサイズの記録媒体Pに対応して、第1発熱部材と第2発熱部材との幅方向の分割数をさらに多く設定することもできる。 In the second embodiment, the first heat generating member and the second heat generating member are respectively arranged in the width direction center portion and the width direction end portions corresponding to the minimum size recording medium P and the maximum size recording medium P. And divided. On the other hand, the number of divisions in the width direction of the first heat generating member and the second heat generating member can be set to be larger corresponding to three or more different size recording media P.
以上説明したように、本実施の形態2においても、前記実施の形態1と同様に、定着ベルト21の内周面に対向する発熱部材を定着ベルトの周方向に沿って複数に分割して、ニップ部上流側に配設された第1発熱部材22a1、22a2を固定部材26に隣接するように配設している。さらに、第1発熱部材22a1、22a2と、第1発熱部材22a1、22a2に隣り合う第2発熱部材22b1、22b2と、の間に、定着ベルト21の温度を検知する温度センサ40a、40b(温度検知手段)を設けている。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、定着画像に定着ムラ等の定着不良が生じることなく、さらに定着ベルト21を効率的にバラツキなく加熱することができる。
As described above, also in the second embodiment, as in the first embodiment, the heat generating member facing the inner peripheral surface of the fixing
実施の形態3.
図10及び図11にて、この発明の実施の形態3について詳細に説明する。
図10は、実施の形態3における定着装置を示す構成図であって、前記実施の形態1における図2に相当する図である。また、図11は、断熱部材27を示す斜視図である。
本実施の形態3における定着装置は、発熱部材22a、22bの内周面側に断熱部材27が設置されている点が、前記実施の形態1のものとは相違する。
A third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 10 is a configuration diagram illustrating the fixing device according to the third embodiment, and corresponds to FIG. 2 according to the first embodiment. FIG. 11 is a perspective view showing the
The fixing device according to the third embodiment is different from that according to the first embodiment in that a
図10に示すように、本実施の形態4における定着装置20も、前記実施の形態1のものと同様に、定着ベルト21(ベルト部材)、固定部材26、周方向に2つに分割された発熱部材22a、22b、補強部材23、加圧ローラ31(加圧回転体)、温度センサ40(温度検知手段)、等で構成される。また、本実施の形態3における定着装置20も、前記実施の形態1のものと同様に、2つに分割された発熱部材22a、22bの間に対応する位置に温度センサ40が設置され、温度センサ40の検知結果に基いて第1発熱部材22aが第2発熱部材22bとは別に出力制御される。
As shown in FIG. 10, the fixing
ここで、本実施の形態3では、発熱部材22a、22bを介して定着ベルト21の内周面に対向するように、セラミック等の断熱材料からなる略パイプ状の断熱部材27(図11をも参照できる。)が設置されている。断熱部材27は、その幅方向両端部が、図3に示す側板43に支持されている。発熱部材22a、22bの内周面側に断熱部材27を設置することで、発熱部材22a、22bの熱が内周面側に放散されにくくなるため、発熱部材22a、22bによる定着ベルト21の加熱効率が高められることになる。
Here, in the third embodiment, a substantially pipe-shaped
また、この断熱部材27は、固定部材26や補強部材23を支持することなく、発熱部材22a、22bのみを支持するように形成されている。具体的には、図11に示すように、断熱部材27には、開口部27aが設けられていて、この開口部27aの位置に固定部材26や補強部材23が隙間をあけて配設されることになる。これにより、ニップ部における圧力によって固定部材26や補強部材23に変形が生じてしまっても、その変形によって断熱部材27を介して発熱部材22a、22bに変形が生じる不具合を確実に防止することができる。
The
また、断熱部材27は、発熱部材22a、22bを支持して、発熱部材22a、22bの機械的強度を補強する機能も有することになる。これにより、発熱部材22a、22bを薄肉化した場合であっても、発熱部材22a、22bが変形して定着ベルト21とのギャップが広がる不具合を抑止することができる。
The
以上説明したように、本実施の形態3においても、前記各実施の形態と同様に、定着ベルト21の内周面に対向する発熱部材を定着ベルトの周方向に沿って複数に分割して、ニップ部上流側に配設された第1発熱部材22aを固定部材26に隣接するように配設している。さらに、第1発熱部材22aと、第1発熱部材22aに隣り合う第2発熱部材22bと、の間に、定着ベルト21の温度を検知する温度センサ40(温度検知手段)を設けている。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、定着画像に定着ムラ等の定着不良が生じることなく、さらに定着ベルト21を効率的にバラツキなく加熱することができる。
As described above, also in the third embodiment, the heating member facing the inner peripheral surface of the fixing
実施の形態4.
図12にて、この発明の実施の形態4について詳細に説明する。
図12は、実施の形態4における定着装置のニップ部近傍を示す拡大図であって、前記実施の形態1における図4に相当する図である。本実施の形態4における定着装置は、第1発熱部材22aが固定部材26に形成された陥没部に入り込むように設置されている点が、前記実施の形態1のものとは相違する。
Embodiment 4 FIG.
A fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 12 is an enlarged view showing the vicinity of the nip portion of the fixing device according to the fourth embodiment, and corresponds to FIG. 4 in the first embodiment. The fixing device according to the fourth embodiment is different from that according to the first embodiment in that the first
図12を参照して、本実施の形態5における定着装置20も、前記実施の形態1のものと同様に、定着ベルト21(ベルト部材)、固定部材26、周方向に2つに分割された発熱部材22a、22b、補強部材23、加圧ローラ31(加圧回転体)、温度センサ40(温度検知手段)、等で構成される。また、本実施の形態4における定着装置20も、前記実施の形態1のものと同様に、2つに分割された発熱部材22a、22bの間に対応する位置に温度センサ40が設置され、温度センサ40の検知結果に基いて第1発熱部材22aが第2発熱部材22bとは別に出力制御される。
Referring to FIG. 12, the fixing
ここで、本実施の形態4では、図12に示すように、ニップ部上流側(ニップ部に対して定着ベルト21の走行方向上流側である。)の位置で、固定部材26と定着ベルト21との間にギャップ(図12中、破線で囲んだ部分である。)が形成されている。具体的には、固定部材26の端部(ニップ部上流側の端部である。)に、陥没部が設けられている。
そして、第1発熱部材22aは、上述した固定部材26と定着ベルト21とのギャップ(固定部材26の陥没部)に入り込むように形成されている。
Here, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 12, the fixing
The first
このような構成により、第1発熱部材22aの下流側端部はさらにニップ部に近く配設されることになり、ニップ部に達するさらに直前まで第1発熱部材22aによって定着ベルト21が加熱されて、定着ベルト21の加熱効率がさらに高められることになる。
With such a configuration, the downstream end portion of the first
以上説明したように、本実施の形態4においても、前記各実施の形態と同様に、定着ベルト21の内周面に対向する発熱部材を定着ベルトの周方向に沿って複数に分割して、ニップ部上流側に配設された第1発熱部材22aを固定部材26に隣接するように配設している。さらに、第1発熱部材22aと、第1発熱部材22aに隣り合う第2発熱部材22bと、の間に、定着ベルト21の温度を検知する温度センサ40(温度検知手段)を設けている。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、定着画像に定着ムラ等の定着不良が生じることなく、さらに定着ベルト21を効率的にバラツキなく加熱することができる。
As described above, also in the fourth embodiment, as in each of the above embodiments, the heat generating member facing the inner peripheral surface of the fixing
なお、前記各実施の形態では、定着ベルトとして複層構造の定着ベルト21を用いたが、定着ベルトとしてポリイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、金属等からなる無端状の定着フィルムを用いることもできる。そして、その場合にも、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、前記各実施の形態では、加圧回転体として加圧ローラを用いた定着装置に対して本発明を適用したが、加圧回転体として加圧ベルト等を用いた定着装置に対しても本発明を適用することができる。そして、この場合にも、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
In each of the above embodiments, the fixing
In each of the above embodiments, the present invention is applied to a fixing device using a pressure roller as a pressure rotator, but also to a fixing device using a pressure belt or the like as a pressure rotator. The present invention can be applied. In this case, the same effects as those of the above embodiments can be obtained.
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and within the scope of the technical idea of the present invention, the embodiments can be modified as appropriate in addition to those suggested in the embodiments. Is clear. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above embodiments, and can be set to a number, position, shape, and the like that are suitable for carrying out the present invention.
1 画像形成装置本体(装置本体)、
20 定着装置、
21 定着ベルト(定着部材)、
22a 第1発熱部材(発熱部材)、
22b 第2発熱部材(発熱部材)、
23 補強部材、
26 固定部材、
27 断熱部材、
31 加圧ローラ(加圧回転体)、
40、40a、40b 温度センサ(温度検知手段)、 P 記録媒体。
1 image forming apparatus body (apparatus body),
20 fixing device,
21 fixing belt (fixing member),
22a 1st heat generating member (heat generating member),
22b Second heat generating member (heat generating member),
23 reinforcing members,
26 fixing member,
27 heat insulation member,
31 Pressure roller (pressure rotating body),
40, 40a, 40b Temperature sensor (temperature detection means), P recording medium.
Claims (14)
前記定着ベルトの内周面側に固設されて、当該定着ベルトを介して加圧回転体に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する固定部材と、
前記ニップ部とは異なる位置で前記定着ベルトの内周面に当接又は対向するように前記定着ベルトの周方向に沿って複数に分割され固設されるとともに、前記定着ベルトを加熱する発熱部材と、
を備え、
複数に分割された前記発熱部材のうち、前記ニップ部に対して前記定着ベルトの走行方向上流側に配設された第1発熱部材は、前記固定部材に隣接して接触するように配設され、
前記第1発熱部材と、複数に分割されたその他の発熱部材のうち前記第1発熱部材に隣り合う第2発熱部材と、の間に対応する位置に、前記定着ベルトの温度を検知する温度検知手段をさらに備えたことを特徴とする定着装置。 An endless fixing belt having flexibility and running in a predetermined direction to heat and melt the toner image;
A fixing member fixed on the inner peripheral surface side of the fixing belt and forming a nip portion for conveying a recording medium in pressure contact with the pressure rotator via the fixing belt;
A heating member that heats the fixing belt and is divided into a plurality of pieces along the circumferential direction of the fixing belt so as to contact or face the inner peripheral surface of the fixing belt at a position different from the nip portion. When,
With
Of the heat generating members divided into a plurality, the first heat generating member disposed on the upstream side in the running direction of the fixing belt with respect to the nip portion is disposed adjacent to the fixing member. ,
Temperature detection for detecting the temperature of the fixing belt at a position corresponding to between the first heat generating member and a second heat generating member adjacent to the first heat generating member among the other heat generating members divided into a plurality of parts. A fixing device further comprising means.
複数に分割された前記第1発熱部材は、前記ニップ部に搬送される記録媒体の幅方向のサイズに基いて、その発熱量が制御されることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の定着装置。 The first heat generating member is divided into a plurality in the width direction corresponding to a sheet passing area and a non-sheet passing area in recording media having different sizes in the width direction,
6. The heat generation amount of the first heating member divided into a plurality of parts is controlled based on a size in a width direction of a recording medium conveyed to the nip portion. The fixing device according to any one of the above.
複数に分割された前記その他の発熱部材は、前記ニップ部に搬送される記録媒体の幅方向のサイズに基いて、その発熱量が制御されることを特徴とする請求項6に記載の定着装置。 The other heat generating member divided into a plurality is divided into a plurality in the width direction corresponding to the sheet passing area and the non-sheet passing area in the recording medium having different sizes in the width direction,
The fixing device according to claim 6, wherein the heat generation amount of the other heat generating member divided into a plurality is controlled based on a size in a width direction of the recording medium conveyed to the nip portion. .
前記第1発熱部材は、前記固定部材と前記定着ベルトとの前記ギャップに入り込むように形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載の定着装置。 The fixing member is formed such that a curvature at the nip portion is smaller than a curvature at the nip portion of the pressure rotator when viewed in a cross section orthogonal to the width direction, and the traveling direction of the fixing belt Is formed so as to include a range along the traveling direction of the fixing belt at the nip portion, and is located between the fixing belt at a position upstream of the nip portion in the traveling direction of the fixing belt. A gap is formed,
The fixing device according to claim 1, wherein the first heat generating member is formed so as to enter the gap between the fixing member and the fixing belt.
前記第2発熱部材は、前記ニップ部と前記第1発熱部材とを除く位置で前記定着ベルトの内周面に対向するように固設されたことを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれかに記載の定着装置。 The plurality of heat generating members divided into the first heat generating member and the second heat generating member,
12. The first heat generating member according to claim 1, wherein the second heat generating member is fixed so as to face the inner peripheral surface of the fixing belt at a position excluding the nip portion and the first heat generating member. The fixing device according to any one of the above.
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