JP5541734B2 - 像加熱装置 - Google Patents
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Description
(画像形成装置)
図3は、本発明に係る画像加熱装置として定着装置を含む画像形成装置を示す。具体的には、電子写真プロセスを用いた画像形成装置であって、複数の光走査手段を有する、4ドラムタンデムタイプのカラープリンターである。このプリンターは、本体100の上面側に配設したリーダ部200においてカラー原稿の画像情報をCCD等の光電変換素子により色分解読取り処理する。300はリーダ部200の原稿台カラス201に対する自動原稿給送装置または原稿圧着板である。リーダ部200における各色分解読取り画像情報に対応して変調されたレーザ光La、Lb、Lc、Ldを複数の光走査手段を有するレーザ走査部400から出力させる。
図2は、本実施形態における定着装置Qとして電磁誘導加熱方式のフィルム定着装置を示す。この電磁誘導加熱方式のフィルム定着装置は、加熱体として電磁誘導発熱体を用いている。この電磁誘導発熱体に磁場発生手段により磁場を作用させると、電磁誘導発熱体に渦電流が発生し、さらに渦電流に起因してジュール熱が発生する。この電磁誘導加熱方式のフィルム定着装置は、そのジュール熱によって被加熱材としての記録材に熱を付与し、記録材表面に担持されている未定着のトナー像を記録材表面に加熱定着するものである。
図2に示すように誘導加熱ユニット23は、可撓性を備え誘導発熱体として磁束の作用により発熱する定着フィルム21の外周面(表面)と所定のギャップ(間隙)を保持して、定着フィルム21の外側に設置されている。この誘導加熱ユニット23は、励磁コイル23a(以下、コイルと称す)と、磁性体コア23b(以下、コアと称す)と、コイル23aとコア23bを保持するホルダ23cと、を有する。
圧接回転体である耐熱性を有する加圧ローラ25は、誘導発熱体である定着フィルム21の外周面に圧接してニップ部を形成し、丸軸状の芯金25aと、芯金25aの外周面上にローラ状に設けられている弾性層25bと、を有する(図2)。弾性層25bの材料として、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴム、あるいはシリコーンゴムの発泡体などを用いている。この加圧ローラ25は、誘導加熱ユニット23の反対側で定着フィルム21と平行に配設されている。そして芯金25aの長手方向両端部が定着装置フレームの下側板19に軸受を介して回転自在に保持されている。
加熱ユニットとしての定着フィルムユニット20は、回転可能に配置された誘導発熱体としての定着フィルム21、加圧補助部材24、磁性体コア23b、定着フランジ22を有する。
定着フィルム21は、耐熱性及び可撓性を有するエンドレスの円筒状の部材である。この定着フィルム21は、定着フィルム21の内周面側から外周面側に向けて、内層21a、導電層21b、弾性層21c、表面離型層21dをその順に有する複合層フィルムである(図6)。
加圧補助部材24は、耐熱性を有する部材であって、定着フィルム21の内側に設けられている(図2)。この加圧補助部材24は、誘導加熱ユニット23の反対側で定着フィルム21の内周面(内面)と接触する平板状の圧接部材24aと、前記圧接部材上に設けられた横断面逆U字形状のステー24bと、を有する。圧接部材24aは記録材搬送方向と平行となるように配設され、ステー24bは圧接部材24aの短手方向中央に配設されている。
定着フランジ22(図1)は、定着フィルム長手方向両端部に設けられ、定着装置フレームの上側板18に保持されている。定着フランジ22は、定着フィルム21の長手方向端面と対向する壁面を有する。また、定着フランジ22には、嵌合凹部(不図示)が設けられ、嵌合凹部に加圧補助部材24の長手方向端部を係合させることによって、加圧補助部材24を保持している。
誘導加熱ユニット23と定着フィルムユニット20との締結手段について、図4を用いて説明する。定着フィルム21の発熱効率を一定に保つためには、誘導加熱ユニット23と定着フィルムユニット20の間隔を一定に保つ必要がある。
(定着装置の加熱定着動作)
定着装置の加熱定着動作について、図2を用いて説明する。本実施形態の定着装置Qは、プリント信号に応じて駆動源としての定着モータ(不図示)を回転させ加圧ローラ25の長手方向端部に設けられている駆動ギア(不図示)を所定の方向へ回転させる。これにより加圧ローラ25は矢印方向へ所定の周速度で回転する。その加圧ローラ25の回転はニップ部Nにおける加圧ローラ25表面と定着フィルム21表面との摩擦力によって定着フィルム21表面に伝達される。
図1は本実施形態に係る定着装置の全体斜視図である。加圧・圧解除手段としての加圧・圧解除機構は、回転部材としての回転駆動軸31と、加圧部材としての加圧レバー33と、加圧手段として一対のバネ付きビス34を有する。回転駆動軸31は、長手方向両端部に配置されている装置フレームの上側板18に回転自在に保持されている。この回転駆動軸31の長手方向両端部には、加圧部材の前記加熱ユニットへの加圧力を解除する加圧解除部材として偏心カム32が設けられている。また回転駆動軸31の長手方向片側端部には、不図示の加圧解除ギアが設けられている。
図7乃至図11に、誘導加熱ユニット23と定着フィルムユニット20を締結する
締結手段としてトグル機構を用いた本実施形態を示す。
トグル機構とは、2つのリンクと、1つのスライダから構成される機構である。入力はリンク系によって伝達され、入力によって部材が入力方向に移動する。また入力が除去されても、部材は反入力方向に戻らず位置が保持され、位置が保持された後、反入力方向の外力に対して大きな抗力を持つ。
図10は加圧時と加圧解除時の定着装置の説明図を示す。加圧時には定着フィルムユニット20が誘導加熱ユニット23に締結される。第1の実施形態と同様に、トグル機構により定着フィルムユニット20を誘導加熱ユニット23と一定間隔で保っているので、定着フィルムユニット20の自重も加圧レバー33で支えることが可能である。
トグル機構が、定着フィルムユニット20と誘導加熱ユニット23を取り付ける様子を図11に示す。図11において、(a)、(b)、(c)はそれぞれ、定着フィルムユニット20を締結した様子、取付け途中、取付ける際の様子を示す。
図12は本実施形態を説明する定着装置の断面図である。分離ガイド27を有することが、第1の実施形態と異なる。定着構成、加熱構成、定着動作および加圧・圧解除機構は第1の実施形態と同様であるため説明を省略する。
ニップ部Nの記録材搬送方向の下流側において、定着フィルム21側に紙を分離するための分離ガイド27が定着フィルム21に対して非接触状態で少なくとも一つ設けられている。用紙上に形成されたトナー画像を加熱定着する場合、印字面側に定着フィルム21が配置されるが、トナー定着済み用紙が定着フィルム21に巻き付き易いため、分離ガイド27は定着フィルム21側に設けられている。
図2に示すように、定着フィルム21の回転に伴い、定着装置Qのニップ部Nで定着フィルム21の内面と加圧補助部材24aが摺擦している。フィルム21の内面と加圧補助部材24aとの摺擦の摩擦負荷を軽減するために、グリスなどの潤滑剤が添加している。しかし、定着フィルム21の内側面に塗布された潤滑剤は、加熱と摺擦を繰り返されることにより次第に劣化して、摺擦部材とベルト部材との摩擦抵抗を高めてしまう。摺擦部材とベルト部材との摩擦抵抗が限度を超えて高まると、ベルト部材のびびり振動やスリップが発生して、定着画像の品質の低下が目立つようになる。そこで、所定の回転数を満たした定着フィルムユニット20を交換パーツとして、ユーザ下で交換する必要がある。
上記の定着装置において、交換パーツである定着フィルムユニット20の交換方法を説明する。図15は交換方法の説明図である。定着ベルトユニット20は定着フランジ22の勘合部22aが、誘導加熱ユニット23に設けた溝23aと嵌合している。誘導加熱ユニット23と定着フィルムユニット20は、バネ性を有する線バネ36を介して両者を所定の距離に保持されている。定着フレーム下側板19と誘導加熱ユニット23は、支持軸29で軸支されており、開閉可能である。
上記実施形態においては、加圧部材(33、34)、締結手段(36、または37、38)および力受け部(23d)が、誘導発熱体(21)の回転方向に直交する長手方向の端部側に設けられるものとしたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、加圧部材あるいは締結手段として、誘導発熱体(21)の回転方向に直交する長手方向の中央部で公知の吸着による減圧機構を採用しても良い。
Claims (5)
- 回転可能に配置された誘導発熱体を備える加熱ユニットと、
前記誘導発熱体を外部から誘導加熱する誘導加熱手段を備える誘導加熱ユニットと、
前記誘導発熱体の外周面に圧接してニップ部を形成する圧接体と、
前記加熱ユニットを前記圧接体へ加圧するための加圧部材と、
前記加圧部材の前記加熱ユニットへの加圧力を解除する加圧解除部材と、
を有する像加熱装置において、
前記加熱ユニットと前記誘導加熱ユニットとを締結する締結手段と、
誘導加熱ユニットに設けられ、前記加圧解除部材によって前記加圧部材の前記加熱ユニットへの加圧力が解除されるとき、前記加熱ユニットを前記圧接体から離す方向に移動させるために前記加圧部材と接触する力受け部と、
を有することを特徴とする像加熱装置。 - 前記加圧部材、前記締結手段および前記力受け部が、前記誘導発熱体の回転方向に直交する長手方向の端部側に設けられることを特徴とする請求項1に記載の像加熱装置。
- 前記締結手段が、一端が前記誘導加熱ユニットの第1の位置に締結され、前記加熱ユニットを囲むようにして他端が前記誘導加熱ユニットの前記第1の位置と異なる第2の位置に締結されるバネ部材で構成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の像加熱装置。
- 前記締結手段が、前記加熱ユニットを保持すると共に前記誘導加熱ユニットに連結されるレバー部材と、一端が前記誘導加熱ユニットに締結され、他端が前記レバー部材に締結されるバネ部材と、で構成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の像加熱装置。
- 前記誘導発熱体は可撓性を備えて磁束の作用により発熱する加熱ベルトであり、前記加熱ベルトの長手方向の両端部で前記加熱ベルトを保持するガイド部材と、前記加熱ベルトから記録材が剥離するのを補助するために前記ガイド部材の開口部に挿入され前記バネ部材で押さえられる剥離補助部材と、を有することを特徴とする請求項3に記載の像加熱装置。
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