JP5622107B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、転写紙に熱を加える定着ベルトや定着ローラ等の無端状の回転可能な定着部材を加熱する熱源として、赤外線を照射して輻射熱によって定着部材に接触する加熱部材を加熱し、加熱部材を介して定着部材を加熱するハロゲンヒータを備えた定着装置が知られている(特許文献1等)。この種の定着装置では、定着部材の回転軸に平行な軸方向について定着部材を均一に加熱するために、ハロゲンヒータにおける赤外線を照射する照射部が軸方向に延在するように配置されている。
また、請求項2の発明は、請求項1の定着装置において、上記定着部材は、無端状ベルトであり、上記加熱部材は、該定着部材の内側に装置本体に対して固定支持されて設置され、回転する該定着部材の内周面に接触摺動して該定着部材を加熱する部材であることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1または2の定着装置において、上記定着部で上記定着部材の外周面に加圧当接する加圧部材と、該定着部材の内側で装置本体に対して固定支持されるように設置され、該定着部材を介して該加圧部材に当接して定着ニップ部を形成する当接部材と、該当接部材を該加圧部材に対して反対側から裏当てしてニップ面圧を確保する裏当て部材とを備え、上記赤外線照射手段の赤外線照射部は、上記加熱部材と上記裏当て部材とによって囲まれる空間内に配置され、該裏当て部材の該赤外線照射部と対向する面に赤外線を反射する赤外線反射部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の定着装置において、上記定着部を通過し得る上記記録媒体のうち、該定着部を通過するときに上記軸方向と平行な幅方向の長さである記録媒体幅が最大となる該記録媒体が、該定着部で通過する該軸方向の領域を最大通紙領域としたときに、上記加熱部材の上記被照射領域における該軸方向について該最大通紙領域よりも外側となる領域に該最大通紙領域よりも内側となる領域よりも赤外線吸収率が低い赤外線低吸収率領域を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項4の定着装置において、上記赤外線低吸収率領域よりも赤外線吸収率が高い領域と該赤外線低吸収率領域との境界が、上記最大通紙領域よりも外側で、且つ、上記赤外線照射手段における赤外線を照射する照射部の上記軸方向の両端部よりも内側であることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の定着装置において、上記複数の赤外線照射部材は、上記照射領域の上記軸方向についての位置が互いに異なり、上記二重被照射領域に他の上記被照射領域よりも赤外線吸収率が低い赤外線低吸収率領域を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の定着装置において、上記加熱部材の上記被照射領域における他の領域よりも赤外線吸収率が高い領域に対して上記軸方向の位置が同じとなる位置の上記定着部材の温度を検出する定着部材温度検出手段と、該定着部材温度検出手段の検知結果に基づいて上記赤外線照射手段の赤外線の照射を制御し、該定着部材が昇温し過ぎることを防止する過昇温防止手段を備えることを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の定着装置において、上記被照射領域となる上記加熱部材の表面に塗布する塗布層の厚みの違い、または、該塗布層の有無によって、該加熱部材の該被照射領域における赤外線吸収率が異なる領域を形成することを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の定着装置において、上記被照射領域となる上記加熱部材の表面に塗布する塗布層の材料の違いによって、該加熱部材の該被照射領域における赤外線吸収率が異なる領域を形成することを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、記録媒体に対して画像を形成する画像形成部と、該画像形成部で形成された記録媒体上の画像を定着させる定着手段と、を備えた画像形成装置において、上記定着装置として、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の定着装置を用いたことを特徴とするものである。
図1は、本発明の一実施形態に係る定着装置を備えたプリンタとしてのタンデム型のカラープリンタ(以下、単にプリンタ1という)概略構成図である。
プリンタ1本体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の中間転写体としての中間転写ベルト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。これらの作像部4Y、4M、4C、4K及び中間転写ユニット85、並びに後述の露光部3、一次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79K、二次転写バックアップローラ82及び二次転写ローラ89等により、転写紙P上のトナー像を形成するトナー像形成手段が構成される。
次に、本発明を適用した定着装置20の一つ目の実施例(以下、実施例1と呼ぶ)について説明する。
図2は、実施例1の定着装置20の概略構成図である。
図2に示す定着装置20は、定着部材としての定着ベルト21、熱源としてのヒータ25、加圧部材としての加圧ローラ31、定着ベルト21を介して加圧ローラ31に当接して定着ニップ部Nを形成する当接部材22等を備えている。また、定着ベルト21の内側には、定着ベルト21の内周面と外周面が摺擦するように配置され、ヒータ25によって供給された熱量を定着ベルト21に伝達して定着ベルト21を加熱する加熱部材としての筒状の加熱板24が配置されている。加熱板24は、定着ニップ部Nの位置で開口部となっており、定着ニップ部Nでは当接部材22と定着ベルト21の内周面とが摺擦する。
図3は、図2中のA−A断面における定着ベルト21、加熱板24及びヒータ25の説明図である。
加熱板24は、厚さが20[μm]、軸方向長さが270[mm]のステンレス鋼板を、φ30[mm]で一部が開口した筒状に形成したものを用い、装置本体に対して固定支持されている。また、加熱板24の内周面である加熱板内周面240には、赤外線をより吸収しやすいように、約3[μm]の黒色塗装を施している。
当接部材22は、アルミニウムからなり、筒状の加熱板24の開口している部分に配置され、定着ベルト21の内周面に接触するように、装置本体に対して固定支持されている。そして、当接部材22は、定着ベルト21を介した加圧ローラ31との当接により、トナーTを転写紙Pに定着させるための定着ニップ部Nを形成している。
当接部材22を加圧ローラ31とは反対方向から裏当てしてニップ面圧を確保する裏当て部材23は厚さが6[mm]、軸方向長さが270[mm]の板状のステンレス鋼を用いている。
加圧ローラ31は、不図示の駆動源より回転駆動が伝達されることにより、図2中の矢印B方向に回転する。定着ニップ部Nで加圧ローラ31に当接する定着ベルト21は、この加圧ローラ31の回転駆動により、連れ回り、図2中の矢印C方向に回転する。
ヒータ25は、定着ベルト21の軸方向(図3中の左右方向)の中央部を加熱する中央ヒータ25aと、定着ベルト21の軸方向の両端部それぞれを加熱する端部ヒータ25bとの二本の赤外線照射部材からなるデュアルハロゲンヒータを使用した。中央ヒータ25a及び端部ヒータ25bは、図中の波線で示す部分が赤外線を発する照射部であり、中央ヒータ25aと端部ヒータ25bとでは、照射部の軸方向の一部が重なるように配置されている。
定着装置20では、中央ヒータ25aと端部ヒータ25bとをそれぞれ制御する方式を採用しており、通紙する転写紙Pが大サイズの時は中央ヒータ25aと端部ヒータ25bとの両方を点灯し、転写紙Pが小サイズの時は中央ヒータ25aのみを点灯して温度制御を行う。
図2に示す定着装置20は、上述した部材で構成した定着装置を用いたが、定着装置20としては、詳細を示した上述の部材を用いた定着装置に限定されるものではない。
実施例1の定着装置20は、加熱板内周面240が、軸方向で赤外線吸収率が異なる構成となっている。
図4は、実施例1の定着装置20が備える加熱板24の加熱板内周面240における軸方向の各領域での表面加工の一例の説明図である。
図4に示す例では、加熱板内周面240は、上述した赤外線を吸収しやすい黒色塗装が成された通常塗装領域240aと、この黒色塗装が成されていない塗装無し領域240bとが形成されている。これにより、通常塗装領域240aよりも塗装無し領域240bの方が赤外線吸収率が低くなる構成を実現できる。
ヒータ25は、実際は図3に示すように加熱板24の内側に配置されているが、図4では、加熱板内周面240における各領域とヒータ25との軸方向の位置関係を比較し易いように、ヒータ25を加熱板24や定着ベルト21の外側に記載している。
図4中の「α」は、ヒータ25の赤外線の照射領域を示し、「β」は、最大幅の転写紙Pが通過する最大通紙領域を示す。また、ヒータ25から赤外線を照射される加熱板24の被照射領域の軸方向の長さは、照射領域αの幅よりも広くなる。これは、ヒータ25が発した赤外線は拡がりをもって加熱板内周面240に照射されるためである。本実施例では、被照射領域の軸方向の長さは、加熱板24の軸方向の長さの全域となっている。
また、中央ヒータ25aと端部ヒータ25bとでは、照射部の軸方向の一部が重なるように配置されているため、加熱板内周面240における中央ヒータ25aによる被照射領域と、端部ヒータ25bによる被照射領域とは、二つの被照射領域が重なる二重被照射領域γが形成される。ヒータ25の照射部の軸方向の長さよりも加熱板内周面240における被照射領域の軸方向の長さの方が長くなるため、二重被照射領域γの軸方向の長さは、中央ヒータ25aの照射部と端部ヒータ25bの照射部との軸方向の一部が重なる長さよりも長くなる。
実施例1では、最大通紙領域βの軸方向端部から外側へ2[mm]、且つ、照射領域αの軸方向端部から内側へ5[mm]の位置に、通常塗装領域240aと塗装無し領域240bとの境界を設けている。しかし、この境界の位置は、定着装置20の構成に応じて適宜最適値を選ぶことが必要となる。
また、中央ヒータ25aの照射部と端部ヒータ25bの照射部との軸方向の位置が重なる軸方向の部分に対応する加熱板内周面240の軸方向の位置において、照射部の軸方向の位置が重なる部分を中心として軸方向の内外に5[mm]程度の領域を二重被照射領域γとして、赤外線吸収率の小さい領域を作った。
図5に示す構成では、二重被照射領域γを通常塗装領域240aよりも塗装の厚さが薄い、薄塗装領域240cとし、最大通紙領域βよりも外側で赤外線吸収率を小さくする領域は塗装無し領域240bとしている。
また、赤外線吸収率を小さくするための手段としては、塗装の有無の違いや塗装の厚さの違いに限るものではない。例えば、塗装材質を変更する、加熱板内周面240の表面を粗面にする等の手段を用いても良く、その他、赤外線吸収率を小さくする手段であれば適用可能である。
また、加熱板内周面240の軸方向で赤外線吸収率が異なる構成としては、塗装の有無や、厚さ、または、塗装材料の違いなど、塗装を用いたものに限るものではない。加熱板内周面240が塗装されていない加熱板24においても、本発明は適用可能であり、その際は、赤外線被照射領域である加熱板内周面240の表面粗さを異ならせ、加熱板内周面240の軸方向での赤外線吸収率の大小を設けてもよい。
図6に示すように、ヒータ25の赤外線照射部材を一本とする構成では、加熱板24の内周面における赤外線照射部材による被照射領域の一部が重なる部分が生じなくなる。このため、最大通紙領域βに対して軸方向外側に赤外線吸収率が小さい領域(塗装無し領域240b)を設け、赤外線吸収率が大きい領域(通常塗装領域240a)との境界を、最大通紙領域βよりも外側で、且つ、照射領域αよりも内側に設定するのみでよい。
次に、本発明を適用した定着装置20の二つ目の実施例(以下、実施例2と呼ぶ)について説明する。
図7は、実施例2の定着装置20の概略構成図である。
図7に示す定着装置20は、定着部材としての定着ベルト21、熱源としてのヒータ25、加圧部材としての加圧ローラ31、定着ベルト21を介して加圧ローラ31に当接して定着ニップ部Nを形成する当接部材22等を備えている。そして、実施例1の定着装置20では、定着ベルト21とは別部材として加熱板24を設けているのに対して、実施例2の定着装置20では、定着ベルト21が加熱部材としての機能も備えており、ヒータ25によって定着ベルト21の内周面であるベルト内周面210を直接加熱する方式である。
図8は、図7中のA−A断面における定着ベルト21及びヒータ25の一例の説明図であって、図4と同様に、ベルト内周面210における各領域とヒータ25との軸方向の位置関係を比較し易いように、ヒータ25を定着ベルト21の外側に記載している。
当接部材22は、アルミニウムからなり、定着ベルト21を介した加圧ローラ31との当接により、トナーTを転写紙Pに定着させるための定着ニップ部Nを形成している。
当接部材22を加圧ローラ31とは反対方向から裏当てしてニップ面圧を確保する裏当て部材23は厚さが6[mm]、軸方向長さが270[mm]の板状のステンレス鋼を用いている。
加圧ローラ31は、不図示の駆動源より回転駆動が伝達されることにより、図2中の矢印B方向に回転する。定着ニップ部Nで加圧ローラ31に当接する定着ベルト21は、この加圧ローラ31の回転駆動により、連れ回り、図7中の矢印C方向に回転する。
ヒータ25は、定着ベルト21の軸方向(図8中の左右方向)の中央部を加熱する中央ヒータ25aと、定着ベルト21の軸方向の両端部それぞれを加熱する端部ヒータ25bとの二本の赤外線照射部材からなるデュアルハロゲンヒータを使用した。中央ヒータ25a及び端部ヒータ25bは、図中の波線で示す部分が赤外線を発する照射部であり、中央ヒータ25aと端部ヒータ25bとでは、照射部の軸方向の一部が重なるように配置されている。
定着装置20では、中央ヒータ25aと端部ヒータ25bとをそれぞれ制御する方式を採用しており、通紙する転写紙Pが大サイズの時は中央ヒータ25aと端部ヒータ25bとの両方を点灯し、転写紙Pが小サイズの時は中央ヒータ25aのみを点灯して温度制御を行う。
ヒータ25から赤外線を照射される定着ベルト21の被照射領域の軸方向の長さは、照射領域αの幅よりも広くなる。これは、ヒータ25が発した赤外線は拡がりをもって定着ベルト21のベルト内周面210に照射されるためである。本実施例では、被照射領域の軸方向の長さは、定着ベルト21の軸方向の長さの全域となっている。
また、中央ヒータ25aと端部ヒータ25bとでは、照射部の軸方向の一部が重なるように配置されているため、ベルト内周面210における中央ヒータ25aによる被照射領域と、端部ヒータ25bによる被照射領域とは、二つの被照射領域が重なる二重被照射領域γが形成される。ヒータ25の照射部の軸方向の長さよりもベルト内周面210における被照射領域の軸方向の長さの方が広くなるため、二重被照射領域γの軸方向の長さは、中央ヒータ25aの照射部と端部ヒータ25bの照射部との軸方向の一部が重なる長さよりも長くなる。
実施例2では、最大通紙領域βの軸方向端部から外側へ2[mm]、且つ、照射領域αの軸方向端部から内側へ5[mm]の位置に、ベルト通常塗装領域210aとベルト塗装無し領域210bとの境界を設けている。しかし、この境界の位置は、定着装置20の構成に応じて適宜最適値を選ぶことが必要となる。
また、中央ヒータ25aの照射部と端部ヒータ25bの照射部とが重なる軸方向の部分に対応するベルト内周面210の軸方向の位置において、照射部が重なる部分を中心として軸方向の内外に5[mm]程度の領域を二重被照射領域γとして、赤外線吸収率の小さい領域を作った。
図9に示す構成では、二重被照射領域γをベルト通常塗装領域210aよりも塗装の厚さが薄い、ベルト薄塗装領域210cとし、最大通紙領域βよりも外側で赤外線吸収率を小さくする領域はベルト塗装無し領域210bとしている。
また、赤外線吸収率を小さくするための手段としては、塗装の有無の違いや塗装の厚さの違いに限るものではない。例えば、塗装材質を変更する、ベルト内周面210の表面を粗面にする等の手段を用いても良く、その他、赤外線吸収率を小さくする手段であれば適用可能である。
また、ベルト内周面210の軸方向で赤外線吸収率が異なる構成としては、塗装の有無や、厚さ、または、塗装材料の違いなど、塗装を用いたものに限るものではない。ベルト内周面210が塗装されていない定着ベルト21においても、本発明は適用可能であり、その際は、赤外線被照射領域であるベルト内周面210の表面粗さを異ならせ、ベルト内周面210の軸方向での赤外線吸収率の大小を設けてもよい。
図10に示すように、ヒータ25の赤外線照射部材を一本とする構成では、ベルト内周面210における赤外線照射部材による被照射領域の一部が重なる部分が生じなくなる。このため、最大通紙領域βに対して軸方向外側となる非通紙領域に赤外線吸収率が小さい領域(ベルト塗装無し領域210b)を設け、赤外線吸収率が大きい領域(ベルト通常塗装領域210a)との境界を、最大通紙領域βよりも外側で、且つ、照射領域αよりも内側に設定するのみでよい。
本発明を適用した定着装置20は、以下のように過昇温防止装置と組み合わせることが望ましい。
図11は、変形例として、図5に示す構成の定着装置20に、過昇温防止装置の温度センサ26を配置した構成の説明図である。
本発明を適用した定着装置20は、定着ベルト21を加熱する加熱部材の被照射領域の赤外線吸収率を軸方向で変化させたものである。
このため、被照射領域における赤外線吸収率が高い箇所の方が、ヒータ25のON/OFF制御に対して、定着部材である定着ベルト21の外周面の温度は追従しやすい。よって、本発明を適用した定着装置20では、図11に示すように、定着部材の内周面側の赤外線吸収率の高い箇所(内側が通常塗装領域240aとなる定着ベルト21の外周面)と対向する位置に過昇温防止装置の温度センサ26を配置することがより望ましい。
しかし、内周面側が二重被照射領域γとなる定着ベルト21の外周面と対向する位置に温度センサ26を設置した場合、メインヒータである中央ヒータ25aとサブヒータである端部ヒータ25bのコイル端部(照射部の軸方向端部)における温度変化を見ることができる。
内周面側が二重被照射領域γとなる定着ベルト21の外周面と対向する位置は、温度センサ26の設置箇所として望ましい設置箇所ではないが、この位置に温度センサ26を設置しても十分に過昇温を防止できる場合、コスト、レイアウトなどの理由でこの位置に温度センサ26を設置することも可能である。
加熱部材の被照射領域(加熱板内周面240、ベルト内周面210)は、軸方向で赤外線吸収率が異なり、赤外線吸収率が相対的に低い赤外線低吸収率領域(240b、240c、210b及び210c)は、他の領域(240a及び210a)よりも、照射された赤外線の出力に対する加熱効率が低下する。よって、最大通紙領域βよりも外側である非通紙領域や二重被照射領域γのように、定着ベルト21における過昇温が生じ易い特定の領域と接触する位置の加熱部材の被照射領域を、赤外線低吸収率領域とすることによって、この領域における赤外線の出力に対する定着ベルト21の加熱効率を低下させることが可能になる。過昇温が生じ易い特定の領域の定着ベルト21の加熱効率が低下することで、過昇温となることを抑制することができる。非通紙領域や二重被照射領域γのように、軸方向における特定の領域が過昇温することを抑制できるため、この領域が過昇温することに起因する不具合の発生を抑制できる。
これに対して、本実施形態の定着装置20のように、定着ベルト21の回転軸に平行な軸方向で加熱部材の赤外線吸収率が異なる構成であれば、軸方向で赤外線を吸収し易い領域と、赤外線を吸収し難い領域とを分けることが出来る。例えば、上述した非通紙領域における加熱部材の被照射領域(加熱板内周面240、または、ベルト内周面210)の赤外線吸収率を小さくすることで、非通紙領域において定着ベルト21が高温になってしまうことを抑制できる。これにより、定着ベルト21の温度が高くなり過ぎる(過昇温する)ことに起因するユーザーの待ち時間の発生等の不具合の発生を抑制することができる。
このような構成により、定着部材の熱容量の低下を図ることができ、定着装置20の低消費電力化(TEC値低減)を図ることができる。しかし、定着部材の熱容量を小さくすると、赤外線の照射を受ける加熱部材の被照射領域の軸方向における温度の差が、そのまま定着部材の外周面の温度の差となって反映されやすい。例えば、定着ローラのように熱容量の大きな定着部材を用いた構成で、赤外線を照射して定着部材を加熱する場合、被照射領域から定着部材の外周面に熱量が伝達される間に、軸方向での温度差が均され、被照射領域の軸方向における温度の差が、定着部材の外周面の温度の差となって反映され難い。
定着装置20のように、定着部材の熱容量の低下に伴い、被照射領域の軸方向における温度の差が、定着部材の外周面の温度の差となって反映され易くなると、赤外線照射手段を使用した際の照射部の軸方向の長さと、通紙領域幅の最適化を図ることがより困難になる。それは以下の二つの理由がある。
一つ目の理由は、軸方向最大通紙可能サイズ紙の最大画像領域である最大通紙領域β外の定着部材端部の温度上昇である。ハロゲンヒータのような赤外線照射手段では、照射部の軸方向の幅である照射領域αを規定していても、その照射部から照射される赤外線が入射する被照射領域では軸方向の全幅で均一な温度分布を得られるわけではなく、端部は温度の落込みがある。そのため、例えばスリープ復帰直後の1枚目から通紙領域全幅で定着性を確保しようとすると、ある程度、定着部材端部の温度低下が許容されるところまで照射部の軸方向の長さを長くし、画像領域全幅以上に照射部を設ける必要がある。しかし、このように照射部の軸方向の長さを長く規定すると、連続通紙の時は、転写紙Pが通過せず、転写紙Pへの熱量の受け渡しのない非通紙領域では、赤外線照射の影響を受け、温度が上昇してしまう。いわゆる小サイズ通紙時の端部温度上昇と同様の不具合が、軸方向最大通紙可能サイズ紙を通紙した際にもその紙通過領域のさらに外側で端部温度上昇が発生し、生産性が低下してしまう。
また、照射部の軸方向の長さと、通紙領域幅の最適化を図ることがより困難となる二つ目の理由は、被照射領域に照射される赤外線の軸方向における強度ムラがある。図3を用いて説明した定着部材のように、低熱容量化を図り、ヒータ25の赤外線照射部を複数設置した構成では、被照射領域の幅方向に隙間が生じることを防止するために、各赤外線照射部による被照射領域では、図4に示すように、二つの被照射領域が重なる二重被照射領域γが形成される。この二重被照射領域γは、他の被照射領域よりも照射される赤外線の強度が強くなり、この赤外線の強度のムラは被照射領域の軸方向の温度ムラとなる。このように、被照射領域の軸方向に温度ムラが生じると、定着部材の熱容量が小さく、被照射領域の軸方向における温度の差が、定着部材の外周面の温度の差となって反映され易く易い構成では、定着部材の外周面に温度ムラが生じる。定着部材の外周面に温度ムラが生じると、光沢ムラ等の定着画像の不均一化という不具合が生じる。このような定着画像の不均一化という不具合は、連続通紙時の後半で顕著に発生した。
このため、上述した2つの理由に起因する不具合を解決しなければ、定着部材の低熱容量化による定着装置20のさらなる省電力化はできない。
このような問題に対して、本発明を適用した定着装置20では、被照射領域(加熱板内周面240、または、ベルト内周面210)の軸方向について、赤外線を吸収し易い領域と、赤外線を吸収し難い領域とを設けている。そして、例えば最大通紙領域βよりも軸方向外側においては、通紙領域よりも赤外線吸収率を小さくする。また複数の赤外線照射部により加熱部材を加熱する際には、二重被照射領域γで、その他通紙領域よりも赤外線吸収率を小さくする。これにより、最大通紙領域βよりも軸方向外側の領域や二重被照射領域γでの温度の過昇温を防止することができる。結果として、最大通紙領域βよりも軸方向外側の過昇温に起因する生産性の低下や、通紙領域中に温度ムラがあることに起因する定着画像の不均一化の発生を防止することが出来る。
赤外線が加熱板内周面240の軸方向全域に照射される構成では、軸方向について最大通紙領域βよりも外側となる非通紙領域に、最大通紙領域βと同等の赤外線が吸収されると、定着ベルト21から転写紙Pへの熱の受け渡しが無いため、加熱板24や定着ベルト21が必要以上に加熱され、定着ベルト21の過昇温の原因となる。この過昇温によって定着ベルト21の一部が上限温度に達すると、定着装置20を停止する必要があり、過昇温した領域が所定の温度まで自然冷却することを待って連続通紙を再開する。このように、転写紙Pに接触せず、定着に寄与しない定着ベルト21の領域が過昇温することに起因して、連続通紙を停止することは生産性の低下に繋がる。
これに対して、最大通紙領域βよりも外側となる非通紙領域に塗装無し領域240bを設けることにより、非通紙領域における過昇温の発生を抑制することができる。これにより、軸方向端部の過昇温に起因して装置が停止することを抑制でき、定着ベルト21の軸方向における一部の領域が過昇温することに起因して生産性が低下することを抑制できる。
複数の赤外線照射部材によって加熱する構成では、それぞれの被照射領域が重なる二重被照射領域γでは、照射される赤外線の出力が強くなる。この二重被照射領域γは最大通紙領域β内であり、二重被照射領域γが最大通紙領域β内の他の領域と赤外線吸収率が同じであると、定着ベルト21の二重被照射領域γに対応する部分が他の部分よりも温度が高くなり、最大通紙領域β内において軸方向で均一な温度分布が得られなくなる。最大通紙領域β内の領域は転写紙Pのトナーが形成された部分が通過し得るため、最大通紙領域β内において軸方向で均一な温度分布が得られなないと、定着性が均一でなくなり、光沢ムラが生じる。これに対して、定着装置20では、二重被照射領域γを塗装無し領域240b(210b)または薄塗装領域240c(210c)とすることで、最大通紙領域β内における軸方向の一部の領域が過昇温することを抑制して、軸方向で均一な温度分布を得ることができ、光沢ムラを抑制することができる。
このように、黒色塗装の塗布層の厚みの違いや、黒色塗装の塗布層の有無といった簡易な表面加工の際によって、被照射領域において軸方向で赤外線吸収率を異ならせることができる。
4 作像部
20 定着装置
21 定着ベルト
22 当接部材
23 裏当て部材
24 加熱板
25 ヒータ
25a 中央ヒータ
25b 端部ヒータ
26 温度センサ
28 赤外線反射部材
31 加圧ローラ
85 中間転写ユニット
210 ベルト内周面
210a ベルト通常塗装領域
210b ベルト塗装無し領域
210c ベルト薄塗装領域
240 加熱板内周面
240a 通常塗装領域
240b 塗装無し領域
240c 薄塗装領域
N 定着ニップ部
P 転写紙
α 照射領域
β 最大通紙領域
γ 二重被照射領域
Claims (10)
- 無端状の回転可能な定着部材と、
該定着部材に接触して熱伝導によって該定着部材を加熱する加熱部材と、
該加熱部材に赤外線を照射することによって加熱する赤外線照射手段とを有し、
未定着の樹脂微粒子を担持した記録媒体と該定着部材の外周面とが接触する定着部で、該定着部材の熱によって該樹脂微粒子を該記録媒体に定着する定着装置において、
上記赤外線照射手段は、赤外線を照射する照射領域の位置が互いに異なる複数の赤外線照射部材を備え、
該赤外線照射手段から赤外線を照射される上記加熱部材の被照射領域には、二つの該赤外線照射部材の該加熱部材における被照射領域同士の一部が重なる二重被照射領域があり、
該二重被照射領域は、上記定着部材の回転軸に平行な軸方向の位置が異なる他の該被照射領域とは赤外線吸収率が異なることを特徴とする定着装置。 - 請求項1の定着装置において、
上記定着部材は、無端状ベルトであり、
上記加熱部材は、該定着部材の内側に装置本体に対して固定支持されて設置され、回転する該定着部材の内周面に接触摺動して該定着部材を加熱する部材であることを特徴とする定着装置。 - 請求項1または2の定着装置において、
上記定着部で上記定着部材の外周面に加圧当接する加圧部材と、
該定着部材の内側で装置本体に対して固定支持されるように設置され、該定着部材を介して該加圧部材に当接して定着ニップ部を形成する当接部材と、
該当接部材を該加圧部材に対して反対側から裏当てしてニップ面圧を確保する裏当て部材とを備え、
上記赤外線照射手段の赤外線照射部は、上記加熱部材と上記裏当て部材とによって囲まれる空間内に配置され、該裏当て部材の該赤外線照射部と対向する面に赤外線を反射する赤外線反射部材を設けたことを特徴とする定着装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の定着装置において、
上記定着部を通過し得る上記記録媒体のうち、該定着部を通過するときに上記軸方向と平行な幅方向の長さである記録媒体幅が最大となる該記録媒体が、該定着部で通過する該軸方向の領域を最大通紙領域としたときに、上記加熱部材の上記被照射領域における該軸方向について該最大通紙領域よりも外側となる領域に該最大通紙領域よりも内側となる領域よりも赤外線吸収率が低い赤外線低吸収率領域を設けたことを特徴とする定着装置。 - 請求項4の定着装置において、
上記赤外線低吸収率領域よりも赤外線吸収率が高い領域と該赤外線低吸収率領域との境界が、上記最大通紙領域よりも外側で、且つ、上記赤外線照射手段における赤外線を照射する照射部の上記軸方向の両端部よりも内側であることを特徴とする定着装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の定着装置において、
上記複数の赤外線照射部材は、上記照射領域の上記軸方向についての位置が互いに異なり、
上記二重被照射領域に他の上記被照射領域よりも赤外線吸収率が低い赤外線低吸収率領域を設けたことを特徴とする定着装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の定着装置において、
上記加熱部材の上記被照射領域における他の領域よりも赤外線吸収率が高い領域に対して上記軸方向の位置が同じとなる位置の上記定着部材の温度を検出する定着部材温度検出手段と、
該定着部材温度検出手段の検知結果に基づいて上記赤外線照射手段の赤外線の照射を制御し、該定着部材が昇温し過ぎることを防止する過昇温防止手段を備えることを特徴とする定着装置。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の定着装置において、
上記被照射領域となる上記加熱部材の表面に塗布する塗布層の厚みの違い、または、該塗布層の有無によって、該加熱部材の該被照射領域における赤外線吸収率が異なる領域を形成することを特徴とする定着装置。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の定着装置において、
上記被照射領域となる上記加熱部材の表面に塗布する塗布層の材料の違いによって、該加熱部材の該被照射領域における赤外線吸収率が異なる領域を形成することを特徴とする定着装置。 - 記録媒体に対して画像を形成する画像形成部と、
該画像形成部で形成された記録媒体上の画像を定着させる定着手段と、を備えた画像形成装置において、
上記定着装置として、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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