JP5677601B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、本発明に係る別の画像形成装置は、記録材に未定着トナー像を形成する画像形成部と、加熱部材と、前記加熱部材との間にニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップ部で前記未定着トナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱して前記未定着トナー像を記録材に定着する定着部と、前記加熱部材と前記バックアップ部材との少なくとも一方の部材の非通紙領域に送風する送風部であって、送風するためのファンと、前記ファンの風を前記非通紙領域へ誘導するための開口部と、前記開口部の開口幅を調整する調整部材と、を備える送風部と、を有する画像形成装置において、前記開口幅を第1の開口幅に設定し前記ファンの回転数を第1の回転数に設定して前記ファンを駆動する第1の送風動作と、前記開口幅を前記第1の開口幅と異なる第2の開口幅に設定し前記回転数を前記第1の回転数と異なる第2の回転数に設定して前記ファンを駆動する第2の送風動作と、を一つのサイズの記録材に対して実行可能であって、前記ファンを駆動している間に、前記第1の送風動作と前記第2の送風動作とを切り替え可能であることを特徴とする。
また、本発明に係る別の画像形成装置は、記録材に未定着トナー像を形成する画像形成部と、加熱部材と、前記加熱部材との間にニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップ部で前記未定着トナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱して前記未定着トナー像を記録材に定着する定着部と、前記加熱部材と前記バックアップ部材との少なくとも一方の部材の非通紙領域に送風する送風部であって、送風するためのファンと、前記ファンの風を前記非通紙領域へ誘導するための開口部と、前記開口部の開口幅を調整する調整部材と、を備える送風部と、前記非通紙領域の温度を検知する温度検知部と、を有する画像形成装置において、前記開口幅を第1の開口幅に設定し前記ファンを駆動する第1の送風動作と、前記開口幅を前記第1の開口幅と異なる第2の開口幅に設定し前記ファンを駆動する第2の送風動作と、を一つのサイズの記録材に対して実行可能であって、前記ファンの駆動を開始した後の前記非通紙領域を冷却する期間において、前記温度検知部の検知温度に応じて前記第1の送風動作と前記第2の送風動作とを切り替え可能であることを特徴とする。
(画像形成装置)
本実施形態に係る画像形成装置の全体構成について、図2を用いて簡単に説明する。図2は、画像形成装置の一例であるフルカラーレーザープリンタ(以後、プリンタ71という)の全体構成を示す概略断面図である。なお、本実施形態として、感光体ドラムを複数備えたフルカラーレーザービームプリンタを取り上げたが、本発明はこれに限らず、感光体ドラムを一つ備えたモノクロの複写機、プリンタにも適用することができる。
以下、図3乃至図6を用いて、定着装置である定着部72について説明する。定着部72は、加圧ローラ20を回転駆動し、定着スリーブ(加熱用回転体)であるフィルム10をバックアップ部材としての加圧ローラ20の搬送力により回転させる加圧ローラ駆動方式・フィルム加熱方式を採用している。そして、加熱体としてのヒータ30と、加熱部材としての円筒状のフィルム10と、ヒータホルダ41と、加圧ステー42と、加圧手段43を備える。
図5に示す加熱回転体としてのフィルム10は、耐熱性と可撓性を有する材料によりエンドレスのスリーブ状に形成されている基層11と、その基層11の外周面上に設けられている離型性層12と、を有する。また、定着性向上、画質向上のために、その基層11の外周面上で、離型層12の内周面側との間にシリコーンゴムなどの弾性層13を設けても良い。
2)ヒータホルダ
ヒータホルダ41は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、PPS、PEEK等の耐熱性樹脂により横断面半円形状樋型に形成されている。このヒータホルダ41は、熱伝導率が低い程ヒータ30によりフィルム10の内面を加熱するときの熱効率が高くなる。よって、ヒータホルダ41を形成する耐熱性樹脂中に中空のフィラー、例えばガラスバルーン、シリカバルーン等を内包しても良い。ヒータホルダ41の下面(加圧ローラ20側の面)には、ヒータホルダ41の長手方向に沿って凹み形状の溝が設けられている。
図3において、加圧ローラ20は、芯軸部21と、その芯軸部21の外周面上に設けられている少なくとも1層以上の耐熱性弾性層22と、その耐熱性弾性層22の外周面上に設けられている離型層24と、を有する。耐熱性弾性層22は、定着部72で使用した場合に十分な耐熱性・耐久性を有し、かつ、好ましい弾性(柔らかさ)を有している材料が望ましく、例えばシリコーンゴム或いはフッ素ゴムなど一般的な耐熱性ゴム弾性材料を用いることができる。
図6は、加熱源としてのヒータ30の一例の構成模式図である。ヒータ30は、フィルム10の内周面と接触しながらフィルム10を急速加熱する板状発熱体である。このヒータ30は、記録材搬送方向に直交する方向に細長い基板31を有する。基板31は、アルミナや窒化アルミ等の絶縁性のセラミックス基板、或いはポリイミド、PPS、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂基板を用いることができる。
加圧ステー42は、剛性を有する金属等の材料により、横断面下向きU字形状に形成されている。この加圧ステー42は、フィルム10の内側において、ヒータホルダ41の上面(加圧ローラ20と反対側の面)の短手方向中央に配置されている。そして、装置フレーム27に保持されている定着フランジ45を介して、加圧ステー42の長手方向両端部を、加圧バネ等の加圧手段43により加圧ローラ20の軸線に向けて付勢する。
図4で、制御手段としての制御部44は、プリント指令に応じて所定の回転駆動制御シーケンスを実行し、駆動源であるモータMを駆動して加圧ローラ20の芯軸部21の長手方向端部に設けられている駆動ギアGを回転させる。これにより、加圧ローラ20は、所定の周速度(プロセススピード)で矢印方向(図3)へ回転する。その際、ニップ部Nにおける加圧ローラ20表面とフィルム10表面との摩擦力によって、フィルム10には、加圧ローラ20の回転方向とは逆向きに回転する回転力が作用する。
図7、図8に示すように、本画像形成装置は、記録材の幅方向の中央が装置の長手方向の中央(基準)を通るように搬送される。定着装置においては、記録材の幅方向の中央がフィルム10の長手方向の中央を通る。Sはその記録材の搬送の基準を表す線(仮想線)である。
図3および図7において、送風部50は、幅が小さい記録材を連続通紙した際に生じるフィルム10の非通紙領域の温度上昇を、送風により冷却する。送風部50は、送風部材である冷却ファン51を有する。また、この冷却ファン51の風を誘導するダクト52と、このダクト52の定着部に対向する部分に配置された送風口(開口部)53を有する。また、この送風口53を開閉し、開口量を通紙される記録材Pの幅に適した幅に調整する調整部材としてのシャッタ54と、このシャッタを駆動するシャッタ駆動部55を有する。
以下に、レターサイズ記録材を横送りで連続通紙したときを例に、本実施形態の送風動作を説明する。本実施形態では、連続通紙中のサブサーミスタ38(図7)の検知温度に基づいて、冷却ファン51の送風制御を行う。本実施形態において、サブサーミスタ38は、非通紙領域に対応するヒータの温度を検出するように配置されている。そのため、フィルム10表面における非通紙領域の温度の最大値を、サブサーミスタ38によって予測可能である。
表1では、シャッタの開口量がゼロでなく最小となる場合に、冷却ファンの駆動電圧の変化幅を最大とする一方、シャッタの開口量が最大となる場合に、最大駆動電圧を含む前記冷却ファンの駆動電圧の変化幅を前記最大変化幅より小さい変化幅としている。
本実施形態の冷却動作に対し、比較例の冷却制御においては、連続通紙中のシャッタ54の開口量を固定し、ファン駆動電圧のみを変更する。このような比較例において、表2のように冷却ファン51の駆動電圧によって決まる6段階の冷却レベルが設けられている。表2は比較例のレターサイズ記録材を定着処理する場合の冷却レベルを示したテーブルである。
性能評価には、前述のプリンタ71を使用し、比較例の冷却制御と本実施形態の冷却制御を比較した。非通紙領域の温度上昇が厳しい条件下で性能を比較するために、低温低湿環境(15℃/10%)において、レターサイズ記録材(坪量90g/m2)を横送り45枚/分で100枚連続プリントした時のフィルムの表面温度の最大値を測定した。また、画像加熱装置の各部材が環境温度と同じ温度の状態(コールド状態)からプリントを開始した。
次に、本発明に係る定着装置の他の実施形態について説明する。本実施形態の定着装置の基本的な構成および動作は、第1の実施形態と同じである。本実施形態では、以下に示す新たなモードを第1の実施形態におけるモードに対して加えている。すなわち、サブサーミスタの検知温度TsubがTfan_skip(=Tfan_threth+5℃)を1sec間上回ったら、冷却レベルを複数段階変更として例えば5段階上げる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形が可能である。
上述した実施形態では、プリンタ71の通紙基準は、長手方向に対して略中央(中央元準)としたが、片側基準であっても良い。
上述した実施形態では、加圧体として加圧ローラを示したが、固定された加圧パッドを用いることもできる。
上述した実施形態では、加熱部材であるフィルム10の非通紙領域に送風することを示したが、バックアップ部材である加圧ローラ20の非通紙領域に送風することもできる。即ち、本発明においては、加熱部材とバックアップ部材との少なくとも一方の非通紙領域に送風する。
Claims (19)
- 記録材に未定着トナー像を形成する画像形成部と、
加熱部材と、前記加熱部材との間にニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップ部で前記未定着トナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱して前記未定着トナー像を記録材に定着する定着部と、
前記加熱部材と前記バックアップ部材との少なくとも一方の部材の非通紙領域に送風する送風部であって、送風するためのファンと、前記ファンの風を前記非通紙領域へ誘導するための開口部と、前記開口部の開口幅を調整する調整部材と、を備える送風部と、
を有する画像形成装置において、
前記開口幅を第1の開口幅に設定し前記ファンの回転数を第1の回転数に設定して前記ファンを駆動する第1の送風動作と、前記開口幅を前記第1の開口幅と異なる第2の開口幅に設定し前記回転数を前記第1の回転数と異なる第2の回転数に設定して前記ファンを駆動する第2の送風動作と、を一つのサイズ且つ一つの種類の記録材に対して実行可能であることを特徴とする画像形成装置。 - 前記第2の回転数は前記第1の回転数よりも高く、前記第2の開口幅は前記第1の開口幅よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記ファンの回転数を前記第1の回転数に設定し前記開口幅を前記第1の開口幅とは異なる前記開口幅に設定して前記ファンを駆動する第3の送風動作を、前記一つのサイズに対して実行可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記開口幅を前記第1の開口幅に設定し、前記ファンの回転数を前記第1の回転数と異なる前記ファンの回転数に設定して前記ファンを駆動する第4の送風動作を、前記一つのサイズの記録材に対して実行可能であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第1の送風動作と、前記第2の送風動作と、を前記非通紙領域の温度に応じて実行することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記調整部材は、移動して前記開口部の一部の領域もしくは全ての領域を閉じることが可能なシャッタであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記加熱部材は筒状のフィルムであり、前記定着部は前記フィルムの内面に接触し前記フィルムを介して前記バックアップ部材と共に前記ニップ部を形成するニップ部形成部材を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記ニップ部形成部材は、ヒータであることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 記録材に未定着トナー像を形成する画像形成部と、
加熱部材と、前記加熱部材との間にニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップ部で前記未定着トナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱して前記未定着トナー像を記録材に定着する定着部と、
前記加熱部材と前記バックアップ部材との少なくとも一方の部材の非通紙領域に送風する送風部であって、送風するためのファンと、前記ファンの風を前記非通紙領域へ誘導するための開口部と、前記開口部の開口幅を調整する調整部材と、を備える送風部と、
前記非通紙領域の温度を検知する温度検知部と、
を有する画像形成装置において、
前記開口幅を第1の開口幅に設定し前記ファンを駆動する第1の送風動作と、前記開口幅を前記第1の開口幅と異なる第2の開口幅に設定し前記ファンを駆動する第2の送風動作と、を前記温度検知部の検知温度に応じて、一つのサイズ且つ一つの種類の記録材に対して実行可能であることを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1の送風動作を実行している時の前記ファンの回転数である第1の回転数と、前記第2の送風動作を実行している時の前記ファンの回転数である第2の回転数と、が異なることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
- 前記第1の送風動作を実行している時の前記ファンの回転数である第1の回転数と、前記第2の送風動作を実行している時の前記ファンの回転数である第2の回転数と、が等しいことを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
- 前記第2の回転数は前記第1の回転数よりも高く、前記第2の開口幅は前記第1の開口幅よりも大きいことを特徴とする請求項9又は10に記載の画像形成装置。
- 前記開口幅を前記第1の開口幅とし、前記ファンの回転数を前記第1の送風動作を実行している時の前記ファンの回転数と異なる回転数として前記ファンを駆動する第3の送風動作を、実行可能であることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
- 前記調整部材は、移動して前記開口部の一部の領域もしくは全領域を閉じることが可能なシャッタであることを特徴とする請求項9乃至13のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記加熱部材は筒状のフィルムであり、前記定着部は前記フィルムの内面に接触し前記フィルムを介して前記バックアップ部材と共に前記ニップ部を形成するニップ部形成部材を有することを特徴とする請求項9乃至14のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記ニップ部形成部材は、ヒータであることを特徴とする請求項15に記載の画像形成装置。
- 記録材に未定着トナー像を形成する画像形成部と、
加熱部材と、前記加熱部材との間にニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップ部で前記未定着トナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱して前記未定着トナー像を記録材に定着する定着部と、
前記加熱部材と前記バックアップ部材との少なくとも一方の部材の非通紙領域に送風する送風部であって、送風するためのファンと、前記ファンの風を前記非通紙領域へ誘導するための開口部と、前記開口部の開口幅を調整する調整部材と、を備える送風部と、
を有する画像形成装置において、
前記開口幅を第1の開口幅に設定し前記ファンの回転数を第1の回転数に設定して前記ファンを駆動する第1の送風動作と、前記開口幅を前記第1の開口幅と異なる第2の開口幅に設定し前記回転数を前記第1の回転数と異なる第2の回転数に設定して前記ファンを駆動する第2の送風動作と、を一つのサイズの記録材に対して実行可能であって、
前記ファンの駆動を開始した後の前記非通紙領域を冷却する期間において、前記第1の送風動作と前記第2の送風動作とを切り替え可能であることを特徴とする画像形成装置。 - 記録材に未定着トナー像を形成する画像形成部と、
加熱部材と、前記加熱部材との間にニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップ部で前記未定着トナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱して前記未定着トナー像を記録材に定着する定着部と、
前記加熱部材と前記バックアップ部材との少なくとも一方の部材の非通紙領域に送風する送風部であって、送風するためのファンと、前記ファンの風を前記非通紙領域へ誘導するための開口部と、前記開口部の開口幅を調整する調整部材と、を備える送風部と、
を有する画像形成装置において、
前記開口幅を第1の開口幅に設定し前記ファンの回転数を第1の回転数に設定して前記ファンを駆動する第1の送風動作と、前記開口幅を前記第1の開口幅と異なる第2の開口幅に設定し前記回転数を前記第1の回転数と異なる第2の回転数に設定して前記ファンを駆動する第2の送風動作と、を一つのサイズの記録材に対して実行可能であって、
前記ファンを駆動している間に、前記第1の送風動作と前記第2の送風動作とを切り替え可能であることを特徴とする画像形成装置。 - 記録材に未定着トナー像を形成する画像形成部と、
加熱部材と、前記加熱部材との間にニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップ部で前記未定着トナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱して前記未定着トナー像を記録材に定着する定着部と、
前記加熱部材と前記バックアップ部材との少なくとも一方の部材の非通紙領域に送風する送風部であって、送風するためのファンと、前記ファンの風を前記非通紙領域へ誘導するための開口部と、前記開口部の開口幅を調整する調整部材と、を備える送風部と、
前記非通紙領域の温度を検知する温度検知部と、
を有する画像形成装置において、
前記開口幅を第1の開口幅に設定し前記ファンを駆動する第1の送風動作と、前記開口幅を前記第1の開口幅と異なる第2の開口幅に設定し前記ファンを駆動する第2の送風動作と、を一つのサイズの記録材に対して実行可能であって、
前記ファンの駆動を開始した後の前記非通紙領域を冷却する期間において、
前記温度検知部の検知温度に応じて前記第1の送風動作と前記第2の送風動作とを切り替え可能であることを特徴とする画像形成装置。
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