JP6286840B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、記録媒体上に保持された未定着画像を定着する定着装置、該定着装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも1つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device for fixing an unfixed image held on a recording medium, a copying machine including the fixing device, a printer, a facsimile, a plotter, and an image forming apparatus including at least one of them. Relates to the device.
電子写真方式を利用した画像形成装置では、画像情報に基づいて像担持体である感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化している。
現像された画像を転写装置により記録紙(以下、単に「用紙」ともいう)に転写して画像を担持させ、定着装置により圧力や熱等を加えてトナー画像を記録紙に定着するようになっている。
定着装置としては、対向配置したローラ間でニップ部を形成する熱ローラ方式や、ローラとベルト間でニップ部を形成するベルト定着方式のもの等が知られている。
記録紙をニップ部で挟み込んで搬送しながら熱および圧力を加えることで、未定着のトナー画像が記録紙に定着される。
In an image forming apparatus using an electrophotographic system, an electrostatic latent image is formed on the surface of a photosensitive drum as an image carrier based on image information, and the electrostatic latent image is developed with toner or the like as a developer. And visualized.
The developed image is transferred onto a recording paper (hereinafter also simply referred to as “paper”) by a transfer device to carry the image, and the toner image is fixed on the recording paper by applying pressure, heat or the like by a fixing device. ing.
As a fixing device, a heat roller method in which a nip portion is formed between rollers arranged opposite to each other, a belt fixing method in which a nip portion is formed between a roller and a belt, and the like are known.
An unfixed toner image is fixed on the recording paper by applying heat and pressure while the recording paper is nipped at the nip and conveyed.
従来のベルト定着方式の定着装置を図7に基づいて説明する。
内部に加熱ヒータ200を有する加熱ローラ202と、表層にゴム層が設けられた定着ローラ204とに定着ベルト206が掛け回されている。
定着ベルト206を介して定着ローラ204には加圧ローラ208が当接しており、ニップ部Nが形成されている。
図7において、符号210はテンションローラを、212はテンションローラ210を付勢するバネ部材を、214は定着済みの記録紙Sを定着ベルト206から分離する分離爪を、216は定着カバーを示している。
A conventional belt fixing type fixing device will be described with reference to FIG.
A
A
In FIG. 7,
符号218は加熱ローラ202での定着ベルト206の温度を検知するサーミスタを示している。
サーミスタ218の検知情報に基づいて定着温度の制御がなされる。
定着装置に到達したトナー像を転写済みの記録紙Sは、定着ベルト206と加圧ローラ208との間のニップ部Nに入り、記録紙Sがニップ部Nを通過する過程で、転写されたトナー像が加熱及び加圧されて定着される。
加熱ヒータ200としては、一般的にハロゲンヒータが用いられている。
The fixing temperature is controlled based on the detection information of the
The recording paper S to which the toner image that has reached the fixing device has been transferred enters the nip portion N between the
As the
用紙対応力が求められる中で、様々な厚さやサイズの用紙を通紙する必要性、特にハガキや封筒といった用紙幅が100mm前後の小サイズ紙への要求が高まっている。
従来の定着装置では、それらの小サイズ紙に対応した加熱幅を持つ加熱源を備えていない場合は、小サイズ紙の連続通紙時に非通紙部での温度上昇が大きく、生産性を落とす等の対応をしなければならなかった。
用紙幅方向における中央部と端部(非通紙部)間で温度勾配があると、次にサイズの大きい用紙を通紙した場合、光沢ムラ等の不具合が生じる。
この問題を解消するには、例えば、通紙しない状態で定着ベルト206と加圧ローラ208とを空回転させて温度を均一化させる時間が必要であり、その間は生産性が落ちることになる。
In the demand for paper handling capability, there is a growing need for passing papers of various thicknesses and sizes, especially for small size papers with a paper width of around 100 mm, such as postcards and envelopes.
If the conventional fixing device is not equipped with a heating source having a heating width corresponding to the small size paper, the temperature rise in the non-sheet passing portion is large during continuous passage of the small size paper, and the productivity is lowered. I had to deal with it.
If there is a temperature gradient between the central portion and the end portion (non-sheet passing portion) in the sheet width direction, problems such as uneven glossiness occur when the next large size sheet is passed.
In order to solve this problem, for example, it is necessary to allow the
生産性を落とさずに対応する場合は、誘導加熱方式とし、ベルト部材の内部にキュリー点が150℃〜250℃くらいで整磁機能を有する磁性体を用いることが一般的であった。
しかしながら、誘導加熱方式はハロゲンヒータによる加熱方式と比べると製造コストが高くなるため、安価な方式での非通紙部の温度上昇を低減させる対応策が求められている。
特許文献1には、グラファイトシート(発熱体)を用いて周方向に不均一な輻射強度を持たせ、加熱効率を改善する技術が開示されている。
しかしながら、非通紙部における温度上昇に対する有効な対策とはなり得ていない。
また、誘導加熱方式と同様に、グラファイトシートを用いた加熱源もハロゲンヒータと比較して製造コストが高い。
When responding without reducing productivity, the induction heating method is generally used, and a magnetic material having a magnetic shunt function at a Curie point of about 150 ° C. to 250 ° C. is used inside the belt member.
However, since the induction heating method has a higher manufacturing cost than the heating method using a halogen heater, a countermeasure for reducing the temperature rise of the non-sheet passing portion by an inexpensive method is required.
Patent Document 1 discloses a technique for improving heating efficiency by using a graphite sheet (a heating element) to provide non-uniform radiation intensity in the circumferential direction.
However, it cannot be an effective measure against the temperature rise in the non-sheet passing portion.
Further, similarly to the induction heating method, the heating source using the graphite sheet is higher in manufacturing cost than the halogen heater.
ハロゲンヒータによる加熱方式は製造コストを安く抑えられるため、小サイズ紙に対応したハロゲンヒータと、大サイズ紙に対応したハロゲンヒータとを設ける方式が定着方式として広く採用されている。
小サイズ紙の場合は、中央部の配光分布が密なハロゲンヒータを点灯し、これよりも大きいサイズ紙の場合は端部付近の配光分布が密なハロゲンヒータを一緒に、かつ適当なオン・オフ配分で点灯することで様々なサイズの用紙に対応している。
ここで、用紙サイズと使用頻度について言及すると、通常使用される用紙は最大A3サイズまでがほとんどであり、A3サイズの用紙は縦方向に通紙される。
特に使用頻度が高いA4(またはLt)サイズに関しても生産性を上げるため、横方向に通紙されることが多い。
このため、定着の加熱幅としては約300mmを確保しておけば、ほとんどの場合(市場機種によっては99%以上)を網羅することができる。
Since a heating method using a halogen heater can reduce the manufacturing cost, a method of providing a halogen heater corresponding to a small size paper and a halogen heater corresponding to a large size paper is widely adopted as a fixing method.
In the case of small size paper, the halogen heater with a dense light distribution in the center is turned on. Lights with on / off distribution to support various sizes of paper.
Here, referring to the paper size and the frequency of use, most of the normally used paper is up to A3 size, and the A3 size paper is passed in the vertical direction.
Especially for A4 (or Lt) size, which is frequently used, in order to increase productivity, paper is often passed in the horizontal direction.
For this reason, if about 300 mm is secured as the heating width of fixing, almost all cases (99% or more depending on the market model) can be covered.
一方で、全体に対する使用頻度はごく少ないが、「A3ノビ」や「13インチ」といったA3サイズの幅よりも大サイズの用紙対応が要求されている。
ハロゲンヒータによる加熱方式の場合、直径30mm程度の定着ローラ内部に小サイズ紙(A3サイズ以下)に対応した複数のヒータを設けるため、ヒータ本数を容易に増やせない。
このため、A3ノビ等の大サイズの用紙に対応する場合には、A3サイズ幅よりも大サイズの用紙幅に合わせて端部配光分布が密なハロゲンヒータを長くせざるを得ない。
上述のように、使用頻度で考えると300mm幅程度の加熱が圧倒的に多いが、小サイズ紙で上記大サイズ対応のハロゲンヒータを用いた場合、330mm幅近辺まで加熱されてしまい、差分の消費エネルギが無駄になる。
On the other hand, although the frequency of use for the whole is very small, it is required to support a paper having a size larger than the width of the A3 size such as “A3 Nobi” or “13 inches”.
In the case of a heating method using a halogen heater, a plurality of heaters corresponding to small size paper (A3 size or less) are provided inside a fixing roller having a diameter of about 30 mm, so the number of heaters cannot be increased easily.
For this reason, when dealing with a large size paper such as A3 Nobi, it is necessary to lengthen the halogen heater having a dense end portion light distribution in accordance with the paper size larger than the A3 size width.
As described above, when the frequency of use is considered, heating of about 300 mm width is overwhelmingly large. However, when the halogen heater corresponding to the above large size is used with small size paper, it is heated to around 330 mm width, and the difference consumption Energy is wasted.
さらには、A3サイズまたはA4サイズの横通紙時の330mm幅の端部付近が温度上昇してしまい、これを冷やすために生産性を落としたり、またはファンを設けたりする必要があった。
また、加熱効率を上げるために反射板を設けた場合には、ヒータ端部に対応する部分が異常に温度上昇するといった不具合も発生していた。
Furthermore, the temperature rises in the vicinity of the end of 330 mm width when the A3 size or A4 size paper is passed, and it is necessary to reduce productivity or to provide a fan in order to cool the temperature.
Further, when a reflecting plate is provided to increase the heating efficiency, there has been a problem that the temperature corresponding to the heater end portion abnormally increases.
本発明は、このような現状に鑑みて創案されたもので、さまざまな用紙サイズに対応するための複数のハロゲンヒータを備えた定着装置において、簡単かつ無駄なエネルギを消費することなく、且つ、生産性を落とすことなく効率的にA3ノビ等の大サイズ紙にも対応できるようにすることを、その主な目的とする。 The present invention was devised in view of such a situation, and in a fixing device including a plurality of halogen heaters for accommodating various paper sizes, without consuming simple and wasteful energy, and The main purpose is to be able to cope with large size paper such as A3 Nobi efficiently without reducing productivity.
上記目的を達成するために、本発明は、定着部材と、該定着部材との間に記録媒体を挟持搬送するニップ部を形成する定着対向部材と、前記定着部材を加熱する加熱源とを有する定着装置において、前記定着部材の端部側にあって前記定着部材に前記ニップ部よりも回転方向上流側で接触して加熱する端部加熱源と、前記定着部材の軸方向と直交する搬送方向において前記加熱源と前記端部加熱源との間に配置され、前記加熱源からの輻射熱を前記定着部材へ反射する反射部材と、を有し、前記加熱源は輻射加熱源であり、前記記録媒体の幅が所定のサイズ以下の場合には前記加熱源を用いて当該サイズに対応する領域を加熱し、前記記録媒体の幅が前記サイズよりも広い場合には、前記端部加熱源と、前記加熱源との両方を使用して加熱を行い、前記端部加熱源は、少なくとも一部が、前記所定サイズの前記記録媒体が通過する領域よりも前記軸方向において外側に配置されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention includes a fixing member, a fixing counter member that forms a nip portion that sandwiches and conveys a recording medium between the fixing member, and a heating source that heats the fixing member. in the fixing device, and an end heat source for heating in contact with an end portion side in a in the nip the direction of rotation upstream of the fixing member of the fixing member, the conveying direction perpendicular to the axial direction of the fixing member wherein disposed between the heat source and said end heat source in, has a reflecting member for reflecting the radiant heat from the heat source to the fixing member, the heating source is a radiant heat source, the recording When the width of the medium is equal to or less than a predetermined size, the area corresponding to the size is heated using the heating source, and when the width of the recording medium is wider than the size, the edge heating source, Use both the heating source and the heating There, the end heating source is at least partially, than said region where the recording medium passes a predetermined size and being arranged on the outside in the axial direction.
本発明によれば、簡単な構成で無駄なエネルギを消費することなく、且つ、生産性を落とすことなく効率的にA3ノビ等の大サイズ紙にも対応できる定着装置を実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a fixing device that can cope with a large size paper such as A3 Nobi efficiently without consuming unnecessary energy with a simple configuration and without reducing productivity.
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図1乃至図4に第1の実施形態を示す。
まず、図1に基づいて、本実施形態に係る画像形成装置の構成の概要を説明する。
この画像形成装置は、複数の色画像を形成する作像部が中間転写ベルトの移動方向に沿って並置されたタンデム方式のカラープリンタである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 4 show a first embodiment.
First, the outline of the configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
This image forming apparatus is a tandem type color printer in which image forming units for forming a plurality of color images are juxtaposed along the moving direction of the intermediate transfer belt.
画像形成装置100は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体を有している。
各色の像担持体はそれぞれ、感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkとして並設されている。
The
The image carriers for the respective colors are arranged side by side as
各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに形成された可視像としてのトナー像は、各感光体ドラムに対向しながら矢印A1方向に移動可能な中間転写体としての中間転写ベルト11に重ね合わせて1次転写される。
その後、記録媒体としての用紙Sに対して2次転写工程により一括転写される。
各感光体ドラム20の周囲には、感光体ドラムの回転に従い画像形成処理するための装置が配置されている。
The visible toner images formed on the
Thereafter, the sheet S as a recording medium is collectively transferred by the secondary transfer process.
Around each
ブラック画像の形成を行う感光体ドラム20Bkを代表して説明する。
感光体ドラム20Bkの回転方向に沿って画像形成処理を行う帯電装置30Bk、現像装置40Bk、1次転写ローラ12Bkおよびクリーニング装置50Bkが配置されている。
帯電後に行われる書き込みには、光書込装置8が用いられる。
The photosensitive drum 20Bk that forms a black image will be described as a representative.
A charging device 30Bk, a developing device 40Bk, a primary transfer roller 12Bk, and a cleaning device 50Bk that perform image forming processing along the rotation direction of the photosensitive drum 20Bk are arranged.
An optical writing device 8 is used for writing performed after charging.
中間転写ベルト11に対する重畳転写は、中間転写ベルト11がA1方向に移動する過程において、各感光体ドラム20に形成された可視像が、中間転写ベルト11の同じ位置に重ねて転写されるようになされる。
上記1次転写は、中間転写ベルト11を挟んで各感光体ドラムに対向して配設された1次転写ローラによる電圧印加によって、A1方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkは、A1方向の上流側からこの色順で並んでいる。
各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像をそれぞれ形成するための画像ステーションに備えられている。
In the superimposing transfer to the
The primary transfer is performed by shifting the timing from the upstream side toward the downstream side in the A1 direction by applying a voltage from a primary transfer roller disposed opposite to each photosensitive drum with the
The
Each of the
画像形成装置100は、色毎の画像形成処理を行う4つの画像ステーションと、各感光体ドラム20の上方に対向して配設され、中間転写ベルト11及び1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkを備えた中間転写ベルトユニット10とを有している。
また、画像形成装置100は、中間転写ベルト11に対向して配設され中間転写ベルト11に従動して連れ回りする2次転写部材としての2次転写ローラ5を有している。
また、画像形成装置100は、中間転写ベルト11に対向して配設され中間転写ベルト11上をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置13を有している。
また、画像形成装置100は、これら4つの画像ステーションの下方に対向して配設された露光手段としての光書込装置8を有している。
The
Further, the
Further, the
In addition, the
光書込装置8は、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、fθレンズ、トロイダルレンズ、折り返しミラーおよび偏向手段としての回転多面鏡などを装備している。
光書込装置8は、各感光体ドラム20に対して、色毎に対応した書き込み光Lbを出射して各感光体ドラム20に静電潜像を形成する。
図1では、便宜上、ブラック画像の画像ステーションのみを対象として書き込み光に符号が付けてあるが、その他の画像ステーションも同様である。
The optical writing device 8 is equipped with a semiconductor laser as a light source, a coupling lens, an fθ lens, a toroidal lens, a folding mirror, a rotating polygon mirror as a deflecting means, and the like.
The optical writing device 8 emits writing light Lb corresponding to each color to each
In FIG. 1, for the sake of convenience, the writing light is labeled only for the black image station, but the same applies to the other image stations.
画像形成装置100の下部には、各感光体ドラム20と中間転写ベルト11との間に向けて搬送される用紙Sを積載した給紙カセットとしてのシート給送装置61が設けられている。
シート給送装置61から搬送されてきた用紙Sは、レジストローラ対4により、画像ステーションによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、各感光体ドラム20と中間転写ベルト11との間の転写部に向けて繰り出される。
用紙Sの先端がレジストローラ対4に到達したことは、図示しないセンサによって検知される。
Below the
The sheet S conveyed from the
The fact that the leading edge of the paper S has reached the registration roller pair 4 is detected by a sensor (not shown).
画像形成装置100は、トナー像が転写された用紙Sにトナー像を定着させるためのフィルム定着方式の定着装置150と、定着済みの用紙Sを画像形成装置100の装置本体外部に排出する排紙ローラ対7とを有している。
装置本体上面は、用紙Sを積載する排紙トレイ17としてなる。
排紙トレイ17の下方には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル9Y、9C、9M、9Bkが備えられている。
The
The upper surface of the apparatus main body is a paper discharge tray 17 on which sheets S are stacked.
Below the paper discharge tray 17,
中間転写ベルトユニット10は、中間転写ベルト11、1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkの他に、中間転写ベルト11が掛け回されている駆動ローラ72及び従動ローラ73を有している。
従動ローラ73は、中間転写ベルト11に対する張力付勢手段としての機能も備えており、このため、従動ローラ73には、バネなどを用いた付勢手段が設けられている。
このような中間転写ベルトユニット10と、1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkと、2次転写ローラ5と、中間転写ベルトクリーニング装置13とで転写装置71が構成されている。
シート給送装置61は、最上位の用紙Sの上面に当接する給送ローラ3を有しており、給送ローラ3が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の用紙Sをレジストローラ対4に向けて給送するようになっている。
The intermediate transfer belt unit 10 includes a driving roller 72 and a driven
The driven
The intermediate transfer belt unit 10, the
The
転写装置71に装備されている中間転写ベルトクリーニング装置13は、詳細な図示を省略するが、中間転写ベルト11に対向、当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有している。
中間転写ベルトクリーニング装置13は、中間転写ベルト11上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去する。
中間転写ベルトクリーニング装置13はまた、中間転写ベルト11から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための図示しない排出手段を有している。
Although not shown in detail, the intermediate transfer
The intermediate transfer
The intermediate transfer
図2乃至図4に基づいて、定着装置150の構成を詳細に説明する。
図2は、用紙幅方向(軸方向)での断面図、図3は軸方向一端側での定着ベルトの支持構成を示す斜視図、図4はヒータの配置構成を示す平面図である。
定着装置150は、可撓性を有する無端状(円筒状フィルム)で回転可能な定着部材としての定着ベルト80を有し、定着ベルト80内には加熱源としてのハロゲンヒータ82が設けられている。
ハロゲンヒータ82は、中央部の配光分布が密なハロゲンヒータ82aと、端部の配光分布が密なハロゲンヒータ82bとから構成されている。
ベルト部材としての定着ベルト80は、ハロゲンヒータ82により内周側から輻射熱で直接加熱される。
Based on FIG. 2 thru | or FIG. 4, the structure of the fixing
FIG. 2 is a cross-sectional view in the paper width direction (axial direction), FIG. 3 is a perspective view showing a fixing belt support structure at one axial end side, and FIG. 4 is a plan view showing a heater arrangement structure.
The fixing
The halogen heater 82 includes a
The fixing
また、定着装置150は、定着ベルト80に圧接し、定着ベルト80との間で用紙を挟持搬送するニップ部Nを形成する定着対向部材としての加圧ローラ84と、ニップ形成部材86とを有している。
ニップ形成部材86は、加圧ローラ84に対向して定着ベルト80の内側に配置されたニップ形成部材本体88と、該ニップ形成部材本体88を加圧ローラ84からの加圧力に対抗して保持するステー部材90とから構成されている。
ニップ形成部材本体88は、図示しない摺動シートとしての低摩擦シートを介して定着ベルト80の内面と摺動する。
摺動シートにフッ素グリースやシリコーンオイルなどの潤滑剤を塗布することで、摺動トルクを低減することができる。
ニップ形成部材本体88が定着ベルト80の内面に直に接触する構成としてもよい。
In addition, the fixing
The
The nip forming member
The sliding torque can be reduced by applying a lubricant such as fluorine grease or silicone oil to the sliding sheet.
The nip forming member
また、定着装置150は、ハロゲンヒータ82から放射される光を定着ベルト80へ反射する板状の反射部材94を有している。
図示しないが、定着装置150は、定着ベルト80から用紙を分離する分離部材と、加圧ローラ84を定着ベルト80へ加圧する加圧手段等を備えている。
The fixing
Although not shown, the fixing
図1では、ニップ部Nの形状を平坦状にしているが、加圧ローラ84側から見て定着ベルト80側に凸となる凹形状やその他の形状であっても良い。
ニップ部の形状は凹形状の方が、用紙先端の排出方向が加圧ローラ寄りになり、分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。
ステー部材90により、加圧ローラにより圧力を受けるニップ形成部材本体88の撓みを防止し、軸方向で均一なニップ幅が得られるようにしている。
In FIG. 1, the shape of the nip portion N is flat, but may be a concave shape that is convex toward the fixing
When the nip portion has a concave shape, the discharge direction at the front end of the sheet is closer to the pressure roller, and the separation is improved, so that jamming is suppressed.
The
ステー部材90は、ニップ形成部材本体88を支持するために、十分な撓み強度を備えている。材質としてはステンレスや鉄といった金属材料や、セラミックスなどの金属酸化物を用いる。
ステー部材90は、後述するように、軸方向両端部を側板に固定されて位置決めされている。
定着ベルト80も軸方向両側で後述するフランジに回転可能に支持されている。
The
As will be described later, the
The fixing
反射部材94はステー部材90に固定されている。
反射部材94は、ハロゲンヒータ82からの輻射熱などによりステー部材90が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギ消費を抑制している。
反射部材94を備える代わりに、ステー部材90の表面に断熱もしくは鏡面処理を行っても同様の効果を得ることができる。
The reflecting
The reflecting
The same effect can be obtained by performing heat insulation or mirror treatment on the surface of the
加圧ローラ84は、中空の金属ローラにシリコーンゴム層を設けた構成を有している。離型性を得るためにシリコーンゴム層の表面には層厚が5〜50μmの離型層(PFAまたはPTFE層)が設けてある。
加圧ローラ84は、画像形成装置に設けられた図示しないモータなどの駆動源からギヤを介して駆動力が伝達され、回転する。
また、加圧ローラはスプリングなどにより定着ベルト側に押し付けられており、ゴム層が押し潰されて変形することにより、所定のニップ幅を形成している。
The
The
The pressure roller is pressed against the fixing belt by a spring or the like, and the rubber layer is crushed and deformed to form a predetermined nip width.
加圧ローラは中実のローラであっても良いが、中空のほうが熱容量は少なくて良い。加圧ローラにハロゲンヒータなどの加熱源を有していても良い。
シリコーンゴム層はソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いてもよい。
スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルトの熱が奪われにくくなるので、より望ましい。
The pressure roller may be a solid roller, but a hollow roller may have a smaller heat capacity. The pressure roller may have a heating source such as a halogen heater.
The silicone rubber layer may be solid rubber, but if there is no heater inside the pressure roller, sponge rubber may be used.
Sponge rubber is more desirable because it increases heat insulation and makes it difficult for the fixing belt to lose heat.
定着ベルト80は、層厚が30〜50μmのニッケルやSUSなどの金属ベルトやポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端ベルト、もしくはフィルムとする。
ベルトの表層はPFAまたはPTFE層などの離型層を有し、トナーが付着しないように離型性をもたせている。
ベルトの基材とPFAまたはPTFE層との間には、他にシリコーンゴムの層などで形成する弾性層があってもよい。
シリコーンゴム層がない場合は熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着するときにベルト表面の微妙な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部に定着ムラが残るという不具合が生じる。
The fixing
The surface layer of the belt has a release layer such as a PFA or PTFE layer, and has a release property so that toner does not adhere.
There may be an elastic layer formed of a silicone rubber layer or the like between the belt substrate and the PFA or PTFE layer.
When there is no silicone rubber layer, the heat capacity is reduced and the fixability is improved, but when the unfixed image is crushed and fixed, subtle irregularities on the belt surface are transferred to the image, causing uneven fixing on the solid portion of the image. The problem of remaining is caused.
これを改善するにはシリコーンゴム層を100μm以上設ける必要がある。シリコーンゴム層の変形により、微妙な凹凸が吸収され定着ムラが改善する。
定着ベルト80は、加圧ローラ84の回転により連れ回り回転する。加圧ローラが図示しない駆動源により回転し、ニップ部Nで定着ベルトに駆動力が伝達されることにより定着ベルトが回転する。
定着ベルト80はニップ部で挟み込まれて回転するが、ニップ部以外では両端から保持する保持部材(フランジ)にガイドされており、ベルトの断面形状は安定的に円形状を維持している。
In order to improve this, it is necessary to provide a silicone rubber layer of 100 μm or more. Due to the deformation of the silicone rubber layer, fine irregularities are absorbed and fixing unevenness is improved.
The fixing
The fixing
図3に示すように、定着ベルト80は、軸方向における両端側を、側板102から軸方向に突出する支持部材としてのフランジ104により回転可能に支持されている。
定着ベルト80の両端部をガイドするフランジ104は、定着ベルト80の内径とほぼ同等の外径を有し、定着ベルト80の両端から内側に5〜10mm入り込む長さを有している。
As shown in FIG. 3, the fixing
The
換言すれば、フランジ104は、円周ガイド凸部としてなり、定着ベルト80の端部に挿入されて摺動することで、定着ベルト80の断面形状を円形状に維持している。
フランジ104のニップ部Nに対応する部分は、開口されている。
図3では定着ベルト80の軸方向における一方側の支持構成を示しているが、他方側も同様の構成となっている。
ステー部材90は、軸方向全体に亘って延びる長さを有し、両側を側板102に固定されて支持されている。
In other words, the
A portion corresponding to the nip portion N of the
Although FIG. 3 shows a support configuration on one side in the axial direction of the fixing
The
図2及び図3に示すように、フランジ104には、定着ベルト80の端部から軸方向内側に向かって20mm程度の長さの保持部材としてのヒータ保持部110が一体に設けられている。
ヒータ保持部110の定着ベルト80の内面と対向する側には凹部110aが形成されており、凹部110aには、端部加熱源としてのPTC特性を有する端部ヒータ112が定着ベルト80の厚み方向に摺動可能に収容されている。
端部ヒータ112は、付勢手段としての板バネ114により定着ベルト80の内面側に向けて付勢されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
A
The
A3サイズ(=A4Y)幅と、A3ノビ(329mm)および13インチ(330mm)との差は32〜33mmである。
したがって、軸方向両側から加熱する方式であれば上記の半分16〜16.5mmの幅だけ加熱できれば、図4に示すように、A3サイズから13インチへ用紙対応幅が広がる。
よって端部ヒータ112の長さは20mm程度の小型なヒータで済む。
A3ノビや13インチ等の大サイズ用紙を通紙する場合には、ハロゲンヒータ82a、82b及び端部ヒータ112に通電する。
A3サイズ以下の用紙を通紙する場合には、ハロゲンヒータ82a及び82b、あるいはハロゲンヒータ82aのみ通電し、端部ヒータ112には通電しない。
The difference between the A3 size (= A4Y) width and the A3 nobi (329 mm) and 13 inches (330 mm) is 32-33 mm.
Therefore, in the case of heating from both sides in the axial direction, if the heating can be performed by the width of the above half 16 to 16.5 mm, as shown in FIG.
Therefore, the
When passing a large size sheet such as A3 Nobi or 13 inches, the
When passing a sheet of A3 size or smaller, only the
ハロゲンヒータ82bをA3ノビ等の大サイズ用紙に対応可能な加熱構成とすると、大サイズ用紙を通紙しない場合にもその部分を加熱することになって無駄なエネルギを消費することになる。
本実施形態の構成によれば、定着ベルト80の両端部近傍に端部ヒータ112を追加するという簡単な構成の付加によって上記問題を解消することができる。
If the
According to the configuration of the present embodiment, the above problem can be solved by adding a simple configuration in which end
端部ヒータ112はPTC特性を有しているので、設定温度以上で抵抗値が増加し、設定温度以上に上がることがない。
このため、燃焼やベルト破損の虞がなく、安全な定着装置を実現できる。
また、本実施形態では、端部ヒータ112を定着ベルト80の内方に設ける構成としたので、定着ベルト80の回転を妨げになることなく内側からベルト端部を加熱することができる。
端部ヒータ112のベルト接触部を別な滑らかな材料で構成すれば、摺動抵抗を低く抑えることができ、ベルト走行を安定に保つことができる。
また、ヒータ保持部110をフランジ104に一体に形成する構成としたので、端部ヒータ112を定着ベルト80の内側に省スペースで配置できる。
Since the
For this reason, there is no fear of combustion and belt damage, and a safe fixing device can be realized.
In this embodiment, since the
If the belt contact portion of the
Further, since the
また、板バネ114により端部ヒータ112を定着ベルト80の内面に向かって押圧する構成としたので、端部ヒータ112と定着ベルト80との接触面積が増えて伝熱効果が上がり、加熱効率が良くなる。
付勢手段として接触面積が少ないスプリングや断熱効果のあるスポンジ等を用いることでヒータ熱が定着ベルト80の加熱部以外に伝わることを防ぐことができ、これによっても加熱効率が良くなる。
ヒータ保持部110は、フランジ104とは別体に構成しても構わない。このようにすれば、端部ヒータ112の熱がヒータ保持部110以外に伝わりにくくなって、定着ベルト80に対する加熱効率が向上する。
Further, since the
By using a spring having a small contact area or a sponge having a heat insulating effect as the urging means, it is possible to prevent the heat of the heater from being transmitted to other than the heating portion of the fixing
The
図5に第2の実施形態を示す。
なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する(以下の他の実施形態において同じ)。
上記実施形態では端部ヒータ112を定着ベルト80の内側に配置する構成であったが、本実施形態では定着ベルト80の外側に配置することを特徴とする。
FIG. 5 shows a second embodiment.
Note that the same parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and unless otherwise specified, description of the configuration and functions already described is omitted, and only the main part will be described (the same applies to other embodiments below).
In the above-described embodiment, the
フランジ104には、端部ヒータ112に対向する定着ベルト80の内側を支持するヒータ当接部116が一体に設けられている。
端部ヒータ112は図示しない加圧手段で定着ベルト80に当接している。
ヒータ当接部116は、定着ベルト80の外面に対する端部ヒータ112の当接を維持し、且つ、定着ベルト80の内面をガイドすることが可能な円弧状に形成されている。
このように、定着ベルト80を外面側から端部ヒータ112で加熱する構成とすれば、トナーを溶融するベルト表面を直接温められて効率的である。
A3ノビ等の大サイズ紙対応の構成が不要なユーザには、外側の端部ヒータ112を取り外すだけでオプション対応が容易にできるというメリットもある。
The
The
The
In this way, if the fixing
For users who do not need a configuration compatible with large size paper such as A3 Nobi, there is also an advantage that it is possible to easily cope with options by simply removing the
図6に第3の実施形態を示す。
本実施形態では、円筒状または丸棒状に形成された端部ヒータ112と定着ベルト80との間に、中間体としてのポリイミド等の材料からなるスリーブ118を設けている。
すなわち、端部ヒータ112はスリーブ118を介して定着ベルト80に間接的に接触している。
スリーブ118を定着ベルト80と連れ回りさせることで、摺動による傷を定着ベルト80に付けることなくスムーズにベルト端部を加熱することができる。
FIG. 6 shows a third embodiment.
In the present embodiment, a
That is, the
By rotating the
上記各実施形態において、PTC特性を有するヒータを用いた場合、通常、ハロゲンヒータに比べ昇温時間が長くかかる。
このため端部ヒータ112とハロゲンヒータ82を一緒のタイミングで加熱すると中央部側の内側だけ先に加熱されてしまい、無駄なエネルギを消費することになる。
また、通紙により熱が奪われると、PTCの特性上、目標温度に復帰するのにハロゲンヒータより加熱時間が長くかかる。
In each of the above embodiments, when a heater having PTC characteristics is used, it usually takes longer to raise the temperature than a halogen heater.
For this reason, if the
Further, when heat is taken away by passing paper, it takes longer to heat than the halogen heater to return to the target temperature due to the characteristics of PTC.
このため、端部ヒータ112の加熱サイクルに合わせて生産性を落として対応することで、中央部と端部で温度バラツキのない加熱制御を行うことができるようになる。
すなわち、定着ベルト80の両端部近傍を加熱する端部ヒータ112を使用する時は、端部の温度上昇に合わせて、その他の通常サイズ紙に対応したハロゲンヒータ82を加熱制御する。
これにより、端部を加熱する端部ヒータ112の発熱量が低い場合、通常サイズ紙に対応したヒータ加熱部のみ先に昇温されてしまい、必要以上にエネルギが消費されるのを防ぐことができる。
端部ヒータ112を使用するサイズの用紙を搬送する場合の搬送速度を、それ以外のサイズの用紙の搬送速度よりも遅くする。
このようにして使用頻度の低い大サイズ紙の生産性を落とすことで、両端部の加熱ヒータ(端部ヒータ112)を簡略化(低コスト化)でき、効率的となる。
For this reason, it becomes possible to perform heating control with no temperature variation between the central portion and the end portion by reducing the productivity in accordance with the heating cycle of the
That is, when the
Thereby, when the calorific value of the
The transport speed when transporting a sheet of a size that uses the
By reducing the productivity of large-size paper that is used infrequently in this way, the heaters (end heaters 112) at both ends can be simplified (lower cost) and efficient.
図4では、ハロゲンヒータを二本有する構成を示したが、これに限定される趣旨ではなく、小サイズ紙対応のための三本以上のハロゲンヒータを有する構成でも構わない。 Although FIG. 4 shows a configuration having two halogen heaters, the configuration is not limited to this, and a configuration having three or more halogen heaters for handling small-size paper may be used.
S 記録媒体としての用紙
80 定着部材としての定着ベルト
82a、82b 加熱源としてのハロゲンヒータ
84 定着対向部材としての加圧ローラ
86 ニップ形成部材
104 支持部材としてのフランジ
112 端部加熱源としての端部ヒータ
114 付勢手段としての板バネ
118 中間体としてのスリーブ
150 定着装置
S A sheet as a recording medium 80 A fixing belt as a fixing
Claims (12)
前記定着部材の端部側にあって前記定着部材に前記ニップ部よりも回転方向上流側で接触して加熱する端部加熱源と、前記定着部材の軸方向と直交する搬送方向において前記加熱源と前記端部加熱源との間に配置され、前記加熱源からの輻射熱を前記定着部材へ反射する反射部材と、を有し、
前記加熱源は輻射加熱源であり、前記記録媒体の幅が所定のサイズ以下の場合には前記加熱源を用いて当該サイズに対応する領域を加熱し、前記記録媒体の幅が前記サイズよりも広い場合には、前記端部加熱源と、前記加熱源との両方を使用して加熱を行い、
前記端部加熱源は、少なくとも一部が、前記所定サイズの前記記録媒体が通過する領域よりも前記軸方向において外側に配置されることを特徴とする定着装置。 In a fixing device, comprising: a fixing member; a fixing opposing member that forms a nip portion that sandwiches and conveys a recording medium between the fixing member; and a heating source that heats the fixing member.
And an end heating source for heating in contact with an end portion side in a in the nip the direction of rotation upstream of the fixing member of the fixing member, the heating source in the conveying direction perpendicular to the axial direction of the fixing member And a reflection member that is disposed between the edge heat source and reflects radiant heat from the heat source to the fixing member ,
The heating source is a radiant heating source, and when the width of the recording medium is equal to or smaller than a predetermined size, an area corresponding to the size is heated using the heating source, and the width of the recording medium is larger than the size. when wide, have rows heated using the said end heat source, both of said heat source,
The fixing device according to claim 1, wherein at least a part of the end heating source is disposed outside in an axial direction of a region through which the recording medium of the predetermined size passes .
前記定着部材が可撓性を有する無端状のベルト部材であり、前記ベルト部材の両端側を回転可能に支持する支持部材と、前記ベルト部材の内部に前記定着対向部材に対向して設けられるニップ形成部材とを有していることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The fixing member is a flexible endless belt member, a support member that rotatably supports both end sides of the belt member, and a nip provided inside the belt member so as to face the fixing counter member. And a forming member.
前記支持部材が前記ベルト部材の内部に挿入されて支持する構成を有し、前記端部加熱源は前記支持部材に設けられ、前記ベルト部材の内面に接触することを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 2,
The fixing device has a configuration in which the support member is inserted and supported in the belt member, and the end heat source is provided in the support member and contacts an inner surface of the belt member.
前記端部加熱源が保持部材を介して前記支持部材に設けられ、前記端部加熱源又は前記保持部材を前記ベルト部材の内面に向かって付勢する付勢手段を有していることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 3.
The end heating source is provided on the support member via a holding member, and has biasing means for biasing the end heating source or the holding member toward the inner surface of the belt member. A fixing device.
前記端部加熱源が前記定着部材の外部に設けられ、該端部加熱源を直接に又は中間体を介して間接的に前記定着部材に接触させながら加熱することを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1 or 2,
The fixing device is characterized in that the end heating source is provided outside the fixing member, and the end heating source is heated while contacting the fixing member directly or indirectly via an intermediate.
前記端部加熱源はPTC特性を有することを特徴とする定着装置。 In the fixing device according to any one of claims 1 to 5,
The fixing device according to claim 1, wherein the end heating source has PTC characteristics.
前記端部加熱源を使用するサイズの記録媒体を搬送する場合には、前記定着部材の端部の温度上昇に合わせて、前記加熱源の加熱を制御することを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 6,
When a recording medium having a size that uses the end heating source is conveyed, heating of the heating source is controlled in accordance with a temperature rise at the end of the fixing member.
前記加熱源は、それぞれ配光分布が異なる輻射加熱源を複数備えていることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The fixing device according to claim 1, wherein the heating source includes a plurality of radiation heating sources each having a different light distribution.
前記加熱源と前記端部加熱源とは、何れも前記定着部材の内部に配置されていることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
Both the heating source and the end heating source are arranged inside the fixing member.
前記反射部材は、前記支持部材に設けられ、前記加熱源から放射される光を前記定着部材へと反射することを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 2,
The fixing member is provided on the support member and reflects light emitted from the heating source to the fixing member.
前記端部加熱源を使用するサイズの記録媒体を搬送する場合の搬送速度を、それ以外のサイズの記録媒体の搬送速度よりも遅くすることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 7,
A fixing device, wherein a conveying speed when conveying a recording medium of a size using the end heating source is made slower than a conveying speed of a recording medium of any other size.
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