JP2008070737A - 定着装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の定着装置は、円弧形状の基板上に設けられる抵抗発熱体とこの抵抗発熱体上に形成される保護層とからなるヒータ300と、このヒータ300とニップ部材170とに張架されるベルト130と、ベルト130を介して該ニップ部材170と対向し回転駆動される加圧ローラ100と、ヒータ300に対向しベルト130を介して紙搬送領域全体を押圧する対向ローラ600とを具備してなり、ベルト300内面の熱伝導率は、ベルト300外面及び対向ローラ600表面の熱伝導率より大きく設定される。
【選択図】図1
Description
したがって、たわみ防止シャフト160がニップ部材170、ベルト130を介して加圧ローラ100に押し付けられる形になる。
また、図5において、130はベルト、302は金属製剛性基板、340は絶縁層、320は抵抗発熱体、330は保護層、600は対向ローラ、601は対向ローラ芯金、602は対向ローラ弾性層をそれぞれ示している。また、図6において、130はベルト、303は絶縁性剛性基板、320は抵抗発熱体、330は保護層、600は対向ローラ、601は対向ローラ芯金、602は対向ローラ弾性層をそれぞれ示している。
<円弧ヒータ300のベルト130への当接力の設定方法>
本実施形態・比較例において、圧接バネ荷重を両端2本合わせて、5〜25kgの範囲、1kg刻みで変化させる。 そのときのベルト130がすべらない、最大圧接バネ荷重を円弧ヒータ300のベルト130を介した対向ローラ600への上限当接力とする。なお、ベルト130すべりは、非通紙時、上質紙通紙時、厚紙通紙時、未定着トナー画像のある上質紙、未定着トナー画像のある厚紙の5水準の状態で調べた。
<定着装置搭載画像形成装置の消費電力の評価方法>
本実施形態・比較例において、各々の円弧ヒータ300のベルト130を介した対向ローラ600への上限当接力における定着の消費電力を比較した。消費電力は、本実施形態及び比較例の定着装置を画像形成装置に搭載し、画像形成装置のAC100V電源部に積算電力計(日置電機株式会社製、モデル3332)を接続し測定した。1時間毎に連続40枚の印字を行い、電源投入から8時間経過までにおける1時間当たりの平均エネルギー消費量(Wh/h)を消費電力とした。
<定着装置の寿命評価方法>
本実施形態・比較例の定着装置を搭載した画像形成装置で洋型4号封筒の連続通紙を行い、定期的にべた画像印字を行い、その画質を目視観察することにより、寿命を評価した。 洋型4号封筒100枚通紙毎にA3普通紙に黒べた画像を印字し、画像の濃淡ムラ、光沢ムラが著しくなった時点を寿命と判断した。もしくは、洋型4号封筒100枚通紙毎に画像形成装置の扉を開け、定着装置の外観を目視観察し、ベルト130に亀裂が入った場合も寿命と判断した。封筒のような厚紙で段差のあるものを通紙することが最もベルト130に損傷を与え、寿命判定の加速試験になる。
(押圧部材(対向ローラ600)の有無について)
比較例1の定着装置の概略断面図を図8示す。比較例1の定着装置が、本実施形態に係る定着装置と異なる点は、押圧部材としての対向ローラ600を有さない点である。図8において、本実施形態に係る定着装置と同一の部材には同一の番号を付している。
図8に示すように、比較例1の定着装置では、円弧ヒータ300に対向する押圧部材である対向ローラ600が存在しないため、円弧ヒータ300とニップ部材170でベルト130を矢印g方向に張架することにより、円弧ヒータ300のベルト130への当接力を得ている。
(ベルト130、対向ローラ600の材質について)
比較例3の定着装置として、表1の本実施形態の条件のうちベルト基材134をポリイミド樹脂(熱伝導率0.17W/(m・K))に変更した。表2に比較例3の性能評価結果を示す。
(押圧部材の形状について)
比較例5の定着装置の概略断面図を図10に示す。比較例5の定着装置が、本実施形態に係る定着装置と異なる点は、対向ローラ600を固定押圧部材610に変更した点である。図10において、610は固定押圧部材、611は剛性基板、612は弾性部、613はすべり表層をそれぞれ示している。また、図10において、本実施形態に係る定着装置と同一の部材には同一の番号を付している。
(対向ローラ600の材質について)
比較例6の定着装置として、表1の本実施形態の条件のうち対向ローラ600材質を稠密なシリコーンゴム(熱伝導率0.2W/(m・K))に変更した。
(対向ローラ600の駆動・非駆動について)
比較例7の定着装置として、表1の本実施形態の条件のうち対向ローラ600動作を従動に変更した。このために、対向ローラ芯金601に結合されているギア、モータを取り外し、ベルト130の回転に応じて連れ回りするようにした。
(抵抗発熱体のレイアウトについて)
図11に比較例8の定着装置の概略断面図を示す。比較例8の定着装置では、円弧ヒータ300と対向ローラ600のベルト130を介したニップよりも外側に抵抗発熱体320を設けた。
(保護層330の材質について)
表1の本実施形態における条件のうち円弧ヒータ保護層330材質を表3に示す比較例9〜比較例11の材質に変更した。表2に実施例、比較例9〜比較例11の性能評価結果を示す。
(ベルト内面に耐熱潤滑剤を塗布する作用について)
比較例12として、表1の本実施形態の条件のうち耐熱潤滑剤ベルト内面塗布なしを評価した。表2に実施例、比較例12の性能評価結果を示す。
(定着温度)<(円弧ヒータ下限温度)<(円弧ヒータ上限温度)
である。定着温度に制御された定着装置に矢印b方向に未定着画像120が進入し、定着が行われる。
現像ロータリー18が矢印R方向に回転、別色現像装置15を感光体13に対向させる。なお、現像ロータリー18には現像装置15と同様の現像装置が4台設置されているが、現像装置15以外は図示していない。そして、各々、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの色トナーを内包している。
給紙カセット20からは、記録紙が給紙され、二次転写装置21により、フルカラートナー画像が中間転写ベルト17から記録紙へ転写される。この記録紙上のフルカラートナー画像は、本実施形態の定着装置12を通過して定着される。なお、記録紙は矢印Kで示す搬送経路を通る。また、所定印字枚数の印字終了まで、上記の工程が繰り返し行われる
印字終了後、現像ロータリー18の動作停止、感光体13の回転停止、露光装置11、定着装置12、帯電装置14、現像装置15、一次転写装置16、二次転写装置21が立ち下がる。
Claims (9)
- 円弧形状の基板上に設けられる抵抗発熱体と該抵抗発熱体上に形成される保護層とからなるヒータと、
該ヒータとニップ部材とに張架されるベルトと、
該ベルトを介して該ニップ部材と対向し回転駆動される加圧ローラと、
該ヒータに対向し該ベルトを介して紙搬送領域全体を押圧する押圧部材と、
を具備し、
該ベルト内面の熱伝導率は、ベルト外面及び押圧部材表面の熱伝導率より大きく設定されることを特徴とする定着装置。 - 該ベルト基材は金属、該ベルト外面及び該押圧部材表面は樹脂で形成されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 該押圧部材はローラ形状であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の定着装置。
- 該押圧部材の材質は発泡シリコーンゴムであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の定着装置。
- 該押圧部材を駆動することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の定着装置。
- 該押圧部材は該抵抗発熱体の対向領域に設けることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の定着装置。
- 該保護層はPTFE含有ポリイミドであることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の定着装置。
- 該ベルト内面に耐熱潤滑剤を塗布することを特徴とする請求項1乃至請求項7いずれかに記載の定着装置。
- 請求項1乃至請求項8のいずれか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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