JP2020067464A - Heat fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複合機、複写機、プリンタ、ファックス等の記録材上に画像形成可能な電子写真方式の加熱定着装置、および画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic heat fixing device capable of forming an image on a recording material such as a multifunction peripheral, a copying machine, a printer, a fax machine, and an image forming apparatus.
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、無端状のベルト部材の内周面に固定部材を摺接させて、ベルト部材を介して固定部材を回転体に圧接させることでベルト部材と回転体との間にニップ部を形成して、このニップ部に記録媒体を搬送して記録媒体上にトナー像を定着させる定着装置が広く用いられている（特許文献１〜３参照）。 Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a fixing member is slidably contacted with an inner peripheral surface of an endless belt member, and the fixing member is pressed against a rotating body via the belt member to form a belt member. A fixing device is widely used in which a nip portion is formed between a rotating body and a recording medium is conveyed to the nip portion to fix a toner image on the recording medium (see Patent Documents 1 to 3).
特許文献１、２には、ウォームアップ時間が短いオンデマンド方式の定着装置が開示されている。オンデマンド方式の定着装置は、ベルト部材としての定着フィルム（エンドレスフィルム）、回転体としての加圧ローラ、固定部材としてのヒーター、等で構成されている。ヒーターは、定着フィルムの内部に設置され、定着フィルムを介して加圧ローラに圧接してニップ部を形成するとともに、ニップ部の位置で定着フィルムを加熱する。そして、ニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される。 Patent Documents 1 and 2 disclose an on-demand type fixing device having a short warm-up time. The on-demand type fixing device includes a fixing film (endless film) as a belt member, a pressure roller as a rotating body, a heater as a fixing member, and the like. The heater is installed inside the fixing film, presses against the pressure roller via the fixing film to form a nip portion, and heats the fixing film at the position of the nip portion. Then, the toner image on the recording medium conveyed toward the nip portion receives heat and pressure at the nip portion and is fixed on the recording medium.
特許文献３には、定着部材として加熱手段（ハロゲンヒーター）を内設した定着フィルム（エンドレスベルト）を用い、加圧ローラを用いた定着装置が開示されている。詳しくは、固定部材としての加圧部材（圧力パッド）が、スプリングでニップ部側に付勢されながら、定着フィルムの内周面に摺接するように固定されている。これにより、加圧ベルトを介して加圧部材が加圧ローラに圧接してニップ部が形成される。そして、ニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される。 Patent Document 3 discloses a fixing device that uses a fixing film (endless belt) in which a heating unit (halogen heater) is provided as a fixing member and uses a pressure roller. Specifically, a pressure member (pressure pad) as a fixing member is fixed so as to be in sliding contact with the inner peripheral surface of the fixing film while being urged toward the nip portion side by a spring. As a result, the pressure member is pressed against the pressure roller via the pressure belt to form the nip portion. Then, the toner image on the recording medium conveyed toward the nip portion receives heat and pressure at the nip portion and is fixed on the recording medium.
フィルム方式定着装置の長所として、定着部材の低熱容量化によるウォームアップ時間の短縮が挙げられる。しかしながら、特許文献３に記載のような、加熱源にハロゲンヒーターを用いた定着装置においては、定着フィルム以外の、例えば加圧部材に加熱源からの熱量が流入してしまうため、定着フィルムの加熱効率が低下してしまう。そのため、特許文献４においては、ハロゲンヒーターと加圧部材の間に金属反射板を設けることで、加圧部材への熱流入を抑制する技術が提案されている。 An advantage of the film-type fixing device is that the warm-up time is shortened by reducing the heat capacity of the fixing member. However, in the fixing device using the halogen heater as the heating source as described in Patent Document 3, the amount of heat from the heating source flows into the pressure member other than the fixing film, so that the fixing film is heated. The efficiency will decrease. Therefore, Patent Document 4 proposes a technique of suppressing the heat inflow to the pressure member by providing a metal reflection plate between the halogen heater and the pressure member.
しかしながら、連続通紙中においては、特許文献４の金属反射板の温度は徐々に上昇し、その熱が加圧部材に熱が流入してしまう。連続通紙時において、定着フィルムを加熱するのに必要な電力のうちの数％は、加圧部材等の定着フィルム以外に使用されてしまうのが現状である。 However, during continuous paper feeding, the temperature of the metal reflection plate of Patent Document 4 gradually rises, and the heat thereof flows into the pressing member. At present, several% of the electric power required to heat the fixing film during continuous paper feeding is used for other than the fixing film such as the pressing member.
本発明の目的は、上記問題点を解消するためになされたものであり、熱源にハロゲンヒーターを用いる定着装置において、ウォームアップ時と連続通紙時における定着フィルム以外の部材への熱流入を抑制することで、ウォームアップ時と連続通紙時の加熱効率を向上させることができる。 An object of the present invention is to solve the above problems, and in a fixing device using a halogen heater as a heat source, suppress the heat inflow to members other than the fixing film during warm-up and during continuous paper feeding. By doing so, it is possible to improve the heating efficiency during warm-up and during continuous paper feeding.
上記の目的を達成するために、本発明に係る定着装置は、
熱源と、
熱源から加熱可能に配置された定着フィルムと、
熱源からの熱を定着フィルムに反射する反射板と、
定着フィルムの外側から加圧する加圧ローラと、
定着フィルムと加圧ローラの間に定着ニップを形成するための加圧部材と、
定着フィルム内面と摺動する摺動部材と、
反射板および摺動部材と加圧部材の間に配置される中間部材と、
反射板を保持するために中間部材に設置される保持部と、
を有する定着装置において、
前記保持部は、通紙領域の外側の長手方向両端に設置され、
前記反射板は前記保持部により通紙領域の外側で前記中間部材と接合されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the fixing device according to the present invention,
Heat source,
A fixing film arranged so that it can be heated from a heat source,
A reflector that reflects the heat from the heat source to the fixing film,
A pressure roller that applies pressure from the outside of the fixing film,
A pressure member for forming a fixing nip between the fixing film and the pressure roller,
A sliding member that slides on the inner surface of the fixing film,
An intermediate member arranged between the reflector and the sliding member and the pressure member,
A holding portion installed on the intermediate member to hold the reflector,
In the fixing device having
The holding portion is installed at both ends in the longitudinal direction outside the paper passing area,
The reflection plate is joined to the intermediate member outside the paper passing area by the holding portion.
本発明に係る定着装置によれば、簡易的な構成で定着フィルムに伝達するハロゲンヒーターからの加熱効率を向上させることで、定着装置のウォームアップ時間の短縮と連続通紙時の消費電力を削減することができる。 According to the fixing device of the present invention, by improving the heating efficiency from the halogen heater that transmits to the fixing film with a simple structure, the warm-up time of the fixing device is shortened and the power consumption during continuous paper feeding is reduced. can do.
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例（実施例）を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Next, specific examples (examples) of the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following examples.
（定着装置）
図１は、本実施形態の画像形成装置の一例であるカラー電子写真プリンタの断面図であり、シートの搬送方向に沿った断面図である。本実施形態では、カラー電子写真プリンタを単に「プリンタ」という。
(Fixing device)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a color electrophotographic printer, which is an example of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment, and is a cross-sectional view taken along a sheet conveying direction. In this embodiment, the color electrophotographic printer is simply referred to as "printer".
図１に示すプリンタは、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色の画像形成部１０を備えている。感光ドラム１１は、帯電器１２によってあらかじめ帯電される。その後、感光ドラム１１は、レーザスキャナ１３によって、潜像を形成されている。潜像は、現像器１４によってトナー像になる。感光ドラム１１のトナー像は、一次転写ブレード１７によって、像担持体である例えば中間転写ベルト３１に順次転写される。転写後、感光ドラム１１に残ったトナーは、クリーナ１５によって除去される。この結果、感光ドラム１１の表面は、清浄になり、次の画像形成に備える。 The printer shown in FIG. 1 includes an image forming unit 10 for each color of Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and Bk (black). The photosensitive drum 11 is precharged by the charger 12. After that, a latent image is formed on the photosensitive drum 11 by the laser scanner 13. The latent image becomes a toner image by the developing device 14. The toner image on the photosensitive drum 11 is sequentially transferred by the primary transfer blade 17 onto an intermediate transfer belt 31, which is an image carrier. After the transfer, the toner remaining on the photosensitive drum 11 is removed by the cleaner 15. As a result, the surface of the photosensitive drum 11 is cleaned and prepared for the next image formation.
一方、シートＰは、給紙カセット２０、又はマルチ給紙トレイ２５から、１枚ずつ送り出されてレジストローラ対２３に送り込まれる。レジストローラ対２３は、シートＰを一旦受け止めて、シートが斜行している場合、真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対２３は、中間転写ベルト３１上のトナー像と同期を取って、シートを中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３５との間に送り込む。中間転写ベルト上のカラーのトナー像は、転写体である例えば二次転写ローラ３５によってシートＰに転写される。その後、シートのトナー像は、シートが定着器４０によって、加熱加圧されることでシートに定着される。 On the other hand, the sheets P are sent out one by one from the paper feed cassette 20 or the multi-paper feed tray 25 and sent to the registration roller pair 23. The pair of registration rollers 23 temporarily receives the sheet P, and if the sheet is skewed, straightens it. Then, the registration roller pair 23 sends the sheet between the intermediate transfer belt 31 and the secondary transfer roller 35 in synchronization with the toner image on the intermediate transfer belt 31. The color toner image on the intermediate transfer belt is transferred to the sheet P by a transfer member such as a secondary transfer roller 35. After that, the toner image on the sheet is fixed on the sheet by being heated and pressed by the fixing device 40.
次に、本実施例で用いた定着器について説明する。図２は、定着装置４０の概略構成図で示されるようなベルト加熱方式の加熱装置（テンションレスタイプ）を用いている。４３は加熱体としてのとしてのハロゲンヒーター（以下、ヒーターと記す）であり、その両端部が定着装置４０の側板に固定されている。そして、装置本体の電源部により出力制御されたヒーター４３の輻射熱が反射板４２によって反射することで定着フィルム４１に到達し、定着フィルム４１が加熱される。 Next, the fixing device used in this embodiment will be described. FIG. 2 uses a belt heating type heating device (tensionless type) as shown in the schematic configuration diagram of the fixing device 40. Reference numeral 43 denotes a halogen heater (hereinafter referred to as a heater) as a heating body, and both ends thereof are fixed to the side plates of the fixing device 40. The radiant heat of the heater 43, the output of which is controlled by the power supply unit of the apparatus body, is reflected by the reflection plate 42 to reach the fixing film 41, and the fixing film 41 is heated.
４１は熱を伝達する加熱部材としての円筒状（エンドレス）の耐熱性の定着フィルムであり、上記のヒーター４３を含む支持部材にルーズに外嵌させてある。本実施例における定着フィルム４１は、表層、弾性層、基層、内面コート層の４層複合構造を有した定着フィルムである。 Reference numeral 41 denotes a cylindrical (endless) heat-resistant fixing film as a heating member for transmitting heat, which is loosely fitted onto the supporting member including the heater 43. The fixing film 41 in this embodiment is a fixing film having a four-layer composite structure including a surface layer, an elastic layer, a base layer, and an inner coat layer.
離型層は厚さ１００μｍ以下、好ましくは２０〜７０μｍのフッ素樹脂材料を使用できる。たとえば、例えばフッ素樹脂層としては、例えばＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡなどが挙げられる。本実施例では、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを用いた。弾性層は、熱容量を小さくしてクイックスタート製を向上させるために、厚さとしては１０００μｍ以下、好ましくは５００μｍ以下のゴム材料を使用できる。例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。ゴム硬度１０度（ＪＩＳ−Ａ）、熱伝導率１．３Ｗ／ｍ・Ｋ、厚さ３００μｍのシリコーンゴムを用いた。基材金属層も弾性層と同様にクイックスタート性を向上させるために、厚さとして１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性材料を使用できる。例えば、ＳＵＳ、ニッケルなどの金属フィルムを使用できる。本実施例では、厚さが３０μｍ、直径が２５ｍｍの円筒状ニッケル金属フィルムを用いた。内面コート層は、加圧部材と接しているため耐熱性を持つ樹脂層やセラミックス、金属などを使用できる。例えば、ポリイミド、ポリイミドアミド、ＰＥＥＫ、ポリ四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン／六フッ化プロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン／パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）などのエンジニアリングプラスティックや、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）などが挙げられ、内面コート層の内面は、黒色塗料が施されているかもしくは、熱吸収を促進させる被覆が施されている。 The release layer may be made of a fluororesin material having a thickness of 100 μm or less, preferably 20 to 70 μm. For example, as the fluororesin layer, for example, PTFE, FEP, PFA, etc. may be mentioned. In this example, a PFA tube having a thickness of 30 μm was used. For the elastic layer, a rubber material having a thickness of 1000 μm or less, preferably 500 μm or less can be used in order to reduce the heat capacity and improve the quick start property. Examples thereof include silicone rubber and fluororubber. A silicone rubber having a rubber hardness of 10 degrees (JIS-A), a thermal conductivity of 1.3 W / m · K and a thickness of 300 μm was used. Similarly to the elastic layer, the base metal layer may be made of a heat-resistant material having a thickness of 100 μm or less, preferably 50 μm or less and 20 μm or more in order to improve the quick start property. For example, a metal film such as SUS or nickel can be used. In this example, a cylindrical nickel metal film having a thickness of 30 μm and a diameter of 25 mm was used. Since the inner coat layer is in contact with the pressure member, a heat resistant resin layer, ceramics, metal or the like can be used. For example, polyimide, polyimide amide, PEEK, polytetrafluoroethylene resin (PTFE), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer resin (FEP), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin ( Engineering plastics such as PFA) and diamond-like carbon (DLC) are listed, and the inner surface of the inner surface coating layer is coated with a black paint or a coating that promotes heat absorption.
４４は加圧部材としての耐熱性弾性加圧ローラであり、金属材料（例えば、アルミニウムやＳＵＳ）でできている芯金と、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からなる弾性層からなり、芯金の両端部を回転自由に軸受け支持させて配設してある。この加圧ローラ４４の上側に上記の定着フィルム４１・ヒーター４３を、ヒーター４３側に対して加圧ローラ４４に並行に配置し、不図示の押付部材で押圧させることで、定着フィルム４１を介してヒーター４３の下面と加圧ローラ４４の上面にローラ弾性層の弾性に抗して圧接させて加熱部としての所定幅の定着ニップＮを形成させてある。 Reference numeral 44 denotes a heat resistant elastic pressure roller as a pressure member, which is made of a metal core made of a metal material (for example, aluminum or SUS), a heat resistant rubber such as silicone rubber or fluororubber, or a foam of silicone rubber. The core layer is composed of an elastic layer, and both ends of the cored bar are rotatably supported by bearings. The fixing film 41 and the heater 43 are arranged above the pressure roller 44 in parallel to the pressure roller 44 with respect to the heater 43 side, and are pressed by a pressing member (not shown). The lower surface of the heater 43 and the upper surface of the pressure roller 44 are pressed against each other against the elasticity of the roller elastic layer to form a fixing nip N having a predetermined width as a heating portion.
加圧ローラ４４は不図示の駆動手段により矢印の反時計方向に所定の回転周速度にて回転駆動される。この加圧ローラ４４の回転駆動による加圧ローラ４４と定着フィルム４１との、定着ニップＮにおける圧接摩擦力により円筒状の定着フィルム４１に回転力が作用して該定着フィルム４１が加圧部材４６の下向き面に密着して摺動しながら矢印の時計方向に従動回転状態になる。支持部材は円筒状定着フィルム４１の回転ガイド部材でもある。４６は加圧部材であり、加圧ローラに圧接してニップ部を形成する部材である。 The pressure roller 44 is rotationally driven in the counterclockwise direction indicated by an arrow at a predetermined rotational peripheral speed by a driving unit (not shown). Due to the pressure contact frictional force between the pressure roller 44 and the fixing film 41 in the fixing nip N due to the rotational driving of the pressure roller 44, the rotating force acts on the cylindrical fixing film 41, and the fixing film 41 presses the fixing member 46. While being in close contact with the downward surface of the and sliding, it is driven and rotated in the clockwise direction of the arrow. The support member is also a rotation guide member for the cylindrical fixing film 41. Reference numeral 46 denotes a pressure member, which is in contact with the pressure roller to form a nip portion.
加圧ローラ４４が回転駆動され、それに伴って円筒状定着フィルム４１が従動回転状態になり、またヒーター４３に通電がなされて定着フィルム４１が昇温して所定の温度に立ち上がり温調された状態において、定着ニップＮの定着フィルム４１と加圧ローラ４４との間に未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｐが導入され、定着ニップ部Ｎおいて記録材Ｐのトナー像担持側面が定着フィルム４１の外面に密着して定着フィルム４１と一緒に定着ニップＮを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程においてヒーター４３で加熱された定着フィルム４１の熱により記録材Ｐが加熱され、記録材Ｐ上の未定着トナー像Ｔが記録材Ｐ上に加熱・加圧されて溶融定着される。定着ニップＮを通過した記録材Ｐは定着フィルム４１の面から曲率分離して排出搬送されていく。 The pressure roller 44 is rotatably driven, the cylindrical fixing film 41 is driven to rotate accordingly, and the heater 43 is energized to raise the temperature of the fixing film 41 to a predetermined temperature and the temperature is controlled. At the fixing nip N, the recording material P carrying the unfixed toner image T is introduced between the fixing film 41 in the fixing nip N and the pressure roller 44, and the toner image carrying side surface of the recording material P is fixed in the fixing nip portion N. The fixing nip N is sandwiched and conveyed together with the fixing film 41 in close contact with the outer surface of the fixing film 41. In the sandwiching and conveying process, the recording material P is heated by the heat of the fixing film 41 heated by the heater 43, and the unfixed toner image T on the recording material P is heated and pressed on the recording material P to be fused and fixed. . The recording material P that has passed through the fixing nip N is separated from the surface of the fixing film 41 by curvature and is discharged and conveyed.
ここで、加圧部材４６は、定着フィルム４１の内周面に摺接するように固定されている。そして、加圧部材４６が定着フィルム４１を介して加圧ローラ４４に圧接することで、記録媒体Ｐが搬送されるニップＮが形成される。図３を参照して、加圧部材４６は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に固定支持されている。反射板４２は加圧部材４５ａ、４５ｂの上に設けられておりその長手方向長さは加圧ローラ４４と同様の３３０ｍｍである。反射板４２はフランジ４９に固定支持されており、フランジ４９に定着フィルム４１の長手全体に加圧がなされるように、不図示の構成により、一定の加圧力が付与される。本実施例ではフランジ４９にそれぞれ１６０Ｎを付与している。 Here, the pressing member 46 is fixed so as to be in sliding contact with the inner peripheral surface of the fixing film 41. Then, the pressure member 46 is pressed against the pressure roller 44 via the fixing film 41 to form the nip N in which the recording medium P is conveyed. With reference to FIG. 3, the pressure member 46 is fixedly supported by the side plates 43 of the fixing device 20 at both widthwise ends thereof. The reflection plate 42 is provided on the pressure members 45a and 45b, and its longitudinal length is 330 mm, which is the same as that of the pressure roller 44. The reflection plate 42 is fixedly supported by a flange 49, and a constant pressurizing force is applied to the flange 49 by a structure (not shown) so that pressure is applied to the entire length of the fixing film 41. In this embodiment, each flange 49 is provided with 160N.
定着装置４０における各部材の長手方向長さの関係は図３に示す通りであり、本実施例の定着装置においては、定着フィルム４１の長手方向の長さは３４０ｍｍで、反射板４２および加圧ローラ４４は、長手方向長さが３３０ｍｍである。加圧ローラ４４は、定着装置４０のフレームに固定されたベアリングによって、金属軸の両端が両持ち式かつ回転自在に支持されている。また、金属部材４７および加圧部材４６、加圧部材４５の長手方向長さは３６０ｍｍである。 The relationship between the lengths of the respective members in the fixing device 40 in the longitudinal direction is as shown in FIG. 3, and in the fixing device of the present embodiment, the length of the fixing film 41 in the longitudinal direction is 340 mm, and the reflecting plate 42 and the pressure member are applied. The roller 44 has a longitudinal length of 330 mm. The pressure roller 44 has both ends of a metal shaft rotatably supported by bearings fixed to the frame of the fixing device 40. The length of the metal member 47, the pressing member 46, and the pressing member 45 in the longitudinal direction is 360 mm.
（加圧部材）
まず、本実施例の構成における加圧部材４６について詳細を述べる。
(Pressure member)
First, the details of the pressing member 46 in the configuration of this embodiment will be described.
加圧部材は、不図示の構成によりフランジ４９に施された加圧力を定着フィルムの長手全体に付与させるための複数の加圧部材４５（４５ａ、４５ｂ）と、上記加圧部材の上部に設けられた反射板４２と、上記加圧部材の下部に設けられた中間部材４７と、上記中間部材の下部に設けられ、かつ反射板４２の外周部に接続された伝熱部材４８によって構成されている。 The pressurizing members are provided on the upper part of the pressurizing members 45 (45a, 45b) for applying the pressurizing force applied to the flange 49 to the entire length of the fixing film by a constitution (not shown). A reflecting plate 42, an intermediate member 47 provided under the pressure member, and a heat transfer member 48 provided under the intermediate member and connected to the outer peripheral portion of the reflecting plate 42. There is.
伝熱部材４８は高熱伝導率を有する金属材料（例えば、アルミニウム、銅、またはその合金）であり、定着フィルム４１の内周面と摺動して、反射板４２からの熱を定着ニップＮに伝達させ、定着フィルム４１の加熱補助の役割を担っている。 The heat transfer member 48 is a metal material having a high thermal conductivity (for example, aluminum, copper, or an alloy thereof), and slides on the inner peripheral surface of the fixing film 41 to transfer the heat from the reflection plate 42 to the fixing nip N. It plays a role of assisting heating of the fixing film 41.
中間部材４７は、伝熱部材４８と加圧部材４５の間に配置されており、伝熱部材４８から加圧部材４５への伝熱を防止する。その為、中間部材４７は低熱伝導率および耐熱性を有する材料で構成されており、例えば耐熱樹脂またはセラミック、ＰＥＥＫ、液晶ポリマーを含む材料でできている。 The intermediate member 47 is arranged between the heat transfer member 48 and the pressure member 45, and prevents heat transfer from the heat transfer member 48 to the pressure member 45. Therefore, the intermediate member 47 is made of a material having low thermal conductivity and heat resistance, for example, a material containing heat resistant resin or ceramic, PEEK, liquid crystal polymer.
反射板４２は、ヒーター４３に対向して伝熱部材４８の表面に設けられており、例えば銀のような高反射率を有する材料で構成されている。この時、ヒーター４３からの輻射は上記反射板により、定着フィルム４１の内面へ反射される。 The reflection plate 42 is provided on the surface of the heat transfer member 48 so as to face the heater 43, and is made of a material having a high reflectance such as silver. At this time, the radiation from the heater 43 is reflected to the inner surface of the fixing film 41 by the reflecting plate.
ここで反射板４２は加圧部材４５に対し接触していないほうが好ましい。 Here, it is preferable that the reflection plate 42 is not in contact with the pressing member 45.
加圧部材４５は、第一の加圧部材４５ａと、第二の加圧部材４５ｂで構成されている。第一および第二の加圧部材はコの字形状を有しており、第一の加圧部材と第二の加圧部材の開口部が互いに交差する形で接続されている。加圧部材４５は高い強度を有する金属材料であって、例えばＳＵＳ、炭素鋼などで構成されており、フランジ４９に施された加圧力を定着フィルムの長手全体に付与させる際に、曲げ変形が発生しない、高い断面２次モーメントを有する構造（例えば、Ｉ形状、Ｈ形状）を備えていても良い。 The pressure member 45 is composed of a first pressure member 45a and a second pressure member 45b. The first and second pressure members have a U-shape, and the openings of the first pressure member and the second pressure member are connected in a manner intersecting each other. The pressing member 45 is a metal material having high strength, and is made of, for example, SUS or carbon steel, and is bent and deformed when the pressing force applied to the flange 49 is applied to the entire length of the fixing film. A structure (for example, I shape, H shape) having a high second moment of area that does not occur may be provided.
保持部４７１は、図４に示すように通紙領域Ｌの長手方向２９７ｍｍより外側から反射板４２の長手方向長さ３３０ｍｍの間に、中間部材４７からコの字形状となるように設けられている。上記保持部４７１が通紙領域Ｌの外側において反射板４２と加圧部材４５の間で接触することで、反射板４２と中間部材４７と加圧部材４５の位置が決定する。通紙領域Ｌの外側に保持部４７１を設ける理由は、通紙領域長手方向で以下に示す効果が発揮される領域と発揮されない領域が存在してしまうと、定着ニップおよび定着フィルムの長手方向に温度ムラが発生してしまい、画像不良を引き起こす恐れがあるためである。本実施例の定着装置では、保持部材４７１の長手方向の長さを１０ｍｍ、厚さを１ｍｍとした。 As shown in FIG. 4, the holding portion 471 is provided between the outside of the sheet passing area L in the longitudinal direction of 297 mm and the longitudinal length of the reflecting plate 42 in the longitudinal direction of 330 mm so as to have a U-shape from the intermediate member 47. There is. The positions of the reflection plate 42, the intermediate member 47, and the pressing member 45 are determined by the holding portion 471 contacting between the reflection plate 42 and the pressing member 45 outside the paper passing area L. The reason why the holding portion 471 is provided outside the paper passing area L is that when there are areas where the following effects are exhibited and areas where the following effects are not exhibited in the paper passing area longitudinal direction, the fixing nip and the fixing film are provided in the longitudinal direction. This is because temperature unevenness may occur, which may cause image defects. In the fixing device of this embodiment, the length of the holding member 471 in the longitudinal direction is 10 mm and the thickness is 1 mm.
本実施例における通紙領域Ｌの断面を図５に示す。図５に示すように通紙領域Ｌでは反射板４２と加圧部材４５の間が空気層４７２となる。空気層４７２の熱伝導率は０．０３Ｗ／ｍ・Ｋであり、中間部材４７の材料の例である液晶ポリマーの熱伝導率０．４Ｗ／ｍ・Ｋよりも断熱効果がある。 FIG. 5 shows a cross section of the paper passing area L in this embodiment. As shown in FIG. 5, in the paper passing area L, an air layer 472 is formed between the reflection plate 42 and the pressing member 45. The thermal conductivity of the air layer 472 is 0.03 W / m · K, which is more adiabatic than the thermal conductivity of 0.4 W / m · K of the liquid crystal polymer, which is an example of the material of the intermediate member 47.
次に、本実施例の構成により得られる効果について述べる。 Next, the effect obtained by the configuration of this embodiment will be described.
本実施例の定着装置に使用している反射板４２は反射率が９０％程度であるため、ヒーター４３からの輻射熱が徐々に反射板４２に伝わることで定着フィルム４１の表面温度が１７０℃での連続通紙時に１６０℃程度まで昇温し、その熱が加圧部材４５に伝わる。加圧部材４５は高熱容量材料であるため、加圧部材４５に熱が流入してしまうと、定着フィルム４１を加熱するためにヒーター４３に投入した電力が、加圧部材４５の昇温に使用されてしまう。そのため、本実施例のように通紙領域において中間部材４７よりも熱伝導率が小さい空気層４７２を加圧部材と反射板の間に設けることで、反射板４２が昇温した際に加圧部材４５への熱流入を抑制することができる。これによって、ヒーター４３による定着フィルム４１の加熱効率が向上するため、ウォームアップ時間の短縮と連続通紙時の電力の削減が可能となる。 Since the reflection plate 42 used in the fixing device of this embodiment has a reflectance of about 90%, the radiant heat from the heater 43 is gradually transmitted to the reflection plate 42 so that the surface temperature of the fixing film 41 is 170 ° C. During continuous paper feeding, the temperature rises to about 160 ° C. and the heat is transmitted to the pressing member 45. Since the pressure member 45 is a high heat capacity material, when heat flows into the pressure member 45, the electric power supplied to the heater 43 to heat the fixing film 41 is used to raise the temperature of the pressure member 45. Will be done. Therefore, as in the present embodiment, an air layer 472 having a smaller thermal conductivity than the intermediate member 47 in the paper passing area is provided between the pressure member and the reflection plate, so that the pressure member 45 is heated when the reflection plate 42 is heated. It is possible to suppress heat inflow to the. As a result, the heating efficiency of the fixing film 41 by the heater 43 is improved, so that the warm-up time can be shortened and the power consumption during continuous sheet feeding can be reduced.
［本実施例における効果］
（ウォームアップ実験）
本実施例における、ウォームアップ時間の短縮効果を以下に示す。本実験では、定着装置のウォームアップを開始してから定着フィルムの表面温度が通紙可能となる１７０℃に到達するまでの時間を計測した。実験条件は投入電力を１０００Ｗ、通紙速度を２４６ｍｍ／ｓｅｃとし、環境は２３℃−５０％とした。検証実験として、加圧部材４５と反射板４２の間に空気層４７２を設けた定着装置と従来の定着装置を用いて、上記ウォームアップ時間の比較を行った。その結果を図６に示す。
[Effects of this embodiment]
(Warm-up experiment)
The effect of shortening the warm-up time in this embodiment is shown below. In this experiment, the time from the start of warm-up of the fixing device until the surface temperature of the fixing film reaches 170 ° C. at which paper can pass is measured. The experimental conditions were an input power of 1000 W, a sheet passing speed of 246 mm / sec, and an environment of 23 ° C.-50%. As a verification experiment, the warm-up time was compared using a fixing device having an air layer 472 provided between the pressure member 45 and the reflection plate 42 and a conventional fixing device. The result is shown in FIG.
図６は本実施例と従来例についてウォームアップを開始してからの経過時間に対する定着フィルム表面温度と反射板の温度の関係を示したものである。 FIG. 6 shows the relationship between the surface temperature of the fixing film and the temperature of the reflecting plate with respect to the elapsed time from the start of warm-up in this embodiment and the conventional example.
図６に示したようにウォームアップ完了時間が従来例では１４．８秒、本実施例ではウォームアップ完了時間が１４．０秒となった。したがって、投入電力が等しい条件において、本実施例によりウォームアップ時間が０．８秒短縮可能であった。 As shown in FIG. 6, the warm-up completion time was 14.8 seconds in the conventional example, and the warm-up completion time was 14.0 seconds in this embodiment. Therefore, the warm-up time could be shortened by 0.8 seconds by the present example under the condition that the input powers are the same.
これは、本実施例により反射板４２から中間部材４７と加圧部材４５に移動する熱量を抑制することで反射板４２の温度低下を抑制し、ヒーター４３に投入した電力が定着フィルム４１の昇温に効率よく使用されたことを示しており、本実施例の効果を検証することができた。 This suppresses the temperature drop of the reflection plate 42 by suppressing the amount of heat transferred from the reflection plate 42 to the intermediate member 47 and the pressing member 45 according to the present embodiment, and the electric power supplied to the heater 43 raises the fixing film 41. It was shown that it was used efficiently at high temperature, and the effect of this example could be verified.
（連続通紙実験）
本実施例における、連続通紙時の電力削減効果を以下に示す。本実験では、定着フィルムの表面温度が１７０℃に維持される電力制御が動作するように定着装置を通紙速度２４６ｍｍ／ｓｅｃで回転させ、坪量１０５ｇの普通紙を６０ｐｐｍで１０枚連続通紙した際に必要となる電力を計測した。検証実験として、加圧部材４５と反射板４２の間に空気層４７２を設けた定着装置と従来の定着装置を用いて、上記必要電力の比較を行った。その結果を表１に示す。
(Continuous paper feed experiment)
The power reduction effect during continuous paper feeding in this embodiment is shown below. In this experiment, the fixing device was rotated at a paper feeding speed of 246 mm / sec so that the electric power control for maintaining the surface temperature of the fixing film at 170 ° C. was operated, and 10 sheets of plain paper having a basis weight of 105 g were continuously fed at 60 ppm. The power required when doing was measured. As a verification experiment, the required power was compared using a fixing device having an air layer 472 provided between the pressure member 45 and the reflection plate 42 and a conventional fixing device. The results are shown in Table 1.
表１は、従来例と本実施例について連続通紙した際の必要電力を計測した結果である。 Table 1 shows the results of measuring the required power when continuous paper is passed for the conventional example and the present example.
これは、本実施例により反射板４２から中間部材４７と加圧部材４５に移動する熱量を抑制することで反射板４２の温度低下を抑制し、ヒーター４３に投入した電力が定着フィルム４１の温度の維持に効率よく使用されたことを示しており、本実施例の効果を検証することができた。 This suppresses the temperature drop of the reflection plate 42 by suppressing the amount of heat transferred from the reflection plate 42 to the intermediate member 47 and the pressing member 45 according to the present embodiment, and the electric power supplied to the heater 43 causes the temperature of the fixing film 41 to rise. Thus, the effect of this example could be verified.
１０ 画像形成部、１１ 感光ドラム、１２ 帯電器、１３ レーザスキャナ、
１４ 現像器、１５ クリーナ、１７ 一次転写ブレード、２０ 給紙カセット、
２５ マルチ給紙トレイ、２３ レジストローラ対、３１ 中間転写ベルト、
３５ 二次転写ローラ、４０ 定着器、４１ 定着フィルム、４２ 反射板、
４３ 加熱体、４４ 加圧ローラ、４５ 加圧部材、４７ 中間部材、
４７１ 保持部、４７２ 空気層、４８ 伝熱部材、４９ フランジ、
Ｐ シート、Ｔ トナー、Ｌ 通紙領域
10 image forming unit, 11 photosensitive drum, 12 charger, 13 laser scanner,
14 developing device, 15 cleaner, 17 primary transfer blade, 20 paper feed cassette,
25 multi paper feed tray, 23 registration roller pair, 31 intermediate transfer belt,
35 secondary transfer roller, 40 fixing device, 41 fixing film, 42 reflecting plate,
43 heating body, 44 pressure roller, 45 pressure member, 47 intermediate member,
471 holding part, 472 air layer, 48 heat transfer member, 49 flange,
P sheet, T toner, L paper passing area
Claims (1)
熱源から加熱可能に配置された定着フィルムと、
熱源からの熱を定着フィルムに反射する反射板と、
定着フィルムの外側から加圧する加圧ローラと、
定着フィルムと加圧ローラの間に定着ニップを形成するための加圧部材と、
定着フィルム内面と摺動する伝熱部材と、
反射板および伝熱部材と加圧部材の間に配置される中間部材と、
反射板を保持するために中間部材に設置される保持部と、
を有する定着装置において、
前記保持部は、最大通紙幅よりも外側に設置され、
前記反射板は前記保持部により最大通紙幅よりも外側で前記中間部材と接合されていることを特徴とする定着装置。 Heat source,
A fixing film arranged so that it can be heated from a heat source,
A reflector that reflects the heat from the heat source to the fixing film,
A pressure roller that applies pressure from the outside of the fixing film,
A pressure member for forming a fixing nip between the fixing film and the pressure roller,
A heat transfer member that slides on the inner surface of the fixing film;
An intermediate member arranged between the reflector and the heat transfer member and the pressure member,
A holding portion installed on the intermediate member to hold the reflector,
In the fixing device having
The holding portion is installed outside the maximum paper passing width,
The fixing device is characterized in that the reflecting plate is joined to the intermediate member outside the maximum sheet passing width by the holding portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018198028A JP2020067464A (en) | 2018-10-22 | 2018-10-22 | Heat fixing device and image forming apparatus |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113219802A (en) * | 2021-04-30 | 2021-08-06 | 龙南格林园艺制品有限公司 | Color card type automatic identification production line |
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- 2018-10-22 JP JP2018198028A patent/JP2020067464A/en active Pending
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