JP2022028332A - 加熱装置および画像処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示すように、実施形態の画像処理装置は、画像形成装置1である。画像形成装置1は、シート(用紙)Sに画像を形成する処理を行う。画像形成装置1は、ハウジング10と、スキャナ部2と、画像形成ユニット3と、シート供給部4と、搬送部5と、排紙トレイ7と、反転ユニット9と、コントロールパネル8と、制御部6と、を有する。
スキャナ部2は、複写対象物の画像情報を光の明暗として読み取り、画像信号を生成する。スキャナ部2は、生成した画像信号を画像形成ユニット3に出力する。
画像形成ユニット3は、スキャナ部2から受信した画像信号または外部から受信した画像信号に基づいて、トナー等の記録剤により出力画像(以下、トナー像という)を形成する。画像形成ユニット3は、トナー像をシートSの表面上に転写する。画像形成ユニット3は、シートSの表面上のトナー像を加熱および加圧して、トナー像をシートSに定着させる。画像形成ユニット3の詳細は後述される。
シート収容部20は、所定のサイズおよび種類のシートSを収納する。
ピックアップローラ21は、シート収容部20からシートSを1枚ずつ取り出す。ピックアップローラ21は、取り出したシートSを搬送部5へ供給する。
搬送ローラ23は、ピックアップローラ21から供給されるシートSをレジストローラ24へ搬送する。搬送ローラ23は、シートSの搬送方向の先端をレジストローラ24のニップNに突き当てる。
レジストローラ24は、ニップNにおいてシートSを撓ませることにより、搬送方向でのシートSの先端の位置を整える。レジストローラ24は、画像形成ユニット3がトナー像をシートSに転写するタイミングに応じてシートSを搬送する。
画像形成ユニット3は、複数の画像形成部25と、レーザ走査ユニット26と、中間転写ベルト27と、転写部28と、定着装置30と、を有する。
画像形成部25は、感光体ドラム29を有する。画像形成部25は、スキャナ部2または外部からの画像信号に応じたトナー像を感光体ドラム29に形成する。複数の画像形成部25は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーによるトナー像を形成する。
転写部28は、中間転写ベルト27上に1次転写されたトナー像を2次転写位置においてシートSの表面上に転写する。
定着装置30は、シートSに転写されたトナー像を加熱および加圧して、トナー像をシートSに定着させる。定着装置30の詳細は後述される。
排紙トレイ7は、画像が形成されて排出されたシートSを載置する。
コントロールパネル8は、操作者が画像形成装置1を操作するための情報を入力する入力部の一部である。コントロールパネル8は、タッチパネルや各種ハードキーを有する。
制御部6は、画像形成装置1の各部の制御を行う。
図2に示すように、画像形成装置1は、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)91、メモリ92、補助記憶装置93などを備え、プログラムを実行する。画像形成装置1は、プログラムの実行によってスキャナ部2、画像形成ユニット3、シート供給部4、搬送部5、反転ユニット9、コントロールパネル8、通信部90を備える装置として機能する。
補助記憶装置93は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。補助記憶装置93は、情報を記憶する。
通信部90は、自装置を外部装置に接続するための通信インタフェースを含んで構成される。通信部90は、通信インタフェースを介して外部装置と通信する。
図3は、実施形態の加熱装置の正面断面図である。
図3に示すように、実施形態の加熱装置は、定着装置30である。定着装置30は、加圧ローラ31と、フィルムユニット35と、を有する。
離型層(不図示)は、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)などの樹脂材料で形成される。離型層は、弾性層33の外周面上に形成される。
加圧ローラ31の外周面の硬度は、ASKER-C硬度計で9.8Nの荷重において、40°~70°であることが望ましい。これにより、ニップNの面積と加圧ローラ31の耐久性が確保される。
図4および図5に示すように、ヒータユニット40は、基板43と、発熱体セット45と、配線セット55と、を有する。
基板43の+z方向に形成される絶縁層44と同様に、基板43の-z方向に絶縁層が形成されてもよい。基板43の+z方向に形成される保護層46と同様に、基板43の-z方向に保護層が形成されてもよい。これにより、基板43の反りが抑制される。
図6に示すように、ヒータ温度計62は、中央部ヒータ温度計63と、端部ヒータ温度計64と、を有する。サーモスタット66は、中央部サーモスタット67と、端部サーモスタット68と、を有する。中央部発熱体51の-z方向に、中央部ヒータ温度計63および中央部サーモスタット67が配置される。一方、第1端部発熱体52および第2端部発熱体53の-z方向に、端部ヒータ温度計64および端部サーモスタット68が配置される。
制御部6(図1参照)は、定着装置30の始動時に、ヒータ温度計62により発熱体セット45の温度を計測する。発熱体セット45の温度が所定温度より低い場合に、制御部6は、発熱体セット45を短時間だけ発熱させる。その後に制御部6は、加圧ローラ31の回転を開始する。発熱体セット45の発熱により、筒状フィルム36の内周面に塗布されたグリースの粘度が低下する。これにより、加圧ローラ31の回転開始時におけるヒータユニット40と筒状フィルム36との摺動性が確保される。
制御部6は、定着装置30の運転時に、ヒータ温度計62により伝熱部材70の温度を計測する。制御部6は、伝熱部材70の温度計測結果に基づいて、発熱体セット45への通電を制御する。これにより、支持部材37に接触する伝熱部材70の温度が、支持部材37の耐熱温度未満に維持される。
制御部6は、定着装置30の運転時に、筒状フィルム36のy方向の中央部および端部の温度を計測する。制御部6は、筒状フィルム36のy方向の中央部の温度計測結果に基づいて、中央部発熱体51への通電を制御する。制御部6は、筒状フィルム36のy方向の端部の温度計測結果に基づいて、第1端部発熱体52および第2端部発熱体53への通電を制御する。
第1の実施形態の発熱体セット45の形状について詳述する。
図7は、第1の実施形態に係るヒータユニットおよび伝熱部材の斜視図である。図8は、第1の実施形態に係るヒータユニットを示す底面図である。図7では、絶縁層44、保護層46および配線セット55の記載が省略されている。また図8では、絶縁層44および保護層46の記載が省略されている。
図7および図8に示すように、複数の発熱体50は、y方向から見て+x方向の端部同士、および-x方向の端部同士が重なるように配置されている。これにより、発熱体セット45は、全体としてy方向を長手方向とする直方体状に形成されている。
図7に示すように、伝熱部材70は、基板43を挟んで発熱体セット45とは反対側に配置されている。伝熱部材70は、ヒータユニット40に対向する対向面71を有する。対向面71は、+z方向を向いている。対向面71は、z方向に直交する平面状に形成されている。対向面71は、y方向を長手方向とする長方形状に形成されている。対向面71は、z方向から見て発熱体セット45の全体に重なっている。本実施形態では伝熱部材70は、z方向から見てヒータユニット40の基板43と同形同大に形成されている。また、対向面71は、ヒータユニット40の第2面42と同形同大に形成されている。
図9から図11に示すように、伝熱部材70の対向面71は、接触面72および凹部73を有する。接触面72は、ヒータユニット40の第2面42に面接触する。なお接触面72は、ヒータユニット40の第2面42に直接接してもよいし、放熱グリース等を介して接してもよい。接触面72は、第2領域Yで対向面71のx方向の両端部間全体に設けられている。接触面72は、第2領域Yにおいてz方向から見て発熱体50のx方向の全体に重なっている。凹部73は、接触面72に隣接している。凹部73は、ヒータユニット40への接触を避けるように-z方向に窪んでいる。凹部73は、第1領域Xに設けられている。凹部73は、各第1領域Xにおいてx方向の両端部に設けられている。各凹部73は、伝熱部材70のx方向の側面で開口している。各凹部73は、対向面71で長方形状に開口している。凹部73は、平面視でヒータユニット40の第2面42に重なっている。凹部73は、平面視で発熱体50に重なっている。各凹部73のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。
第1変形例の伝熱部材70には、第1の実施形態の伝熱部材70の一対の凹部73に代えて、一対の凹部74が形成されている。凹部74は、第1領域Xに設けられている。凹部74は、対向面71で半長円形状に開口している。凹部74は、平面視で発熱体50に重なっている。各凹部74のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。これにより伝熱部材70は、第1の実施形態と同様に、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。第2長さBは、y方向の位置によって第1長さAよりも短い範囲で変化する。この構成によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
第2変形例の伝熱部材70には、第1の実施形態の伝熱部材70の一対の凹部73に代えて、一対の凹部75が形成されている。凹部75は、第1領域Xに設けられている。凹部75は、対向面71で三角形状に開口している。凹部75は、平面視で発熱体50に重なっている。各凹部75のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。これにより伝熱部材70は、第1の実施形態と同様に、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。この構成によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
第3変形例の伝熱部材70には、第1の実施形態の伝熱部材70の一対の凹部73に代えて、凹部76が形成されている。凹部76は、第1領域Xに設けられている。凹部76は、対向面71に長方形状に開口している。凹部76は、周囲全体を接触面72に囲まれている。凹部76は、ヒータユニット40の第2面42に閉塞されている。凹部76は、平面視で発熱体50に重なっている。各凹部76のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。これにより伝熱部材70は、第1の実施形態と同様に、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。なお本変形例のようにzx断面上で伝熱部材70とヒータユニット40との接触部が分割されている場合、第2長さBは接触部の全長である。この構成によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
第4変形例の伝熱部材70には、第1の実施形態の伝熱部材70の一対の凹部73に代えて、複数の凹部77が形成されている。全ての凹部77は、第1領域Xに設けられている。少なくとも1つの凹部77は、周囲全体を接触面72に囲まれている。図示の例では、凹部77は、対向面71に円形状に開口している。少なくとも1つの凹部77は、平面視で発熱体50に重なっている。なお凹部77の内面は、複数の平面により形成されていてもよいし、湾曲面により形成されていてもよい。複数の凹部77は、x方向から見て第1領域Xの全体で隙間なく配置されている。これにより伝熱部材70は、第1の実施形態と同様に、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニットに第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。この構成によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
第5変形例の伝熱部材70には、第1の実施形態の伝熱部材の一対の凹部73に代えて、複数の凹部78が形成されている。全ての凹部78は、第1領域Xに設けられている。少なくとも1つの凹部78は、対向面71における外縁よりも内側で開口している。図示の例では、凹部78は、対向面71に円形状に開口している。少なくとも1つの凹部78は、平面視で発熱体50に重なっている。複数の凹部78のうち最も+y方向に位置する凹部78は、第1領域Xの+y方向の端部よりも-y方向に位置している。複数の凹部78のうち最も-y方向に位置する凹部78は、第1領域Xの-y方向の端部よりも+y方向に位置している。複数の凹部78は、x方向から見て隙間をあけるように配置されている。これにより伝熱部材70は、第1領域Xの一部においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。この場合も、伝熱部材70は、第1の実施形態と同様に、第1領域Xにおいて第1接触面積比率よりも小さい第2接触面積比率でヒータユニット40に接触する。この構成によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
第6変形例の伝熱部材70には、第1の実施形態の伝熱部材70の一対の凹部73に代えて、一対の凹部79が形成されている。凹部79は、第1領域Xから第2領域Yにわたって設けられている。凹部79は、平面視で発熱体50に重なっている。各凹部79のy方向の両端部は、第2領域Yに位置する。これにより伝熱部材70は、第2領域Yの一部においてzx断面でヒータユニット40の第2面42に最大で第1長さAで接触している。また、伝熱部材70は、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。この場合も、伝熱部材70は、第1の実施形態と同様に、第1領域Xにおいて第1接触面積比率よりも小さい第2接触面積比率でヒータユニット40に接触する。この構成によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
第7変形例のヒータユニット40には、第1の実施形態のヒータユニット40の発熱体セット45に代えて、発熱体セット47が設けられている。発熱体セット47は、y方向に沿って間隔をあけて設けられる複数の発熱体54を有する。隣り合う一対の発熱体54の間隔Gは、x方向に一定の幅で延びている。これにより、隣り合う一対の発熱体54は、x方向から見て互いに重なっていない。この構成においても第1の実施形態と同様に伝熱部材70の対向面71に凹部73を設けることで、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
第2の実施形態の伝熱部材170について詳述する。なお、以下で説明する以外の構成は、第1の実施形態と同様である。
図20に示すように、伝熱部材170は、第1領域Xにおいて接触面72(図10参照)に隣接して開口する貫通部80を有する。貫通部80は、伝熱部材170をz方向に貫通している。貫通部80は、第1領域Xで伝熱部材170の+z方向の対向面71(図10参照)に開口している。貫通部80は、各第1領域Xにおいてx方向の両端部に設けられている。各貫通部80は、伝熱部材170のx方向の側面でx方向に開口している。対向面71における各貫通部80の開口81は、長方形状に形成されている。貫通部80の開口81は、平面視でヒータユニット40の第2面42に重なっている。貫通部80の開口81は、平面視で発熱体50に重なっている。各貫通部80の開口81のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。
第1変形例の伝熱部材170には、第2の実施形態の伝熱部材170の一対の貫通部80に代えて、貫通部82が形成されている。貫通部82は、第1領域Xに設けられている。貫通部82は、伝熱部材170の+z方向の対向面71に開口している。対向面71における貫通部82の開口83は、長方形状に形成されている。貫通部82の開口83は、周囲全体を伝熱部材170の接触面72に囲まれている。貫通部82の開口83は、平面視で発熱体50に重なっている。貫通部82の開口83のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。これにより伝熱部材170は、第2の実施形態と同様に、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。この構成によれば、第2の実施形態と同様の作用効果を奏する。
第2変形例の伝熱部材170には、第2の実施形態の伝熱部材170の一対の貫通部80に代えて、複数の貫通部84が形成されている。全ての貫通部84は、第1領域Xに設けられている。貫通部84は、伝熱部材170の+z方向の対向面71に開口している。対向面71における各貫通部84の開口85は、y方向を長手方向とする長方形状に形成されている。貫通部84は、周囲全体を伝熱部材170の接触面72に囲まれている。少なくとも一つの貫通部84の開口85は、平面視で発熱体50に重なっている。各貫通部84の開口85のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。これにより伝熱部材170は、第2の実施形態と同様に、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。この構成によれば、第2の実施形態と同様の作用効果を奏する。
Claims (5)
- フィルム状の筒状体と、
前記筒状体の内側に配置され、前記筒状体の軸方向に沿って間隔をあけて設けられる複数の発熱体を有し、前記軸方向の第1領域で前記複数の発熱体のうち隣り合う一対の発熱体の間隔を形成し、かつ前記軸方向の前記第1領域に隣接する第2領域で前記一対の発熱体の1つが単独で配置された発熱体セットと、
前記発熱体セットを有し、前記筒状体の内面に当接するヒータユニットと、
前記第2領域の少なくとも一部において前記軸方向に直交する断面で前記ヒータユニットに第1長さで接触し、前記第1領域の少なくとも一部において前記軸方向に直交する断面で前記ヒータユニットに前記第1長さよりも短い第2長さで接触する伝熱部材と、
を備える加熱装置。 - 前記一対の発熱体は、前記軸方向に直交する方向から見て互いに重なっている、
請求項1に記載の加熱装置。 - 前記伝熱部材は、前記ヒータユニットに対する接触面に隣接する凹部を前記第1領域に有する、
請求項1または請求項2に記載の加熱装置。 - 前記伝熱部材は、前記第1領域において前記ヒータユニットに対する接触面に隣接して開口する貫通部を有する、
請求項1または請求項2に記載の加熱装置。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の加熱装置を有する、
画像処理装置。
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