JP6056568B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に使用される定着装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and an image forming apparatus including the same.
近年、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に対する省エネルギー化・高速化についての市場要求が強くなってきている。画像形成装置では、電子写真記録・静電記録・磁気記録等の画像形成プロセスにより画像が形成され、画像転写方式又は直接方式により未定着トナー画像が記録材シート・印刷紙・感光紙・静電記録紙等の記録材に形成される。そして、未定着トナー画像を定着させるための定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。 In recent years, market demands for energy saving and speeding up of image forming apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles have increased. In an image forming apparatus, an image is formed by an image forming process such as electrophotographic recording, electrostatic recording, or magnetic recording, and an unfixed toner image is recorded on a recording material sheet, printing paper, photosensitive paper, electrostatic It is formed on a recording material such as recording paper. As a fixing device for fixing an unfixed toner image, a contact heating method fixing device such as a heat roller method, a film heating method, or an electromagnetic induction heating method is widely used.
このような定着装置の一例として、ベルト方式の定着装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。 As an example of such a fixing device, a belt-type fixing device is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、このようなベルト方式の定着装置では、ウォームアップやファーストプリントに要する時間の更なる短縮化が望まれている。なお、ウォームアップ時間とは、電源投入時等、常温状態から印刷可能な所定の温度（リロード温度）までに要する時間を言う。また、ファーストプリント時間とは、印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印字動作を行い、排紙が完了するまでの時間を言う。 However, in such a belt-type fixing device, it is desired to further shorten the time required for warm-up and first printing. The warm-up time refers to the time required from a normal temperature state to a predetermined printable temperature (reload temperature) such as when the power is turned on. The first print time is a time period from when a print request is received to when a print operation is performed through print preparation and paper discharge is completed.
そこで、ウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化を図るために、セラミックヒータを用いたサーフ定着方式（フィルム定着方式）の定着装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このサーフ定着方式の定着装置は、ベルト定着方式の定着装置に比べ、低熱容量化や小型化を図れる。 In order to shorten the warm-up time and the first print time, a surf fixing type (film fixing type) fixing device using a ceramic heater has been proposed (see, for example, Patent Document 2). This surf-fixing type fixing device can be reduced in heat capacity and size as compared with a belt-fixing type fixing device.
しかしながら、この定着装置は、定着ニップ部のみを局所加熱している。そのため、その他の部分は、加熱されておらず、定着ニップ部の用紙等の搬入口付近において、ベルトは最も冷えた状態となり、定着不良が発生し易くなるという問題がある。特に、高速機においては、ベルトの回転が速く、定着ニップ部以外でのベルトの放熱が多くなるため、より定着不良が発生し易くなるという問題が生じる。 However, this fixing device locally heats only the fixing nip portion. For this reason, the other portions are not heated, and there is a problem that the belt is in the coldest state in the vicinity of the carry-in entrance of the sheet or the like in the fixing nip portion, so that fixing failure is likely to occur. In particular, in a high-speed machine, there is a problem that fixing failure is more likely to occur because the belt rotates fast and the heat radiation of the belt outside the fixing nip increases.
また、画像形成装置の高速化に伴い、単位時間あたりの通紙枚数が増え、必要熱量が増大する。そのため、特に連続印刷のはじめに熱量が不足する所謂温度落ち込みも問題となっている。 Further, as the speed of the image forming apparatus increases, the number of sheets to be passed per unit time increases and the required heat amount increases. For this reason, so-called temperature drop in which the amount of heat is insufficient at the beginning of continuous printing is also a problem.
上述のような問題を解決するために、無端ベルトを用いる構成において、そのベルト全体を温めることを可能にした定着装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。 In order to solve the above-described problems, there has been proposed a fixing device that can heat the entire belt in a configuration using an endless belt (see, for example, Patent Document 3).
特許文献３に記載の定着装置は、図９に示すように、無端ベルト１００と、無端ベルト１００の内部に配設されたパイプ状の金属熱伝導体２００と、金属熱伝導体内に配設された熱源３００と、無端ベルト１００を介して金属熱伝導体２００に当接してニップ部Ｎを形成する加圧ローラ４００を備える。そして、加圧ローラ４００の回転により無端ベルト１００は従動して回転する。そして、この際、金属熱伝導体２００は無端ベルト１００の移動をガイドする。また、金属熱伝導体内の熱源３００により金属熱伝導体２００を介して無端ベルト１００が加熱される。このような構成により、定着装置を構成する無端ベルト全体を温められる。そのため、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮し、かつ高速回転時の熱量不足を解消できる。
As shown in FIG. 9, the fixing device described in Patent Document 3 is provided with an
しかしながら、このような定着装置より、更なる省エネ及びファーストプリントタイム向上が求められている。 However, such a fixing device is required to further save energy and improve the first print time.
更なる省エネ及びファーストプリントタイム向上のために、金属熱伝導体を介さずに無端ベルトを直接加熱する構成が提案されている（例えば、特許文献４参照）。 In order to further save energy and improve the first print time, a configuration in which an endless belt is directly heated without using a metal heat conductor has been proposed (for example, see Patent Document 4).
特許文献４に記載の定着装置は、無端ベルトの内側から上記パイプ状の金属熱伝導体を取り除き、代わりに板状のニップ形成部材を設けている。そして、無端ベルトを介してニップ形成部材に当接してニップ部を形成する加圧ローラを備えている。この構成の場合、ニップ形成部材を配設した箇所以外で、無端ベルトを熱源によって直接加熱できる。そのため、伝熱効率が大幅に向上し消費電力が低減する。これにより、加熱待機時からのファーストプリントタイムを更に短縮できる。また、金属熱伝導体レスによるコストダウンが可能となる。 In the fixing device described in Patent Document 4, the pipe-shaped metal heat conductor is removed from the inside of the endless belt, and a plate-shaped nip forming member is provided instead. A pressure roller that forms a nip portion by contacting the nip forming member via an endless belt is provided. In the case of this configuration, the endless belt can be directly heated by the heat source other than the portion where the nip forming member is disposed. Therefore, heat transfer efficiency is greatly improved and power consumption is reduced. Thereby, the first print time from the heating standby time can be further shortened. In addition, the cost can be reduced without using a metal heat conductor.
しかしながら、この無端ベルトを直接加熱する方式の定着装置では、無端ベルトの熱が金属伝導体等に逃げられない。そのため、ある条件下では、無端ベルトの一部の温度が極端に上昇する。例えば、画像形成装置には、様々なサイズの用紙が用いられる。そして、用紙幅より加熱源が長い場合、用紙幅よりも外側の無端ベルトは、通紙時の用紙による吸熱がされない。特に、小サイズの用紙が連続で通紙された場合、用紙幅より外側の無端ベルトは、図１０に示すように、一定時間加熱されて温度上昇する端部温度上昇となる。そして、無端ベルトは、過剰に加熱されることで高温になり、ダメージを受けたり破損してしまう虞れを招く。 However, in this type of fixing device that directly heats the endless belt, the heat of the endless belt cannot escape to the metal conductor or the like. Therefore, under certain conditions, the temperature of a part of the endless belt rises extremely. For example, various sizes of paper are used in the image forming apparatus. When the heating source is longer than the paper width, the endless belt outside the paper width is not absorbed by the paper when the paper is passed. In particular, when small-size paper is continuously passed, the endless belt outside the paper width is heated for a certain period of time as shown in FIG. And an endless belt will become high temperature by being heated excessively, and causes the possibility of receiving damage or breaking.
このような問題を解決すべく、サーモスタットを備え、無端ベルトが過剰に加熱された際に、加熱を調整するような定着装置が提案されている（例えば、特許文献５）。 In order to solve such a problem, a fixing device that includes a thermostat and adjusts heating when an endless belt is excessively heated has been proposed (for example, Patent Document 5).
特許文献５に記載の定着装置によると、無端ベルトが加熱され、無端ベルトが所定の温度以上に上昇した場合、サーモスタットがこれを検知して、熱源の作動を停止させる。そのため、無端ベルトの過剰な温度上昇を防止できる。 According to the fixing device described in Patent Document 5, when the endless belt is heated and the endless belt rises above a predetermined temperature, the thermostat detects this and stops the operation of the heat source. Therefore, an excessive temperature rise of the endless belt can be prevented.
しかしながら、この特許文献５に記載の定着装置は、熱源の作動停止に伴い、生産性が低下する。 However, the fixing device described in Patent Document 5 decreases in productivity as the heat source stops operating.
また、各用紙幅に合わせたヒータを複数装備することも考えられる。しかしながら、多数のヒータを備えることは、装置サイズ及びコストの点で好ましくない。 It is also conceivable to equip a plurality of heaters according to each paper width. However, it is not preferable to provide a large number of heaters in terms of apparatus size and cost.
一方、遮蔽板を備えることで無端ベルトの端部温度上昇を防止するような定着装置が本出願時には未だ公知ではないが、例えば特許出願２０１２−２０２６１６又は特許出願２０１２−２０２３０２において提案されている。 On the other hand, a fixing device that prevents the end temperature of the endless belt from rising by providing a shielding plate is not yet known at the time of the present application, but is proposed in, for example, Patent Application 2012-202616 or Patent Application 2012-202302.
上述の定着装置によると、ヒータからの熱を遮蔽する遮蔽板をヒータと無端ベルトの間に配置することで、無端ベルトの端部温度上昇を防止できる。具体的には、各紙幅に合わせた切欠きを有する遮蔽板を備えることで、加熱に不必要な領域を遮蔽できる。そのため、生産性を落とすことなく、多様なサイズの通紙に対応して、無端ベルトの過剰な端部温度上昇を防止できる。 According to the fixing device described above, the end plate temperature rise of the endless belt can be prevented by arranging the shielding plate for shielding the heat from the heater between the heater and the endless belt. Specifically, an area unnecessary for heating can be shielded by providing a shielding plate having a notch adapted to each paper width. Therefore, it is possible to prevent an excessive increase in the end temperature of the endless belt in response to various sizes of paper without reducing productivity.
しかしながら、この定着装置に備わる遮蔽板は、最大通紙幅の紙を通紙する場合以外は、常にヒータから加熱される。そのため、遮蔽板は、他の部材よりも温度が高くなり易い。具体的には、数枚ずつプリントされるようにヒータが常に点灯しないような場合、遮蔽板の温度は極端に高温にならない。一方、連続通紙のようにヒータが常に点灯するような場合、遮蔽板の温度は上昇し続け、非常に高温になる。そのため、遮蔽板の温度は高くなり易い。 However, the shielding plate provided in the fixing device is always heated from the heater except when the paper having the maximum paper passing width is passed. Therefore, the temperature of the shielding plate is likely to be higher than that of other members. Specifically, when the heater does not always light so that several sheets are printed, the temperature of the shielding plate does not become extremely high. On the other hand, when the heater is always turned on as in continuous paper passing, the temperature of the shielding plate continues to rise and becomes very high. Therefore, the temperature of the shielding plate tends to be high.
特に、遮蔽板が断熱部材である回転部材よってのみ保持されている場合、遮蔽板の温度は上がり続ける。そして、遮蔽板が膨張、変形して無端ベルトやステー部材に接触したりすることが考えられる。また、回転部材が樹脂等で形成されている場合、遮蔽板が高温になった際に、回転部材の耐熱温度を超えて熱変形が生じる虞がある。 In particular, when the shielding plate is held only by the rotating member that is a heat insulating member, the temperature of the shielding plate continues to rise. And it is possible that a shielding board expand | swells and deform | transforms and contacts an endless belt or a stay member. Further, when the rotating member is formed of resin or the like, when the shielding plate becomes high temperature, there is a possibility that thermal deformation may occur exceeding the heat resistance temperature of the rotating member.
本発明は、省エネ及びファーストプリントタイム向上を図ると共に、生産性を落とすことなく、端部温度上昇を抑制できる簡易な構成の定着装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fixing device having a simple configuration that can save energy and improve a first print time, and can suppress an increase in end temperature without reducing productivity.
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の定着装置は、
定着回転体と、
前記定着回転体を加熱する熱源と、
前記定着回転体の内部で該定着回転体と接触する非回転のニップ形成部材と、
前記定着回転体を介して前記ニップ形成部材との間でニップを形成する加圧部材と、
前記ニップ形成部材に加わる圧力を受ける支持部材と、を備える定着装置において、
前記定着回転体の内面と前記熱源との間において移動可能な遮蔽部材を備え、
前記遮蔽部材が前記支持部材と常に接触することを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, a fixing device according to a first aspect of the present invention includes:
A fixing rotator,
A heat source for heating the fixing rotator;
A non-rotating nip forming member that contacts the fixing rotator inside the fixing rotator;
A pressure member that forms a nip with the nip forming member via the fixing rotator, and
A fixing device including a support member that receives pressure applied to the nip forming member,
A shielding member movable between the inner surface of the fixing rotator and the heat source;
The shielding member is always in contact with the support member.
本発明によると、省エネ及びファーストプリントタイム向上を図ると共に、生産性を落とすことなく、端部温度上昇を抑制できる簡易な構成の定着装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a fixing device having a simple configuration capable of saving energy and improving the first print time and suppressing an increase in end temperature without reducing productivity.
次に、本発明に係る第１実施形態を図面に従って以下に説明する。なお、本実施形態を説明するための各図面において、同一の機能若しくは形状を有する部材又は構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。 Next, a first embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing for explaining the present embodiment, constituent elements such as members or components having the same function or shape are given the same reference numerals as much as possible, and once explained, the explanation will be given. Is omitted.
図１は、本発明の定着装置が設けられる画像形成装置１０としてのカラープリンタの一例を示す概略断面図である。ここに示される画像形成装置１０は、後述する定着装置５０と電子写真方式の画像形成部とを備えており、その画像形成部には複数の（図示した例では４つの）画像形成手段１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが設けられている。この第１〜第４の画像形成手段１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄは、それぞれ同一の構成ではあるが、対応するトナー色だけが異なっている。そのため、これら画像形成手段において、例えばブラックトナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びイエロートナー像がそれぞれ形成される。なお、これら画像形成手段は現像剤（トナー）色の違い以外は、それぞれ同一の構成であるため、以下の説明では、参照符号におけるａ、ｂ、ｃ及びｄの添え字を適宜省略して説明する。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a color printer as an
画像形成手段１には、静電潜像担持体であるドラム状の感光体２が配置されており、この感光体２のまわりに、帯電部材３、現像装置４及びクリーニング手段５が設けられている。この感光体２は、時計回りに回転駆動することが可能であり、この感光体２の表面には帯電部材３が圧接されている。そして、この帯電部材３は、感光体２の回転駆動に伴い従動回転させられる。また、この帯電部材３には、図示しない高圧電源により所定のバイアス電圧が印加され、回転駆動する感光体２の表面を一様に帯電できるようになっている。なお、ここに図示した帯電部材３は、感光体２に接触するローラ状部材を採用しているが、コロナ放電等を利用する非接触式のものを採用することも可能である。
The
また、図１に示される画像形成装置１０では、４つの画像形成手段に並行して、斜め下方に露光装置６が設けられている。この露光装置６は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどの適宜適切な構成部材を有している。そして、各色トナーの画像データに応じて形成された画像情報に基づいて、帯電部材３により帯電させられた各感光体２を露光する。そして、それぞれの感光体２上に静電潜像を作り出すために設けられる。この露光装置６を用いて感光体２上に形成された静電潜像は、感光体２の回転により、現像装置４を通るときに各色トナーが付与されることで現像され、顕像化される。なお、この画像形成装置１０の内部における上方には、ブラック、マゼンタ、シアン及びイエローの各色トナーが充填されたトナーボトル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄが配置されている。そして、このトナーボトル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄから図示しない搬送経路を介して、所定補給量のトナーがそれぞれ各色現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄに補給されるようになっている。
Further, in the
更に、この各画像形成手段の感光体２に対向して中間転写体として構成される、無端ベルト状の中間転写ベルト７が配置され、この中間転写ベルト７の表面には各感光体２が当接している。図１に示した中間転写ベルト７は、複数の支持ローラ（例えば、支持ローラ１５ａ、１５ｂなど）に巻きかけられて構成されている。そして、図示した例では、支持ローラ１５ａが、図示しない駆動源としての駆動モータと連結されている。そして、この駆動モータを駆動させることで、中間転写ベルト７は、図中反時計回りに回転移動すると共に、従動回転可能な支持ローラ１５ｂが回転させられる。また、中間転写ベルト７の裏面には、そのベルトを挟んで感光体２に対向して位置する一次転写ローラ８が配置されている。この一次転写ローラ８に図示しない高圧電源から一次転写バイアスが印加され、現像装置４により顕像化されたトナー像が中間転写ベルト７に一次転写されるようになっている。なお、一次転写されずに感光体２上に残された一次転写残トナーは、感光体２による次の画像形成動作に備えるためにクリーニング手段５により除去され、感光体２上におけるトナーが完全に除去される。
Further, an endless belt-shaped intermediate transfer belt 7 configured as an intermediate transfer member is disposed opposite to the
更に、図示した画像形成装置１０では、一次転写ローラ８の、中間転写ベルト７の駆動方向下流側に、二次転写装置としての二次転写ローラ１８が設けられている。この二次転写ローラ１８は、中間転写ベルト７を挟んで支持ローラ１５ｂと対向している。そして、この二次転写ローラ１８と支持ローラ１５ｂとで中間転写ベルト７を介して二次転写ニップ部を形成している。また、この画像形成装置１０は、記録媒体積載部としての給紙カセット３０、給送コロ３１に加え、レジストローラ対（位置合わせローラ対）３５等を備える。そして、二次転写ローラ１８から見て、記録媒体の搬送方向下流側には、定着装置５０及び排紙ローラ対３６が設けられている。
Further, in the illustrated
次に、画像形成動作について説明する。この画像形成動作においても、各感光体２にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト７に転写する構成は、そのトナー像の色が異なるだけで、実質的に全て同一であるため、ａ，ｂ，ｃ及びｄの添え字は必要に応じて省略する。
Next, an image forming operation will be described. Also in this image forming operation, the configuration in which a toner image is formed on each
まず、上記した感光体２が図示しない駆動源により時計回り方向に回転駆動され、このとき感光体表面に図示しない除電装置からの光が照射されて表面電位が初期化される。この表面電位を初期化された感光体２の表面が、今度は帯電部材３によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体表面には、露光装置６からのレーザ光が照射され、これによって感光体表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各トナー色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体上に形成された静電潜像は、現像装置４を通る際に、現像装置４からの各色トナー（現像剤）が付与され、顕像化されたトナー像として可視化される。
First, the above-described
また、中間転写ベルト７は、図中反時計回りに走行駆動させられる。そして、上記した一次転写ローラ８には、感光体上に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加される。これにより、感光体２と中間転写ベルト７との間に転写電界が形成される。そして、感光体２上のトナー像が、その感光体２と同期して回転駆動される中間転写ベルト７上に静電的に一次転写される。このように、一次転写される各色トナー像は、中間転写ベルト７の搬送方向上流側から逐次タイミングを併せて中間転写ベルト７上に重ね合わされ、所望のフルカラー画像が形成される。
The intermediate transfer belt 7 is driven to run counterclockwise in the drawing. The
その一方で、画像を形成されるべき記録媒体は、給紙カセット３０に積載された記録媒体束から給送コロ３１等の適宜適切な搬送部材の作用によりレジストローラ対３５まで一枚ごとに分離されて給送される。そして、その際には、未だ回転駆動を開始していないレジストローラ対３５のニップ部に、搬送された記録媒体の先端が突き当たり、所謂ループを形成することで、記録媒体のレジストレーションが行われる。その後、中間転写ベルト７上に担持されたフルカラートナー像とのタイミングを図って、レジストローラ対３５の回転駆動が開始される。そして、支持ローラ１５ｂと、これに中間転写ベルト７を介して対向する二次転写ローラ１８とで構成される二次転写ニップ部に向けて記録媒体が送出される。本実施形態では、二次転写ローラ１８に中間転写ベルト表面におけるトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加される。そして、これによって中間転写ベルト７表面に形成されたフルカラートナー像が記録媒体上に一括して転写される。トナー像を転写された記録媒体は、定着装置５０まで更に搬送される。そして、この定着装置５０を通過するときに、熱と圧力とを加えられ、永久画像としてトナー像が記録媒体に定着させられる。画像を定着させられた画像形成後の記録媒体は、排紙ローラ対３６を介して排出トレイ等の記録媒体排出部に排出されることで画像形成動作が完了する。なお、二次転写ローラ１８が配置される二次転写ニップ部で転写されずに中間転写ベルト７上に残留した残留トナーは、中間転写ベルトクリーニング手段１９により取り除かれ回収される。
On the other hand, the recording medium on which an image is to be formed is separated one by one from the recording medium bundle loaded in the
次に、定着装置５０の構成・動作について図２を参照して以下に説明する。なお、説明の便宜上、本実施形態の画像形成装置に使用する用紙は、例えば以下の４種類を例として説明する。
Next, the configuration and operation of the fixing
用紙サイズＡは、本実施形態の画像形成装置で使用される最大サイズ（Ａ３ノビなど）である。用紙サイズＢは、市場で多く使用されるサイズ１（Ａ３縦、Ａ４横など）である。用紙サイズＣは、市場で多く使用されるサイズ２（Ａ４縦など）である。用紙サイズＤは、小サイズ紙（ハガキなど）である。なお用紙サイズは例であり、記載の限りではない。 The paper size A is the maximum size (A3 Nobi or the like) used in the image forming apparatus of the present embodiment. The paper size B is a size 1 (A3 vertical, A4 horizontal, etc.) that is often used in the market. The paper size C is size 2 (A4 portrait, etc.) that is often used in the market. The paper size D is a small size paper (such as a postcard). The paper size is an example and is not limited to the description.
定着装置内には、加圧回転体７０としての加圧ローラと定着回転体６０としての定着ベルトを有し、加熱源６１としてのハロゲンヒータからの輻射熱により定着ベルト６０が内周側から直接加熱される。そして、定着ベルト６０を介して対向する加圧ローラ７０とニップ部Ｎを形成するニップ形成部材６５が備わる。そして、このニップ形成部材６５は、定着ベルト内周面と直接摺動する。
The fixing device includes a pressure roller as the
ニップ形成部材６５は、非回転であり、定着ベルト内に配置される。そして、このニップ形成部材６５は、定着ベルト内周面と直接摺動する。なお、摺動シート（図示せず）を介して定着ベルト内面と間接的に摺動しても良い。また、本実施形態では、ニップ部Ｎの形状は、平坦状であるが、凹形状やその他の形状であっても良い。ニップ形成部材の形状が凹形状である場合、記録紙先端のニップ部Ｎからの排出方向が加圧ローラ寄りになる。そのため、記録紙Ｐの定着ベルト６０からの分離性が向上し、ジャムの発生を抑制できる。
The
定着ベルト６０は、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とする。そして、定着ベルト６０の表層は、ＰＦＡ又はＰＴＦＥ層等の離型層（図示せず）を有し、トナーが付着しないように離型性を有している。また、定着ベルト６０の基材（図示せず）と離型層との間には、シリコーンゴム層等で形成される弾性層（図示せず）を設ける。
The fixing
ここで、定着ベルトに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。しかしながら、未定着画像を押し潰して定着させる際に、定着ベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて、画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ（ユズ肌画像）が残るという不具合が生じる。このような不具合を防止するために、シリコーンゴム層を１００μｍ以上設ける。これによって、シリコーンゴム層が変形し、微小な凹凸が吸収され、ユズ肌画像を防止できる。 Here, when the fixing belt does not have a silicone rubber layer, the heat capacity is reduced and the fixing property is improved. However, when the unfixed image is crushed and fixed, a minute unevenness on the surface of the fixing belt is transferred to the image, and there is a problem that a crusty glossy unevenness (skin skin image) remains on the solid portion of the image. . In order to prevent such a problem, a silicone rubber layer is provided with a thickness of 100 μm or more. As a result, the silicone rubber layer is deformed, minute irregularities are absorbed, and a skin image can be prevented.
定着ベルト６０の内部には、ニップ形成部材６５を支持するための支持部材６６としてのステーを設ける。支持部材６６は、ステンレスや鉄、アルミ等の金属製で、加圧ローラ７０の押圧力によるニップ形成部材６５の撓みを防止する。そして、定着ベルト６０の長手方向に亘って均一なニップ幅を得られるようになっている。そして、支持部材６６は、長手方向の両端部で保持部材（図示せず）に固定保持され、位置決めされる。
Inside the fixing
ハロゲンヒータ６１は、図３に示すように、２本使用する。この２つのハロゲンヒータ６１は、相互に発熱範囲が異なる。そして、定着装置５０に通紙される用紙のサイズに応じて、定着ベルト６０を加熱できる。具体的には、本実施形態の定着装置５０は、定着ベルト６０の長手方向中央部領域に対応する位置を加熱する中央ヒータ６１ａと、定着ベルト６０の長手方向端部領域に対応する位置を加熱する端部ヒータ６１ｂとの２本を備える。そして、図３（ａ）に示すように、Ａ３縦など幅の広い用紙Ｂを通紙する際は、中央ヒータ６１ａと端部ヒータ６１ｂの両方を点灯する。一方、図３（ｂ）に示すように、Ａ４縦など幅の狭い用紙Ｃを通紙する際は、中央ヒータ６１ａのみを点灯する。そのため、定着ベルト６０の加熱に使用する消費電力を抑えることができる。なお、ハロゲンヒータ６１は、本実施形態で２本使用しているが、この態様に限定されないことは言うまでもない。
As shown in FIG. 3, two
また、ハロゲンヒータ６１と支持部材６６の間には、反射部材６７を備える。そして、反射部材６７は、アルミ基材の表面に銀を蒸着したものを用いる。そのため、反射部材６７の表面は、輻射率が低いく、ハロゲンヒータ６１からの支持部材側に向かう輻射熱を定着ベルト６０に反射する。そのため、定着ベルト６０の加熱効率の向上を図れる。
A
具体的には、ハロゲンヒータ６１からの輻射熱には、図４に示すように、直接定着ベルト６０に向かう直接加熱（図４中の実線の矢印）と、反射部材６７で反射されて定着ベルト６０に向かう間接加熱（図４中の破線の矢印）とがある。そして、この直接加熱と間接加熱の両方を用いることで、定着ベルト６０を効率的に加熱できる。また、ハロゲンヒータ６１から支持部材６６が加熱されることにより発生する無駄なエネルギー消費を抑制できる。なお、反射部材の材質は、この態様に限定されないことは言うまでもない。また、反射部材６７を備える代わりに、支持部材表面に断熱若しくは鏡面処理を行っても良い。
Specifically, as shown in FIG. 4, the radiant heat from the
なお、熱源は、本実施形態のように２つのヒーターに限定されず、１つであっても良いし、他の態様であっても良いことは言うまでもない。また、熱源６１は、ハロゲンヒータに限定されず、ＩＨであっても良いし、抵抗発熱体、カーボンヒータ等であっても良い。
Needless to say, the heat source is not limited to two heaters as in the present embodiment, and may be one or other modes. Further, the
加圧ローラ７０は、図２に示すように、中実の芯金７２を弾性ゴム層７１が被覆し、離型性を得るために表面にＰＦＡ又はＰＴＦＥ層からなる離型層（図示せず）が設けられる。そして、加圧ローラ７０は、画像形成装置に設けられたモータ等の駆動源（図示せず）からギヤ（図示せず）を介して駆動力が伝達され回転する。また、加圧ローラ７０は、スプリング（図示せず）等により定着ベルト６０に押し付けられる。そして、弾性ゴム層７１が押し潰されて変形することにより、所定のニップ幅を有する。
As shown in FIG. 2, the
なお、加圧ローラ７０は、中空のローラであっても良く、加圧ローラ７０にハロゲンヒータ等の熱源を有していても良い。また、弾性ゴム層７１は、ソリッドゴムでも良い。また、加圧ローラ内部にヒータが無い場合、弾性ゴム層は、スポンジゴムを用いても良い。弾性ゴム層にスポンジゴムを用いることで、断熱性が高まり定着ベルトの熱が奪われ難くなる。
The
定着ベルト６０は、加圧ローラ７０により連れ回る。具体的には、加圧ローラ７０が図示しない駆動源により回転すると、その駆動力は、ニップ部Ｎで定着ベルト６０に伝達される。そして、定着ベルト６０は、その両端部で保持部材（図示せず）にガイドされて走行する。
The fixing
遮蔽部材６２は、図２に示すように、定着ベルト６０の内側に配置される。また、遮蔽部材６２は、図５に示すように、用紙Ａ〜Ｄの各紙幅に対応して、熱源６１からの輻射熱を遮蔽できるように段付き形状の切欠きを有している。そして、遮蔽部材６２は、通紙される各紙幅に対応して、熱源６１からの輻射熱を遮蔽できる位置まで、定着ベルト６０の内周面に沿って非接触で移動する。そして、定着ベルト６０は、通紙される各紙幅に対応して加熱される。
The shielding
具体的には、例えば用紙Ａが通紙される場合、遮蔽部材６２は、公知の駆動手段（図示せず）によって、定着ベルト６０への輻射熱のうち、不必要な領域を加熱する輻射熱を遮蔽する位置（用紙Ａに対応する遮蔽位置）に移動する。また、用紙Ｂが通紙される場合、遮蔽部材６２は、公知の駆動手段によって、定着ベルト６０への輻射熱のうち、不必要な領域を加熱する輻射熱を遮蔽する位置（用紙Ｂに対応する遮蔽位置）に移動する。また、用紙Ｃが通紙される場合、遮蔽部材６２は、公知の駆動手段によって、定着ベルト６０への輻射熱のうち、不必要な領域を加熱する輻射熱を遮蔽する位置（用紙Ｃに対応する遮蔽位置）に移動する。また、用紙Ｄが通紙される場合、遮蔽部材６２は、公知の駆動手段によって、定着ベルト６０への輻射熱のうち、不必要な領域を加熱する輻射熱を遮蔽する位置（用紙Ｄに対応する遮蔽位置）に移動する。
Specifically, for example, when the sheet A is passed, the shielding
そのため、用紙サイズに合わせて定着ベルト６０の加熱に不必要な領域を遮蔽できる。その結果、紙幅の狭い転写紙を連続通紙した場合でも、非通紙領域の定着ベルト６０が過昇温状態になることがなく、過昇温状態を解消するために生産性を落とす等の制御をする必要もない。
Therefore, an area unnecessary for heating the fixing
そして、トナー像Ｔが転写された用紙Ｐが定着ニップ部Ｎに通紙され、トナー像Ｔは加圧及び加熱され用紙Ｐに定着される。 Then, the paper P on which the toner image T is transferred is passed through the fixing nip N, and the toner image T is pressed and heated to be fixed on the paper P.
次に、本発明の特徴的な構成である遮蔽板と支持部材について説明する。図２は、図５のＳ１‐Ｓ１における定着装置５０の断面を示す断面図である。遮蔽部材６２は、その両端部で支持部材６６と常時接触する。具体的には、遮蔽部材６２は、用紙Ａに対応する遮蔽位置、用紙Ｂに対応する遮蔽位置、用紙Ｃに対応する遮蔽位置、用紙Ｄに対応する遮蔽位置の全ての位置において支持部材６６と接触する。そして、加熱された遮蔽部材６２の熱は、遮蔽部材６２から支持部材６６に伝達される。なお、遮蔽部材６２が支持部材６６と接触する部位は、この態様に限定されず、一方の端部で接触しても、端部以外の部位で接触しても良い。また、内周方向に凸形状を遮蔽部材に設けて支持部材に接触する等の構成でも良い。
Next, the shielding plate and the support member, which are characteristic configurations of the present invention, will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section of the fixing
次に、本実施形態に係る画像形成装置の作用について説明する。 Next, the operation of the image forming apparatus according to this embodiment will be described.
遮蔽部材６２が支持部材６６と常に接触することで、遮蔽部材６２の熱を支持部材６６に逃し、遮蔽部材６２に熱を溜めない。そのため、遮蔽部材６２が極端に高温になり、遮蔽部材自身や周辺部材の熱変形の発生等を防止できる。
Since the shielding
また、遮蔽部材６２が支持部材６６に直接接触することで、遮蔽部材６２の熱を支持部材６６に直接逃がすことができる。そのため、簡易な構成にでき、コスト削減を図れる。
Further, since the shielding
また、画像形成装置が上述の定着装置５０を有することで、省エネ及びファーストプリントタイム向上を図ると共に、生産性を落とすことなく、端部温度上昇を抑制できる簡易な構成の画像形成装置を提供できる。
In addition, since the image forming apparatus includes the fixing
次に、本発明に係る第２実施形態を図面に従って以下に説明する。なお、上述した第１実施形態と同等の構成については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。図６は、図５のＳ１‐Ｓ１における定着装置５１の断面を示す断面図である。
Next, a second embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, about the structure equivalent to 1st Embodiment mentioned above, a corresponding code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted. 6 is a cross-sectional view showing a cross section of the fixing
本実施形態によると、遮蔽部材６２は、伝熱部材８０を介して支持部材１６６と常に接触している。具体的には、遮蔽部材６２は、用紙Ａに対応する遮蔽位置、用紙Ｂに対応する遮蔽位置、用紙Ｃに対応する遮蔽位置、用紙Ｄに対応する遮蔽位置の全ての位置において伝熱部材８０を介して支持部材１６６と接触する。伝熱部材８０は、銅やグラファイトシート等の伝熱性の高い物性の材質が好ましい。また、伝熱部材８０は、遮蔽部材６２の動作に負荷を与えないようにシート状である。そして、伝熱部材８０は、伝熱部材自体が加熱されないよう、定着ベルト６０の回転方向で遮蔽部材６２の上流端部に接続される。また、伝熱部材８０は、伝熱部材自体が加熱されないよう、ヒータ６１から離れた支持部材１６６の位置に設置される。そして、加熱された遮蔽部材６２の熱は、遮蔽部材６２から伝熱部材８０を介して支持部材１６６に伝達される。なお、伝熱部材８０が遮蔽部材６２と支持部材１６６に接続する位置は、この態様に限定されないことは言うまでもない。また、伝熱部材は、この態様に限定されず、弾性のある板バネ等の形状で、熱伝導性の良い金属部材等でも良い。
According to the present embodiment, the shielding
遮蔽部材６２が伝熱部材８０を介して支持部材１６６に接触することで、第１実施形態の作用に加え、遮蔽部材６２と支持部材１６６のレイアウトを気にせずに、柔軟な設計に対応できる。また、伝熱部材８０がシート状であるため、定着装置５１の軽量化を図れる。
Since the shielding
次に、本発明に係る第３実施形態を図面に従って以下に説明する。なお、上述した第１実施形態と同等の構成については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。図７は、図５のＳ２‐Ｓ２における定着装置５２の断面を示す断面図である。
Next, a third embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, about the structure equivalent to 1st Embodiment mentioned above, a corresponding code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a cross section of the fixing
本実施形態によると、遮蔽部材６２と支持部材２６６が接触と非接触の両状態となる。具体的には、遮蔽部材６２は、用紙Ｄに対応する遮蔽位置で、遮蔽部材６２の長手方向の中央部で支持部材２６６に接触する。一方、遮蔽部材６２は、用紙Ａに対応する遮蔽位置、用紙Ｂに対応する遮蔽位置、用紙Ｃに対応する遮蔽位置にある場合、支持部材２６６に接触しない。そのため、遮蔽部材６２がヒータ６１を最も隠す位置、即ち遮蔽部材６２が最も加熱される位置において、遮蔽部材６２に蓄熱された熱が支持部材２６６に伝達される。
According to this embodiment, the shielding
遮蔽部材６２を支持部材２６６と接離可能とすることで、遮蔽部材６２が高温になった際に遮蔽部材６２を支持部材２６６に接触できる。そのため、遮蔽部材が支持部材と常に接触する定着装置と比較して、省エネを図れる。
By making the shielding
なお、遮蔽部材６２と支持部材２６６とが接触する位置は、遮蔽部材６２の中央部以外でも良い。また、用紙Ｄに対応する遮蔽位置以外で支持部材と接触するようにしても良い。そして、遮蔽部材６２の温度を検知する検知手段（図示せず）と検知手段からの検知情報によって、遮蔽部材６２を支持部材に接触させるよう作動させる公知の制御手段（図示せず）を設けても良い。
The position where the shielding
このような構成にすることで、遮蔽部材６２の熱を支持部材２６６へ伝達するタイミングを最適化することができる。そのため、定着部材内の温度を安定化でき、省エネを図ることができる。なお、検知手段は、遮蔽部材６２の温度を検知するものでなく、定着回転体６０の温度を検知するものであっても良い。また、検知手段は、遮蔽部材６２及び定着回転体６０の温度を検知するものであっても良い。遮蔽部材６２及び定着回転体６０の温度を検知することで、検知精度の向上を図れる。
With such a configuration, it is possible to optimize the timing for transmitting the heat of the shielding
次に、本発明に係る第４実施形態を図面に従って以下に説明する。なお、上述した第１実施形態と同等の構成については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。図８は、図５のＳ２‐Ｓ２における定着装置５３の断面を示す断面図である。
Next, 4th Embodiment which concerns on this invention is described below according to drawing. In addition, about the structure equivalent to 1st Embodiment mentioned above, a corresponding code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted. FIG. 8 is a cross-sectional view showing a cross section of the fixing
本実施形態によると、遮蔽部材６２と支持部材３６６が伝熱部材１８０を介して接触と非接触の両状態となる。具体的には、遮蔽部材６２は、用紙Ｄに対応する遮蔽位置で、遮蔽部材６２の長手方向の中央部で伝熱部材１８０を介して支持部材３６６に接触する。一方、遮蔽部材６２は、用紙Ａに対応する遮蔽位置、用紙Ｂに対応する遮蔽位置、用紙Ｃに対応する遮蔽位置にある場合、伝熱部材１８０を介して支持部材３６６に接触しない。そのため、遮蔽部材６２がヒータ６１を最も隠す位置、即ち遮蔽部材６２が最も加熱される位置において、遮蔽部材６２に蓄熱された熱が伝熱部材１８０を介して支持部材３６６に伝達される。
According to the present embodiment, the shielding
遮蔽部材６２を伝熱部材１８０を介して支持部材３６６と接離可能とすることで、遮蔽部材６２が高温になった際に遮蔽部材６２を支持部材３６６に接触できる。そのため、遮蔽部材が支持部材と常に接触する定着装置と比較して、省エネを図れる。
Since the shielding
なお、遮蔽部材６２と支持部材３６６とが伝熱部材１８０を介して接触する位置は、遮蔽部材６２の中央部以外でも良い。また、用紙Ｄに対応する遮蔽位置以外で支持部材３６６と伝熱部材１８０を介して接触するようにしても良い。そして、遮蔽部材６２の温度を検知する検知手段（図示せず）と検知手段からの検知情報によって、遮蔽部材６２を伝熱部材１８０を介して支持部材に接触させるよう作動させる公知の制御手段（図示せず）を設けても良い。
The position where the shielding
このような構成にすることで、遮蔽部材６２の熱を伝熱部材１８０を介して支持部材３６６へ伝達するタイミングを最適化できる。そのため、定着部材内の温度を安定化でき、省エネを図ることができる。なお、検知手段は、遮蔽部材６２の温度を検知するものでなく、定着回転体６０の温度を検知するものであっても良い。また、検知手段は、遮蔽部材６２及び定着回転体６０の温度を検知するものであっても良い。遮蔽部材６２及び定着回転体６０の温度を検知することで、検知精度の向上を図れる。
With such a configuration, it is possible to optimize the timing at which the heat of the shielding
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、遮蔽部材と支持部材とが常時接触の構成と接触か非接触の両状態を取り得る構成とは、ユニットの使用され方によって、最適な方を選択できることは言うまでもない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this. Needless to say, the shield member and the support member can always be in contact with each other and can be in either contact or non-contact state depending on how the unit is used.
なお、上述の実施形態で紹介した各構成の材質、寸法はあくまで一例であり、本発明の作用を発揮し得る範囲内で様々な材質や寸法を選択可能であることは言うまでもない。 It should be noted that the materials and dimensions of each component introduced in the above-described embodiment are merely examples, and it is needless to say that various materials and dimensions can be selected within a range where the effects of the present invention can be exhibited.
１０ カラープリンタ（画像形成装置の一例）
５０，５１，５２，５３ 定着装置
６０ 無端ベルト（定着回転体の一例）
７０ 加圧ローラ（加圧回転体の一例）
６１ ハロゲンヒータ（熱源の一例）
６５ ニップ形成部材
６２ 遮蔽部材
６６，１６６，２６６，３６６ ステー（支持部材の一例）
８０，１８０ 伝熱部材
Ｎ 定着ニップ
10 Color printer (an example of an image forming apparatus)
50, 51, 52, 53
70 Pressure roller (an example of a pressure rotator)
61 Halogen heater (example of heat source)
65
80,180 Heat transfer member N Fixing nip
Claims (8)
前記定着回転体を加熱する熱源と、
前記定着回転体の内部で該定着回転体と接触する非回転のニップ形成部材と、
前記定着回転体を介して前記ニップ形成部材との間でニップを形成する加圧回転体と、
前記ニップ形成部材に加わる圧力を受ける支持部材と、を備える定着装置において、
前記定着回転体の内面と前記熱源との間において移動可能な遮蔽部材を備え、
前記遮蔽部材が前記支持部材と常に接触することを特徴とする定着装置。 A fixing rotator,
A heat source for heating the fixing rotator;
A non-rotating nip forming member that contacts the fixing rotator inside the fixing rotator;
A pressure rotator that forms a nip with the nip forming member via the fixing rotator; and
A fixing device including a support member that receives pressure applied to the nip forming member,
A shielding member movable between the inner surface of the fixing rotator and the heat source;
The fixing device, wherein the shielding member is always in contact with the support member.
前記定着回転体を加熱する熱源と、
前記定着回転体の内部で該定着回転体と接触する非回転のニップ形成部材と、
前記定着回転体を介して前記ニップ形成部材との間でニップを形成する加圧回転体と、
前記ニップ形成部材に加わる圧力を受ける支持部材と、を備える定着装置において、
前記定着回転体の内面と前記熱源との間において移動可能な遮蔽部材を備え、
前記遮蔽部材が前記支持部材と接離可能であることを特徴とする定着装置。 A fixing rotator,
A heat source for heating the fixing rotator;
A non-rotating nip forming member that contacts the fixing rotator inside the fixing rotator;
A pressure rotator that forms a nip with the nip forming member via the fixing rotator; and
A fixing device including a support member that receives pressure applied to the nip forming member,
A shielding member movable between the inner surface of the fixing rotator and the heat source;
The fixing device, wherein the shielding member is capable of contacting and separating from the support member.
前記検知手段の検知情報に基づいて、前記遮蔽部材は前記支持部材と接離可能であることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。 Having detection means for detecting the temperature of the shielding member;
The fixing device according to claim 2, wherein the shielding member is capable of contacting and separating from the support member based on detection information of the detection unit.
前記検知手段の検知情報に基づいて、前記遮蔽部材は前記支持部材と接離可能であることを特徴とする請求項２又は３に記載の定着装置。 Detecting means for detecting the temperature of the fixing rotator,
The fixing device according to claim 2, wherein the shielding member is capable of coming into contact with and separating from the support member based on detection information of the detection unit.
前記遮蔽部材は、前記定着回転体の不必要な部分が前記熱源に加熱されないように、前記切欠き形状によって遮蔽することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の定着装置。 The shielding member has at least one notch shape,
5. The fixing device according to claim 1, wherein the shielding member shields the unnecessary portion of the fixing rotator by the notch shape so that the heat source does not heat the unnecessary portion. 6. .
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