JP7062450B2 - 定着装置およびこれに用いられる加熱部材 - Google Patents
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Description
(画像形成装置)
図1は、本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置を好適に示す一例として、電子写真プロセスを利用したレーザプリンタ100(以下、プリンタ100)の概略構成を示す模式的断面図である。プリンタ100は、プリンタ100の本体外部に設けられたホストコンピュータ等の出力装置(図示せず)からの提供情報に応じた画像を記録材(記録媒体、記録紙)Pに記録する形態の画像形成装置である。潜像担持体としての感光ドラム101は、その表面が有機感光体を主成分とする光導電層であって、プリンタ100本体に設けられた駆動機構(図示せず)により、矢印Aの時計方向に回転駆動される。
次に、定着装置111について説明する。図2は、本実施形態に係る定着装置111の概略断面図である。ここで、記録材Pの搬送方向および記録材Pの厚さ方向に直交する方向(図2の紙面垂直方向)を長手方向とする。なお、記録材Pの搬送方向は定着ニップ部を通過する記録材の搬送方向およびこれに平行な方向を示すものとする。
そして、本実施形態においては、定着ベルト301の回転に際し、長手方向に直交する断面において弾性的に変形しながら定着ベルト301の内周面と接触することで、定着ベルト301を加熱させる薄板状の加熱部材302が設けられる。加熱部材302は、図3に関し後に詳述するように、基材302aと、定着ベルト301を加熱するための発熱部としての発熱層302bと、を有する。基材302aは、薄板状板金で構成され、長手方向に長く、長手方向に直交する断面がリング状となっている。
記録材の定着ベルトからの分離に関し、図6に示す従来構成と本実施形態の構成とで比較実験を行った。具体的には、複数回加圧ローラの回転駆動と回転停止を繰り返した後に記録材を通紙したときの、ニップ部下流側と接続される分離領域Z(図6)における定着ベルトの曲率半径(mm)を、駆動と停止の繰り返し回数ごとに比較した。
第1の実施形態では、加熱部材における基材302aの領域Uのヤング率>領域Dのヤング率とした。本実施形態では、基材302aのヤング率は全領域で同じ値(例えば200GPa)とし、基材302aの曲率半径を領域ごとに規定した。すなわち、上述した中間位置を含み第1の直線と平行な第2の直線に関して、基材302aの曲率半径を定着ベルトの回転方向における上流側から下流側に向けて非線形的に増大させる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
上述した本実施形態では、定着ベルトに対向し定着ベルトと共に未定着トナー像を担持した記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向回転体として加圧ローラを示したが、本発明はこれに限られない。例えば、対向回転体として複数のローラに懸架された無端ベルトを用いることもできる。そして、この無端ベルトが定着ベルトを加圧する構成としても良いし、あるいはこの無端ベルトが定着ベルトで加圧される構成としても良い。
上述した実施形態では、記録材であるシートとして記録紙を説明したが、本発明におけるシートは紙に限定されるものではない。一般に、記録材とは、画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、OHPシート、光沢紙等が含まれる。なお、上述した実施形態では、便宜上、記録材(シート)Pの扱いを給紙、通紙などの用語を用いて説明したが、これによって本発明におけるシートが紙に限定されるものではない。
上述した実施形態では、未定着トナー像をシートに定着する定着装置を例に説明したが、本発明は、これに限らず、画像の光沢を向上させるべく、シートに仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置(この場合も定着装置と呼ぶ)にも同様に適用可能である。
Claims (11)
- 長手方向に長く、前記長手方向に直交する断面がリング状に形成された回転可能な定着ベルトと、
前記定着ベルトの回転に際し、前記長手方向に直交する断面において弾性的に変形しながら前記定着ベルトの内周面と接触する前記長手方向に長い加熱部材であって、基材と、前記定着ベルトを加熱するための発熱部と、を有する加熱部材と、
前記定着ベルトに対向し前記定着ベルトと共に未定着トナー像を担持した記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向回転体と、
を有し、
前記定着ベルトが回転するときの前記長手方向に直交する断面において、
前記長手方向に直交する記録材搬送方向における、前記基材の最も上流側位置および最も下流側位置の中間位置が、前記記録材搬送方向における前記ニップ部の中心位置と前記対向回転体の回転中心位置とを結ぶ第1の直線に対し、前記記録材搬送方向の上流側に設けられており、
前記長手方向に直交する断面における所定の直線を含む前記長手方向の断面により前記基材を一方側と他方側に分けるとき、
前記一方側は、前記他方側よりも前記記録材搬送方向の上流側に設けられ、
前記基材の縦弾性係数は、前記一方側の方が前記他方側よりも大きいことを特徴とする定着装置。 - 前記基材の縦弾性係数は、前記長手方向に直交する断面において、前記中間位置を含み前記第1の直線と平行な第2の直線に対し、前記定着ベルトの回転方向における上流側の領域の方が下流側の領域よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 前記基材の厚みは、前記長手方向に直交する断面において、前記中間位置を含み前記第1の直線と平行な第2の直線に対し、前記定着ベルトの回転方向における上流側の領域の方が下流側の領域よりも大きいことを特徴とする請求項2に記載の定着装置。
- 前記長手方向に直交する断面において、前記定着ベルトの仮想的な形状として前記第1の直線に関して対称な形状を基準形状とし、前記第2の直線に関して前記定着ベルトを前記定着ベルトの回転方向における上流側形状と下流側形状に分けるとき、前記上流側形状と前記下流側形状は共に、前記基準形状における対応する上流側形状と下流側形状に対し前記記録材搬送方向において上流側に設けられることを特徴とする請求項2または3に記載の定着装置。
- 前記定着ベルトが回転するときの前記長手方向に直交する断面において、
前記基材の曲率半径は、前記中間位置を含み前記第1の直線と平行な第2の直線に関して前記定着ベルトの回転方向における上流側から下流側に向けて非線形的に増大していることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 - 前記長手方向に直交する断面において、前記定着ベルトの仮想的な形状として前記第1の直線に関して対称な形状を基準形状とし、前記中間位置を含み前記第1の直線と平行な第2の直線に関して前記定着ベルトを前記定着ベルトの回転方向における上流側形状と下流側形状に分けるとき、前記上流側形状のみが、前記基準形状における対応する上流側形状に対し前記記録材搬送方向において上流側に設けられることを特徴とする請求項5に記載の定着装置。
- 前記発熱部は、前記長手方向に直交する断面で、前記中間位置に対し前記ニップ部と反対側にあって、前記中間位置を含み前記第1の直線と平行な第2の直線と重なる領域に設けられることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の定着装置。
- 前記加熱部材は、前記長手方向に直交する断面において、前記発熱部を前記基材の上に設け、前記発熱部の上に絶縁層を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の定着装置。
- 前記基材は金属材料で形成された板金であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の定着装置。
- 前記長手方向に直交する断面で、前記ニップ部における前記定着ベルトの内周面に当接するバックアップ部材を有し、前記対向回転体は前記バックアップ部材に対し加圧する加圧ローラであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の定着装置。
- 長手方向に長く、前記長手方向に直交する断面がリング状に形成された回転可能な定着ベルトの回転に際し、前記長手方向に直交する断面において弾性的に変形しながら前記定着ベルトの内周面と接触する前記長手方向に長い加熱部材であって、
基材と、前記定着ベルトを加熱するための発熱部と、を有し、
前記長手方向に直交する断面における所定の直線を含む前記長手方向の断面により前記基材を一方側と他方側に分けるとき、
前記基材の縦弾性係数は、前記一方側と前記他方側で異なることを特徴とする加熱部材。
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