JP4130898B2 - Fixing device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に設けられる定着装置に係り、特に、ヒートローラを、内部に設けたロッド状のヒーターランプで加熱するようにした定着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
加圧ローラとの間にニップ部を形成して回転駆動されるヒートローラ(加熱ローラ)が、その内部に設けたヒーターランプで加熱されるようにした定着装置において、その熱効率を高めるために、前記ヒーターランプからの光を、リフレクタで集光するようにした構成が従来から採用されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
その構成を、図1に示す。この定着装置100は、電子写真方式の画像形成装置に用いられ、用紙上に形成されたトナー像が、ヒートローラ101と加圧ローラ102とのニップ部Nを通過することにより定着される。その際に、ヒーターランプ103から照射される光は、インナリフレクタ104により、ヒートローラ101と加圧ローラ102とのニップ部Nよりも上流側に集光されることで、ヒートローラ101の表面温度が、ニップ部Nで最高温度に達するようになっており、熱効率に優れている。
【0004】
しかしながら、このような構成では、使用可能な最大幅の用紙のみが使用される場合には、ヒートローラ101の軸線方向に対して略一定の温度分布を得られるものの、実際には、使用可能な最大幅の用紙よりもサイズの小さい用紙の使用される頻度が高く、このような小サイズ紙を或る程度の枚数処理すると、前記軸線方向に対して温度ムラが生じるという問題がある。
【0005】
例えば、センター基準(用紙幅中心をヒートローラ101の軸線方向の中心に一致させて処理する)の場合、図9において破線で示すように、用紙幅の範囲に対して外側領域の温度が高くなるという難点がある。
【0006】
また、このようなリフレクタを用いない定着装置では、温度ムラを抑えるために、図示は省略するが、例えば、2本のヒーターランプをヒートローラ内に設けたものがある。この場合、一方のランプは、使用可能な最大幅の用紙に対応した長さを有し、他方のランプは、小サイズ紙に対応した長さを有し、それらを使い分けるように構成されている。
【0007】
【特許文献1】
特開平4−212978号公報(図1,図2、段落「0011」〜「0014」)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように、2本のヒーターランプをヒートローラ内に設けた構成では、コストが増大するとともに、ヒートローラが大径化して熱効率が低下するという問題がある。また、用紙のサイズが多い場合、高精度に温度ムラを抑えることができないという問題もある。
【0009】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、低コスト化および高効率化を図ることができ、かつ、温度ムラを効果的に抑えることができる定着装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。
【0011】
(1)回転駆動されるヒートローラ内に、ロッド状のヒーターランプを設けると共に、前記ヒーターランプと前記ヒートローラとの間に、前記ヒーターランプを略中心として半径方向の異なる位置に複数枚のリフレクタを設け、
前記複数枚のリフレクタには、それぞれ開口部が形成されており、
前記複数枚のリフレクタを前記ヒーターランプの周方向に相対的に変位させることで該リフレクタ同士の重なり状態を変化させて前記開口部の連通状態を変化させ、前記ヒートローラの軸方向における複数の位置での前記ヒーターランプと前記ヒートローラとの間の開放状態を前記周方向における全閉状態を含む複数の状態の何れかにして、前記周方向の前記ヒーターランプから前記ヒートローラへの照射光量を調整することを特徴とする。
【0012】
この構成においては、ヒートローラの内部にヒータランプを設け、そのヒータランプの光をヒートローラへ照射することで該ヒートローラを加熱するようにした定着装置において、前記加熱の効率を高めるために設けられ、ヒータランプからの照射光を集光するリフレクタを、複数枚設けている。
【0013】
そして、この複数枚のリフレクタの相互の重なりを変えることによって、ヒーターランプからヒートローラへの照射光量(照射熱量)を制御するため、ヒートローラの定着位置での温度分布を適切に調整することができる。
【0014】
従って、プリント条件(用紙サイズ、用紙厚さ、連続プリント枚数)や環境条件などに応じて、ヒートローラへの照射条件を変化し、高精度に温度ムラを抑えることができる。また、ヒーターランプは1本で済み、低コストに装置を提供することができ、かつ、ヒートローラの径も小さくて済むため、装置のコンパクト化を実現することができる。また、高効率化を図ることもできる。
【0015】
用紙が定着装置を通過すると、用紙によって熱が奪われるので、用紙に接触する域外で、ヒートローラが高温になる。すなわち、用紙サイズが小さい場合には、高温域が広がるため、温度が高くなる。そこで、上述のように、複数枚のリフレクタ相互の重なり状態を変化させることで、定着位置での温度分布を適切なものとし、さらに用紙域外での高温化を防止することができ、ヒートローラの長寿命化が可能となる。
【0016】
(2)前記複数枚のリフレクタは、第1のリフレクタ及び第2のリフレクタからなり、
前記第1のリフレクタは、前記軸方向の全域にわたって第1の開口部を備え、
前記第2のリフレクタは、小サイズの用紙の通過範囲に対向する位置に第2の開口部を備えるとともに、小サイズの用紙の通過範囲外に対向する位置に第3の開口部を備え、
前記周方向について、前記第2の開口部の開口範囲は、前記第3の開口部の開口範囲を含み、前記第3の開口部の開口範囲よりも広く、
前記周方向について、前記第3の開口部の開口範囲は、前記第1のリフレクタにおける前記第1の開口部を除く範囲よりも狭いことを特徴とする。
【0017】
この構成においては、ヒートローラの内部にヒータランプを設け、そのヒータランプの光をヒートローラへ照射することで該ヒートローラを加熱するようにした定着装置において、前記加熱の効率を高めるために設けられ、ヒータランプからの照射光を集光するリフレクタを、複数枚で構成し、ロッド状のヒーターランプを略中心として、前記複数のリフレクタを周方向に相対的に変位させることで、複数枚のリフレクタの重なりを変え、前記開口部の連通状態(重なり具合)を変化させて、前記ヒーターランプからヒートローラへの照射光量(照射熱量)を制御する。
【0018】
従って、プリント条件(用紙サイズ、用紙厚さ、連続プリント枚数)などに応じて、ヒートローラへの照射条件を変化し、高精度に温度ムラを抑えることができる。また、ヒーターランプは1本であり、低コストに実現することができるとともに、ヒートローラの径も小さくてよく、装置のコンパクト化が可能となり、高効率化を図ることもできる。
【0019】
(3)前記第1のリフレクタ及び前記第2のリフレクタを、ヒートローラを通過する用紙の種類及び連続通過枚数に応じて周方向に相対的に変位させることを特徴とする。
【0020】
この構成においては、駆動源の回転駆動力が、回転機構を介して、複数枚のリフレクタの中の少なくとも一つのリフレクタに正逆方向に可逆的に伝達されるため、プリント条件(用紙サイズ、用紙厚さ、連続プリント枚数)などに応じて、ヒートローラへの照射条件を容易かつ適切に変化させることができる。
【0021】
(4)前記第2のリフレクタに前記ヒートローラの駆動源からの回転駆動力を正逆方向に可逆的に伝達するための回転機構であって、複数の歯車からなるギヤトレインと、前記第2のリフレクタに取り付けられた被動ギヤと、で構成された回転機構を備え、
前記被動ギヤは、前記周方向における前記第3の開口部の開口範囲のみに歯部を形成した欠け歯ギヤであって、
前記ギヤトレイン中に、前記駆動源からの回転駆動力によって互いに反対方向に回転する一対の遊離ギヤであって、前記被動ギヤに選択的に噛合する一対の遊離ギヤを配設したことを特徴とする。
【0022】
この構成においては、被動ギヤに対する遊離ギヤの噛み合い状態を選択的に変化させることで、駆動源を一方向に回転させておいても、駆動源からの駆動力を、少なくとも一つのリフレクタ(可動リフレクタ)に対して正逆方向に伝達することができるため、照射光量を可逆的に調整することが可能となる。
【0023】
(5)互いに重なり合う前記リフレクタ同士の内壁径と外壁径は、前記ヒーターランプからの照射熱による熱膨張を許容できる程度の径差に設定されていることを特徴とする。
【0024】
この構成においては、ヒーターランプの点灯と消灯および前記リフレクタの壁面の重なり具合などによって、各リフレクタの各部の温度が変化し、膨張、収縮により、変形する。従って、その変形に対するマージンを含めて、リフレクタ間の間隔(径)を設定しておくことで、リフレクタ同士の接触を確実に避けることができる。
(6)前記リフレクタを、熱膨張率の低い材料で形成することを特徴とする。
【0025】
この構成においては、ヒーターランプの点灯と消灯および前記リフレクタの壁面の重なり具合などによって、各リフレクタの各部の温度が変化し、膨張、収縮により、変形する。従って、熱膨張率の低い材料を用いることで、その変形を少なくし、リフレクタ同士の接触によるトラブルを回避することができる。
【0026】
(7)前記リフレクタの反射面となる内壁面に、光拡散性を具備させたことを特徴とする。
【0027】
リフレクタの反射面の光拡散性が低い場合、ヒートローラへの照射光が一部分に集中し、部分的に高温になるため、温度分布の急激な変化や高温により、ヒートローラが劣化しやすくなる。
【0028】
この構成においては、リフレクタの反射面に光拡散性を持たせることで、ヒートローラへの照射光を分散させることができ、そのような不具合を防止することができる。
【0029】
(8)前記ヒートローラのニップ部が、予め定められる定着温度になるように、前記複数のリフレクタの開口位置および開口サイズを設定することを特徴とする。
【0030】
ヒートローラを内側から加熱する場合、用紙と接触するヒートローラの外側まで、熱が伝搬するのに時間がかかる。また、リフレクタの開口サイズによって、照射光量が変わる。従って、この構成においては、各リフレクタの開口位置および開口サイズを、適切に設定することで、ヒートローラのニップ部を、予め定められる所定の定着温度に到達させておくことが可能となり、トナー画像を良好に定着させることができ、画像品位の向上を図ることができる。
【0031】
(9)前記リフレクタの開口部の軸線方向における形成位置を、複数の定型の用紙サイズに合わせて設定することを特徴とする。
【0032】
ヒートローラの軸線方向における照射範囲に比べ、用紙サイズが小さい場合、用紙サイズよりも外側の領域で、ヒートローラ表面の温度が高くなり、温度ムラが発生する。このような温度ムラを少なくするためには、定型の用紙サイズに合わせて照射範囲を調整すればよい。
【0033】
この構成においては、開口部の形成位置を、定型の用紙サイズに合わせて設定することで、開口部の連通状態を変化させることができるため、ヒーターランプからの光が照射される範囲と、使用される各種の用紙の幅とを一致させることができ、ヒートローラの温度ムラを効果的に抑制することができる。
【0034】
(10)前記リフレクタのヒートローラ回転軸に対して垂直な断面形状を、円弧状とすることを特徴とする。
【0035】
この構成においては、リフレクタ同士の周方向の相対変位を容易に行うことができる。また、リフレクタを1回転以上回転させても、互いに径が異なるため、リフレクタ同士が衝突することもない。
【0036】
(11)定着温度を制御するために設けられる温度検出手段を複数個設け、各温度検出手段を、それぞれ前記各開口部に対応した位置に設けたことを特徴とする。
【0037】
複数の開口部により、複数の温度領域が生じるので、この構成においては、それらを個別に設けた温度検出手段で検出し、温度制御に用いることで、精度の高い定着温度の制御を実現することができる。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態に係る定着装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0039】
《画像形成装置》
図8は、画像形成装置Gの構成を示し、この画像形成装置Gは、画像読取り部10、レーザ書込み部20、画像形成部30および給紙部40を備え、画像形成部30の用紙搬送方向の下流側には、画像形成部30にて用紙上に形成されたトナー像を加圧下で加熱定着する定着装置(定着器)37が設けられている。
【0040】
画像読取り部10は、棒状の照明ランプ11Aおよびミラー11Bを備える第1ミラーユニット11と、一対のミラー12Aが対向して配置されている第2ミラーユニット12とから成る光学ユニットUを備え、この光学ユニットUにより、装置本体の上部に設けられた原稿台に載置される原稿Dの画像が露光走査される。
【0041】
その露光走査は、光学ユニットUの第1ミラーユニット11の実線から破線にて示す位置への平行移動と、前記第2ミラーユニット12の第1ミラーユニット11に対する1/2の速度の追従移動とにより行われる。露光走査により得られたの画像は、投影レンズ13を介して撮像素子14に結像され、光電変換された電気信号が図示しない画像処理部での画像処理を経て画像信号としてメモリに一旦格納される。
【0042】
次いで、上記の画像信号がレーザ書込み部20に入力されると、半導体レーザで発生されたレーザビームは、駆動モータ21により回転されるポリゴンミラー22により回転走査される。その後、レーザビームは、fθレンズ23、および、ミラー24〜26から成る反射光学系を経て、帯電器31により予め一定電位に帯電された感光体ドラム32の感光面を走査露光する。
【0043】
これにより、原稿画像の静電潜像が形成される。このように、レーザビームによる主走査、および、感光体ドラム32の回転に伴う副走査により感光体ドラム32の周面上に原稿画像の静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器33の現像スリーブ33Aが担持するトナーによって反転現像されてトナー画像となる。
【0044】
一方、給紙部40に装填される各給紙カセット41からは、指定のサイズの記録紙Pが収納する給紙カセット41の搬出ローラ41Aの作動により搬出される。その後、搬送ローラ43を介して画像の転写部に向け給紙される。この給紙された記録紙Pは、レジストローラ44により、前述した感光体ドラム32の周面上のトナー画像に、タイミングを調整された上で、同期して転写部へと給送され、転写器34により帯電されてトナー像を転写される。
【0045】
また、トナー像が転写された記録紙Pは、分離器35の除電作用により感光体ドラム32の周面より分離し、搬送ベルト36を経て、定着器37に搬送され、ヒートローラ37Aと加圧ローラ37Bとによるニップ部Nでの加圧挟着下の加熱によりトナーを溶着定着した後、搬送ローラ38により定着器37から排出される。排出された記録紙Pは、最後に、排紙ローラ45を経てトレイ50上に排紙される。
【0046】
一方、転写紙Pを分離した感光体ドラム32は、クリーニング装置39において圧接するブレード39Aにより残留トナーを除去、清掃した後、再び帯電器31により電荷の付与を受けて次なる画像形成のプロセスに入る。
【0047】
《定着装置》
図2は、定着器37の要部構成を示す透視斜視図である。この定着器37は、回転駆動されるヒートローラ37Aの軸心部分に、該ヒートローラ37Aを加熱するための(例えば、ハロゲンランプからなる)ヒーターランプ371を有し、かつ、このヒートローラ37Aおよびヒーターランプ371と同心状に、インナーリフレクタ372および可動リフレクタ373の2つのリフレクタを備えている。
【0048】
インナーリフレクタ372は、円筒体の縦半分を破断除去した半円筒状に形成され、ヒーターランプ371の集光位置がニップ部Nの手前側(用紙の搬送方向の上流側)の位置になるように固定状態に設けられている。これに対して、可動リフレクタ373は、インナーリフレクタ372よりも大径に形成され、後述するように定型用紙サイズに対応した3つの開口部A,B,Cを有する。
【0049】
ヒートローラ37Aの両端部は、図示しない支持部材によって、その外周部が回転可能に支持されており、またヒートローラ37Aの一方の端部には、図示しない動力源から回転駆動力の伝達を受けるヒートローラギヤ374が固着されている。可動リフレクタ373の一方の端部には、後述するように、該可動リフレクタ373の角度を変化させるための動力をヒートローラギヤ374から受けるためのリフレクタギヤ(本発明の被動ギヤ)375が固着されている。なお、このリフレクタギヤ375は、略半周に亘って欠歯状態となる歯なしエリヤが形成されている(図4(a)(b)参照)。
【0050】
可動リフレクタ373の他方の端部は、端板(図示省略)によって回転自在に支持されている。その端板の中心部に形成された遊挿孔およびリフレクタギヤ375の中心部に形成された遊通孔には、ヒーターランプ371の両端の端子部がそれぞれ遊嵌状態に挿通し、図示しないヒーター電源に接続された端子278,279に接続される。
【0051】
リフレクタギヤ375の内周には、インナーリフレクタ372の一方の端部を支持する溝が形成されており、また、前記端板にはインナーリフレクタ372の他方の端部を支持する溝が形成されており、これらの溝によって、インナーリフレクタ372は前述のようにニップ部Nの手前に向けて固定される。
【0052】
インナーリフレクタ372および可動リフレクタ373において、少なくともインナーリフレクタ372の内周面は、たとえば梨地処理などが施されて、その反射面に、拡散性を具備させている。これにより、ヒーターランプ371からの光をニップ部Nの手前に集光されても、過度の集光や集光ムラの発生を防止でき、ヒートローラ37Aの劣化を抑え、長寿命化を図ることができる。
【0053】
また、前記インナーリフレクタ372および可動リフレクタ373は、熱膨張率の低い材料で形成されている。一方、ヒーターランプ371の点灯と消灯および前記2つのリフレクタ372,373の壁面の重なり具合などによって、各リフレクタ372,373の各部の温度が変化し、膨張、収縮により変形する。従って、熱膨張率の低い材料を用いることで、その変形を小さく抑え、リフレクタ372,373同士の接触を避けることができる。
【0054】
さらにまた、前記のように熱膨張率の低い材料を用いることに加えて、リフレクタ372,373間の間隔は、ヒーターランプ371からの照射熱によるリフレクタ372,373の変形に対するマージンを見込んで設定している。従って、前記のように、ヒーターランプ371の点灯と消灯および該リフレクタ372,373の壁面の重なり具合などによって、各リフレクタ372,373の各部の温度が変化し、膨張、収縮が発生しても、リフレクタ372,373同士の接触を確実に避けることができる。
【0055】
図3は、可動リフレクタ373の動作を説明するための縦断面図である。この図3の(a)(b)(c)は、図2において、切断面線A1−A2,B1−B2,C1−C2から見た断面図であり、すなわち前記3つの開口部A,B,Cそれぞれの断面図である。同図(d)(e)(f)は、図2に示す状態から可動リフレクタ373を170°回転させた状態を示す前記開口部A,B,Cそれぞれの断面図である。
【0056】
前記半円筒状に形成される、すなわち180°開放しているインナーリフレクタ372に対して、この可動リフレクタ373では、軸線方向の中央部に位置し、総ての用紙に対してヒーターランプ371からの光を透過させる必要のある中央の開口部Bは、この図3では、前記円筒状の壁面の20°分が残され、残余の340°分(白地部分)が開口している。
【0057】
これに対して、軸線方向の両側に位置し、大サイズ紙に対してのみヒーターランプ371からの光を透過させる必要のある開口部A、Cは、前記円筒状の壁面の200°分が残され、残余の160°分(白地部分)が開口している。
【0058】
図3(a)(b)(c)は、前記大サイズ紙の定着時の状態を表し、この場合、総ての開口部A,B,Cが全開状態となっている。これに対して、図3(d)(e)(f)は、前記小サイズ紙の定着時の状態を表し、開口部Bのみが広さがほとんど変化しない開放状態となっており、残余の開口部A,Cは、全閉状態となっている。
【0059】
この図3の例では、前述のように開口部A,Cは160°分が開口部となっており、前記全開時に周方向の両端が均等に(10°ずつ)、インナーリフレクタ372を覆うように開放しており、その状態から170°回転することで、インナーリフレクタ372の開口部を完全に覆う。
【0060】
このようにして、ヒートローラ37Aの中央部への照射光量を変化させずに、その周辺部への光量のみを変化させることできる。これにより、前記従来の技術で説明した図9において、搬送方向に垂直な方向の両側部における温度分布を、実線で示すように変化させることができるため、小サイズの用紙を通過させる際に、両側部の温度上昇を抑えることができる。
【0061】
前記各開口部A,B,Cは、前記ニップ部Nが、予め定める定着温度になるように、このように開口位置および開口サイズが設定されている。従って、ヒートローラ37Aを内側から加熱した場合、用紙と接触する外側まで熱が伝搬するのに時間がかかり、また該開口部A,B,Cの開口サイズによって照射光量が変わるので、これらを適切に設定するとで、ヒートローラ37Aのニップ部Nにおいて、予め定められる規定の定着温度を維持することができる。
【0062】
要するに、前記各開口部A,B,Cの形成位置は、定型の用紙サイズを考慮して設定されており、最大幅の記録紙を使用するときには総ての開口部A,B,Cを開放状態とし、幅の狭い記録紙を使用するときには、その記録紙の幅よりも内側の開口部Bを開放状態とし、外側の開口部A,Cを遮蔽状態とすることで、前記用紙サイズよりも外側の領域での温度上昇を抑えることができる。
【0063】
これによって、例えば、開口部Bの両端部と、A4用紙の横幅(端辺)とを、略一致させることで、前記A4用紙の横方向使用(A4R)時におけるヒートローラ37Aの温度分布を適切に制御することができる。これにより、ヒーターランプ37Aからの光が照射される範囲と用紙幅とが一致し、前記温度ムラを高精度に抑えることができる。
【0064】
さらにまた、通常、定着装置37では、定着温度を制御するためにサーミスタなどの温度検出手段が設けられる。その温度検出手段を複数個とし、それぞれ前記各開口部A,B,Cに対応して設けられる。従って、複数の開口部A,B,Cにより、複数の温度領域が生じても、それらを個別に設けた温度検出手段で検出し、温度制御に用いることで、正確な温度制御を実現することができる。
【0065】
図4〜図7は、可動リフレクタ373の回転機構Rを説明するための図であり、図4は前記回転機構Rの動作を説明するための側面図であり、図5はその回転機構Rの回転方向の切換えの様子を示す側面図であり、図6は回転機構Rの分解斜視図であり、図7は回転機構Rの斜視図である。
【0066】
前述のように、ヒートローラ37Aは、その一方の端部に固着されたヒートローラギヤ374に、図示しない動力源からの動力が伝達されることにより、回転駆動される。前記回転機構Rは、図4(a)(b)に示すように、ヒートローラギヤ374の動力を、ギヤトレインを構成するギヤ51,52,53,54を介して、可動リフレクタ373の一方の端部に固着されたリフレクタギヤ375に伝達し、正逆両方向に回転駆動して、可動リフレクタ373の角度を変化させる。
【0067】
各ギヤ51,52,53,54の支軸51a,52b,53c,54dは、図5(a)(b)に示すように、ギヤフレーム376に回転自在に支持されており、該ギヤフレーム376はギヤ51の支軸51aの軸心を中心として揺動自在に支持されている。そして、ギヤフレーム376の一端は、スプリングsを介して、固定位置に設けられたソレノイド377の出力軸377aに連結されている。
【0068】
図6、図7に示すように、ギヤ51は、ヒートローラギヤ374からの動力を取込むギヤであり、このギヤ51が回転すると、それに噛合している2つのギヤ52、54も連動して回転する。ギヤ52にはもう1つのギヤ53が噛合している。従って、ギヤ51によって取込まれた動力によって、2つのギヤ(本発明の遊離ギヤ)53,54は相互に逆方向に回転することになる。
【0069】
そして、ギヤフレーム376が揺動することで、ギヤ53とギヤ54との何れか一方がリフレクタギヤ375に噛合し、動力を伝達することになる。このようにして、前述のように、リフレクタギヤ375の正逆両方向への回転が可能となる。ギヤフレーム376の一端は、前述したように、固定位置に設けられたソレノイド377に連結されているため、このソレノイド377がON/OFFすることで、ギヤフレーム376は揺動変位し、ギヤ53とギヤ54の切換えが行われる。
【0070】
図5(a)はソレノイド377がONの状態を表している。この場合、ソレノイド377は出力軸377aを引き込むため、ギヤフレーム376は時計回りに回動変位した状態となり、図4(a)で示すように、ギヤ53がリフレクタギヤ375に噛合し、該リフレクタギヤ375は反時計回りに回転する。
【0071】
これに対して、図5(b)は前記ソレノイド377がOFFの状態を表している。この場合、ソレノイド377は出力軸377aを突き出すため、ギヤフレーム376は反時計回り回動変位した状態となり、図4(b)で示すように、ギヤ54がリフレクタギヤ375に噛合し(ギヤ53は外れ)、該リフレクタギヤ375は時計回りに回転する。
【0072】
ここで、リフレクタギヤ375は、略半周に亘って欠歯状態となる歯なしエリヤ375aが形成されているため、前記のように、可動リフレクタ373が170°回転すると、ヒートローラ37Aの回転によってギヤ51,52,53,54が回転していても、それ以上に回転することはなく、開口部A,Cを、全開状態または全閉状態の何れかに切換えることができる。
【0073】
以上のように、本発明の定着装置では、ヒートローラ37Aの内部にヒータランプ371を設け、そのヒータランプ371の光をヒートローラ37Aの内壁に照射することで、該ヒートローラ37Aを加熱するようにした定着装置において、相互に外径が異なる2つのリフレクタ372,373を、開口部が形成された筒状体で構成して、ロッド状のヒーターランプ371を略中心として同心状に配置し、これらの筒状体を周方向に相対的に変位させることで、前記開口部の連通状態(重なり具合)を変化させて、ヒーターランプ371からヒートローラ37Aへの照射光量(照射熱量)を制御することができる。
【0074】
従って、プリント条件(用紙サイズ、用紙厚さ、連続プリント枚数)などの検出情報に応じて、制御手段(図示省略)を介して、回転機構Rの駆動源を制御駆動させることにより、ヒートローラ37Aへの照射条件を適切に変化させることで、高精度に温度ムラを抑えることができる。
【0075】
また、1本のヒーターランプ37Aで、このような照射条件の制御が可能となるため、装置を低コストで提供することができ、かつ、ヒートローラ37Aの径も小さくて済むため、装置のコンパクト化が可能となり、しかも、高い効率化を得ることができる。
【0076】
なお、上述の例では、リフレクタを2つ設けているが、3つ以上のリフレクタが設けられてもよい。例えば、インナーリフレクタを3つに分割し、それらを別々に回転させ、照射方向を変えることも可能である。リフレクタを多数枚に分割すれば、多種類の用紙サイズへのより的確な対応も可能となる。また、リフレクタの軸直角断面の形状を円弧状としているが、反射板として従来から知られている楕円や放物線など他の形状が用いられてもよい。また、多面状に構成してもよい。
【0077】
さらに、先に説明した実施の形態では、図3(a)(b)(c)、及び、図3(d)(e)(f)に示すように、可動リフレクタ373は2位置にのみ切換えられるように構成しているが、回転機構Rを変更することで、さらに多段階に切換えるようにしてもよい。例えば、ソレノイドを3位置に切換え可能に構成し、可動リフレクタ373にエンコーダ等を設けてその変位位置を検出可能にすることで、該可動リフレクタ373を使用する用紙の紙質や印刷枚数等の印字要求に合わせて最適な角度に設定できるようにすることができる。
【0078】
このような構成で、印字要求に合わせて可動リフレクタ373の角度を変化させて各開口部の開口率を変化させる適切な例を、表1〜表3に示す。なお、これらの表1〜表3では、可動リフレクタ373の角度を開口率で表している。表1は、設定された用紙サイズに対応して、可動リフレクタ373の角度を変化させている例である。また、表2および表3も、前記設定された用紙サイズに対応して、可動リフレクタ373の角度を変化させている例であり、それぞれ、厚紙の場合と、連続プリント枚数が多い場合とを示している。
【0079】
【表1】
【0080】
表1の場合、普通紙A4用紙の縦使用時には、総ての開口部A,B,Cが全開状態であり、A4用紙の横使用(A4R)および葉書使用時には、前記開口部A,Cは全閉状態となり、前記A4用紙の横幅よりも広いB5用紙の縦使用時には、前記開口部A,Cの開口率は50%となっている。
【0081】
【表2】
【0082】
表2の場合、厚紙使用時であり、用紙による吸熱が大きく、用紙幅領域内と用紙幅領域外とで温度差が大きくなるので、A4用紙の縦使用時には、総ての開口部A,B,Cが全開状態であり、A4用紙の横使用(A4R)時には、前記開口部A,Cは全閉状態となるのは前記表1と同様であるけれども、B5用紙の縦使用時には、前記開口部A,Cの開口率は40%となっている。
【0083】
【表3】
【0084】
表3の場合、連続プリント枚数が50枚を超えた場合、用紙幅領域外に蓄積される熱量が増加し、該用紙幅領域外と用紙幅領域内とで温度差が大きくなるので、A4用紙の縦使用時には、中央部の開口部Bのみが全開状態であり、開口部A,Cは90%となり、A4用紙の横使用(A4R)時には、前記開口部A,Cは全閉状態となり、B5用紙の縦使用時には、前記開口部A,Cの開口率30%となっている。
【0085】
このように、印字要求に合わせて可動リフレクタ373の角度を適切に変化させることができ、これにより、ヒートローラの温度ムラの発生を効果的に防ぐことができる。なお、本発明は、以上説明した実施の形態に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、必要に応じて、適宜、設計変更や改良等は自由である。
【0086】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、以下の効果を奏する。
【0087】
(1)ヒートローラの加熱効率を高めるために設けられるリフレクタを複数枚設け、その相互の重なりを変えることによってヒーターランプからヒートローラへの照射光量(照射熱量)を制御するので、ヒートローラの定着位置での温度分布を適切に調整することができ、温度ムラの発生を効果的に防ぐことができる。
【0088】
また、ヒーターランプは1本で済み、高効率化を図ることができ、装置を低コストで提供することができ、かつ、ヒートローラの径も小さくて済むため、装置のコンパクト化を実現することもできる。さらに、温度ムラが防止されるため、ヒートローラ内で発生する熱応力を少なくすることができるため、ヒートローラの長寿命化が可能となる。
【0089】
(2)複数枚で構成したリフレクタを、ロッド状のヒーターランプを略中心として、周方向に相対的に変位させることで、開口部の重なり具合を変化させて、前記ヒーターランプからヒートローラへの照射光量(照射熱量)を制御するので、プリント条件(用紙サイズ、用紙厚さ、連続プリント枚数)などに応じて、ヒートローラへの照射条件を適切に調整し、温度ムラを抑えることができる。また、ヒーターランプは1本で済み、低コストに実現することができると共に、ヒートローラの径も小さくてよく、装置のコンパクト化が可能となり、高効率化を図ることもできる。
【0090】
(3)駆動源の回転駆動力が、回転機構を介して、複数枚のリフレクタの中の少なくとも一つのリフレクタに正逆方向に可逆的に伝達されるので、プリント条件(用紙サイズ、用紙厚さ、連続プリント枚数)などに応じて、ヒートローラへの照射条件を容易かつ適切に変化させることができる。
【0091】
(4)被動ギヤに対して遊離ギヤを選択的に噛み合わせることで、駆動源を一方向に回転させておいても、駆動源からの駆動力を、少なくとも一つのリフレクタ(可動リフレクタ)に対して正逆方向に伝達することができるので、照射光量を可逆的に調整することが可能となる。
【0092】
(5)互いに重なり合う前記リフレクタ同士の内壁径と外壁径を、ヒーターランプからの照射熱による熱膨張を許容できる程度の径差に設定しているので、各リフレクタの各部の温度が変化し、膨張、収縮しても、リフレクタ同士の接触を確実に避けることができる。
【0093】
(6)リフレクタを、熱膨張率の低い材料で形成するので、リフレクタの熱による変形を少なくし、リフレクタ同士の接触によるトラブルを回避することができる。
【0094】
(7)リフレクタの反射面に光拡散性を具備させたので、ヒートローラへの照射光を分散させることができ、部分的に高温になったり、温度分布が急激に変化するのを防ぐことができ、ヒートローラの劣化を防止することができる。
【0095】
(8)ヒートローラのニップ部が、予め定められる定着温度になるように、複数のリフレクタの開口位置および開口サイズを設定するので、トナー画像を良好に定着させることができ、画像品位の向上を図ることができる。
【0096】
(9)リフレクタの開口部の形成位置を、定型の用紙サイズを合わせて設定するので、ヒーターランプからの光がヒートローラに照射される範囲と用紙幅とを一致させることができ、ヒートローラの温度ムラを効果的に抑制することができる。
【0097】
(10)リフレクタのヒートローラ回転軸に対して垂直な断面形状を、円弧状とするので、リフレクタ同士の周方向の相対変位を容易に行うことができる。また、リフレクタを1回転以上回転させても、互いに径が異なるため、リフレクタ同士が衝突することもない。
【0098】
(11)温度検出手段を、それぞれ各開口部に対応した位置に設けるので、定着温度を精度よく制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の定着装置の構成説明図である。
【図2】本発明の実施の一形態に係る定着装置の要部構成を示す透視斜視図である。
【図3】同リフレクタの開閉状態の説明図である。
【図4】同回転機構の動作説明図である。
【図5】同回転機構におけるギヤトレインの支持部の説明図である。
【図6】同回転機構の分解斜視図である。
【図7】同回転機構の組み付け状態の斜視図である。
【図8】同定着装置を具備した画像形成装置の構成説明図である。
【図9】同ヒートローラの温度分布を従来と比較して示したグラフである。
【符号の説明】
37A−ヒートローラ
371−ヒーターランプ
372,373−リフレクタ
375−被動ギヤ
51,52,53,54−ギヤトレイン
53,54−遊離ギヤ
A,B,C,D−開口部
N−ニップ部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device provided in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and more particularly to a fixing device in which a heat roller is heated by a rod-shaped heater lamp provided therein.
[0002]
[Prior art]
In a fixing device in which a heat roller (heating roller) that is rotationally driven by forming a nip portion with a pressure roller is heated by a heater lamp provided therein, in order to increase its thermal efficiency, A configuration in which light from the heater lamp is collected by a reflector has been conventionally employed (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
The configuration is shown in FIG. The fixing device 100 is used in an electrophotographic image forming apparatus, and a toner image formed on a sheet is fixed by passing through a nip portion N between a
[0004]
However, in such a configuration, when only a sheet having the maximum usable width is used, a substantially constant temperature distribution can be obtained with respect to the axial direction of the
[0005]
For example, in the case of center reference (processing is performed with the center of the paper width being aligned with the center of the
[0006]
In addition, in such a fixing device that does not use a reflector, although illustration is omitted in order to suppress temperature unevenness, for example, there is one in which two heater lamps are provided in a heat roller. In this case, one of the lamps has a length corresponding to the maximum usable paper, and the other lamp has a length corresponding to a small size paper, and is configured to use them properly. .
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-4-221978 (FIGS. 1 and 2, paragraphs “0011” to “0014”)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, in the configuration in which the two heater lamps are provided in the heat roller, there are problems that the cost is increased and the heat roller is increased in diameter and the thermal efficiency is lowered. In addition, when the paper size is large, there is a problem that the temperature unevenness cannot be suppressed with high accuracy.
[0009]
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a fixing device that can achieve low cost and high efficiency, and can effectively suppress temperature unevenness.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, means for solving the above-described problems are configured as follows.
[0011]
(1) In a heat roller that is rotationally driven,Rod-shapedWhile providing a heater lamp, between the heater lamp and the heat roller,At different positions in the radial direction about the heater lamp as a center.Provide multiple reflectors,
Each of the plurality of reflectors has an opening formed therein.
By relatively displacing the plurality of reflectors in the circumferential direction of the heater lamp,Change the overlapping state of the reflectorsThe open state between the heater lamp and the heat roller at a plurality of positions in the axial direction of the heat roller is changed to a plurality of states including a fully closed state in the circumferential direction. In any case, the circumferential directionAdjust the amount of light emitted from the heater lamp to the heat rollerDoIt is characterized by that.
[0012]
In this configuration, in the fixing device in which a heater lamp is provided inside the heat roller and the heat roller is irradiated with light from the heater lamp to heat the heat roller, the heat roller is provided to increase the heating efficiency. In addition, a plurality of reflectors for collecting the irradiation light from the heater lamp are provided.
[0013]
Then, by changing the overlapping of the plurality of reflectors, the amount of light (irradiation heat) from the heater lamp to the heat roller is controlled, so that the temperature distribution at the fixing position of the heat roller can be adjusted appropriately. it can.
[0014]
Therefore, the irradiation condition to the heat roller can be changed according to printing conditions (paper size, paper thickness, number of continuous prints), environmental conditions, etc., and temperature unevenness can be suppressed with high accuracy. Further, only one heater lamp is required, and the apparatus can be provided at low cost, and the diameter of the heat roller can be small, so that the apparatus can be made compact. Also, high efficiency can be achieved.
[0015]
When the sheet passes through the fixing device, heat is taken away by the sheet, so that the heat roller becomes hot outside the area in contact with the sheet. That is, when the paper size is small, the temperature increases because the high temperature range is widened. Therefore, as described above, by changing the overlapping state of the plurality of reflectors, the temperature distribution at the fixing position can be made appropriate, and further, high temperature outside the paper area can be prevented, and the heat roller Long service life is possible.
[0016]
(2) The plurality of reflectorsConsists of a first reflector and a second reflector,
The first reflector includes a first opening over the entire area in the axial direction,
The second reflector includes a second opening at a position facing the passing range of the small size paper and a third opening at a position facing the outside of the passing range of the small size paper,
Regarding the circumferential direction, the opening range of the second opening includes the opening range of the third opening, and is wider than the opening range of the third opening,
About the said circumferential direction, the opening range of the said 3rd opening part is narrower than the range except the said 1st opening part in a said 1st reflector.It is characterized by that.
[0017]
In this configuration, in the fixing device in which a heater lamp is provided inside the heat roller and the heat roller is irradiated with light from the heater lamp to heat the heat roller, the heat roller is provided to increase the heating efficiency. A plurality of reflectors that collect the irradiation light from the heater lamp, and the plurality of reflectors are relatively displaced in the circumferential direction around the rod-shaped heater lamp as a center. The amount of irradiation (amount of irradiation heat) from the heater lamp to the heat roller is controlled by changing the overlapping of the reflectors and changing the communication state (overlap state) of the opening.
[0018]
Therefore, the irradiation condition to the heat roller can be changed according to the printing conditions (paper size, paper thickness, number of continuous prints), etc., and temperature unevenness can be suppressed with high accuracy. Further, the number of heater lamps is one, which can be realized at a low cost, and the diameter of the heat roller may be small, the apparatus can be made compact, and high efficiency can be achieved.
[0019]
(3) The aboveThe first reflector and the second reflector are relatively displaced in the circumferential direction in accordance with the type of paper passing through the heat roller and the number of continuous passes.It is characterized by that.
[0020]
In this configuration, the rotational driving force of the driving source is reversibly transmitted in the forward and reverse directions to at least one of the plurality of reflectors via the rotation mechanism, so that the printing conditions (paper size, paper The irradiation conditions to the heat roller can be easily and appropriately changed according to the thickness, the number of continuous prints), and the like.
[0021]
(4)A rotation mechanism for reversibly transmitting a rotational driving force from a driving source of the heat roller to the second reflector in a forward and reverse direction;A gear train comprising a plurality of gears, andSecondAnd a driven gear attached to the reflector.Equipped with a rotating mechanism
The driven gear is a chipped gear in which teeth are formed only in the opening range of the third opening in the circumferential direction,
During the gear train,A pair of free gears rotating in opposite directions by a rotational driving force from a drive source,Driven gearInSelectiveMesh withA pair of free gears is provided.
[0022]
In this configuration, by selectively changing the meshing state of the disengaged gear with the driven gear, the driving force from the driving source can be transmitted to at least one reflector (movable reflector) even if the driving source is rotated in one direction. ) Can be transmitted in the forward and reverse directions, so that the amount of irradiation light can be adjusted reversibly.
[0023]
(5) The inner wall diameter and the outer wall diameter of the reflectors that overlap each other are set to a diameter difference that allows thermal expansion due to heat applied from the heater lamp.
[0024]
In this configuration, the temperature of each part of each reflector changes due to the turning on and off of the heater lamp, the overlapping state of the wall surfaces of the reflector, and the like, and it deforms due to expansion and contraction. Therefore, by setting an interval (diameter) between the reflectors including a margin for the deformation, it is possible to reliably avoid contact between the reflectors..
(6) The reflector is formed of a material having a low coefficient of thermal expansion.
[0025]
In this configuration, the temperature of each part of each reflector changes due to the turning on and off of the heater lamp, the overlapping state of the wall surfaces of the reflector, and the like, and it deforms due to expansion and contraction. Therefore, by using a material having a low coefficient of thermal expansion, the deformation can be reduced, and troubles due to contact between reflectors can be avoided.
[0026]
(7) A light diffusivity is provided on an inner wall surface serving as a reflection surface of the reflector.
[0027]
When the light diffusibility of the reflecting surface of the reflector is low, the irradiation light to the heat roller is concentrated on a part and partially becomes high temperature. Therefore, the heat roller is easily deteriorated due to a rapid change in temperature distribution or high temperature.
[0028]
In this configuration, by imparting light diffusibility to the reflecting surface of the reflector, it is possible to disperse the irradiation light to the heat roller and prevent such a problem.
[0029]
(8) The opening positions and the opening sizes of the plurality of reflectors are set so that the nip portion of the heat roller has a predetermined fixing temperature.
[0030]
When heating the heat roller from the inside, it takes time for the heat to propagate to the outside of the heat roller in contact with the paper. Further, the amount of irradiation light varies depending on the opening size of the reflector. Therefore, in this configuration, by appropriately setting the opening position and opening size of each reflector, the nip portion of the heat roller can be made to reach a predetermined fixing temperature, and the toner image Can be fixed satisfactorily, and the image quality can be improved.
[0031]
(9) The position where the reflector opening is formed in the axial direction is set in accordance with a plurality of standard paper sizes.
[0032]
When the paper size is smaller than the irradiation range in the axial direction of the heat roller, the temperature of the surface of the heat roller becomes higher in a region outside the paper size, and temperature unevenness occurs. In order to reduce such temperature unevenness, the irradiation range may be adjusted according to the standard paper size.
[0033]
In this configuration, by setting the opening formation position according to the standard paper size, the communication state of the opening can be changed. The widths of the various papers to be matched can be matched, and temperature unevenness of the heat roller can be effectively suppressed.
[0034]
(10) A cross-sectional shape perpendicular to the heat roller rotation axis of the reflector is an arc shape.
[0035]
In this configuration, the relative displacement in the circumferential direction between the reflectors can be easily performed. Further, even if the reflectors are rotated one or more times, the diameters are different from each other, so that the reflectors do not collide with each other.
[0036]
(11) A plurality of temperature detection means provided for controlling the fixing temperature are provided, and each temperature detection means is provided at a position corresponding to each opening.
[0037]
Since a plurality of temperature regions are generated by a plurality of openings, in this configuration, the temperature can be detected by a temperature detecting unit provided individually and used for temperature control, thereby realizing high-precision fixing temperature control. Can do.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a fixing device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0039]
<Image forming apparatus>
FIG. 8 shows a configuration of the image forming apparatus G. The image forming apparatus G includes an
[0040]
The
[0041]
The exposure scanning includes a parallel movement of the first mirror unit 11 of the optical unit U from a solid line to a position indicated by a broken line, and a follow-up movement of the
[0042]
Next, when the image signal is input to the
[0043]
Thereby, an electrostatic latent image of the original image is formed. As described above, an electrostatic latent image of the original image is formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 32 by the main scanning by the laser beam and the sub-scanning accompanying the rotation of the photosensitive drum 32. This electrostatic latent image is reversely developed with toner carried by the developing
[0044]
On the other hand, from each
[0045]
Further, the recording paper P onto which the toner image has been transferred is separated from the peripheral surface of the photosensitive drum 32 by the charge eliminating action of the
[0046]
On the other hand, the photosensitive drum 32 from which the transfer paper P has been separated is subjected to removal of residual toner and cleaning by a
[0047]
<Fixing device>
FIG. 2 is a see-through perspective view showing the main configuration of the fixing
[0048]
The
[0049]
Both ends of the
[0050]
The other end of the
[0051]
ReflectoragiYaA groove that supports one end of the
[0052]
In the
[0053]
The
[0054]
Furthermore, in addition to using a material having a low coefficient of thermal expansion as described above, the interval between the
[0055]
FIG. 3 is a longitudinal sectional view for explaining the operation of the
[0056]
In contrast to the
[0057]
On the other hand, the openings A and C, which are located on both sides in the axial direction and need to transmit light from the
[0058]
3A, 3B, and 3C show a state when the large-size paper is fixed, and in this case, all the openings A, B, and C are fully opened. On the other hand, FIGS. 3D, 3E and 3F show the state when the small-size paper is fixed, and only the opening B is in an open state in which the width hardly changes, and the rest The openings A and C are fully closed.
[0059]
In the example of FIG. 3, as described above, the opening portions A and C are 160 ° opening portions, and both ends in the circumferential direction are evenly (10 ° each) so as to cover the
[0060]
In this way, it is possible to change only the light amount to the peripheral portion without changing the light amount irradiated to the central portion of the
[0061]
The opening positions and the opening sizes of the openings A, B, and C are set in this way so that the nip portion N has a predetermined fixing temperature. Therefore, when the
[0062]
In short, the formation positions of the openings A, B, and C are set in consideration of the standard paper size, and all the openings A, B, and C are opened when the maximum width recording paper is used. When the recording paper having a narrow width is used, the opening B on the inner side than the width of the recording paper is set in the open state, and the outer openings A and C are set in the shielding state. The temperature rise in the outside region can be suppressed.
[0063]
Accordingly, for example, the temperature distribution of the
[0064]
Furthermore, normally, the fixing
[0065]
4 to 7 are views for explaining the rotation mechanism R of the
[0066]
As described above, the
[0067]
The
[0068]
As shown in FIGS. 6 and 7, the
[0069]
Then, when the
[0070]
FIG. 5A shows a state where the
[0071]
On the other hand, FIG. 5B shows a state where the
[0072]
Where ReflectagiYa375 is formed with a
[0073]
As described above, in the fixing device of the present invention, the
[0074]
Accordingly, the
[0075]
In addition, since it is possible to control such irradiation conditions with a
[0076]
In the above example, two reflectors are provided, but three or more reflectors may be provided. For example, it is possible to divide the inner reflector into three parts, rotate them separately, and change the irradiation direction. If the reflector is divided into a large number of sheets, it is possible to more accurately cope with various types of paper sizes. Moreover, although the shape of the cross section perpendicular to the axis of the reflector is an arc shape, other shapes such as an ellipse or a parabola conventionally known as a reflector may be used. Moreover, you may comprise in a polyhedral form.
[0077]
Further, in the embodiment described above, as shown in FIGS. 3A, 3B and 3C, and FIGS. 3D, 3E and 3F, the
[0078]
Tables 1 to 3 show suitable examples in which the opening ratio of each opening is changed by changing the angle of the
[0079]
[Table 1]
[0080]
In the case of Table 1, all the openings A, B, C are fully open when the plain paper A4 paper is used vertically, and when the A4 paper is used sideways (A4R) and postcards, the openings A, C are When the B5 sheet is used in the fully closed state and wider than the A4 sheet, the opening ratios of the openings A and C are 50%.
[0081]
[Table 2]
[0082]
In the case of Table 2, when thick paper is used, the heat absorption by the paper is large, and the temperature difference between the paper width area and the outside of the paper width area becomes large. Therefore, when A4 paper is used vertically, all openings A and B , C are in the fully open state, and when the A4 sheet is used sideways (A4R), the openings A and C are in the fully closed state as in Table 1, but when the B5 sheet is used vertically, the opening is opened. The aperture ratio of the portions A and C is 40%.
[0083]
[Table 3]
[0084]
In Table 3, when the number of continuous prints exceeds 50, the amount of heat accumulated outside the paper width area increases, and the temperature difference between the outside of the paper width area and the inside of the paper width area increases. In the vertical use, only the central opening B is fully open, the openings A and C are 90%, and when the A4 paper is used sideways (A4R), the openings A and C are fully closed. When the B5 sheet is used vertically, the opening ratio of the openings A and C is 30%.
[0085]
As described above, the angle of the
[0086]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the present invention has the following effects.
[0087]
(1) Since a plurality of reflectors provided to increase the heating efficiency of the heat roller are provided, and the amount of light (irradiation heat) from the heater lamp to the heat roller is controlled by changing the overlap between the reflectors, the heat roller is fixed. The temperature distribution at the position can be adjusted appropriately, and the occurrence of temperature unevenness can be effectively prevented.
[0088]
Also, only one heater lamp is required, so that high efficiency can be achieved, the apparatus can be provided at low cost, and the diameter of the heat roller can be reduced, so that the apparatus can be made compact. You can also. Furthermore, since temperature unevenness is prevented, thermal stress generated in the heat roller can be reduced, and thus the life of the heat roller can be extended.
[0089]
(2) A plurality of reflectors are displaced relative to each other in the circumferential direction with the rod-shaped heater lamp as a substantial center, thereby changing the overlapping state of the openings, so that the heater lamp can be transferred to the heat roller. Since the irradiation light quantity (irradiation heat amount) is controlled, the irradiation condition to the heat roller can be appropriately adjusted according to the printing conditions (paper size, paper thickness, number of continuous prints), etc., and temperature unevenness can be suppressed. Further, only one heater lamp is required, which can be realized at low cost, and the diameter of the heat roller may be small, the apparatus can be made compact, and high efficiency can be achieved.
[0090]
(3) Since the rotational driving force of the driving source is reversibly transmitted to at least one of the plurality of reflectors in the forward and reverse directions via the rotating mechanism, the printing conditions (paper size, paper thickness) , The conditions for irradiating the heat roller can be changed easily and appropriately.
[0091]
(4) By selectively meshing the driven gear with the driven gear, the driving force from the driving source is applied to at least one reflector (movable reflector) even if the driving source is rotated in one direction. Therefore, the amount of irradiation light can be reversibly adjusted.
[0092]
(5) Since the inner wall diameter and the outer wall diameter of the reflectors that overlap each other are set to a diameter difference that allows thermal expansion by irradiation heat from the heater lamp, the temperature of each part of each reflector changes and expands. Even if it shrinks, it is possible to reliably avoid contact between the reflectors.
[0093]
(6) Since the reflector is formed of a material having a low coefficient of thermal expansion, deformation of the reflector due to heat can be reduced, and troubles due to contact between the reflectors can be avoided.
[0094]
(7) Since the reflecting surface of the reflector is provided with light diffusibility, it is possible to disperse the irradiation light to the heat roller, and it is possible to prevent a partial increase in temperature and a sudden change in temperature distribution. And deterioration of the heat roller can be prevented.
[0095]
(8) Since the opening positions and the opening sizes of the plurality of reflectors are set so that the nip portion of the heat roller has a predetermined fixing temperature, the toner image can be fixed satisfactorily and the image quality can be improved. Can be planned.
[0096]
(9) Since the position where the opening of the reflector is formed is set in accordance with the standard paper size, the range in which the light from the heater lamp is irradiated on the heat roller can be matched with the paper width. Temperature unevenness can be effectively suppressed.
[0097]
(10) Since the cross-sectional shape perpendicular to the heat roller rotation axis of the reflector is an arc, the relative displacement between the reflectors in the circumferential direction can be easily performed. Further, even if the reflectors are rotated one or more times, the diameters are different from each other, so that the reflectors do not collide with each other.
[0098]
(11) Since the temperature detecting means is provided at a position corresponding to each opening, the fixing temperature can be accurately controlled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a conventional fixing device.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration of a main part of a fixing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of an open / close state of the reflector.
FIG. 4 is an operation explanatory diagram of the rotation mechanism.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a gear train support in the rotation mechanism.
FIG. 6 is an exploded perspective view of the rotation mechanism.
FIG. 7 is a perspective view of an assembled state of the rotation mechanism.
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus including an identification wearing device.
FIG. 9 is a graph showing a temperature distribution of the heat roller in comparison with the conventional one.
[Explanation of symbols]
37A-heat roller
371-Heater lamp
372, 373-reflector
375-driven gear
51,52,53,54-Geartrain
53,54-Free gear
A, B, C, D-opening
N-nip part
Claims (11)
前記複数枚のリフレクタには、それぞれ開口部が形成されており、
前記複数枚のリフレクタを前記ヒーターランプの周方向に相対的に変位させることで該リフレクタ同士の重なり状態を変化させて前記開口部の連通状態を変化させ、前記ヒートローラの軸方向における複数の位置での前記ヒーターランプと前記ヒートローラとの間の開放状態を前記周方向における全閉状態を含む複数の状態の何れかにして、前記周方向の前記ヒーターランプから前記ヒートローラへの照射光量を調整することを特徴とする定着装置。A rod-shaped heater lamp is provided in the heat roller that is rotationally driven, and a plurality of reflectors are provided between the heater lamp and the heat roller at different positions in the radial direction with the heater lamp as a substantially center ,
Each of the plurality of reflectors has an opening formed therein.
The plurality of reflectors are displaced relative to each other in the circumferential direction of the heater lamp to change the overlapping state of the reflectors, thereby changing the communication state of the opening, and a plurality of positions in the axial direction of the heat roller. The open state between the heater lamp and the heat roller in any one of a plurality of states including the fully closed state in the circumferential direction, and the amount of light irradiated from the heater lamp in the circumferential direction to the heat roller A fixing device characterized by adjusting.
前記第1のリフレクタは、前記軸方向の全域にわたって第1の開口部を備え、
前記第2のリフレクタは、小サイズの用紙の通過範囲に対向する位置に第2の開口部を備えるとともに、小サイズの用紙の通過範囲外に対向する位置に第3の開口部を備え、
前記周方向について、前記第2の開口部の開口範囲は、前記第3の開口部の開口範囲を含み、前記第3の開口部の開口範囲よりも広く、
前記周方向について、前記第3の開口部の開口範囲は、前記第1のリフレクタにおける前記第1の開口部を除く範囲よりも狭いことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。The plurality of reflectors includes a first reflector and a second reflector,
The first reflector includes a first opening over the entire area in the axial direction,
The second reflector includes a second opening at a position facing the passing range of the small size paper and a third opening at a position facing the outside of the passing range of the small size paper,
Regarding the circumferential direction, the opening range of the second opening includes the opening range of the third opening, and is wider than the opening range of the third opening,
The fixing device according to claim 1 , wherein an opening range of the third opening portion is narrower than a range excluding the first opening portion of the first reflector in the circumferential direction .
前記被動ギヤは、前記周方向における前記第3の開口部の開口範囲のみに歯部を形成した欠け歯ギヤであって、
前記ギヤトレイン中に、前記駆動源からの回転駆動力によって互いに反対方向に回転する一対の遊離ギヤであって、前記被動ギヤに選択的に噛合する一対の遊離ギヤを配設したことを特徴とする請求項2に記載の定着装置。 A rotation mechanism for reversibly transmitting a rotational driving force from a driving source of the heat roller to the second reflector in forward and reverse directions, a gear train including a plurality of gears, and the second reflector A rotation mechanism composed of an attached driven gear, and
The driven gear is a chipped gear in which teeth are formed only in the opening range of the third opening in the circumferential direction,
During the gear train, a pair of free gears rotate in opposite directions by the rotational driving force from the driving source, and characterized in that disposed a pair of free gears selectively meshed with the driven gear The fixing device according to claim 2 .
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