JP5514784B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、特許文献2に記載される定着装置は、加熱回転体と、加圧回転体と、加熱回転体に接触又は離間可能な用紙の幅方向に長い均熱ローラーと、を備え、小さいサイズの用紙が通紙された場合に、熱が用紙の幅方向に均一になるように均熱ローラーを加熱回転体に接触させて、加熱回転体の非通紙領域の温度が過度に上昇することを抑制するものである。
また、特許文献2に記載される定着装置においては、均熱ローラーを加熱回転体に接触又は離間させる構成が必要となるため、構成が複雑となる。
この問題は、特許文献1及び2に記載される定着装置において、これら特許文献に記載の加熱回転体に代えて熱容量を小さくすることができる加熱回転ベルトを適用した場合においても生じ得る。
また、本発明は、前記定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
また、本発明によれば、前記定着装置を備える画像形成装置を提供することができる。
図1により、第1実施形態の画像形成装置としてのプリンター1の全体構造を説明する。図1は、本発明の第1実施形態のプリンター1の各構成要素の配置を説明するための図である。なお、以下の説明において、図1における上下方向を単に「垂直方向」と記す場合がある。
装置本体Mの外形は、筐体としてのケース体BDにより構成される。
まず、画像形成部GKについて説明する。
画像形成部GKにおいては、感光体ドラム2の表面に沿って順に、図1において矢印で示した感光体ドラム2の回転方向に沿って上流側から下流側に順に、帯電部10による帯電、レーザースキャナーユニット4による露光、現像器16による現像、転写ローラー8による転写、除電器12による除電、及びドラムクリーニング部11によるクリーニングが行われる。
除電器12は、感光体ドラム2の表面に対向して配置される。
ドラムクリーニング部11は、感光体ドラム2の表面に対向して配置される。
定着装置9の詳細については後述する。
図1に示すように、装置本体Mの下部には、用紙Tを収容する給紙カセット52が配置される。給紙カセット52には、用紙Tが積層された状態で載置される載置板60が配置される。載置板60に載置された用紙Tは、カセット給紙部51により搬送路Lに送り出される。カセット給紙部51は、載置板60上の用紙Tを取り出すための前送りコロ61と、用紙Tを1枚ずつ搬送路Lに送り出すための給紙ローラー対63とからなる重送防止機構を備える。
なお、各搬送路の所定位置には用紙検出用のセンサー(不図示)が配置される。
ベルトガイド部材91及び押圧部材92の詳細については後述する。
なお、用紙Tの通紙領域は、これに制限されず、各サイズの用紙Tに対応して適宜設定することができる。
誘導コイル71は、加熱回転ベルト9aの外周面から所定距離だけ離間すると共に、加熱回転ベルト9aの外周面に沿って配置される。本実施形態においては、誘導コイル71を、あらかじめ線材を巻き回した形状に形成している。誘導コイル71は、その長手方向が用紙幅方向D2と平行になるように加熱ユニット70に配置される。なお、誘導コイル71を、平面視(図2の上方から視た場合)において、用紙幅方向D2に長い形状に線材を巻き回して形成してもよい。
本実施形態においては、誘導コイル71は、耐熱性の樹脂材料により形成された不図示の支持部材の上に固定される。
複数のアーチコア部74の誘導コイル71を挟まずに加熱回転ベルト9aの外周面に対向する部分は、中央領域718の上方において、誘導コイル71の内周縁711Aの近傍に形成され、加熱回転ベルト9aの垂直方向上方側の外周面に対向する。
ベルトガイド部材91は、図2及び図4に示すように、加熱回転ベルト9aの内面側に配置される。ベルトガイド部材91は、加熱回転ベルト9aの内周面側に、加熱回転ベルト9aを挟んで誘導コイル71に対向して配置される。
詳述すると、小サイズの用紙Tを連続して印刷すると、用紙Tが通過しない非通紙領域において加熱回転ベルト9aの温度が上昇する。そして、温度が上昇した加熱回転ベルト9aの非通紙領域の熱は、ベルトガイド部材91に伝導されて、熱放射面914から押圧部材92側へ向けて放射される。
詳述すると、小サイズの用紙Tを連続して印刷すると、用紙Tが通過しない非通紙領域において加熱回転ベルト9aの温度が上昇する。そして、加熱回転ベルト9aの温度が上昇した非通紙領域である用紙幅方向D2の両端部の熱は、第1対向面912の熱放射面914から押圧部材92側へ向けて放射される。熱放射面914から放射された熱は、通紙領域に対応して形成された熱吸収面923に吸収される。
まず、プリンター1の受け付け部(不図示)は、プリンター1の電源がONの状態において、例えばプリンター1の外部に配置されている操作部(不図示)が操作されたことに基づいて発生する画像形成指示情報を受け付ける。
これにより、誘導コイル71には、誘導加熱用回路部(不図示)から交流電流が印加される。誘導コイル71は、加熱回転ベルト9aを発熱させるための磁束を発生させる。
つまり、小さいサイズの用紙Tを連続して印刷した場合には、加熱回転ベルト9aは、用紙幅方向D2の両端部側では温度が高くなり、用紙幅方向D2の中央部側では温度が低くなる。
詳細には、加熱回転ベルト9aの非通紙領域の熱は、ベルトガイド部材91の用紙幅方向D2の両端部に伝達されて、ベルトガイド部材91の用紙幅方向D2の両端部に対応する部分に形成された熱放射面914から放射される。熱放射面914から放射された熱は、押圧部材92の用紙幅方向D2の通紙領域に対応する部分に形成された熱吸収面923に吸収される。熱吸収面923に吸収された熱は、押圧部材92を介して加熱回転ベルト9aの通紙領域に移動する。
また、小さいサイズの用紙を印刷した後に大きなサイズの用紙を印刷した場合でも、画像オフセットを低減することができ、画像形成不良を低減することができる。
第1実施形態のプリンター1においては、加熱回転ベルト9aと、加熱回転ベルト9aの内面側に配置され加熱回転ベルト9aの内面に当接する押圧部材92と、加熱回転ベルト9aとの間に定着ニップFを形成する加圧ローラー9bと、誘導コイル71と、誘導コイル71により発生された磁束の磁路を形成する磁性体コア部72と、加熱回転ベルト9aの内周面に当接して加熱回転ベルト9aの回転をガイドするベルトガイド部材91とを備え、ベルトガイド部材91は、加熱回転ベルト9aの内周面に当接する面と反対側の面で且つ押圧部材92に対向すると共に用紙幅方向D2の両端部に形成される熱放射面914を有する。熱放射面914は、用紙幅方向D2の中央部よりも熱放射率が高い。
そのため、熱吸収面923は、押圧部材92の第2対向面922の用紙幅方向D2の中央部において、ベルトガイド部材91から放射される熱を吸収することができる。熱吸収面923に吸収された熱は、押圧部材92を伝導して加熱回転ベルト9aの通紙領域に移動する。従って、加熱回転ベルト9aの非通紙領域の過度の温度上昇を抑制することができ、かつ、用紙Tが通過することにより低下した加熱回転ベルト9aの通紙領域の温度を上昇させることができる。
第2実施形態の定着装置9Aは、第1実施形態の変形形態であり、第1実施形態と比べて、主として、押圧部材92Aの第2対向面922Aにおいて、熱吸収面923Aが形成される用紙幅方向D2の範囲が異なる。
ベルトガイド部材91の構成は、第1実施形態のベルトガイド部材91の構成と同様であるため、説明を省略する。
第2実施形態のプリンター1においては、熱吸収面923Aは、押圧部材92Aの用紙幅方向D2の全域にわたって形成される。そのため、熱吸収面923Aは、押圧部材92Aの第2対向面922Aの全域において、ベルトガイド部材91から放射された熱を吸収することができる。これにより、加熱回転ベルト9aの用紙幅方向D2の温度ムラを抑制することができる。
第3実施形態の定着装置9Bは、第1実施形態と比べて、主として、熱放射面914B及び熱吸収面923Bの構成が異なる。
第3実施形態の熱放射面914Bは、用紙Tの搬送方向D1に視た場合に、ベルトガイド部材91Bの用紙幅方向D2の中央部側から両端部側に向かうにしたがって押圧部材92B側に向かうように傾く熱放射傾斜面により構成される。つまり、熱放射面914Bは、押圧部材92Bの用紙幅方向D2の中央部側に向くように傾斜する。熱放射面914Bは、用紙Tの搬送方向D1に視た場合に、ベルトガイド部材91Bの最小非通紙領域903dの全域にわたって傾斜した直線状に延びる。
第3実施形態の熱吸収面923Bは、用紙Tの搬送方向D1に視た場合に、押圧部材92Bの用紙幅方向D2の両端部側から中央部側に向かうにしたがってベルトガイド部材91B側に向かうように傾く熱吸収傾斜面により構成される。つまり、熱吸収面923Bは、ベルトガイド部材91Bの用紙幅方向D2の両端部側それぞれに向くように傾斜する。詳細には、熱吸収面923Bは、用紙Tの搬送方向D1に視た場合に、最小通紙領域903の範囲において、最小通紙領域903の用紙幅方向D2の中央部に対して対称にして、押圧部材92Aの用紙幅方向D2の中央部から両端部側それぞれに向かうにしたがって加圧ローラー9b側に向かうように傾斜した直線状に延びる。
第3実施形態のプリンター1においては、熱放射面914Bは、ベルトガイド部材91Bの用紙幅方向D2の中央部側から両端部側に向かうにしたがって押圧部材92B側に向かうように傾く。そのため、熱放射面914Bは、ベルトガイド部材91Bの用紙幅方向D2の端部側の熱を、押圧部材92Bの用紙幅方向D2の中央部側に効率よく放射することができる。これにより、加熱回転ベルト9aの非通紙領域の過度の温度上昇を効率よく抑制することができる。
また、熱吸収面923Bは、熱放射面914Bに対応して対向するように傾く。そのため、熱吸収面923Bは、熱放射面914Bにより放射された熱を、より効率よく吸収することができる。これにより、用紙Tが通過することにより低下した加熱回転ベルト9aの温度を効率よく上昇させることができる。
第4実施形態の定着装置9Cは、第3実施形態の変形形態であり、第3実施形態と比べて、主として、熱放射面914C及び熱吸収面923Cが複数設けられている点において異なる。
第4実施形態のプリンター1においては、複数の熱吸収面923Cそれぞれは、複数の熱放射面914Cそれぞれに対応して対向するように傾く。これにより、複数の熱放射面914Cから放射された熱を、それぞれ、対応する複数の熱吸収面923Cに効率よく吸収させることができる。従って、加熱回転ベルト9aの非通紙領域の過度の温度上昇を一層効率よく抑制することができ、かつ、用紙Tが通過することにより低下した加熱回転ベルト9aの温度を一層効率よく上昇させることができる。
実施例2は、図2に示す定着装置9において、図6に示す前述の第3実施形態の定着装置9Bの構成を適用したものである。つまり、実施例2の定着装置9Bの熱放射面914Bは、図6に示すように、ベルトガイド部材91Bの第1対向面912Bにおいて、用紙幅方向D2の両端部に形成され、加熱回転ベルト9aの幅方向の中央部側から両端部側に向かうにしたがって押圧部材92B側に向かうように傾く。また、実施例2の定着装置9Bの熱吸収面923Bは、図6に示すように、押圧部材92Bの第2対向面922Bにおいて、用紙幅方向D2の中央部に形成され、加熱回転ベルト9aの幅方向の中央部側に向かうにしたがってベルトガイド部材91B側に向かうように傾く。熱放射面914Bと熱吸収面923Bとは、互いに向き合っている。
比較例は、図2に示す定着装置9において、ベルトガイド部材91の第1対向面912に熱放射面が形成されておらず且つ押圧部材92の第2対向面922に熱吸収面が形成されていない構成である。
実施例1、2及び比較例において、最小通紙幅W3の用紙T(小さいサイズの用紙T)を連続して印刷したときの加熱回転ベルト9aの温度の比較評価と、最小通紙幅W3の用紙T(小さいサイズの用紙T)を連続して印刷した後に最大通紙幅W1の用紙T(大きいサイズの用紙T)を印刷した際の画像オフセットの発生の有無の評価とを行った。
具体的には、図8に示すように、比較例において、加熱回転ベルト9aの最小非通紙領域903dの温度は、230℃程度であり、加熱回転ベルト9aの最小通紙領域903の温度は、175℃程度であった。
一方、実施例1において、加熱回転ベルト9aの最小非通紙領域903dの温度は、210℃程度であり、加熱回転ベルト9aの最小通紙領域903の温度は、175℃程度であった。また、実施例2において、加熱回転ベルト9aの最小非通紙領域903dの温度は、190℃程度であり、加熱回転ベルト9aの最小通紙領域903の温度は、175℃程度であった。
これにより、加熱回転ベルト9aの最小非通紙領域903dにおいて、実施例1及び2の温度(210℃程度、190℃程度)は、比較例における温度(230℃程度)よりも低いという結果が得られた。
例えば、前述の第1実施形態においては、熱放射面914を、ベルトガイド部材91の第1対向面912において、最小非通紙領域903dに形成したが、これに制限されない。例えば、熱放射面914を、ベルトガイド部材91の第1対向面912において、中間非通紙領域902dに形成してもよい。
シート状の被転写材は、用紙に制限されず、例えば、フィルムシートであってもよい。
Claims (5)
- 加熱回転ベルトと、
前記加熱回転ベルトの内面側に配置され、前記加熱回転ベルトの内面に当接する押圧部材と、
前記加熱回転ベルトに対向して配置される加圧回転体であって、前記押圧部材との間に前記加熱回転ベルトを挟み込んで前記加熱回転ベルトとの間に定着ニップを形成する加圧回転体と、
前記加熱回転ベルトの外面に対向して配置され、前記加熱回転ベルトを発熱させるための磁束を発生させる誘導コイルと、
前記誘導コイルにより発生された磁束の磁路を形成する磁性体コア部と、
前記加熱回転ベルトの内面側に前記加熱回転ベルトを挟んで前記誘導コイルに対向して配置され、前記加熱回転ベルトの内面に当接して前記加熱回転ベルトを位置決めすると共に前記加熱回転ベルトの回転をガイドするベルトガイド部材とを備え、
前記ベルトガイド部材は、前記加熱回転ベルトの内面に当接する面と反対側の面で且つ前記押圧部材に対向すると共に前記加熱回転ベルトの幅方向の両端部に対応する部分に形成される熱放射面であって、前記加熱回転ベルトの幅方向の中央部に対応する部分よりも熱放射率が高い熱放射面を有する
定着装置。 - 前記熱放射面は、前記加熱回転ベルトの幅方向の両端部側に向かうにしたがって前記押圧部材側に向かうように傾いている
請求項1に記載の定着装置。 - 前記押圧部材は、前記加熱回転ベルトに当接する面と反対側の面で且つ前記ベルトガイド部材に対向すると共に前記加熱回転ベルトの幅方向の中央部に対応する部分に形成される熱吸収面であって、前記加熱回転ベルトの幅方向の両端部に対応する部分よりも熱吸収率が高い熱吸収面を有する
請求項1又は2に記載の定着装置。 - 前記熱吸収面は、前記加熱回転ベルトの幅方向の中央部側に向かうにしたがって前記ベルトガイド部材側に向かうように傾き、
前記熱吸収面は、前記熱放射面に対応して対向するように傾く
請求項3に記載の定着装置。 - 表面に静電潜像が形成される1又は複数の像担持体と、
前記1又は複数の像担持体に形成された静電潜像をトナー画像として現像する現像器と、
前記像担持体に形成されたトナー画像を直接的又は間接的にシート状の被転写材に転写する転写部と、
請求項1から4のいずれかに記載の定着装置と、を備える
画像形成装置。
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