JP2009237089A - Image heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被加熱材を加熱する像加熱装置に関するものである。 The present invention relates to an image heating apparatus for heating a material to be heated.
一般に、複写機、レーザビームプリンタ等においては、電子写真方式の画像形成装置が広く採用されている。電子写真方式では、静電的な力を利用し、トナー粒子による画像を記録用紙等の記録材上に転写方式あるいは直接方式で形成し、像加熱装置としての定着装置でそのトナー像を記録材上に溶融固着させて安定した画像を形成する。 In general, electrophotographic image forming apparatuses are widely used in copying machines, laser beam printers, and the like. In the electrophotographic method, an electrostatic force is used to form an image of toner particles on a recording material such as recording paper by a transfer method or a direct method, and the toner image is recorded on the recording material by a fixing device as an image heating device. A stable image is formed by being melted and fixed thereon.
定着装置としては、熱ローラ方式が広く用いられているが、近時、フィルム加熱方式の装置が実用化されている。 As a fixing device, a heat roller method is widely used, but recently, a film heating method device has been put into practical use.
熱ローラ方式としては、定着ローラ(加熱ローラ)と加圧ローラとの圧接ローラ対を基本構成とし、次のようにして未定着トナー画像を記録材面に熱圧定着させるものが一般的である。まず、圧接ローラ対の回転とともに、定着ローラを内部からハロゲンヒータ等により加熱し、表面温度を所定の定着温度に保つ。そして、圧接ローラ対の相互圧接部である定着ニップ部(加熱ニップ部)に画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた記録材を導入して挟持搬送させて、定着ローラの熱と、定着ニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を記録材面に熱圧定着させる。 As a heat roller system, a pressure roller pair of a fixing roller (heating roller) and a pressure roller is a basic configuration, and an unfixed toner image is fixed to a recording material surface by heat and pressure as follows. . First, as the pressure roller pair rotates, the fixing roller is heated from the inside by a halogen heater or the like to keep the surface temperature at a predetermined fixing temperature. Then, a recording material on which an unfixed toner image to be image-fixed is formed and carried is introduced into a fixing nip portion (heating nip portion) which is a mutual pressure contact portion of the pressure roller pair, and is nipped and conveyed, and the heat of the fixing roller, An unfixed toner image is fixed on the surface of the recording material by heat and pressure by the pressure applied at the fixing nip.
フィルム加熱方式の定着装置(加熱装置)においては、次のようにして未定着トナー画像を記録材面に熱圧定着させる。 In a film heating type fixing device (heating device), an unfixed toner image is fixed to a recording material surface by heat and pressure as follows.
まず、加熱体としてのセラミックヒータと、加圧部材としての弾性加圧ローラとの間に可撓性移動部材としての耐熱性フィルム(定着フィルム)を挟ませてニップ部(定着ニップ部、接触部)を形成させる。そして、ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に被加熱材としての画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた記録材を導入してフィルムといっしょに挟持搬送させることで、ニップ部において加熱・加圧して未定着トナー画像を記録材面に熱圧定着させる。 First, a heat-resistant film (fixing film) as a flexible moving member is sandwiched between a ceramic heater as a heating body and an elastic pressure roller as a pressure member, and a nip portion (fixing nip portion, contact portion) ). Then, by introducing a recording material that forms and carries an unfixed toner image to be fixed as an image to be heated between the film in the nip portion and the pressure roller, the recording material is nipped and conveyed together with the film, Then, the unfixed toner image is fixed on the surface of the recording material by heat and pressure.
このフィルム加熱方式の定着装置では、セラミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができる。すなわち、フィルム加熱方式の定着装置では、画像形成装置の画像形成実行時のみ、熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、次のような利点がある。それは、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く(クイックスタート性)、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい(省電力)等である。 In this film heating type fixing device, an on-demand type device can be configured by using a ceramic heater and a low heat capacity member as a film. That is, in the film heating type fixing device, it is only necessary to energize a ceramic heater as a heat source to generate heat to a predetermined fixing temperature only when image formation is performed by the image forming apparatus, and has the following advantages. . For example, the waiting time from the power-on of the image forming apparatus to the image forming executable state is short (quick start property), and the power consumption during standby is significantly small (power saving).
また近年、画像形成装置の高速化、カラー化に伴い、フィルム加熱方式の加熱定着装置において、フィルム部材の基層として、ステンレスやニッケル等の金属を用いたり、更に、金属の基層上に弾性層を設けたフィルム部材を用いた加熱定着装置が提案されている。(特許文献1乃至4参照)。 In recent years, with the increase in speed and color of image forming apparatuses, in film heating type heat fixing apparatuses, metals such as stainless steel and nickel are used as the base layer of the film member, and an elastic layer is further provided on the metal base layer. A heat fixing device using a provided film member has been proposed. (See Patent Documents 1 to 4).
フィルム部材の基層として、従来から用いられてきた耐熱性樹脂の代わりに、樹脂よりも熱伝導率の高い金属を用いることは、フィルム部材の熱伝導率を高くし、定着ヒータの熱をより効率的に記録材に伝え、画像形成装置の高速化に適応させるというものである。 Using a metal with higher thermal conductivity than the resin as the base layer of the film member instead of the conventional heat-resistant resin increases the thermal conductivity of the film member and makes the heat of the fixing heater more efficient. In other words, it is transmitted to the recording material and adapted to increase the speed of the image forming apparatus.
また、カラー画像の多重に転写されたトナー像に対して、フィルム部材の基層上に弾性
層を設けることにより、均一な定着を達成している。これは、弾性層がトナー層に沿って変形することで、画像上不均一に載っているトナーが弾性層によって包み込まれ、均一に熱を与えることによるものである。
Further, uniform fixing is achieved by providing an elastic layer on the base layer of the film member for the toner image transferred in multiple color images. This is because the elastic layer is deformed along the toner layer, so that the toner that is unevenly placed on the image is enveloped by the elastic layer and uniformly heat is applied.
このようなフィルム加熱定着方式の加熱定着装置においては、トナーがフィルム部材に付着し、再度記録材に転写してしまうオフセット現象が発生することが懸念される。このオフセット現象を防止するために、フィルム部材の基層上または弾性層上に、PFA樹脂などのフッ素樹脂を有する表面離型層を設けることが提案されている(特許文献5等参照)。
しかしながら、上述したフィルム加熱方式の定着装置においては、装置の高速化、高機能化等にともない、より短い立上げ時間が要求されるため、更なる熱効率の向上が課題であった。 However, in the above-described film heating type fixing device, a shorter start-up time is required as the speed and functionality of the device are increased, and thus further improvement in thermal efficiency has been a problem.
すなわち、記録材に熱を伝えるという熱効率の観点では、上記従来例は、補強部材など直接的に記録材の加熱に必要な部分以外にも、少なからず熱を奪われており、熱損失(ロス)が懸念されていた。特に、各部材の温度の低い低温環境のコールド状態からの立ち上げ時には、この影響が大きいと考えられる。 In other words, from the viewpoint of thermal efficiency of transferring heat to the recording material, the conventional example described above is deprived of heat in addition to the portions necessary for directly heating the recording material, such as a reinforcing member, and heat loss (loss) is lost. ) Was a concern. In particular, this effect is considered to be significant when starting up from a cold state in a low-temperature environment where the temperature of each member is low.
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、立上げ時の熱損失を少なくし、低温環境におけるコールド状態においても、より短い立上げ時間を可能とし、装置の高速化、高機能化を達成することを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, reduces heat loss during startup, enables a shorter startup time even in a cold state in a low-temperature environment, and increases the speed and speed of the apparatus. The goal is to achieve functionality.
上記目的を達成するために本発明にあっては、
可撓性を有する回転体と、
前記回転体の内周面と摺動する摺動面を有し、前記回転体の内部に設けられて前記回転体を支持する支持部材と、
前記回転体の内部に設けられ、前記支持部材を補強する補強部材と、
前記回転体を介して前記支持部材の前記摺動面との間でニップ部を形成する加圧部材と、
を有し、
現像剤像が形成された記録材を前記ニップ部で挟持搬送して前記記録材を加熱する像加熱装置において、
前記補強部材のうち少なくとも前記回転体の内周面に対向する部分の表面は、鏡面状態に形成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A rotating body having flexibility;
A support member that has a sliding surface that slides with an inner peripheral surface of the rotating body, is provided inside the rotating body, and supports the rotating body;
A reinforcing member that is provided inside the rotating body and reinforces the supporting member;
A pressure member that forms a nip portion with the sliding surface of the support member via the rotating body;
Have
In an image heating apparatus that heats the recording material by nipping and conveying the recording material on which the developer image is formed in the nip portion,
A surface of at least a portion of the reinforcing member facing the inner peripheral surface of the rotating body is formed in a mirror state.
本発明によれば、立上げ時の熱損失を少なくし、低温環境におけるコールド状態においても、より短い立上げ時間を可能とし、装置の高速化、高機能化を達成することが可能となる。 According to the present invention, heat loss at the time of start-up can be reduced, a shorter start-up time can be achieved even in a cold state in a low-temperature environment, and high speed and high functionality of the apparatus can be achieved.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. It is not intended to limit the scope to the following embodiments.
[実施の形態1]
(1)画像形成装置
図1は、本発明の実施の形態1に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。図1に示す画像形成装置は、電子写真プロセス利用のフルカラー画像プリンタである。
[Embodiment 1]
(1) Image Forming Apparatus FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The image forming apparatus shown in FIG. 1 is a full-color image printer using an electrophotographic process.
図1において、101は有機感光体やアモルファスシリコン感光体で構成される電子写真感光ドラム(像担持体)であり、矢示の反時計方向に所定のプロセススピード(周速度)で回転駆動される。
In FIG. 1,
感光ドラム101は、その回転過程で帯電ローラ等により構成される帯電装置102で所定の極性・電位の一様な帯電処理を受ける。
The
次いで、その帯電処理面にレーザ光学箱(レーザスキャナ)110から出力されるレーザ光103による、目的の画像情報の走査露光処理を受ける。
Next, a scanning exposure process of target image information by the
レーザ光学箱110は、不図示の画像読取装置等の画像信号発生装置からの目的画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調(オン/オフ)したレーザ光103を出力して感光ドラム面を走査露光するものである。この走査露光により感光ドラム101面に走査露光した目的画像情報に対応した静電潜像が形成される。
The laser
109は、レーザ光学箱110からの出力レーザ光を感光ドラム101の露光位置に偏向させるミラーである。
フルカラー画像形成の場合は、目的のフルカラー画像の第1の色分解成分画像、例えばイエロー成分画像についての走査露光・潜像形成がなされる。そして、その潜像が4色カラー現像装置104のうちイエロー現像器104Yの作動でイエロートナー画像(現像剤像)として現像される。そのイエロートナー画像は、感光ドラム101と中間転写体ドラム105との接触部(あるいは近接部)である一次転写部T1において中間転写ドラム105の面に転写される。中間転写ドラム105面に対するトナー画像転写後の感光ドラム101面はクリーナ107により転写残りトナー等の付着残留物の除去を受けて清掃される。
In the case of full-color image formation, scanning exposure and latent image formation are performed on a first color separation component image of a target full-color image, for example, a yellow component image. The latent image is developed as a yellow toner image (developer image) by the operation of the yellow developing
上記のような帯電・走査露光・現像・一次転写・清掃のプロセスサイクルが、目的のフルカラー画像の各色分解成分画像(第2〜第4の色分解成分画像)について順次に実行される。ここで、本実施の形態では、第2の色分解成分画像としてマゼンタ成分画像がマゼンタ現像器104Mの作動でマゼンタトナー画像として現像され、第3の色成分画像としてシアン成分画像がシアン現像器104Cの作動でシアントナー画像として現像される。また、第4の色成分画像として黒成分画像が黒現像器104BKの作動で黒トナー画像として現像される。
The process cycle of charging, scanning exposure, development, primary transfer, and cleaning as described above is sequentially executed for each color separation component image (second to fourth color separation component images) of the target full-color image. In this embodiment, a magenta component image is developed as a second color separation component image as a magenta toner image by the operation of the magenta
このようにして、中間転写体ドラム105面にイエロートナー画像・マゼンタトナー画像・シアントナー画像・黒トナー画像の4色のトナー画像が順次重ねて転写されて、目的のフルカラー画像に対応したカラートナー画像が合成形成される。
In this manner, four color toner images of yellow toner image, magenta toner image, cyan toner image, and black toner image are sequentially superimposed and transferred onto the surface of the
中間転写体ドラム105は、金属ドラム上に中抵抗の弾性層と高抵抗の表層を有するも
ので、感光ドラム101に接触してあるいは近接して感光ドラム101と略同じ周速度で矢示の時計方向に回転駆動される。そして、中間転写体ドラム105の金属ドラムにバイアス電位が与えられることで、感光ドラム101との電位差で感光ドラム101側のトナー画像が中間転写体ドラム105面側に転写される。
The
中間転写体105面に合成形成されたカラートナー画像は、回転中間転写体ドラム105と転写ローラ106との接触ニップ部である二次転写部T2において、二次転写部T2に給送部から所定の制御タイミングで送り込まれた記録材Pの面に転写されていく。転写ローラ106は、記録材Pの背面からトナーと逆極性の電荷を供給することで、中間転写体ドラム105面側から記録材P側へ合成カラートナー画像を順次に一括転写する。
The color toner image synthesized and formed on the surface of the
二次転写部T2を通過した記録材Pは、中間転写体ドラム105の面から分離されて像加熱装置としての定着装置100へ導入される。定着100に導入された記録材Pは、後述する定着ニップ部で挟持搬送されることにより、未定着トナー画像が加熱定着処理を受けて記録材Pにカラー画像が形成される。その後、記録材Pは、画像形成物として機外の不図示の排出トレーに排出される。
The recording material P that has passed through the secondary transfer portion T2 is separated from the surface of the
記録材Pに対するカラートナー画像転写後の中間転写体ドラム105はクリーナ108により転写残りトナー・紙粉等の付着残留物の除去を受けて清掃される。このクリーナ108は常時は中間転写体ドラム105に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム105から記録材Pに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム105に接触状態に保持される。
After the color toner image is transferred to the recording material P, the
また、転写ローラ106も常時は中間転写体ドラム105に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム105から記録材Pに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム105に記録材Pを介して接触状態に保持される。
Also, the
白黒画像などモノカラー画像のプリントモードも実行できる。また両面画像プリントモード、或は多重画像プリントモードも実行できる。 A mono-color image print mode such as a monochrome image can also be executed. A double-sided image print mode or a multiple image print mode can also be executed.
両面画像プリントモードの場合は、定着装置100を出た1面目画像プリント済みの記録材Pは不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されて再び二次転写部T2へ送り込まれる。そして、2面目に対するトナー画像の転写を受け、再度、定着装置100に導入されて2面に対するトナー画像の定着処理を受けることで両面画像プリントが出力される。
In the double-sided image print mode, the recording material P on which the first-side image has been printed that has left the fixing
多重画像プリントモードの場合は、定着装置100を出た1回目画像プリント済みの記録材Pは不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されずに再び二次転写部T2へ送り込まれる。そして、1回目画像プリント済みの面に2回目のトナー画像の転写を受け、再度、定着装置100に導入されて2回目のトナー画像の定着処理を受けることで多重画像プリントが出力される。
In the multiple image print mode, the recording material P that has been printed on the first image from the fixing
(2)定着装置100
本実施の形態における定着装置100は基本的には特開平4−44075〜44083、特開平4−204980〜204984号公報等に開示のフィルム加熱方式、加圧ローラ駆動方式(テンションレスタイプ)の加熱装置である。このような加熱装置には、可撓性部材として円筒状の耐熱性フィルム(定着フィルム)が用いられている。
(2)
The fixing
図2は、本実施の形態の定着装置100を示す概略正面図である。図3は、本実施の形態の定着装置100を示す概略縦断面図である。ここで、図2,3においては、装置本体の中間部分は省略している。また、図4は、本実施の形態の定着装置100を示す概略横
断面図である。
FIG. 2 is a schematic front view showing the fixing
15は加熱アセンブリ(フィルムユニット)、19は加圧部材としての弾性加圧ローラであり、この加熱アセンブリ15と弾性加圧ローラ19との圧接により接触部としてのニップ部(定着ニップ部)Nを形成させている。
(a)加熱アセンブリ15
加熱アセンブリ15は、円筒状の耐熱性の定着フィルム(以下、フィルムと記す)16、ヒータ(加熱体)17、フィルムガイド18、加圧用剛性ステイ20、環状フランジ部材25等の組立体である。ここで、フィルム16は、可撓性を有する回転体(可撓性移動部材、可撓性スリーブ)を構成している。また、フィルムガイド18は、フィルム16の内周面と摺動する摺動面を有し、フィルム16の内部に設けられてフィルム16を支持する支持部材を構成している。また、加圧用剛性ステイ20は、フィルム16の内部に設けられてフィルムガイド18を補強する補強部材を構成している。環状フランジ部材25は、フィルム寄り移動規制手段を構成している。ここで、ニップ部Nは、フィルム16を介して、フィルムガイド18のうちフィルム16の内周面と摺動する摺動面と、弾性加圧ローラ19との間で形成されているということができる。
(A)
The
フィルム16は、耐熱性の樹脂を基本とする材料あるいは金属材料からなる基層と、中間層としての耐熱性弾性層と、その外周面にフッ素樹脂を被覆して離型層とした複合層フィルムを使用できる。
The
ここで、基層を構成する耐熱性の樹脂としては、厚さ20〜100μmのポリイミド、ポリイミドアミド、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、PES(ポリエーテルスルホン)、PPS(ポリフェニレンスルフィド)等を例示できる。また、基層を構成する金属材料としては、厚さ15〜50μmのSUS(ステンレス鋼)や、Ni等を例示できる。また、耐熱性弾性層としては、厚さ50〜500μmのシリコンゴム、フッ素ゴム等を例示できる。また、離型層を構成するフッ素樹脂としては、5〜40μmの、PTFE、PFA、FEP等を例示できる。ここで、PTFEはポリテトラフルオロエチレンであり、PFAは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であり、FEPはテトラフルオロエチレン ヘキサフルオロプロピレン共重合体である。 Here, examples of the heat-resistant resin constituting the base layer include polyimide, polyimide amide, PEEK (polyether ether ketone), PES (polyether sulfone), and PPS (polyphenylene sulfide) having a thickness of 20 to 100 μm. Moreover, as a metal material which comprises a base layer, 15-50 micrometers thick SUS (stainless steel), Ni, etc. can be illustrated. Examples of the heat resistant elastic layer include silicon rubber and fluoro rubber having a thickness of 50 to 500 μm. Moreover, as a fluororesin which comprises a mold release layer, 5-40 micrometers PTFE, PFA, FEP, etc. can be illustrated. Here, PTFE is polytetrafluoroethylene, PFA is a tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, and FEP is a tetrafluoroethylene hexafluoropropylene copolymer.
本実施の形態では、SUSフィルムの外周面にシリコンゴムを形成し、PTFEをコーティングした直径20mmのものを用いた。 In the present embodiment, a SUS film having a diameter of 20 mm in which silicon rubber is formed on the outer peripheral surface and PTFE is coated is used.
ヒータ17は、記録材搬送方向(記録材通紙方向、矢印R方向)に交差(略直交)する方向を長手方向とする、低熱容量で、通電により急速に昇温する部材である。本実施例においては、ヒータ17として、セラミックヒータを適用している。ここで、記録材搬送方向に交差する方向は、フィルム16の回転軸方向(母線方向)と同一方向であって、加熱アセンブリ15の長手方向である。
The
ヒータ17は、基本的には、基板と、基板面に形成された通電発熱抵抗層と、通電発熱抵抗層が形成された基板面を被覆させた絶縁層と、通電発熱抵抗層と電気的に導通され基板面に形成された給電電極部と、を有する全体的に低熱容量の表面加熱型ヒータである。
Basically, the
ここで、基板は、アルミナや窒化アルミ等の絶縁性のセラミックスや、ポリイミド、PPS、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂等により構成されるとよい。また、通電発熱抵抗層は、基板面に、スクリーン印刷等の手段により、厚み10μm程度、幅1〜5mm程度の線状もしくは細帯状に塗工し焼成されて形成された、Ag/Pd(銀パラジウム)、RuO2、Ta2N等により構成されるとよい。また、絶縁層としては、ガラスコート等により
構成されるとよい。また、給電電極部は、通電発熱抵抗層と電気的に導通されて基板面に形成されており、給電コネクタを介して給電回路から電圧が印加されるように構成されている。
Here, the substrate may be made of insulating ceramics such as alumina and aluminum nitride, heat resistant resin such as polyimide, PPS, and liquid crystal polymer. In addition, the energization heating resistor layer is formed on a substrate surface by Ag / Pd (silver), which is formed by coating and baking in a linear or thin strip shape having a thickness of about 10 μm and a width of about 1 to 5 mm by means of screen printing or the like. Palladium), RuO 2 , Ta 2 N, or the like. Further, the insulating layer is preferably composed of a glass coat or the like. The power supply electrode portion is electrically connected to the energization heating resistor layer and is formed on the substrate surface, and is configured such that a voltage is applied from the power supply circuit via the power supply connector.
そして、このヒータ17を、ヒータ表面側をフィルム密着摺動面にして、フィルムガイド18の外面側中央部にフィルムガイド18の長手方向に沿って形成具備させたヒータ嵌め込み溝18a内にヒータ表面側を外側に露呈させて嵌め入れて固定保持させてある。ここで、ヒータ表面側とは、ヒータ17において通電発熱抵抗層や絶縁層(ガラスコート)が形成具備された基板面側をいう。また、フィルムガイド18のヒータ嵌め込み溝18aは、ヒータ17がニップ部Nを形成(構成)するように、フィルムガイド18がフィルム16と摺動する摺動面のうち、ニップ部Nを形成(構成)する部分に設けられている。ここで、ヒータ17及びヒータ嵌め込み溝18aは、ニップ部Nの少なくとも一部を構成するように設けられるものであればよい。
The
ヒータ17は、不図示のAC電源から通電発熱抵抗層に給電されて通電発熱抵抗層が全長にわたって発熱することで迅速急峻に昇温する。そのヒータ17の昇温は、ヒータ裏面側に配置された不図示の温度検知素子により検知される。不図示の制御回路部は、ヒータ裏面側に配置された温度検知素子の検知結果に基づいて、AC電源からヒータ17の通電発熱抵抗層に通電する電力を位相、波数制御等により制御して、ヒータ17の温度を所定の定着温度に温調制御する。
The
ヒータ17の温調構成は上記の構成に限られるものではない。例えば、弾性加圧ローラ19の表面温度もしくは、ニップ部Nのフィルム16の内面任意の位置に配されたサーミスタ等の温度検知手段により検知される温度情報に基づくものであってもよい。この温度情報を元に、ニップ部Nにおいて被加熱材としての記録材P上のトナー画像Tを定着するのに必要とされるフィルム16の表面温度を目標設定温度とし、それが維持されるようヒータ17の通電発熱抵抗層への通電量を制御することもできる。
The temperature control configuration of the
フィルムガイド18は記録材搬送方向に交差する方向を長手方向とする横断面略半円弧状樋型の耐熱性・断熱性の部材であり、フィルム16のバックアップ、ニップ部Nの加圧、ヒータ17の支持、フィルム16の回転時の搬送安定性を図る役目をする。
The
フィルムガイド18には、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、PEEK樹脂、PES樹脂、PPS樹脂、フッ素樹脂、LCP樹脂、これらの混合樹脂等の絶縁性及び耐熱性の良い材料が用いられる。ここで、フッ素樹脂としては、PFA、PTFE、FEP等を例示できる。また、LCP樹脂は、液晶ポリマー(liquid crystal polymer)である。
The
円筒状のフィルム16はヒータ17を固定支持させたフィルムガイド18にルーズに外嵌させてある。
The
環状フランジ部材25はフィルムガイド18の端部側に嵌着させてフィルム16の端部を規制する。
The
加圧用剛性ステイ20はフィルム16の内面側で、フィルムガイド18の挿通部18b(記録材搬送方向の内側部分)に挿通され、長手方向において、その両端部がそれぞれフィルムガイド18の両端部から外方に突出する。なお、この加圧用剛性ステイ20については後記の(d)項で詳述する。
The pressurizing
(b)弾性加圧ローラ19
加圧部材としての弾性加圧ローラ(以下、加圧ローラと記す)19は、芯金19aにシリコーンゴム等の弾性層19bを設けて硬度を下げたもので、芯金19aの両端部を装置の不図示の手前側と奥側のシャーシ側板間に回転自在に軸受け保持され配設されている。加圧ローラ19においては、表面性の向上のために、さらに外周に、PTFE、PFA、FEP等のフッ素樹脂層を設けても良い。
(B)
An elastic pressure roller (hereinafter referred to as a pressure roller) 19 as a pressure member is a
本実施の形態では、この加圧ローラ19の上側に、上記の加熱アセンブリ15をフィルムガイド18の下面側を下向きにして配設している。そして、加圧用剛性ステイ20の両端部に付加したバネ受け部材23,23と装置シャーシ側板側のばね受け部材21,21との間に、それぞれ加圧ばね22,22を縮設することで、加圧用剛性ステイ20に押し下げ力を作用させている。
In the present embodiment, the
これにより、ヒータ17を配設したフィルムガイド下面部分と加圧ローラ19とが加圧ローラ19の弾性層19bの弾性に抗してフィルム16を挟んで圧接して接触部としての所定幅のニップ部Nが形成される。このニップ部N内にヒータ17は存在している。フィルム16はニップ部Nにおいて、フィルムガイド18、ヒータ17でバックアップされる。
As a result, the lower surface of the film guide provided with the
本例においては、上記の加熱体としてのセラミックヒータ17とこれを支持させたフィルムガイド18とが移動部材としての定着フィルム16と摺動する摺動面を有して定着フィルム16を支持するバックアップ部材である。
In this example, the
(c)装置動作
図4において、加圧ローラ19は駆動手段Mにより矢示の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ19の回転駆動による加圧ローラ19とフィルム16の外面との摩擦力でフィルム16に回転力が作用する。その結果、フィルム16が内面をニップ部Nにおいてヒータ17の下面に密着して摺動しながら矢示の時計方向にフィルムガイド18の外回りを回転する(加圧ローラ駆動方式)。フィルム16は、加圧ローラ19の回転周速度にほぼ対応した周速度をもった回転状態となる。
(C) Device Operation In FIG. 4, the
ニップ部Nにおけるヒータ17の下面とフィルム16の内面との相互摺動摩擦力を低減化させるために、ニップ部Nのヒータ17の下面とフィルム16の内面との間に耐熱性グリスなどの潤滑材を介在させる。
In order to reduce the mutual sliding frictional force between the lower surface of the
プリントスタート信号に基づいて加圧ローラ19の回転が開始され、またヒータ17のヒートアップが開始される。
The rotation of the
加圧ローラ19の回転によるフィルム16の回転周速度が定常化し、ヒータ17の温度が所定温度に立上がった状態で、ニップ部Nのフィルム16と加圧ローラ19との間に、トナーtが担持された記録材Pがトナー画像担持面側をフィルム16側にして導入される。このことで、記録材Pはニップ部Nにおいてフィルム16を介してヒータ17の下面に密着してニップ部Nをフィルム16と一緒に移動通過していく。
The rotation peripheral speed of the
その移動通過過程においてヒータ17の熱がフィルム16を介して記録材Pに付与されてトナー画像tが記録材P面に加熱定着される。ニップ部Nを通過した記録材Pはフィルム16の面から分離されて搬送される。
During the moving and passing process, the heat of the
(d)加圧用剛性ステイ20
図5は、加圧用剛性ステイ20の概略横断面図である。
(D) Pressurizing
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the pressurizing
加圧用剛性ステイ20は、安価で加工性が高く、強度に優れた金属として、鉄、SUS、アルミニウム等が用いられるのが一般的である。図5に示すように、その形状は、強度に優れ、熱容量を小さくするため、さらに、内部に温度検知素子や安全素子を内包させるため、「コの字型」、「Uの字型」、などのアーチ型の断面形状をとっている。ここで、加圧用剛性ステイ20においては、アーチ型の断面形状のうち両端部20bが、フィルムガイド18に挿通された場合にフィルムガイド18に接触する接触部を構成する。そして、曲部20cが両端部20bをつなぐことにより、アーチ型の断面形状を有する加圧用剛性ステイ20が形成される。加熱アセンブリ15が構成された場合、両端部20bは、図4に示すように、記録材搬送方向においてニップ部Nを挟むようにニップ部Nの上流と下流にそれぞれ設けられることとなる。
The pressurizing
加圧用剛性ステイ20の板厚は、加圧力に対するたわみ防止と、低熱容量化を両立できる厚さが好ましい。また、大きさ、形状に関しては、必要に応じて温度検知部材などの部材を内包でき、フィルム内面と接触しない程度の大きさであれば特に規定されない。
The plate thickness of the pressurizing
一方、加圧用剛性ステイ20のフィルム16側に対向する部分の表面20a(図5に示す斜線部分)は、化学研磨や、物理研磨、光沢メッキ処理、蒸着、コーティングなどの鏡面化処理により鏡面(鏡面状態)となっている。ここで、加圧用剛性ステイ20のうち少なくともフィルム16側(フィルム16内周面側)に対向する部分(領域)の表面が鏡面状態に形成されるものであればよい。
On the other hand, the
鏡面の光沢具合は、一般に、放射熱の吸収、反射の観点から、表面の高温酸化及び脱炭を防止し、表面光沢状態を保持する熱処理である光輝焼鈍等による光輝アルミニウムなどの光輝処理鋼の光沢具合よりも高い光沢度が好ましい。鏡面のような光沢度を得ることで、極めて高い放射熱の反射を実現することができる。ここで、鏡面の光沢具合を放射率で言えば、0.2以下、好ましくは0.05以下がよい。放射率が大きい場合、放射熱による吸収量が大きくなり、熱損失の抑制効果は弱くなり、結果として熱効率は悪くなる。 In general, the glossiness of the mirror surface is that of bright-treated steel such as bright aluminum by bright annealing or the like, which is a heat treatment that prevents high-temperature oxidation and decarburization of the surface and maintains the surface gloss state from the viewpoint of absorption and reflection of radiant heat. A glossiness higher than the glossiness is preferred. By obtaining a glossiness like a mirror surface, it is possible to realize extremely high radiant heat reflection. Here, in terms of the glossiness of the mirror surface in terms of emissivity, it is 0.2 or less, preferably 0.05 or less. When the emissivity is large, the amount of absorption due to radiant heat is increased, the effect of suppressing heat loss is weakened, and as a result, the thermal efficiency is degraded.
本実施の形態の加圧用剛性ステイ20は、例えば以下のようにして製造することができる。
The pressurizing
例えば板状部材として厚さ1.6mmの鋼板を、プレス機等で、変形(曲げ等)、カッティングすることにより、所望の大きさ、形状の成形体を得る。なお、精度の要求されるフィルムガイドとの当接部である部分を個別にカッティング処理する場合もある。 For example, a steel sheet having a thickness of 1.6 mm as a plate-like member is deformed (bent or the like) and cut with a press or the like to obtain a molded body having a desired size and shape. In addition, there is a case where a portion that is a contact portion with a film guide requiring high accuracy is individually cut.
こうして得られた成形体に対し、少なくともフィルムとの対向面となる部分を、鏡面化処理する。それによって、本実施の形態の加圧用剛性ステイが得られる。 The molded body thus obtained is subjected to a mirror finishing process at least on the part facing the film. Thereby, the pressurizing rigid stay of the present embodiment is obtained.
鏡面化処理としては、「光沢ニッケル−クロムメッキ」などの光沢メッキや、化学研磨/物理研磨による鏡面研磨、湿式(光輝)研磨、あるいは、金などの蒸着によるコーティング、これらを組み合わせたもの等が好適である。また、あらかじめ「ミラー仕上げ」、「チタン鏡面仕上げ」などにより部材自身の表面粗さを小さくして平滑性を上げておき、その上にガラスなどの膜をコーティングさせて鏡面を得る構成としてもよい。一方、あらかじめ鏡面化処理した板金上の部材を加工することによって、所望の形状を得るようにしてもよい。 Examples of the mirror finishing treatment include gloss plating such as “bright nickel-chrome plating”, mirror polishing by chemical polishing / physical polishing, wet (bright) polishing, or coating by vapor deposition of gold, or a combination of these. Is preferred. Alternatively, the surface roughness of the member itself may be reduced by “mirror finish”, “titanium mirror finish” or the like to increase the smoothness, and a film such as glass may be coated thereon to obtain a mirror finish. . On the other hand, a desired shape may be obtained by processing a member on a sheet metal that has been mirror-finished in advance.
(実施例)
厚さx:1.6mmの鋼板を、プレス機で、変形、カッティングすることにより、高さh1:9mm、高さh2:14mm、幅w:15mmの形状を得た。その後、フィルムとの対向面を「光沢ニッケル−クロムメッキ」による光沢メッキと「#1000バフ研磨」
、および「湿式研磨」による物理研磨によって鏡面化処理を行い、本実施例の加圧用剛性ステイを得た。
(Example)
A steel plate having a thickness x of 1.6 mm was deformed and cut with a press machine to obtain a shape having a height h1: 9 mm, a height h2: 14 mm, and a width w: 15 mm. After that, the surface facing the film is polished with “bright nickel-chrome plating” and “# 1000 buffing”
, And physical polishing by “wet polishing” was performed to obtain a rigid stay for pressurization of this example.
なお、上記形状とすることで、フィルムと加圧用剛性ステイの最も近接する距離(図4中のA)は、2.5mmであった。また、本実施例の加圧用剛性ステイの鏡面部分の表面放射率εは、0.01と、きわめて低く、きわめて光沢性のよい鏡面が得られた。 By adopting the above shape, the closest distance (A in FIG. 4) between the film and the pressurizing rigid stay was 2.5 mm. In addition, the surface emissivity ε of the mirror surface portion of the pressurizing rigid stay of this example was as extremely low as 0.01, and a mirror surface with extremely good gloss was obtained.
このようにして製造された加圧用剛性ステイを、図1,2に示される画像形成装置の定着装置の加圧用剛性ステイ20として適用して、画像を出力した。
The pressurizing rigid stay manufactured as described above was applied as the pressurizing
表1は、低温環境において、コールド状態から所定の立上げ時間後に画像を出力したときの、評価結果を示すものである。また、装置をより高速化した場合の結果も示してある。ただし装置を高速化した場合は、定着性を確保するため、制御温度を高く設定した。 Table 1 shows the evaluation results when an image is output after a predetermined start-up time from the cold state in a low temperature environment. Also shown is the result when the device is made faster. However, when the speed of the apparatus was increased, the control temperature was set high in order to ensure fixability.
比較例としては、比較例1〜3として以下に示す鋼板を、いずれも鏡面化処理を施さないで加圧用剛性ステイを形成したものを用いた。
・比較例1:一般に用いられる、電気亜鉛メッキ鋼板。
・比較例2:放射熱の吸収を良くするために表面をマッド化し、カーボンコートを施して黒色化処理した鋼板。
・比較例3:光輝アルミニウムや光輝ステンレススチール等の一般的な光沢性を持った板としての光輝ステンレススチール鋼板。
As comparative examples, steel sheets shown below as comparative examples 1 to 3 were used in which a pressurizing rigid stay was formed without applying a mirroring treatment.
Comparative Example 1: A commonly used electrogalvanized steel sheet.
Comparative Example 2: A steel sheet whose surface was mud to improve absorption of radiant heat, which was blackened by carbon coating.
Comparative Example 3: A bright stainless steel plate as a general glossy plate such as bright aluminum or bright stainless steel.
表1からわかるように、比較例1では、立上げ時間15秒では、画像不良等問題のないのに対し、立上げ時間を8秒と短縮した場合は、定着不良が発生し、画像不良となった。さらに高速化した場合も同様に画像不良が発生した。 As can be seen from Table 1, in Comparative Example 1, there is no problem such as an image defect at the start-up time of 15 seconds, but when the start-up time is shortened to 8 seconds, a fixing defect occurs and the image defect is became. In the case where the speed was further increased, image defects similarly occurred.
比較例2は、立上げ時間15秒の場合においても、軽微な定着不良が発生し、画像不良△レベルであった。さらに立上げ時間を8秒に短縮した場合や、高速化した場合には、画像不良が発生した。 In Comparative Example 2, even when the start-up time was 15 seconds, a slight fixing failure occurred, and the image defect was Δ level. Furthermore, when the start-up time was shortened to 8 seconds or when the speed was increased, an image defect occurred.
比較例3では、立上げ時間15秒の場合、問題のないのに対し、立上げを8秒と短縮すると軽微な定着不良が発生し、画像不良△となる。さらに高速化した場合には、定着不良が発生し、×レベルの画像不良が発生した。 In Comparative Example 3, there is no problem when the start-up time is 15 seconds, but when the start-up time is shortened to 8 seconds, a slight fixing failure occurs, resulting in an image defect Δ. When the speed was further increased, fixing failure occurred and x level image failure occurred.
一方、本実施例の場合は、立上げ時間を8秒に短縮した場合や、さらに高速化した場合においても、定着不良による画像不良のない、良好な画像を得ることができた。 On the other hand, in the case of this example, even when the start-up time was shortened to 8 seconds or even when the speed was further increased, a good image without image failure due to fixing failure could be obtained.
図6は、本実施例に対し、効果の確認として、低温環境(10℃)におけるコールド状態からの立上げ時における各部の温度計測を行ったときの温度変化を確認した結果である。図6は、差異を明確にするため、実際に画像評価を行った立上げ時間(8秒〜15秒)
に対し、120秒と、比較的長い時間、ヒータ裏面を200℃に設定して回転させた場合での比較を行ったものである。なお、温度計測点は、フィルムのニップ部上流側表面と、加圧用剛性ステイのフィルム側におけるフィルムとの最近接点(図4中のB)である。
FIG. 6 is a result of confirming the temperature change when measuring the temperature of each part at the time of startup from the cold state in a low temperature environment (10 ° C.) as a confirmation of the effect with respect to the present embodiment. FIG. 6 shows a setup time (8 to 15 seconds) in which image evaluation was actually performed in order to clarify the difference.
On the other hand, a comparison was made when the heater back surface was set to 200 ° C. and rotated for a relatively long time of 120 seconds. The temperature measurement point is the closest point (B in FIG. 4) between the surface on the upstream side of the nip portion of the film and the film on the film side of the pressurizing rigid stay.
温度測定に対しては、赤外線放射温度計及び、熱電対の貼り付けによる測定を行った。熱電対の貼り付けによる測定は、応答性の影響等が考えられるため、個々にその影響を測定し、それぞれ補正を行った上で、実際の部材温度を確認した。 For temperature measurement, measurement was performed by attaching an infrared radiation thermometer and a thermocouple. Since the measurement by attaching the thermocouple may have an effect of responsiveness or the like, the influence was measured individually, and after correcting each, the actual member temperature was confirmed.
図6から分かるように、直接的にヒータから加熱されるフィルムは、低熱容量であることもあり、立上げとともに急速に温調温度付近まで昇温する。これに対し、熱容量の大きく、かつ間接的に加熱される加圧用剛性ステイは、基本的に昇温しにくいのが分かる。 As can be seen from FIG. 6, the film directly heated from the heater may have a low heat capacity, and rapidly rises to the vicinity of the temperature control temperature as it starts up. On the other hand, it can be seen that the pressurizing rigid stay having a large heat capacity and indirectly heated is basically difficult to raise the temperature.
また、本実施例と比較例では、フィルムの昇温、及び加圧用剛性ステイの昇温ともに差異が生じているのを確認できる。その傾向としては、加圧用剛性ステイの温度上昇の大きいものほどフィルムの温度が低い傾向にあることがわかる。これらの傾向は、加圧用剛性ステイの昇温に使われる熱量分が、損失となって、フィルムの昇温速度が遅くなっていると考えられる。 Further, it can be confirmed that there is a difference between the temperature increase of the film and the temperature increase of the rigid stay for pressurization in this example and the comparative example. As the tendency, it can be seen that the higher the temperature rise of the pressurizing rigid stay, the lower the temperature of the film. From these trends, it is considered that the amount of heat used for raising the temperature of the pressurizing rigid stay becomes a loss and the rate of temperature rise of the film is slow.
一般に、加圧用剛性ステイの昇温する要因としては、以下に示すようなものが考えられる。
・フィルムガイドを介してヒータ側と接触している接触部の昇温による伝熱。
・フィルムの昇温に伴うフィルムと加圧用剛性ステイ間の空間に介在する空気層の昇温による対流伝熱。
・昇温したフィルムと近接することによるフィルムからの放射熱による昇温。
In general, the following factors can be considered as factors for increasing the temperature of the pressurizing rigid stay.
-Heat transfer by increasing the temperature of the contact part that is in contact with the heater side via the film guide.
Convective heat transfer due to the temperature rise of the air layer interposed in the space between the film and the pressurizing rigid stay accompanying the temperature rise of the film.
・ Temperature rise due to radiant heat from the film by approaching the heated film.
このうち、立上げ時のような短い時間範囲においては、接触部の伝熱による昇温や、空気層の昇温による対流伝熱の影響よりも、直接的に放射して熱をやり取りする放射熱の影響が大きい。また、一般に、放射熱による熱の授受は、対象となる部材間の温度差の大きい方が、その影響は大きいとされる。したがって、図6からも分かるように、コールド状態からの立上げ時は、フィルムと加圧用剛性ステイ間の温度差が大きく、この放射熱の影響が顕著となることが分かる。このことは、真空チャンバ内での昇温実験からも確認できる。 Of these, in a short time range such as when starting up, radiation that directly radiates and exchanges heat rather than the effect of convection heat transfer due to heat transfer at the contact area or air layer temperature rise. The influence of heat is great. In general, the effect of heat transfer by radiant heat is greater when the temperature difference between the target members is larger. Therefore, as can be seen from FIG. 6, it is understood that the temperature difference between the film and the pressurizing rigid stay is large when starting from the cold state, and the influence of this radiant heat becomes significant. This can be confirmed from a temperature rise experiment in a vacuum chamber.
したがって、上記したように、フィルムの昇温に伴う熱の一部は、放射熱として加圧用剛性ステイの昇温に使われ、その熱量分だけ、フィルム側としては熱損失となって、フィルム自身の昇温速度が遅くなると思われる。 Therefore, as described above, a part of the heat accompanying the temperature rise of the film is used as the radiant heat for raising the temperature of the rigid stay for pressurization. It seems that the rate of temperature rise is slow.
また、フィルム温度は温調制御により比較的速やかにある設定温度に平衡状態となるのに対し、加圧用剛性ステイの温度は、短時間では平衡状態とはならない。すなわち、コールド状態からの画出しと、間欠プリント時などのようにホット状態での画出しの場合、加圧用剛性ステイの温度はかなり異なる。しかしながら、定着性は、フィルム温度に対しては顕著に影響するのに対し、加圧用剛性ステイの温度には、ほとんど影響しない。このため、加圧用剛性ステイの温度が異なっていても、フィルム温度を制御することによって、ある一定の定着性を確保することができる。 In addition, the film temperature is in an equilibrium state with a set temperature relatively quickly by temperature control, whereas the temperature of the pressurizing rigid stay is not in an equilibrium state in a short time. That is, the temperature of the pressurizing rigid stay is considerably different between the image output from the cold state and the image output in the hot state such as during intermittent printing. However, the fixability significantly affects the film temperature, but hardly affects the temperature of the pressurizing rigid stay. For this reason, even if the temperature of the pressurizing rigid stay is different, it is possible to ensure a certain fixing property by controlling the film temperature.
ここで、画像評価を行った立上げ時間8〜15秒付近に着目すると、特に8秒付近では、比較例のフィルム温度は、まだ昇温過程であることがわかる。 Here, paying attention to the rise time of 8 to 15 seconds in which the image evaluation was performed, it can be seen that the film temperature of the comparative example is still in the process of raising the temperature, particularly in the vicinity of 8 seconds.
すなわち、低温環境におけるコールド状態からの立上げ時のような場合には、比較例では定着に必要な熱量を確保するのに十分な温度を維持できないため、8秒まで立上げ時間
を短縮すると、定着不良となって画像不良が発生する。よって、装置を高速化した場合には、より多くの熱量が必要となるため、画像不良が顕著に発生したものと考えられる。
That is, in the case of startup from a cold state in a low-temperature environment, the comparative example cannot maintain a sufficient temperature to secure the amount of heat necessary for fixing, so if the startup time is shortened to 8 seconds, An image defect occurs due to a fixing defect. Therefore, when the speed of the apparatus is increased, a larger amount of heat is required, so that it is considered that image defects have occurred remarkably.
一方、本実施例では、加圧用剛性ステイのフィルム対向部分を鏡面としているため、フィルムの放射熱を反射することで加圧用剛性ステイの昇温を抑制し、フィルムの熱損失を少なくできる。このため、フィルム温度は急速に昇温している。 On the other hand, in this embodiment, since the film facing portion of the pressurizing rigid stay is a mirror surface, the temperature rise of the pressurizing rigid stay can be suppressed by reflecting the radiant heat of the film, and the heat loss of the film can be reduced. For this reason, the film temperature is rapidly increased.
したがって、本実施例のように、8秒まで立上げ時間を短縮した場合においても、十分にフィルム温度を昇温でき、定着に必要な熱量を十分確保することができる。そのため、装置の高速化に対しても、定着不良による画像不良のない良好な画像を得ることができる。 Therefore, even when the start-up time is shortened to 8 seconds as in this embodiment, the film temperature can be sufficiently raised, and a sufficient amount of heat necessary for fixing can be secured. For this reason, it is possible to obtain a good image having no image defect due to a fixing failure even when the speed of the apparatus is increased.
このように、本実施の形態では、フィルム16と対向する面を鏡面化した加圧用剛性ステイを用いることを特徴としている。このことで、フィルムからの放射熱による、定着性に直接的には寄与しない加圧用剛性ステイの昇温を抑えることができ、立上げ時の熱損失を抑制して、熱効率を向上させることができる。その結果、立上げ時のフィルム昇温を速やかに行うことができ、通紙前までに定着に必要な熱量を十分に確保することが可能となる。
As described above, the present embodiment is characterized by using a pressurizing rigid stay in which the surface facing the
したがって、立上げ時間の短縮や、装置を高速化した場合においても、低温環境におけるコールド状態から画像出力時に、定着不良との画像不良の発生のない、良好な画像を得ることが可能となる。 Therefore, even when the start-up time is shortened or the speed of the apparatus is increased, it is possible to obtain a good image without image defects such as fixing failure when outputting an image from a cold state in a low temperature environment.
特に、鏡面とすることで、放射による熱のやり取りを抑制することができるため、特に温度差の大きくなる、コールド状態からの立上げ時の熱損失の抑制に効果的である。 In particular, the mirror surface can suppress the exchange of heat due to radiation, so that it is effective in suppressing heat loss particularly when starting from a cold state where the temperature difference is large.
また、フィルムと加圧用剛性ステイの間に断熱部材を設けるなど、効率化を実現するために新たな部材を必要としないため、構成を簡略化することが可能となる。 In addition, since a new member is not required to achieve efficiency, such as providing a heat insulating member between the film and the pressurizing rigid stay, the configuration can be simplified.
(変形例)
本変形例は、装置を小型化し、低熱量化により、更なる立ち上げ時間の短縮を図ったものである。
(Modification)
This modification is intended to further shorten the startup time by downsizing the apparatus and reducing the amount of heat.
すなわち、上記実施例に対して、フィルム及び加圧ローラを小径化し、さらに、加圧用剛性ステイを、高さh1:8mm、高さh2:12mm、幅w:15mmの形状とし、加圧用剛性ステイとフィルムとの距離を1.0mmとした。 That is, the diameter of the film and the pressure roller is reduced with respect to the above embodiment, and the pressure rigid stay is formed in a shape having a height h1: 8 mm, a height h2: 12 mm, and a width w: 15 mm. The distance between the film and the film was 1.0 mm.
本変形例においても、図1,2に示される画像形成装置の定着装置の加圧用剛性ステイとして適用して、画像を出力した。 Also in this modification, the image is output by applying as a pressurizing rigid stay of the fixing device of the image forming apparatus shown in FIGS.
比較例としては、電気亜鉛メッキ鋼板用いて、鏡面化処理なしで変形例と同様の形状に成形したもの(比較例4)を用いた。 As a comparative example, an electrogalvanized steel sheet was used that was formed into the same shape as that of the modified example without using a mirror finish (Comparative Example 4).
表2は、本変形例の加熱装置を用いて、低温環境において、コールド状態から所定の立ち上げ時間後に画像を出力したときの評価結果を示すものである。また、装置をより高速化した場合の結果も示してある。ただし装置を高速化した場合は、定着性を確保するため、制御温度を高く設定した。 Table 2 shows the evaluation results when an image is output after a predetermined start-up time from the cold state in the low temperature environment using the heating device of this modification. Also shown is the result when the device is made faster. However, when the speed of the apparatus was increased, the control temperature was set high in order to ensure fixability.
表2からわかるように、比較例4では、立上げ時間10秒では、画像不良等問題のないのに対し、立上げ時間を5秒と短縮した場合は、定着不良が発生し、画像不良となった。さらに高速化した場合も同様に画像不良が発生した。 As can be seen from Table 2, in Comparative Example 4, there is no problem such as an image defect at the start-up time of 10 seconds, but when the start-up time is shortened to 5 seconds, a fixing defect occurs and the image defect is became. In the case where the speed was further increased, image defects similarly occurred.
一方、本変形例の場合は、立上げ時間を5秒に短縮した場合や、さらに高速化した場合においても、定着不良による画像不良のない、良好な画像を得ることができた。 On the other hand, in the case of this modification, even when the start-up time was shortened to 5 seconds or when the speed was further increased, a good image without image failure due to fixing failure could be obtained.
本変形例においても、フィルム表面温度と、加圧用剛性ステイの温度を確認したところ、比較例4の方が、加圧用剛性ステイの温度上昇が大きく、また、フィルムの温度は低い傾向にあった。 Also in this modification, when the film surface temperature and the temperature of the pressurizing rigid stay were confirmed, in Comparative Example 4, the temperature rise of the pressurizing rigid stay was larger and the film temperature tended to be lower. .
したがって、加圧用剛性ステイのフィルム対向面部分を鏡面化することで、立上げ時の加圧用剛性ステイの昇温を抑制でき、フィルムの昇温に対する熱効率を向上させることが可能となる。その結果、低温環境下でのコールド状態からの立上げ時においても、定着不良などの画像不良の発生を防止でき、装置の高速化も可能となる。 Therefore, by making the film facing surface portion of the pressurizing rigid stay a mirror surface, it is possible to suppress the temperature rise of the pressurizing rigid stay at the time of start-up and to improve the thermal efficiency with respect to the temperature rise of the film. As a result, even when starting up from a cold state in a low-temperature environment, it is possible to prevent the occurrence of image defects such as fixing defects, and to increase the speed of the apparatus.
また、フィルムと、加圧用剛性ステイの最近接距離を小さくできるため、小径化などの小型化を可能とし、より低熱容量化を実現できる。 In addition, since the closest distance between the film and the pressurizing rigid stay can be reduced, it is possible to reduce the size such as a smaller diameter and realize a lower heat capacity.
したがって、さらなる立上げ時間の短縮化を達成することが可能となる。 Therefore, it is possible to further shorten the startup time.
以上説明したように、本実施の形態によれば、フィルム加熱方式の像加熱装置を上記のように構成することで、特に、低温環境でのコード状態からの立上げ時においても、記録材の加熱に直接的に関係しない部分の昇温を抑えて熱損失を抑制することが可能となる。その結果、より短い立上げ時間を達成できる。 As described above, according to the present embodiment, the film heating type image heating apparatus is configured as described above, and in particular, even when starting up from a code state in a low temperature environment, It is possible to suppress the heat loss by suppressing the temperature rise in the portion not directly related to the heating. As a result, a shorter start-up time can be achieved.
したがって、装置を高速化した場合においても、定着不良などの画像不良の発生のない良好な画像を得ることができる。また、熱損失を抑制できることから、省電力化も可能となる。 Therefore, even when the speed of the apparatus is increased, it is possible to obtain a good image without image defects such as fixing defects. Further, since heat loss can be suppressed, power saving can be achieved.
一方、回転体(フィルム)と、補強部材(加圧用剛性ステイ)との近接距離を短くできるため、小型化も可能となる。 On the other hand, since the proximity distance between the rotating body (film) and the reinforcing member (pressurizing rigid stay) can be shortened, downsizing is also possible.
さらに、回転体(フィルム)内部に断熱部材を配置する構成等に比べ、簡易な構成で熱効率の向上を達成できる。したがって低コスト化や、組立工程の簡略化が可能となる。 Furthermore, compared with the structure etc. which arrange | position a heat insulation member inside a rotary body (film), the improvement of thermal efficiency can be achieved with a simple structure. Therefore, the cost can be reduced and the assembly process can be simplified.
[実施の形態2]
図7は、本発明の実施の形態2の定着装置の主要部の概略横断面図である。
[Embodiment 2]
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the main part of the fixing device according to the second embodiment of the present invention.
本実施の形態の定着装置は、実施の形態1の定着装置に加えて、フィルム16の外面(外周)側に、フィルム16を被覆するカバー部材としてのカバー体30を備えることを特徴としている。本実施の形態において、カバー体30は、フィルム16に略対向する形状を有し、フィルム16に近接配置するように設けられている。
The fixing device of the present embodiment is characterized in that, in addition to the fixing device of the first embodiment, a
カバー体30のフィルム16に対向する部分の表面30aは、上述した加圧用剛性ステイ20の表面20aのように、鏡面(鏡面状態)となっている。
The surface 30a of the portion of the
本実施の形態では、板厚0.5mmの光沢メッキした鋼板を、プレス機で加工し、鏡面化処理によって、所望の形状、表面性を有する成形体としてカバー体30を得た。
In the present embodiment, a gloss-plated steel plate having a thickness of 0.5 mm is processed by a press machine, and a
なお、カバー体30としては、少なくともフィルム16に対向する部分(領域)の表面が鏡面状態に形成された部材であればよく、鋼板などの金属や、耐熱性の樹脂等、材質は特に限定されない。また、熱伝導性の悪い断熱部材等は、カバー体30を介してフィルム面側とは反対方向である外面側への熱の拡散を防ぐことができるため好適である。
The
カバー体30の形状としては、ニップの出入り口等の解放部から反射熱の逃げを少なくする形状が好ましく、本実施の形態では、フィルム16からの放射熱をフィルム側に反射するようフィルム面に略対向する形状とした。
The shape of the
このような構成とすることにより、フィルム16の放射熱による外周側への熱の拡散を抑制できる。したがって、実施の形態1による効果に加えて、実施の形態1の場合よりも、さらに急速にフィルム温度を立上げることができるという効果が得られる。
By setting it as such a structure, the spreading | diffusion of the heat to the outer peripheral side by the radiant heat of the
すなわち、フィルム16の外側に向かう放射熱は、鏡面を有するカバー体30で反射され、フィルム側へ戻す形となっているため、解放系に比べ、熱損失を軽減でき、フィルム自身をより早く昇温させることができる。その結果、立上げ時間を短縮することが可能となり、装置を高速化した場合においても、画像不良の発生のない良好な画像を得ることができる。
That is, the radiant heat toward the outside of the
また、カバー体30として断熱部材を用いた場合には、カバー体(筐体)自身の昇温を低く抑えることが可能となるため、耐熱保護用の保護部材を設ける必要がなくなり、構成を簡略化できる。したがって、低コスト化や、組立工程の簡略化が可能となる。
Further, when a heat insulating member is used as the
本実施の形態においても実施の形態1同様に画像評価を行ったところ、高速化した場合においても画像不良の発生はなく、良好な定着画像が得られた。 In this embodiment, image evaluation was performed in the same manner as in Embodiment 1. As a result, even when the speed was increased, no defective image was generated, and a good fixed image was obtained.
16 フィルム
18 フィルムガイド
19 弾性加圧ローラ
20 加圧用剛性ステイ
20a 表面
100 定着装置
N ニップ部
16
Claims (7)
前記回転体の内周面と摺動する摺動面を有し、前記回転体の内部に設けられて前記回転体を支持する支持部材と、
前記回転体の内部に設けられ、前記支持部材を補強する補強部材と、
前記回転体を介して前記支持部材の前記摺動面との間でニップ部を形成する加圧部材と、
を有し、
現像剤像が形成された記録材を前記ニップ部で挟持搬送して前記記録材を加熱する像加熱装置において、
前記補強部材のうち少なくとも前記回転体の内周面に対向する部分の表面は、鏡面状態に形成されていることを特徴とする像加熱装置。 A rotating body having flexibility;
A support member that has a sliding surface that slides with an inner peripheral surface of the rotating body, is provided inside the rotating body, and supports the rotating body;
A reinforcing member that is provided inside the rotating body and reinforces the supporting member;
A pressure member that forms a nip portion with the sliding surface of the support member via the rotating body;
Have
In an image heating apparatus that heats the recording material by nipping and conveying the recording material on which the developer image is formed in the nip portion,
The image heating apparatus according to claim 1, wherein at least a surface of a portion of the reinforcing member facing the inner peripheral surface of the rotating body is formed in a mirror state.
前記カバー部材のうち少なくとも前記回転体に対向する部分の表面は、鏡面状態に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の像加熱装置。 A cover member that covers the rotating body on an outer peripheral side of the rotating body;
The image heating apparatus according to claim 1, wherein a surface of at least a portion of the cover member facing the rotating body is formed in a mirror state.
前記接触部は、記録材の搬送方向において前記ニップ部を挟むように前記ニップ部の上流と下流にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の像加熱装置。 The reinforcing member has a contact portion that comes into contact with the supporting member when the supporting member and the reinforcing member are assembled.
6. The image according to claim 1, wherein the contact portions are provided upstream and downstream of the nip portion so as to sandwich the nip portion in the recording material conveyance direction. Heating device.
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8755725B2 (en) | 2010-12-24 | 2014-06-17 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Fixing device having flexible fusing member |
JP2014115514A (en) * | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Canon Inc | Fixing device |
US8781380B2 (en) | 2010-12-24 | 2014-07-15 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Fixing device |
US8838001B2 (en) | 2010-12-24 | 2014-09-16 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Fixing device including a tubular member and leaf spring which urges inner peripheral surface of tubular member in radial direction |
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US9316972B2 (en) | 2012-07-12 | 2016-04-19 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus incorporating same |
EP3685232A4 (en) * | 2017-09-18 | 2021-06-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fuser unit heater support |
WO2023043491A1 (en) * | 2021-09-14 | 2023-03-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Pressing member of fixing device with protective film for preventing corrosion by lubricant |
-
2008
- 2008-03-26 JP JP2008081027A patent/JP2009237089A/en not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8755725B2 (en) | 2010-12-24 | 2014-06-17 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Fixing device having flexible fusing member |
US8781380B2 (en) | 2010-12-24 | 2014-07-15 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Fixing device |
US8838001B2 (en) | 2010-12-24 | 2014-09-16 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Fixing device including a tubular member and leaf spring which urges inner peripheral surface of tubular member in radial direction |
US8983351B2 (en) | 2010-12-24 | 2015-03-17 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Fixing device |
US9316972B2 (en) | 2012-07-12 | 2016-04-19 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus incorporating same |
JP2014115514A (en) * | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Canon Inc | Fixing device |
EP3685232A4 (en) * | 2017-09-18 | 2021-06-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fuser unit heater support |
WO2023043491A1 (en) * | 2021-09-14 | 2023-03-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Pressing member of fixing device with protective film for preventing corrosion by lubricant |
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