JP7501052B2 - ニップ形成部材、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
ニップ形成部材130は、短時間で熱移動が可能となる熱伝導率の高い材料、例えば銅(398W/mk)やアルミニウム(236W/mk)などの金属で形成されている。定着ベルト110の内周面に対向する面が、定着ベルト110に直接接触するニップ形成面である。
低熱容量化を図るため、フィルムのように薄肉で小径化した無端状の定着ベルト110は、ニッケルやSUSなどの金属材料やポリイミドなどの樹脂材料で形成された内周側の基材と、PFA(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)やPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などで形成された外周側の離型層によって構成されている。基材と離型層の間に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、又はフッ素ゴムなどのゴム材料で形成された弾性層を介在させてもよい。
加圧ローラ150は、芯金と、芯金の表面に設けられた発泡性シリコーンゴムやフッ素ゴムなどから成る弾性層と、弾性層の表面に設けられたPFAやPTFEなどから成る離型層によって構成されている。バネなどの加圧手段により加圧ローラ150が定着ベルト110に押し付けられ、定着ベルト110と圧接する箇所では加圧ローラ150の弾性層が押し潰されることで、所定幅の定着ニップ部Nが形成される。
ステー部材160は、ニップ形成部材130の通紙方向両端部を支持することでニップ形成部材130の剛性を確保する部材である。ステー部材160はニップ形成部材130方向に断面がおおむねU字の形状を有して覆うように配置されており、SUSやSECCのような鉄系金属を用いることで十分な剛性を確保できる。
ステー部材160とハロゲンヒータ120の間には反射部材140が配されている。これにより、ハロゲンヒータ120のニップ形成部材130に対する加熱効率を上げるとともに、ハロゲンヒータ120からの輻射熱によりステー部材160が加熱されることによる無駄なエネルギー消費を抑制できる。反射部材140を備える代わりに、ステー部材160のハロゲンヒータ120側表面に断熱、又は鏡面処理を行っても同様の効果を得ることができる。
ハロゲンヒータ120の出力制御は、例えば定着ベルト110のベルト回転方向上流側外周に設けられた温度センサによるベルト表面の温度検知結果に基づいて行われる。このようなヒータの出力制御によって、定着ベルト110の温度(定着温度)を所望の温度に設定できるようになっている。
このような構成において、ニップ形成部材130の延長部134は、接触領域134aとそれ以外の非接触領域134bのいずれかを折り曲げ、ニップ部132の平面となす角度を任意に定めてよい。図8では、接触領域134aの平面とニップ部132の平面とが平行になるように、延長部134の接触領域134aを折り曲げている。
(1)領域の両側がスリットであり、
(1-1)スリット136の根元が角である場合、両側のスリット136と、両側のスリット136の根元を結ぶ線とで区切られる領域であり、
(1-2)スリット136の根元がR形状である場合、R形状とR形状の接線で区切られる領域をさらに含むこと(図11の右部分参照)、及び、
(2)領域の片端が第1スリット136aであり、もう一方側が延長部134の端134cである場合、第1スリット136aに隣り合うスリットを第2スリット136bとして、第1、第2スリット136a、136bの根元を結ぶ線の延長線と、延長部の端134cと、第1スリット136aとで区切られる領域で定義される(図11の左部分参照)。
本発明者らは、上記した実施形態に係る画像形成装置について、画質(定着性、光沢ムラなど)を評価する実証実験を行った。具体的には、接触領域134aの蓄熱性が異なるニップ形成部材130を複数用意し、それぞれのニップ形成部材130を用いて実際に画像形成(印刷)をした。そして、画像形成した用紙Pを目視にて確認し、接触領域134aと非接触領域134bの温度差ΔTが画質に与える影響を調べた。
2b フィードコロ
2c リバースコロ
3a、3b 搬送ローラ
4a、4b レジストローラ
5 帯電手段
6 現像手段
7 転写手段
8 クリーニング手段
9 搬送ベルト
10 ニップ部材
11 書込み手段
12 ニップ部
13 排紙トレイ
14 被検知部
16 排紙ローラ
20 給紙トレイ
30 用紙搬送部
40 画像形成部
50 画像読取部
100 定着装置
110 定着ベルト
120 ハロゲンヒータ
130 ニップ形成部材
132 ニップ部
134 延長部
134a 接触領域
134b 非接触領域
136 スリット
140 反射部材
150 加圧ローラ
160 ステー部材
170 フランジ
180 側板
190 サーミスタ
200 安全装置
F 加圧力
N 定着ニップ部
P 用紙
Claims (10)
- 定着装置の定着ニップ部を形成するニップ形成部材であって、
ニップ形成部材は、当該ニップ形成部材の温度を検知する少なくとも1つの接触式の温度検知手段を有し、
前記ニップ形成部材は、前記定着ニップ部を形成するニップ部と、前記ニップ部の短手方向の端部に、前記ニップ部の長手方向に沿って設けられた延長部とを有し、
前記延長部は、前記温度検知手段が接触する少なくとも1箇所の接触部を有し、
前記延長部は、記録媒体の搬送方向に形成されたスリットにより、前記接触部を含む接触領域と、前記温度検知手段と接触しない非接触領域とに分割されることを特徴とするニップ形成部材。 - 前記接触領域の長手方向の長さは、前記非接触領域の長手方向の長さよりも短いことを特徴とする請求項1に記載のニップ形成部材。
- 前記接触領域及び前記非接触領域のいずれかを前記ニップ部に対して折り曲げ、角度を設けることを特徴とする請求項1又は2に記載のニップ形成部材。
- 前記接触領域又は前記非接触領域の蓄熱性HSは、
前記接触領域又は前記非接触領域により画定される体積をV、
前記延長部の比熱をc、
前記接触領域又は前記非接触領域の長手方向長さをLとして、
HS=V・c/Lとして求められることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のニップ形成部材。 - 前記接触領域と、前記接触領域の前記接触部に接触して設けられる前記温度検知手段とを合わせた蓄熱性は、前記非接触領域の蓄熱性と略等しいことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のニップ形成部材。
- 前記接触領域又は前記非接触領域は、
(1)前記領域の両側が前記スリットであり、
(1-1)前記スリットの根元が角である場合、両側の前記スリットと、両側の前記スリットの根元を結ぶ線とで区切られる領域であり、
(1-2)前記スリットの根元がR形状である場合、前記R形状と前記R形状の接線で区切られる領域をさらに含むこと、及び、
(2)前記領域の片端が第1スリットであり、もう一方側が前記延長部の端である場合、前記第1スリットに隣り合うスリットを第2スリットとして、前記第1、第2スリットの根元を結ぶ線の延長線と、前記延長部の前記端と、前記第1スリットとで区切られる領域であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のニップ形成部材。 - 前記ニップ部及び前記延長部は、金属で形成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のニップ形成部材。
- 筒状の定着部材と、
前記定着部材の外周側に対向するように配置された加圧部材と、
前記定着部材の内周側に配置され、輻射により加熱する定着熱源と、
前記定着部材の内周側に配置され、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の前記ニップ形成部材とを備えることを特徴とする定着装置。 - 請求項8に記載の前記定着装置を備える画像形成装置。
- 画像形成時、
通紙中の前記ニップ部の前記端部付近における、前記接触領域の長手方向中心位置の温度をT1とし、通紙中の前記ニップ部の前記端部付近における、前記非接触領域の長手方向中心位置の温度をT2として、
温度差ΔT(=T1-T2)は、5℃以下であることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
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