JP5875417B2 - 像加熱装置 - Google Patents
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Description
(1)画像形成部
図1は画像形成装置の構成の説明図である。図1に示すように、画像形成装置Eは、中間転写ベルト26に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部PY、PC、PM、PKを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
図2は、像加熱装置である定着装置の要部の構成の説明図である。以下の説明において、部材の長手方向とは、ベルト部材の幅方向、すなわち記録材搬送方向と直交する方向である。部材の短手方向は、記録材搬送方向である。定着装置の正面は、定着装置を記録材入口側からみた面である。定着装置の背面は、記録材入口側の反対側の記録材出口側から見た面である。定着装置の左右とは、定着装置を感光ドラム側から見たときの左または右である。上流側と下流側とは、記録材搬送方向における上流側と下流側である。
図3は定着ベルト1の層構成の模式図である。図3に示すように、定着ベルト1は、電気鋳造法によって製造した厚み40μmのニッケルの基層(金属層)1aを有している。基層1aには、ニッケルのほかに鉄合金や銅、銀などを適宜選択可能である。樹脂基層に金属材料を積層させる構成でもよい。基層1aの厚みは、後述する励磁コイルに流す高周波電流の周波数と金属層の透磁率及び導電率に応じて調整され、5〜200μm程度の間で設定することが好ましい。基層1aの内側面には、定着ベルト1と温度センサTH1の摺動摩擦を低下させるために、フッ素樹脂、ポリイミド等の潤滑層(樹脂層)1dを10〜50μm設けることが望ましい。定着装置Aでは、潤滑層1dとして、ポリイミドを20μm設けた。
図2に示すように、加圧ローラ2は、鉄合金製の芯金2aの外側面にシリコーンゴム材料の弾性層2bが設けてある。弾性層2bの表面は、フッ素樹脂材料(例えばPFAやPTFE)の離型層2cが30μmの厚みで設けてある。加圧ローラ2の長手方向中央部における硬度は、JIS−ASKER−C硬度で70度である。
図4は定着装置の長手方向の構成の説明図である。図4の(a)に示すように、定着フランジ10は、定着ベルト1の長手方向の移動および周方向の形状を規制するための左右の規制部材である。回転する定着ベルト1は、基層が金属で構成されているので、回転状態にあっても回転軸線方向への寄りを規制するための手段としては、定着ベルト1の端部を単純に受け止めるだけの定着フランジ10を設ければ十分である。これにより、定着装置Aの構成を簡略化できるという利点がある。
図2に示すように、定着装置Aは、電磁誘導加熱方式を採用しており、定着ベルト1を加熱する手段として、定着ベルト1に導電性層を設け、電磁誘導加熱によって導電性層を発熱させている。定着装置Aは、交流磁界を発生する励磁コイル6を導電性層に対向配置し、導電性層を貫通する磁束を発生させている。励磁コイル6は導電性層と対向するように定着ベルト1の外側面に対向させて配置している。定着ベルト1の導電性層に交流磁界が貫通して渦電流が生じることで、導電性層がジュール加熱される。ローラ加熱方式に比較して小さな質量の定着ベルト1を、電磁誘導加熱によって直接加熱するため、極めて短い時間で定着ベルト1を所定温度に加熱することができる。このため、加熱源としてハロゲンランプ等の発熱体を用いる場合に比べ、効率良く定着装置Aのウォーミングアップを行うことができる。
定着ベルト1の内側には、定着ベルト1の回転軸線方向に配列させて複数の内部磁性体コア5が設けられている。内部磁性体コア5は、スペーサ11を介さずに内部磁性体コア5をステー4に直接貼り合わせることも出来るが、固定性の観点から、内部磁性体コア5は、ステー4にスペーサ11を介して接着されている。ここで、ステー4は内部磁性体コアを支持するコア支持部材としての機能を有する。スペーサ11としては、PPS樹脂等の耐熱性樹脂を用いるのが良い。内部磁性体コア5は、フェライト、パーマロイといった高透磁率で残留磁束密度の低いものが適している。
図5はステーに形成されたクラウンの説明図である。図6は励磁コイル6と内部磁性体コアの距離の説明図である。図7は実施例1のスペーサの構成の説明図である。図8は加圧に伴う内部磁性体コアと外部磁性体コアの間隔の変化の説明図である。図9は実施例1の効果の説明図である。図7中、(a)は内部磁性体コアを組み立てた状態、(b)は縦断面図、(c)は平面図である。
図10は実施例2における画像形成時とスタンバイ時の説明図である。図11は加圧力制御のフローチャートである。図12は実施例2の効果の説明図である。実施例2では、実施例1の定着装置Aにおいて、待機(スタンバイ)時には、画像形成時よりも両端部の加熱を重視した定着装置Aの運転を行う。
図13はスペーサの長手方向の端部の浮き上がり現象の説明図である。図14はスペーサの端部が浮き上がった場合の加熱ニップの温度分布の説明図である。図15は実施例3の定着装置の構成の説明図である。
4 ステー、5 内部磁性体コア、6 励磁コイル
7 外側磁性体コア、9 加圧機構、10 定着フランジ
11 スペーサ、12 支持側板、102 制御回路部
TH1 温度センサ
Claims (9)
- 磁束により熱を発生するベルト部材と、
前記ベルト部材の外周面と対向するような位置に配置されて磁束を生ずるコイルと、
前記ベルト部材の内側に配置された第一のコアおよび第二のコアと、
前記ベルト部材の幅方向に沿って前記ベルト部材の内側面に当接する当接部材と、
前記ベルト部材の外側に前記当接部材に対向して配置され、前記ベルト部材との間で記録材を挟持搬送するニップ部を形成可能な加圧部材と、
前記第一のコアおよび前記第二のコアを支持するコア支持部材と、
前記コア支持部材に前記当接部材を前記加圧部材に向けて押圧させる力を生じさせ、前記当接部材を前記加圧部材によって加圧させる加圧機構と、
前記コア支持部材に設けられ、前記第一のコアおよび前記第二のコアを支持する支持面に対して垂直方向における前記第一のコアの支持面の高さと前記第二のコアの支持面の高さとの差が、前記当接部材を前記加圧部材によって加圧させた加圧状態で非加圧状態よりも小さくなるようにコア間の高さを調整する調整手段と、を有することを特徴とする像加熱装置。 - 前記第一のコアの形状は前記第二のコアの形状と同じであることを特徴とする請求項1に記載の像加熱装置。
- 前記加圧機構は、前記当接部材を前記加圧部材に向けて押圧させるための弾性手段を有し、
前記調整手段の高さは、前記加圧機構による非加圧状態で、前記幅方向において端部側に設けられた前記第一のコアの支持面の高さが前記幅方向において中央側に設けられた前記第二のコアの支持面の高さよりも高くなるように設定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の像加熱装置。 - 前記調整手段は、前記第一のコアの支持面の高さを調整する第一調整部材と、前記第二のコアの支持面の高さを調整する第二調整部材と、を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の像加熱装置。
- 画像形成の信号を待機するスタンバイ時に前記加圧状態を解除するように前記加圧機構を制御する制御部を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の像加熱装置。
- 前記加圧機構による非加圧状態で前記コイルに対する前記第一のコア及び前記第二のコアの対向距離が異なり、
前記加圧機構による加圧状態では、前記非加圧状態よりも前記コイルに対する前記第一のコア及び前記第二のコアの対向距離の差が小さくなることを特徴とする請求項5に記載の像加熱装置。 - 前記加圧機構による非加圧状態では、前記第一のコア及び前記第二のコアの対向位置における前記コイルによる前記ベルト部材の単位面積当たり加熱量が異なり、
前記加圧機構による加圧状態では、前記非加圧状態よりも前記第一のコア及び前記第二のコアの対向位置における前記コイルによる前記ベルト部材の単位面積当たり加熱量の差が小さくなることを特徴とする請求項5に記載の像加熱装置。 - 前記コア支持部材は、前記ベルト部材を貫通させて梁状に配置されて前記当接部材を支持する梁部材と、前記梁部材の両端部にそれぞれ固定されて前記加圧機構による加圧を受けるとともに前記ベルト部材の端部を回転自在にガイドするガイド部材を有し、
前記調整手段は前記梁部材に沿って配置され、前記ベルト部材の幅方向における両端部が前記梁部材と前記ガイド部材との間に挟み込んで固定されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の像加熱装置。 - 前記調整手段は、前記ベルト部材の幅方向の中央部で薄く、前記幅方向の両端部ほど厚くなる双曲線関数の厚み分布を有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の像加熱装置。
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