JP2005338501A - 加熱装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】可撓性の移動部材10と、前記移動部材と摺動する摺動部を有し前記移動部材を支持する支持部材16と、前記移動部材を間に挟み前記支持部材の摺動部とニップNを形成する加圧部材30とを有し、前記ニップで被加熱材を挟持搬送して該被加熱材を加熱する加熱装置において、前記支持部材は、前記摺動部に、少なくとも前記移動部材と摺動する面をPTFEシート41で覆った摺動部材40を有する。
【選択図】図8
Description
フィルム加熱方式の定着装置(定着器)は、特許文献1〜4等に提案されている。即ち、加熱体としてのセラミックヒータと、加圧部材としての加圧ローラとの間に可撓性の移動部材としての耐熱性フィルム(定着フィルム、定着ベルト)を挟ませてニップ部(定着ニップ部、加熱ニップ部)を形成させ、前記ニップ部の定着フィルムと加圧ローラとの間に未定着トナー画像を形成担持させた被記録材(被加熱材)を導入して定着フィルムと一緒に挟持搬送させることで、ニップ部においてセラミックヒータの熱を定着フィルムを介して被記録材に与え、さらにニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を被記録材面に定着させるものである。
特許文献5には、定着フィルム自身の、あるいは定着フィルムに近接させた導電性部材に渦電流を発生させ、その時のジュール熱によって発熱させる加熱装置が提案されている。この電磁誘導式のフィルム加熱方式は、発熱域を被記録材に近接させることができるため、セラミックヒータを用いたフィルム加熱方式に比べ、さらなる消費エネルギーの効率アップが達成できる。
前記摺動部材は、少なくとも前記移動部材と摺動する面にPTFEフィルムを有することを特徴とする加熱装置。
図1は本発明の加熱装置を像加熱装置(定着装置)として適用した画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は電子写真カラープリンタである。
本実施例における像加熱装置としての定着装置100は、加熱部材として電磁誘導発熱性の円筒状の定着フィルム(定着ベルト)を用いた、加圧ローラ駆動方式、電磁誘導加熱方式の装置である。
磁性コア17a・17b・17cは高透磁率の部材であり、フェライトやパーマロイ等といったトランスのコアに用いられる材料が良く、より好ましくは100kHz以上でも損失の少ないフェライトを用いるのが良い。
図7は、本実施例における定着フィルム10の層構成模型図である。
発熱層1としては、磁性及び非磁性の金属を用いることができるが、磁性金属が好ましく用いられる。このような磁性金属としては、ニッケル、鉄、強磁性ステンレス、ニッケル−コバルト合金、パーマロイといった強磁性体の金属が好ましく用いられる。又、定着フィルム10回転時に受ける繰り返しの屈曲応力による金属疲労を防ぐために、ニッケル中にマンガンを添加した部材を用いるのも良い。
ここで、fは励磁回路の周波数[Hz]、μは発熱層1の透磁率、ρは発熱層1の固有抵抗[Ωm]である。
弾性層2は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等の、耐熱性、熱伝導率が良い材質が好ましく用いられる。
離型層3は、フッ素樹脂(PFA、PTFE、FEP)、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の離型性かつ耐熱性のよい材料を用いることが好ましい。
図7に示すように、定着フィルム10の構成において、発熱層1の摺動部材40との接触面側に断熱層4を設けてもよい。断熱層4としては、フッ素樹脂、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、PFA樹脂、PTFE樹脂、FEP樹脂等の耐熱樹脂がよい。
光沢が高いカラー画像は一般的に高品位と位置付けられることが多いため、光沢紙を用いたプリントでは、トナー像の表面を通常プリント時よりも更に平滑に定着することが望ましい。このために、定着スピードを遅くしてゆっくりと定着を行うことによって、定着ニップ内により多くの熱量を与えることが効果的である。このような定着を行うプリントモードはグロスモード等と称され、プリントスピード、定着温度等を最適化することによって光沢画像を得ている。また、OHTフィルムの定着においては、グロスモード同様にトナー画像表面の平滑性が必要とされ、十分な定着性が得られないとOHT透過性が低下し、にごったり、くすんだりする投影画像となってしまう。OHTモードにおいてもグロスモード同様に定着スピードを遅くして定着温度を最適化することによって、OHTの透過性を向上させている。
図8は、定着ニップ部Nにおける定着フィルム10の摺動部近傍の横断面側面模型図である。定着ニップ部Nにおいて、定着フィルム10は加圧ローラ30によってアルミナ製の摺動部材40の方向に加圧されている。この摺動部材40において定着フィルム内面と摺動する面を摺動保護層としてフッ素樹脂製のフィルム41を両面接着剤によって貼り付けた。フッ素樹脂フィルムとしては前記したように様々な素材があるけれども、本発明者による検討の結果、PTFE(4弗化エチレン樹脂(ポリテトラフルオロエチレン))フィルムが最もスティックスリップに対する効果が高いことが判明した。表1に実験結果を示す。
表1において、実施例1では、PTFEフィルム41として、日東電工製のニトフロン(登録商標)フィルム(樹脂層(厚み:130μm)だけからなるもの)を両面テープでアルミナ製摺動部材41の上記摺動面に貼り付けた。この構成でOHTを出力したところ、スティックスリップは発生せず、また、画像形成装置による通紙耐久試験でも、目標とする200K枚までスティックスリップに寄る音の発生も、定着フィルムスリップによる画像不良も発生しなかった。また、耐久後の摺動面を観察しても、削れて両面テープが露出している部分も無く、綺麗な状態だった。
1)電磁誘導発熱性の定着フィルム10は、モノクロあるいは1パスマルチカラー画像などの加熱定着用の場合は、弾性層2を省略した形態のものとすることもできる。発熱層1は樹脂に金属フィラーを混入して構成したものとすることもできる。発熱層単層の部材とすることもできる。
2‥‥弾性層
3‥‥離型層
4‥‥断熱層
10‥‥定着フィルム
16・・・・フィルムガイド部材
17a,17b,17c・・・・磁性コア
18・・・・励磁コイル
23a・23b・・・・定着フィルム端部の規制・保持用フランジ部材
30・・・・加圧ローラ
40・・・・摺動部材
41・・・・PTFEフィルム
42・・・・ガラス層
Claims (9)
- 可撓性の移動部材と、前記移動部材と摺動する摺動部材と、前記移動部材を間に挟み前記摺動部材とニップを形成する加圧部材とを有し、前記ニップで被加熱材を挟持搬送して該被加熱材を加熱する加熱装置において、
前記摺動部材は、少なくとも前記移動部材と摺動する面にPTFEフィルムを有することを特徴とする加熱装置。 - 前記摺動部材の少なくとも前記移動部材と摺動する面はガラス層を介して前記PTFEフィルムを有することを特徴とする請求項1に記載の加熱装置。
- 前記PTFEフィルムは、PTFE樹脂層と、接着層を有し、前記摺動部材は、金属、セラミック、グラファイトから選ばれた部材であり、前記PTFEシートは前記接着層によって前記摺動部材に取り付けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の加熱装置。
- 前記PTFEフィルムのPTFE樹脂層の厚みが50μm乃至300μmであることを特徴とする請求項3に記載の加熱装置。
- 前記PTFEフィルムは、前記摺動部材の前記移動部材と摺動する面に加え、少なくとも前記移動部材の移動方向上流側の摺動部材端面から前記移動部材と摺動する面の裏側まで回り込んでいることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の加熱装置。
- 前記移動部材の前記摺動部材と摺動する表面がポリイミド樹脂層であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の加熱装置。
- 前記移動部材の前記ポリイミド樹脂層にはチッ化ホウ素、マイカ粒子、フッ素樹脂のうちの少なくとも一つの微小粒子が分散していることを特徴とする請求項6に記載の加熱装置。
- 前記装置はさらに磁場発生手段を有し、前記移動部材は前記磁場発生手段からの発生磁場の作用で発熱する金属層を有することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の加熱装置。
- 前記装置は更に、前記摺動部材を長手方向に亘って支持する支持部材を有することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の加熱装置。
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