JP2007147683A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】加熱部材の熱効率を高めて装置の立ち上がり時間を短縮することができる加熱部材を備えた定着装置を提供する。
【解決手段】加熱部材2と、該加熱部材2と対向して設けられた定着ローラ3と、前記加熱部材2と前記定着ローラ3との間に巻回されて前記加熱部材2により加熱される定着ベルト4と、該定着ベルト4を介して前記定着ローラ3に圧接される加圧ローラ5とを備えた定着装置1において、前記加熱部材2が、定着ベルト4と接して定着ベルト4を加熱できるように断面円弧状の半筒体21で構成され、そして、該半筒体21が、回転を規制するように構成されている。
【選択図】図1
【解決手段】加熱部材2と、該加熱部材2と対向して設けられた定着ローラ3と、前記加熱部材2と前記定着ローラ3との間に巻回されて前記加熱部材2により加熱される定着ベルト4と、該定着ベルト4を介して前記定着ローラ3に圧接される加圧ローラ5とを備えた定着装置1において、前記加熱部材2が、定着ベルト4と接して定着ベルト4を加熱できるように断面円弧状の半筒体21で構成され、そして、該半筒体21が、回転を規制するように構成されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、加熱部材を備えた定着装置及び画像形成装置に関する。
従来から、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真式の画像形成装置においては、電磁誘導加熱方式の加熱部材を備えた定着装置を用いたものが知られている(例えば、特許文献1を参照)。
従来の定着装置は、導電性を有する発熱ローラと、該発熱ローラの外周に沿って設けられた励磁コイルを有する誘導加熱部と、前記発熱ローラと定着ローラとの間に巻回されて発熱ローラ及び定着ローラの回転とともに走行する無端状の定着ベルトと、該定着ベルトを介して前記定着ローラに圧接されるとともに前記定着ベルトの走行に従動して回転する加圧ローラとを備えている。そして、前記定着ベルトと前記加圧ローラとの間のニップ部にトナー像が形成された転写紙を通過させることにより、前記トナー像が加熱加圧されて転写紙上に溶融定着するようになっている。
前記定着装置では、誘導加熱部の励磁コイルに交流電流を流すと、誘導加熱部と発熱ローラとの間で磁束が生成消滅を繰り返して、誘導加熱部と対向する発熱ローラの表面部分で渦電流が発生して発熱ローラが発熱する。この発熱ローラの熱は、発熱ローラに巻回された定着ベルトに発熱ローラと定着ベルトとの接触部分を介して伝達されるようになっており、これにより、前記定着ベルトがニップ部で定着を行うために必要な温度に加熱されるようになっている。
このような定着装置おいては、定着装置の立ち上がり時において、前記発熱ローラは、まず誘導加熱部と対向する一方の半円周部分が発熱し、次に発熱ローラの回転とともに前記一方の半円周部分が誘導加熱部と対向しなくなって発熱しなくなるとともに、誘導加熱部と対向していなかった他方の半円周部分が誘導加熱部と対向して発熱するようになっている。そして、前記発熱ローラは、回転とともに発熱ローラの半円周部分が交互に発熱しながら発熱ローラ全体が徐々に加熱されるようになっており、この発熱ローラの熱が定着ベルトに伝達されるようになっている。
特開2003−215956号公報
しかしながら、前記定着装置の立ち上がり時においては、前記発熱ローラは、回転とともに誘導加熱部と対向する一方の半円周部分だけが発熱するようになっているので、誘導加熱部と対向しない他方の半円周部分が発熱ローラ全体の発熱に寄与せず、この発熱に寄与しない半円周部分の存在のために発熱ローラ全体の熱容量が大きくなってしまうという問題があった。
そのために、発熱ローラは全体が徐々に加熱されるようになり、発熱ローラの熱が伝達される定着ベルトも発熱ローラとともに徐々に加熱されるようになり、よって、定着ベルトが必要な定着温度に加熱されるまでに多くの時間がかかるという問題があった。
特に、近年の省エネ化の要望から、画像形成装置の待機時には、電力消費を抑えるように常温放置した状態の省エネモードに設定されるようになっており、省エネモードの画像形成装置の再起動時や、画像形成装置の電源投入時には、定着装置が必要な定着温度に加熱されるまでの立ち上がり時間を短縮することが望まれていた。
本発明は、かかる問題を解決することを目的とし、加熱部材の熱効率を高めて装置の立ち上がり時間を短縮することができる加熱部材を備えた定着装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、加熱部材と、該加熱部材と対向して設けられた定着ローラと、前記加熱部材と前記定着ローラとの間に巻回されて前記加熱部材により加熱される定着ベルトと、該定着ベルトを介して前記定着ローラに圧接される加圧ローラとを備えた定着装置において、(イ)前記加熱部材が、前記定着ベルトと接して定着ベルトを加熱できるように断面円弧状の半筒体で構成され、そして、(ロ)前記半筒体が、回転を規制するように構成されていることを特徴とする定着装置である。
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記加熱部材が、前記半筒体に形成された導電層と、前記半筒体を挟んでその半筒体の内外においてその半筒体の軸方向に配設された励磁コイルとを備えていることを特徴とする定着装置である。
請求項3に記載の発明は、請求項2記載の発明において、前記定着ベルトが、導電層を有していることを特徴とする定着装置である。
請求項4に記載の発明は、請求項2又は3記載の発明において、前記励磁コイルが、前記半筒体の内周面に接するように配設されていることを特徴とする定着装置である。
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の発明において、前記加熱部材が、それを構成する半筒体の径方向開口を覆うように断熱部を備えていることを特徴とする定着装置である。
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の発明において、前記加熱部材が、それを構成する半筒体を前記定着ローラから離れる方向に移動するようにテンション付与部を備えていることを特徴とする定着装置である。
請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置である。
請求項1に記載された発明によれば、加熱部材と、該加熱部材と対向して設けられた定着ローラと、前記加熱部材と前記定着ローラとの間に巻回されて前記加熱部材により加熱される定着ベルトと、該定着ベルトを介して前記定着ローラに圧接される加圧ローラとを備えた定着装置において、(イ)前記加熱部材が、前記定着ベルトと接して定着ベルトを加熱できるように断面円弧状の半筒体で構成され、そして、(ロ)前記半筒体が、回転を規制するように構成されているので、加熱部材を構成する回転が規制された半筒体全体が発熱されてこの熱が定着ベルトに伝達されるようになり、従来のような加熱部材全体の発熱に寄与しない部分が存在せず、そのために、加熱部材全体の熱容量を小さくすることができ、よって、加熱部材の熱効率を高めることができ、定着装置の立ち上がり時間を短縮することができる。
請求項2に記載された発明によれば、前記加熱部材が、前記半筒体に形成された導電層と、前記半筒体を挟んでその半筒体の内外においてその半筒体の軸方向に配設された励磁コイルとを備えているので、加熱部材が電磁誘導加熱方式の加熱部材として構成されるようになり、励磁コイルに流れる電流により励磁コイルと半筒体との間に磁束が形成されて半筒体で渦電流が発生して半筒体が発熱するようになる。そのために、励磁コイルに供給される電力のほとんどが加熱部材を構成する半筒体自身の発熱に用いられて加熱部材の熱効率を高めることができ、よって、定着装置の立ち上がり時間を短縮することができる。
請求項3に記載された発明によれば、前記定着ベルトが、導電層を有しているので、前記加熱部材の励磁コイルと加熱部材の半筒体に巻回された定着ベルトとの間でも磁束が形成されて、定着ベルトでも渦電流が発生して定着ベルト自身が発熱するようになる。そのために、定着ベルトは、加熱部材の半筒体から伝達される熱とともにベルト自身で発熱する熱によっても加熱されるようになり、よって、定着装置の立ち上がり時間をより短縮することができる。
請求項4に記載された発明によれば、前記励磁コイルが、前記半筒体の内周面に接するように配設されているので、励磁コイルのコイルギャップを縮めて電力ロスを小さくすることができ、そのために、加熱部材の熱効率を高めることができ、定着装置の立ち上がり時間を短縮することができる。
請求項5に記載された発明によれば、前記加熱部材が、それを構成する半筒体の径方向開口を覆うように断熱部を備えているので、放熱による熱損失を防ぐことができ、そのために、加熱部材の熱効率を高めることができ、定着装置の立ち上がり時間を短縮することができる。
請求項6に記載された発明によれば、前記加熱部材が、それを構成する半筒体を前記定着ローラから離れる方向に移動するようにテンション付与部を備えているので、加熱部材の半筒体と定着ローラとの間に巻回された定着ベルトにテンションローラを設けることなくテンションを付与することができ、定着ベルトのスリップ等による速度ムラを防いで定着ベルトを安定して走行させることができる。また、テンションローラの設置を省略することにより、定着ベルトからテンションローラに逃げる熱がなくなり、そのために、加熱部材の熱効率を高めることができ、定着装置の立ち上がり時間を短縮することができる。
請求項7に記載された発明によれば、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の定着装置を備えている画像形成装置であるので、加熱部材を構成する回転が規制された半筒体全体が発熱されてこの熱が定着ベルトに伝達されるようになり、従来のような加熱部材全体の発熱に寄与しない部分が存在せず、加熱部材全体の熱容量を小さくすることができ、そのために、加熱部材の熱効率を高めて定着装置の立ち上がり時間を短縮することができ、よって、画像形成装置の電源投入時や再起動時の立ち上がり時間を短縮することができる。
次に、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態を示す定着装置の側面図であり、同図に示すように、定着装置1は、加熱部材2と、該加熱部材2と対向して設けられた定着ローラ3と、前記加熱部材2と前記定着ローラ3との間に巻回されて前記加熱部材2により加熱される定着ベルト4と、該定着ベルト4を介して前記定着ローラ3に圧接される加圧ローラ5とを備えている。
前記加熱部材2は、断面円弧状の半筒体21で構成されていて、該半筒体21の外周面21aと定着ベルト4とが接して、加熱部材2の熱が定着ベルト4に伝達されて定着ベルト4が加熱されるようになっている。前記半筒体21には、その両端部に図示しない固定部材が設けられていて、半筒体21の外周面21aに巻回された定着ベルト4の走行力によって半筒体21自体が回転移動しないように半筒体21の回転を規制するように構成されている。前記半筒体21は、ステンレス鋼等の金属材料で形成されていて、半筒体21の表面には、ニッケル等の磁性導電性材料からなる図示しない導電層がメッキにより形成されている。該導電層は、肉厚が0.37〜1mm程度になるように形成されている。
前記半筒体21を挟んでその半筒体21の内外には、その半筒体の軸方向に延在する励磁コイル22が配設され、そして、該励磁コイル22は、半筒体21の両端部で内側のコイル22aと外側のコイル22bとが接続されたループ状となっている。また、前記励磁コイル22のうち外側のコイル22bは、前記半筒体21に巻回された定着ベルト4が走行できるように半筒体21の外周面21aからわずかに離れて直線状に並ぶように配設され、内側のコイル22aは、前記半筒体21の内周面21bに接するように配設されている。そして、前記導電層を有する半筒体21と、該半筒体21の内外に配設された励磁コイル22とによって、電磁誘導加熱方式の加熱部材2が構成されるようになっている。
また、前記加熱部材2を構成する前記半筒体21の前記定着ローラ3側に向けて開口した径方向開口部21cには、該開口部21cを覆うように板状の断熱部23が設けられている。該断熱部23は、厚さ1mmのセラミック材で形成されている。
さらに、前記加熱部材2を構成する前記半筒体21には、バネやゴム等の弾性部材で構成されたテンション付与部24が設けられている。該テンション付与部24は、例えば前記半筒体21の両端部に取り付けられて、前記テンション付与部24の引っ張り力により前記半筒体21が半筒体21と対向する定着ローラ3から離れる方向(図1のA方向)に移動するようにように構成されている。これにより、加熱部材2の半筒体21と定着ローラ3との間に巻回された定着ベルト4にテンションを付与することができるようになっている。
前記加熱部材2と対向する定着ローラ3は、ステンレス鋼等からなる芯金31を有し、そして、該芯金31の表面には、シリコーンゴム等の弾性層32が形成されている。該弾性層32は、肉厚が3〜10mmでアスカー硬度が10〜50度となるように形成されている。前記定着ローラ3と前記加熱部材2の半筒体21との間には、無端状の定着ベルト4が巻回され、該定着ベルト4は、定着ローラ3の回転とともに前記半筒体21の外周面21aを摺るようにして走行するようになっている。
また、前記定着ローラ3には、前記定着ベルト4を介して加圧ローラ5が圧接されるようになっている。該加圧ローラ5は、アルミニウム、銅等からなる筒体51を有しそして、該筒体51の表面には、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の弾性層52が形成されている。該記弾性層52は、肉厚が1〜5mmでアスカー硬度が20〜50度となるように形成されている。前記加圧ローラ5は、定着ベルト4を介して定着ローラ3に圧接されるとともに、定着ベルト4の走行に従動して回転するようになっており、そして、加圧ローラ5と定着ベルト4との間には、ニップ部6が形成されている。該ニップ部6にトナー像7が形成された転写紙8を通過させることにより、前記トナー像7が加熱された定着ベルト4と加圧ローラ5とで加熱加圧されて、転写紙8上に溶融定着するようになっている。
ここで、前記定着ベルト4についてより詳細に説明する。図2(A)に示すように、定着ベルト4は、基材41上に導電層42(発熱層)、弾性層43、離型層44が順次形成された4層構造の無端状ベルトとして構成されている。前記基材41は、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、PES(ポリエーテルスルフォン)、PPS(ポリフェニレンスルフィド)、フッ素樹脂等の絶縁性の耐熱樹脂材料から構成されている。前記基材41の層厚は、熱容量及び強度の点から30〜200μmに形成されている。
前記定着ベルト4の導電層42は、ニッケル等の磁性導電性材料からなり、その層厚が0.36mmを超えるように形成されている。前記導電層42は、前記基材41上にメッキ、スパッタ、真空蒸着等を行うことにより形成される。ここで、前記導電層42には、常温環境(20℃)における体積固有抵抗率が7.0×10-6Ωcm以下となる磁性導電性材料が選定されるが、現実的には、体積固有抵抗率が最も低い銀の値を考慮して、常温環境における体積固有抵抗率が1.5×10-6〜7.0×10-6Ωcmの範囲となる磁性導電性材料が選定される。したがって、ニッケルの他に、コバルトやそれらの合金を選定することもできる。
前記定着ベルト4の弾性層43は、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等からなり、層厚が50〜500μmでアスカー硬度が5〜50度となるように形成されている。これにより、出力画像において、光沢ムラのない均一な画質を得ることができる。
前記定着ベルト4の離型層44は、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(FEP)等のフッ素樹脂、これらの樹脂の混合物、又はこれらの樹脂を耐熱性樹脂に分散させたもので構成されている。前記離型層44の層厚は、5〜50μm(好ましくは、10〜30μm)に形成されている。これにより、定着ベルト4上のトナー離型性が担保されるとともに、定着ベルト4の柔軟性が確保される。なお、前記定着ベルト4の各層41〜44の間に、プライマ層等を設けることもできる。
また、前記定着ベルト4を、図2(B)〜(D)に示すような多層構造体とすることもできる。図2(B)の定着ベルト4は、導電層42、弾性層43、離型層44からなる。ここで、前記導電層42は、ポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES、PPS、フッ素樹脂等の樹脂材料に磁性導電性粒子を分散した構成とすることができる。その場合、樹脂材料に対して磁性導電性粒子を20〜90重量%の範囲内で添加する。具体的には、ワニス状態の樹脂材料中に、ロールミル、サンドミル、遠心脱泡装置等の分散装置を用いて磁性導電性粒子を分散する。これを溶剤により適当な粘度に調整して、金型により所望の層厚に成形する。
図2(C)の定着ベルト4は、複数の導電層42が基材41の中に設けられて、その上に弾性層43、離型層44が順次形成されている。また、図2(D)の定着ベルト4は、基材41上に複数の導電層42を備えた弾性層43が形成されて、さらに表面層として離型層44が形成されている。なお、図2(C)、(D)の導電層42は、図2(A)に示したものと同じ構成である。
前記定着装置1では、前記加熱部材2の励磁コイル22に交流電流を流すと、励磁コイル22と導電層が形成された半筒体21との間で磁束が生成消滅を繰り返し、励磁コイル22が内外に配設された半筒体21で渦電流が発生して半筒体21が発熱する。この半筒体21の熱は、半筒体21の外周面21aに摺るように巻回された定着ベルト4に伝達され、これにより、定着ベルト4がニップ部6で定着を行うために必要な温度(160〜170°C)に加熱されるようになっている。
本発明においては、前記加熱部材2が、定着ベルト4と接して定着ベルト4を加熱できるように断面円弧状の半筒体21で構成され、そして、該半筒体21が、回転を規制するように構成されているので、加熱部材2を構成する回転が規制された半筒体21全体が発熱されてこの熱が定着ベルト4に伝達されるようになり、従来のような加熱部材全体の発熱に寄与しない部分が存在せず、そのために、加熱部材2(半筒体21)全体の熱容量を小さくすることができ、よって、加熱部材2(半筒体21)の熱効率を高めることができ、定着装置1の立ち上がり時間を短縮することができる。また、前記加熱部材2を構成する半筒体21が回転を規制するように構成されているので、加熱部材から発熱される熱の分散を防ぐことができ、そのために、定着ベルト4に伝達される熱効率を高めることができる。
本発明においては、前記加熱部材2が、前記半筒体21に形成された導電層と、前記半筒体21を挟んでその半筒体21の内外においてその半筒体21の軸方向に配設された励磁コイル22とを備えているので、加熱部材2が電磁誘導加熱方式の加熱部材として構成されるようになり、励磁コイル22に流れる電流により励磁コイル22と半筒体21との間に磁束が形成されて半筒体21で渦電流が発生して半筒体21が発熱するようになる。そのために、励磁コイル22に供給される電力のほとんどが加熱部材2を構成する半筒体21自身の発熱に用いられて加熱部材2(半筒体21)の熱効率を高めることができ、よって、定着装置1の立ち上がり時間を短縮することができる。
また、本発明においては、前記定着ベルト4が前記導電層42を有しているので、前記加熱部材2の励磁コイル22と加熱部材2の半筒体21に巻回された定着ベルト4との間でも磁束が形成されて、定着ベルト4でも渦電流が発生して定着ベルト4自身が発熱するようになる。そのために、定着ベルト4は、加熱部材2の半筒体21から伝達される熱とともにベルト自身で発熱する熱によっても加熱されるようになり、よって、定着装置1の立ち上がり時間をより短縮することができる。
本発明においては、前記加熱部材2の半筒体21の内外においてその半筒体21の軸方向に配設された励磁コイル22のうち、内側のコイル22aが半筒体21の内周面21bに接するように配設されているので、励磁コイル22のコイルギャップを縮めて電力ロスを小さくすることができ、そのために、加熱部材2(半筒体21)の熱効率を高めることができ、定着装置1の立ち上がり時間を短縮することができる。
本発明においては、前記加熱部材2が、それを構成する半筒体21の径方向開口部21cを覆うように断熱部23を備えているので、放熱による熱損失を防ぐことができ、そのために、加熱部材2(半筒体21)の熱効率を高めることができ、定着装置1の立ち上がり時間を短縮することができる。
本発明においては、前記加熱部材2が、それを構成する半筒体21を前記定着ローラ3から離れる方向に移動するようにテンション付与部24を備えているので、加熱部材2の半筒体21と定着ローラ3との間に巻回された定着ベルト4にテンションローラを設けることなくテンションを付与することができ、定着ベルト4のスリップ等による速度ムラを防いで定着ベルト4を安定して走行させることができる。また、テンションローラの設置を省略することにより、定着ベルト4からテンションローラに逃げる熱がなくなり、そのために、加熱部材2(半筒体21)の熱効率を高めることができ、定着装置1の立ち上がり時間を短縮することができる。
図1に示した実施形態では、前記加熱部材2が、半筒体21に形成された導電層と、半筒体21を挟んでその半筒体21の内外においてその半筒体21の軸方向に配設された励磁コイル22とを備えた電磁誘導加熱方式の加熱部材で構成されているが、熱源としてハロゲンヒータを用いた加熱部材でも構成可能である。その場合、前記半筒体の軸心部分に半筒体の内周壁に向けてハロゲンヒータを設置するのが、熱効率上最も好ましい。すなわち、本発明においては、前記加熱部材2が、定着ベルト4と接して定着ベルト4を加熱できるように断面円弧状の半筒体21で構成され、そして、該半筒体21が、回転を規制するように構成されていれば、加熱部材2の熱源については如何なるものでも良い。
図1に示した実施形態では、前記加熱部材2の半筒体21の内外においてその半筒体21の軸方向に配設された励磁コイル22のうち、内側のコイル22aが、半筒体21の内周面21bに接するように構成されているが、外側のコイル22bと同じように直線状に並ぶように構成することも可能である。このようすれば、半筒体21を挟んで半筒体21の内外にループ状に配設される励磁コイル22の巻回が容易となる。
また、図1に示した実施形態では、前記加熱部材2が、それを構成する半筒体21の径方向開口部21cを覆うように断熱部23を備えているが、該断熱部23を省略することも可能である。前記断熱部23を省略することにより、部品点数の増加を防止してコストの高騰を防止できる。
図3は、前記した本発明の定着装置1を備えた画像形成装置の一実施形態を示す側面図であり、同図に示すように、画像形成装置Pは、装置本体101と、画像情報に基づいた露光光102を感光体ドラム103上に照射する露光部104と、前記装置本体101に着脱自在に設置される作像部としてのプロセスカートリッジ部105と、前記感光体ドラム102上に形成されたトナー像を転写紙8に転写する転写部106と、転写紙8上の未定着画像を定着する前記定着装置1とを備えている。
前記画像形成装置Pにおいては、前記露光部104から画像情報に基づいたレーザ光等の露光光102がプロセスカートリッジ部105の感光体ドラム103上に照射されると、感光体ドラム103上には、所定の電子写真プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程)を経て画像情報に対応したトナー像が形成される。
一方、装置本体101の下部に設けられた給紙部107から搬送経路108上に送られる転写紙8は、レジストローラ109の位置に達すると、前記感光体ドラム103に形成されたトナー像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて転写部106に送られる。転写部106では、感光体ドラム103上のトナー像が転写紙8上に転写され、転写後の転写紙8は搬送経路108を経て定着装置1に送られる。
定着装置1に達した転写紙8は、定着ベルト4と加圧ローラ5とで構成されるニップ部6に挿通され、定着ベルト4から受ける熱と加圧ローラ5から受ける圧力とによって、トナー像が転写紙8上に溶融定着される。トナー像が定着された転写紙8は、出力画像として装置本体101から排出されて排紙トレイ110上に載置される。このようにして、一連の画像形成プロセスが完了するようになっている。
本発明においては、前記画像形成装置Pは、加熱部材2が、定着ベルト4と接して定着ベルト4を加熱できるように断面円弧状の半筒体21で構成され、そして、該半筒体21が、回転を規制するように構成された定着装置1を備えているので、加熱部材2を構成する回転が規制された半筒体21全体が発熱されてこの熱が定着ベルト4に伝達されるようになり、従来のような加熱部材全体の発熱に寄与しない部分が存在せず、加熱部材2(半筒体21)全体の熱容量を小さくすることができ、そのために、加熱部材2(半筒体21)の熱効率を高めて定着ベルト4が必要な定着温度に加熱されるまでの立ち上がり時間を短縮することができ、よって、画像形成装置Pの電源投入時や再起動時の立ち上がり時間を短縮することができる。
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形することができる。
(実施例1)
図4(B)に示すように、加熱部材2は、R12.5mmの半筒体21で構成し、半筒体21の回転を規制するように両端部を固定した。半筒体21は、SUSで形成し、導電層ニッケル材を厚さ1.0mmメッキした。表層にはフッ素樹脂(PTFE)を厚さ15μmでコーティングした。励磁コイル22を半筒体21の内外にループ状に配設し、コイルギャップを15mmとして、加熱部材2を得た。
図4(B)に示すように、加熱部材2は、R12.5mmの半筒体21で構成し、半筒体21の回転を規制するように両端部を固定した。半筒体21は、SUSで形成し、導電層ニッケル材を厚さ1.0mmメッキした。表層にはフッ素樹脂(PTFE)を厚さ15μmでコーティングした。励磁コイル22を半筒体21の内外にループ状に配設し、コイルギャップを15mmとして、加熱部材2を得た。
(実施例2)
図4(C)に示すように、加熱部材2は、R12.5mmの半筒体21で構成し、半筒体21の回転を規制するように両端部を固定した。半筒体21は、SUSで形成し、導電層ニッケル材を厚さ1.0mmでメッキした。表層にはフッ素樹脂(PTFE)を厚さ15μmでコーティングした。励磁コイル22を半筒体21の内外にループ状に配設し、内側のコイル22aを半筒体21の内周面に接するように配設してコイルギャップを最短部分で7.5mmとして、加熱部材2を得た。
図4(C)に示すように、加熱部材2は、R12.5mmの半筒体21で構成し、半筒体21の回転を規制するように両端部を固定した。半筒体21は、SUSで形成し、導電層ニッケル材を厚さ1.0mmでメッキした。表層にはフッ素樹脂(PTFE)を厚さ15μmでコーティングした。励磁コイル22を半筒体21の内外にループ状に配設し、内側のコイル22aを半筒体21の内周面に接するように配設してコイルギャップを最短部分で7.5mmとして、加熱部材2を得た。
(実施例3)
図4(D)に示すように、加熱部材2は、R12.5mmの半筒体21で構成し、半筒体21の回転を規制するように両端部を固定した。半筒体21は、SUSで形成し、導電層ニッケル材を厚さ1.0mmでメッキした。表層にはフッ素樹脂(PTFE)を厚さ15μmでコーティングした。励磁コイル22を半筒体21の内外にループ状に配設し、コイルギャップを15mmとした。また、半筒体21の径方向開口部21cに、板状の断熱部23を設け、該断熱部23を厚さ1mmのセラミック材として、加熱部材2を得た。
図4(D)に示すように、加熱部材2は、R12.5mmの半筒体21で構成し、半筒体21の回転を規制するように両端部を固定した。半筒体21は、SUSで形成し、導電層ニッケル材を厚さ1.0mmでメッキした。表層にはフッ素樹脂(PTFE)を厚さ15μmでコーティングした。励磁コイル22を半筒体21の内外にループ状に配設し、コイルギャップを15mmとした。また、半筒体21の径方向開口部21cに、板状の断熱部23を設け、該断熱部23を厚さ1mmのセラミック材として、加熱部材2を得た。
(実施例4)
図4(E)に示すように、加熱部材2は、R12.5mmの半筒体21で構成し、半筒体の回転を規制するように両端部を固定した。半筒体21は、SUSで形成し、導電層ニッケル材を厚さ1.0mmでメッキした。表層にはフッ素樹脂(PTFE)を厚さ15μmでコーティングした。励磁コイル22を半筒体21の内外にループ状に配設し、内側のコイル22aを半筒体21の内周面に接するように配設してコイルギャップを最短部分で7.5mmとした。また、半筒体21の径方向開口部21cに、板状の断熱部23を設け、該断熱部23を厚さ1mmのセラミック材として、加熱部材2を得た。
図4(E)に示すように、加熱部材2は、R12.5mmの半筒体21で構成し、半筒体の回転を規制するように両端部を固定した。半筒体21は、SUSで形成し、導電層ニッケル材を厚さ1.0mmでメッキした。表層にはフッ素樹脂(PTFE)を厚さ15μmでコーティングした。励磁コイル22を半筒体21の内外にループ状に配設し、内側のコイル22aを半筒体21の内周面に接するように配設してコイルギャップを最短部分で7.5mmとした。また、半筒体21の径方向開口部21cに、板状の断熱部23を設け、該断熱部23を厚さ1mmのセラミック材として、加熱部材2を得た。
(比較例)
図4(A)に示すように、加熱部材2は、φ25mmの筒体25で構成し、回転するように両端部を軸支した。筒体25の芯金は、SUSで形成し、導電層ニッケル材を厚さ1.0mmでメッキした。励磁コイル22を筒体25の内外にループ状に配設し、コイルギャップを15mmとして、加熱部材2を得た。
図4(A)に示すように、加熱部材2は、φ25mmの筒体25で構成し、回転するように両端部を軸支した。筒体25の芯金は、SUSで形成し、導電層ニッケル材を厚さ1.0mmでメッキした。励磁コイル22を筒体25の内外にループ状に配設し、コイルギャップを15mmとして、加熱部材2を得た。
以上の実施例1〜4及び比較例の加熱部材2を、図1に示す定着装置1を備えた画像形成装置Pに装着して、立ち上がり時間を測定した。定着装置1の定着ローラ3は、SUS軸がφ15mm、スポンジゴムがφ35mm、加圧ローラ5は、鉄芯金がφ26mm、弾性シリコーンゴム層が2mm、表層フッ素樹脂が30μm、定着ベルト4は、基材がポリイミドで層厚が70μm、弾性シリコーンゴム層が200μm、表層フッ素樹脂が30μmとした。
測定結果の評価条件は、立ち上がり時間として常温放置の画像形成装置Pの電源投入から定着温度到達までの時間を測定し、評価基準となる目標の立ち上がり時間を30秒以下とし、到達定着温度を定着ベルトの外表面で160°Cとし、線速を138mm/s、600dpiとした。
(評価結果)
評価結果は、次の表1及び図5に示される。
評価結果は、次の表1及び図5に示される。
表1及び図5から明らかなように、比較例と比較して、実施例1では、立ち上がり時間が24秒であり、目標の時間を下回った。加熱部材2を構成する回転が規制された半筒体21全体が発熱されてこの熱が定着ベルト4に伝達され、従来のような加熱部材全体の発熱に寄与しない部分が存在しないために、加熱部材2(半筒体21)全体の熱容量が小さくなり、よって、加熱部材2(半筒体21)の熱効率が高まり、定着装置1の立ち上がり時間が短縮した。
実施例2では、立ち上がり時間が20秒であり、目標の時間を下回った。実施例1の構成に加えて、半筒体21の内外にループ状に配設された励磁コイル22のうち内側のコイル22aが半筒体21の内周面に接するように配設したので、コイルギャップを縮めて電力ロスを小さくすることができ、よって、加熱部材2(半筒体21)の熱効率が高まり、定着装置1の立ち上がり時間がより短縮した。
実施例3では、立ち上がり時間が21秒であり、目標の時間を下回った。実施例1の構成に加えて、半筒体21の径方向開口部21cに板状の断熱部23を設けたので、放熱による熱損失を防ぐことができ、よって、加熱部材2(半筒体21)の熱効率が高まり、定着装置1の立ち上がり時間がより短縮した。
実施例4では、立ち上がり時間が17秒であり、目標の時間を下回りかつ最短であった。実施例1の構成に加えて、半筒体21の内外にループ状に配設された励磁コイル22のうち内側のコイル22aが半筒体21の内周面に接するように配設し、また、半筒体21の径方向開口部21cに板状の断熱部23を設けたので、コイルギャップを縮めて電力ロスを小さくすることができるとともに、放熱による熱損失を防ぐことができ、よって、加熱部材2(半筒体21)の熱効率が高まり、定着装置1の立ち上がり時間がより短縮した。
1 定着装置
2 加熱部材
21 半筒体
21a 半筒体の外周面
21b 半筒体の内周面
21c 半筒体の径方向開口部
22 励磁コイル
22a 内側のコイル
22b 外側のコイル
23 断熱部
24 テンション付与部
25 筒体
3 定着ローラ
31 芯金
32 弾性層
4 定着ベルト
41 基材
42 導電層
43 弾性層
44 離型層
5 加圧ローラ
51 筒体
52 弾性層
6 ニップ部
7 トナー像
8 転写紙
P 画像形成装置
101 装置本体
102 露光光
103 感光体ドラム
104 露光部
105 プロセスカートリッジ部
106 転写部
107 給紙部
108 搬送経路
109 レジストローラ
110 排紙トレイ
2 加熱部材
21 半筒体
21a 半筒体の外周面
21b 半筒体の内周面
21c 半筒体の径方向開口部
22 励磁コイル
22a 内側のコイル
22b 外側のコイル
23 断熱部
24 テンション付与部
25 筒体
3 定着ローラ
31 芯金
32 弾性層
4 定着ベルト
41 基材
42 導電層
43 弾性層
44 離型層
5 加圧ローラ
51 筒体
52 弾性層
6 ニップ部
7 トナー像
8 転写紙
P 画像形成装置
101 装置本体
102 露光光
103 感光体ドラム
104 露光部
105 プロセスカートリッジ部
106 転写部
107 給紙部
108 搬送経路
109 レジストローラ
110 排紙トレイ
Claims (7)
- 加熱部材と、該加熱部材と対向して設けられた定着ローラと、前記加熱部材と前記定着ローラとの間に巻回されて前記加熱部材により加熱される定着ベルトと、該定着ベルトを介して前記定着ローラに圧接される加圧ローラとを備えた定着装置において、
(イ)前記加熱部材が、前記定着ベルトと接して定着ベルトを加熱できるように断面円弧状の半筒体で構成され、そして、
(ロ)前記半筒体が、回転を規制するように構成されている
ことを特徴とする定着装置。 - 前記加熱部材が、前記半筒体に形成された導電層と、前記半筒体を挟んでその半筒体の内外においてその半筒体の軸方向に配設された励磁コイルとを備えていることを特徴とする請求項1記載の定着装置。
- 前記定着ベルトが、導電層を有していることを特徴とする請求項2記載の定着装置。
- 前記励磁コイルが、前記半筒体の内周面に接するように配設されていることを特徴とする請求項2又は3記載の定着装置。
- 前記加熱部材が、それを構成する半筒体の径方向開口を覆うように断熱部を備えていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の定着装置。
- 前記加熱部材が、それを構成する半筒体を前記定着ローラから離れる方向に移動するようにテンション付与部を備えていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の定着装置。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005338139A JP2007147683A (ja) | 2005-11-24 | 2005-11-24 | 定着装置及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005338139A JP2007147683A (ja) | 2005-11-24 | 2005-11-24 | 定着装置及び画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007147683A true JP2007147683A (ja) | 2007-06-14 |
Family
ID=38209200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005338139A Withdrawn JP2007147683A (ja) | 2005-11-24 | 2005-11-24 | 定着装置及び画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007147683A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009063783A (ja) * | 2007-09-06 | 2009-03-26 | Ricoh Co Ltd | 耐熱性樹脂ベルト及びこれを具備する画像形成装置 |
JP2009069635A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Ricoh Co Ltd | 耐熱性樹脂ベルト及びこれを具備する画像形成装置 |
CN101900983A (zh) * | 2009-05-28 | 2010-12-01 | 夏普株式会社 | 定影装置和具备该定影装置的图像形成装置 |
-
2005
- 2005-11-24 JP JP2005338139A patent/JP2007147683A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009063783A (ja) * | 2007-09-06 | 2009-03-26 | Ricoh Co Ltd | 耐熱性樹脂ベルト及びこれを具備する画像形成装置 |
JP2009069635A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Ricoh Co Ltd | 耐熱性樹脂ベルト及びこれを具備する画像形成装置 |
CN101900983A (zh) * | 2009-05-28 | 2010-12-01 | 夏普株式会社 | 定影装置和具备该定影装置的图像形成装置 |
CN101900983B (zh) * | 2009-05-28 | 2012-12-05 | 夏普株式会社 | 定影装置和具备该定影装置的图像形成装置 |
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