JP2015127791A - ローラ、加熱部材、及びこれを備えた画像加熱装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 シート(P)上の画像(T)をニップ部(N)にて加熱する定着フィルム(100)と、定着フィルムに通電してこれを発熱させる通電回路(79)と、定着フィルムに当接してニップ部を形成する加圧ローラ(110)と、定着フィルムにその内面から当接して定着フィルムを前記ニップ部にて前記加圧ローラに当接させる弾性ローラであって、複数の空隙(124)と複数のフィラー粒子(123)とを含む弾性層(122)を備えた弾性ローラ(120)と、を有する定着装置(40)において、弾性層は、弾性ローラの軸線方向における熱伝導率が弾性ローラの径方向における熱伝導率の6倍から900倍である。
【選択図】 図2
Description
まず、画像形成装置の構成について図2を参照して説明する。図2は、本実施例における画像形成装置の一例である、フルカラーレーザビームプリンタの構成を示す断面図である。以降、このフルカラーレーザビームプリンタを単にプリンタ1と呼ぶ。
次に、プリンタ1に用いられる画像加熱装置としての定着装置40の構成について、図を用いて詳細に説明する。図2は、定着装置40の構成を示す断面図である。図3は、定着装置への通電構成を説明するための説明図である。なお、図3において、弾性ローラ120の図示を省略している。
次に、定着フィルム100の構成について図面を用いて詳細に説明する。図4は定着フィルム100の層構成を示す断面図である。図4において、矢印方向が定着フィルム100の内面側である。本実施例における定着フィルム100は、内面側から外面側へ順に、基層101、発熱層102、離型層104を備えた3層複合構造である。また、定着フィルム100の幅方向端部には、発熱層102の代わりに電極105が設けられている。
次に、本実施例の特徴的な構成である弾性ローラ120の弾性層122について説明する。本実施例の定着装置40では、定着フィルム100の内面に弾性ローラ120を設けることで、定着フィルム100の幅方向の熱移動(均熱効果)を向上させている。つまり、定着フィルム100の熱が、弾性ローラ120を介して定着フィルムの幅方向に移動可能となっている。このような構成により、定着フィルム100の幅よりも狭いサイズのシートPを用いて連続して定着プロセスを行ったときに生じる非通過部の昇温を低減している。ここでいう非通過部昇温とは、定着フィルム100の、シートPと接触しない(外側の)領域が定着プロセスの実効に伴い異常に昇温してしまう現象である。
弾性層122のベースポリマー126は付加硬化型液状シリコーンゴムを架橋硬化することで得られる。付加硬化型液状シリコーンゴムとは、ビニル基等の不飽和結合を有するオルガノポリシロキサン(甲)と、Si−H結合(ヒドリド)を有するオルガノポリシロキサン(乙)とを有する未架橋シリコーンゴムである。
針状フィラー123としては、図8で示す様に、直径Dに対する長さLの比が大きい、すなわちアスペクト比が高い材料を使用することができる。なお、針状フィラー底面の形状は円状でも角状でも構わず、配向する材料で有れば適用可能である。
針状フィラーの体積(体積%)={(Va−Vb)/Vall}×100
針状フィラー123の平均長さは、シリコーンゴム成分加熱除去後に残った針状フィラー123を顕微鏡で観察する一般的な方法により計測することができる。
熱伝導率=熱拡散率×定圧比熱×密度
なお、熱拡散率は、レーザーフラッシュ法熱定数測定装置(商品名:TC−7000、アルバック理工株式会社製)により測定する。定圧比熱は、示差走査熱量測定装置(商品名:DSC823e、メトラートレド株式会社製)により測定する。密度は、乾式自動密度計(商品名:アキュピック1330−1、株式会社島津製作所製)により測定する。
本実施例の空隙124の形成には、吸水性ポリマーに水を含ませた含水材料を用いて空隙を形成する方式(特開2002−114860公報に記載)を用いている。これは、発泡剤や、中空粒子等の空隙形成手段では針状フィラー123の配向阻害を起こす場合があるためである。
空隙率(体積%)=[{(Vall−(Мp×ρp+Va)}/Vall]×100
なお、本実施例の空隙量の計測では、計5個の評価サンプルについての平均値を採用している。
次に本実施例の立ち上がり時間の速さについてその効果の検証をおこなう。ここでの検証は、図3に示す定着装置40において、本実施例と比較例1とで弾性ローラ120の構成を変えて行なった対照実験である。
次に本実施例の非通過部昇温の抑制効果の検証をおこなう。ここでの検証は、図3に示す定着装置40において、本実施例と比較例1とで弾性ローラ120の構成を変えて行う対照実験である。図11は、本実施例と比較例において、定着フィルム100の非通過部の温度を測定したグラフである。図12は、定着フィルム100とシートPの位置関係の説明図である。
以上、本発明を適用することができる実施例について説明したが、本発明を適用できる範囲において、実施例に記載の構成を適宜変更してもよい。
79 通電回路(発熱手段)
100 定着フィルム(ベルト)
110 加圧ローラ(ニップ形成部材)
120 弾性ローラ(当接ローラ)
122 弾性層
123 針状フィラー
124 空隙
150 制御回路
P シート
T 画像
N ニップ
Claims (17)
- シート上の画像をニップ部にて加熱するエンドレス状のベルトと、
前記ベルトを発熱させる発熱手段と、
前記ベルトと当接して前記ニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記ベルトにその内面から当接して前記ベルトを前記ニップ部にて前記ニップ形成部材に当接させる当接ローラであって、複数の空隙と複数のフィラー粒子を含む弾性層を備えた当接ローラと、を有し、
前記弾性層は、前記当接ローラの軸線方向における熱伝導率が前記当接ローラの径方向における熱伝導率の6倍から900倍であることを特徴とする画像加熱装置。 - 前記弾性層の熱伝導率は、前記当接ローラの径方向において0.08W/(m・K)以上且つ0.4W/(m・K)以下であり、且つ、前記当接ローラの軸線方向において0.48W/(m・K)以上且つ360W/(m・K)以下であることを特徴とする請求項1に記載の画像加熱装置。
- 前記弾性層中における前記空隙の体積の割合が20%以上且つ70%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像加熱装置。
- 前記弾性層中における前記複数のフィラー粒子の体積の割合が5%以上且つ40%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像加熱装置。
- 前記ベルトの周方向において、前記ベルトと前記当接ローラとが接触する幅は前記ニップ部の幅よりも長いことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像加熱装置。
- 前記ニップ形成部材を介して前記ベルトを回転駆動する駆動手段を有し、前記当接ローラは前記ベルトに対して従動回転することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像加熱装置。
- 前記ベルトは給電によって発熱する抵抗発熱層を備え、前記発熱手段は前記抵抗発熱層に給電する給電手段を備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像加熱装置。
- シート上の画像を加熱する加熱部材において、発熱する発熱層と、前記発熱層よりも前記加熱部材の厚み方向内側に設けられた弾性層であって複数の空隙と複数のフィラー粒子を含む弾性層と、を有し、
前記弾性層は、前記加熱部材の長手方向における熱伝導率が前記加熱部材の厚み方向における熱伝導率の6倍から900倍であることを特徴とする加熱部材。 - 前記弾性層の熱伝導率は、前記加熱部材の厚み方向において0.08W/(m・K)以上且つ0.4W/(m・K)以下であって、且つ、前記加熱部材の長手方向において0.48W/(m・K)以上且つ360W/(m・K)以下であることを特徴とする請求項8に記載の加熱部材。
- 前記弾性層中における前記空隙の体積の割合が20%以上且つ70%以下であることを特徴とする請求項8又は9に記載の加熱部材。
- 前記弾性層中における前記フィラー粒子の体積の割合が5%以上且つ40%以下であることを特徴とする請求項8又は9に記載の加熱部材。
- 加熱ローラであることを特徴とする請求項8乃至11のいずれか1項に記載の加熱部材。
- 請求項8乃至12のいずれか1項に記載の加熱部材と、前記加熱部材の前記発熱層に給電してこれを発熱させる発熱手段と、を有し、
前記加熱部材によりシート上の画像を加熱することを特徴とする画像加熱装置。 - シート上の画像をニップ部にて加熱するエンドレス状のベルトと、前記ベルトに当接して前記ニップ部を形成するニップ形成部材と、を備える画像加熱装置に用いられ、前記ベルトにその内面から当接して前記ベルトを前記ニップ部にて前記ニップ形成部材に当接させる当接ローラにおいて、
複数の空隙と複数のフィラー粒子を含む弾性層を有し、
前記弾性層は、前記当接ローラの軸線方向における熱伝導率が前記当接ローラの径方向における熱伝導率の6倍から900倍であることを特徴とする当接ローラ。 - 前記弾性層の熱伝導率は、前記当接ローラの径方向において0.08W/(m・K)以上且つ0.4W/(m・K)以下であり、且つ、前記当接ローラの軸線方向において0.48W/(m・K)以上且つ360W/(m・K)以下であることを特徴とする請求項14に記載の当接ローラ。
- 前記弾性層中における前記空隙の体積の割合が20%以上且つ70%以下であることを特徴とする請求項14又は15に記載の当接ローラ。
- 前記弾性層中における前記複数のフィラー粒子の体積の割合が5%以上且つ40%以下であることを特徴とする請求項14乃至16のいずれか1項に記載の当接ローラ。
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