JP3967345B2 - 誘導加熱装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents
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Description
まず、本発明を適用する誘導加熱装置の一例を図1を参照しながら説明する。
図4は、加熱ローラ1の具体的な構造を示す断面図である。この例の加熱ローラ1は、導電性芯材1a上に、非導電性耐熱支持部材1b、表面発熱層1c、耐熱弾性層1d及び表面離型層1eが順で順次積層されている点に特徴がある。その各層の仕様と設置目的・効果について、以下に説明する。
この実施例2では表面発熱層を構成する材料に特徴がある。前記した実施例1との違いは、実施例1では表面発熱層に薄肉金属を使用するのに対し、樹脂材料もしくはゴム材料中に導電性フィラーを分散させたものを使用している点にある。なお、導電性フィラーとしては、例えば、ニッケルや鉄、アルミニウムや銀など金属材、もしくはカーボンなどの導電材等が挙げられる。
加熱ローラ1の他の実施例について説明する。この実施例の加熱ローラ1も、前記した<実施例1>と同様に、導電性芯材1a上に、非導電性耐熱支持部材1b、表面発熱層1c、耐熱弾性層1d及び表面離型層1eがこの順で順次形成されている(図4)。その各層及び導電性芯材の詳細を以下に説明する。
表面発熱層のベース部材と非導電性耐熱支持部材のベース部材とを線膨張係数の異なる材料で加熱ローラを作製した。具体的には、非導電性耐熱支持部材として、上記した実施例中のシリコーンゴムを使用し、表面発熱層のベース部材としてポリイミド(PI;線膨張係数=4×10-5/℃)を使用した。その他の層は、上記した実施例3と同じものを使用した。
(S1)加熱ローラを室温から130℃まで加熱
(S2)加熱ローラの温度を130℃に10分間維持
(S3)加熱ローラを130℃から室温まで冷却
以上の加熱冷却試験を行った結果、下記の表4に示すように、比較例1では、加熱ローラを130℃から室温まで冷却すると、加熱ローラの軸方向にしわが発生し、その後、繰り返して加熱冷却を行ってもしわは改善されなかった。これに対し実施例3では、特に、加熱ローラにしわが発生しなかった。これは、加熱ローラの加熱冷却サイクルにおいて、ほぼ同じ伸び縮みを行うためである。
導電性芯材上に非導電性耐熱支持部材を形成したもの(弾性ローラ)と、発熱層の上に耐熱弾性層及び表面離型層を形成したもの(円筒状発熱部材)とを別部材として形成し、後加工により、前記弾性ローラの外周上に、接着剤を塗布した後、前記円筒状発熱部材を挿入することにより加熱ローラを作製した。
この実施例4は、誘導加熱の加熱制御方法において、加熱ローラの2つの発熱層つまり導電性芯材と表面発熱層との発熱比率を変更するために、動作モードに応じて駆動周波数を変更する点に特徴がある。その他の構成は、これまでの実施例で説明した構成を同じである。例えば、加熱ローラに関して説明すれば、表面発熱層には樹脂材料中に導電フィラーを分散させたものを使用すること以外は、実施例1と同じ構成としている。
図9は本発明の誘導加熱装置の別の例の構成を模式的に示す図である。
図10は本発明の誘導加熱装置を適用するカラー画像形成装置の一例を模式的に示す図である。
1 加熱ローラ
1a 導電性芯材
1b 非導電性耐熱支持部材
1c 表面発熱層
1d 耐熱弾性層
1e 表面離型層
2 磁界発生手段
2a 加熱コイル
3 加圧ローラ
4 励磁回路
40 コイル電流発生部
5 温度検知素子(サーミスター)
6 補助熱源(ハロゲンランプ)
7 ランプ駆動回路
8 CPU
100 画像形成装置
100Y,100M,100C,100B 可視像形成ユニット
111 感光体ドラム
112 帯電ローラ
113 レーザ光照射手段
114 現像器
115 転写ローラ
116 クリーナ
Claims (9)
- 導電性発熱層を有する加熱ローラと、前記加熱ローラの外周側に配置された磁界発生手段とを備え、前記磁界発生手段で発生させた交番磁界を、前記加熱ローラの導電性発熱層に鎖交させることで前記導電性発熱層を発熱させ、前記加熱ローラの外周側で前記磁界発生手段が設けられていない開口部分で当該加熱ローラの熱を被加熱材に伝えるように構成された誘導加熱装置において、
前記加熱ローラの導電性発熱層は、当該加熱ローラを支持する導電性芯材と、前記導電性芯材上に蓄熱作用を有する非導電性耐熱支持部材を介して設けられ前記磁界発生手段で発生させた交番磁界により発熱する表面発熱層とを有し、前記表面発熱層の厚さが、前記交番磁界の一部を透過させ、その透過した交番磁界を前記導電性芯材に鎖交させて当該導電性芯材を加熱しうるように薄く設定されていることを特徴とする誘導加熱装置。 - 前記表面発熱層は、可撓性を有する部材中に導電性部材が分散された複合材で形成されていることを特徴とする請求項1記載の誘導加熱装置。
- 前記加熱ローラは、前記導電性芯材上に、前記非導電性耐熱支持部材、前記表面発熱層、弾性層及び表面離型層が形成されており、前記非導電性耐熱支持部材及び弾性層は、線膨張係数が所定の範囲内にある部材で構成されているとともに、前記表面発熱層は、線膨張係数が上記所定の範囲内にある非導電性耐熱支持部材または弾性層の素材をベース部材とし、そのベース部材中に導電性部材が分散された複合材で形成されていることを特徴とする請求項1記載の誘導加熱装置。
- 前記非導電性耐熱支持部材、表面発熱層、弾性層及び表面離型層は、この順で前記導電性芯材上に順次形成されていることを特徴とする請求項3記載の誘導加熱装置。
- 前記導電性芯材と表面離型層との間に形成される表面発熱層は、弾性層と発熱層とが交互に複数層ずつ形成された構造であることを特徴とする請求項3または4記載の誘導加熱装置。
- 前記被加熱材を加熱するに際して、前記加熱ローラを予め定められた温度に設定するときには第1の周波数の交番磁界で前記加熱ローラを加熱し、前記被加熱材の加熱処理を行うときには第2の周波数の交番磁界で前記加熱ローラを加熱する制御手段が設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の誘導加熱装置。
- 前記加熱ローラの内部に補助熱源が設けられているとともに、前記被加熱材を加熱する際に上記加熱ローラを予め定められた温度に設定する条件と前記被加熱材の加熱処理を行う条件に基づいて、上記磁界発生手段及び前記補助熱源の出力を制御する加熱源制御手段を備えていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の誘導加熱装置。
- 前記加熱源制御手段は、前記被加熱材を加熱する際に、前記補助熱源の出力を前記磁界発生手段の出力よりも小さくすることを特徴とする請求項7記載の誘導加熱装置。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の誘導加熱装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
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