JP5845651B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents
定着装置および画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5845651B2 JP5845651B2 JP2011138194A JP2011138194A JP5845651B2 JP 5845651 B2 JP5845651 B2 JP 5845651B2 JP 2011138194 A JP2011138194 A JP 2011138194A JP 2011138194 A JP2011138194 A JP 2011138194A JP 5845651 B2 JP5845651 B2 JP 5845651B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- fixing
- support member
- magnetic
- fixing belt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/2053—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/2017—Structural details of the fixing unit in general, e.g. cooling means, heat shielding means
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
- G03G2215/20—Details of the fixing device or porcess
- G03G2215/2003—Structural features of the fixing device
- G03G2215/2016—Heating belt
- G03G2215/2035—Heating belt the fixing nip having a stationary belt support member opposing a pressure member
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
Description
請求項3記載の発明は、前記第2支持部材は、前記磁界生成部材に向かって突出する突出部を有し、前記第1支持部材の前記突出部と前記第2支持部材の前記突出部とが前記磁界生成部材に接することで、当該磁界生成部材を支持することを特徴とする請求項1または2記載の定着装置である。
請求項4記載の発明は、前記第1支持部材または前記第2支持部材と前記磁界生成部材との間に形成される間隙に、空気流を送り込む送風部材をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の定着装置である。
請求項7記載の発明は、前記定着手段は、前記第2支持部材を挟んで前記磁界生成部材と対向するとともに、当該磁界生成部材と非接触に配置され、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界を前記定着部材に導く磁路を形成する磁心部材をさらに備えることを特徴とする請求項5または6記載の画像形成装置である。
請求項8記載の発明は、前記突起は、前記第1支持部材および前記第2支持部材の双方に設けられることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項記載の画像形成装置である。
請求項2記載の発明によれば、磁界生成部材と磁心部材とを異なる部材で支持する場合に比べて、装置を小型化することができる。
請求項3記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、磁界生成部材と第1支持部材または第2支持部材との間において、磁界生成部材をより多く露出させることができる。
請求項4記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、第1支持部材または第2支持部材と磁界生成部材との間に、単位時間当たりに流れる空気の量を多くすることができる。
請求項5記載の発明によれば、誘導加熱方式の定着装置を搭載した画像形成装置において、本構成を有していない場合に比べて、交流磁界を生成する磁界生成部材の過剰な温度上昇を抑制することができる。
請求項6記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、間隙において単位時間当たりに流れる空気の量を多くすることができる。
請求項7記載の発明によれば、磁界生成部材と磁心部材とを絶縁するための部材を第2支持部材とは別に設ける場合に比べて、装置を小型化することができる。
請求項8記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、間隙において磁界生成部材をより多く露出させることができる。
[実施の形態1]
<画像形成装置の説明>
図1は本実施の形態の定着装置が適用される画像形成装置1の構成例を示した図である。図1に示す画像形成装置1は、所謂タンデム型のカラープリンタであり、画像データに基づき画像形成を行う画像形成部10、画像形成装置1全体の動作を制御する制御部31を備えている。さらには、例えばパーソナルコンピュータ(PC)3や画像読取装置(スキャナ)4等との通信を行って画像データを受信する通信部32、通信部32にて受信された画像データに対し予め定めた画像処理を施す画像処理部33を備えている。
画像形成ユニット11各々は、現像器15に収納されるトナーを除いて略同様に構成され、それぞれがイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像を形成する。
一方、一次転写後に感光体ドラム12に付着しているトナー(一次転写残トナー)、および二次転写後に中間転写ベルト20に付着しているトナー(二次転写残トナー)は、それぞれドラムクリーナ16、およびベルトクリーナ25によって除去される。
このようにして、画像形成装置1での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。
次に、本実施の形態の定着ユニット60について説明する。
図2および図3は本実施の形態の定着ユニット60の構成を示す図であり、図2は正面図、図3は図2におけるIII−III断面図である。
まず、断面図である図3に示すように、定着ユニット60は、交流磁界を生成するIH(Induction Heating)ヒータ80、IHヒータ80により電磁誘導加熱されてトナー像を定着する定着部材の一例としての定着ベルト61、定着ベルト61に対向するように配置された加圧ロール62、定着ベルト61を介して加圧ロール62から押圧される押圧パッド63を備えている。
さらに、定着ユニット60は、押圧パッド63等の構成部材を支持するホルダ65、IHヒータ80にて生成された交流磁界を誘導して磁路を形成する感温磁性部材64、感温磁性部材64を通過した磁力線を誘導する誘導部材66、定着ベルト61からの用紙Pの剥離を補助する剥離補助部材70を備えている。
さらに、正面図である図2に示すように、定着ユニット60は、IHヒータ80に対して冷却風を送風する送風手段(送風部材)としての送風ユニット300を備えている。
図4は、定着ベルト61の層構成を説明する図である。定着ベルト61は、原形が円筒形状の無端のベルト部材で構成され、例えば原形(円筒形状)時の直径が30mm、幅方向長が370mmに形成されている。また、図4に示すように、定着ベルト61は、基材層611、基材層611の上に積層された導電発熱層612、トナー像の定着性を向上させる弾性層613、最上層に被覆された表面離型層614からなる多層構造のベルト部材である。
具体的には、基材層611として、例えば、厚さ30〜200μm(好ましくは50〜150μm)の非磁性ステンレススチール等の非磁性金属や、厚さ60〜200μmの樹脂材料等が用いられる。
通常、IHヒータ80に交流電流を供給する励磁回路88(後述する図6参照)の電源としては、安価に製造できる汎用電源が使用される。そのため、IHヒータ80により生成される交流磁界の周波数は、一般に、汎用電源による20k〜100kHzとなる。それにより、導電発熱層612は、周波数20k〜100kHzの交流磁界が侵入し通過するように構成される。
そのため、導電発熱層612の厚さは、周波数20k〜100kHzの交流磁界が導電発熱層612に侵入し通過するように、(1)式で規定される導電発熱層612の表皮深さ(δ)よりも薄層に構成される。また、導電発熱層612を構成する材料として、例えば、Au,Ag,Al,Cu,Zn,Sn,Pb,Bi,Be,Sb等の金属や、これらの金属合金が用いられる。
また、定着ベルト61が定着設定温度まで加熱されるまでに要する時間(以下、「ウォームアップタイム」)を短縮する観点からも、導電発熱層612は、薄層に構成するのが好ましい。
表面離型層614は、用紙P上に保持された未定着トナー像と直接接触するため、離型性の高い材質が使用される。例えば、PFA(テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル重合体)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、シリコーン共重合体、またはこれらの複合層等が用いられる。表面離型層614の厚さとしては、薄すぎると、耐摩耗性の面で充分でなく、定着ベルト61の寿命を短くする。その一方で、厚すぎると、定着ベルト61の熱容量が大きくなりすぎ、ウォームアップタイムが長くなる。そこで、表面離型層614の厚さとして、耐摩耗性と熱容量とのバランスを考慮し、1〜50μmが好適である。
押圧パッド63は、シリコーンゴム等やフッ素ゴム等の弾性体や、LCP、PPS等の耐熱性樹脂で構成され、加圧ロール62と対向する位置にてホルダ65に支持される(図3参照)。そして、定着ベルト61を介して加圧ロール62から押圧される状態で配置され、加圧ロール62との間でニップ部Nを形成する。
また、押圧パッド63は、ニップ部Nの入口側(用紙Pの搬送方向上流側)のプレニップ領域63aと、ニップ部Nの出口側(用紙Pの搬送方向下流側)の剥離ニップ領域63bとで異なるニップ圧が設定されている。すなわち、プレニップ領域63aでは、加圧ロール62側の面がほぼ加圧ロール62の外周面に倣う円弧形状に形成され、均一で幅の広いニップ部Nを形成する。また、剥離ニップ領域63bでは、剥離ニップ領域63bを通過する定着ベルト61の曲率半径が小さくなるように、加圧ロール62表面から局所的に大きなニップ圧で押圧されるように形成される。それにより、剥離ニップ領域63bを通過する用紙Pに定着ベルト61表面から離れる方向のカール(ダウンカール)を形成して、用紙Pに対する定着ベルト61表面からの剥離を促進させている。
次に、感温磁性部材64は、定着ベルト61の内周面に倣った円弧形状で形成され、定着ベルト61の内周面とは予め定めた間隙(例えば、0.5〜1.5mm)を有するように近接させるが、非接触で配置される。感温磁性部材64を定着ベルト61と近接させて配置するのは、感温磁性部材64の温度が定着ベルト61の温度に対応して変化する、すなわち、感温磁性部材64の温度が定着ベルト61の温度と略同じ温度となるように構成するためである。また、感温磁性部材64を定着ベルト61と非接触で配置するのは、画像形成装置1のメインスイッチがオンされ、定着ベルト61が定着設定温度まで加熱される際に、定着ベルト61の熱が感温磁性部材64に流入するのを抑制して、ウォームアップタイムの短縮を図るためである。
なお、ここでの「透磁率変化開始温度」とは、透磁率(例えば、JIS C2531で測定される透磁率)が連続的に低下を開始する温度であり、例えば感温磁性部材64等の部材を透過する磁束量(磁力線の数)が変化し始める温度点をいう。したがって、透磁率変化開始温度は、物質が磁性を消失する温度であるキュリー点に近い温度となるが、キュリー点とは異なる概念を有するものである。
また、感温磁性部材64は、IHヒータ80により生成された交流磁界(磁力線)に対する表皮深さδ(上記(1)式参照)よりも薄い厚さで形成される。具体的には、例えばFe−Ni合金を用いた場合には50〜300μm程度に設定される。
押圧パッド63を支持するホルダ65は、押圧パッド63が加圧ロール62からの押圧力を受けた状態での撓み量が一定量以下となるように、剛性の高い材料で構成される。それにより、ニップ部Nにおける長手方向の圧力(ニップ圧N)の均一性を維持している。さらに、本実施の形態の定着ユニット60では、電磁誘導を用いて定着ベルト61を加熱する構成を採用していることから、ホルダ65は、誘導磁界に影響を与えないか、または与え難い材料であり、かつ、誘導磁界から影響を受けないか、または受け難い材料で構成される。例えば、ガラス混入PPS(ポリフェニレンサルファイド)等の耐熱性樹脂や、例えばAl,Cu,Ag等の常磁性金属材料等が用いられる。
誘導部材66は、感温磁性部材64の内周面に倣った円弧形状で形成され、感温磁性部材64の内周面とは予め定めた間隙(例えば、1.0〜5.0mm)を有する非接触に配置される。また、誘導部材66は、例えばAg,Cu,Alといった固有抵抗値が比較的小さい非磁性金属で構成される。そして、感温磁性部材64が透磁率変化開始温度以上の温度に上昇した際に、IHヒータ80により生成された交流磁界(磁力線)を誘導して、定着ベルト61の導電発熱層612よりも渦電流Iが発生し易い状態を形成する。それにより、誘導部材66の厚さは、渦電流Iが流れ易いように、表皮深さδ(上記(1)式参照)よりも充分に厚く(例えば、1.0mm)形成される。
次に、定着ベルト61の駆動機構について説明する。
正面図である図2に示したように、ホルダ65(図3参照)の軸方向両端部には、定着ベルト61の両端部の断面形状を円形に維持しながら定着ベルト61を周方向に回転駆動するエンドキャップ部材67が固定されている。そして、定着ベルト61は、両端部からエンドキャップ部材67を介した回転駆動力を直接的に受けて、例えば140mm/sのプロセススピードで図3の矢印C方向に回転移動する。なお、本実施の形態においては、定着ベルト61の回転方向と直交する方向(定着ベルト61の幅方向)を、定着ベルト61の長手方向と呼ぶ。
ここで図5は、(a)がエンドキャップ部材67の側面図であり、(b)が図5(a)をVb方向から見たエンドキャップ部材67の平面図である。図5に示したように、エンドキャップ部材67は、定着ベルト61の両端部内側に嵌合される固定部67a、固定部67aより外径が大きく形成され、定着ベルト61に装着された際に定着ベルト61よりも半径方向に張り出すように形成されたフランジ部67d、回転駆動力が伝達されるギヤ部67b、ホルダ65の両端部に形成された支持部65aと結合部材166を介して回転自在に結合されたベアリング軸受部67cを備える。そして、上記図2に示したように、ホルダ65の両端部の支持部65aが定着ユニット60の筐体69の両端部に固定されることで、エンドキャップ部材67は、支持部65aに結合されたベアリング軸受部67cを介して回転自在に支持される。
エンドキャップ部材67を構成する材質としては、機械的強度や耐熱性の高い所謂エンジニアリングプラスチックスが用いられる。例えば、フェノール樹脂、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、LCP樹脂等が適する。
このように、定着ベルト61が定着ベルト61の両端部から駆動力を直接受けて回転するので、定着ベルト61は安定して回転する。
また、エンドキャップ部材67のフランジ部67dにより定着ベルト61の片寄りを抑えているが、その際の定着ベルト61には、一般に、端部(フランジ部67d)側から軸方向に向けて1〜5N程度の圧縮力が働く。しかし、定着ベルト61がこのような圧縮力を受けた場合においても、定着ベルト61の基材層611が非磁性ステンレススチール等で構成されていることから、座屈等の発生が抑制される。
上記のように、本実施の形態の定着ベルト61においては、定着ベルト61の両端部から駆動力を直接受けて回転するので、安定した回転が行われる。また、その際に、定着ベルト61の基材層611を機械的強度の高い例えば非磁性ステンレススチール等で構成することで、ねじりトルクや圧縮力に対して座屈等が発生し難い構成を実現している。さらには、基材層611および導電発熱層612を薄層に形成して、定着ベルト61全体としての柔軟性・フレキシブル性を確保しているので、ニップ部Nに倣った変形と形状復元とが行われる。
加圧ロール62は、例えば直径18mmの中実のアルミニウム製コア(円柱状芯金)621と、コア621の外周面に被覆された例えば厚さ5mmのシリコーンスポンジ等の耐熱性弾性体層622と、さらに例えば厚さ50μmのカーボン配合のPFA等の耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層623とが積層されて構成される。そして、押圧バネ68(図2参照)により例えば25kgfの荷重で定着ベルト61を介して押圧パッド63を押圧している。
続いて、定着ベルト61の導電発熱層612に交流磁界を作用させて電磁誘導加熱するIHヒータ80について説明する。
図6は、本実施の形態のIHヒータ80の構成を説明する断面図である。また、図7は、本実施の形態のIHヒータ80の積層構造を説明する斜視図である。図6に示したように、IHヒータ80は、交流磁界を生成する磁界生成部材の一例としての励磁コイル82、例えば耐熱性樹脂などの非磁性体から構成され、励磁コイル82を支持する内側支持体81および外側支持体83を備えている。また、IHヒータ80は、励磁コイル82にて生成された交流磁界の磁路を形成する磁心部材の一例としての磁心84を備えている。さらに、IHヒータ80は、磁界を遮蔽するシールド85、磁心を外側支持体83側に加圧する加圧部材86、励磁コイル82に交流電流を供給する励磁回路88を備えている。
そして、励磁コイル82に励磁回路88からあらかじめ定められた周波数の交流電流が供給されることにより、励磁コイル82の周囲には、閉ループ状に巻かれたリッツ線を中心とする交流磁界が生成される。励磁回路88から励磁コイル82に供給される交流電流の周波数は、一般に、上記した汎用電源により生成される20k〜100kHzが用いられる。
また、内側支持体81を構成する材質としては、例えば、耐熱ガラス、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、PPS(ポリフェニレンサルファイド)等の耐熱性樹脂、またはこれらにガラス繊維を混合した耐熱性樹脂等の耐熱性のある非磁性材料が用いられる。
また、外側支持体83を構成する材質としては、内側支持体81と同様に、例えば、耐熱ガラス、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、PPS(ポリフェニレンサルファイド)等の耐熱性樹脂、またはこれらにガラス繊維を混合した耐熱性樹脂等の耐熱性のある非磁性材料が用いられる。ただし、外側支持体83を構成する材質としては、必ずしも内側支持体81と同様の材料を用いる必要はなく、例えば、シリコーンゴムなどの絶縁性および耐熱性を有する弾性体を用いてもよい。
ここで、磁心84は磁路形成による損失が小さい材料が望ましい。具体的には、磁心84は渦電流損を小さくする形態(スリット等による電流経路遮断や分断化、薄板束ね等)での使用が望ましく、ヒステリシス損の小さい材料で形成されることが望ましい。
また、定着ベルト61の回転方向に沿った磁心84の長さは、感温磁性部材64の定着ベルト61の回転方向に沿った長さよりも小さく構成される。それにより、磁力線のIHヒータ80周辺への漏洩が減り、力率が向上する。さらには、定着ユニット60を構成する金属製部材への電磁誘導を抑え、定着ベルト61(導電発熱層612)での発熱効率を高める。
続いて、本実施の形態のIHヒータ80の積層構造について説明する。
図7に示すように、本実施の形態のIHヒータ80は、定着ベルト61に近い側から順に、内側支持体81、励磁コイル82、外側支持体83、磁心84およびシールド85が順に積層された構造を備えている。
本実施の形態では、内側支持体81の突出部81bと外側支持体83の下側面(内側支持体81側の面)とで励磁コイル82を挟むことで、励磁コイル82を固定している。
本実施の形態の内側支持体81は、突出部81bの上面が、上記したエンドキャップ部材67に支持されて略円形状の軌跡を描きながら回転移動する定着ベルト61との距離が規定値(設計値)に設定されている。それにより、励磁コイル82が突出部81bの上面に密着して配置されることで、励磁コイル82と定着ベルト61との距離が設計値に設定されることになる。
さらに、本実施の形態では、外側支持体83は、定着ベルト61の回転方向両端部が、内側支持体81における定着ベルト61の回転方向両端部に取り付けられる。それにより、外側支持体83は、外側支持体83の下側面が励磁コイル82に密着するように位置決めされる。
以上より、励磁コイル82は、内側支持体81における複数の突出部81bの上面と外側支持体83の下側面との間に密着して挟まれ、固定されることになる。
ここで、本実施の形態では、励磁コイル82と磁心84とが、外側支持体83を隔てて互いに接触しないように配置され、絶縁されている。したがって、励磁コイル82と磁心84とを絶縁するために励磁コイル82と磁心84との間にさらに空間を設ける必要がなく、本実施の形態の構成を有さない場合と比較して、装置を小型化することが可能になる。
なお、加圧部材86としては、例えばシリコーンゴム等やフッ素ゴム等の弾性体の他に、バネ等の弾性部材を用いてもよい。
また、内側支持体81の複数の突出部81bは、内側支持体81の長手方向に沿って形成されているため、励磁コイル82を、長手方向にわたって均一に固定することができる。それにより、励磁コイル82と内側支持体81および外側支持体83との密着性が長手方向にわたって高められ、励磁コイル82と定着ベルト61との位置が長手方向にわたって設定される。
さらには、接着材等を用いる必要がないため、IHヒータ80の製造時には、接着剤等が固化するまでの時間を要さず、短時間かつ低コストで励磁コイル82を取り付けることができる。
続いて、IHヒータ80に対して冷却風を送風する送風ユニット300について説明する。図2に示すように、送風ユニット300は、励磁コイル82を冷却するための冷却風を発生させるファン301と、ファン301により発生された冷却風をIHヒータ80に対して供給する供給ダクト302と、IHヒータ80を通過した冷却風を排出する排出ダクト303とを備える。
なお、本実施の形態においては、送風ユニット300を、定着ユニット60に設けたが、これに限られない。例えば、送風ユニット300のファン301、供給ダクト302および排出ダクト303を画像形成装置1本体に設け、定着ユニット60を画像形成装置1に取り付けることにより、送風ユニット300の供給ダクト302および排出ダクト303が定着ユニット60のIHヒータ80に対して接続されるように構成することも可能である。
次に、本実施の形態の定着ユニット60における定着動作について説明する。
画像形成装置1の二次転写部T(図1参照)にて重畳トナー像が静電転写された用紙Pは、定着ユニット60の定着ベルト61と加圧ロール62とで形成されたニップ部N(図3参照)に向けて搬送される。用紙P表面のトナー像は、ニップ部Nにおいて、IHヒータ80により加熱された定着ベルト61と加圧ロール62とによって加熱押圧される。そして、トナー像が用紙Pの表面に溶融圧着され、定着される。
続いて、用紙Pは、定着ベルト61と加圧ロール62とで形成されたニップ部Nから送り出され、用紙P自身の剛性によって送り出された方向に直進しようとし、曲げ回される定着ベルト61から先端が剥離され、その用紙Pの先端と定着ベルト61との間に剥離補助部材70が入り込み、用紙Pを定着ベルト61表面から剥離する。その後、用紙Pは、画像形成装置1の排出部に設けられた用紙積載部45に搬送される。
画像形成装置1においてトナー像形成動作が開始されると、制御部31(図1参照)はIHヒータ80の励磁回路88に制御信号を出力し、励磁コイル82に交流電流を供給する。励磁コイル82に交流電流が供給されることにより、励磁コイル82の周囲には、閉ループ状に巻かれたリッツ線を中心とする交流磁界が生成される。そして、励磁コイル82にて生成された交流磁界による磁力線は、定着ベルト61を透過し、感温磁性部材64の内部を通過して励磁コイル82に戻るという磁路を形成する。
磁力線が厚さ方向に横切る定着ベルト61の導電発熱層612では、単位面積当たりの磁力線の数(磁束密度)の変化量に比例した渦電流Iが発生する。そして、導電発熱層612に生じた渦電流Iは、導電発熱層612の固有抵抗値Rと渦電流Iの二乗との積であるジュール熱W(W=I2R)を発生させる。このジュール熱Wにより、定着ベルト61が加熱される。
このような事態が起こるのを抑制するために、本実施の形態のIHヒータ80は、励磁コイル82の過度な温度上昇を抑制する機能を備えている。
続いて、励磁コイル82の温度上昇を抑制する機能について説明する。
本実施の形態においては、上記定着動作を行うに際して、送風ユニット300のファン301により冷却風を発生させる。そして、IHヒータ80の一端側に設けられた供給ダクト302を介して、励磁コイル82と内側支持体81との間に形成された複数の間隙のそれぞれに対して、外部に露出する各間隙の一端側から冷却風を送り込んでいる。
各間隙に送り込まれた冷却風は、各間隙の内部を一端から他端へと流れ、そして、IHヒータ80の他端側に設けられた排出ダクト303を介して、IHヒータ80の外部に排出される。
したがって、冷却風は、励磁コイル82と内側支持体81との間に形成された各間隙の内部において励磁コイル82の表面に沿って流れることで、励磁コイル82にて発生した熱を励磁コイル82表面から奪い、IHヒータ80の外部へ放出することが可能になる。
これにより、本実施の形態の定着ユニット60では、励磁コイル82を冷却し、励磁コイル82の過剰な温度上昇を抑制することが可能になる。
続いて、本発明の実施の形態2について説明する。なお、実施の形態1と同様な構成については同じ符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
図8は、実施の形態2のIHヒータ80の構成を説明する断面図である。図8に示すように、本実施の形態のIHヒータ80は、励磁コイル82、励磁コイル82を支持する内側支持体181および外側支持体183、磁心84、シールド85、加圧部材86および励磁回路88を備えている。
また、本実施の形態の外側支持体183は、断面が励磁コイル82の表面に沿って湾曲した形状で形成される基部183aと、基部183aから励磁コイル82に向かって突出する複数の突出部183bとから構成される。なお、複数の突出部183bは、突起の一例であって、それぞれ、定着ベルト61の回転方向と直交するとともに外側支持体183の一端から他端に向かう方向(定着ベルト61の長手方向)に沿って、隣接する突出部183bとの間に間隔をとって設けられる。
実施の形態1では、内側支持体81に複数の突出部81bを設けたが、実施の形態2では、内側支持体181側ではなく、外側支持体183に複数の突出部183bを設けた点で異なっている。
さらに、本実施の形態では、外側支持体183は、外側支持体183における定着ベルト61の回転方向両端部が、内側支持体181における定着ベルト61の回転方向両端部に取り付けられる。それにより、外側支持体183は、外側支持体183に形成された突出部183bの下面(内側支持体181側の面)が励磁コイル82に密着するように位置決めされる。
本実施の形態においては、上記定着動作を行うに際して、送風ユニット300のファン301により冷却風を発生させる。そして、IHヒータ80の一端側に設けられた供給ダクト302を介して、励磁コイル82と外側支持体183との間に形成された複数の間隙のそれぞれに対して、外部に露出する各間隙の一端側から冷却風を送り込んでいる。
各間隙に送り込まれた冷却風は、各間隙の内部を一端から他端へと流れ、そして、IHヒータ80の他端側に設けられた排出ダクト303を介して、IHヒータ80の外部に排出される。
したがって、冷却風は、励磁コイル82と外側支持体183との間に形成された各間隙の内部において励磁コイル82の表面に沿って流れることで、励磁コイル82にて発生した熱を励磁コイル82表面から奪い、IHヒータ80の外部へ放出することが可能になる。
これにより、本実施の形態の定着ユニット60においても、励磁コイル82を冷却し、励磁コイル82の過剰な温度上昇を抑制することが可能になる。
続いて、本発明の実施の形態3について説明する。なお、実施の形態1と同様な構成については同じ符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
図9は、実施の形態3のIHヒータ80の構成を説明する断面図である。図9に示すように、本実施の形態のIHヒータ80は、励磁コイル82、励磁コイル82を支持する内側支持体281および外側支持体283、磁心84、シールド85、加圧部材86および励磁回路88を備えている。
また、本実施の形態の外側支持体283は、断面が励磁コイル82の表面に沿って湾曲した形状で形成される基部283aと、基部283aから励磁コイル82に向かって突出する複数の突出部283bとから構成される。なお、複数の突出部283bは、突起の一例であって、それぞれ、定着ベルト61の回転方向と直交するとともに外側支持体283の一端から他端に向かう方向(定着ベルト61の長手方向)に沿って、隣接する突出部283bとの間に間隔をとって設けられる。
実施の形態1では、内側支持体81に複数の突出部81bを設けたが、実施の形態3では、内側支持体281に複数の突出部281bを設けることに加えて、さらに、外側支持体283に複数の突出部283bを設けている点で異なっている。
さらに、本実施の形態では、外側支持体283は、外側支持体283における定着ベルト61の回転方向両端部が、内側支持体281における定着ベルト61の回転方向両端部に取り付けられる。それにより、外側支持体283は、外側支持体283に形成された突出部283bの下面(内側支持体281側の面)が励磁コイル82に密着するように位置決めされる。
さらに、本実施の形態では、外側支持体283の複数の突出部283bは、それぞれ隣接する突出部283bとの間に間隔をとって、外側支持体283の長手方向に沿って形成されている。したがって、励磁コイル82と外側支持体283の基部283aとの間には、複数の突出部283bに沿って、外側支持体283の長手方向に向かう複数の間隙が形成される。そして、各間隙の内部では、励磁コイル82と外側支持体283とは接しておらず、励磁コイル82の表面が露出している。
本実施の形態においては、上記定着動作を行うに際して、送風ユニット300のファン301により冷却風を発生させる。そして、IHヒータ80の一端側に設けられた供給ダクト302を介して、励磁コイル82と内側支持体281との間に形成された複数の間隙、および、励磁コイル82と外側支持体283との間に形成された複数の間隙のそれぞれに対して、外部に露出する各間隙の一端側から冷却風を送り込んでいる。
各間隙に送り込まれた冷却風は、各間隙の内部を一端から他端へと流れ、そして、IHヒータ80の他端側に設けられた排出ダクト303を介して、IHヒータ80の外部に排出される。
これにより、本実施の形態の定着ユニット60では、励磁コイル82を冷却し、励磁コイル82の過剰な温度上昇を抑制することが可能になる。
ただし、励磁コイル82の表面に沿って冷却風を流すことが可能な間隙を設けることができる構成であれば、突出部の形状および配置はこれに限られない。例えば、複数の突出部を定着ベルト61の回転方向に沿って設けたり、複数の突出部をドット状に設けたりしてもよい。
Claims (8)
- 導電層が形成され、当該導電層が電磁誘導加熱されて発熱することで記録材にトナーを定着する回転可能な定着部材と、
交流電流が供給されることで、前記定着部材の前記導電層と交差する交流磁界を生成する磁界生成部材と、
前記磁界生成部材に対峙して設けられ、当該磁界生成部材に向かって突出する突出部を有し、当該突出部によって当該磁界生成部材を支持する第1支持部材と、
前記磁界生成部材を挟んで前記第1支持部材と対向して設けられ、当該磁界生成部材を当該第1支持部材に向けて押し付けて支持する第2支持部材と
を備え、
前記第1支持部材の前記突出部は、前記定着部材の長手方向に沿って形成され、
前記磁界生成部材と前記第1支持部材との間には、前記長手方向に延び且つ前記突出部に対して前記定着部材の回転方向に隣接する間隙が形成されていることを特徴とする定着装置。 - 前記磁界生成部材にて生成された交流磁界を前記定着部材に導く磁路を形成する磁心部材をさらに備え、
前記第1支持部材は、前記定着部材と前記磁界生成部材との間に設けられ、
前記第2支持部材は、前記磁界生成部材と前記磁心部材との間に設けられるとともに、当該磁界生成部材と当該磁心部材とが接触しないように、当該磁界生成部材および当該磁心部材を支持することを特徴とする請求項1記載の定着装置。 - 前記第2支持部材は、前記磁界生成部材に向かって突出する突出部を有し、
前記第1支持部材の前記突出部と前記第2支持部材の前記突出部とが前記磁界生成部材に接することで、当該磁界生成部材を支持することを特徴とする請求項1または2記載の定着装置。 - 前記第1支持部材または前記第2支持部材と前記磁界生成部材との間に形成される間隙に、空気流を送り込む送風部材をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の定着装置。
- トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、
記録材に転写されたトナー像を記録材に定着する定着手段とを有し、
前記定着手段は、
導電層が形成され、当該導電層が電磁誘導加熱されて発熱することで記録材にトナーを定着する回転可能な定着部材と、
交流電流が供給されることで、前記定着部材の前記導電層と交差する交流磁界を生成する磁界生成部材と、
前記定着部材と前記磁界生成部材との間に設けられる第1支持部材と、
前記磁界生成部材を挟んで前記第1支持部材と対向するように設けられる第2支持部材と、
前記第1支持部材または前記第2支持部材の少なくとも一方に設けられ、当該第1支持部材または当該第2支持部材と前記磁界生成部材との間に間隙が形成されるように、当該磁界生成部材を支持する突起と
を備え、
前記突起は、前記定着部材の長手方向に沿って形成され、
前記間隙は、前記長手方向に延び且つ前記突起に対して前記定着部材の回転方向に隣接することを特徴とする画像形成装置。 - 前記定着手段にまたは当該定着手段とは別に設けられ、前記第1支持部材または前記第2支持部材と前記磁界生成部材との間に形成される前記間隙に空気流を送り込む送風手段をさらに有することを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。
- 前記定着手段は、前記第2支持部材を挟んで前記磁界生成部材と対向するとともに、当該磁界生成部材と非接触に配置され、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界を前記定着部材に導く磁路を形成する磁心部材をさらに備えることを特徴とする請求項5または6記載の画像形成装置。
- 前記突起は、前記第1支持部材および前記第2支持部材の双方に設けられることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項記載の画像形成装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011138194A JP5845651B2 (ja) | 2011-06-22 | 2011-06-22 | 定着装置および画像形成装置 |
US13/292,488 US8712301B2 (en) | 2011-06-22 | 2011-11-09 | Fixing device and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011138194A JP5845651B2 (ja) | 2011-06-22 | 2011-06-22 | 定着装置および画像形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013003564A JP2013003564A (ja) | 2013-01-07 |
JP5845651B2 true JP5845651B2 (ja) | 2016-01-20 |
Family
ID=47361988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011138194A Active JP5845651B2 (ja) | 2011-06-22 | 2011-06-22 | 定着装置および画像形成装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8712301B2 (ja) |
JP (1) | JP5845651B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012145647A (ja) * | 2011-01-07 | 2012-08-02 | Kyocera Document Solutions Inc | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2012203183A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置および定着装置 |
US10838332B2 (en) * | 2016-07-21 | 2020-11-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Image heating device |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001313162A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-09 | Ricoh Co Ltd | 加熱装置及び画像形成装置 |
JP3497444B2 (ja) | 2000-04-28 | 2004-02-16 | 京セラミタ株式会社 | 画像形成装置 |
JP3447677B2 (ja) | 2000-07-31 | 2003-09-16 | 京セラミタ株式会社 | 画像形成装置 |
JP2002056963A (ja) * | 2000-08-14 | 2002-02-22 | Sharp Corp | 誘導加熱装置 |
JP3762624B2 (ja) | 2000-09-05 | 2006-04-05 | 株式会社リコー | 定着装置 |
JP4801924B2 (ja) | 2005-04-05 | 2011-10-26 | パナソニック株式会社 | 誘導コイルの冷却装置及び像加熱装置 |
JP4827178B2 (ja) * | 2006-06-29 | 2011-11-30 | 株式会社リコー | 定着装置及び画像形成装置 |
JP5141003B2 (ja) * | 2006-11-30 | 2013-02-13 | コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 | 定着装置 |
JP2008139448A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 誘導加熱装置、定着装置及び誘導加熱装置のコイル装着方法 |
JP2009014896A (ja) | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Ricoh Co Ltd | 定着装置及び画像形成装置 |
JP4930903B2 (ja) * | 2007-08-21 | 2012-05-16 | 東芝ホームテクノ株式会社 | 電磁誘導加熱装置 |
US20090067903A1 (en) * | 2007-09-10 | 2009-03-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Coil unit for induction heating fixing device |
JP5061849B2 (ja) * | 2007-10-29 | 2012-10-31 | 富士ゼロックス株式会社 | 定着装置および画像形成装置 |
JP4821873B2 (ja) * | 2009-03-24 | 2011-11-24 | 富士ゼロックス株式会社 | 定着装置、および画像形成装置 |
JP5691370B2 (ja) * | 2010-10-13 | 2015-04-01 | 富士ゼロックス株式会社 | 定着装置および画像形成装置 |
-
2011
- 2011-06-22 JP JP2011138194A patent/JP5845651B2/ja active Active
- 2011-11-09 US US13/292,488 patent/US8712301B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8712301B2 (en) | 2014-04-29 |
JP2013003564A (ja) | 2013-01-07 |
US20120328340A1 (en) | 2012-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4793467B2 (ja) | 定着装置および画像形成装置 | |
JP4821873B2 (ja) | 定着装置、および画像形成装置 | |
JP5359362B2 (ja) | 定着装置、および画像形成装置 | |
JP6123198B2 (ja) | 定着装置および画像形成装置 | |
JP2012203185A (ja) | 定着装置および画像形成装置 | |
JP5369958B2 (ja) | 定着装置および画像形成装置 | |
JP5845651B2 (ja) | 定着装置および画像形成装置 | |
JP4711003B2 (ja) | 定着装置、および画像形成装置 | |
JP4807427B2 (ja) | 定着装置及び画像形成装置 | |
JP5765135B2 (ja) | 定着装置および画像形成装置 | |
JP5532646B2 (ja) | 定着装置、および画像形成装置 | |
JP2012203346A (ja) | 定着装置、画像形成装置および定着用無端ベルト | |
JP2010231106A (ja) | 定着装置および画像形成装置 | |
JP2010224370A (ja) | 定着装置、および画像形成装置 | |
JP5299137B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP4715942B2 (ja) | 定着装置、画像形成装置及び磁界生成装置 | |
JP5375393B2 (ja) | 定着装置、画像形成装置、および磁界生成装置 | |
JP5929017B2 (ja) | 定着装置および画像形成装置 | |
JP5083263B2 (ja) | 定着装置および画像形成装置 | |
JP2010224032A (ja) | 定着装置および画像形成装置 | |
JP4873035B2 (ja) | 定着装置及び画像形成装置 | |
JP2010231099A (ja) | 画像形成装置 | |
JP4947222B2 (ja) | 定着装置、および画像形成装置 | |
JP4858561B2 (ja) | 定着装置、画像形成装置、および磁界生成装置 | |
JP5573286B2 (ja) | 定着装置および画像形成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140520 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150312 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150324 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150519 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151027 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151109 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5845651 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |