JP6395487B2 - 熱定着装置およびそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Description
1.熱定着装置を備えた画像形成装置の概略説明
図1は本実施例の熱定着装置110を用いた画像形成装置100の概略構成図である。画像形成装置100は、搬送されるシート状の記録材Pに対してトナー像を形成する電子写真方式のレーザービームプリンタである。なお、以下の説明においては、記録材Pの扱いに関して、給紙、通紙、排紙、紙粉等の紙にまつわる用語を用いるが、記録材Pは紙に限られるものではない。
図2は熱定着装置110の概略構成の斜視模型図である。本例の熱定着装置110は電磁誘導加熱方式の熱ローラ式装置である。
磁性芯材12の長手方向に交差する方向で、磁性芯材12に励磁コイル11を巻き回し、高周波電流を流し、電磁誘導加熱させて円筒回転体1を加熱する方式の定着装置においては、連続使用とともに、磁性芯材12および励磁コイル11が自己昇温する。
次に、常温(25℃)から図4における各部材の飽和温度(磁性芯材は165℃、励磁コイルは210℃とした)の昇温における、本実施例の磁性芯材12および励磁コイル11の熱膨張の違いを表3に示す。なお、本実施例の特徴で、後述するコイルホルダ14の一例としてのLCP(Liquid Crystal Polymer:液晶ポリマー)樹脂の熱膨張も併記する。LCPは住友化学(株)製のE5204L材を用い、MDおよびTDは、樹脂材の流れ方向(MD)とその直角方向(TD)を表す。
そこで、本実施例の定着装置110においては、励磁コイル11の長手方向に交差する断面方向の外側位置を長手方向にわたって規制する第1の規制部を有する。より具体的には、磁性芯材12の長手方向全域にわたって、励磁コイル11の外側に、筒部材としてのパイプ状のコイルホルダ14(図2)を外嵌して配している。
本実施例では、実施例1で述べたパイプ状のコイルホルダ14を用いて断面方向のコイル伸びを規制するのに加え、長手方向の伸びも規制するコイルホルダ形状について説明する。なお、本実施例で言及しないものに関しては、実施例1と同様の構成である。
本実施例の方式の熱定着装置における主磁路は、図3で示した通り、定着ローラ1の母線方向(回転軸線)Xに平行な方向である。安定した画像を得るためには、定着ローラ1内を貫通する磁束21が、定着ローラ1の母線方向に関し記録材P上の画像Tの最大通過領域幅Zにわたって長手一様であることが求められる。磁性芯材12と励磁コイル11の長手方向位置が所定の位置からずれた場合、励磁コイル11に流れる電流によって発生する磁界が励磁コイルを形成している隣り合うコイル線材間で異なってしまう。
図5は、本実施例のコイルホルダ14の断面および長手方向の一部を切り出した、斜視模型図である。斜線領域は、励磁コイル11のコイル線材が磁性芯材12に巻き回される部分に相当し、他の領域よりも凹形状(凹溝部14a)になっている。凹部分の厚みが1.2mm、それ以外の厚みを2mmとし、凹部分の幅を励磁コイルのコイル線材の幅2mmに対してわずかに大きい2.1mmとした。この凹形状部に磁性芯材12に巻き回されたコイル線材が対応位置する関係構成である。
本実施例では、実施例2の別形態であり、励磁コイル11の断面方向の位置規制(第1の規制部)は実施例1と同様にパイプ形状のコイルホルダ14によって行い、長手方向の位置規制(第2の規制部)は、磁性芯材12自身が担う場合について説明する。
本発明の別形態として、励磁コイル11の断面方向のコイル伸びは、磁性芯材12に励磁コイル11を巻き回すときの引っ張り力(テンション)を強くしておき、コイルホルダ14には長手方向の位置規制部材だけを担わせる場合について説明する。
実施例1〜4の熱定着装置は、磁性芯材12の一端から出た磁束が導電層1aの材料を通過し他端に戻る構成であり、導電層1aを流れる渦電流のジュール熱によって導電層1aが発熱するものであるが、これに限定されない。図8の(a)(b)に示すように、磁性芯材12の一端から出た磁束のうち70%以上、好ましくは90%以上が導電層1aの外側を通過して他端に戻り、導電層1aに流れる周方向の電流Jによるジュール熱で発熱するものでも適用できる。
Claims (6)
- 導電層を有する筒状の回転体と、前記回転体の中空部に挿通され前記回転体の母線方向に長い磁性芯材と、前記中空部において前記磁性芯材の外周面に前記磁性芯材の長手方向に沿って螺旋状に巻かれた励磁コイルと、を有し、前記励磁コイルに交流電流を流すことで前記導電層が電磁誘導により発熱し、この熱を利用してトナー像を記録材に定着する熱定着装置において、
前記長手方向に交差する断面方向における前記励磁コイルの外側位置を前記長手方向にわたって規制する第1の規制部と、前記長手方向における前記励磁コイルの位置を規制する第2の規制部と、を有し、前記第2の規制部が、前記励磁コイルを形成しているコイル線材の部分に対応して前記磁性芯材の外周面に前記長手方向に沿って螺旋状に形成されている溝部であることを特徴とする熱定着装置。 - 前記第1の規制部が、前記励磁コイルに対して前記長手方向に渡って外嵌されており前記励磁コイルを形成しているコイル線材よりも線膨張係数が小さい材質の筒部材であることを特徴とする請求項1に記載の熱定着装置。
- 前記第1の規制部が、前記励磁コイルの上から前記長手方向全域にわたって巻き回して固定されており前記励磁コイルを形成しているコイル線材よりも線膨張係数が小さい材質のフィルム材の巻き回し層であることを特徴とする請求項1に記載の熱定着装置。
- 導電層を有する筒状の回転体と、前記回転体の中空部に挿通され前記回転体の母線方向に長い磁性芯材と、前記中空部において前記磁性芯材の外周面に前記磁性芯材の長手方向に沿って螺旋状に巻かれた励磁コイルと、を有し、前記励磁コイルに交流電流を流すことで前記導電層が電磁誘導により発熱し、この熱を利用してトナー像を記録材に定着する熱定着装置において、
前記長手方向に交差する断面方向における前記励磁コイルの外側位置を前記長手方向にわたって規制する規制部を有し、前記規制部が、前記励磁コイルの上から前記長手方向全域にわたって巻き回して固定されており前記励磁コイルを形成しているコイル線材よりも線膨張係数が小さい材質のフィルム材の巻き回し層であることを特徴とする熱定着装置。 - 前記回転体に当接して前記記録材を搬送する定着ニップを形成するニップ形成部材を有することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の熱定着装置。
- 請求項1乃至5の何れか一項に記載の熱定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。
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