JP5966496B2 - 加熱装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
特許文献2には、電磁誘導加熱方式の加熱装置を備えた画像形成装置において、熱伝導が回転体の熱伝導よりも大なる良熱伝導部材を回転体に対しニップ部外で加圧することが記載されている。
特許文献3には、加圧ロールの耐熱弾性材料層の外周に高熱伝導性でかつ柔軟な材料層を設け、その材料層の外周にトナーと親和性のない薄膜を設けること記載されている。
請求項2に係る発明によれば、拡散層を蓄熱層よりも小さくすることができる。
請求項3に係る発明によれば、磁界発生手段と加熱層とが互いに影響を与えずにそれぞれベルトの加熱を行うことができる。
1−1.構成
図1は、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置1の全体構成を示す図である。同図に示すように、画像形成装置1は、制御部11と、記憶部12と、現像部13Y,13M,13C,13Kと、転写部14と、加熱部15と、搬送部16と、操作部17とを備えている。なお、符号のY,M,C,Kはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーに対応した構成であることを意味している。現像部13Y,13M,13C,13Kのそれぞれは、用いるトナーが異なるのみであって、その構成に大きな差異はない。以下、現像部13Y,13M,13C,13Kのそれぞれを特に区別する必要がない場合には、トナーの色を示す符号末尾のアルファベットを省略して「現像部13」とする。
記憶部12はハードディスクドライブ等の大容量の記憶手段であり、制御部11のCPUに読み込まれるプログラムを記憶する。
ホルダ57は、フレーム571と、支持部材572と、固定部材573と、弾性部材574とを備える。フレーム571は、x軸方向に伸びる部材であり、x軸方向の図示しない両端部を画像形成装置1の筐体に固定されている。フレーム571は、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、金(Au)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)または銅(Cu)等の非磁性金属等を材料に用いて形成しても良いが、本実施例のように遮蔽部材59を設ける構成においては剛性が高い鉄系の部材を用いても良い。これにより、フレーム571は、誘導磁界に影響を与え難くなっており、且つ、誘導磁界から影響を受け難くなっている。フレーム571は、図2に示す矢印D56方向(−y方向)、すなわち加圧ロール52が配置された方向に向けて押圧パッド56を支持する。
図5は、キュリー点を下回る(より低い)温度における感温層581の作用を説明する図である。キュリー点を下回る温度において、感温層581は強磁性体であるため、電磁誘導部53によって生成され、加熱ベルト51を貫通した交流磁界は、この感温層581の形状に沿ってその内部を通過する。つまり、この交流磁界の磁束は、感温層581の延びる方向に通って磁路を形成する。したがって、図5に示すように、電磁誘導部53および加熱ベルト51の周囲を取り囲み、磁心54および感温層581に沿った形状の磁路L0が形成される。感温層581がその形状に沿って磁路L0を形成するため、加熱ベルト51を貫通する磁束密度は比較的高くなり、加熱ベルト51の発熱量も多くなる。また、感温層581から交流磁界が脱出しづらいため、感温層581における発熱量も比較的多くなる。
2−1.構成
本発明の第2実施形態に係る画像形成装置1b(図示せず)について説明する。画像形成装置1bが第1実施形態に係る画像形成装置1と異なる点は、加熱部15に替えて加熱部15bを備える点であり、他の構成は共通する。第2実施形態に係る加熱部15bが第1実施形態に係る加熱部15と異なる点は、加熱部15bに含まれる伝熱部58bが加熱層584を有している点である。図9は、第2実施形態に係る加熱部15bの概要を説明するための図である。加熱層584を除く加熱部15bの各構成は、加熱部15において符号の添字「b」のない構成と共通するものである。図9に示すように、伝熱部58bは、拡散層582bと蓄熱層583bとの間に挟まれた加熱層584を有する。加熱層584は、電気を流すことによってジュール熱を発生し、拡散層582b、感温層581b、および加熱ベルト51bを介してそのジュール熱を加熱ベルト51bの外周側に伝達させて用紙Pを加熱する抵抗体である。
上述した構成により、加熱ベルト51bに生じる温度分布について説明する。加熱部15bに対する比較例として加熱部15cを説明する。図12は、拡散層582を有していない加熱部である加熱部15cの概要を示す図である。加熱部15cが加熱部15bと異なる点は、拡散層582bを有しておらず、感温層581cと加熱層584とが接している点である。加熱部15cのその他の構成は、加熱部15bにおいて符号の添字「c」が添字「b」に置き換わった構成と共通するものである。なお、ここでは、図7に示した加熱部15aも比較例として用いる。加熱部15aが加熱部15bと異なる点は、拡散層582bに加えて加熱層584も有しておらず、感温層581aと蓄熱層583aとが接している点である。
以上が実施形態の説明であるが、この実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例を組み合わせてもよい。
上述した実施形態において、加熱層584は、電気を流すことによってジュール熱を発生し、加熱ベルト51を介してそのジュール熱を加熱ベルト51の外周側に接触した用紙Pに伝えていたが、用紙Pを加熱する加熱層はこれに限られない。例えば、加熱層として、内部に設けたパイプの内側に液相の熱媒体を循環させる熱交換器型のヒータを用いてもよい。要するに、加熱層は、第1領域に含まれる領域であって第1の幅よりも狭い第2の幅を有する第2領域を加熱してこの第2領域を通過する媒体に形成された画像を定着させるものであればよい。
上述した実施形態において、拡散層582は、炭素を主成分とした材料、グラファイトまたは炭素繊維を含む層であったが、これらの材質を含まない層であってもよい。要するに拡散層582は、感温層581および蓄熱層583のいずれよりも熱伝導率が高い層であって、加熱ベルト51の熱をその軸方向に沿って拡散させる層であればよい。
感温層581は、熱を蓄える蓄熱層として機能してもよい。また、伝熱部58は、感温層581を有していなくてもよい。この場合、拡散層582は蓄熱層583の外周側および内周側のいずれに配置されていてもよい。拡散層582、加熱層584および蓄熱層583のうち、最も外周側に配置された層が加熱ベルト51の内周面に滑りながら接触してこの加熱ベルト51に対し熱を伝えればよい。
伝熱部58の面のうち、加熱ベルト51に接触する面には、摩耗等から保護する保護層を設けることが好ましい。この保護層には、加熱ベルト51を滑りやすくさせる材質が含まれていることが好ましく、例えばPFA、PTFE、シリコーン共重合体、またはこれらの複合材料等が用いられる。
上述した第2実施形態において、媒体としての用紙Pには、幅がw0の小幅用紙P2と、幅がw1の最大幅用紙P1との2種類が用いられていたが、画像形成装置が扱う媒体は2種類に限られず、3種類以上であってもよい。画像形成装置は、媒体の種類が3種類以上ある場合、その媒体の幅に応じた数の加熱層を備えていてもよい。そして或る加熱層が加熱する領域は、その加熱層に対応付けられた媒体が通過し得るものであればよい。
Claims (5)
- 交流磁界を発生する磁界発生手段と、
前記交流磁界が作用して生じる電磁誘導により発熱する第1領域を有するベルトであって、外周面に接する媒体を加熱して搬送する無端のベルトと、
前記ベルトの内周面に滑りながら接触して当該ベルトに対し熱を伝える伝熱部であって、熱を蓄える蓄熱層と、前記蓄熱層よりも前記ベルトに近い位置に配置され、前記磁界発生手段と前記蓄熱層とを隔てるように延びる層であって、キュリー温度より低い温度では前記交流磁界の磁束を自身の延びる方向に通す磁路を形成し、前記キュリー温度以上の温度では前記交流磁界の磁束を貫通させて前記蓄熱層に至らせる磁路を形成する感温層と、前記感温層および前記蓄熱層のいずれよりも熱伝導率が高い層であって、前記ベルトの熱を当該ベルトの軸方向に沿って拡散させる拡散層と、前記第1領域に含まれて前記軸方向の長さが当該第1領域よりも短い第2領域に、前記感温層と前記蓄熱層との間において対向する位置に設けられ、当該第2領域を加熱する加熱層と、を有する伝熱部と、
を備え、
前記拡散層は、前記加熱層に接する
ことを特徴とする加熱装置。 - 前記蓄熱層は、前記拡散層よりも熱容量が大きい
ことを特徴とする請求項1に記載の加熱装置。 - 前記加熱層は、電気を流すことによって発生するジュール熱により前記第2領域を加熱する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の加熱装置。 - 前記拡散層は、炭素を主成分とした材料、グラファイトまたは炭素繊維を含む
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の加熱装置。 - 媒体に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により画像が形成された媒体を前記第1領域または前記第2領域に搬送する搬送手段と、
前記搬送手段によって搬送されてくる媒体を加熱する請求項1から4のいずれか1項に記載の加熱装置と
を具備することを特徴とする画像形成装置。
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