JP2000155486A - 高周波誘導加熱式熱定着装置及び高周波誘導加熱式熱定着装置を有する画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイルと定着ローラとの間のギャップを狭く
し、なおかつギャップの不均一、コイルと定着ローラの
接触などの問題の発生を防止する。 【解決手段】 定着ローラ及びコイルを中心軸線が合致
するように軸支する軸支手段が設けられており、当該軸
支手段がコイルを軸支するコイル軸支部と定着ローラを
軸支する定着ローラ軸受部とからなり、コイル軸支部が
定着ローラ軸受部の外周に嵌合するための嵌合用開口部
を有するとともに、それと同軸に位置する、コイルを軸
支するための穴部を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式の複写
機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関す
るものであり、特にそのような画像形成装置に用いられ
る熱定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上述のような画像形成装置では、記録紙
などの転写材上に転写されたトナー画像の定着方式の一
つとして、加熱定着方式が知られている。この加熱定着
方式では、トナーを熱によって溶解させ、転写材に圧力
をかけて固定させることによって、定着が行われる。こ
の加熱定着方式における加熱方法としては、これまで、
金属ローラの内部からハロゲンランプで加熱するものが
主流であった。しかし、近年、低い熱効率、大きなエネ
ルギーロスといったハロゲンランプによる加熱の欠点を
解決するものとして、誘導加熱を用いた定着装置が提案
されている。

【０００３】コイルを巻くと、そこに磁束を生じて、こ
の磁束空間に励磁されやすい鉄などの金属をおくと、そ
の金属には、逆方向の磁束を発生しようとする電流が誘
起され、この時、金属自体の電気抵抗によって損失を生
じて、金属自体が発熱する（これをジュール熱と言
う）。この発熱は、交流の周波数が高いほど、金属表面
に集中する（これを表皮効果という）傾向があるため、
数kHz〜数百kHzの高周波を利用することで、より効率よ
く加熱できる。これは高周波誘導加熱とよばれる。上述
の金属を定着ローラに置き換え、この原理を定着ローラ
の加熱に応用したものが高周波誘導加熱方式の熱定着装
置である。

【０００４】この高周波誘導加熱方式では、コイルと定
着ローラとの間のギャップが狭いほど効率が良くなる。
一方、このギャップが定着ローラ内で不均一になると、
ローラの温度分布の不均一が発生するなどの問題も起こ
る。また、コイルと定着ローラとが接触すると、漏電等
の事故が発生してしまう。

【０００５】定着ローラ及びコイルは、各々熱により膨
張するが、その膨張の度合いは異なっている。ここで生
じる膨張の程度の差は、各部にひずみを引き起こす原因
となる。このひずみによって変形が発生すると、上述の
ギャップが定着ローラ内で不均一になり、上述のような
不具合が発生する。

【０００６】高周波誘導加熱を行う場合には、コイル自
体も同時に温度が上昇し、温度上昇によってコイルの抵
抗値が上がって効率が落ちてしまう、という不都合もあ
る。また、温度が上昇すると、コイルを形成している導
線の被覆の絶縁性も劣化してしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、高
周波誘導加熱方式の熱定着装置において、コイルと定着
ローラとの間の上述のギャップを狭くし、なおかつ安全
を保持することを第一の課題とする。また、コイルと定
着ローラとの熱による膨張の差に起因するひずみの発生
を防いで上述のギャップを均一に保つことを第二の課題
とする。さらに、コイル自体の温度上昇を防ぐととも
に、定着装置から発生する熱に起因する画像形成装置本
体の機内温度の上昇を抑え、温度上昇による異常画像な
どの不具合を防止することを第三の課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記第一の課題は、定着
ローラの内部に配置されたコイルを有し、このコイルに
高周波電流を流すことで定着ローラを加熱する高周波誘
導加熱式熱定着装置において、前記定着ローラ及び前記
コイルをそれらの中心軸線が合致するように軸支する軸
支手段が設けられていること、当該軸支手段が、前記コ
イルを軸支するコイル軸支部と前記定着ローラを軸支す
る定着ローラ軸受部とを有していること、前記コイル軸
支部が、前記定着ローラ軸受部の外周に嵌合するための
嵌合用開口部を有すること、及び、前記コイル軸支部
に、前記コイルを軸支するための穴部が、その中心軸線
と前記嵌合用開口部の中心軸線とが合致するように設け
られていることを特徴とする高周波誘導加熱式熱定着装
置によって解決される。

【０００９】前記第二の課題は、前記軸支手段が前記定
着ローラの両端部に設けられていること、これらの軸支
手段のうちの一方の軸支手段で前記コイルがスラスト方
向に動かないように固定軸支されていること、及び、他
方の軸支手段で前記コイルがスラスト方向に可動に軸支
されていることによって解決される。

【００１０】前記第三の課題は、上述のような高周波誘
導加熱式熱定着装置を有する画像形成装置において、前
記コイルが空洞のボビン上に形成されていること、及
び、当該ボビンの空洞部内に冷却風が送られ、当該ボビ
ンを通過した当該冷却風が当該熱定着装置から延びるダ
クト（例えば、前記定着ローラの上部に設けられたダク
ト）を通過して画像形成装置本体から外部へ排出される
ことを特徴とする画像形成装置によって解決される。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を添付
の図を用いて説明する。図１は、本発明の一つの実施の
形態に係る高周波誘導加熱式熱定着装置の概略を示す断
面図である。図２は、図１に示す熱定着装置の概略的な
分解図である。

【００１２】図１に示す実施の形態では、定着ローラ１
に、定着ローラ軸受部としてのベアリング３及び定着ギ
ヤ５が、止め輪４によって固定されており、それを覆う
ように、コイル軸支部としての前フランジ１２及び後フ
ランジ１５が各々ベアリング３の外周に嵌合して固定さ
れている。前フランジ１２及び後フランジ１５には、ベ
アリング３の外周に嵌合するための嵌合用開口部と、コ
イル１０を構成するボビン９を軸方向に固定してもしく
は可動に軸支するための穴部１２ｂ及び１５ｂ（図２）
とが、同一軸線上に中心を有するように形成されている
ので、このようなフランジの配置によって、コイル１０
を定着ローラ１と中心軸線が合致するように設置するこ
とができる。これによって、定着ローラ１の内面とコイ
ル１０との間のギャップを小さくして、正確に設置する
ことが可能となる。

【００１３】その際、後フランジ１５とボビン９とは、
前記穴部とボビンの径がスキマバメにされている。この
ように構成することによって、定着ローラ１とボビン９
（もしくはコイル１０）との熱膨張の差によるスラスト
長さの変化量の差を吸収することが可能となり、その差
に起因する不具合を解消することができる。

【００１４】図１からわかるように、ここに示された高
周波誘導加熱式熱定着装置を有する画像形成装置は、排
風ファン１４から中空のボビン９内を通過した排気を、
ベント１７を介して定着部上カバー１８内に通し、その
背面の排出口１８ａから排出することによって、画像形
成装置から外部に排出するように構成されている。この
構成によって、コイルの温度上昇を防止するとともに、
定着部の温度上昇も一緒に低減することが可能となる。

【００１５】

【発明の効果】請求項１の構成によれば、定着ローラの
内部に配置されたコイルを有し、このコイルに高周波電
流を流すことで定着ローラを加熱する高周波誘導加熱式
熱定着装置において、前記定着ローラ及び前記コイルを
それらの中心軸線が合致するように軸支する軸支手段が
設けられており、当該軸支手段が、前記コイルを軸支す
るコイル軸支部と前記定着ローラを軸支する定着ローラ
軸受部とを有しており、前記コイル軸支部が、前記定着
ローラ軸受部の外周に嵌合するための嵌合用開口部を有
し、かつ、前記コイル軸支部に、前記コイルを軸支する
ための穴部が、前記嵌合用開口部と同軸に位置するよう
に設けられているので、コイルと定着ローラとの間のギ
ャップを狭く構成しても、ギャップを精密に保持するこ
とが可能なので、コイルの性能を十分引き出すことが可
能であり、ギャップ不均一によるローラの温度分布の不
均一などの発生やコイルと定着ローラとの接触による漏
電等の事故を防止することができる。

【００１６】請求項２の構成によれば、軸支手段が定着
ローラの両端部に設けられており、これらの軸支手段の
うちの一方の軸支手段によってコイルがスラスト方向に
動かないように固定軸支されており、かつ、他方の軸支
手段によってコイルがスラスト方向に動けるように軸支
されているので、定着ローラとコイルの双方の熱膨張の
差によるスラスト長さの変化量の差に起因する各部のひ
ずみや変形を防止することができるとともに、請求項１
と同様に、ギャップの不均一や、同様の不具合を解消
し、ギャップを常時、均一に保つことができる。

【００１７】請求項３の構成によれば、請求項１または
請求項２に記載の高周波誘導加熱式熱定着装置を有する
画像形成装置において、コイルが空洞のボビン上に形成
されており、かつ、当該ボビンの空洞部内に冷却風が送
られ、当該ボビンを通過した当該冷却風が当該熱定着装
置から延びるダクトを通過して画像形成装置本体から外
部へ排出されるので、コイルを冷却するとともに、定着
装置から発生する熱を低減することができる。その結
果、本体の機内温度の上昇を抑えることも可能であり、
温度上昇による異常画像などの不具合を防止することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高周波誘導加熱方式の熱定着装置
の一つの実施例の概略断面図である。

【図２】図１に示す熱定着装置の概略的な分解図であ
る。

【符号の説明】

１ 定着ローラ ２ 加圧ローラ ３ ボールベアリング ４ 止め輪 ５ 定着ギヤ ６ 前側板 ７ 後側板 ８ フレーム ９ ボビン １０ コイル １１ コネクタ １２ 前フランジ １２ａ コイル逃げ穴 １２ｂ ボビン嵌合穴 １３ ダクト １４ 排風ファン １５ 後フランジ １５ａ 定着駆動ギヤ逃げ穴 １６ 絶縁膜 １７ ベント １８ 上フレーム １８ａ 排出口 １９ 定着駆動ギヤ ２０ Ｅリング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定着ローラの内部に配置されたコイルを
   有し、このコイルに高周波電流を流すことで定着ローラ
   を加熱する高周波誘導加熱式熱定着装置において、 前記定着ローラ及び前記コイルをそれらの中心軸線が合
   致するように軸支する軸支手段が設けられていること、 当該軸支手段が、前記コイルを軸支するコイル軸支部と
   前記定着ローラを軸支する定着ローラ軸受部とを有して
   いること、 前記コイル軸支部が、前記定着ローラ軸受部の外周に嵌
   合するための嵌合用開口部を有すること、及び前記コイ
   ル軸支部に、前記コイルを軸支するための穴部が、前記
   嵌合用開口部と同芯上に位置するように設けられている
   ことを特徴とする高周波誘導加熱式熱定着装置。
2. 【請求項２】 前記軸支手段が前記定着ローラの両端部
   に設けられていること、 これらの軸支手段のうちの一方の軸支手段によって前記
   コイルがスラスト方向に動かないように固定軸支されて
   いること、及び他方の軸支手段によって前記コイルがス
   ラスト方向に運動可能に軸支されていることを特徴とす
   る、請求項１に記載の高周波誘導加熱式熱定着装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の高周波
   誘導加熱式熱定着装置を有する画像形成装置において、 前記コイルが空洞のボビン上に形成されていること、及
   び当該ボビンの空洞部内に冷却風が送られ、当該ボビン
   を通過した当該冷却風が当該熱定着装置から延びるダク
   トを通過して画像形成装置本体から外部へ排出されるこ
   とを特徴とする画像形成装置。