JP2001159857A - 誘導加熱定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
誘導加熱定着装置及び画像形成装置Info
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- 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
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- G03G2215/2003—Structural features of the fixing device
- G03G2215/2016—Heating belt
- G03G2215/2025—Heating belt the fixing nip having a rotating belt support member opposing a pressure member
- G03G2215/2032—Heating belt the fixing nip having a rotating belt support member opposing a pressure member the belt further entrained around additional rotating belt support members
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の誘導発熱型定着装置に比べて熱交換効
率の優れた装置を提供する。 【解決手段】 誘導コイル１に対向するローラ３の周面
にエッジ部分を有した凹凸を形成する。誘導コイルが芯
金に内挿される場合には、当該凹凸面は芯金内側に形成
され、誘導コイルがローラの外側に配置される場合に
は、凹凸面は芯金外側に形成される。
率の優れた装置を提供する。 【解決手段】 誘導コイル１に対向するローラ３の周面
にエッジ部分を有した凹凸を形成する。誘導コイルが芯
金に内挿される場合には、当該凹凸面は芯金内側に形成
され、誘導コイルがローラの外側に配置される場合に
は、凹凸面は芯金外側に形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式のプ
リンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に装着
される定着装置、特に定着方式として電磁誘導加熱方式
を用いる定着装置に関するものである。
リンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に装着
される定着装置、特に定着方式として電磁誘導加熱方式
を用いる定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】可視像形成のためにトナーを用いる画像
形成装置においては、トナー画像を転写紙等の記録材に
定着するために定着装置が備えられている。当該定着装
置は主として、未定着のトナーを加熱溶着するための定
着ローラ（加熱ローラともいう）と、当該定着ローラに
記録材を押圧して挟持搬送する加圧ローラとで構成され
ている。従来、このような定着装置は、定着ローラ内部
にヒータとして一般にハロゲンランプを備え、このラン
プによって定着ローラを加熱し、当該ローラを定着に必
要な温度にまで上昇させるようになっていた。
形成装置においては、トナー画像を転写紙等の記録材に
定着するために定着装置が備えられている。当該定着装
置は主として、未定着のトナーを加熱溶着するための定
着ローラ（加熱ローラともいう）と、当該定着ローラに
記録材を押圧して挟持搬送する加圧ローラとで構成され
ている。従来、このような定着装置は、定着ローラ内部
にヒータとして一般にハロゲンランプを備え、このラン
プによって定着ローラを加熱し、当該ローラを定着に必
要な温度にまで上昇させるようになっていた。
【０００３】しかしながら、このようなヒータによる加
熱方式は、定着ローラを所定温度に加熱するまでの時間
が比較的長く、その間、使用者は画像形成装置を使用す
ることができず、長時間の待機を強いられるという問題
があった。またハロゲンランプヒータ自体の熱損失も大
きいため、このようなハロゲンランプ加熱方式では消費
電力が大きくなる。地球温暖化などの環境問題がクロー
ズアップされる昨今においては省エネルギー化に反する
このような問題を見過ごすことができず、効率が良く立
ち上がり時間の短い定着装置の要求が生じた。
熱方式は、定着ローラを所定温度に加熱するまでの時間
が比較的長く、その間、使用者は画像形成装置を使用す
ることができず、長時間の待機を強いられるという問題
があった。またハロゲンランプヒータ自体の熱損失も大
きいため、このようなハロゲンランプ加熱方式では消費
電力が大きくなる。地球温暖化などの環境問題がクロー
ズアップされる昨今においては省エネルギー化に反する
このような問題を見過ごすことができず、効率が良く立
ち上がり時間の短い定着装置の要求が生じた。
【０００４】そのため、金属導電体からなる定着ローラ
を電磁波による渦電流によって加熱する誘導加熱方式定
着装置が、加熱時間を画期的に短くでき、且つ効率も良
いため、環境問題にも寄与できる方式として注目される
ようになっている。
を電磁波による渦電流によって加熱する誘導加熱方式定
着装置が、加熱時間を画期的に短くでき、且つ効率も良
いため、環境問題にも寄与できる方式として注目される
ようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来公知の誘導加熱方
式定着装置の基本構成を図８において説明する。加圧ロ
ーラ２と圧接関係にある加熱ローラ３の内部に、誘導コ
イル１が配設されている。当該誘導コイル１はボビン４
に巻かれており、その軸方向（紙面に対して垂直方向）
両端にあるリード線を介して高周波電流が通じるように
なっている。誘導コイル１はまた、定着装置のここでは
不図示の側板に設けられたブラケットにより保持され回
転しないようになっている。本図において、加熱ローラ
１は時計まわりに回転して、加圧ローラ２は反時計まわ
りに回転するようになっている。加熱ローラ３表面の、
加圧ローラ２とは反対側には、温度ヒューズ５及びサー
ミスタ６が配設されている。
式定着装置の基本構成を図８において説明する。加圧ロ
ーラ２と圧接関係にある加熱ローラ３の内部に、誘導コ
イル１が配設されている。当該誘導コイル１はボビン４
に巻かれており、その軸方向（紙面に対して垂直方向）
両端にあるリード線を介して高周波電流が通じるように
なっている。誘導コイル１はまた、定着装置のここでは
不図示の側板に設けられたブラケットにより保持され回
転しないようになっている。本図において、加熱ローラ
１は時計まわりに回転して、加圧ローラ２は反時計まわ
りに回転するようになっている。加熱ローラ３表面の、
加圧ローラ２とは反対側には、温度ヒューズ５及びサー
ミスタ６が配設されている。
【０００６】定着動作時には、上記リード線を介して誘
導コイル１に高周波電流が通じ、これによって生じた高
周波磁界で、金属導電体からなる加熱ローラ３に誘導渦
電流が発生し、これに伴って定着ローラ自体の表皮抵抗
により当該定着ローラはジュール熱によって発熱する。
そして定着されるべきトナー画像Ｔ１を有した記録シー
トＳが図で見て右側から矢印方向へ搬送され、加熱ロー
ラ３と加圧ローラ２とで挟圧されつつ熱と圧力とにより
トナー画像Ｔ１を定着される。
導コイル１に高周波電流が通じ、これによって生じた高
周波磁界で、金属導電体からなる加熱ローラ３に誘導渦
電流が発生し、これに伴って定着ローラ自体の表皮抵抗
により当該定着ローラはジュール熱によって発熱する。
そして定着されるべきトナー画像Ｔ１を有した記録シー
トＳが図で見て右側から矢印方向へ搬送され、加熱ロー
ラ３と加圧ローラ２とで挟圧されつつ熱と圧力とにより
トナー画像Ｔ１を定着される。
【０００７】このような構成は、加熱ローラを誘導加熱
するための加熱コイルが紙搬送の邪魔にならないように
加熱ローラの内部にハロゲンランプと置き換えられ装着
されているものである。この際、加熱ローラは一般的に
用いられる円筒体をなし、芯金内部はなんら特別な加工
を施されることがなかった。また芯金の外側には離型層
が設けられているが、一般的に離型層は芯金と接着しず
らいので、プライマー層が設けられ、芯金と離型層の間
の接着を助けている。
するための加熱コイルが紙搬送の邪魔にならないように
加熱ローラの内部にハロゲンランプと置き換えられ装着
されているものである。この際、加熱ローラは一般的に
用いられる円筒体をなし、芯金内部はなんら特別な加工
を施されることがなかった。また芯金の外側には離型層
が設けられているが、一般的に離型層は芯金と接着しず
らいので、プライマー層が設けられ、芯金と離型層の間
の接着を助けている。
【０００８】本発明は、以上のような構成に鑑み、その
構成を改良して従来の誘導発熱型定着装置に比べて熱交
換効率の優れた装置を提供することを課題とする。
構成を改良して従来の誘導発熱型定着装置に比べて熱交
換効率の優れた装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題は、誘導コイル
に対向するローラの周面にエッジ部分を有した凹凸を形
成することによって、解決することができる。
に対向するローラの周面にエッジ部分を有した凹凸を形
成することによって、解決することができる。
【００１０】上記誘導コイルに対向するローラが芯金を
備え、当該ローラの凹凸面が、その芯金内周に形成さ
れ、誘導コイルが芯金に内挿されているのが、好適であ
る。また芯金を備えた上記ローラの凹凸面が、その芯金
外周に形成され、誘導コイルがローラの外側に配置され
ていても、同様な効果を奏する。
備え、当該ローラの凹凸面が、その芯金内周に形成さ
れ、誘導コイルが芯金に内挿されているのが、好適であ
る。また芯金を備えた上記ローラの凹凸面が、その芯金
外周に形成され、誘導コイルがローラの外側に配置され
ていても、同様な効果を奏する。
【００１１】少なくとも２つのローラに巻回された定着
ベルトを備えた定着装置においては、上記定着ベルトが
磁性材料でなり、且つ当該ベルトの加圧ローラ圧接位置
近傍に誘導コイルを配設した構成で、誘導コイルに対向
する定着ベルトの面にエッジ部分を有した凹凸を形成す
ることによっても、上記課題を解決することができる。
ベルトを備えた定着装置においては、上記定着ベルトが
磁性材料でなり、且つ当該ベルトの加圧ローラ圧接位置
近傍に誘導コイルを配設した構成で、誘導コイルに対向
する定着ベルトの面にエッジ部分を有した凹凸を形成す
ることによっても、上記課題を解決することができる。
【００１２】凹凸面は、ブラスト処理、エッチング加
工、溶射加工のいずれかによって形成することができ
る。溶射処理の際、芯金又は定着ベルトが、熱伝導率の
高いチタン及びその合金、アルミニウム及びその合金、
銅及びその合金からなる群から選択された材質でなり、
当該芯金又は定着ベルトに溶射される材料は、ステンレ
スや鉄のような磁性体であるのが適当である。
工、溶射加工のいずれかによって形成することができ
る。溶射処理の際、芯金又は定着ベルトが、熱伝導率の
高いチタン及びその合金、アルミニウム及びその合金、
銅及びその合金からなる群から選択された材質でなり、
当該芯金又は定着ベルトに溶射される材料は、ステンレ
スや鉄のような磁性体であるのが適当である。
【００１３】上記凹凸に形成された面に、絶縁体、例え
ば樹脂、特にフッ素樹脂からなるか、シリコーンゴムか
らなる層が備えられていれば好ましい。特に上記絶縁体
からなる層が少なくとも０．３ｍｍの厚みを有していれ
ば一層好適である。更に当該絶縁体からなる層が離型層
を兼ねていれば良い。
ば樹脂、特にフッ素樹脂からなるか、シリコーンゴムか
らなる層が備えられていれば好ましい。特に上記絶縁体
からなる層が少なくとも０．３ｍｍの厚みを有していれ
ば一層好適である。更に当該絶縁体からなる層が離型層
を兼ねていれば良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の詳細を、図に示す例に基
づいて説明する。先ず本発明に係る画像形成装置につい
て説明する。画像形成装置全体の構成は基本的には従来
のものと共通しており、図１において、静電潜像担持体
である感光体ドラム２１の周囲には、当該ドラム表面を
帯電するための帯電チャージャ２２、一様帯電処理面に
潜像を形成するための書込み部（マルチビーム書込み）
２３、ドラム表面の潜像に帯電トナーを付着することで
トナー像を形成する現像装置２４、形成されたドラム上
のトナー像を記録シートへ転写するための転写装置（転
写搬送ベルトユニット）２５、ドラム上の残留トナーを
除去するためのクリーニング装置２７、ドラム上の残留
電位を除去するための除電装置２８が順に配設されてい
る。このような構成において、画像形成がＮ／Ｐ（ネガ
ポジ）で行われる場合、帯電チャージャ２２によって表
面を一様に負に帯電された感光体２１は、書込み部２３
によって静電潜像を形成され、現像装置２４によってト
ナー像を形成される。当該トナー像は、転写ベルト２９
などでなる転写装置２５によって、感光体ドラム２１表
面から、装置下部のタンデムトレイ、ユニバーサルトレ
イ、固定トレイなどを組み合わせてなる給紙バンク２６
或いは横付け給紙トレイから搬送された記録シートへ転
写される。この転写の際に感光体ドラム２１に静電的に
付着した記録シートは、分離爪によって感光体ドラム２
１から分離される。そして未定着の記録シート上のトナ
ー像は定着装置３０によって記録シートに定着される。
一方、転写されずに感光体ドラム２１上に残留したトナ
ーは、クリーニング装置２７によって除去され回収され
る。残留トナーを除去された感光体ドラム２１は除電ラ
ンプ２８で初期化され、次回の画像形成プロセスに供さ
れる。
づいて説明する。先ず本発明に係る画像形成装置につい
て説明する。画像形成装置全体の構成は基本的には従来
のものと共通しており、図１において、静電潜像担持体
である感光体ドラム２１の周囲には、当該ドラム表面を
帯電するための帯電チャージャ２２、一様帯電処理面に
潜像を形成するための書込み部（マルチビーム書込み）
２３、ドラム表面の潜像に帯電トナーを付着することで
トナー像を形成する現像装置２４、形成されたドラム上
のトナー像を記録シートへ転写するための転写装置（転
写搬送ベルトユニット）２５、ドラム上の残留トナーを
除去するためのクリーニング装置２７、ドラム上の残留
電位を除去するための除電装置２８が順に配設されてい
る。このような構成において、画像形成がＮ／Ｐ（ネガ
ポジ）で行われる場合、帯電チャージャ２２によって表
面を一様に負に帯電された感光体２１は、書込み部２３
によって静電潜像を形成され、現像装置２４によってト
ナー像を形成される。当該トナー像は、転写ベルト２９
などでなる転写装置２５によって、感光体ドラム２１表
面から、装置下部のタンデムトレイ、ユニバーサルトレ
イ、固定トレイなどを組み合わせてなる給紙バンク２６
或いは横付け給紙トレイから搬送された記録シートへ転
写される。この転写の際に感光体ドラム２１に静電的に
付着した記録シートは、分離爪によって感光体ドラム２
１から分離される。そして未定着の記録シート上のトナ
ー像は定着装置３０によって記録シートに定着される。
一方、転写されずに感光体ドラム２１上に残留したトナ
ーは、クリーニング装置２７によって除去され回収され
る。残留トナーを除去された感光体ドラム２１は除電ラ
ンプ２８で初期化され、次回の画像形成プロセスに供さ
れる。
【００１５】次に、本発明に係る定着装置を図２に、ロ
ーラ軸線に対し垂直に切った面で示す。加圧スプリング
３１と加圧アーム３２によって加圧ローラ２と圧接状態
にある加熱ローラ３は本図において時計回りに回転し、
定着されるべきトナー画像を有する記録シートをこれら
加熱ローラ３と加圧ローラ２とで挟圧して図の左方向に
搬送するようになっている。加熱ローラ３の周囲には、
オイル塗布ローラ３３、サーミスタ３４、温度ヒューズ
３５、分離爪３６が配設されている。加熱ローラ３の内
部には誘導コイルが内挿されている。加圧ローラと加熱
ローラのニップ前後には、未定着画像を載置した記録シ
ートを搬送する給紙ガイド板３７、定着処理された記録
シートを機外へ排出する排紙ガイド板３８が配置されて
いる。
ーラ軸線に対し垂直に切った面で示す。加圧スプリング
３１と加圧アーム３２によって加圧ローラ２と圧接状態
にある加熱ローラ３は本図において時計回りに回転し、
定着されるべきトナー画像を有する記録シートをこれら
加熱ローラ３と加圧ローラ２とで挟圧して図の左方向に
搬送するようになっている。加熱ローラ３の周囲には、
オイル塗布ローラ３３、サーミスタ３４、温度ヒューズ
３５、分離爪３６が配設されている。加熱ローラ３の内
部には誘導コイルが内挿されている。加圧ローラと加熱
ローラのニップ前後には、未定着画像を載置した記録シ
ートを搬送する給紙ガイド板３７、定着処理された記録
シートを機外へ排出する排紙ガイド板３８が配置されて
いる。
【００１６】本発明に係る誘導コイルをその軸線に沿っ
て切った面で図３に示す。加圧ローラ２と圧接する加熱
ローラ３の内部には、ボビン４に担持された誘導コイル
１が配設されている。軸受１０ａ，１０ｂで支持された
加熱ローラ３は、当該ローラの片端部に嵌装固定された
ギヤ８が不図示の駆動ギヤと噛み合い、当該駆動ギヤが
回転することによって回転するようになっている。加熱
ローラ３の芯金はステンレス鋼、鉄等の磁性材料からな
っており、その外側にはフッ素樹脂又はシリコーンゴム
からなる離型層が設けられている。
て切った面で図３に示す。加圧ローラ２と圧接する加熱
ローラ３の内部には、ボビン４に担持された誘導コイル
１が配設されている。軸受１０ａ，１０ｂで支持された
加熱ローラ３は、当該ローラの片端部に嵌装固定された
ギヤ８が不図示の駆動ギヤと噛み合い、当該駆動ギヤが
回転することによって回転するようになっている。加熱
ローラ３の芯金はステンレス鋼、鉄等の磁性材料からな
っており、その外側にはフッ素樹脂又はシリコーンゴム
からなる離型層が設けられている。
【００１７】リッツ線などでなる誘導コイル１は絶縁体
からなる円筒形状のボビン４に巻装され、両端にはリー
ド線（図示せず）を有している。これらリード線を介し
て誘導コイル１には両端部から高周波電流が通じるよう
になっている。上記ボビン４及び誘導コイル１は、定着
装置の側板１１ａ，１１ｂに設けられたブラケット７
ａ，７ｂによって回転しないように保持されている。誘
導コイル１の外方にはフェライトコア１２ａ，１２ｂが
ボビン４表面に配設されている。ボビン４の長手方向の
一方の側、外方には冷却ファン１３が配置されており、
ボビン４の内部に冷却風を送り、当該ボビン４を介して
誘導コイル１を冷却するようになっている。
からなる円筒形状のボビン４に巻装され、両端にはリー
ド線（図示せず）を有している。これらリード線を介し
て誘導コイル１には両端部から高周波電流が通じるよう
になっている。上記ボビン４及び誘導コイル１は、定着
装置の側板１１ａ，１１ｂに設けられたブラケット７
ａ，７ｂによって回転しないように保持されている。誘
導コイル１の外方にはフェライトコア１２ａ，１２ｂが
ボビン４表面に配設されている。ボビン４の長手方向の
一方の側、外方には冷却ファン１３が配置されており、
ボビン４の内部に冷却風を送り、当該ボビン４を介して
誘導コイル１を冷却するようになっている。
【００１８】画像形成動作にあたっては、機械駆動がオ
ンされると加熱ローラ３が回転を開始し、次いで通紙が
開始されて、図１に示された感光体ドラムまわりで画像
が形成されて転写装置で記録シートに未定着画像が形成
され、定着装置に当該記録シートが搬送される。搬送さ
れた記録シートは、加熱ローラと加圧ローラ２とで挟圧
されて定着処理される。
ンされると加熱ローラ３が回転を開始し、次いで通紙が
開始されて、図１に示された感光体ドラムまわりで画像
が形成されて転写装置で記録シートに未定着画像が形成
され、定着装置に当該記録シートが搬送される。搬送さ
れた記録シートは、加熱ローラと加圧ローラ２とで挟圧
されて定着処理される。
【００１９】図４に図３のＡ部（加熱ローラ部分）を拡
大して示す。図４ａに示されるように、誘導コイルを外
周において取り囲む芯金５２は、その内周面が例えばサ
ンドブラスト等の凹凸加工を施されている。ステンレス
鋼でなる芯金の内径４９ｍｍ、肉厚０．８ｍｍに対して
スチールグリッドＭＧＨ-５０なるブラスト処理を行っ
た実験の結果によれば、このような処理により、同じ電
流をコイルに流した場合、従来の滑らかな面状態と比較
して、凹凸面のエッジ部に磁束が集中して約５％の熱変
換効率の向上が認められた。即ち、ブラスト処理なしの
場合の熱変換効率が５９．３％であったのに対して、表
面粗さＲａ＝１．４８μｍで６３．０％、Ｒａ＝４．６
７μｍで６６．３％となった。
大して示す。図４ａに示されるように、誘導コイルを外
周において取り囲む芯金５２は、その内周面が例えばサ
ンドブラスト等の凹凸加工を施されている。ステンレス
鋼でなる芯金の内径４９ｍｍ、肉厚０．８ｍｍに対して
スチールグリッドＭＧＨ-５０なるブラスト処理を行っ
た実験の結果によれば、このような処理により、同じ電
流をコイルに流した場合、従来の滑らかな面状態と比較
して、凹凸面のエッジ部に磁束が集中して約５％の熱変
換効率の向上が認められた。即ち、ブラスト処理なしの
場合の熱変換効率が５９．３％であったのに対して、表
面粗さＲａ＝１．４８μｍで６３．０％、Ｒａ＝４．６
７μｍで６６．３％となった。
【００２０】同じような効果は、図４ｂに示されるエッ
チング加工、図４ｃに示される溶射加工でも可能であ
る。溶射加工は、金属粉を溶射して芯金表面を荒らす工
法で、プラズマ溶射などが知られている。プラズマ溶射
は、溶射装置でノントランスファードアークを発生さ
せ、このアーク中にＡｒ、Ｈｅ、Ｈ２、Ｎ２などの不活
性ガスを供給して作り出したプラズマ流中に、各種粉末
材料を送って溶融噴射し被膜を形成させるものである。
このような溶射加工は、芯金材質に対し異種金属でも表
面に接着できるので、例えばアルミニウムのような熱伝
導性は良いが誘導加熱による発熱に対しては非常に熱交
換効率が悪い材料でなる芯金の表面に、発熱効率の良い
ステンレスのような磁性粉を接着して、対向するコイル
から誘導磁束を溶着された磁性粉が受けて発熱しアルミ
芯金に熱を拡散することができ、したがって温度分布を
容易に均一化することができた。アルミ合金、チタン及
びその合金、銅及びその合金の群から選択された材質で
なる芯金に、ステンレス、鉄等の磁性体を溶射しても、
同様に、誘導加熱による発熱の機能と芯金の熱伝導性が
良い特性が相乗され、加熱ローラとして発熱効率のアッ
プと温度均一化に大きな効果があった。
チング加工、図４ｃに示される溶射加工でも可能であ
る。溶射加工は、金属粉を溶射して芯金表面を荒らす工
法で、プラズマ溶射などが知られている。プラズマ溶射
は、溶射装置でノントランスファードアークを発生さ
せ、このアーク中にＡｒ、Ｈｅ、Ｈ２、Ｎ２などの不活
性ガスを供給して作り出したプラズマ流中に、各種粉末
材料を送って溶融噴射し被膜を形成させるものである。
このような溶射加工は、芯金材質に対し異種金属でも表
面に接着できるので、例えばアルミニウムのような熱伝
導性は良いが誘導加熱による発熱に対しては非常に熱交
換効率が悪い材料でなる芯金の表面に、発熱効率の良い
ステンレスのような磁性粉を接着して、対向するコイル
から誘導磁束を溶着された磁性粉が受けて発熱しアルミ
芯金に熱を拡散することができ、したがって温度分布を
容易に均一化することができた。アルミ合金、チタン及
びその合金、銅及びその合金の群から選択された材質で
なる芯金に、ステンレス、鉄等の磁性体を溶射しても、
同様に、誘導加熱による発熱の機能と芯金の熱伝導性が
良い特性が相乗され、加熱ローラとして発熱効率のアッ
プと温度均一化に大きな効果があった。
【００２１】図５は、外周面に離型層５１を有した加熱
ローラ３において、ボビン４に巻装された誘導コイル１
に対向する芯金５２の内周面に凹凸が形成され、その凹
凸表面上に絶縁性被膜５３が施与されている例である。
フッ素樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等でなるこの
被膜５３は安全性の観点から備えられるもので、更に芯
金の酸化防止も果たすことができる。誘導コイルには通
常ライン電圧がかかっており、芯金がむき出しの場合、
当該コイルが芯金と接触するとショートする危険性があ
る。一方で、加熱ローラ芯金と誘導コイルとのギャップ
は小さいほうが効率良く加熱ローラを加熱できるので、
芯金と誘導コイルはできる限り接近しているのが良い。
そこで、ショートの危険性を回避しながら誘導加熱効率
を高めるべく、絶縁性被膜を設けるのである。この場
合、上記絶縁性被膜の厚みは安全規格の点から例えば
０．３ｍｍ以上である。
ローラ３において、ボビン４に巻装された誘導コイル１
に対向する芯金５２の内周面に凹凸が形成され、その凹
凸表面上に絶縁性被膜５３が施与されている例である。
フッ素樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等でなるこの
被膜５３は安全性の観点から備えられるもので、更に芯
金の酸化防止も果たすことができる。誘導コイルには通
常ライン電圧がかかっており、芯金がむき出しの場合、
当該コイルが芯金と接触するとショートする危険性があ
る。一方で、加熱ローラ芯金と誘導コイルとのギャップ
は小さいほうが効率良く加熱ローラを加熱できるので、
芯金と誘導コイルはできる限り接近しているのが良い。
そこで、ショートの危険性を回避しながら誘導加熱効率
を高めるべく、絶縁性被膜を設けるのである。この場
合、上記絶縁性被膜の厚みは安全規格の点から例えば
０．３ｍｍ以上である。
【００２２】芯金の内周面に凹凸加工を施す上記の例と
同様の効果は、図６に示されるように、例えば矩形のフ
ェライトコアにリッツ線を巻いて形成された誘導コイル
７０を加熱ローラ３の外側に配置し、芯金７２の外表面
をブラスト等で凹凸加工するようにしても得ることがで
きた。この場合、凹凸表面上に接着層を設け（図示せ
ず）、更にその上に離型層７１を設けて構成される。絶
縁層を兼ねる離型層の材質は、上記絶縁性被膜５３と同
じく、フッ素樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等であ
り、厚みは０．３ｍｍ以上である。誘導コイル７０は離
型層７１に近接して設けられるが、例えば本例では０．
５〜１．５ｍｍの間隔で設置される。そのために、誘導
コイル７０の保持器には、加熱ローラとの間隔を維持す
るための不図示の軸受が配設されており、非通紙部で加
熱ローラに接触して回転するようになっている。
同様の効果は、図６に示されるように、例えば矩形のフ
ェライトコアにリッツ線を巻いて形成された誘導コイル
７０を加熱ローラ３の外側に配置し、芯金７２の外表面
をブラスト等で凹凸加工するようにしても得ることがで
きた。この場合、凹凸表面上に接着層を設け（図示せ
ず）、更にその上に離型層７１を設けて構成される。絶
縁層を兼ねる離型層の材質は、上記絶縁性被膜５３と同
じく、フッ素樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等であ
り、厚みは０．３ｍｍ以上である。誘導コイル７０は離
型層７１に近接して設けられるが、例えば本例では０．
５〜１．５ｍｍの間隔で設置される。そのために、誘導
コイル７０の保持器には、加熱ローラとの間隔を維持す
るための不図示の軸受が配設されており、非通紙部で加
熱ローラに接触して回転するようになっている。
【００２３】図７にベルト定着装置に本発明を適用した
例を示す。定着ベルトを巻回させられた２つのローラの
うち、加圧ローラ２に圧接され記録シートを挟持し加圧
加熱作用で当該記録シート上のトナー像を定着する側の
ローラを定着ローラ、他方のローラを加熱ローラと称す
ることとする。本発明に係る誘導コイル１を内挿する加
熱ローラ４１と、加圧ローラ２に圧接する定着ローラ４
２とに定着ベルト４０が巻回され、テンションローラ４
３によってテンションが掛けられている。加熱ローラの
内周面に凹凸が形成される。図２の例と同様に、加熱ロ
ーラ４１にはオイル供給ローラを備えたオイル塗布ロー
ラ３３が（定着ベルトを介して）付されている。サーミ
スタや温度ヒューズなどは図の簡略化のため省略してあ
る。加圧ローラ２と定着ローラ４２のニップ前後には、
未定着画像を載置した記録シートを搬送する給紙ガイド
板３７、定着処理された記録シートを機外へ排出する排
紙ガイド板３８が配置されている。本例では加熱ローラ
に誘導コイルを内挿しているが、同じベルト定着装置に
おいても、代替として、２個の張架ローラに巻回された
定着ベルトに対し、張架ローラに巻回していないベルト
部分に加圧ローラが圧接する構成のものを考える場合、
即ち、図７においてテンションローラ４３の位置に加圧
ローラが配置され（その位置での加圧ローラが一方の張
架ローラにベルトを介して圧接する配置構成も含む）、
当該加圧ローラと定着ベルトの間を記録シートが搬送さ
れる構成の場合、誘導コイルを、定着ベルトを挟んで加
圧ローラと反対側に配置させ、磁性材料からなる定着ベ
ルトの内周面に凹凸を形成するようにしても良い。凹凸
面を覆うように絶縁層が形成されているのが好ましい。
例を示す。定着ベルトを巻回させられた２つのローラの
うち、加圧ローラ２に圧接され記録シートを挟持し加圧
加熱作用で当該記録シート上のトナー像を定着する側の
ローラを定着ローラ、他方のローラを加熱ローラと称す
ることとする。本発明に係る誘導コイル１を内挿する加
熱ローラ４１と、加圧ローラ２に圧接する定着ローラ４
２とに定着ベルト４０が巻回され、テンションローラ４
３によってテンションが掛けられている。加熱ローラの
内周面に凹凸が形成される。図２の例と同様に、加熱ロ
ーラ４１にはオイル供給ローラを備えたオイル塗布ロー
ラ３３が（定着ベルトを介して）付されている。サーミ
スタや温度ヒューズなどは図の簡略化のため省略してあ
る。加圧ローラ２と定着ローラ４２のニップ前後には、
未定着画像を載置した記録シートを搬送する給紙ガイド
板３７、定着処理された記録シートを機外へ排出する排
紙ガイド板３８が配置されている。本例では加熱ローラ
に誘導コイルを内挿しているが、同じベルト定着装置に
おいても、代替として、２個の張架ローラに巻回された
定着ベルトに対し、張架ローラに巻回していないベルト
部分に加圧ローラが圧接する構成のものを考える場合、
即ち、図７においてテンションローラ４３の位置に加圧
ローラが配置され（その位置での加圧ローラが一方の張
架ローラにベルトを介して圧接する配置構成も含む）、
当該加圧ローラと定着ベルトの間を記録シートが搬送さ
れる構成の場合、誘導コイルを、定着ベルトを挟んで加
圧ローラと反対側に配置させ、磁性材料からなる定着ベ
ルトの内周面に凹凸を形成するようにしても良い。凹凸
面を覆うように絶縁層が形成されているのが好ましい。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、誘導コイルに対向する
ローラの周面又は定着ベルトの表面にエッジ部分を有し
た凹凸を形成することで、渦電流が当該凹凸面のエッジ
部分に集中的に発生し発熱することとなり、効率良くロ
ーラを加熱することができる。電磁誘導加熱システムそ
のものの効率をアップさせるものであり、従来のハロゲ
ンヒータ方式において受熱面積を増やし熱の吸収率を上
げるために加熱ローラ内周面に凹凸を形成させるものと
は発明思想として根本的に異なる。ローラと誘導コイル
の配置関係に応じて、上記凹凸面の形成箇所を決定する
ことで効率の良い加熱が確保される。即ち、誘導コイル
が芯金に内挿される場合には、凹凸面は芯金内側に形成
され、誘導コイルが加熱ローラの外側に配置される場合
には、凹凸面は芯金外側に形成される。
ローラの周面又は定着ベルトの表面にエッジ部分を有し
た凹凸を形成することで、渦電流が当該凹凸面のエッジ
部分に集中的に発生し発熱することとなり、効率良くロ
ーラを加熱することができる。電磁誘導加熱システムそ
のものの効率をアップさせるものであり、従来のハロゲ
ンヒータ方式において受熱面積を増やし熱の吸収率を上
げるために加熱ローラ内周面に凹凸を形成させるものと
は発明思想として根本的に異なる。ローラと誘導コイル
の配置関係に応じて、上記凹凸面の形成箇所を決定する
ことで効率の良い加熱が確保される。即ち、誘導コイル
が芯金に内挿される場合には、凹凸面は芯金内側に形成
され、誘導コイルが加熱ローラの外側に配置される場合
には、凹凸面は芯金外側に形成される。
【００２５】凹凸面がブラスト処理で形成されるなら
ば、安価に凹凸面を形成することができる。凹凸面がエ
ッチング加工で形成されるならば、凹凸形状を安定して
製作でき、発熱のバラツキを少なくすることができる。
凹凸面が溶射加工で形成されるならば、芯金の材料的な
制約を緩くすることができる。
ば、安価に凹凸面を形成することができる。凹凸面がエ
ッチング加工で形成されるならば、凹凸形状を安定して
製作でき、発熱のバラツキを少なくすることができる。
凹凸面が溶射加工で形成されるならば、芯金の材料的な
制約を緩くすることができる。
【００２６】凹凸の形成された面に、絶縁体からなる
層、例えば樹脂、特にフッ素樹脂又はシリコーンゴムか
らなる層が備えられれば、その電気絶縁特性ゆえに絶縁
被膜が存在することとなって、コイルと凹凸面の接触が
あってもリークを防止できる。
層、例えば樹脂、特にフッ素樹脂又はシリコーンゴムか
らなる層が備えられれば、その電気絶縁特性ゆえに絶縁
被膜が存在することとなって、コイルと凹凸面の接触が
あってもリークを防止できる。
【図１】本発明に係る画像形成装置の全体図である。
【図２】本発明に係る定着装置の概略図である。
【図３】本発明に係る定着装置の主要部分のローラ軸線
に沿って切った断面での概略図である。
に沿って切った断面での概略図である。
【図４】図３に示された定着装置ユニットの凹凸面形成
を説明するものであり、（ａ）〜（ｃ）でそれぞれ異な
る加工法を示している。
を説明するものであり、（ａ）〜（ｃ）でそれぞれ異な
る加工法を示している。
【図５】芯金表面に離型層を備える構成を示す概略図で
ある。
ある。
【図６】誘導コイルが外部に位置することによって凹凸
面が芯金外周に形成されることを示す図である。
面が芯金外周に形成されることを示す図である。
【図７】本発明に係る定着装置のベルト定着タイプの構
成を示す概略図である。
成を示す概略図である。
【図８】従来公知の定着装置の概念図である。
１ 誘導コイル ２ 加圧ローラ ３ 加熱ローラ ４ ボビン
Claims (13)
- 【請求項１】 記録材を２つのローラで挟持搬送して加
熱加圧作用でトナー画像を上記記録材に定着する定着装
置にして、上記ローラの少なくとも一方が誘導型発熱ロ
ーラである定着装置において、 誘導コイルに対向するローラの周面にエッジ部分を有し
た凹凸を形成したことを特徴とする定着装置。 - 【請求項２】 記録材を少なくとも２つのローラに巻回
された定着ベルトと当該ベルトに圧接する加圧ローラと
で挟持搬送して加熱加圧作用でトナー画像を上記記録材
に定着する定着装置にして、上記巻回ローラの少なくと
も一方が誘導型発熱ローラである定着装置において、 誘導コイルに対向するローラの周面にエッジ部分を有し
た凹凸を形成したことを特徴とする定着装置。 - 【請求項３】 上記誘導コイルに対向するローラが芯金
を備え、当該ローラの凹凸面が、その芯金内周に形成さ
れ、上記誘導コイルが芯金に内挿されていることを特徴
とする請求項１又は２に記載の定着装置。 - 【請求項４】 上記誘導コイルに対向するローラが芯金
を備え、当該ローラの凹凸面が、その芯金外周に形成さ
れ、誘導コイルが上記ローラの外側に配置されているこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。 - 【請求項５】 記録材を少なくとも２つのローラに巻回
された定着ベルトと当該ベルトに圧接する加圧ローラと
で挟持搬送して加熱加圧作用でトナー画像を上記記録材
に定着する定着装置にして、磁性材料でなる定着ベルト
の加圧ローラ圧接位置近傍に誘導コイルが配設された定
着装置において、 誘導コイルに対向する定着ベルトの面にエッジ部分を有
した凹凸を形成したことを特徴とする定着装置。 - 【請求項６】 上記凹凸面がブラスト処理で形成される
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の
定着装置。 - 【請求項７】 上記凹凸面がエッチング加工で形成され
ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載
の定着装置。 - 【請求項８】 上記凹凸面が溶射加工で形成されること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の定着
装置。 - 【請求項９】 上記芯金又は定着ベルトが、熱伝導率の
高いチタン及びその合金、アルミニウム及びその合金、
銅及びその合金からなる群から選択された材質でなり、
当該芯金又は定着ベルトに溶射される材料は、ステンレ
スや鉄のような磁性体であることを特徴とする請求項８
に記載の定着装置。 - 【請求項１０】 上記凹凸に形成された面に絶縁体から
なる層が施されることを特徴とする請求項１〜５のいず
れか一項に記載の定着装置。 - 【請求項１１】 上記絶縁体からなる層が少なくとも
０．３ｍｍの厚みを有することを特徴とする請求項１０
に記載の定着装置。 - 【請求項１２】 上記凹凸に形成された面に施される絶
縁体からなる層が離型層を兼ねることを特徴とする請求
項４に記載の定着装置。 - 【請求項１３】 請求項１〜１２のいずれか一項に記載
の定着装置を備えた画像形成装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000245703A JP2001159857A (ja) | 1999-09-21 | 2000-08-14 | 誘導加熱定着装置及び画像形成装置 |
| US09/666,462 US6327456B1 (en) | 1999-09-21 | 2000-09-20 | Induction heating fixing device and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26727899 | 1999-09-21 | ||
| JP11-267278 | 1999-09-21 | ||
| JP2000245703A JP2001159857A (ja) | 1999-09-21 | 2000-08-14 | 誘導加熱定着装置及び画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001159857A true JP2001159857A (ja) | 2001-06-12 |
Family
ID=26547792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000245703A Pending JP2001159857A (ja) | 1999-09-21 | 2000-08-14 | 誘導加熱定着装置及び画像形成装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6327456B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001159857A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006018291A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-19 | Samsung Electronics Co Ltd | 定着器の発熱装置，電源供給装置，定着器および定着装置 |
| US7512371B2 (en) | 2004-09-10 | 2009-03-31 | Ricoh Company, Ltd. | Method and apparatus for image forming capable of effective image fixing using induction heating |
| JPWO2009060692A1 (ja) * | 2007-11-05 | 2011-03-17 | 株式会社遠藤製作所 | チューブとその製造方法 |
| JP2013127645A (ja) * | 2013-02-20 | 2013-06-27 | Ricoh Co Ltd | 定着装置及び画像形成装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| EP1296201B1 (en) * | 2001-09-21 | 2012-05-30 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming method and toner therefor |
| EP1537808B1 (en) * | 2003-12-02 | 2007-08-08 | Lg Electronics Inc. | Coffee maker and microwave oven and method for controlling the same |
| US7323666B2 (en) | 2003-12-08 | 2008-01-29 | Saint-Gobain Performance Plastics Corporation | Inductively heatable components |
| KR100686739B1 (ko) * | 2005-06-24 | 2007-02-26 | 삼성전자주식회사 | 화상형성장치의 정착롤러 |
| US7205513B2 (en) | 2005-06-27 | 2007-04-17 | Xerox Corporation | Induction heated fuser and fixing members |
| JP2007310353A (ja) * | 2006-04-17 | 2007-11-29 | Ricoh Co Ltd | 定着装置及び画像形成装置 |
| US20150205232A1 (en) * | 2014-01-22 | 2015-07-23 | Xerox Corporation | Systems and methods for providing and implementing low surface energy external heat rolls in image forming devices |
| US9690247B1 (en) * | 2016-03-10 | 2017-06-27 | Xerox Corporation | Decurler indenting shaft ink-release coating for increased media latitude |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0434483A (ja) | 1990-05-31 | 1992-02-05 | Mitsubishi Electric Corp | 定着装置 |
| JPH04134387A (ja) | 1990-09-26 | 1992-05-08 | Ricoh Co Ltd | 電子写真装置の定着器 |
| US5300996A (en) | 1991-06-07 | 1994-04-05 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing apparatus |
| JP3273453B2 (ja) | 1993-02-04 | 2002-04-08 | 株式会社リコー | 画像定着装置 |
| JP3337304B2 (ja) | 1994-02-23 | 2002-10-21 | 株式会社リコー | 定着装置 |
| DE19650283C2 (de) | 1995-12-05 | 2001-09-20 | Ricoh Kk | Heizwalzenfixiervorrichtung |
| JP3458985B2 (ja) | 1995-12-05 | 2003-10-20 | 株式会社リコー | 定着装置 |
| US5819150A (en) * | 1996-06-28 | 1998-10-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Image heating apparatus |
| JP3486519B2 (ja) * | 1997-02-28 | 2004-01-13 | キヤノン株式会社 | 加熱装置 |
-
2000
- 2000-08-14 JP JP2000245703A patent/JP2001159857A/ja active Pending
- 2000-09-20 US US09/666,462 patent/US6327456B1/en not_active Expired - Fee Related
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| US7512371B2 (en) | 2004-09-10 | 2009-03-31 | Ricoh Company, Ltd. | Method and apparatus for image forming capable of effective image fixing using induction heating |
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| US8351835B2 (en) | 2007-11-05 | 2013-01-08 | K. K. Endo Seisakusho | Tube and method for manufacturing the same |
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| US6327456B1 (en) | 2001-12-04 |
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