JP2001183927A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱装置において、磁界発生手段の幅を加熱
体の幅以上に広げることなく加熱体の全幅にわたって均
一な温度分布を得る。 【解決手段】 導電性部材からなり記録材の最大サイズ
幅を満たす円筒状の加熱体１と、加熱体１に対向して当
該加熱体１の全幅にわたって配置された第１の励磁鉄心
２ａ、加熱体１の長手方向に沿って記録材の最大サイズ
幅で励磁鉄心に巻き回された励磁コイル３、および第１
の励磁鉄心２ａおよび励磁コイル３に巻かれ、記録材の
最大サイズ幅において均一な温度分布を持つように分割
して第１の励磁鉄心２ａの長さ方向に配置された複数の
第２の励磁鉄心２ｂから構成された磁界発生手段４とか
らなり、通電された励磁コイル３による磁界で加熱体１
に発生する渦電流により当該加熱体１が発熱される加熱
装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やファクシ
ミリ、プリンタなどの静電記録式の画像形成装置におけ
る定着装置に使用される加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】昨今、ＯＡ機器の省エネルギーの動向か
ら、プリンタ・複写機等に用いられる画像定着装置も省
エネルギーおよびクイックスタートの要求が高まりつつ
ある。そして、その要求に答えるため、従来の一般的な
ハロゲンランプを用いた熱ローラ方式の定着装置におい
ても、ローラの低熱容量化や高熱伝導材料の採用等の検
討が進められている。

【０００３】また、従来より加熱手段としてはハロゲン
ランプや抵抗発熱体等が採用されてきたが、これらはそ
れ自体に熱容量がある等のことから加熱ローラの発熱効
率が悪い。そこで、さらに発熱効率を向上させる加熱手
段として、電磁誘導加熱方式の研究も行われている。

【０００４】以下に電磁誘導方式を用いた加熱装置につ
いて説明する。

【０００５】図４は電磁誘導方式による従来の加熱装置
を示す斜視図、図５は図４の加熱装置の断面図である。

【０００６】図４および図５において、加熱装置は、導
電性部材からなり記録材の最大サイズ幅を満たす円筒状
の加熱体１と、この加熱体１に対向して幅方向に配置さ
れた磁界発生手段４とから構成されている。磁界発生手
段４は、加熱体１の全幅にわたって配置された励磁鉄心
２と、励磁鉄心２の内側において加熱体１の全幅にわた
ってその長手方向に巻き回された励磁コイル３とからな
る。

【０００７】このような加熱装置において、加熱体１が
所定の温度を保つように励磁回路（図示せず）により励
磁コイル３への通電が制御され、磁界発生手段４により
発生する磁場の中で導電性の加熱体１に渦電流が発生す
る。そして、この渦電流が加熱体１の電気抵抗によって
熱（ジュール熱）に変換され、加熱体１のみが記録材の
最大サイズ幅全域において発熱、制御される。

【０００８】以上のように構成された加熱装置では、発
熱効率も向上し、ウォームアップ時間も短縮される。ま
た、ウォームアップ時間が短縮されることで、定着装置
を常に暖めて待機状態にしておく必要がないので、待機
中の消費電力がゼロとなって総消費電力を小さくするこ
とが可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の電磁
誘導方式の加熱装置においては、磁界発生手段は記録材
の最大サイズの幅において配設され、通電により加熱体
全域の温度分布が均一になるように設計されいるが、加
熱体の両端部においては磁界が不安定となり、これによ
って加熱体の発熱も不安定となる。

【００１０】そして、加熱体の中央部と両端部とを温度
差なく均等に発熱させるためには加熱体の幅に対して磁
界発生手段の幅を十分に広く取る必要があるので、装置
の大型化および高コストを招来することになる。

【００１１】また、このような加熱装置で最大サイズ幅
よりも小サイズの記録材を通紙する場合、加熱体の非通
紙部領域においては通紙による熱損失がないために温度
が過剰に上昇するので、その直後に大サイズの記録材を
通紙すると小サイズの非通紙部において高温オフセット
が発生したり、熱膨張により加熱体に外径差（周速差）
が生じて紙ジワが発生したりする。一方、磁界発生手段
においても、このような加熱体の非通紙部領域における
温度上昇に伴って励磁コイルの温度が上昇して透磁率が
変化し、通紙部領域においても発熱量が不安定となる。
そして、このような温度差を吸収すために印字待機状態
で加熱体を空回転させると、印字生産性が低下するのみ
ならずローラ等の構成部品の寿命を著しく縮めてしま
う。

【００１２】そこで、本発明は、磁界発生手段の幅を加
熱体の幅以上に広げることなく加熱体の全幅にわたって
均一な温度分布を得ることのできる加熱装置を提供する
ことを目的とする。

【００１３】また、本発明は、非通紙部の温度上昇を抑
制して通紙部の発熱分布を一様化させることのできる加
熱装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の加熱装置は、導電性部材からなり記録材の
最大サイズ幅を満たす円筒状の加熱体と、加熱体に対向
して当該加熱体の全幅にわたって配置された第１の励磁
鉄心、加熱体の長手方向に沿って記録材の最大サイズ幅
で励磁鉄心に巻き回された励磁コイル、および第１の励
磁鉄心および励磁コイルに巻かれ、記録材の最大サイズ
幅において均一な温度分布を持つように分割して第１の
励磁鉄心の長さ方向に配置された複数の第２の励磁鉄心
から構成された磁界発生手段とからなり、通電された励
磁コイルによる磁界で加熱体に発生する渦電流により当
該加熱体が発熱されるものである。

【００１５】これにより、第２の励磁鉄心が記録材の最
大サイズ幅で均一な温度分布を持つように分割して第１
の励磁鉄心の長さ方向に配置されているので、磁界発生
手段の幅を加熱体の幅以上に広げることなく加熱体の全
幅にわたって均一な温度分布を得ることが可能になる。

【００１６】また、本発明の加熱装置は、前述の加熱装
置において、記録材の通紙領域外に位置する第２の励磁
鉄心は加熱体から離反する方向へ移動するものである。

【００１７】これにより、第２の励磁鉄心が移動した位
置では磁束が弱くなるので、加熱体における非通紙部の
温度上昇が抑制され、非通紙部の温度上昇を防止して通
紙部の発熱分布を一様化させることが可能になる。

【００１８】さらに、本発明の加熱装置は、前述の加熱
装置において、記録材の通紙領域外に位置する第２の励
磁鉄心は第１の励磁鉄心に沿ってその通紙領域内に移動
するものである。

【００１９】これにより、第２の励磁鉄心が移動した位
置では磁束が弱くなるので、加熱体における非通紙部の
温度上昇が抑制され、非通紙部の温度上昇を防止して通
紙部の発熱分布を一様化させることが可能になる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、導電性部材からなり記録材の最大サイズ幅を満たす
円筒状の加熱体と、加熱体に対向して当該加熱体の全幅
にわたって配置された第１の励磁鉄心、加熱体の長手方
向に沿って記録材の最大サイズ幅で励磁鉄心に巻き回さ
れた励磁コイル、および第１の励磁鉄心および励磁コイ
ルに巻かれ、記録材の最大サイズ幅において均一な温度
分布を持つように分割して第１の励磁鉄心の長さ方向に
配置された複数の第２の励磁鉄心から構成された磁界発
生手段とからなり、通電された励磁コイルによる磁界で
加熱体に発生する渦電流により当該加熱体が発熱される
加熱装置であり、磁界発生手段の幅を加熱体の幅以上に
広げることなく加熱体の全幅にわたって均一な温度分布
を得ることが可能になるという作用を有する。

【００２１】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１記載の発明において、記録材の通紙領域外に位置する
第２の励磁鉄心は加熱体から離反する方向へ移動する加
熱装置であり、第２の励磁鉄心が移動した位置では磁束
が弱くなるので、加熱体における非通紙部の温度上昇が
抑制され、非通紙部の温度上昇を防止して通紙部の発熱
分布を一様化させることが可能になるという作用を有す
る。

【００２２】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１記載の発明において、記録材の通紙領域外に位置する
第２の励磁鉄心は第１の励磁鉄心に沿ってその通紙領域
内に移動する加熱装置であり、第２の励磁鉄心が移動し
た位置では磁束が弱くなるので、加熱体における非通紙
部の温度上昇が抑制され、非通紙部の温度上昇を防止し
て通紙部の発熱分布を一様化させることが可能になると
いう作用を有する。

【００２３】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図３を用いて説明する。なお、これらの図面におい
て同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複
した説明は省略されている。

【００２４】図１は本発明の一実施の形態による加熱装
置を示す模式図、図２は本発明の他の実施の形態による
加熱装置を示す模式図、図３は本発明のさらに他の実施
の形態による加熱装置を示す模式図である。

【００２５】図１に示す加熱装置は、導電性部材からな
り記録材の最大サイズ幅を満たす円筒状の加熱体１と、
この加熱体１に対向して幅方向に配置された磁界発生手
段４とから構成されている。磁界発生手段４は、加熱体
１の全幅にわたって配置された第１の励磁鉄心２ａと、
加熱体１の長手方向に沿って記録材の最大サイズ幅で第
１の励磁鉄心２ａに巻き回された励磁コイル３と、第１
の励磁鉄心２ａおよび励磁コイル３に巻かれ、記録材の
最大サイズ幅において均一な温度分布を持つように分割
して第１の励磁鉄心２ａの長さ方向にｎ個配置された第
２の励磁鉄心２ｂとからなる。

【００２６】このような加熱装置において、加熱体１が
所定の温度を保つように励磁回路（図示せず）により励
磁コイル３への通電が制御され、磁界発生手段４により
発生する磁場の中で導電性の加熱体１に渦電流を発生す
る。そして、この渦電流が加熱体１の電気抵抗によって
熱（ジュール熱）に変換され、加熱体１のみが発熱す
る。

【００２７】ここで、第２の励磁鉄心２ｂが記録材の最
大サイズ幅で均一な温度分布を持つように分割して第１
の励磁鉄心２ａの長さ方向に配置されているので、磁界
発生手段４の幅を加熱体１の幅以上に広げることなく加
熱体１の全幅にわたって均一な温度分布を得ることが可
能になる。

【００２８】これにより、加熱体１の幅に対して磁界発
生手段４の幅を十分に広く取る必要がないので、装置の
省スペース化および励磁鉄心の質量減によるコスト低減
を図ることが可能になる。

【００２９】また、図２に示す加熱装置は、小サイズの
記録材が通紙されるときには、当該サイズの記録材の通
紙領域外に位置するｍ個の第２の励磁鉄心２ｂが移動手
段（図示せず）により加熱体１から遠ざかる方向へ移動
するようになっている。

【００３０】したがって、第２の励磁鉄心２ｂが移動し
た位置では磁束が弱くなるので、加熱体１における非通
紙部の温度上昇が抑制され、非通紙部の温度上昇を防止
して通紙部の発熱分布を一様化させることが可能にな
る。

【００３１】これにより、非通紙部の温度上昇による高
温オフセット等の不具合を防止することが可能になる。

【００３２】さらに、図３に示す加熱装置は、小サイズ
の記録材が通紙されるときには、当該サイズの記録材の
通紙領域外に位置するｍ個の第２の励磁鉄心２ｂが移動
手段（図示せず）により第１の励磁鉄心２ａに沿って通
紙領域内に移動するようになっている。

【００３３】これにより、大サイズの記録材が通紙され
るときは、第２の励磁鉄心２ｂは加熱体１の全域に位置
しているので、加熱体１はその記録材の全域で発熱して
均一な温度分布が得られる。また、小サイズの記録材が
通紙されるときは、第２の励磁鉄心２ｂはその記録材の
通紙領域に移動するので、加熱体１は小サイズの記録材
の通紙域において均一な温度分布が得られ、非通紙部の
温度が過剰に上昇することがなくなるため、高温オフセ
ット等の非通紙部の温度上昇による不具合を防止するこ
とができる。

【００３４】したがって、このような加熱装置によって
も、第２の励磁鉄心２ｂが移動した位置では磁束が弱く
なるので、加熱体１における非通紙部の温度上昇が抑制
され、非通紙部の温度上昇を防止して通紙部の発熱分布
を一様化させることが可能になる。

【００３５】これにより、非通紙部の温度上昇による高
温オフセット等の不具合を防止することが可能になる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、第２の
励磁鉄心が記録材の最大サイズ幅で均一な温度分布を持
つように分割して第１の励磁鉄心の長さ方向に配置され
ているので、磁界発生手段の幅を加熱体の幅以上に広げ
ることなく加熱体の全幅にわたって均一な温度分布を得
ることが可能になるという有効な効果が得られる。

【００３７】これにより、加熱体の幅に対して磁界発生
手段の幅を十分に広く取る必要がないので、装置の省ス
ペース化および励磁鉄心の質量減によるコスト低減を図
ることが可能になるという有効な効果が得られる。

【００３８】また、記録材の通紙領域外に位置する第２
の励磁鉄心を移動させれば、第２の励磁鉄心が移動した
位置では磁束が弱くなるので、加熱体における非通紙部
の温度上昇が抑制され、非通紙部の温度上昇を防止して
通紙部の発熱分布を一様化させることが可能になるとい
う有効な効果が得られる。

【００３９】これにより、非通紙部の温度上昇による高
温オフセット等の不具合を防止することが可能になると
いう有効な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による加熱装置を示す模
式図

【図２】本発明の他の実施の形態による加熱装置を示す
模式図

【図３】本発明のさらに他の実施の形態による加熱装置
を示す模式図

【図４】電磁誘導方式による従来の加熱装置を示す斜視
図

【図５】図４の加熱装置の断面図

【符号の説明】

１ 加熱体 ２ａ 第１の励磁鉄心 ２ｂ 第２の励磁鉄心 ３ 励磁コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 立松 英樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H033 AA03 BA27 BE04 CA17 CA48 3K059 AB19 AB23 AB28 AC10 AC37 AC73 AD03 AD05 AD07 CD73 CD77

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性部材からなり記録材の最大サイズ幅
   を満たす円筒状の加熱体と、 前記加熱体に対向して当該加熱体の全幅にわたって配置
   された第１の励磁鉄心、前記加熱体の長手方向に沿って
   前記記録材の最大サイズ幅で前記励磁鉄心に巻き回され
   た励磁コイル、および前記第１の励磁鉄心および前記励
   磁コイルに巻かれ、前記記録材の最大サイズ幅において
   均一な温度分布を持つように分割して前記第１の励磁鉄
   心の長さ方向に配置された複数の第２の励磁鉄心から構
   成された磁界発生手段とからなり、 通電された前記励磁コイルによる磁界で前記加熱体に発
   生する渦電流により当該加熱体が発熱されることを特徴
   とする加熱装置。
2. 【請求項２】前記記録材の通紙領域外に位置する前記第
   ２の励磁鉄心は前記加熱体から離反する方向へ移動する
   ことを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
3. 【請求項３】前記記録材の通紙領域外に位置する前記第
   ２の励磁鉄心は前記第１の励磁鉄心に沿ってその通紙領
   域内に移動することを特徴とする請求項１記載の加熱装
   置。