JP2002049261A

JP2002049261A - 定着ローラ及び定着装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2002049261A
Application number: JP2000236974A
Authority: JP
Inventors: Shuji Motomura; 修二本村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2000-08-04
Publication date: 2002-02-15

Abstract

(57)【要約】【課題】電磁誘導により加熱する際の立ち上がり時間を
短くでき、しかも機械的強度も確保することができる定
着ローラ及びその定着ローラを備えた定着装置を提供す
る。【解決手段】本発明の定着ローラ１は、円筒形剛体１１
と、該円筒形剛体の外側に設けた低熱伝導性材料からな
る断熱層１２と、その断熱層１２の外側に設けた導電性
材料からなる導電体層１３と、さらにその導電体層の外
側に設けた離型層１４とから構成され、離型層１４の外
周面に対向して設けられ導電体層１３を誘導加熱する誘
導加熱源２を備えた構成としたものである。また、本発
明の定着装置は、上記の構成の定着ローラ１と、該定着
ローラ１に圧接する加圧ローラ３を備え、記録材面上に
形成された未定着画像を定着ローラ１と加圧ローラ３に
より加熱・加圧して永久固着画像として記録材面上に定
着する構成とした。

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、ファクシ
ミリ、プリンタ、プロッタ、印刷機等に応用される電子
写真方式の画像形成装置において、紙等の記録材面上に
形成された加熱溶融性のトナー等からなる画像を、加熱
・加圧して永久固着画像として記録材面上に定着する定
着装置に関し、特に、加熱手段を有する定着ローラと、
その定着ローラを用いた定着装置、及びその定着装置を
備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置において
は、感光体等の像担持体上に静電潜像を形成し、該静電
潜像を現像装置のトナーで現像して可視像化した後、該
可視像（トナー像）を紙等の記録材面上に静電転写する
が、像担持体から記録材面上に静電転写されたトナーは
簡単に剥がれ落ちるので、記録材面上のトナーを加熱あ
るいは加圧することにより記録材面に永久的に固着させ
ることが必要となる。一般にこの工程は定着プロセスと
呼ばれており、定着プロセスには色々な方法があるが、
そのうちで、熱ローラ定着方式が、熱効率が高く安全で
かつ安定的に記録材を搬送できる等の理由で最も広く使
われている。これは、２つのローラを圧接し、そのうち
の少なくとも一方のローラを加熱し、この２つのローラ
の圧接部分（ニップ部と呼ぶ）に未定着トナー像とその
支持体（紙やＯＨＰシートなどの記録材）を通過させる
ことにより、未定着トナーを加熱し支持体（記録材）に
定着させる方式である。

【０００３】上記のような熱ローラ定着方式では、通常
は２つのローラのうちの一方のみを加熱し、支持体の２
つの面のうち未定着トナー像が乗った面が加熱する方の
ローラの側に位置するように、２つのローラの間のニッ
プ部に未定着トナー像とその支持体を通す。この場合、
加熱する方のローラを定着ローラと呼び、他方のローラ
を加圧ローラと呼んでいる。定着ローラを加熱する手段
としては、定着ローラの内部空間に軸方向に配設したハ
ロゲンランプを用いるのが最も一般的である。また、定
着ローラの外側表面にはサーミスタや熱電対等の温度セ
ンサーが取り付けられており、ニップ部の温度が定着に
適した温度に維持されるように、熱源への電力供給が制
御される。

【０００４】近年、定着装置の省エネルギー化が重視さ
れてきており、電気−熱変換効率が良いという点に着目
して電磁誘導加熱を定着ローラの加熱手段として用いた
定着装置が提案されている。これは、交番磁界中に導電
体を置くと電磁誘導により導電体中に渦電流が流れ、そ
の渦電流により発生するジュール熱により導電体が発熱
する現象を利用して定着ローラを加熱するものである。
すなわち、定着ローラの芯金を導電体で構成し、定着ロ
ーラの内部空間あるいは外部空間に交番磁界を発生させ
るための磁界発生コイルを置いて、定着ローラに磁束を
浸透させて渦電流を生じさせる方式である。この電磁誘
導加熱方式の定着装置としては、例えば特開平１０−６
３１２６号公報に記載されたものが知られているが、該
公報に記載されているように磁界発生コイルを定着ロー
ラの外部空間に置く場合は、加熱対象場所である定着ロ
ーラの外側表面を直接加熱でき、また、磁界発生コイル
を定着ローラの内部に置いた場合に生じる磁界発生コイ
ルの自己発熱による定着ローラ内部の過度の昇温を避け
ることができるという利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】定着装置に用いられる
定着ローラは所定の熱容量を持っているため、電磁誘導
加熱を開始してから定着ローラを所定の温度に到達させ
るまでにある程度の時間（立ち上げ時間）が必要であ
る。このため定着ローラの肉厚を薄くして定着ローラの
熱容量を減らすことにより立ち上げ時間を短くする試み
がなされているが、機械的強度の点から、定着ローラの
芯金を鉄で作製した場合でも厚さ０．３ｍｍ程度が薄肉
化の限界である。そこで、さらに熱容量を減らして立ち
上がり時間を短くするために、定着ローラに代えて薄肉
の金属スリーブあるいは導電性フィルムを電磁誘導によ
り加熱する方式が提案されている（特開平１０−７４０
０７号公報、特開平７−１１４２７６号公報参照）。し
かし、これらの方式は、定着ローラに比べて搬送の安定
性や耐久性が劣り、構成も複雑になる。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、電磁誘導により加熱する際の立ち上がり時間を短
くでき、しかも機械的強度も確保することができる新規
な構造の定着ローラを提供すること、及びその定着ロー
ラを使用し、強度を保つのに十分な厚さを持った定着ロ
ーラの外側表面のみを効率的に加熱することにより、省
電力かつ高効率で、立ち上がり時間が短く、搬送の安定
性が高く、耐久性が高く、構造が単純な定着装置を提供
すること、さらにはその定着装置を備え、待機状態から
の立ち上がりが早く、定着安定性にも優れた画像形成装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、請求項１記載の定着ローラは、円筒形剛
体と、該円筒形剛体の外側に設けた低熱伝導性材料から
なる層と、その低熱伝導性材料からなる層の外側に設け
た導電性材料からなる層（導電体層）と、さらにその導
電体層の外側に設けた離型層とから構成され、前記離型
層の外周面に対向して設けられ前記導電体層を誘導加熱
する誘導加熱源を備えた構成としたものである。

【０００８】請求項２記載の定着ローラは、請求項１の
構成に加えて、前記導電体層の厚さが、磁場が導電体層
内へ浸透する深さを特徴づける「表皮厚さ」以下である
ことを特徴としている。また、請求項３記載の定着ロー
ラは、請求項１または２の構成に加えて、前記導電体層
を構成する導電体が磁性体であることを特徴としてい
る。さらに請求項４記載の定着ローラは、請求項１，２
または３の構成に加えて、前記低熱伝導性材料としてシ
リコーンゴムを使用したことを特徴としている。さらに
また請求項５記載の定着ローラは、請求項１，２または
３の構成に加えて、前記低熱伝導性材料として発泡シリ
コーンゴムを使用したことを特徴としている。さらにま
た請求項６記載の定着ローラは、請求項１，２，３，４
または５の構成に加えて、前記円筒形剛体が高熱伝導性
材料からなることを特徴としている。

【０００９】請求項７記載の定着装置は、定着ローラ
と、該定着ローラに圧接する加圧ローラを備え、記録材
面上に形成された未定着画像を前記定着ローラと加圧ロ
ーラにより加熱・加圧して永久固着画像として記録材面
上に定着する定着装置であり、前記定着ローラとして、
請求項１〜請求項６のうちの何れか一つに記載の定着ロ
ーラを使用した構成としたものである。また、請求項８
記載の画像形成装置は、像担持体上に静電潜像を形成
し、該静電潜像を現像して可視像化した後、該可視像を
記録材面上に転写し、その記録材面上に転写された未定
着画像を定着手段で定着して永久固着画像を得る画像形
成装置であり、前記定着手段として、請求項７に記載の
定着装置を備えた構成としたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成・動作及び作
用について図面を参照して詳細に説明する。図２は本発
明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
図２において、符号２１は光導電性感光体等からなる像
担持体であり、この像担持体２１の周囲には、像担持体
２１の表面を均一に帯電する帯電装置２２、帯電された
像担持体２１に画像情報に応じたレーザー光ＬＢ等を露
光して静電潜像を形成する光書き込み装置２３、像担持
体２１上の静電潜像をトナーで現像して顕像化する現像
装置２４、像担持体２１上のトナー画像を転写用紙等の
記録材Ｐに転写する転写装置２５、転写後の像担持体２
１上の残留トナーや紙粉等を除去するクリーニング装置
２６、像担持体２１上の残留電荷を除電する除電装置２
７等が配設されている。また、この画像形成装置には、
像担持体２１と転写装置２５の間の転写部に記録材Ｐを
給紙・搬送するための給紙部２８と給紙ローラ２９及び
レジストローラ３０と、記録材Ｐに転写された未定着ト
ナー画像を定着する定着装置３１が設けられている。
尚、図２の構成は画像形成装置の一例でありこれに限定
されるものではなく、複数の現像装置や中間転写体を備
えたカラー画像形成装置、複数の作像ユニットを持つカ
ラー画像形成装置等も含めて電子写真方式の画像形成装
置であれば本発明を適用することができる。

【００１１】図２に示すような構成の画像形成装置に用
いられる定着装置３１としては、定着ローラ１と、該定
着ローラ１に圧接する加圧ローラ３を備え、記録材面上
に形成された未定着トナー像を定着ローラ１と加圧ロー
ラ３により加熱・加圧して永久固着画像として記録材面
上に定着する構成である。このような定着装置３１にお
いて、本発明では、上記定着ローラ１は図１に示す構成
例のように、円筒形剛体１１と、円筒形剛体１１の外側
に設けた低熱伝導性材料からなる層１２と、その低熱伝
導性材料からなる層１２の外側に設けた導電性材料から
なる層（導電体層）１３と、さらにその導電体層１３の
外側に設けた離型層１４とから構成され、離型層１４の
外周面に対向して設けられ導電体層１３を誘導加熱する
誘導加熱源２を備えた構成とした。以下、本発明に係る
定着ローラ１の構成についてより詳しく説明する。

【００１２】透磁率がμ、導電率がσである物体を周波
数がωである振動磁場の中に置くと、磁場及び振動磁場
によって誘起される電場は、物体の表面から下記の式
（１）で表される深さδの程度だけ進入することが知ら
れている。 δ＝√(２／σμω) （１）このδは、一般に「表皮厚さ」あるいは「表皮深さ」と
呼ばれているが、ここでは「表皮厚さ」と呼ぶことにす
る。この表皮厚さδより深いところでは、磁場および電
場は、表面でのそれらの値の１／ｅ以下になる。したが
って渦電流による発熱も表面からこの深さの程度の範囲
で生じる。この表皮厚さδは、周波数３０ｋＨｚでは、
鋼の場合約０．１ｍｍであり、銅の場合約０．４ｍｍで
あり、アルミニウムの場合約０．６ｍｍである。

【００１３】定着ローラの芯金を誘導加熱する場合、発
熱量を確保するという点からは、定着ローラの芯金の厚
さは、この表皮厚さδの程度あればよく、それ以上厚く
しても発熱量の増加量は小さい。一方、定着ローラの芯
金を厚くすると、それに比例して定着ローラの熱容量が
増える。したがって、この表皮厚さδの程度よりも定着
ローラの芯金を厚くすることは、定着ローラの温度上昇
速度を遅くさせることになる。定着ローラの温度上昇速
度が遅いと、定着ローラの温度を待機状態での温度から
定着可能な温度にまで所定の時間内に上昇させるには、
待機状態での温度を高く保つ必要があり、省エネルギー
という観点から望ましくない。したがって、定着ローラ
の芯金の厚さは、この表皮厚さδの程度以下が望まし
い。しかしながら、この表皮厚さδは前述のように小さ
いため、この厚さでは定着ローラに十分な強度を確保す
ることができない。

【００１４】そこで本発明では、定着ローラ１の芯金層
となる円筒形剛体１１を十分な強度を確保できる厚さに
し、その芯金層１１の外側に低熱伝導性材料からなる断
熱層１２を挟んでほぼ表皮厚さδ程度かそれ以下の厚さ
の導電体層１３を設け、この導電体層１３を定着ローラ
の外側に置いた誘導加熱源である磁界発生コイル２によ
り誘導加熱するようにした。尚、導電体層１３を構成す
る導電体は、その磁性に着目した場合、銅のような反磁
性体、アルミニウムのような常磁性体、鉄のような強磁
性体の３種類に分けられるが、通常、強磁性体を単に磁
性体と呼び、反磁性体と常磁性体を非磁性体と呼んでい
るので、以下ではその呼び方に従うことにする。

【００１５】

【実施例】次に、本発明に係る定着ローラ及びその定着
ローラを備えた定着装置のより具体的な実施例について
説明する。

【００１６】（実施例１）まず、本発明の第一の実施例
について説明する。図１は本発明の一実施例を示す定着
装置の構成説明図であり、同図（ａ）は定着装置の長手
方向に垂直な断面を示しており、同図（ｂ）は定着ロー
ラの長手方向に垂直な断面を示している。図１（ａ）に
示す構成の定着装置３１は、前述したように定着ローラ
１と、誘導加熱源である磁界発生コイル２と、定着ロー
ラ１に圧接された加圧ローラ３を備えた構成であり、図
中の符号４は定着ローラ１の回転の向きを示す矢印、５
は定着ローラ１の表面温度を検知する温度検知器であ
る。また、定着ローラ１は、図１（ｂ）に示すように、
内側から剛体層１１、断熱層１２、導電体層１３、離型
層１４の４層で構成されている。剛体層１１は厚さ０．
６ｍｍのアルミニウム円管であり、断熱層１２は厚さ
０．５ｍｍのシリコーンゴムからなる層であり、導電体
層１３は厚さ０．１ｍｍの軟鋼からなる磁性体層であ
り、離型層１４は厚さ１５μｍのテフロン（登録商標）
からなる層である。また、定着ローラ１の外径は４０ｍ
ｍである。尚、図１（ｂ）に示す各層は、分かりやすい
ように実際の厚さとは異なった厚さで描いてある。

【００１７】加圧ローラ３は、芯金３ａの回りに厚さ５
ｍｍのシリコーンゴム層３ｂを設け、さらにその外側を
厚さ５０μｍのテフロンキャップ３ｃで覆った構造であ
る。また、定着ローラ１と加圧ローラ３は、圧接部（ニ
ップ部）のニップ幅が４ｍｍになるように圧接してあ
る。そして定着ローラ１は、図示していない駆動手段に
より、図中の矢印４の方向に回転駆動され、その回転に
連れて加圧ローラ３が従動回転する。この定着ローラ１
と加圧ローラ３の圧接部に未定着トナー像Ｔを担持した
用紙等の記録材Ｐが搬送され、圧接部を通過している間
に熱と圧力によりトナー像Ｔを記録材Ｐ上に定着する。

【００１８】定着ローラ１にはサーミスタや熱電対等か
らなる温度検知器５が取り付けてあり、その検知温度に
基づいて、図示しない制御機構により定着ローラ１の温
度を所定の温度に制御する。尚、温度検知器５の取付け
位置は、この図１（ａ）に示した位置に限るものではな
い。さらに定着ローラ１には付着した未定着トナーや紙
粉等を除去するために、図示しないクリーニング部材が
取り付けてある。また、必要に応じてシリコーンオイル
等の離型剤を塗布する手段が設けられている。尚、定着
ローラ１と加圧ローラ３の圧接部（ニップ部）の出口の
外側には、圧接部を通過して出てきた記録材Ｐを定着ロ
ーラ１から分離させるための分離爪（図示を省略）が設
けてある。

【００１９】誘導加熱源である磁界発生コイル２は、定
着ローラ１の外周面から約５ｍｍ離して、ニップ部以外
の定着ローラ外周面のうちのニップ部入口に近い側のほ
ぼ半分を取り囲むようにして配置してある。この磁界発
生コイル２はリッツ線からなり、図示していない電源に
より３０ｋＨｚの高周波電流が印加される。この高周波
電流により生成された交番磁界は定着ローラ１の導電体
層（本実施例では磁性体層）１３に渦電流を発生させ
る。この渦電流により、導電体層１３にジュール熱が生
じ、導電体層１３が発熱する。導電体層１３を構成する
磁性体は非磁性体に比べて透磁率μが著しく大きいの
で、非磁性体を導電体層に使った場合に比べて大きな渦
電流を生じさせることが容易にでき、また、ヒステリシ
ス損失による発熱も生じるため、非磁性体を導電体層に
使った場合に比べて加熱し易いという利点がある。

【００２０】本実施例では磁性体層からなる導電体層１
３を薄くしたため導電体層１３の熱容量が小さく、ま
た、導電体層１３に接して断熱層１２があるため、導電
体層１３に生じた熱が剛体層（芯金層）１１に拡散しに
くいため、短い時間で導電体層１３の温度を定着に必要
な温度にまで高めることができる。したがって、断熱層
が無く導電体層が直接芯金層に接している場合、あるい
は導電体層が芯金層を兼ねて厚い場合に比べて、より短
い時間で導電体層１３の温度が所定の定着可能温度に達
する。

【００２１】ここで、定着ローラ１を線速１９０ｍｍ／
ｓで回転させながら磁性体層からなる導電体層１３に１
０００Ｗの熱を発生させたところ、ニップ部に入る手前
の位置での定着ローラ１の外側表面の温度が２５℃から
出発して１６秒で１８０℃に達した。また、１８０℃に
達した時点で定着ローラ１の内面の温度は１３３℃であ
り、導電体層１３で発生した熱が芯金層（アルミニウム
円管）１１に拡散するのを断熱層１２が抑制しているこ
とが確認できた。また、比較例として、定着ローラ１だ
けを外径が４０ｍｍで厚さ０．６ｍｍの軟鋼からなる芯
金層の上に厚さ１５μｍのテフロンからなる離型層を設
けた２層構成の定着ローラに取替えたところ、前記と同
じ位置の温度が２５℃から出発して１８０℃に達するの
に１８．５秒を要した。また、１８０℃に達した時点で
定着ローラの内面と外面に温度差は認められず、定着ロ
ーラの厚さ方向に均一に熱が広がっていることが確認で
きた。

【００２２】本実施例の定着ローラ１では、断熱層１２
の厚さが厚いほど断熱効果は高い。しかしながら、断熱
層自身が熱容量を持っているため、磁性体層からなる導
電体層１３で発生した熱量は、断熱層１２の温度を上げ
るためにも消費される。この熱の消費量をなるべく少な
くするには、断熱層１２の厚さは薄いほど良い。従っ
て、断熱層１２の熱伝導率と熱容量とを考慮して、断熱
効果と断熱層１２の熱消費量とのバランスが最も適切に
なる厚さを断熱層１２の最適な厚さとして選ぶ。また、
断熱層１２の材料としては、熱伝導率と熱容量が共に小
さい物質が好ましい。

【００２３】剛体層（芯金層）１１の熱容量は剛体層１
１が厚いほど大きいので、定着ローラ１の昇温速度を高
めるという観点からは、剛体層１１は薄い方が望まし
い。したがって、定着ローラ１の機械的強度を保てる範
囲内で剛体層１１の厚さをなるべく薄くするのが適切で
ある。この観点から、力を受けても変形しにくい材料で
断熱層１２を構成することは、剛体層１１を薄くできる
ので好ましい。

【００２４】尚、本実施例では、前述したように剛体層
１１に熱伝導率が高い物質であるアルミニウムを使って
いるが、剛体層１１にガラスやセラミックスのような熱
伝導率の低い物質を使った場合は、定着ローラ１の長手
方向に発熱量が不均一であった場合に大きな温度ムラが
生じやすい。したがって、剛体層１１が熱伝導率の低い
物質からなる場合は、発熱量が不均一にならないように
誘導加熱源である磁界発生コイル２を精密に調整する必
要がある。これに対して剛体層１１がアルミニウムのよ
うな熱伝導率の高い物質からなる場合は、発熱量が不均
一であっても、断熱層１２を通過した熱量が剛体層１１
で急速に拡散するため、剛体層１１が熱伝導率の低い物
質からなる場合ほどの大きな温度ムラの発生を避けるこ
とができる。もちろん、その場合でも、断熱層１２があ
るために或る程度の温度ムラは避けられないから、発熱
量が均一になるように誘導加熱源である磁界発生コイル
２を調整することが望ましい。

【００２５】（実施例２）次に本発明の第二の実施例に
ついて説明する。本実施例では定着装置の基本的な構成
は図１と同様であるが、実施例１の定着ローラと違い、
導電体層１３として非磁性体である銅を使った。磁界発
生コイル２は、実施例１のものよりもコイル素線の細い
低損失コイルを使用し、また、コイルの巻き数を増やし
て生成する磁力を大きくしている。また、磁界発生コイ
ル２には１００ｋＨｚの高周波電流を印加した。この場
合、表皮厚さδは約０．１９ｍｍである。定着ローラ１
は、内側から、厚さ０．６ｍｍのアルミニウム円管から
なる剛体層（芯金層）１１、厚さ０．５ｍｍのシリコー
ンゴムからなる断熱層１２、厚さ０．１ｍｍの銅からな
る導電体層１３、厚さ１５μｍのテフロンからなる離型
層１４の４層で構成した。また、定着ローラ１の外径は
実施例１と同じく４０ｍｍである。本実施例では、断熱
層１２が無く厚さ０．６ｍｍのアルミニウムの芯金層の
外側に直接銅からなる導電体層を設けた構成に比べて、
ニップ部に入る手前の位置での定着ローラ１の外側表面
の温度が２５℃から出発して１８０℃に達する時間が５
％短縮できた。

【００２６】（実施例３）次に本発明の第三の実施例に
ついて説明する。本実施例では定着装置の基本的な構成
は図１と同様であるが、実施例１の定着装置において、
定着ローラ１の剛体層１１に、厚さ０．６ｍｍのアルミ
ニウムではなく、厚さ０．３ｍｍの鉄管を使用した。そ
の他の構成は実施例１と同じである。この定着装置にお
いて、定着ローラ１を線速１９０ｍｍ／ｓで回転させな
がら導電体層（磁性体層）１３に１０００Ｗの熱を発生
させたところ、ニップ部に入る手前の位置での定着ロー
ラ１の外側表面の温度が２５℃から出発して１４．５秒
で１８０℃に達した。

【００２７】（実施例４）次に本発明の第四の実施例に
ついて説明する。本実施例では定着装置の基本的な構成
は図１と同様であるが、実施例１の定着装置において、
定着ローラ１の断熱層１２のシリコーンゴムに代えて発
泡倍率２５０％の発泡シリコーンゴムを使用した。発泡
倍率２５０％の発泡シリコーンゴムの熱伝導率は、シリ
コーンゴムの熱伝導率の約６割しかなく、導電体層（磁
性体層）１３の熱が断熱層１２を経由して剛体層（芯金
層）１１に拡散するのを防止する効果が高い。実際、こ
の定着装置において、定着ローラ１を線速１９０ｍｍ／
ｓで回転させながら導電体層（磁性体層）１３に１００
０Ｗの熱を発生させたところ、ニップ部に入る手前の位
置での定着ローラ１の外側表面の温度が２５℃から出発
して１２．５秒で１８０℃に達した。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の定
着ローラでは、円筒形剛体と、該円筒形剛体の外側に設
けた低熱伝導性材料からなる層と、その低熱伝導性材料
からなる層の外側に設けた導電性材料からなる層（導電
体層）と、さらにその導電体層の外側に設けた離型層と
から構成され、前記離型層の外周面に対向して設けられ
前記導電体層を誘導加熱する誘導加熱源を備えた構成と
したことにより、剛体層と導電体層の間に低熱伝導性材
料からなる層（断熱層）が存在するので、誘導加熱によ
り導電体層で発生した熱が剛体層に拡散しにくく、した
がって定着ローラの外側表面に近い部分のみを集中して
加熱することができるので、定着ローラの外側表面温度
を定着に必要な温度にまで高めるのに要する時間を短く
することができる。しかも、剛体層を薄くする必要が無
いので、十分な機械的強度を確保することができる。

【００２９】請求項２記載の定着ローラでは、請求項１
の構成及び効果に加えて、前記導電体層の厚さが、磁場
が導電体層内へ浸透する深さを特徴づける「表皮厚さ」
以下であることにより、導電体層の発熱量を確保したま
ま導電体層の熱容量を小さくできるので、導電体層の温
度上昇速度を上げることができ、短時間で定着ローラの
外側表面の温度を所定の定着可能温度にまで高めること
ができる。また、請求項３記載の定着ローラでは、請求
項１または２の構成及び効果に加えて、前記導電体層を
構成する導電体が磁性体であることにより、磁性体は非
磁性体に比べて透磁率μが著しく大きいので、導電性材
料として非磁性体を使った場合に比べて大きな渦電流を
生じさせることが容易にでき、またヒステリシス損失に
よる発熱も生じるため、非磁性体を使った場合に比べて
加熱するのが容易になる。

【００３０】さらに請求項４記載の定着ローラでは、請
求項１，２または３の構成及び効果に加えて、前記低熱
伝導性材料としてシリコーンゴムを使用したことによ
り、比較的安価でかつ耐久性の高い材料を使って、導電
体層の熱が剛体層に拡散するのを抑制でき、導電体層の
昇温速度を速くすることができる。また、請求項５記載
の定着ローラでは、請求項１，２または３の構成及び効
果に加えて、前記低熱伝導性材料として発泡シリコーン
ゴムを使用したことにより、比較的安価でかつ耐久性の
高い材料を使って、請求項４の場合よりもさらに導電体
層の熱が剛体層に拡散するのを抑制する効果を高めるこ
とができる。さらにまた請求項６記載の定着ローラで
は、請求項１，２，３，４または５の構成及び効果に加
えて、前記円筒形剛体が高熱伝導性材料からなることに
より、剛体層の熱伝導率が高いため、過度の温度ムラを
防止できる。

【００３１】請求項７記載の定着装置は、定着ローラ
と、該定着ローラに圧接する加圧ローラを備え、記録材
面上に形成された未定着画像を前記定着ローラと加圧ロ
ーラにより加熱・加圧して永久固着画像として記録材面
上に定着する定着装置であり、前記定着ローラとして、
請求項１〜請求項６のうちの何れか一つに記載の定着ロ
ーラを使用した構成としたことにより、定着ローラの機
械的強度を十分に確保したままで定着装置の立ち上がり
時間を短くすることができ、省エネルギー化も図ること
ができる。

【００３２】請求項８記載の画像形成装置は、像担持体
上に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像して可視像化
した後、該可視像を記録材面上に転写し、その記録材面
上に転写された未定着画像を定着手段で定着して永久固
着画像を得る画像形成装置であり、前記定着手段とし
て、請求項７に記載の定着装置を備えた構成としたこと
により、待機状態からの立ち上がり時間を短くすること
ができ、且つ省エネルギーで定着の安定性も高い画像形
成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す定着装置の構成説明図
であり、（ａ）は定着装置の長手方向に垂直な断面を示
す図、（ｂ）は定着ローラの長手方向に垂直な断面を示
す図である。

【図２】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構
成図である。

【符号の説明】

１定着ローラ２磁界発生コイル（誘導加熱源）３加圧ローラ５温度検知器１１剛体層（芯金層）１２断熱層（低熱伝導性材料からなる層）１３導電体層（導電性材料からなる層）１４離型層２１像担持体２２帯電装置２３光書き込み装置２４現像装置２５転写装置２６クリーニング装置２７除電装置２８給紙部２９給紙ローラ３０レジストローラ３１定着装置Ｐ記録材Ｔ未定着トナー像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 6/14 Ｈ０５Ｂ 6/14 Ｆターム(参考） 2H033 AA25 AA30 AA32 BB03 BB13 BB30 BE06 3J103 AA02 AA14 AA24 BA04 BA19 FA01 GA02 GA54 GA57 GA58 GA60 HA03 HA13 HA15 HA20 HA47 3K059 AB19 AB23 AB28 AC10 AC33 AC73 AD02 AD03 AD05 AD07 AD15 AD34 AD37 CD44 CD52 CD73 CD75 CD77

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒形剛体と、該円筒形剛体の外側に設け
た低熱伝導性材料からなる層と、その低熱伝導性材料か
らなる層の外側に設けた導電性材料からなる層（以下、
導電体層と記す）と、さらにその導電体層の外側に設け
た離型層とから構成され、前記離型層の外周面に対向し
て設けられ前記導電体層を誘導加熱する誘導加熱源を備
えたことを特徴とする定着ローラ。
【請求項２】請求項１記載の定着ローラにおいて、前記導電体層の厚さが、磁場が導電体層内へ浸透する深
さを特徴づける「表皮厚さ」以下であることを特徴とす
る定着ローラ。
【請求項３】請求項１または２記載の定着ローラにおい
て、前記導電体層を構成する導電体が磁性体であることを特
徴とする定着ローラ。
【請求項４】請求項１，２または３記載の定着ローラに
おいて、前記低熱伝導性材料としてシリコーンゴムを使用したこ
とを特徴とする定着ローラ。
【請求項５】請求項１，２または３記載の定着ローラに
おいて、前記低熱伝導性材料として発泡シリコーンゴムを使用し
たことを特徴とする定着ローラ。
【請求項６】請求項１，２，３，４または５記載の定着
ローラにおいて、前記円筒形剛体が高熱伝導性材料からなることを特徴と
する定着ローラ。
【請求項７】定着ローラと、該定着ローラに圧接する加
圧ローラを備え、記録材面上に形成された未定着画像を
前記定着ローラと加圧ローラにより加熱・加圧して永久
固着画像として記録材面上に定着する定着装置におい
て、前記定着ローラとして、請求項１〜請求項６のうちの何
れか一つに記載の定着ローラを使用したことを特徴とす
る定着装置。
【請求項８】像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜
像を現像して可視像化した後、該可視像を記録材面上に
転写し、その記録材面上に転写された未定着画像を定着
手段で定着して永久固着画像を得る画像形成装置におい
て、前記定着手段として、請求項７に記載の定着装置を備え
たことを特徴とする画像形成装置。