JP2002280158A - 誘導加熱ローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被加熱物が強固に接着し、容易に加工するこ
とのできる誘導加熱ローラを提供する。 【解決手段】 誘導加熱ローラにおいて、芯金が第１層
と当該第１層より薄い磁性円筒部材とを含み、当該第１
層が当該磁性円筒部材よりも熱伝導率の良い材料からな
り、当該第１層の内面に当該磁性円筒部材が圧入された
ことを特徴とする誘導加熱ローラ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
する。詳しくは電子写真方式を用いているＦＡＸ、プリ
ンター等の画像形成装置に備えられた定着装置に用いら
れる誘導加熱ローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機や、ＦＡＸなどの画像形成装置に
おいて、形成された画像を紙に定着させるためにその内
部に定着装置が備えられているが、この定着装置の主要
部分は未定着のトナーが付着された用紙を加熱する加熱
ローラと、概用紙を押圧し、挟持搬送する加圧ローラと
で構成される。

【０００３】従来このような定着装置は、加熱ローラ内
部に加熱ヒータとしてハロゲンランプ等を備え、このラ
ンプで加熱ローラ内部を加熱し、ローラを所定の温度ま
で上昇させるものであった。しかしこのようなヒータに
よる加熱方式は定着ローラを必要な温度に加熱するまで
の時間が長く、又ヒータ自体の損失も大きいため、効率
が悪く、立ち上がり時間の遅い定着装置であった。

【０００４】このような状況にあって、誘導加熱方式に
よる定着装置は、加熱ローラを電磁誘導による渦電流に
より、瞬時に加熱することができるため、加熱による時
間を画期的に短くでき、かつ効率も良いため、環境問題
に寄与できる方式として注目されている方式の一つであ
る。

【０００５】例えば、特開平１０−１４２９８５号公報
では、中空の加熱ローラと、誘導発熱機構が取り付けら
れていて、中空ローラを回転可能に支持する支持部材と
を有し、中空ローラの芯金部材がアルミニウム筒体で構
成され、その外周に鉄鋼またはステンレス鋼が構成され
た誘導加熱ローラが記載されている。

【０００６】また、特開平１１−３０９２４号公報で
は、加熱ローラが誘導型加熱ローラであるものにおい
て、加熱ローラが誘導コイルを外周面に巻き付けた固定
側のボビン部と、該ボビン部の外径方向に同軸状且つ回
転自在に配置された芯金とを有し、芯金は線膨張率の大
きい材料から成る第１の層と、第１の層の外側に固定さ
れた熱膨張率の小さい材料から成る定着装置が記載され
ている。

【０００７】このような誘導加熱定着装置は図１のよう
な構成になっている。加熱ローラ３の内部には誘導加熱
機構の誘導コイル１が設けられている。誘導コイル１は
ボビン４に巻かれており両端に図示されないリード線を
有している。誘導コイル１には、リード線より両端部か
ら高周波電流を通ずることができるようになっている。
誘導コイル１はトナー画像定着装置の図示しない側板に
設けられたブラケットにより保持されており回転しな
い。

【０００８】このような定着装置は、その定着動作にお
いて、図４のように加熱ローラ３は時計回りに回転し、
加圧ローラ２は反時計回りに回転する。この時の加熱ロ
ーラ３の芯金は第１層３１がアルミ、その内側にＳＵ
Ｓ、またはＦｅ等の磁性材料３２からなるクラッド材か
らなっており第１層の外側にはフッ素樹脂からなる離型
層が設けられている。定着されるべきトナー画像Ｔを有
する記録シートＳは、例えば転写紙であり、加熱ローラ
３と加圧ローラ２とで挟圧されつつ矢印方向へ搬送さ
れ、熱と圧力とによりトナー画像Ｔを定着する。

【０００９】一方、従来のハロゲンヒータを用いた加熱
ローラはアルミ等の熱伝導率の良い材料が用いられてい
た。これに対して、誘導加熱ローラは被加熱物に磁性体
のＦｅ、ＳＵＳ等からなるグラッド材を用いており、熱
伝導率が悪く温度ムラが大きくなり、特に高速層では定
着ムラ等が発生し定着品質に大きな問題を発生させてい
た。一方アルミは誘導加熱で通常使われている周波数２
０ＫＨｚ〜６０ＫＨｚでは発熱しないという欠点があっ
た。その対策としてＩＨジャー等ではＳＵＳとアルミの
平板のクラッド材が用いられていたが定着装置に用いら
れる加熱ローラ等は円筒形のため加工しにくく加工コス
トが上昇するという欠点があった。

【００１０】又、クラッド材を定着ローラとして使用す
る欠点としてアルミとステンレスを同時に押し出してア
ルミとステンレスを接着させるが完全には接着できずア
ルミとステンレス間に若干の加工オイル等がしみこみ定
着ローラのテフロン（登録商標）焼成時そのオイルが蒸
発しテフロン表面に付着するという欠点があった。又、
アルミとステンレスのクラッド材は完全には接合してな
いためテフロンの焼成温度、約４００℃まで加熱すると
アルミとステンレスが剥離し抜け落ちるという欠点があ
った。又、ステンレスの内面を荒らすことにより発熱効
率が上がることがわかっているがクラッド材の場合エッ
チング処理等を行う場合アルミとの複合材では加工が困
難あるという欠点もある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は上記
の従来の問題点を解決した、誘導加熱型定着装置、誘導
加熱型定着装置に用いられる誘導加熱ローラ、並びに誘
導加熱型定着装置を備えた画像形成装置を提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、誘導加熱機構
により芯金加熱する誘導加熱ローラにおいて、芯金が第
１層と当該第１層より薄い磁性円筒部材とを含み、当該
第１層が当該磁性円筒部材よりも熱伝導率の良い材料で
あり、当該第１層の内面に当該磁性円筒部材が圧入され
たことを特徴とする誘導加熱ローラである。また、定着
されるべきトナー画像を有する記録シートを、上記誘導
加熱ローラと加圧ローラとで挟持搬送しつつ上記トナー
画像を記録シート上に定着する定着装置である。さらに
上記定着装置を備えた画像形成装置である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、誘導加熱機構により芯
金加熱する誘導加熱ローラにおいて、芯金が第１層と当
該第１層より薄い磁性円筒部材とを含み、当該第１層が
当該磁性円筒部材よりも熱伝導率の良い材料であり、当
該第１層の内面に当該磁性円筒部材が圧入されたことを
特徴とする誘導加熱ローラである。また、この誘導加熱
ローラを図１に示すような定着装置に適用することがで
きる。

【００１４】好ましくは、磁性円筒部材は両面に凹凸加
工をした後圧入される。また、加熱ローラの第１層の表
層にフッ素樹脂加工をした後に、磁性円筒部材が圧入さ
れてもよい。

【００１５】また、磁性円筒部材は図２に示すようにそ
の両面をブラスト加工した後第１層に圧入されてもよ
い。

【００１６】また、磁性円筒部材は図３に示すようにそ
の両面をエッチング加工した後第１層に圧入されたもの
であることもできる。

【００１７】本発明の誘導加熱ローラの芯金の第１層は
熱伝導性の良い材料で形成され、例えば、アルミなどが
用いられる。また第１層の内面に圧入される磁性円筒部
材には、例えば、Ｆｅ、SUS等が用いられる。

【００１８】さらに、本発明の一つの実施形態は定着さ
れるべきトナー画像を有する記録シートを、加熱ローラ
と加圧ローラとで挟持搬送しつつ上記トナー画像を記録
シート上に定着する定着装置であって、上記加熱ローラ
の第１層を熱伝導率の良い材料としその内面に第１層よ
り薄い磁性円筒部材を圧入した誘導加熱ローラであるこ
とを特徴とする画像定着装置である。また、この画像定
着装置を定着部として用いた画像形成装置とするもので
ある。

【００１９】本発明の誘導加熱方式による芯金加熱方式
では、加熱ローラを誘導加熱するための加熱コイルが紙
の搬送の邪魔にならないよう、加熱ローラの内部にハロ
ゲンランプと置き換えて装着される構成となっている。

【００２０】図４は、本発明が適用される電子写真方法
による画像形成装置の一例の概略を示している。このよ
うな画像形成装置において、１１は画像読取部、１２は
転写部、１３は現像部、１４は定着部、１５は給紙部、
１６は排紙部をそれぞれ示す。そして定着部１４は、図
１に示すような誘導加熱ローラ３と、誘導加熱ローラ３
に回転可能に圧設する加圧ローラ２とを備えている。

【００２１】

【実施例】実施例１ 図２に示すように、まず加熱ローラの芯金３１をアルミ
の肉厚３ｍｍの物で切削し所定の形状の仕上げその後表
層にフッ素コーティングを行う。その後加熱ローラの芯
金３１の内部に磁性円筒部材３２（本実施例ではＳＵＳ
の０．５ｍｍ厚の板材）を圧入して最終形状としてい
る。焼成後圧入している理由は一般的ＳＵＳとアルミで
は線膨張率が異なりフッ素樹脂加工をする際にある焼成
工程で４００℃前後の熱がかかりその材アルミ芯金とＳ
ＵＳ円筒部材の密着力が無くなり製造工程中に脱落する
不具合があったので工程として焼成後に圧入をおこなっ
ている。又、磁性円筒部材は加熱の機能のみなのででき
るだけ薄くし加熱ローラの重量低減を図ることにより立
ち上がり時間を早くする効果がえられる。

【００２２】実施例２ 磁性円筒部材の両面にサンドブラスト加工、エッチング
加工を行ったのちアルミ芯金に圧入している以外は実施
例１と同様に加熱ローラを作成した。このような加工を
追加することでアルミ芯金に対しては密着力がたかまり
誘導の加熱部材としては凹凸面があることにより発熱効
率が上がり立ち上がり時間が早くなるというメリットが
出てくる。サンドブラスト、エッチングはそれぞれコス
ト、品質の観点から選定される。

【００２３】

【発明の効果】本発明においては離型層のある芯金を第
１層とし熱伝導のよいアルミ等で構成し誘導コイルと対
向する第２層に薄い磁性円筒部材を圧入することにより
安価にクラッド材に似た構成が得られ、磁性円筒部材の
抜け防止、加熱ローラの軽量化が図れ、定着の高速立ち
上げができる画像形成装置が提供できる。

【００２４】また、誘導加熱ローラの磁性円筒部材の表
面に凹凸加工をした後加熱ローラに圧入することによ
り、より第１層との接合を強固にすることができる。ま
た、において磁性円筒部材を第１層の表層のフッ素加工
後に磁性円筒部材を圧入しているのでフッ素加工時の熱
による特性変化が防止できる。また、磁性円筒部材の表
層にブラスト加工で凹凸を設けたことにより誘導発熱効
率の向上と第１層との接合力が向上する。さらに、磁性
円筒部材の表層にエッチング加工で凹凸を作製したので
凹凸形状が安定してできローラ間の発熱のバラツキを少
なくすることができかつ第１層との接合力のバラツキを
低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における誘導加熱定着装置
の横断図である。

【図２】磁性円筒部材に両面ブラスト加工した場合の図
１におけるＡ部拡大図である。

【図３】磁性円筒部材に両面エッチング加工した場合の
図１におけるＡ部拡大図である。

【図４】本発明の画像形成装置の一例を示す図である。

【図５】誘導加熱定着装置の一例の横断図である。

【符号の説明】

１ 誘導コイル ２ 加圧ローラ ３ 加熱ローラ ４ ボビン ５ 温度ヒューズ ６ サーミスタ ７ 玉軸受け ８ 定着側板 ９ ボビン保持部材 １０ 冷却ファン １１ 画像読み取り部 １２ 転写部 １３ 現像部 １４ 定着部 １５ 給紙部 １６ 排紙部 ３１ 第１層 ３２ 磁性円筒部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篁 智隆 宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神明堂３ −１ 東北リコー株式会社内 Ｆターム(参考） 2H033 AA31 BA25 BB03 BB05 BB13 BB18 BB26 BE06 3J103 AA02 AA13 AA24 AA63 AA72 BA04 DA05 EA08 FA19 GA02 GA58 GA60 HA05 HA32 HA33 HA37 HA54 3K059 AA08 AB04 AB23 AD03 AD05 CD52

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘導加熱機構により芯金加熱する誘導加
   熱ローラにおいて、芯金が第１層と当該第１層より薄い
   磁性円筒部材とを含み、当該第１層が当該磁性円筒部材
   よりも熱伝導率の良い材料であり、当該第１層の内面に
   当該磁性円筒部材が圧入されたことを特徴とする誘導加
   熱ローラ。
2. 【請求項２】 磁性円筒部材は両面に凹凸加工をした後
   圧入されたことを特徴とする請求項１記載の誘導加熱ロ
   ーラ。
3. 【請求項３】 加熱ローラの第１層の表層にフッ素樹脂
   加工をした後に、磁性円筒部材が圧入されたことを特徴
   とする請求項１記載の誘導加熱ローラ。
4. 【請求項４】 磁性円筒部材はその両面をブラスト加工
   した後第１層に圧入されたことを特徴とする請求項１記
   載の誘導加熱ローラ。
5. 【請求項５】 磁性円筒部材はその両面をエッチング加
   工した後第１層に圧入されたことを特徴とする請求項１
   記載の誘導加熱ローラ。
6. 【請求項６】 請求項１〜５いずれか１項に記載の誘導
   加熱ローラと加圧ローラで、定着されるべきトナー画像
   を有する記録シートを挟持搬送しつつ上記トナー画像を
   記録シート上に定着することを特徴とする定着装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の定着装置を備えた画像形
   成装置。