JP2002328550A

JP2002328550A - 定着装置

Info

Publication number: JP2002328550A
Application number: JP2001129996A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kinouchi; 聡木野内; Osamu Takagi; 修高木
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2002-11-15

Abstract

(57)【要約】【課題】加熱部材の内面側から放出される熱エネルギ
ーを低減することによって、誘導加熱コイルの温度上昇
を防止できるようにする。【解決手段】用紙Ｐを加熱する加熱ローラ２と、この
加熱ローラ２の外面側に当接し用紙Ｐを加熱ローラ２に
押し付ける加圧ローラ３と、加熱ローラ２の内面側に対
向位置され、駆動電流が供給されることにより電磁波を
発生し、この電磁波により加熱ローラ２を加熱する電磁
誘導コイル１１とを具備し、加熱ローラ２の内面側の全
放射率εを０．３以下にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば静電複写機、
レーザプリンタ等の画像形成装置に搭載される定着装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の定着装置には加熱ローラとこの
加熱ローラに圧接される加圧ローラとを備え、これら加
熱ローラと加圧ローラとの圧接部(ニップ部)に被定着体
としての用紙を通過させることにより、用紙上の現像剤
像を融着圧着して用紙に定着するものがある。

【０００３】加熱ローラは通常、金属ローラでこの金属
ローラの内部に加熱源として例えばハロゲンランプ等を
設置している。加圧ローラは弾性ローラで、用紙を加熱
ローラに押し当てるようになっている。

【０００４】また、定着装置としては、フラッシュ加熱
方式、オーブン加熱式、熱板加熱方式など種々のものが
実用化されている。

【０００５】ところで、ハロゲンランプを用いた定着装
置においては、ハロゲンランプの光が加熱ローラの内面
全周方向に放射されて全体が加熱される。この場合、光
が熱に変換される際の損出と、加熱ローラ内の空気を暖
めて加熱ローラに熱を伝達する際の効率等を考えると熱
変換効率が60〜70%となる。このため、熱効率が低く、
省エネに不利であった。また、熱効率が低いため、ウォ
ーミングアップ時間も長くなるという問題があった。

【０００６】このようなことから、近年では、円筒状の
耐熱性のフィルム材を用いた加熱式の定着装置も実用化
されている。この定着装置はライン状発熱体を有する加
熱体とこの加熱体に密着して移動する耐熱性のフィルム
を備えている。この定着装置では、被定着体をフィルム
を介して加熱体に密着させ、これをフィルムと一緒に移
動させることにより加熱体の熱エネルギーをフィルムを
介して被定着体に付与する。

【０００７】この場合、加熱体のライン状発熱体の長手
方向温度を均一に管理する必要があり、製造時の均一性
や動作時の高精度な温度制御が要求され、コストアップ
の要因となっていた。

【０００８】また、高速な複写機では、加熱体に高熱量
のものが要求され、消費電力を低減する上での障害にな
ってしまう問題があった。

【０００９】このような問題を解決するため、誘導加熱
の手法を用いた定着装置として、特開平9-258586、特開
平8-76620等がある。特開平9-258586に記載のものは、
定着ローラの内部にその回転軸に沿ってコアを設け、こ
のコアにコイルを巻付けてなり、定着ローラに渦電流を
流して加熱するものである。

【００１０】また、特開平8-76620では、磁場発生手段
によって導電フィルムを加熱して密着させた記録媒体を
定着する装置であり、磁場発生手段をアセンブリしてい
る部材と加熱ローラの間に発熱ベルトを挟ませてニップ
を形成している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電磁誘導加熱装置には以下のような問題があった。

【００１２】即ち、誘導加熱タイプの定着装置の場合、
磁場発生手段として加熱用のコイルが用いられる。この
加熱用のコイルは定着ローラの内部に配置され、コイル
から発生する磁束によって定着ローラに渦電流が発生す
る。これにより、定着ローラのジュール損失によってロ
ーラが加熱される。この際、定着ローラの温度が上昇し
てくると定着ローラの内側からコイルに対して熱輻射
(熱放射)が行われる。このため、コイルが加熱されてそ
の温度が上昇する。コイルが加熱されることによって、
定着ローラを加熱するために使われる熱量分が減って、
結果、ウォーミングアップタイムが長くなってしまう。

【００１３】また、連続通紙時も定着ローラからの熱放
射によって、コイルを暖めてしまうため、定着ローラ温
度を維持するのにより多くの熱が必要となっていた。コ
イル自体が暖められるとコイルの銅損が増え、コイル自
身の発熱効率も低下するという可能性がある。

【００１４】また、従来の電磁誘導加熱装置には以下の
ような問題があった。

【００１５】即ち、定着ローラの材質によっては、定着
ローラの温度が上昇するにつれてコイルと定着ローラの
磁気結合の値が変化してしまう。このため、加熱用のコ
イルの回路設計を定着ローラの常温時の磁気特性に合わ
せて行うと、ローラの高温時に発熱効率が落ちてしまう
場合があった。常温時に熱変換効率の高い定着ローラに
関して言えば、常温周辺の温度では昇温および消費効率
は良いが、200℃近辺では、必ずしもいいとは限らなか
った。

【００１６】さらに、従来の電磁誘導加熱装置には以下
のような問題があった。

【００１７】定着装置に関して、ウォーミングアップタ
イムを短縮し、省エネを行うために、定着ローラの肉厚
を薄くして熱容量を減らす必要がある。しかし、定着ロ
ーラの熱容量を小さくすると、サイズの異なる紙が通紙
された場合、定着ローラの長手方向の温度不均一が発生
するようになった。

【００１８】即ち、小サイズの用紙が通紙されると、定
着ローラの中央部の熱の消費が多く、定着ローラの両端
部は熱の消費がないため、ローラの両端部の温度が上昇
してしまう。

【００１９】定着ローラの熱容量が大きいときは熱伝導
で端部の熱が中央部に伝わって、均一化されたが、現状
の薄肉ローラでは温度分布にムラが発生したままになっ
てしまう。

【００２０】この問題を解決する手段として、加熱コイ
ルを分割して小サイズ用のコイルと通常サイズ用のコイ
ルを配置して、選択的に使い分けるといった特許が公開
されている。しかし、この場合、コイルが2つ以上、ま
た、これらのコイルを駆動するためのインバ一夕回路が
それぞれ必要となり、コストアップになるとともに、装
置が大型化してしまうという問題があった。

【００２１】なお、定着ローラを冷却する方法もある
が、必ずしも熱を有効に使える方法ではなかった。

【００２２】そこで、本発明は、加熱部材の内面側から
放出される熱エネルギーを低減することによって、電磁
誘導コイルの温度上昇を防ぎ、さらにウォームアップ時
間を短縮し、通紙時の電力も削減できるようにした定着
装置を提供することを目的とする。

【００２３】また、加熱効率のよい、温度依存性の少な
い加熱材料を用い、さらに高周波回路も最適化すること
で、加熱効率を改善できるようにした定着装置を提供す
ることを目的としている。

【００２４】また、サイズの異なる用紙を通紙した場合
に発生しやすい加熱部材の温度ムラを電磁誘導コイルの
磁束を制御することによって、適正な範囲のみを加熱し
て、温度むらを軽減できる定着装置を提供することを目
的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、請求項１記載のものは、被定着体を加熱する
加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被定着
体を前記加熱部材に押し付ける加圧部材と、前記加熱部
材の内面側に対向位置され、駆動電流が供給されること
により電磁波を発生し、この電磁波により前記加熱部材
を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記加熱部材の
内面側の全放射率εを０．４以下にする。

【００２６】請求項３記載のものは、被定着体を加熱す
る加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被定
着体を前記加熱部材に押し付ける加圧部材と、前記加熱
部材の内面側に対向位置され、駆動電流が供給されるこ
とにより電磁波を発生し、この電磁波により前記加熱部
材を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記加熱部材
の内面側の表面粗さRmaxを５μm以下にする。

【００２７】請求項４記載のものは、被定着体を加熱す
る加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被定
着体を前記加熱部材に押し付ける加圧部材と、前記加熱
部材の内面側に対向位置され、駆動電流が供給されるこ
とにより電磁波を発生し、この電磁波により前記加熱部
材を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記加熱部材
をフェライト系或はオ一ステナイト系のステンレス製と
し、前記加熱部材の内面に塗装、或は防錆処理をしな
い。

【００２８】請求項５記載のものは、被定着体を加熱す
る加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被定
着体を前記加熱部材に押し付ける加圧部材と、前記加熱
部材の内面側に対向位置され、駆動電流が供給されるこ
とにより電磁波を発生し、この電磁波により前記加熱部
材を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記加熱部材
をフェライト系或はオ一ステナイト系のステンレス製と
し、前記加熱部材の内面を機械研磨処理する。

【００２９】請求項６記載のものは、被定着体を加熱す
る加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被定
着体を前記加熱部材に押し付ける加圧部材と、前記加熱
部材の内面側に対向位置され、駆動電流が供給されるこ
とにより電磁波を発生し、この電磁波により前記加熱部
材を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記加熱部材
をフェライト系或はオ一ステナイト系のステンレス製と
し、前記加熱部材の内面を電解研磨処理する。

【００３０】請求項７記載のものは、被定着体を加熱す
る加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被定
着体を前記加熱部材に押し付ける加圧部材と、前記加熱
部材の内面側に対向位置され、駆動電流が供給されるこ
とにより電磁波を発生し、この電磁波により前記加熱部
材を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記加熱部材
をフェライト系或はオ一ステナイト系のステンレス製と
し、前記加熱部材の内面を電解研磨と機械研磨とで処理
する。

【００３１】請求項８記載のものは、被定着体を加熱す
る加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被定
着体を前記加熱部材に押し付ける加圧部材と、前記加熱
部材の内面側に対向位置され、駆動電流が供給されるこ
とにより電磁波を発生し、この電磁波により前記加熱部
材を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記加熱部材
の内面にメッキ材料によりメッキ処理してメッキ層を形
成する。

【００３２】請求項１５記載のものは、被定着体を加熱
する加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被
定着体を前記加熱部材に押し付ける加圧部材と、前記加
熱部材に近接して位置され、駆動電流が供給されること
により電磁波を発生し、この電磁波により前記加熱部材
を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記加熱部材と
前記電磁誘導加熱コイルとの磁気結合の度合いを示すイ
ンダクタンスＬの変化量が常温から定着可能温度内で２
０％以下になる材料を用いて、前記加熱部材を構成す
る。

【００３３】請求項１６記載のものは、被定着体を加熱
する加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被
定着体を前記加熱部材に押し付ける加圧部材と、前記加
熱部材に近接して位置され、駆動電流が供給されること
により電磁波を発生し、この電磁波により前記加熱部材
を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記加熱部材の
比抵抗（μΩ・ｃｍ）の運動量が、常温から定着可能温
度内で４０％以下になる材料を用いて、前記加熱部材を
構成する。

【００３４】請求項１７記載のものは、被定着体を加熱
する加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被
定着体を前記加熱部材に押し付ける加圧部材と、前記加
熱部材に近接して位置され、駆動電流が供給されること
により電磁波を発生し、この電磁波により前記加熱部材
を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記電磁誘導コ
イルの抵抗値（Ω）即ちコイル出力／（コイル電流実効
値）2の変動量が、常温から定着可能温度範囲内で８％
以下になる材料を用いて、前記加熱部材を構成する。

【００３５】請求項１８記載のものは、被定着体を加熱
する加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被
定着体を前記加熱部材に押し付ける加圧部材と、前記加
熱部材の内面側に対向位置され、駆動電流が供給される
ことにより電磁波を発生し、この電磁波により前記加熱
部材を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記電磁誘
導コイルの一部に磁力強化用コア材を配置し、通紙サイ
ズに応じて、加熱部材の長手方向温度が自己的に均一化
する。

【００３６】請求項２３記載のものは、被定着体を加熱
する加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被
定着体を前記加熱部材に押し付ける加圧部材と、前記加
熱部材の内面側に対向位置され、駆動電流が供給される
ことにより電磁波を発生し、この電磁波により前記加熱
部材を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記電磁誘
導コイルの一部に磁力強化用コア材を配置し、通紙サイ
ズに応じて、コア材をコイル内側からコイルの外側に移
動させることによって加熱部材の温度むらを低減する。

【００３７】請求項２４記載のものは、被定着体を加熱
する加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被
定着体を前記加熱部材に押し付ける加圧部材と、前記加
熱部材の内面側に対向位置され、駆動電流が供給される
ことにより電磁波を発生し、この電磁波により前記加熱
部材を加熱する電磁誘導コイルと、この電磁誘導コイル
が発生する電磁波の一部を遮蔽する移動自在な遮蔽手段
とを具備する。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態を参照して詳細に説明する。

【００３９】図1は本発明の一実施の形態である定着装
置を示す全体的構成図である。

【００４０】定着装置1は加熱部材としての加熱ローラ2
(φ40mm)と加圧部材としての加圧ローラ3(φ35mm)とを
備えた構成となっている。加圧ローラ3は加圧機構4によ
って加熱ローラ2に圧接されて一定のニップ幅を持つよ
うに維持されている。

【００４１】加熱ローラ2は駆動モータ(図示せず)によ
り矢印方向に回転駆動され、加圧ローラ3は従動で矢印
方向に回転するようになっている。加熱ローラ2はステ
ンレス(SUS430)により構成され、肉厚1mmとなってい
る。なお、加熱ローラ2は、ステンレス(SUS430)に限ら
れることなく、鉄、または、アルミニューム、或は、ス
テンレスとアルミニュームの複合材等により構成するも
のであっても良い。加圧ローラ3は、芯金の周囲にシリ
コンゴム、フッ素ゴム等を被覆して構成され、表面には
テフロン（登録商標）等の離型層が被覆されている。

【００４２】図示しない転写部で現像剤像が転写された
用紙Pは加熱ローラ2と加圧ローラ3との圧接部(ニップ
部)である定着ポイントを通過することにより現像剤像
が用紙P上に融着圧着されて定着されるようになってい
る。

【００４３】加熱ローラ2の周上には加熱ローラ2と加圧
ローラ3との接触位置(ニップ部)よりも回転方向下流側
に位置して順次、剥離爪5、サーミスタ7、クリーニング
部材6、サーモスタッド８が配設されている。剥離爪5は
用紙Pを加熱ローラ3から剥離させるもので、クリーニン
グ部材6は加熱ローラ2上にオフセットされたトナーや紙
屑等のごみを除去するものである。サーミスタ7は加熱
ローラ2の温度検出をするもので、サーモスタッド8は加
熱ローラ2の表面温度の異常を検知して、加熱を遮断す
るためのものである。

【００４４】加圧ローラ3の周上には、用紙Pを加圧ロー
ラ3から剥離するための剥離爪9、トナーを除去するため
のクリーニングローラ10が設けられている。

【００４５】一方、加熱ローラ2の内部には誘導加熱装
置(磁場発生手段)15が設けられている。誘導加熱装置15
は、電磁誘導コイルとしての励磁コイル11を備え、この
励磁コイル11は加熱ローラ2の内周面に対向する状態で
配置されている。励磁コイル11としては、線径0.5mmの
銅線材が用いられ、お互いに絶縁された線材を複数本束
ねたリッツ線となっている。励磁コイル11をリッツ線に
することで浸透深さより線径を小さくすることができ、
交流電流を有効に流すことが可能となる。

【００４６】本実施例では、銅線材（φ0.5mm）を16本
束ねている。励磁コイル１１の被覆線としては、耐熱性
のポリアミドイミドが用いられている。

【００４７】磁場発生手段１５は、励磁コイル11の磁束
を集中させるために用いる芯材(例えば、フェライト、
鉄芯等)を使用しておらず、空芯コイルを用いている。
励磁コイル11は耐熱性の樹脂材(本実施例では、耐熱エ
ンプラ)で形成されたコイル支持材12に支持されてい
る。コイル支持材12は、図示しないローラを保持してい
る板金との間で位置決めされている。空芯コイルを用い
ることで複雑な形状をしたコア芯材を用いることがない
のでコストダウンが可能となっている。また、励磁回路
も安価になる。

【００４８】図示しない励磁回路(インバータ回路)から
励磁コイル11に印加される高周波電流で発生する磁束に
よって磁界の変化を妨げるように加熱ローラ2に磁束と
渦電流を発生させる。この渦電流と加熱ローラ抵抗によ
ってジュール熱が発生し、加熱ローラ2が加熱される。

【００４９】本実施例では、励磁コイル11に周波数25kH
z、出力900Wの高周波電流を流した。出力はインバータ
回路の駆動周波数を可変することで、700W〜1300Wまで
出力を可変することが可能となる。

【００５０】励磁コイル１１の周囲部は励磁コイル１１
と加熱ローラ２との間の絶縁性を維持するために被覆チ
ューブ13で被覆されている。被覆チューブ13の材質とし
ては耐熱性樹脂例えば、PET、フッ素、PI、PPS、シリコ
ンゴム等が用いられる。

【００５１】本実施例では、励磁コイル１１の交換時に
加熱ローラ２と励磁コイル１１が接触して破損したり、
被覆が剥がれたりしないように被覆チューブ１３の厚み
を0．3mmとしている。被覆チューブ13の色は白色のもの
が用いられている。

【００５２】絶縁被覆チューブ13の厚みは0.3mmと厚い
ままで、色を赤外線と反射しやすい色にしたことによっ
て、加熱ローラ２の内面から励磁コイル１１に向かって
放射される赤外線をチューブ１３で反射させることが可
能となった。このため、立ち上げ時に加熱ローラ２から
励磁コイル１１伝わる熱量を減らすことができ、立ち上
がり時間も短縮することができた。

【００５３】図2は本実施例で用いている誘導定着装置
の駆動回路を示す図である。

【００５４】高周波電流は、商用電源の交流を整流回路
31と平滑コンデンサ32によって整流し、コイル33a、共
振用コンデンサ33b、およびスイッチング素子33cからな
るインバータ回路33によってコイル１１に高周波電流が
供給されるようになっている。そして高周波電流の制御
は入力検出手段34によって検出され、指定された出力に
なるよう制御している。指定した出力はPWM制御によっ
て、スイッチング素子のON時間を可変することで制御で
きる。この時、駆動周波数は変化する。コイル温度、ロ
ーラ温度を検知する温度検知手段からの情報は、直接IH
回路37に入力されて制御してもよいし、本実施例のよう
にCPU38に入力した後、ON、OFF信号でIH回路37に入力し
ても良い。

【００５５】上記した加熱ローラ2の表面温度は、180°
Cに設定し制御されている。表面温度をサーミスタ7によ
って検知し、フィードバック制御によって加熱ローラ2
の加熱を行っている。用紙Pを定着するためには、加熱
ローラ２の全体(円周方向)の温度を均一にする必要があ
る。加熱ローラ２を停止している場合、本実施例の空芯
コイル11の特性として、磁束発生が円周方向で異なる強
さで作用するため、温度分布が不均一となる。

【００５６】従って、用紙Pがローラニップを通過する
直前までに加熱ローラ２の円周方向の温度ムラを解消す
る必要がある。このため、加熱ローラ２を一定時間、停
止させるが、その後、加熱ローラ２の全体の温度分布を
均一にするため、加熱ローラ2及び加圧ローラ3を回転さ
せる。加熱ローラ２を回転させることで加熱ローラ２の
全面に一定の熱量を与えている。

【００５７】加熱ローラ２の表面温度が180℃に達する
とコピー動作が開始し、用紙Pが加熱ローラ2と加圧ロー
ラ3との圧接部(ニップ部)である定着ポイントを通過す
ることで、この用紙上の現像剤像を融着圧着して定着す
る。

【００５８】図3は加熱ローラ2の内部を拡大して示す断
面図である。

【００５９】加熱ローラ2の内側２ａは、上記したよう
にステンレス（SUS410）によって構成されている。従
来、ハロゲンランプを用いて加熱ローラを加熱していた
ときは、加熱ローラの内側2aは、黒色の塗料を塗布した
り、材料表面を荒らして表面積を大きくしていた。これ
は、ハロゲンランプから発生する赤外線を吸収しやすく
するためである。

【００６０】一般的に金属の表面よりも非金属の表面の
方が赤外線の吸収率が高い。また、表面粗さも大きいほ
ど赤外線の吸収率が高い。ハロゲンランプの場合、加熱
ローラ２の内側２ａへ赤外線を放出して加熱ローラ２を
内側から暖めるので、加熱ローラ２の内側を黒色塗装な
どすることによって、赤外線の吸収を良くしていた。

【００６１】しかしながら、誘導加熱を用いた定着装置
の場合、加熱ローラ２に発生した渦電流によるジュール
損失で加熱ローラ２を直接加熱することから、赤外線を
吸収する必要性がない。

【００６２】また、逆に加熱ローラ２の内側処理として
表面粗さを大きくして全放射率を大きくする処理をする
と、加熱ローラ２から励磁コイル１１側への熱放射が大
きくなり、結果、励磁コイル１１を暖めるために熱エネ
ルギーを使うことになる。

【００６３】そこで、本実施例では、加熱ローラ2の内
側2ａの全放射率がO.3以下になるような表面処理を行っ
た。これにより、ウォーミングアップ時間、通紙時の熱
変換効率を向上させることが可能となった。

【００６４】具体的には、加熱ローラ２の材質をステン
レス（SUS410）にすることで、全放射率を0．4以下にす
ることが可能となる。なお、加熱ローラ２として鉄ロー
ラを用いた場合には、全放射率を0.4以下にするために
は表面粗さを小さくする必要があり、黒色塗装をするこ
とはできない。このため、鉄ローラを使用してローラの
内面の放射率を0．4以下にしょうとするとローラが酸化
して、錆びてしまう。しかし、ステンレス（SUS410）を
用いた場合には、内面に塗装や特殊な表面処理をしなく
ても錆びることが鉄に比べて少ない、また、SUS304は錆
びることがなく、ローラ２内面の全放射率をO.3以下に
することができる。

【００６５】図4は加熱ローラ２の内面の全放射率を0.4
以下にしたものと、従来どおりの処理(例えば、切削し
たままの状態、あるいは、内面塗装した状態、放射率約
O.9)したものとのウォーミングアップ時間を比較して示
すものである。

【００６６】結果からみると、温度が150℃を超えたあ
たりから、加熱ローラ２から励磁コイル１１ヘの熱放射
の影響が小さくなって、ウォームアップタイムが短縮さ
れることがわかる。

【００６７】また、連続通紙時も加熱ローラ２の温度が
180〜200℃の範囲に常時保たれることから、ローラ内側
放射率が小さいほど励磁コイル１１に放射される熱量は
少なく、従って、用紙に伝わる熱量の割合が大きくなる
ことが確認された。

【００６８】なお、加熱ローラ２の内側の全放射率を0.
4以下としたが、熱エネルギーとして問題になる電磁波
の波長範囲、すなわち、波長0．3〜10μmの領域の放射
率を0．4以下にすることができれば、同一の効果を得る
ことができる。

【００６９】図５は本発明の第2の実施の形態である加
熱ローラ２Ａを示すものである。

【００７０】この第2の実施の形態では上記した第1の実
施の形態と同様に加熱ローラ２Ａの材料としては磁性の
ステンレスが用いられている。そして、加熱ローラ２Ａ
の内面２ａを研磨することにより、その表面粗さ(Rmax)
が5μm以下とされている。

【００７１】本実施例での加熱ローラ２Ａの内面２ａ′
の研磨方法としては、機械式で行う機械研磨(バフ研磨)
で5μm以下とした。研磨を行うことによって、加熱ロー
ラ2Aの内面２ａ′の光沢を得ることが可能となる。

【００７２】また、加熱ローラ２Aの内面２ａ′の表面
粗さを小さくすることで、加熱ローラ２Aの内面２ａ′
から放射される赤外線の割合を減らすことが可能とな
る。これは、金属材料そのものの特性もあるが、表面性
によって放射率を大きく変えることが可能である。

【００７３】なお、本実施例では加熱ローラ２Aの内面
２ａ′を機械研磨して光沢面を形成しているが、さらに
表面性を良くする方法として、電解研磨や電解による金
属溶出作用と、研磨剤による機械的摩擦作用とを複合し
た方法がある。これにより、さらに加熱ローラ２Aの内
面２ａ′の表面粗さを小さくして、その放射率を小さく
することが可能となる。

【００７４】この第2の実施の形態によっても上記した
第１の実施の形態と同様に、ウォーミングアップ時間の
短縮、及び通紙時の熱変換効率を良くすることが可能で
ある。

【００７５】図６は本発明の第3の実施の形態である加
熱ローラ２Ｂを示すものである。

【００７６】この第3の実施の形態では、加熱ローラ２
Ｂの材料として鉄が用いられている。従来から加熱ロー
ラとして鉄を用いる場合、侵食(錆び)を防ぐためパーカ
処理、即ち、鉄にリン酸塩皮膜を生成することで金属の
表面変化を防ぐ染色処理を行っている。従来のハロゲン
ランプを用いる場合は、黒色処理はパーカ処理をしてい
るほうがハロゲンランプから発生する赤外線を吸収でき
るので都合が良かった。

【００７７】しかしながら、電磁誘導加熱を用いた場合
には、上記したように、加熱ローラ２が加熱されて温度
が高いときに、加熱ローラ２の内側から励磁コイル１１
側に向かって赤外線が放射されて励磁コイル１１が加熱
されてしまう。これを防ぐためには、加熱ローラ２の内
面２ａの放射率を下げる工夫や表面粗さを小さくして光
沢表面(鏡面も含む)にすることが有効である。

【００７８】しかしながら、加熱ローラを鉄で構成する
場合は、単純に加熱ローラ内側の表面に光沢をもたせよ
うと内側を研磨したり、表面粗さを小さくしても錆びが
発生してしまい、使い物にならなかった。

【００７９】そこで、本実施例では、鉄製の加熱ローラ
２Ｂの内側にメッキ処理を行うことで全放射率を0.4以
下にすることが可能となった。加熱ローラ２Ｂの内側に
メッキ処理を行ってメッキ層２１を形成することにより
耐食性も向上し、さらに光沢面(鏡面も含む)を得られ
る。

【００８０】具体的なメッキの方法として、電気メッ
キ、無電解メッキ、溶融メッキ等があるが、本実施例で
は、電気メッキ法を用いている。メッキ金属として金、
銀、プラチナ、ニッケル、クロム等用いることが可能で
ある。

【００８１】本実施例ではコストを考え、ニッケルを用
いているが、銀などは材料自身の放射率が低く、有効な
材料である。

【００８２】本実施例では、メッキする前処理として鉄
ローラ内面を研磨してその表面粗さを0．8μm以下とし
ている。この処理後にメッキ処理してメッキ層２１を形
成している。メッキ層２１の厚みは3μmとなっている。
鉄ローラ内面の表面粗さを小さくすることによって、メ
ッキ後の表面粗さも小さくなり、また、光沢面を得るこ
とが可能となる。これにより、鉄製の加熱ローラ２Ｂを
用いても、錆びることがなく、さらにローラ２Ｂ内側か
ら放出される赤外線の量を低減し、励磁コイル１１を暖
める割合を減らすことが可能となる。なお、メッキ層２
１の厚みを厚くし過ぎると磁束の発生状況に変化を与え
る可能性があるのであまり厚くし過ぎない必要がある。
また、同様の効果を得る方法として蒸着で内面に金属を
付加してもよい。

【００８３】次に、本発明の第4の実施の形態について
説明する。

【００８４】定着装置に関しては、第1の実施の形態で
示したものと同様である。

【００８５】本実施例での違いは、加熱ローラ２自体の
材質について実験を行い、最適な材料を選び出したこと
である。具体的に述べると、加熱ローラ２の材質とし
て、常温時の励磁誘導コイル１１と加熱ローラ２の磁気
結合の値、すなわち、加熱ローラ２の内部に励磁コイル
１１が配置された状態でのコイルインダクタンスLの値
と同じく加熱ローラ２の内部に励磁コイル１１が配置さ
れた状態での抵抗値Rの値と、高温時(約200℃)でのL,R
の値の変化量が比較的小さい材料を選んでいる。具体的
には、SUS430、SUS410、SUS304である。本実施例ではそ
のなかで、SUS410を用いた。

【００８６】図7〜図12は実際の測定結果を示すもので
ある。

【００８７】図7〜図12では、SUS410と鉄材料(STKM材)
のデータが示されている。

【００８８】即ち、同じ磁力を発生できる能力を持った
コイルを用いて、一定の出力を与えたときに温度を変化
させたときの必要となる電流量(保持力A/m)の値を示し
たグラフである。これによれば、温度依存性が低いのは
鉄よりSUS410の方である。しかも初期的には、鉄の方が
少ない電流値で発熱することが可能だが、約100℃を超
えた時点から電流量が逆転している。

【００８９】複写機の場合、レディー時、連続通紙時と
も100℃を超えた状態で維持されることが多い。このた
め、100℃以上で効率の良いSUS410を採用することによ
って、平均すれば熱変換効率は良くなる。IH炊飯器のよ
うに100℃以下で使われる製品に関しては、鉄の方の効
率が良いが、200℃近辺で制御されることが多い、電子
写真方式の定着装置では、SUS410を採用することが良い
ことがわかった。これは、グラフからわかるようにコイ
ルの磁束によらず、すべての範囲でいえることがグラフ
からわかる。

【００９０】また、同様にL,Rの温度依存性を測定した
グラフを図13に示す。

【００９１】この値からも鉄よりSUS410の温度依存性が
少ないことがわかる。上記内容を考えると、SUS410を加
熱ローラとして用い、さらに内側面の放射率を0.4以下
にするように内面表面粗さを小さくすることによって、
熱変換効率を向上させることができる。

【００９２】次に、本発明の第５の実施の形態について
説明する。

【００９３】また、励磁コイル１１を駆動するインバー
タ回路の回路定数(キャパシタンスやON時間と周波数)等
を決める際にL,Rの値を測定して熱変換効率がもっとも
高くなるようにしている。しかし、通常、このL,Rは常
温から100℃以下の範囲で最適化されている。

【００９４】本実施例では実際に加熱ローラ温度が維持
されている温度の平均値を調査して検討したところ、レ
ディー時、通紙時での温度が全体の占める割合に対して
大部分であることがわかる。即ち、180℃〜200℃で加熱
ローラが制御されていることが多い。このため、常温時
にあわせて回路を最適化すると180℃から200℃では微妙
に回路のマッチングが狂ってくる。

【００９５】前実施例で示したように図13に温度変化に
伴うL,Rの変化量を示す。鉄ローラの場合、常温時と200
℃で約5%の差がある。これを考慮して最初から200℃近
辺のL,Rの条件で回路のマッチングを行った。これによ
り、初期的なウォーミングアップ時は多少効率が下がる
が、レディー時、通紙時では最適なマッチングが行われ
ているので、熱変換効率をよくすることが可能となっ
た。これは特に加熱ローラを常時高温で維持する高速機
に有効な制御方法である。

【００９６】加熱ローラの材料は限定されるものではな
く、すべての材料の特性に応じて、最適化するローラ温
度の値に合わせた回路のマッチングを行うことで効率を
上げることが可能である。

【００９７】図13では、コイルとローラの結合度合いを
示すインダクタンスLと付加抵抗Rの温度依存性を示して
いる。基本的に温度依存性がない方が特性が安定してい
ることになる。インダクタンスが温度によって変動する
のは、ローラ材料の抵抗値、および透磁率が変化するか
らである。各種材料で実験を行った結果、インダクタン
ス変化量を20%以内の材料を用いないと連続通紙時の効
率減が大きく、定着装置としてIHを使うメリットが生き
ないことがわかった。即ち、ランプより効率が落ちてし
まう結果になった。本実施例ではLの変動が少ないSUS41
0を使って、これを解決した。

【００９８】また、ローラの材料比抵抗値(μΩ・cm)に
着目し、温度依存性を調査した。その結果、ローラ温度
によって比抵抗値が大きく変化するものは回路の構成
上、高温時の効率が低下することがわかった。SUS410の
場合、抵抗変化量は、常温時約52(μΩ・cm)、200℃で
約65(μΩ・cm)であり、変動率は、20%である。各種材
料で実験を行った結果、インダクタンス変化量の40%以
内の材料を用いないと連続通紙時の効率減が大きく、定
着装置としてIHを使うメリットが生きないことがわかっ
た。すなわちランプより効率が落ちてしまう結果になっ
た。本実施例では変動が少ないSUS410を使って、これを
解決した。

【００９９】また、コイルに流れる電流実効値に着目し
た。常温時と200℃時で同じ出力を得るためにコイルに
流れる電流実効値を比較した。発生させる出力をコイル
電流実効値で割った値の温度変化量を測定した。具体的
にSUS410で測定すると、コイル出力(W)は常温で970
(W)、200℃で970(W)、コイル電流実効値(A)は常温で24.
66(A)、200℃で25.18(A)、抵抗(Ω)は常温で1.5997
(Ω)、200℃で1.5257(Ω)、抵抗変化量は4.6%となる。

【０１００】抵抗変化量は4.6%であり、効率低下が少な
いことを確認した。実際に各種材料で実験を行った結
果、コイルの抵抗変化量が8%以下のものを用いないと連
続通紙時の効率減が大きく、定着装置としてIHを使うメ
リットが生きないことがわかった。即ち、ランプより効
率が落ちてしまう結果になった。本実施例では、コイル
抵抗変化量が少ないSUS410を使って、これを解決した。

【０１０１】図14、図15は本発明の第６の実施の形態を
示すものである。

【０１０２】第1の実施の形態で示した部分と同一部分
については同一番号を付してその説明を省略する。

【０１０３】上記第1の実施の形態では励磁コイル１１
は磁気特性を強くするためのコア材を使用していない。
しかし、この第６の実施の形態では、励磁コイル１１A
を支持するコイル支持材12の長手方向の両端中央部にコ
ア材としてのフェライト材２４，２４を装着している。
コア材２４としてはフェライト材が用いられている。励
磁コイル(銅線)１１A自体は加熱ローラ２の長手方向に
沿って巻かれているのは第1の実施の形態と同様である
が、励磁コイル１１Aの端部の長さ、即ち、コ励磁コイ
ル１１A自体の長手方向の長さは短くなっている。

【０１０４】コイル(銅線)１１A自体の長手方向の長さ
が短くなっていることから、本来、(フェライト材２
４，２４がないと仮定すると、第１の実施の形態の励磁
コイル１１に比べて、加熱ローラ２の長手方向の端部に
作用する磁束は小さくなる。このため、渦電流の発生が
小さくなり、発熱も小さくなる。従って、加熱ローラ２
の端部の温度も従来のコイル１１に比べて低くなる。

【０１０５】図１６は上記した第１の実施の形態のコイ
ル１１を備えた加熱ローラ２の長手方向の温度分布ａ
と、本実施例のフェライト材を有しないコイル１１Aを
備えた加熱ローラ２の長手方向の温度分布ｂを示す。

【０１０６】上述したようにフェライト材のないコイル
１１Aを備えた加熱ローラ２の端部温度の方が低い。こ
の温度低下分を補うためにフェライト材２４を両端部に
配置している。このフェライト２４としてはキューリ点
温度が230℃のものが用いられている。フェライト２４
を配置することによって、コイル１１A両端部の磁束は
大きくなる。このため、加熱ローラ２の両端部に作用す
る磁束が増し、渦電流も大きくなり、加熱ローラ２の両
端部の温度は上昇する。

【０１０７】フェライト材２４の大きさ、特性を制御す
ることによって、加熱ローラの両端部温度を第１の実施
の形態と同様にできる。加熱ローラ２の両端部温度は、
ローラセンタを180℃で制御しているが、この際に定着
可能最低温度、すなわち本実施例では160℃にローラ両
端部温度を制御している。

【０１０８】加熱ローラ２の両端部は軸受け等に熱が逃
げるため、温度が低くなる傾向がある。しかし、定着最
低温度が160℃になれば定着可能である。このため、160
℃になるように励磁コイル１１Aを作成している。これ
は、フェライト材２４を使う場合も使わない場合も同じ
で構わない。

【０１０９】一方、通紙時、特に小サイズ紙を連続通紙
している場合は、小サイズの紙が通紙されると加熱ロー
ラ２の中央部の熱の消費が多く、加熱ローラ２の両端部
は熱の消費がないため、ローラ両端部の温度が上昇して
しまう。

【０１１０】加熱ローラの熱容量が大きいときは、熱伝
導で両端部の熱が中央部に伝わって均一化されたが、現
状の薄肉ローラでは温度分布が発生したままになってし
まう。即ち、加熱ローラの両端部の温度が中央部の制御
温度よりも高くなってしまう。

【０１１１】そこで、加熱ローラ２の中央部の温度を定
着可能な最低温度まで下げるように制御する。これによ
って、加熱ローラ２の端部の温度を全体的に下げること
ができる。基本的に加熱ローラ２の両端部の温度の温度
上昇限界点はローラ２の耐久性、或は軸受けの耐熱温度
である。

【０１１２】本実施例では240℃が限界と考えている。
しかしながら、高速機になるとローラセンタ温度を最低
定着温度に下げても図17のａ線で示すように加熱ローラ
１の両端部温度が240℃を超えてしまう場合がある。

【０１１３】そこで、本実施例では、加熱ローラ２の両
端部にキューリ点温度が230°Cであるフェライト材２
４，２４を挿入している。フェライト材２４のキューリ
点温度が230°Cであるため、フェライト材２４が230℃
に到達すると磁束発生作用が失われる。小サイズ紙を連
続通紙した場合に加熱ローラ２の両端部温度が上昇する
が、加熱ローラ２の温度が上昇すると共にフェライト材
２４の温度も上昇する。しかし、加熱ローラ２の温度が
230℃近くになるとフェライト材２４，２４も230℃にな
り、磁束発生作用が失われる。これにより磁束が発生せ
ず、加熱ローラ２の両端部の温度は低下する。

【０１１４】図17のｂ線で示すように、ローラ両端部の
温度上昇はフェライト材２４，２４を入れたコイル１１
Ａを用いた場合に低下した。即ち、フェライト材２４，
２４のキューリ点を利用してローラ端部の温度制御を行
うことが可能となる。従って、ローラ端部の温度を検知
する温度検知手段を特に必要とすることがないととも
に、特別な制御回路やコイルを分割したりするといった
必要もなく、加熱ローラの温度分布を均一にすることが
できる。

【０１１５】本実施例ではコア材としてフェライトを用
いたが、キューリ点を制御できるものであれば他のもの
を用いても良い。

【０１１６】図１８、図１９は本発明の第７の実施の形
態を示すものである。

【０１１７】上記した第６の実施の形態では、フェライ
ト材２４，２４をコイル１１Ａの長手方向と同方向に配
置したが、この実施の形態では、フェライト材２４，２
４をコイル１１Ａの両端部に垂直に配置している。

【０１１８】この実施の形態では、コイル１１Ａの外側
にフェライト材２４，２４の一部を出すことができるの
で、加熱ローラ２の温度とフェライト材２４，２４の温
度が熱伝導、熱伝達によって、値が近くなり易いという
メリットがある。逆に、加熱ローラ２の端部温度が低下
すれば、フェライト材２４，２４も温度が下がりやすい
ので時定数が小さくて済む。

【０１１９】また、本実施例ではフェライト材２４のキ
ューリ点を230℃以下としたが、ローラ２の温度、マシ
ンスピード等によって適切なキューリ点温度の材料を選
ぶことが必要であることは言うまでもない。

【０１２０】図２０及び図２１は本発明の第８の実施の
形態を示すものである。

【０１２１】上記した第７の実施の形態では、コイル両
端部にフェライト材２４，２４を配置し、加熱ローラ両
端部温度が上昇するとフェライト材２４，２４のキュー
リ点温度の作用によってローラ温度が低下するものであ
る。

【０１２２】これに対し、本実施の形態では、フェライ
ト材２６，２６は通常、コイル１１Ａの両端部に配置さ
れている。しかし、加熱ローラ２の両端部の温度が上昇
した際に、機械的にローラ２の外側、即ち、コイル１１
Ａの外側に移動するようにしている。フェライト材２
６，２６の両端部にはソレノイド（図示しない）が連結
されている。

【０１２３】一方、加熱ローラ２の中央部及び端部には
加熱ローラ２の温度を検知する温度検知手段４１，４２
が配置されている。

【０１２４】加熱ローラ２と加圧ローラ３との間に小サ
イズの用紙Pが連続的に通紙されると、加熱ローラ２の
両端部の温度が上昇する。この温度はローラ２の端部に
配置されている温度検知センサー４２により検知され、
端部の温度が230℃以上になるとフェライト材２６，２
６がコイル１１Ａの外側に移動される。

【０１２５】このように、フェライト材２６，２６がコ
イル１１Ａの外側に移動することで、コイル１１Ａの両
端部の磁束が減少し、加熱ローラ２の両端部に流れる渦
電流が減少し、加熱ローラ２の両端部の温度が下がる。
これにより加熱ローラ２の温度を均一に保つことが可能
となる。

【０１２６】図２２及び図２３は本発明の第９の実施の
形態について説明する。

【０１２７】第９の実施の形態では、加熱ローラ２の両
端部の温度が上昇した場合には両端部に配置したフェラ
イト材２６，２６をコイル１１Ａの外側に移動させた
が、この実施の形態では、励磁コイル１１Ａの外側にフ
ェライト材２８，２８を移動させるのではなく、小サイ
ズ紙が通紙されている場所、即ち、コイル１１Ａの中央
側にフェライト材２８，２８を移動させるようにしてい
る。

【０１２８】フェライト材２８，２８は例えば、ソレノ
イド（図示しない）によって移動される。小サイズ紙を
通紙している際は両端部の磁束は必要ない。また、加熱
ローラ２の中央部は磁束が強いほどジュール熱が発生し
効率よく加熱ローラ２を加熱できる。

【０１２９】一方、用紙のサイズが通常サイズの場合に
は、励磁コイル１１の両端部の温度低下が問題になるの
で、両端部にフェライト材２８，２８を配置する。この
ように加熱ローラ２の端部の温度によって、フェライト
材２８，２８をコイル１１Ａの両端部からコイル１１Ａ
中央部に移動させることによって、効率よく加熱ローラ
２の温度を均一化でき、用紙Ｐに熱を与えることができ
る。

【０１３０】図２４〜図２９は本発明の第１０の実施の
形態を示すものである。

【０１３１】この第９の実施の形態では、誘導加熱コイ
ル１１は、上記した第１の実施の形態と同様に空芯コイ
ルである。即ち、磁力を強めるためのコア材を備えてい
ない。

【０１３２】定着装置に関しては、第１の実施の形態と
基本的には同様である。ただし、加熱ローラ２の内面に
関しては、表面粗さ等、特に限定する必要はない。

【０１３３】この第１０の実施の形態では、励磁コイル
１１の長手方向の両端部分に励磁コイル１１で発生する
磁力の一部分を遮蔽する遮蔽手段としての遮蔽板４６を
備えている。

【０１３４】この遮蔽板４５は、加熱ローラ２の温度状
態によって、選択的に位置を可変する。この遮蔽板４５
は金属製で、材質としてアルミニュームが用いられてい
る。遮蔽板４５の材質としては、アルミニュームに限定
されるものではなく、鉄、ステンレス、銅、等であって
も良い。

【０１３５】立ち上げ時、レディー時、或は通常サイズ
紙の連続通紙時等の加熱ローラ２の両端部温度が中央部
分より低い場合は、遮蔽板４５は図２７〜２９で示す位
置Aの部分に配置されている。

【０１３６】一方、小サイズ紙の連続通紙等によって、
加熱ローラ２の両端部温度が上昇し、一定温度を超過す
ると端部温度を検知する温度検知手段（図示しない）が
働き、遮蔽板４５をコイル円周方向に一定の角度回転移
動させる。

【０１３７】本実施例では回転移動用のアクチュエータ
を用いて、図２４〜図２６に示すように遮蔽板４５の位
置を可変する。遮蔽板４５の位置は、コイル円周方向で
コイル１１による磁束の作用が一番大きくなる位置Bに
遮蔽板４５を配置する。

【０１３８】即ち、磁束が一番大きく作用する位置Bに
遮蔽板４５を置くことで、加熱ローラ２側に磁束を作用
させなくなるので、加熱ローラ２の両端部の渦電流が小
さくなる。これにより加熱ローラ２の両端部の温度が下
がり、小サイズ紙を通紙しているときでも加熱ローラ２
の両端部の温度が上昇せず、加熱ローラ２の温度分布を
一定に保つことが可能となる。

【０１３９】通常の動作時は遮蔽板４５を磁束の一番作
用しない位置Aに配置しているので、遮蔽板４５による
加熱ローラ２ヘの磁束の影響がほとんどないため、端部
温度が低下することはない。

【０１４０】以上のことにより、加熱ローラ２の端部温
度上昇を防ぐことが可能である。また、コイルを分割し
たり、回路を2個使用する必要がないのでコスト的にも
メリットが大きい。

【０１４１】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、加熱部材
の内面側から放出される熱エネルギーを低減でき、誘導
加熱コイルの温度上昇を防止できる。従って、加熱部材
のウォームアップ時間を短縮できるとともに、消費電力
も削減することができる。

【０１４２】また、加熱効率のよい、温度依存性の少な
い加熱材料を用い、さらに高周波回路も最適化すること
で、加熱効率を改善することが可能となる。

【０１４３】また、サイズの異なる被定着材を通過させ
た場合に発生しやすい加熱部材の長手方向の温度むらを
電磁誘導コイルの磁束を制御することによって、適正な
範囲のみを加熱して、温度むらを軽減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である定着装置を示す構
成図。

【図２】定着装置の誘導加熱コイルの駆動回路図。

【図３】加熱ローラを拡大して示す断面図。

【図４】加熱ローラのウォームアップ時間を示すグラフ
図。

【図５】本発明の第２の実施の形態である加熱ローラを
示す図。

【図６】本発明の第３の実施の形態である加熱ローラを
示す図。

【図７】スレンレス製の加熱ローラの温度に対する電流
変化量を示すグラフ図。

【図８】スレンレス製の加熱ローラの温度に対する電流
変化量を示すグラフ図。

【図９】スレンレス製の加熱ローラの温度に対する電流
変化量を示すグラフ図。

【図１０】鉄製の加熱ローラの温度に対する電流変化量
を示すグラフ図。

【図１１】鉄製の加熱ローラの温度に対する電流変化量
を示すグラフ図。

【図１２】鉄製の加熱ローラの温度に対する電流変化量
を示すグラフ図。

【図１３】加熱ローラのインダクタンスと抵抗の温度依
存性を示すグラフ図。

【図１４】本発明の第６の実施の形態である定着装置を
示す図。

【図１５】励磁コイル及びフェライト材を示す図。

【図１６】加熱ローラのウォームアップ時における長手
手方向の温度分布を示す図。

【図１７】加熱ローラの小サイズ通紙時における長手手
方向の温度分布を示す図。

【図１８】本発明の第７の実施の形態である定着装置を
示す図。

【図１９】励磁コイル及びフェライト材を示す図。

【図２０】本発明の第８の実施の形態である定着装置を
示す図。

【図２１】励磁コイル及びフェライト材を示す図。

【図２２】本発明の第９の実施の形態である定着装置を
示す図。

【図２３】励磁コイル及びフェライト材を示す図。

【図２４】本発明の第１０の実施の形態である定着装置
を示すもので、遮蔽板が励磁コイルの前後部に移動した
状態を示す平面図。

【図２５】遮蔽板が励磁コイルの前後部に移動した状態
を示す正面図。

【図２６】遮蔽板が励磁コイルの前後部に移動した状態
を示す側面図。

【図２７】遮蔽板が励磁コイルの上下部に移動した状態
を示す平面図。

【図２８】遮蔽板が励磁コイルの上下部に移動した状態
を示す正面図。

【図２９】遮蔽板が励磁コイルの上下部に移動した状態
を示す側面図。

【符号の説明】

P…用紙（被定着体）、２…加熱ローラ（加熱部材）、
３…加圧ローラ（加圧部材）、１１，１１Ａ…励磁コイ
ル（電磁誘導コイル）、２１…メッキ層、２４，２６，
２８…フェライト材（コア材）、３３…インバータ回
路、４５…遮蔽板（遮蔽手段）。

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被定着体を加熱する加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被定着体を前記加熱
部材に押し付ける加圧部材と、前記加熱部材の内面側に対向位置され、駆動電流が供給
されることにより電磁波を発生し、この電磁波により前
記加熱部材を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記加熱部材の内面側の全放射率εを０．４以下にした
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記放射率εは電磁波の波長が０．３〜
１０μｍの範囲で、０．４以下であることを特徴とする
請求項１記載の定着装置。
【請求項３】被定着体を加熱する加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被定着体を前記加熱
部材に押し付ける加圧部材と、前記加熱部材の内面側に対向位置され、駆動電流が供給
されることにより電磁波を発生し、この電磁波により前
記加熱部材を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記加熱部材の内面側の表面粗さRmaxを５μm以下にし
たことを特徴とする定着装置。
【請求項４】被定着体を加熱する加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被定着体を前記加熱
部材に押し付ける加圧部材と、前記加熱部材の内面側に対向位置され、駆動電流が供給
されることにより電磁波を発生し、この電磁波により前
記加熱部材を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記加熱部材をフェライト系或はオ一ステナイト系のス
テンレス製とし、前記加熱部材の内面に塗装、或は防錆
処理をしないことを特徴とする定着装置。
【請求項５】被定着体を加熱する加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被定着体を前記加熱
部材に押し付ける加圧部材と、前記加熱部材の内面側に対向位置され、駆動電流が供給
されることにより電磁波を発生し、この電磁波により前
記加熱部材を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記加熱部材をフェライト系或はオ一ステナイト系のス
テンレス製とし、前記加熱部材の内面を機械研磨処理し
たことを特徴とする定着装置。
【請求項６】被定着体を加熱する加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被定着体を前記加熱
部材に押し付ける加圧部材と、前記加熱部材の内面側に対向位置され、駆動電流が供給
されることにより電磁波を発生し、この電磁波により前
記加熱部材を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記加熱部材をフェライト系或はオ一ステナイト系のス
テンレス製とし、前記加熱部材の内面を電解研磨処理し
たことを特徴とする定着装置。
【請求項７】被定着体を加熱する加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被定着体を前記加熱
部材に押し付ける加圧部材と、前記加熱部材の内面側に対向位置され、駆動電流が供給
されることにより電磁波を発生し、この電磁波により前
記加熱部材を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記加熱部材をフェライト系或はオ一ステナイト系のス
テンレス製とし、前記加熱部材の内面を電解研磨と機械
研磨とで処理したことを特徴とする定着装置。
【請求項８】被定着体を加熱する加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被定着体を前記加熱
部材に押し付ける加圧部材と、前記加熱部材の内面側に対向位置され、駆動電流が供給
されることにより電磁波を発生し、この電磁波により前
記加熱部材を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記加熱部材の内面にメッキ材料によりメッキ処理して
メッキ層を形成したことを特徴とする定着装置。
【請求項９】前記メッキ膜厚は5μm以下であることを
特徴とする請求項８記載の定着装置。
【請求項１０】前記加熱部材は鉄製であることを特徴
とする請求項８記載の定着装置。
【請求項１１】前記加熱部材の内面をメッキ処理前に
表面粗さRmax8μm以下にすることを特徴とする請求項８
記載の定着装置。
【請求項１２】前記メッキ材料はニッケル、銀、銅、
クロムであることを特徴とする請求項８記載の定着装
置。
【請求項１３】前記加熱部材のメッキ処理後の内面表
面粗さRmaxを10μm以下とする請求項８記載の定着装
置。
【請求項１４】前記加熱部材のメッキ処理後の内面の
放射率が電磁波長0.3〜10μmの範囲で、O.4以下である
ことを特徴とする請求項８記載の定着装置。
【請求項１５】被定着体を加熱する加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被定着体を前記加熱
部材に押し付ける加圧部材と、前記加熱部材に近接して位置され、駆動電流が供給され
ることにより電磁波を発生し、この電磁波により前記加
熱部材を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記加熱部材と前記電磁誘導加熱コイルとの磁気結合の
度合いを示すインダクタンスＬの変化量が常温から定着
可能温度内で２０％以下になる材料を用いて、前記加熱
部材を構成することを特徴とする定着装置。
【請求項１６】被定着体を加熱する加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被定着体を前記加熱
部材に押し付ける加圧部材と、前記加熱部材に近接して位置され、駆動電流が供給され
ることにより電磁波を発生し、この電磁波により前記加
熱部材を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記加熱部材の比抵抗（μΩ・ｃｍ）の運動量が、常温
から定着可能温度内で４０％以下になる材料を用いて、
前記加熱部材を構成することを特徴とする定着装置。
【請求項１７】被定着体を加熱する加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被定着体を前記加熱
部材に押し付ける加圧部材と、前記加熱部材に近接して位置され、駆動電流が供給され
ることにより電磁波を発生し、この電磁波により前記加
熱部材を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記電磁誘導コイルの抵抗値（Ω）即ちコイル出力／
（コイル電流実効値）2の変動量が、常温から定着可能
温度範囲内で８％以下になる材料を用いて、前記加熱部
材を構成することを特徴とする定着装置。
【請求項１８】被定着体を加熱する加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被定着体を前記加熱
部材に押し付ける加圧部材と、前記加熱部材の内面側に対向位置され、駆動電流が供給
されることにより電磁波を発生し、この電磁波により前
記加熱部材を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記電磁誘導コイルの一部に磁力強化用コア材を配置
し、通紙サイズに応じて、加熱部材の長手方向温度が自
己的に均一化することを特徴とする定着装置。
【請求項１９】前記コア材のキューリ一点温度に基づ
いて前記加熱部材の温度を制御することを特徴とする請
求項１８記載の定着装置。
【請求項２０】前記加熱部材はローラ材で、前記電磁
誘導コイルは前記加熱部材の長手方向に沿って巻回さ
れ、前記コア材は前記電磁誘導コイルの長手方向に沿っ
て配置されることを特徴とする請求項１８記載の定着装
置。
【請求項２１】前記加熱部材はローラ材で、前記電磁
誘導コイルは前記加熱部材の長手方向に沿って巻回さ
れ、前記コア材は前記電磁誘導コイルの長手方向に対し
直交する方向に配置されることを特徴とする請求項１８
記載の定着装置。
【請求項２２】前記コア材のキューリ一点温度は250
℃以下であることを特徴とする請求項１８記載の定着装
置。
【請求項２３】被定着体を加熱する加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被定着体を前記加熱
部材に押し付ける加圧部材と、前記加熱部材の内面側に対向位置され、駆動電流が供給
されることにより電磁波を発生し、この電磁波により前
記加熱部材を加熱する電磁誘導コイルとを具備し、前記電磁誘導コイルの一部に磁力強化用コア材を配置
し、通紙サイズに応じて、コア材をコイル内側からコイ
ルの外側に移動させることによって加熱部材の温度むら
を低減することを特徴とする定着装置。
【請求項２４】被定着体を加熱する加熱部材と、この加熱部材の外面側に当接し前記被定着体を前記加熱
部材に押し付ける加圧部材と、前記加熱部材の内面側に対向位置され、駆動電流が供給
されることにより電磁波を発生し、この電磁波により前
記加熱部材を加熱する電磁誘導コイルと、この電磁誘導コイルが発生する電磁波の一部を遮蔽する
移動自在な遮蔽手段と、を具備することを特徴とする定着装置。
【請求項２５】前記遮蔽手段は電磁誘導コイルの磁束
発生最大部分と最小部分との間で移動することを特徴と
する請求項２４記載の定着装置。