JP2003007447A - 加熱装置、像加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルム系定着器の非通紙部昇温対策 【解決手段】 定着フィルム内面から２本のヒートパイ
プを加圧する。２本のヒートパイプのウィックが互いに
逆向きであり、ヒートパイプが従動回転することによ
り、作動液の循環が促進されることにより非通紙部昇温
を効果的に低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁（磁気）誘導
加熱方式の加熱装置及び像加熱装置、そして該像加熱装
置を備えた電子写真装置・静電記録装置などの画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】便宜上、複写機・プリンタ等の画像形成
装置においてトナー画像を被記録材に加熱定着させる像
加熱装置（定着装置）を例にして説明する。

【０００３】画像形成装置において、電子写真プロセス
・静電記録プロセス・磁気記録プロセス等の適宜の画像
形成プロセス手段で被記録材（転写材シート・エレクト
ロファックスシート・静電記録紙・ＯＨＰシート・印刷
用紙・フォーマット紙など）に転写方式あるいは直接方
式にて形成担持させた目的の画像情報の未定着画像（ト
ナー画像）を被記録材面に永久固着画像として加熱定着
させる定着装置としては熱ローラ方式の装置が広く用い
られていた。また近時は、省エネルギー化やウェイトタ
イムの短縮化等を図るうえで有利なフィルム加熱方式の
装置が実用化されている。同様に電磁誘導加熱方式の装
置も提案されている。 ａ）熱ローラ方式の定着装置 これは、定着ローラ（加熱ローラ）と加圧ローラとの圧
接ローラ対を基本構成とし、該ローラ対を回転させ、該
ローラ対の相互圧接部である定着ニップ部に画像定着す
べき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導入
して挟持搬送させて、定着ローラの熱と、定着ニップ部
の加圧力にて未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着
させるものである。

【０００４】定着ローラは、一般に、アルミニウムの中
空金属ローラを基体（芯金）とし、その内空に熱源とし
てのハロゲンランプを挿入配設してあり、ハロゲンラン
プの発熱で加熱され、外周面が所定の定着温度に維持さ
れるようにハロゲンランプヘの通電が制御されて温調さ
れる。

【０００５】特に、最大４層のトナー画像層を十分に加
熱溶融させて混色させる能力が要求されるフルカラーの
画像形成を行う画像形成装置の定着装置としては、定着
ローラの芯金を高い熱容量を有するものにし、またその
芯金外周にトナー画像を包み込んで均一に溶融するため
のゴム弾性層を具備させ、そのゴム弾性層を介してトナ
ー画像の加熱を行っている。また、加圧ローラ内にも熱
源を具備させて加圧ローラも加熱・温調する構成にした
ものもある。

【０００６】しかし、熱ローラ方式の定着装置は画像形
成装置の電源をオンにしたと同時に熱源であるハロゲン
ランプに通電を開始しても、定着ローラの熱容量が大き
い為、定着ローラ等が冷え切っている状態から所定の定
着可能温度に立ち上がるまでにはかなりの待ち時間（ウ
ェイトタイム）を要し、クイックスタート性に欠ける。
また何時でも画像形成動作が実行できるように画像形成
装置のスタンバイ状態時（非画像出力時）であってもハ
ロゲンランプに通電して定着ローラを所定の温調状態に
維持させておく必要があり、電力消費量が大きい等の問
題があった。

【０００７】また、上述のフルカラーの画像形成装置の
定着装置のように特に熱容量の大きな定着ローラを用い
るものにおいては、温調と定着ローラ表面の昇温とに遅
延が発生するため、定着不良や光沢ムラ、オフセット等
の問題が発生していた。 ｂ）フィルム加熱方式の定着装置 フィルム加熱方式の定着装置は、例えば特開昭６３−３
１３１８２号公報・特開平２−１５７８７８号公報・特
開平４−４４０７５号公報・特開平４−２０４９８０号
公報等に提案されている。

【０００８】即ち、加熱体としてのセラミックヒータ
と、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィル
ム（定着フィルム）を挟ませてニップ部を形成させ、該
ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に画像定着すべ
き未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導入し
てフィルムと一緒に挟持搬送させることで該ニップ部に
おいてセラミックヒータの熱をフィルムを介して被記録
材に与え、またニップ部の加圧力にて未定着トナー画像
を被記録材面に熱圧定着させるものである。

【０００９】このフィルム加熱方式の定着装置は、セラ
ミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用い
てオンデマンドタイプの装置を構成することができ、画
像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミッ
クヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態に
すればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行
可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート
性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電
力）等の利点がある。

【００１０】ただ、大きな熱量が要求されるフルカラー
画像形成装置や高速機種用の定着装置としては熱量的に
難点がある。 ｃ）電磁誘導加熱方式の定着装置 実開昭５１−１０９７３６号公報には、磁束により定着
ローラに電流を誘導させ、ジュール熱によって発熱させ
る誘導加熱定着装置が開示されている。これは、誘導電
流の発生を利用して直接定着ローラを発熱させることに
より、ハロゲンランプを熱源として用いた熱ローラ方式
の定着装置よりも高効率の定着プロセスを達成してい
る。

【００１１】磁場発生手段としての励磁コイルによる交
番磁束によって電磁誘導発熱性の回転体としての円筒状
の定着フィルム自身を発熱させることにより定着プロセ
スをおこなう。

【００１２】図１７に、電磁誘導加熱方式の定着装置の
構成を示した。

【００１３】９は電磁誘導発熱層（導電体層、磁性体
層、抵抗体層）を有する、電磁誘導発熱性の回転体とし
ての円筒状の定着フィルムである。

【００１４】１１は横断面略半円弧状樋型のフィルムガ
イド部材であり、円筒状定着フィルム９はこのフィルム
ガイド部材１１の外側にルーズに外嵌させてある。

【００１５】磁場発生手段は励磁コイル１２とＴ型を形
成する磁性コア（芯材）１３ａ・１３ｂとからなる。

【００１６】１０は弾性加圧ローラであり、定着フィル
ム９を挟ませてフィルムガイド部材１１の下面と所定の
圧接力をもって所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させて相
互圧接させてある。加圧ローラ１０は矢示の反時計方向
に回転駆動される。この加圧ローラ１０の回転駆動によ
る該加圧ローラ１０と定着フィルム９の外面との摩擦力
で定着フィルム９に回転力が作用し、該定着フィルム９
がその内面を定着ニップ部Ｎにおいてフィルムガイド部
材１１の下面に密着させて摺動しながら矢示の時計方向
に加圧ローラ１０の回転周速度にほぼ対応した周速度を
もってフィルムガイド部材１１の外回りを回転駆動させ
られる（加圧ローラ駆動方式）。

【００１７】フィルムガイド部材１１は、定着ニップ部
Ｎへの加圧、磁場発生手段１５としての励磁コイル１２
と磁性コア（芯材）１３ａ・１３ｂの支持、定着フィル
ム９の支持及び該フィルム９の回転時の搬送安定性を図
る役目をする。このフィルムガイド部材１１は磁束の通
過を妨げない絶縁性の部材であり、高い荷重に耐えられ
る材料が用いられる。

【００１８】定着ニップ部Ｎの温度は、定着フィルム９
の内面に当接させた温度検知手段１８によって検知さ
れ、これに基づいて励磁コイル１２に対する電流供給が
制御されることで所定の温度が維持されるように温調さ
れる。

【００１９】而して、加圧ローラ１０が回転駆動され、
それに伴って円筒状の定着フィルム９がフィルムガイド
部材１１の外回りを回転し、励磁回路から励磁コイル１
２への給電により上記のように定着フィルム９の電磁誘
導発熱がなされて定着ニップ部Ｎが所定の温度に立ち上
がって温調された状態において、不図示の画像形成手段
部で未定着トナー画像ｔが形成された被記録材Ｐが、定
着ニップ部Ｎの定着フィルム９と加圧ローラ１０との間
に画像面を上向き即ち定着フィルム面に対向させて導入
され、該画像面を定着フィルム９の外面に密着させた状
態で挟持されて定着フィルム９と一緒に該定着ニップ部
Ｎ内を搬送されていく。この定着ニップ部Ｎを搬送され
ていく過程において、定着フィルム９の電磁誘導発熱で
加熱されて被記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔが加熱定
着される。被記録材Ｐは定着ニップ部Ｎを通過すると回
転定着フィルム９の外面から分離して排出搬送されてい
く。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上述したフィルム加熱
方式の定着装置、電磁誘導方式の定着装置においては、
定着フィルムの熱容量が小さく、厚さが薄いために、フ
ィルムの長手方向の熱伝導率が低い。このため、定着フ
ィルムよりも幅の狭い被記録材を通紙した場合、被記録
材が通過しない部分（非通紙部）の熱が被記録材に奪わ
れないために、該非通紙部においてフィルムの温度が過
度に上昇（非通紙部昇温）してしまう。

【００２１】このため例えば、封筒のような小サイズ紙
の次に例えばＡ４サイズ紙をプリントする場合、小サイ
ズ紙を通紙した後の非通紙部の温度がトナーのオフセッ
ト温度に達してしまうので、Ａ４サイズ紙が通紙される
とＡ４サイズ紙上のトナーが定着フィルムにオフセット
し、良好な定着画像を得ることができないという課題が
発生した。このため、非通紙部昇温を解決するために
は、スループットを下げて、１分間の通紙枚数を大幅に
減らす必要があった。

【００２２】そこで本発明は、非通紙部昇温をより効果
的に低減し、トナーオフセットを防止することで小サイ
ズ紙のスループットの増大を図ると同時に長手方向の通
紙域でのフィルム温度分布を均一化して画像不良を避け
ることを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする加熱装置、像加熱装置および画像形成装置であ
る。

【００２４】〔１〕 エンドレスベルトを熱源により加
熱、または磁場発生手段の磁場の作用による電磁誘導発
熱させて被加熱材を加熱する加熱装置であり、上記加熱
装置は、作動液を封入した金属容器（ヒートパイプ）と
これに外嵌する金属パイプから成る少なくとも２本のヒ
ートパイプローラを有しており、前記ヒートパイプロー
ラは前記回転体内面に加圧されて回転することを特徴と
する加熱装置。

【００２５】〔２〕 エンドレスベルトを熱源により加
熱、または磁場発生手段の磁場の作用による電磁誘導発
熱させて被加熱材を加熱する加熱装置であり、上記加熱
装置において、作動液を封入した少なくとも２本の金属
容器（ヒートパイプ）とこれら金属容器に共通に外嵌す
る金属パイプが一体となりヒートパイプローラを形成し
ており、前記ヒートパイプローラは前記回転体内面に加
圧されて回転することを特徴とする加熱装置。

【００２６】〔３〕 前記ヒートパイプローラは前記回
転体の回転に従動または駆動回転することにより、低温
部で凝縮した前記作動液の高温部への循環を促進する作
動液輸送手段を前記金属容器内面に具備し、前記作動液
輸送手段のうち少なくとも１本の向きが他と逆向きにな
るように前記ヒートパイプローラ、または前記金属容器
（ヒートパイプ）が配設されたことを特徴とする〔１〕
または〔２〕に記載の加熱装置。

【００２７】〔４〕 前記金属パイプの強度が前記金属
容器（ヒートパイプ）の強度よりも大なることを特徴と
する〔１〕乃至〔３〕の何れか１項に記載の加熱装置。

【００２８】〔５〕 前記金属パイプが回転軸となるフ
ランジを有することを特徴とする〔１〕乃至〔４〕の何
れか１項に記載の加熱装置。

【００２９】〔６〕 前記金属パイプが磁性金属製であ
ることを特徴とする〔１〕乃至〔５〕の何れか１項に記
載の加熱装置。

【００３０】〔７〕 被記録材に形成された画像を加熱
処理する手段として、〔１〕乃至〔６〕の何れか１項に
記載の加熱装置を具備したことを特徴とする像加熱装
置。

【００３１】〔８〕 被記録材に画像を形成する画像形
成手段と、前記画像形成手段により被記録材上に形成し
た画像を加熱処理する像加熱装置とを具備し、前記像加
熱装置として〔１〕乃至〔７〕の何れか１項に記載の加
熱装置、または像加熱装置を備えたことを特徴とする画
像形成装置。 〈作用〉 （１） 被加熱材加熱部材としてエンドレスベルトを用
いた場合、ベルト自身の熱容量が少なく熱伝導が低下す
るので、強度増加を図ったヒートパイプローラをベルト
内面に加圧するように配置することでベルト長手方向の
熱伝導を向上させて、ベルトの回転を阻害せずに２００
℃以上の高温域においても非通紙部昇温を抑制できる。

【００３２】（２） ヒートパイプローラに内包された
ヒートパイプの内壁に構成される毛細管構造（ウィッ
ク）にヒートパイプの回転により低温部から高温部への
作動液循環を促進するような構造を採用し、互いにこの
毛細管構造の向きを逆にした複数のヒートパイプを用い
ることにより、ヒートパイプを１本のみ用いるときより
も効果的に非通紙部昇温を低減できる。

【００３３】（３） 上記（１）、（２）のように非通
紙部昇温を抑制することにより、小サイズの被加熱材の
スループットを向上させることができる。

【００３４】（４） 前記ヒートパイプローラの強度層
を磁性金属とすることで、磁場発生手段からの磁束のう
ち、電磁誘導発熱性部材に吸収されない一部の磁束を吸
収して発生するジュール熱によりヒートパイプローラ自
身が発熱することにより、立上げ時間の短縮が期待でき
る。

【００３５】

【発明の実施の形態】（第１の実施例）説明の都合上、
以下の実施例における画像形成装置は電磁誘導発熱方式
の定着装置を備えるものについて実施の形態を述べる。
しかし本発明は電磁誘導発熱方式の定着装置に限定され
るものではなく、前述のフィルム加熱方式等、トナー画
像を直接加熱する部材として、熱ローラと比較して熱容
量の小さい部材を用いる場合に用いることができる。

【００３６】（１）画像形成装置例 以下に図面を用いて本発明の実施例を述べる。

【００３７】図２は電子写真プロセスを用いたカラーレ
ーザプリンタ断面の概略図である。図２に示されたカラ
ーレーザプリンタ（画像形成装置）は中間転写体として
中間転写ベルトを使用し、各色ごとに現像器、露光手
段、像担持体（以下「感光ドラム」と呼ぶ）、帯電器、
クリーニング手段を備えている。

【００３８】図２中の第１の感光ドラム１ａは矢印ｄ１
の方向に所定の周速で回転駆動されながら１次帯電ロー
ラ３ａにて一様に帯電され、レーザスキャナ５ａから走
査されるデジタル画像信号に対応して変調されたレーザ
ビームを結像露光光学系を介して受けることにより第１
の色成分（ここではイエロー成分）の静電潜像を形成す
る。

【００３９】続いて、第１の現像器である２ａを用いて
第１の色トナー（ここではイエロートナーＹ）によって
静電潜像は現像され第１の色成分に対する可視像を得
る。以上に記した手順を第２色（マゼンタ）、第３色
（シアン）、第４色（ブラック）に対しておこなう。

【００４０】実施例１では、上記中間転写ベルト６は矢
印ｄ２の方向に感光ドラム１ａと同じ周速で回転駆動さ
れる。

【００４１】感光ドラム１ａから中間転写ベルト６への
イエロー可視像の転写（１次転写）は電源Ｓ１から供給
される一次転写バイアスを印加することによりおこな
う。

【００４２】マゼンタ、シアン、ブラックについても同
様の手段を用いて順次中間転写ベルト６の上に重ねあわ
せて１次転写することによってカラー画像を得る。

【００４３】中間転写ベルト６上に形成されたカラート
ナー像は２次転写ローラ７とのニップ部において搬送さ
れてくる被加熱材Ｐ上に一括転写（２次転写）される。

【００４４】カラー画像を２次転写された被加熱材Ｐは
定着装置８へ搬送され、定着ローラと加圧ローラのニッ
プ部（定着部）において熱と圧力によってカラー画像が
定着される。

【００４５】定着装置については（２）項で述べる。

【００４６】（２）定着装置（加熱手段）８ 図１は実施例１における定着装置８の横断面模型図、図
３は給紙側よりみた正面模型図、図４は排紙側からみた
要部の縦断面模型図である。

【００４７】実施例１における定着装置８は、円筒状の
電磁誘導発熱性フィルムを用いた、加圧ローラ駆動方
式、電磁誘導加熱方式の装置であり、Ａ３サイズの被記
録材に対応するものであり、図３に示す定着フィルム９
の長手方向長さＬ_fは３５０ｍｍであり、加圧ローラ１
０の長手方向長さＬ_rは３１０ｍｍである。

【００４８】磁性コア１３ａ・１３ｂは高透磁率の部材
であり、フェライトやパーマロイ等といったトランスの
コアに用いられる材料がよく、より好ましくは１００ｋ
Ｈｚ以上でも損失の少ないフェライトを用いるのがよ
い。実施例１ではフェライトを用いている。

【００４９】励磁コイル１２には給電部２３ａ・２３ｂ
に図４に示す励磁回路２４を接続してある。

【００５０】この励磁回路２４は２０ｋＨｚから５００
ｋＨｚの高周波をスイッチング電源で発生できるように
なっている。

【００５１】励磁コイル１２は励磁回路２４から供給さ
れる交番電流（高周波電流）によって交番磁束を発生す
る。

【００５２】図１、図３及び図４中の半円弧状樋型のフ
ィルムガイド部材１１は、図１の横断面図のような向き
に配置され、外側に円筒状の電磁誘導発熱性フィルムで
ある定着フィルム９をルーズに外嵌させてある。

【００５３】フィルムガイド部材１１の材質としては、
定着フィルム９との絶縁を確保するために絶縁性に優
れ、耐熱性がよいものがよい。例えば、フェノール樹
脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰ
Ｓ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂、ＬＣ
Ｐ樹脂などを選択するとよい。

【００５４】前記フィルムガイド部材１１は、磁場発生
手段としての磁性コア１３ａ・１３ｂと励磁コイル１２
とを内側に保持している。

【００５５】１４はフィルムガイド部材１１の内面平面
部に当接させて配設した横長の加圧用剛性ステイであ
る。

【００５６】１５はニップ部Ｎの熱が加圧用剛性ステイ
１４へ逃げるのを防ぐための断熱部材である。

【００５７】１９は磁性コア１３ａ・１３ｂ及び励磁コ
イル１２と加圧用剛性ステイ１４の間を絶縁するための
絶縁性部材である。

【００５８】２１ａ・２１ｂはフィルムガイド部材１１
のアセンブリの左右両端部に外嵌し、前記左右位置を固
定しつつ回転自在に取り付け、定着フィルム９の端部を
規制・保持するフランジ部材である。

【００５９】加圧部材としての加圧ローラ１０は、芯金
１０ａと、前記芯金周りに同心一体にローラ状に成形被
覆させた、シリコーンゴム・フッ素ゴム・フッ素樹脂な
どの耐熱性・弾性材層１０ｂとて構成されており、芯金
１０ａの両端部を装置のシャーシ側板（不図示）間に回
転自由に軸受け保持させて配設してある。

【００６０】加圧用剛性ステイ１４の両端部と装置シャ
ーシ側のバネ受け部材２０ａ・２０ｂとの間にそれぞれ
加圧バネ２２ａ・２２ｂを縮設することで加圧用剛性ス
テイ１４に押し下げ力を作用させている。これによりフ
ィルムガイド部材１１の下面に配設した摺動部材１６の
下面と加圧ローラ１０の上面とが定着フィルム９を挟ん
で圧接されて所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。

【００６１】加圧ローラ１０は矢示の反時計方向に回転
駆動される。この加圧ローラ１０の回転駆動による前記
加圧ローラ１０と定着フィルム９の外面との摩擦力で定
着フィルム９に回転力が作用し、前記定着フィルム９が
その内面が定着ニップ部Ｎにおいて摺動部材１６の下面
に密着して摺動しながら矢示の時計方向に加圧ローラ１
０の回転周速度にほぼ対応した周速度をもってフィルム
ガイド部材１１の外回りを回転状態になる。

【００６２】この場合、定着ニップ部Ｎにおける摺動部
材１６の下面と定着フィルム９の内面との相互摺動摩擦
力を低減化させるために定着ニップ部Ｎの摺動部材１６
の下面と定着フィルム９の内面との間に耐熱性グリスな
どの潤滑剤を介在させる、あるいは摺動部材１６の下面
を潤滑部材で被覆することもできる。

【００６３】図５は磁場発生手段である励磁コイル１２
と磁性コア１３ａ・１３ｂからの交番磁束の様子を模式
的に表したものである。磁束Ｍは発生した交番磁束の一
部を表す。

【００６４】磁性コア１３ａ・１３ｂに導かれた交番磁
束Ｍは、定着フィルム９の電磁誘導発熱層９ａに渦電流
を発生させる。この渦電流は電磁誘導発熱層９ａの固有
抵抗によって電磁誘導発熱層９ａにジュール熱（渦電流
損）を発生させる。

【００６５】励磁コイル１２はコイル（線輪）を構成さ
せる導線（電線）として、一本ずつがそれぞれ絶縁被覆
された銅製の細線を複数本束ねたもの（束線）を用い、
これを複数回巻いて励磁コイルを形成している。本例で
は７ターン巻いて励磁コイル１２を形成している。

【００６６】絶縁被覆は定着フィルム９の発熱による熱
伝導を考慮して耐熱性を有する被覆を用いるのがよい。
本例においてはポリイミドによる被覆を用いており耐熱
温度は２２０℃である。

【００６７】ここで、励磁コイル１２の外部から圧力を
かけて密集度を向上さてもよい。

【００６８】励磁コイル１２の形状は、図１、図５のよ
うに発熱層の曲面に沿うようにしている。

【００６９】図８に定着フィルム９の断面図を示し、
Ｉ）に示すのが実施例１における定着フィルム９の断面
図である。

【００７０】実施例１の定着フィルム９は、電磁誘導発
熱性の定着フィルムの基層となる金属フィルム等ででき
た発熱層９ａと、その外面に積層した弾性層９ｂと、そ
の外面に積層した離型層９ｃの複合構造のものである。
発熱層９ａと弾性層９ｂとの間の接着、弾性層９ｂと離
型層９ｃとの間の接着のため、各層間にプライマー層
（不図示）を設けてもよい。

【００７１】前記層構成において、発熱層９ａが円筒形
状である定着フィルム９の内面側、離型層９ｃがその外
面側としている。

【００７２】前述したように、発熱層９ａに交番磁束が
作用することで前記発熱層９ａに渦電流が発生して前記
発熱層９ａが発熱する。その熱が弾性層９ｂ・離型層９
ｃを介して定着フィルム９を加熱し、前記定着ニップＮ
に通紙される被加熱材としての被記録材Ｐを加熱してト
ナー画像の加熱定着がなされる。

【００７３】以下に定着フィルム９を構成する発熱層９
ａ、弾性層９ｂ、離型層９ｃについて説明する。

【００７４】ａ．発熱層９ａ 発熱層９ａは非磁性の金属でも良いが、ニッケル、窒化
アルミニウム、強磁性ＳＵＳ、ニッケルーコバルト合金
といった強磁性体の金属を用いるとよい。

【００７５】その厚みは次の式で表される表皮深さより
厚くかつ２００μｍ以下にすることが好ましい。表皮深
さσ［ｍ］は、励磁回路２４の周波数ｆ［Ｈｚ］と透磁
率μと固有抵抗ρ［Ωｍ］で、 σ＝５０３×（ρ／ｆμ）１／２ と表される。

【００７６】これは電磁誘導で使われる電磁波の吸収の
深さを示しており、これより深いところでは電磁波の強
度は１／ｅ以下になり、逆にいうと殆どのエネルギーは
この深さまでで吸収されている。

【００７７】発熱層９ａの厚さは好ましくは１〜１００
μｍがよい。発熱層９ａの厚みが１μｍよりも小さいと
ほとんどの電磁エネルギーが吸収しきれないため効率が
悪くなる。また、発熱層が１００μｍを超えると剛性が
高くなりすぎ、また屈曲性が悪くなり回転体として使用
するには現実的ではない。従って、発熱層９ａの厚みは
１〜１００μｍが好ましい。

【００７８】実施例１では発熱層９ａは厚さ５０μｍの
ニッケルである。

【００７９】ｂ．弾性層９ｂ 弾性層９ｂは、シリコーンゴム、フッ索ゴム、フルオロ
シリコーンゴム等で耐熱性がよく、熱伝導率がよい材質
である。

【００８０】弾性層９ｂの厚さは１０〜５００μｍが好
ましい。この弾性層９ｂは定着画像品質を保証するため
に必要な厚さである。

【００８１】カラー画像を印刷する場合、特に写真画像
などでは被記録材Ｐ上で大きな面積に渡ってベタ画像が
形成される。この場合、被記録材の凹凸あるいはトナー
層の凹凸に加熱面（離型層９ｃ）が追従できないと加熱
ムラが発生し、伝熱量が多い部分と少ない部分で画像に
光沢ムラが発生する。伝熱量が多い部分は光沢度が高
く、伝熱量が少ない部分では光沢度が低い。弾性層９ｂ
の厚さとしては、１０μｍ以下では被記録材あるいはト
ナー層の凹凸に追従しきれず画像光沢ムラが発生してし
まう。また、弾性層９ｂが１０００μｍ以上の場合には
弾性層の熱抵抗が大きくなりクイックスタートを実現す
るのが難しくなる。より好ましくは弾性層９ｂの厚みは
５０〜５００μｍがよい。

【００８２】弾性層９ｂの硬度は、高すぎると被記録材
あるいはトナー層の凹凸に追従しきれず画像光沢ムラが
発生してしまう。そこで、弾性層９ｂの硬度としては６
０°（ＪＩＳ−Ａ）以下、より好ましくは４５°（ＪＩ
Ｓ−Ａ）以下がよい。

【００８３】弾性層９ｂの熱伝導率λに関しては０．２
５〜０．８４［ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1］がよい。

【００８４】熱伝導率λが０．２５［ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1］
よりも小さい場合には、熱抵抗が大きく、定着フィルム
９の表層（離型層９ｃ）における温度上昇が遅くなる。

【００８５】熱伝導率λが０．８４［ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1］
よりも大きい場合には、硬度が高くなりすぎたり、圧縮
永久歪みが悪化する。

【００８６】よって熱伝導率λは０．２５〜０．８４
［ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1］がよい。より好ましくは０．３４〜
０．６３［ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1］がよい。

【００８７】以上より実施例１では弾性層９ｂは厚さ３
００μｍのシリコーンゴムである。

【００８８】ｃ．離型層９ｃ 離型層９ｃはフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシ
リコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ＰＦＡ、
ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選
択することができる。

【００８９】離型層９ｃの厚さは１〜１００μｍが好ま
しい。離型層９ｃの厚さが１μｍよりも小さいと塗膜の
塗ムラで離型性の悪い部分ができたり、耐久性が不足す
るといった問題が発生する。また、離型層が１００μｍ
を超えると熱伝導が悪化するという問題が発生し、特に
樹脂系の離型層の場合は硬度が高くなりすぎ、弾性層９
ｂの効果がなくなってしまう。

【００９０】実施例１では離型層は厚さ５μｍのＰＦＡ
である。

【００９１】また、実施例１では特に設けないが図８の
ＩＩ）に示すように、定着フィルム９の層構成におい
て、発熱層９ａの自由面側（発熱層９ａの弾性層９ｂ側
とは反対面側）に潤滑層９ｄを設けてもよい。

【００９２】潤滑層９ｄとしては、フッ素樹脂、ポリイ
ミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、Ｐ
ＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、Ｐ
ＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂などの耐熱樹脂がよい。

【００９３】また、潤滑層９ｄの厚さとしては１０〜１
０００μｍが好ましい。潤滑層９ｄの厚さが１０μｍよ
りも小さい場合には強度が得られず、また、耐久性も不
足する。一方、１０００μｍを超えると磁性コア１３ａ
・１３ｂ及び励磁コイル１２から発熱層９ａの距離が大
きくなり、磁束が十分に発熱層９ａに吸収されなくな
る。

【００９４】この潤滑層は定着フィルム９に内嵌する別
体のスリーブであっても良い。

【００９５】前記交番電流により発生した交番磁束によ
り発熱層である電磁誘導発熱性フィルムに発生する渦電
流により、図３に示す発熱層である電磁誘導発熱性フィ
ルムの発熱域Ｈが発熱する。

【００９６】定着フィルム９の発熱は、温度検知手段１
８を含む温調系により、励磁コイル１２に対する電流供
給が制御されることで、定着ニップ部Ｎの温度が所定に
維持されるように温調される。温度検知手段１８は定着
フィルム９の温度を検知するサーミスタなどの温度セン
サであり、実施例１においては温度センサ１８を定着フ
ィルム１０の内面で定着ニップＮのフィルム回転方向下
流側に配設し、温度センサ２６の温度に基づいて定着ニ
ップ部Ｎの温度を制御するようにしている。

【００９７】定着動作は、加圧ローラ１０が回転駆動さ
れ、それに伴って円筒状の定着フィルム９がフィルムガ
イド部材１１の外回りを回転し、励磁コイル１２への給
電により定着フィルム９の電磁誘導発熱がなされ定着ニ
ップ部Ｎが所定の温度である１８０℃に立ち上がり温調
された状態においておこなう。

【００９８】前記の状態において、未定着トナー画像ｔ
が形成された被記録材Ｐが定着ニップ部Ｎの定着フィル
ム９と加圧ローラ１０との間に画像面を上向き即ち定着
フィルム面に対向させて導入され、画像面を定着フィル
ム９の外面に密着させた状態で搬送され、この過程にお
いて、定着フィルム９の電磁誘導による発熱で加熱され
て未定着トナー画像ｔが被記録材Ｐに加熱定着される。
被記録材Ｐは定着ニップ部Ｎを通過すると回転定着フィ
ルム９の外面から分離して排出搬送されていく。被記録
材上の加熱定着トナー画像は定着ニップ部通過後、冷却
して永久固着像となる。

【００９９】実施例１ではトナーｔに低軟化物質を含有
させたトナーを使用したため、定着装置にオフセット防
止のためのオイル塗布機構を設けていないが、低軟化物
質を含有させていないトナーを使用した場合にはオイル
塗布機構を設けてもよい。また、低軟化物質を含有させ
たトナーを使用した場合にもオイル塗布や冷却分離を行
ってもよい。

【０１００】前述した定着動作時において、被記録材、
特に封筒やＡ４縦、ＬＥＴＴＥＲ縦サイズの被記録材が
連続で通紙された場合、定着フィルム９の非通紙部にお
ける温度が過度に上昇し、被記録材Ｐ上のトナーが定着
フィルム９にオフセットする為に良好な定着画像を得ら
れない。

【０１０１】さらに定着フィルム９の非通紙部温度が過
度に上昇すると、定着フィルム９の温度分布に局所的に
大きな温度勾配が発生して定着フィルム９が破損した
り、フィルムガイド部材１１を変形させてしまうという
問題が発生するので定着装置のスループットを低下させ
る必要があった。

【０１０２】そこで実施例１では、上記の問題を解決す
る為に、小サイズ被記録材連続通紙時の定着フィルム９
の非通紙部過度が過度に上昇するのを抑える目的で、図
１に示すようにヒートパイプローラ１７を定着フィルム
９の内側に加圧してある。

【０１０３】図７にヒートパイプローラ１７の外観を示
す。

【０１０４】ヒートパイプローラの長さとしては、通紙
域全域に当接させるのが良く、より好ましくは発熱域全
域に当接させるのが良い。

【０１０５】実施例１における前記発熱域Ｈの長手方向
長さは３００ｍｍであり、ヒートパイプローラ１７の定
着フィルム９に当接する部分の長さＬは３３０ｍｍに設
定した。

【０１０６】図９はヒートパイプローラ１７の構造を概
略的に示したものであり、I）は長手方向の横断面図、
ＩＩ）はヒートパイプ１７ａ内壁に形成された螺旋状の
毛細管構造１７ｃＬを、Ｉ）のＰＡ部分を拡大して示し
たものである。

【０１０７】１７ａＬ及び１７ａＲは真空に排気された
厚さ１ｍｍの銅（引張強さ２００ＭＰａ）製の容器（ヒ
ートパイプ）であり、内部に純水が封入されている。

【０１０８】ヒートパイプローラ１７はヒートパイプ１
７ａＬ及び１７ａＲを内包しており、両者に共通の厚さ
０．５ｍｍの鉄（引張強さ８００ＭＰａ）製ローラ１７
ｂを外嵌している。

【０１０９】鉄製ローラ１７ｂは端部に回転軸を有し、
開口部が回転軸を有する蓋１７ｄにより塞がれて、ヒー
トパイプ１７ａＬ及び１７ａＲ、鉄製ローラ１７ｂ及び
蓋１７ｄが一体となりヒートパイプローラ１７を形成す
る。

【０１１０】ヒートパイプローラ１７の製造過程におい
て、銅製容器（ヒートパイプ）１７ａＬ及び１７ａＲに
鉄製ローラ１７ｂが外嵌された状態で３００℃程度の熱
を加え、塑性変形により銅製容器１７ａと鉄製ローラ１
７ｂの内壁を密着させる。

【０１１１】この様にすることで銅製容器（ヒートパイ
プ）１７ａ、鉄製ローラ１７ｂ及びその端部蓋１７ｄが
一体となり定着フィルム９の回転に従動して回転する。

【０１１２】実施例１では、ヒートパイプローラ１７の
定着フィルム９に加圧する部分の直径は９ｍｍである。

【０１１３】ヒートパイプローラ１７をニップ内に配設
するとニップ部Ｎの熱容量が増加し、温度センサ２６の
温度に基づく温度制御に対するニップ部Ｎの温度の応答
性が悪化して定着不良の原因となる場合があるため、本
例ではフィルムガイド部材１１のニップ部Ｎとは反対側
上面に配設した。

【０１１４】小サイズの被記録材を連続通紙することに
より、ヒートパイプローラ１７の長手方向に非通紙部の
みが高温となる温度分布が与えられた場合、高温部分で
ある非通紙部（ヒートパイプローラ１７の両端部）では
作動液である純水が蒸発し、蒸気流となり低温部へ向か
って高速で移動する。

【０１１５】この動作により高温部から低温部への熱伝
達が高速でおこなわれる。

【０１１６】低温部において蒸気流は冷却され凝縮し、
銅製容器（ヒートパイプ）１７ａの内壁に沿って配設さ
れた毛細管構造１７ｃにより高温部へ輸送される。

【０１１７】上記の動作が連続して繰り返されることに
より高温部から低温部への効率的な熱伝導が実現でき
る。

【０１１８】図９のＩＩ）に示すように、実施例１にお
いては毛細管構造１７ｃとして、長手方向に沿って螺旋
状の溝を設けている。この螺旋溝はヒートパイプローラ
の回転により低温部である通紙部で凝縮した作動液が螺
旋にそって高温部（非通紙部）へ輸送されるような方向
に切られている。

【０１１９】図９のＩＩ）に示した螺旋状毛細管構造１
７ｃＬは銅製容器（ヒートパイプ）１７ａＬのものであ
り、もう一つのヒートパイプ１７ａＲの螺旋状毛細管構
造１７ｃＲ（不図示）は逆向きに切られている。

【０１２０】非通紙部昇温に対して、上記の様にヒート
パイプローラ１７の回転により通紙部から非通紙部への
作動液輸送効率を高めることにより、毛細管構造として
熱輸送量に異方性の無いメッシュ構造等を用いるよりも
より効果的に非通紙部昇温を低減することが可能であ
る。

【０１２１】ところで、ヒートパイプをローラとして定
着フィルム９に加圧して従動回転させる場合、ある程度
以上の強度が確保されていないとヒートパイプ自身が変
形したり、ヒートパイプの撓みにより定着フィルム９へ
の加圧が均一におこなわれず、長手方向の温度分布にム
ラが生じるという問題が起こる。

【０１２２】定着フィルム９の長手温度分布のムラは定
着画像の光沢ムラや、ＯＨＰフィルム上画像の透過性の
ムラといった画像不良の原因となる。

【０１２３】一般に用いられる多くの場合、ヒートパイ
プは作動液を封入した銅製容器のみから構成されてお
り、作動液を真空封入するという製造上の理由からヒー
トパイプ端部の形状が自由に選べず、また、加圧された
状態で端部を軸受けで支持して回転させるには強度的に
も問題があった。

【０１２４】更に、銅製容器では２００℃以上の高温域
において、容器が作動液（実施例１では純水）の蒸気圧
に耐えられず変形するため、使用可能な温度域が比較的
狭いという問題がある。

【０１２５】これに対して、実施例１で用いるヒートパ
イプローラ１７においては銅（引張強さ２００ＭＰａ）
製容器１７ａに外嵌される鉄（引張強さ８００ＭＰａ）
製ローラ１７ｂに強度層としての役割を持たせることに
より、ヒートパイプローラ１７を定着フィルム９に均一
に加圧接触することによって、長手温度ムラをなくして
画像不良を防止することができる。

【０１２６】また、強度層である鉄製ローラ１７ｂの端
部は図９のI）に示すように、端部で小径化されてフラ
ンジを形成しており、不図示の軸受けにより支持されて
いる。これによりヒートパイプローラ１７は定着フィル
ム９の回転に従動して回転することができ、定着フィル
ム９の回転を妨げる力を増加させることなく、画像不良
を防止する事が可能である。

【０１２７】更に、鉄製ローラ１７ｂが外嵌されている
場合、作動液である純水の蒸気圧に対してより高温まで
耐えることができ、２００℃以上での使用が可能とな
る。

【０１２８】図６は以下の条件において、封筒を連続通
紙した場合の定着フィルム９の長手方向温度分布を示し
ている。 Ａ：実施例１の構成を用いた場合。 Ｂ：定着フィルム９長手の熱伝導を補助するための手段
を持たない場合。 Ｃ：ヒートパイプローラ１７の毛細管構造を銅製のメッ
シュに変更したヒートパイプローラを用いた場合。

【０１２９】熱伝導を補助するための手段を設けていな
い場合、定着フィルム９の温度分布は図７のＢのように
なり、非通紙部分の温度が上昇してトナーオフセット領
域に入ってしまい、封筒連続通紙直後に封筒よりも幅の
広い被記録材、例えばＡ３サイズやＬＥＴＴＥＲサイズ
の紙上の未定着トナー像を定着した場合に封筒通紙時の
非通紙部にあたる部分のトナーが定着フィルムにオフセ
ットしてしまう。

【０１３０】また過度に定着フィルム非通紙部の温度が
上昇することによって、フィルムガイド部材を変形させ
たり、定着フィルム自体を損傷させてしまうことがあ
る。

【０１３１】従来は非通紙部の過度の温度上昇を避ける
為に定着装置のスループットを落とさなければならなか
った。

【０１３２】ヒートパイプ１７ａＬ及び１７ａＲ内壁に
銅製メッシュの毛細管構造を持つヒートパイプローラを
定着フィルム９の内面に加圧した場合、封筒の連続通紙
により定着フィルム９の非通紙部温度が上昇し始めて
も、ヒートパイプローラにより非通紙部の温度上昇によ
る熱を通紙域へ伝熱させることにより、図７の温度分布
Ｃのように非通紙部の温度がトナーオフセット領域にま
で達することを防止できる。

【０１３３】実施例１のヒートパイプローラ１７を定着
フィルム９の内面に加圧した場合、上記の銅製メッシュ
毛細管を持つヒートパイプローラと比較して、作動液の
循環がヒートパイプローラ１７自身の回転により促進さ
れ、非通紙部の温度上昇による熱を通紙域へより効果的
に伝熱できるので、温度分布Ａのように非通紙部におけ
る昇温を更に低減できる。

【０１３４】ゆえに封筒連続通紙直後にＡ３サイズ、Ｌ
ＥＴＴＥＲサイズなどの大サイズ紙を通紙しても、トナ
ーオフセットは発生せず、同時に過度の温度上昇による
定着装置の損傷を防ぐことが可能である。

【０１３５】この様に非通紙部での温度上昇を低減する
ことができるので従来に比べてスループットの向上が実
現できる。

【０１３６】さらに、非通紙部の温度を低くできること
から、本横成のように、定着フィルム９にシリコーンゴ
ムのような弾性層９ｂを設けた場合にも、ゴム劣化が抑
えられ、耐久性が向上する。

【０１３７】以上のように実施例１では図１のようにヒ
ートパイプローラ１７を配設することにより、大サイズ
紙端部での定着不良、また封筒などの小サイズ紙を通紙
した直後の大サイズ紙通紙時における端部での定着フィ
ルムヘのトナーオフセットを避けることができ、これに
より従来よりもスループットを向上させることができ
る。

【０１３８】実施例１では強度層であるローラの材質を
鉄に設定したが、良好な熱伝導性を有し、定着フィルム
９への均一な加圧が可能で、熱及び作動液の蒸気圧によ
る銅製容器１７ａの変形を防圧できる材質ならば良い。

【０１３９】また、潤滑層９ｄを設ける場合は、この潤
滑層９ｄとヒートパイプローラ１７を加圧すれば良く、
上記と同様な効果を得られる。

【０１４０】(第２の実施例)本例において、実施例１と
共通の構成部材・部分には同一の符号を付して再度の説
明を省略する。

【０１４１】実施例１においてはヒートパイプローラ１
７を定着フィルム内面に加圧、従動回転させることによ
って、定着フィルム９の回転を妨げずに定常時の定着フ
ィルム９端部における温度低下、小サイズ紙連続通紙時
の過度な端部温度上昇を避けることにより、定着装置損
傷、画像不良の問題を避けることができた。

【０１４２】実施例２では実施例と同じヒートパイプロ
ーラ１７を実施例１と同じ位置に配設し、図１３に示す
ように定着フィルム９への加圧を状況に応じて選択する
為の離間機構を設けた。

【０１４３】図１４は定着装置の立ち上げ動作開始から
の定着フィルム９の温度推移を示したものである。

【０１４４】図１４中の温度推移曲線ＴＣ₁は本実施例
でヒートパイプローラ１７離間状態で立ち上げた場合で
あり、温度推移曲線ＴＣ₂はヒートパイプローラ１７を
定着フィルム９内面に加圧したまま立ち上げた場合のも
のである。

【０１４５】室温から実施例２における所定の温調温度
１８０℃に到達するまでの時間はＴＣ₁ではｔｓ₁、ＴＣ
₂ではｔｓ₂を要する。ｔｓ₁＝５０ｓｅｃ、ｔｓ₂＝８０
ｓｅｃ．程度必要である。

【０１４６】よって、ヒートパイプローラ１７を定着フ
ィルム９内面から離間することによって、定着装置の立
ち上げ時間を約６０％に短縮できる。

【０１４７】そこで本例では、定着フィルム９に対する
ヒートパイプローラ１７の離間機構を有しているので、
定着フィルム温度が温調温度１８０℃に到達するまでヒ
ートパイプローラ１７を離間しておく。

【０１４８】その後、定着フィルム温度が温調温度１８
０℃に到達してからヒートパイプローラ１７を定着フィ
ルム９内面に加圧する。

【０１４９】ヒートパイプローラ１７の強度層である鉄
製ローラは磁性金属であるので、磁場発生手段からの磁
束のうち、定着フィルム９に吸収されない一部の磁束を
吸収し発生するジュール熱によるヒートパイプローラ自
身の発熱と、周囲温度の上昇分により離間状態でもヒー
トパイプローラ１７はある程度温められている。

【０１５０】ゆえに、温調温度に達してからヒートパイ
プローラ１７を定着フィルム内面に加圧しても、ほぼｔ
ｓ₁＝５０ｓｅｃ．の時間で定着装置の立ち上げ動作を
完了できる。

【０１５１】ヒートパイプ１７を定着フィルム９内面に
加圧した後は、実施例１と全く同等の効果を得ることが
できる。

【０１５２】以上に加えて、通紙される被記録材Ｐのサ
イズ（幅）や連続で通紙された枚数によってヒートパイ
プローラ１７の定着フィルム９内面への加圧、離間を選
択することもできる。

【０１５３】実施例２においては、小サイズ紙が通紙さ
れる場合、ヒートパイプローラ１７の定着フィルム９内
面への加圧はおこなわず離間状態のまま定着動作を開始
する。

【０１５４】図１５は以下の条件における通紙開始前の
定着フィルム９の表面温度分布を示している。 Ｅ：ヒートパイプローラ１７を定着フィルム９から離間
した状態。 Ｇ：ヒートパイプローラ１７を定着フィルムに加圧した
状態。

【０１５５】図１５に示すようにＬＥＴＴＥＲサイズよ
りも幅の狭い小サイズ紙を定着する際は、ヒートパイプ
ローラ１７が当接されていなくても定着フィルム９の温
度分布において画像端部での温度低下（端部温度ダレ）
は比較的少なく、定着不良領域よりも高く保たれてい
る。

【０１５６】したがってヒートパイプローラ１７を定着
フィルム９から離間していても定着不良を引き起こす心
配がない。

【０１５７】ヒートパイプローラ１７を定着フィルム９
から離間した状態では熱容量を低減できるため、定着フ
ィルム９の温度を所定の温調温度に維持する為の電力を
節約することができる。

【０１５８】上記のようにＬＥＴＴＥＲサイズよりも幅
の狭い小サイズ紙を定着する場合、ヒートパイプローラ
１７を離間した状態で定着動作を開始すれば余分な電力
を消費せずに済む。

【０１５９】図１６に示しだのはヒートパイプローラ１
７を定着フィルム９から離間したままＬＥＴＴＥＲサイ
ズの被記録材を縦方向に１分間に１５枚の割合で通紙し
たときの定着フィルム９の温度分布の通紙枚数に対する
変化を示したものである。

【０１６０】通紙枚数が増えるにしたがって定着フィル
ム９の非通紙部分の温度が上昇しており、２５枚を通紙
した時点でトナーオフセット領域に達している。

【０１６１】この直後にＡ３サイズなどの大サイズ紙上
の未定着トナー像を定着すると端部において、定着フィ
ルム９へのトナーオフセットが発生して良好な定着画像
が得られない。

【０１６２】しかし逆にＬＥＴＴＥＲサイズの被記録材
の通紙枚数が２０枚程度までであれば、定着フィルム９
の非通紙部分の温度がトナーオフセット領域に達しない
ので上記のような問題の心配はない。

【０１６３】そこで実施例２ではＬＥＴＴＥＲサイズの
被記録材が通紙される場合、その通紙枚数が２０枚に達
するまではヒートパイプローラ１７を定着フィルム９か
ら離間したまま定着動作をおこなうことで電力消費量を
押さえ、通紙枚数が２０枚に達したらヒートパイプロー
ラ１７を定着フィルム９内面に加圧させ、定着フィルム
９の非通紙部分の熱を通紙部へ伝熱させることにより非
通紙部分の温度がトナーオフセット領域に達するのを防
止する。

【０１６４】被記録材のサイズに応じて連続通紙時に非
通紙部の定着フィルム温度がトナーオフセット領域に達
しないようにヒートパイプローラ１７を定着フィルム９
内面に加圧する枚数を指定しておけば、スループットを
低下させることなくトナーオフセットを防止しつつ、消
費電力の低減が可能である。

【０１６５】実施例２では被記録材Ｐに応じて設定され
た所定枚数の通紙を検知して、ヒートパイプローラ１７
の定着フィルム９内面への加圧をおこなうが、非通紙部
の定着フィルム温度を逐次検知して、あらかじめ設定し
た温度に達した時点でヒートパイプローラ１７を加圧す
る手段をとっても良い。

【０１６６】以上のように、ヒートパイプローラ１７を
図１３のように配設することによって、定着フィルム９
を回転させる為に必要な力を増加させることなく定着不
良を防止し、同時に小サイズ紙通紙時の非通紙部の昇温
をより低減できるので、小サイズ紙通紙直後の大サイズ
紙通紙時にトナーオフセットの心配がなく、小サイズ紙
のスループットを上げることが可能である。

【０１６７】また、ヒートパイプローラ１７に離間機構
を設けることにより上記の利点を損なうことなく消費電
力の低減を実現できた。

【０１６８】更に、ヒートパイプローラ１７に離間機構
を設け、必要時以外はヒートパイプローラ１７を離間し
て熱容量を低減することにより、定着装置立ち上げ時間
を短縮することができた。

【０１６９】(第３の実施例)本例において、実施例１お
よび実施例２と共通の構成部材・部分には同一の符号を
付して再度の説明を省略する。

【０１７０】実施例１、実施例２では、ヒートパイプ１
７ａＬ、１７ａＲを内包するヒートパイプローラ１７を
定着フィルム９内面に加圧することにより、定着不良を
防止し、同時に小サイズ紙通紙時の非通紙部の昇温を低
減できた。

【０１７１】実施例３においても実施例１と同じヒート
パイプ１７ａＬ、１７ａＲを用いる。しかし実施例１で
これらに共通の強度層を持たせたのとは異なり、実施例
３ではヒートパイプ１７ａＬ、１７ａＲ個々に強度層を
設け、２本のヒートパイプローラ１７Ｌ及び１７Ｒとし
て用いる。

【０１７２】図１０は実施例３における上記ヒートパイ
プローラ１７Ｌ、１７Ｒの配置を模式的な平面図で表し
たものである。

【０１７３】また、図１１は実施例３における像加熱装
置の横断面模型図である。図１０、図１１に示す様に、
２本のヒートパイプローラ１７Ｌ、１７Ｒは定着フィル
ム９に対して同一直線上に配置せず、互いに段違いに長
手方向で重なるように配置されている。

【０１７４】上記の様に配置し、定着フィルム内面から
加圧することにより、ヒートパイプローラに内包された
ヒートパイプ端部に相当する部分において、定着フィル
ム表面温度の均一性が低下するのを避けることができ
る。

【０１７５】また、図１０に示した長さＬｅを３３０ｍ
ｍとし、発熱域の長さＬｎ＝３００ｍｍよりも長くとっ
ているので、上記のヒートパイプローラ配置の効果とあ
わせ、発熱域における定着フィルム９の表面温度を均一
に保持することができる。

【０１７６】ここで図１２は以下の条件での通紙前定常
時における定着フィルム９の表面温度分布を示してい
る。

【０１７７】Ｄ：実施例３の構成を用いた場合。

【０１７８】Ｅ：定着フィルム９長手の熱伝導を補助す
るための手段を持たない場合。

【０１７９】Ｆ：実施例３のヒートパイプローラ１７
Ｌ、１７Ｒを用いるが、これらを同一直線上に配置した
場合。

【０１８０】定着フィルム９長手の熱伝導を補助するた
めの手段を設けていない温度分布Ｅでは、定着フィルム
端部における温度低下が大きく、この状態でＡ３サイズ
の被記録材上の未定着トナー画像を定着すると、画像端
部において定着不良を引き起こしてしまう。

【０１８１】また被記録材がＡ４サイズのＯＨＰフィル
ムであり、これを横方向に定着装置に搬送、定着した場
合は、Ａ４サイズ長手方向の先端部と後端部で投影時の
透過性が悪化してしまう。

【０１８２】２本のヒートパイプローラ１７Ｌと１７Ｒ
を定着フィルム９の内面に加圧した温度分布Ｆでは、定
着フィルム９自身の長手方向の熱伝導が不十分であって
も、ヒートパイプローラにより伝熱することが可能なの
で、定着フィルム９における長手方向の温度勾配を緩和
することが可能となり、定着フィルム端部の温度を定着
不良領域よりも高く保持できるので、前述したような問
題を避けることができる。

【０１８３】しかし、２つのヒートパイプローラ１７Ｌ
と１７Ｒを同一直線状に配置することにより、隣り合う
部分のローラ軸受け部、内包されたヒートパイプの端部
に相当する部分では長手方向の温度分布を均一化する効
果が低下してしまう。これにより定着フィルム９中央部
の温度が不均一になり、光沢や透過性のムラの原因にな
る可能性があるという問題がある。

【０１８４】一方、実施例３ではヒートパイプローラ端
部の加圧部は、必ずもう１本のヒートパイプローラの端
部以外が加圧されることにより補償されており、上記の
画像不良を避けることができる。

【０１８５】一方、小サイズの被加熱材を連続通紙する
ことによる非通紙部昇温問題に対しては、実施例１、実
施例２と同じように、ヒートパイプローラの回転を利用
して井常に高い抑制効果を得ることができる。

【０１８６】また、立上げ時間の短縮および消費電力低
減のため、実施例２と同様にこれら２本のヒートパイプ
１７Ｌ、１７Ｒと定着フィルム９の加圧離間機構を設け
ても良い。

【０１８７】以上のように実施例３では、２本のヒート
パイプローラを互いにずらして配置することにより、非
通紙部昇温を低減する効果を高く維持しつつ、通紙部で
の温度分布ムラを抑えることにより光沢ムラ、透過性ム
ラといった画像不良を避けることができた。

【０１８８】これにより小サイズ被加熱材のスループッ
ト向上と良好な画質を両立することが可能となった。

【０１８９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればフ
ィルム加熱方式および電磁誘導加熱方式の加熱装置、像
加熱装置および画像形成装置において、強度増加を図っ
たヒートパイプローラをベルト内面に加圧するように配
置することでベルト長手方向の熱伝導を向上させて、ベ
ルトの回転を阻害せずに２００℃以上の高温域において
も非通紙部昇温を抑制できた。

【０１９０】更に、ヒートパイプローラに内包されたヒ
ートパイプの内壁に構成される毛細管構造（ウィック）
にヒートパイプの回転により低温部から高温部への作動
液循環を促進するような構造を採用し、互いにこの毛細
管構造の向きを逆にした複数のヒートパイプを用いるこ
とにより、ヒートパイプを１本のみ用いるときよりも効
果的に非通紙部昇温を低減することができた。

【０１９１】上記のように非通紙部昇温を抑制すること
により、定着装置の破損を防止し、小サイズ被加熱材の
スループット向上および耐久性の向上を実現することが
可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の加熱装置の横断側面模型図

【図２】 本発明に関わるカラーレーザープリンタの概
略断面説明図

【図３】 加熱装置としての定着装置の要部の正面模型
図

【図４】 実施例１の定着装置の要部の排紙側からみた
縦断面模型図

【図５】 磁束の流れを示した加熱装置の横断側面模型
図

【図６】 非通紙部昇温を示した図

【図７】 実施例１及び実施例２におけるヒートパイプ
ローラの模型図

【図８】 電磁誘導発熱性の定着フィルムの層構成模型
図

【図９】 実施例１及び実施例２におけるヒートパイプ
ローラの縦断面模型図

【図１０】 実施例３におけるヒートパイプローラ配置
図

【図１１】 実施例３の加熱装置の横断側面模型図

【図１２】 端部弛れを示した図

【図１３】 実施例２の加熱装置の横断側面模型図

【図１４】 加熱装置の立ち上げ時間を示した図

【図１５】 ヒートパイプローラ加圧、離間時の定着フ
ィルム温度分布

【図１６】 連続通紙時の定着フィルム温度分布推移

【図１７】 電磁誘導加熱方式の定着装置の横断側面模
型図

【符号の説明】

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 感光ドラム ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 現像器 ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 帯電ローラ ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ クリーニング器 ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ レーザスキャナ ６ 中間転写ベルト ７ 二次転写ローラ ８ 定着ローラ ９ 加圧ローラ Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４ １次転写バイアス電圧源 Ｓ５ ２次転写バイアス電圧源

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ２８Ｄ 15/02 Ｆ２８Ｄ 15/02 １０２Ｇ １０３ １０３Ｂ 15/06 Ｇ０３Ｇ 15/20 １０１ Ｇ０３Ｇ 15/20 １０１ １０２ １０２ ３０１ ３０１ Ｆ２８Ｄ 15/02 １０５Ａ Ｆターム(参考） 2H033 AA03 BA11 BA12 BA25 BA29 BB18 BB24 BE06 3K059 AA08 AB04 AB28 AD03 AD05

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンドレスベルトを熱源により加熱、ま
   たは磁場発生手段の磁場の作用による電磁誘導発熱させ
   て被加熱材を加熱する加熱装置であり、上記加熱装置
   は、作動液を封入した金属容器（ヒートパイプ）とこれ
   に外嵌する金属パイプから成る少なくとも２本のヒート
   パイプローラを有しており、前記ヒートパイプローラは
   前記回転体内面に加圧されて回転することを特徴とする
   加熱装置。
2. 【請求項２】 エンドレスベルトを熱源により加熱、ま
   たは磁場発生手段の磁場の作用による電磁誘導発熱させ
   て被加熱材を加熱する加熱装置であり、上記加熱装置に
   おいて、作動液を封入した少なくとも２本の金属容器
   （ヒートパイプ）とこれら金属容器に共通に外嵌する金
   属パイプが一体となりヒートパイプローラを形成してお
   り、前記ヒートパイプローラは前記回転体内面に加圧さ
   れて回転することを特徴とする加熱装置。
3. 【請求項３】 前記ヒートパイプローラは前記回転体の
   回転に従動または駆動回転することにより、低温部で凝
   縮した前記作動液の高温部への循環を促進する作動液輸
   送手段を前記金属容器内面に具備し、前記作動液輸送手
   段のうち少なくとも１本の向きが他と逆向きになるよう
   に前記ヒートパイプローラ、または前記金属容器（ヒー
   トパイプ）が配役されたことを特徴とする請求項１また
   は２に記載の加熱装置。
4. 【請求項４】 前記金属パイプの強度が前記金属容器
   （ヒートパイプ）の強度よりも大なることを特徴とする
   請求項１から３の何れか１項に記載の加熱装置。
5. 【請求項５】 前記金属パイプが回転軸となるフランジ
   を有することを特徴とする請求項１から４の何れか１項
   に記載の加熱装置。
6. 【請求項６】 前記金属パイプが磁性金属製であること
   を特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の加熱
   装置。
7. 【請求項７】 被記録材に形成された画像を加熱処理す
   る手段として、請求項１から６の何れか１項に記載の加
   熱装置を具備したことを特徴とする像加熱装置。
8. 【請求項８】 被記録材に画像を形成する画像形成手段
   と、前記画像形成手段により被記録材上に形成した画像
   を加熱処理する像加熱装置とを具備し、前記像加熱装置
   として請求項７記載の像加熱装置を備えたことを特徴と
   する画像形成装置。