JP2003186322A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

定着装置及び画像形成装置

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JP2003186322A
JP2003186322A JP2002293842A JP2002293842A JP2003186322A JP 2003186322 A JP2003186322 A JP 2003186322A JP 2002293842 A JP2002293842 A JP 2002293842A JP 2002293842 A JP2002293842 A JP 2002293842A JP 2003186322 A JP2003186322 A JP 2003186322A
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coil
fixing device
heat
fixing
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Toshinori Nakayama
敏則 中山
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    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/14—Tools, e.g. nozzles, rollers, calenders
    • H05B6/145—Heated rollers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電磁誘導加熱による定着装置において、誘導コ
イルの過昇温を防止する。 【解決手段】磁界を発生させるコイルと、このコイルを
内側に有し、電流がコイルに流れることで発生する磁界
により渦電流が生じ、発熱する導電層を有し、熱により
記録材上の未定着トナー像を定着する加熱媒体と、を有
する定着装置において、加熱媒体と間隙を有し、加熱媒
体の内面は暗い色からなることを特徴とする。加熱媒体
の内面の色は黒であることを特徴とする。加熱媒体と対
向する面は黒色であることを特徴とする。加熱媒体の内
面の粗さは大きいことを特徴とする。加熱媒体と対向す
る面の放射率は０．６５以上であることを特徴とする。
加熱媒体と対向する面の放射率が０．９５以上であるこ
とを特徴とする。非磁性体の表面粗さは大きいことを特
徴とすることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置にお
いて転写材上のトナー像を溶融定着する定着装置に関す
るものである。
【０００２】より詳しくは発熱源として誘導加熱を用い
た加熱装置、該加熱装置を用いて記録紙ないし転写紙な
どの記録材上に形成したトナー画像を該記録材に加熱定
着する加熱定着装置および該加熱定着装置を適用した電
子写真装置、静電記録装置、プリンタおよびファクシミ
リなどの画像形成装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】電子写真装置、静電記録装置、プリンタ
およびファクシミリなどの画像形成装置などには、記録
材上に直接形成された、あるいは転写されたトナー像を
該記録材に加熱定着させる加熱定着装置が設けられてい
る。この加熱定着装置は、例えば、記録材上のトナーを
熱溶融させる加熱ローラとも指称される定着ローラと、
当該定着ローラに圧接して記録材を挟持する加圧ローラ
とを有している。
【０００４】定着ローラは中空状に形成され、この定着
ローラの中心軸上には、発熱体が保持手段により保持さ
れている。発熱体は、例えば、ハロゲンランプなどの管
状発熱ヒータより構成され、所定の電圧が印加されるこ
とにより発熱するものである。このハロゲンランプは定
着ローラの中心軸に位置しているため、ハロゲンランプ
から発せられた熱は定着ローラ内壁に均一に輻射され、
定着ローラの外壁の温度分布は円周方向において均一と
なる。
【０００５】定着ローラの外壁は、その温度が定着に適
した温度（例えば、１５０〜２００℃）になるまで加熱
される。この状態で定着ローラと加圧ローラは圧接しな
がら互いに逆方向へ回転し、トナーが付着した記録材を
挟持する。定着ローラと加圧ローラとの圧接部（以下、
ニップ部ともいう）において、記録材上のトナーは定着
ローラの熱により溶解し、両ローラから作用する圧力に
より記録材に定着される。
【０００６】しかし、ハロゲンランプなどから構成され
る発熱体を備えた上記加熱定着装置においては、ハロゲ
ンランプからの輻射熱を利用して定着ローラを加熱する
ため、電源を投入した後、定着ローラの温度が定着に適
した所定温度に達するまでの時間（以下、「ウォームア
ップタイム」という）に、比較的長時間を要していた。
その間、使用者は複写機を使用することができず、長時
間の待機を強いられるという問題があった。
【０００７】その一方、ウォームアップタイムの短縮を
図ってユーザの操作性を向上すべく多量の電力を定着ロ
ーラに印加したのでは、加熱定着装置における消費電力
が増大し、省エネルギー化に反するという問題が生じて
いた。このため、複写機などの商品の価値を高めるため
には、加熱定着装置の省エネルギー化（低消費電力化）
と、ユーザの操作性向上（クイックプリント）との両立
を図ることが一層注目され重視されてきている。
【０００８】かかる要請に応える装置として、加熱源と
して高周波誘導を利用した誘導加熱方式の加熱装置が提
案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】この加熱装置は、金属導体からなる中空の
定着ローラの内部にコイルが同心状に配置されており、
このコイルに高周波電流を流して生じた高周波磁界によ
り定着ローラに誘導渦電流を発生させ、定着ローラ自体
の表皮抵抗によって定着ローラそのものをジュール発熱
させるようになっている。この誘導加熱方式の加熱装置
によれば、電気から熱に変化する変換効率がきわめて向
上するため、ウォームアップタイムの短縮化が可能とな
る。
【００１０】しかしながら、このような誘導加熱方式の
加熱装置にあっては、コイルに数Ａ〜数十Ａの大電流が
流れるために、コイル自身のジュール発熱による昇温問
題があった。また、誘導コイルが加熱部材の内部空間に
配置される場合には、誘導コイルの温度は加熱媒体の温
度の影響を受けると共に、コイル自身の発熱もあるた
め、加熱媒体の温度よりも高くなる。特に、コイル又は
コイルユニット等が加熱媒体に接触しない場合には、コ
イルの熱の逃げ場はなく、コイルの温度上昇が甚大にな
る。
【００１１】誘導コイルの昇温を防止する対策として、
加熱媒体の内面の放射率を低くすることで、誘導コイル
に加熱媒体の影響を少なくする方法がある（例えば、特
許文献２参照）。
【００１２】この方法では加熱媒体の影響を少なくする
ことができるが、誘導コイル自身の発熱による誘導コイ
ル自身の昇温が発生する。誘導コイル又は誘導コイルを
支持するコイルホルダーの温度が、加熱媒体とコイルホ
ルダー間の内部空間の温度よりも高くなると、誘導コイ
ルの熱が、この内部空間に輻射熱として輻射されること
になる。
【特許文献１】特開昭５９−３３７８７号公報
【特許文献２】特開平０９−１９７８６９号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、加熱媒体の内
面の放射率が低いために、この輻射された熱は加熱媒体
に吸収されにくいためにこの輻射熱は有効に活用されな
い。その一方で加熱媒体を温調するために誘導コイルに
は電流が流れることになり、その分のエネルギー損が大
きい。
【００１４】なお、温度勾配があるときの熱の移動は、
固体と固体が接触している場合には熱伝導による影響が
大きく、また、上記のように空気層を介している場合に
は、熱伝導よりも輻射熱の影響が大きい。
【００１５】そこで、このような従来技術の問題点を解
消するため、輻射された誘導コイルの熱を有効に活用す
る構成が求められる。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の定着装
置は、磁界を発生させるコイルと、このコイルを内側に
有し、電流がコイルに流れることで発生する磁界により
渦電流が生じ、発熱する導電層を有し、熱により記録材
上の未定着トナー像を定着する加熱媒体と、を有する定
着装置において、加熱媒体と間隙を有し、加熱媒体の内
面は暗い色からなることを特徴とする。
【００１７】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、加熱媒体の内面の色は黒であることを特徴とする。
【００１８】請求項３の発明は請求項１の発明におい
て、加熱媒体と対向する面は黒色であることを特徴とす
る。
【００１９】請求項４の発明は請求項１の発明におい
て、加熱媒体の内面の粗さは大きいことを特徴とする。
【００２０】請求項５の発明は請求項１の発明におい
て、加熱媒体と対向する面の放射率は０．６５以上であ
ることを特徴とする。
【００２１】請求項６の発明は請求項１の発明におい
て、加熱媒体と対向する面の放射率が０．９５以上であ
ることを特徴とする。
【００２２】請求項７の発明は請求項１の発明におい
て、非磁性体の表面粗さは大きいことを特徴とする。
【００２３】請求項８の発明は請求項１の発明におい
て、静電画像を担持する像担持体と、静電画像にトナー
を供給する現像器と、像担持体上のトナーを記録材に転
写する転写器と、を有する画像形成装置に請求項１から
請求項７のいずれかに記載の定着装置が用いられること
を特徴とする。
【００２４】請求項９の発明の定着装置は、磁界を発生
させるコイルと、コイルを内側に有し、電流がコイルに
流れることで発生する磁界により渦電流が生じ、発熱す
る導電層を有し、熱により記録材上の未定着トナー像を
定着する加熱媒体と、を有する定着装置において、加熱
媒体と非接触であり、コイルと加熱媒体の間に加熱媒体
と間隙を有して設けられている非磁性体を有し、非磁性
体はコイルと密着しており、加熱媒体の内面は暗い色か
らなることを特徴とする。
【００２５】請求項１０の発明は請求項９の発明におい
て、加熱媒体の内面は黒であることを特徴とする。
【００２６】請求項１１の発明は請求項９の発明におい
て、非磁性体は黒色であることを特徴とする。
【００２７】請求項１２の発明は請求項９の発明におい
て、加熱媒体の内面の粗さは大きいことを特徴とする。
【００２８】請求項１３の発明は請求項９の発明におい
て、非磁性体の放射率は０．６５以上であることを特徴
とする。
【００２９】請求項１４の発明は請求項９の発明におい
て、非磁性体の放射率が０．９５以上であることを特徴
とする。
【００３０】請求項１５の発明は請求項９の発明におい
て、非磁性体の表面粗さは大きいことを特徴とする。
【００３１】請求項１６の発明は請求項９の発明におい
て、静電画像を担持する像担持体と、静電画像にトナー
を供給する現像器と、像担持体上のトナーを記録材に転
写する転写器と、を有する画像形成装置に請求項９から
請求項１５のいずれかに記載の定着装置が用いられるこ
とを特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面について説明する。
【００３３】＜第一実施例＞ （１）画像形成装置例 図１は本発明の加熱定着装置を適用した画像形成装置の
概略構成模型図であり、本例の画像形成装置は転写式電
子写真プロセス利用のレーザビームプリンタである。図
１において、１０１は像担持体としての電子写真感光ド
ラムであり、矢印の時計方向に所定の周速度をもって回
転駆動される。
【００３４】１０２は帯電手段としての導電性・弾性を
有する帯電ローラであり、感光ドラム１０１に対して所
定の押圧力をもって当接させてあり、感光ドラム１０１
の回転に従動して回転する、あるいは回転駆動される。
そして、この帯電ローラ１０２には、不図示の電源部よ
り所定の帯電バイアス電圧が印加されることにより、回
転する感光ドラム１０１の周面を所定の極性・電位に一
様に接触帯電処理する。
【００３５】１０３は情報書き込み手段としての露光装
置である。この露光装置１０３はレーザスキャナであ
り、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して
変調されたレーザ光を出力し、折り返しミラー１０３ａ
を介して、回転する感光ドラム１０１の一様帯電処理面
を走査露光Ｌする。これにより感光ドラム１０１の面に
走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。
【００３６】１０４は現像装置であり、感光ドラム１０
１の面に形成された静電潜像をトナー画像として現像す
る。１０４ａは現像ローラであり、不図示の電源部より
所定の現像バイアス電圧が印加される。
【００３７】１０５は転写手段としての導電性・弾性を
有する転写ローラであり、感光ドラム１０１に所定の押
圧力をもって圧接させて転写ニップ部Ｔを形成させてい
る。この転写ニップ部Ｔに不図示の給送部から所定の制
御タイミングにて記録材であるＯＨＴ、記録紙（転写
紙）Ｐが給送されて挟持搬送され、その記録紙Ｐ面に感
光ドラム１０１面側のトナー画像が順次に転写される。
転写ローラ１０５には不図示の電源部からトナーの帯電
極性とが逆極性の適切なバイアス電圧が所定の制御タイ
ミングにて印加される。
【００３８】１０６は未定着トナー画像を加熱定着する
加熱定着装置であり、転写ニップ部Ｔを通った記録紙Ｐ
は感光ドラム１０１の面から順次に分離されてこの加熱
定着装置１０６に導入され、記録紙Ｐ上のトナー画像が
加熱・加圧されて記録紙Ｐ上に定着処理される。加熱定
着装置１０６を通った記録紙Ｐは画像形成物（コピー、
プリント）として排紙される。加熱定着装置１０６は本
発明に従う誘導加熱方式の加熱装置を熱源としたもので
あり、次の（２）項で詳述する。
【００３９】１０７は感光ドラム面クリーニング装置で
あり、記録紙分離後の感光ドラム１０１の面に残った転
写残トナーや紙粉等の感光ドラム面汚染物を除去して清
浄面化する。クリーニング装置１０７で清浄面化された
感光ドラム面は繰り返して作像に供される。
【００４０】（２）加熱定着装置１０６ 図２は本発明の加熱装置を熱源として用いた加熱定着装
置１０６の横断面模型図である。本例の加熱定着装置１
０６は誘導加熱される加熱部材としての定着ローラ１
と、加圧部材としての加圧ローラ２との圧接部である定
着ニップ部Ｎに、未定着トナー画像ｔを担持している記
録材としての記録紙Ｐを導入して挟持搬送させて、定着
ニップ部Ｎにおいて定着ローラ１の熱とニップ圧によっ
て未定着トナー画像ｔを記録紙Ｐ面に熱圧定着させるヒ
ートローラタイプの装置である。
【００４１】定着ローラ１は、外径４０ｍｍ、厚さ０．
７ｍｍの、磁性金属部材である鉄製の芯金シリンダであ
り、その表面には離型性を高めるために、例えばＰＴＦ
ＥやＰＦＡ等のフッ素樹脂の１０〜５０μｍ厚の層を外
周面に設けてもよい。
【００４２】定着ローラ１はその両端部を図示しない定
着ユニットフレームに回転自在に軸受けさせて取り付け
支持させてあり、図示しない駆動系により矢印の時計方
向に所定の周速度にて回転駆動される。
【００４３】加圧ローラ２は、中空芯金２ａと、その外
周面に形成される表面離型性耐熱ゴム層である弾性層２
ｂとからなる。この加圧ローラ２は、上記の定着ローラ
１の下側において該定着ローラに並行に配列して、中空
芯金２ａの両端部を図示しない定着ユニットフレームに
回転自在に軸受けさせて支持させるとともに、バネなど
を用いた図示しない付勢機構によって定着ローラ１の回
転軸方向に押し上げ付勢させて、定着ローラ１の下面に
対して所定の押圧力で加圧させてある。
【００４４】この定着ローラ１に対する加圧ローラ２の
圧接により、弾性層２ｂが定着ローラ１との圧接部で弾
性変形して、定着ローラ１との間に被加熱材加熱部とし
ての所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。本例では加
圧ローラ２は総圧約３０４Ｎ（約３０Ｋｇ重）で荷重さ
れており、その場合の定着ニップ部Ｎのニップ幅は約６
ｍｍになる。加圧ローラ２は定着ローラ１の回転駆動に
伴い、定着ニップ部Ｎでの圧接摩擦力にて従動回転す
る。ただし、これらの総圧、ニップ幅は一例にすぎず、
他の値であっても問題ない。
【００４５】９は磁束発生手段としての誘導コイルアセ
ンブリであり、誘導コイル３と、磁性コア４と、コイル
ホルダー５等からなる。誘導コイル３はポリイミド、ポ
リアミドイミド等の耐熱性材料からなる被覆体により覆
われている。このコイルホルダー５は、ＰＰＳ、ＰＥＥ
Ｋ、フェノール樹脂等の耐熱性樹脂からなる、横断面半
円樋型の部材であり、このコイルホルダー５の内側に舟
形に巻いた誘導コイル３と、厚み４ｍｍの平板フェライ
トをＴ型に組み合わせた磁性コア４を納めて誘導コイル
アセンブリ９としてある。このコイルホルダー５の外面
は、定着ローラ１の内面に対向するように配置されてい
る。また、誘導コイル３は、コイルホルダー９に密着し
ている。
【００４６】この誘導コイルアセンブリ９をステー６に
保持させて定着ローラ１の中空部に挿入し、コイルホル
ダー５の半円弧面側を下向きの姿勢にして、ステー６の
両端部を図示しない定着ユニットフレームに固定して支
持させてある。この誘導コイルアセンブリ９と定着ロー
ラ１との間には間隙が設けられるように誘導コイルアセ
ンブリ９は配置される。
【００４７】次に加熱動作について説明する。
【００４８】定着ローラ１が回転駆動され、加圧ローラ
２が従動回転し、励磁回路１１から誘導コイル３に１０
〜１００ｋＨｚの交流電流が印加される。交流電流によ
って誘導された磁界は導電層である定着ローラ１の内面
に渦電流を流し、ジュール熱を発生させる。即ち定着ロ
ーラ１が誘導加熱される。
【００４９】この定着ローラ１の温度が定着ローラ表面
に当接するように配置されたサーミスタ等の温度センサ
ー７により検出され、その検出温度情報（検出信号）が
制御回路１２に入力する。この制御回路１２はその入力
する検出温度情報をもとに、定着ローラ１の表面温度が
所定の一定温度になるように、即ち定着ニップ部Ｎの温
度が所定の定着温度に自動温調されるように、励磁回路
１１から誘導コイル３への電力供給を増減させる。
【００５０】而して、定着ローラ１・加圧ローラ２が回
転され、定着ローラ１が誘導加熱されて所定に温度に温
調された状態において、未定着トナー画像ｔを担持して
いる記録材Ｐが搬送ガイド８にガイドされて定着ニップ
部Ｎに導入されて挟持搬送され、定着ローラ１の熱とニ
ップ圧によって未定着トナー画像ｔが記録材Ｐ面に熱圧
定着される。定着ニップ部Ｎを出た記録材Ｐは定着ロー
ラ１の面から分離して排出搬送される。１０は定着ニッ
プ部Ｎの記録材出口側に定着ローラ１の表面に当接また
は近接して配置した記録材分離爪である。
【００５１】定着ローラ１の発熱を増加させるためには
誘導コイル３の巻き数を増やしたり、磁性コア４をフェ
ライト、パーマロイといった高透磁率で残留磁速密度の
低いものを用いたり、交流電流の周波数を高くすると良
い。
【００５２】誘導コイル３の温度がコイル自身の発熱等
によりコイルホルダー５と定着ローラ１間の空気層であ
る内部空間の温度よりも高くなった場合について説明す
る。本発明では、誘導コイルとコイルホルダー５とが密
着していることで、先ず誘導コイル３の熱がコイルホル
ダー５に伝導する。コイルホルダー５の周りは空気層等
の気体層であるため、コイルホルダー５から気体層への
熱の伝導は極めて少ない。しかし、温度勾配がコイルホ
ルダー５の方が内部空間よりも温度が高くなっているた
め、コイルホルダー５からは、内部空間に対して、熱が
輻射される。固体から空気層を媒介した熱の移動は、熱
伝導よりも熱輻射の影響が大きいためである。このよう
に、誘導コイル３の熱は、コイルホルダー５に伝わり、
コイルホルダー５から熱が輻射されるため、誘導コイル
３の温度の上昇に伴い、内部空間および対抗する定着ロ
ーラ内面の温度が上昇する。本発明はこの点に着目し、
その輻射された熱を定着ローラ１に利用させることでエ
ネルギーの有効活用を行う事を可能としたものである。
具体的には、定着ローラ内面を黒塗りする黒色化処理を
行う。黒色処理を行うことで、内部空間の熱の吸収量を
増加することができる。
【００５３】ここで、簡単に黒色化することで熱吸収率
が上がることについて説明する。物体表面に於ける赤外
線の吸収，放射の最もよい理想的な物体は、黒体（Ｂｌ
ａｃｋ ｂｏｄｙ）である。分光吸収率がすべての波長
において１である物体がその温度における最高の熱放射
を発し、そのような物体を黒体という。
【００５４】放射率（ε）＝対象体の全放射エネルギー
／同じ温度の黒体の全放射エネルギー黒体の放射率は１
であり、対象体の放射率は１と０との間の値となる。な
お、一般に熱の放射率は、熱の吸収率と等しいことが知
られている従って、熱の吸収率をあげるためには、熱の
放射率を上げることが必要であり、そのためには、黒体
に近づけることが熱の吸収率を上げることができる。
【００５５】そこで、本発明は熱の吸収率をあげるため
に、定着ローラ１の内面に黒色処理を行った。黒色処理
の一例としては、定着ローラ１の内面に黒色の塗料を塗
布する方法が挙げられる。
【００５６】なお、熱放射率が０．９以上となるように
黒色処理を行うことが、本発明では好ましい。ここで、
熱放射率の測定方法について説明する。
【００５７】使用する装置は、安立計器株式会社製のＡ
Ｒ１０００シリーズの測定器を用いる。この装置では、
放射率が測定される対象物の表面温度を、接触測定方式
で測定すると同時に非接触測定方式で測定することで、
この両者に生ずる温度差からその対象物の熱放射率を測
定するものである。ただし、表面温度を非接触で測定す
る場合には、微小ではあるが外乱による赤外線の影響も
あることを考慮して、暗室で測定するものとする。ま
た、対象物の表面温度については、温度が高くなるほど
精度が高まることから、接触式で測定した場合の表面温
度が１００℃となるようにする。なお、測定する環境温
度については、データのばらつきを最小限に抑える為
に、室温２３℃、湿度５０％の環境で測定する。測定回
数は、１０回測定するものとし、その平均値を対象物の
熱放射率であるとの決定を行う。
【００５８】＜第二実施例＞第２実施例は、基本的には
第１実施例と同じであるが、定着ローラ１の内面をサン
ドペーパーあるいはサンドブラスト処理する事によって
表面をＲｚ＝１μｍ〜１００μｍ程度に荒らした後に表
面を黒色塗装を施して使用した。
【００５９】本実施例では、定着ローラのブラスト処理
によって、表面粗さが多くなるため、熱を吸収する部分
の面積が大きくなることから、熱の吸収率を上げたもの
である。
【００６０】本発明では、表面粗さを大きくすることに
加え黒色化することで、定着ローラ内面の表面積を大き
くすることで、内部空間の熱を吸収しやすくしたもので
ある。
【００６１】これにより、コイル昇温の熱を加熱媒体が
より多く吸収することにより、コイル昇温の熱を有効活
用すると共に、加熱媒体の温度を上げるための電力を削
減することができるため、より省エネルギーとすること
が可能となる。
【００６２】＜第三実施例＞本実施例では、定着ローラ
の内面を黒色化すると共に、コイルホルダー４の表面の
放射率をあげる処理をすることで、コイルホルダー４か
ら内部空間に輻射される輻射熱の量を増加させたもので
ある。
【００６３】ここで、コイルホルダー４の放射率とコイ
ル温度の関係を示した図３を用いて放射率とコイル温度
との関係について説明する。なお、この関係図でのコイ
ル温度は、上記定着器の構成で、定着ローラの温度を所
定時間２００℃に温調した場合にコイル温度が収束した
値である。この図から、放射率が０．６５以上のときに
は、誘導コイル３の温度の減少の傾きが大きくなってい
ることがわかる。このため、コイルホルダー４の放射率
は０．６５以上であることが好ましい。この場合、この
温度の低下分だけ、定着ローラの内部空間に輻射された
ことになる。
【００６４】次に、実際にコイルホルダー５から放射さ
れる熱量について説明する。図４はコイルホルダー５を
無処理の物と黒色化処理した物で、コイルホルダー表面
温度と放射熱量の関係を示している。ちなみに、コイル
ホルダー５は長さ３１０ｍｍ、断面は半径１５ｍｍのほ
ぼ半円形をしており、無処理の場合の放射率は０．２５
程度、黒色化処理した後の放射率は０．９５程度であっ
た。
【００６５】図４より、コイルホルダー表面が実使用温
度である２００℃程度では、無処理の物は輻射量が１２
Ｗ程度であるのに対し、黒色化処理した物では輻射量が
４５Ｗ程度であり、定着ローラ内面へより多く熱輻射し
ている事が判る。
【００６６】これは輻射熱量を示すステファン・ボルツ
マンの法則からも理解できる。ここでステファン・ボル
ツマンの法則とは Ｅ：総輻射熱量（Ｗ） ｅ（Ｔ）：絶対温度Ｔにおける黒体輻射熱量（Ｗ／
ｍ２） Ｓ：熱輻射する物質の表面積（ｍ２） Ｔ：絶対温度（Ｋ） σ：ステファン・ボルツマン定数（Ｗ／（ｍ２・Ｋ４） ε：輻射する物質の熱放射率とし、輻射熱量ｅ（Ｔ）
は、 ｅ（Ｔ）＝σＴ４ となり、熱放射率ε、表面積Ｓからの総輻射エネルギー
Ｅは、Ｅ＝εＳｅ（Ｔ）として表される法則である。
【００６７】従って、輻射熱量は熱放射率εが高いほど
大きくなることがわかる。
【００６８】図４から分かるように、コイルホルダー５
の放射率を０．２５から０．９５に上げることで、放射
熱量が約３３Ｗ異なることが分かる。従って、コイルホ
ルダー５の放射率が大きくなるに従って、より多くの熱
量が定着ローラの内面に吸収されることが分かる。
【００６９】本実施例では、コイルホルダー５を黒色化
したが、表面粗さを大きくすることでも、コイルホルダ
ー５からの輻射熱を多くすることもできる。
【００７０】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本
発明の技術思想内であらゆる変形が可能である。
【００７１】
【発明の効果】本願発明によれば、磁界を発生させるコ
イルと、このコイルを内側に有し、電流がコイルに流れ
ることで発生する磁界により渦電流が生じ、発熱する導
電層を有し、熱により記録材上の未定着トナー像を定着
する加熱媒体と、を有する定着装置において、加熱媒体
と間隙を有し、加熱媒体の内面は暗い色からなる構成と
したので、内部空間に輻射されるコイルから生ずる熱を
加熱媒体に活用することで、熱を有効活用することがで
き、省電力化が可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の加熱定着装置を適用した画像形成装
置の概略構成図である。
【図２】 本発明の加熱装置を熱源として用いた加熱定
着装置の横断面図である。
【図３】 放射率とコイル温度との関係を示した図であ
る
【図４】 コイルホルダー表面が無処理の物と、黒色化
処理した物との温度に対する輻射量の対比特性図であ
る。
【符号の説明】
１：定着ローラ（加熱部材） ２：加圧ローラ（加圧部材） ３：誘導コイル ４：磁性コア（芯材） ５：コイルホルダー（支持部材） ６：ステー ７：温度センサー（温度検知素子） ８：搬送ガイド ９：誘導コイルアセンブリ １０：分離爪 １１：励磁回路 １２：制御回路 Ｐ：記録材 ｔ：トナー画像

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】磁界を発生させるコイルと、このコイルを
    内側に有し、電流がコイルに流れることで発生する磁界
    により渦電流が生じ、発熱する導電層を有し、熱により
    記録材上の未定着トナー像を定着する加熱媒体と、を有
    する定着装置において、加熱媒体と間隙を有し、加熱媒
    体の内面は暗い色からなることを特徴とする定着装置。
  2. 【請求項２】加熱媒体の内面の色は黒であることを特徴
    とする請求項１記載の定着装置。
  3. 【請求項３】加熱媒体と対向する面は黒色であることを
    特徴とする請求項１記載の定着装置。
  4. 【請求項４】加熱媒体の内面の粗さは大きいことを特徴
    とする請求項１記載の定着装置。
  5. 【請求項５】加熱媒体と対向する面の放射率は０．６５
    以上であることを特徴とする請求項１記載の定着装置
  6. 【請求項６】加熱媒体と対向する面の放射率が０．９５
    以上であることを特徴とする請求項１記載の定着装置
  7. 【請求項７】非磁性体の表面粗さは大きいことを特徴と
    することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
  8. 【請求項８】静電画像を担持する像担持体と、静電画像
    にトナーを供給する現像器と、像担持体上のトナーを記
    録材に転写する転写器と、を有する画像形成装置に請求
    項１から請求項７のいずれかに記載の定着装置が用いら
    れることを特徴とする画像形成装置。
  9. 【請求項９】磁界を発生させるコイルと、コイルを内側
    に有し、電流がコイルに流れることで発生する磁界によ
    り渦電流が生じ、発熱する導電層を有し、熱により記録
    材上の未定着トナー像を定着する加熱媒体と、を有する
    定着装置において、加熱媒体と非接触であり、コイルと
    加熱媒体の間に加熱媒体と間隙を有して設けられている
    非磁性体を有し、非磁性体はコイルと密着しており、加
    熱媒体の内面は暗い色からなることを特徴とする定着装
    置。
  10. 【請求項１０】加熱媒体の内面は黒であることを特徴と
    する請求項９記載の定着装置。
  11. 【請求項１１】非磁性体は黒色であることを特徴とする
    請求項９記載の定着装置。
  12. 【請求項１２】加熱媒体の内面の粗さは大きいことを特
    徴とする請求項９記載の定着装置。
  13. 【請求項１３】非磁性体の放射率は０．６５以上である
    ことを特徴とする請求項９記載の定着装置。
  14. 【請求項１４】非磁性体の放射率が０．９５以上である
    ことを特徴とする請求項９記載の定着装置。
  15. 【請求項１５】非磁性体の表面粗さは大きいことを特徴
    とする請求項９記載の定着装置。
  16. 【請求項１６】静電画像を担持する像担持体と、静電画
    像にトナーを供給する現像器と、像担持体上のトナーを
    記録材に転写する転写器と、を有する画像形成装置に請
    求項９から請求項１５のいずれかに記載の定着装置が用
    いられることを特徴とする画像形成装置。
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