JP2003186323A

JP2003186323A - 定着装置

Info

Publication number: JP2003186323A
Application number: JP2001381256A
Authority: JP
Inventors: Akira Shinshi; 晃進士
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2003-07-04
Anticipated expiration: 2021-12-14
Also published as: JP3902462B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は、誘導コイルの軸方向での温
度の片寄りを防止することである。【解決手段】定着ローラ３の内部に誘導コイル７と、こ
の誘導コイル７と芯金５との間に設けるボビン９とを装
着した誘導加熱方式の定着装置３５において、ボビン９
の長手方向の略中央には通気口１１と、定着ローラ３の
両端には定着ローラ３内の誘導コイル７を冷却する吸出
し又は吹込み用の冷却ファン１３を設けた。また、定着
ローラ３の一端を接続した一方のダクトと、他端に接続
した他方のダクト１５を備え、一方及び他方のダクト１
５の他端に空気の吸出し又は吹込みを行うように設け
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、誘導加熱方式の定
着ローラを有する定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画
像形成装置に用いられる定着装置として、誘導加熱（発
熱）方式の定着ローラを備えるものが知られている。一
般に誘導加熱方式においては、定着ローラ内部に誘導コ
イルを配備し、その誘導コイルに高周波電流を流して誘
導磁束を発生させ、この誘導磁束によりローラ外周部の
導電層に誘導電流を発生させ、誘導電流に伴うジュール
熱により定着ローラを発熱させるようにしている。

【０００３】ところが、誘導コイルが定着ローラ内部に
設けられているため、発熱したローラ芯金からの輻射熱
やコイルの自己発熱により温度が上昇し、場合によって
はコイルの絶縁皮膜の耐熱温度を越えてしまい、装置が
破損する問題があった。

【０００４】上記課題を解決する方法として、特開２０
００−１７２１００号公報又は特開２０００−１３１９
７９号公報に開示された例のように、コイル温度上昇の
対策として、高コストの耐熱コイルを使用し、さらには
冷却ファンを用いてコイルを冷却するなどの対策が知ら
れている。図５は、定着ローラ５０に冷却ファン５１を
備える定着装置の一例を示すもので、定着ローラ５０の
両側に冷却ファン５１を設け、定着ローラ５０の矢印Ｂ
方向に空気を吹き込んで、反対側から矢印Ｃ方向に向け
て排出させるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの発明
は共にコイルの片側から一方向に空気を送っているため
に通常の使用では図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すよう
に、冷却ファンを稼動すると、軸方向に一様にコイルの
温度低下が見られるが、連続通紙などでコイルの発熱量
が増えてくると、排気側では高温になった空気が流れる
ことになる。そのため、排気側の空気量を増やすように
制御しても、図５（ｄ）に示すようにコイルの排気側が
高温になる状態は解消されず、排気側のコイルの冷却効
果は少なくなってしまう。従って、定着ローラの温度が
不均一となり、定着ムラや画像の光沢ムラなどの障害が
生じるという問題があった。

【０００６】本発明の課題は、誘導コイルの軸方向での
温度の片寄りを防止することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、定着ローラの内部に誘導コイルと、この誘導コイル
と芯金との間に設けるボビンとを装着した誘導加熱方式
の定着装置において、ボビンの長手方向の略中央には通
気口を設け、定着ローラの両端には誘導コイルの冷却を
行う冷却手段を備え、冷却手段は定着ローラ内の空気の
吸出し又は吹込みを行うことを特徴とする。

【０００８】この請求項１に記載の発明では、定着装置
の駆動時には定着ローラの誘導コイルを発熱させて、現
像剤を転写紙に定着させる。しかし、定着ローラが高温
になりすぎると、定着装置が破損するおそれがあるの
で、本発明では定着ローラの両端に吹込用の冷却手段を
設け、ボビンの中央付近には通気口を設けた。定着ロー
ラの両端の吹込用の冷却手段からは、誘導コイルに向か
って空気が吹き込まれる。そして、誘導コイルで発生し
た熱を奪いながら進んでいく。この空気は内部に進むに
つれて高温となってゆくが、ボビンの中央付近の通気口
を通過し、ボビンと定着ローラの芯金との隙間を通過し
て、定着ローラの端部から外部に排気される。

【０００９】ボビンの内側を流れる空気は距離が長いほ
ど高温となるが、本発明ではボビンの中央付近の通気口
からボビンの外側を通過して、定着ローラの端部から外
部に排気されるので、ボビンの内側を通過する距離が短
くなるので高温となりにくい。また、通気口から出た空
気がボビンの外側を流れる際には、定着ローラの端部に
向かうほど高温となるので、誘導コイルに触れる空気の
温度勾配は少なくなり、誘導コイルの温度は軸方向に均
一になる。従って、定着ローラの温度は軸方向に均一と
なり、定着ムラや画像の光沢ムラなどの障害を防止する
ことができる。また、定着ローラの両側に吹出用の冷却
手段を設けた場合にも、同様な作用効果を生じる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の定着装置において、定着ローラの一端を接続した一方
のダクトと、他端に接続した他方のダクトを備え、一方
及び他方のダクトの他端に空気の吸出し又は吹込みを行
う冷却ファンを接続することを特徴とする。

【００１１】この請求項２に記載の発明では、請求項１
に記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、２つ
に分岐したダクトを冷却ファンに接続し、それぞれのダ
クトの先端を定着ローラの両端に接続したので、冷却フ
ァンが一つですむので、構成が簡単かつ経済的である。

【００１２】請求項３に記載の発明は、冷却ファンは定
着ローラ内の空気を吸い出す吸出用ファンであり、定着
ローラ内の空気をダクトを通して吸出用ファンから排出
することを特徴とする。

【００１３】この請求項３に記載の発明では、定着ロー
ラで発生した熱は、ボビンと芯金の隙間から通気口を通
過し、ボビンの内側を通りダクトに吐き出される。そし
て、ダクトを通って吸出用ファンから外部に排気され
る。この場合、ダクトを延長すれば吸出用ファンを定着
ローラから離れた位置に設けることができ、例えば吸出
用ファンを画像形成装置の機外に近い位置に取り付け、
定着ローラで発生した熱を吸出用ファンで集めて、機外
に排気することができる。よって画像形成装置の内部が
高温になることを防止でき、またダクト内を通過する間
に高温となった空気が冷却されるので、機外に排気した
際の排気温度を下げることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図４は、本発明に係る画像形成装
置１を概略的に示した断面図である。画像形成装置１
は、露光により静電潜像を形成する感光体２１と、感光
体２１に帯電処理を行う帯電装置２３と、現像剤により
感光体２１の静電潜像をトナー像として現像する現像装
置２５と、給紙装置から搬送された転写紙を、転写ベル
ト３１方向に搬送する一対のレジストローラ対２９と、
感光体２１に現像されたトナー像を転写するための転写
ベルト３１と、そして転写紙の定着を行う定着ローラ３
及び加圧ローラ３３を備えた定着装置３５等が設けられ
ている。

【００１５】図１（ａ）は、本発明の一実施形態の定着
装置３５における定着ローラ３付近の概略構成を示す断
面図である。この図において、定着ローラ３の芯金５の
内部に誘導コイル７が配設されている。本実施形態では
誘導コイル７の巻装密度は一定であり、芯金５を均一に
発熱させる。

【００１６】また、定着ローラ３の芯金５と誘導コイル
７との間には、円筒形のボビン９が設けられている。こ
のボビン９の長手方向のほぼ中央付近には通気口１１が
設けられ、定着ローラ３の両端部には、２つの冷却ファ
ン１３が設けられている。この冷却ファン１３は定着ロ
ーラ３内に空気を吹き込む吹込用ファン１３ａか、定着
ローラ３内の空気を吸い出す吸出用ファン１３ｂの何れ
か一方である。尚、図１（ａ）の冷却ファン１３は定着
ローラ３内に空気を吹き込む吹込用ファン１３ａであ
り、定着ローラ３の両側から矢印Ａ方向に送風して誘導
コイル７の冷却を行っている。

【００１７】次に、上述した構成に基づき、本実施の形
態の作用を説明する。

【００１８】定着装置の駆動時には、誘導コイル７から
発生する磁束の変化によって、芯金５に渦電流が生じ、
ジュール熱により誘導コイル７は発熱する。この発熱し
た誘導コイル７を冷却するために、冷却ファン１３を駆
動して空気を送り込むが、定着ローラ３の両側に吹込用
ファン１３ａを設けた場合には、この両側の吹込用ファ
ン１３ａから内側の誘導コイル７に向かって、空気が吹
き込まれる。この空気は内部に進むにつれて高温となる
が、ボビン９のほぼ中央に設けられた通気口１１から放
出され、ボビン９と定着ローラ３の芯金５との隙間を通
過して、定着ローラ３の端部から外部に放出される。

【００１９】図１（ｂ）から図１（ｄ）は、定着ローラ
３の軸方向の位置における、誘導コイル７の温度分布を
示すグラフである。図１（ｂ）は、冷却ファン１３を停
止した状態を示しているが、一定時間の稼動により誘導
コイル７の温度が上昇するが、図１（ｃ）に示すよう
に、冷却ファン１３の稼動により誘導コイル７の温度は
軸方向に一様に低下する。また連続通紙などで、さらに
発熱量が増加した場合でも、本発明の構成ではボビン９
の内側を流れる空気は内部に進むほど高温となるが、通
気口１１から出た空気がボビン９の外側（芯金５とボビ
ン９の隙間）を流れる際には、逆に定着ローラ３の端部
に向かうほど高温となるので、流れる空気の軸方向の温
度勾配は少なくなり、誘導コイル７の温度は軸方向に均
一になる。従って、定着ローラ３の温度が軸方向に均一
となり、定着ムラや画像の光沢ムラなどの障害を防止す
ることができる。

【００２０】また、定着ローラ３の両側に吹出用ファン
１３ｂを設けた場合には、定着ローラ３の外部から芯金
５とボビン９の隙間を通過し、ボビン９のほぼ中央に設
けた通気口１１から空気が送り込まれる。そして、誘導
コイル７の中央から両端に向けて空気が移動し、両側の
吹出用ファン１３ｂから定着ローラ３の外部に向けて空
気が放出される。従って、吹込用ファン１３ａを設けた
際と同じように、定着ローラ３の温度が軸方向に均一と
なり、定着ムラや画像の光沢ムラなどの障害を防止する
ことができる。

【００２１】次に、他の実施の形態を説明するが、その
説明にあたり上述した部分と同一の作用効果を奏する部
分には、同一の符号を付することにより、その部分の詳
細な説明を省略する。

【００２２】図２及び図３は、本発明の第２の実施形態
を示している。第２の実施形態では、１つの冷却ファン
１３に２つに分岐したダクト１５が接続され、このダク
ト１５の先端が定着ローラ３の両端に接続されている。
図２は、冷却ファン１３として吹込用ファン１３ａを使
用した例であるが、吹込用ファン１３ａから、それぞれ
のダクト１５を通過した空気は、定着ローラ３の両端か
ら内部に進入し、通気口１１からボビン９と芯金５の隙
間を通過して定着ローラ３の外部に吐き出される。この
ように、２つに分岐したダクト１５を使用することによ
り、冷却ファン１３を一つにできるので構成が簡単かつ
経済的である。

【００２３】図３は、冷却ファン１３を吸出用ファン１
３ｂとした例であり、定着ローラ３の外部から、ボビン
９と芯金５の隙間を通過した空気が通気口１１を通過し
て、ボビン９の内側から外側に向かって吐き出され、ダ
クト１５を通って吸出用ファン１３ｂから外部に排気さ
れる。このように、吸出用ファン１３ｂを定着ローラ３
から離れた位置に設けることができ、例えば吸出用ファ
ン１３ｂを画像形成装置１の機外に近い位置に取り付
け、定着ローラ３で発生した熱を機外に排気することが
でき、画像形成装置１の内部が高温になることを防止で
きる。また、ダクト１５内を通過する間に高温となった
空気が冷却されるので、機外に排気した際の排気温度を
下げることができる。

【００２４】なお、本発明は上述した実施の形態に限定
されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能
である。例えば、本発明ではボビン９の略中央に通気口
１１を設けるようにしたが、定着ローラ３の大きさや温
度などの諸条件に応じて、通気口１１を軸方向に複数設
けるようにしても良い。また、通気口１１の開口をボビ
ン９の周方向に沿って広く設けるようにしても良い。

【００２５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明では、定着ローラ
の両端から空気を送りこんで、ボビンの中央の通気口か
らボビンと定着ローラとの隙間を抜けて排気させるので
冷却効果が良く、またボビンの内側を流れる空気は内部
に進むほど高温となるが、通気口から出た空気がボビン
の外側を流れる際には、逆に定着ローラの端部に向かう
ほど高温となるので、誘導コイルの軸方向での冷却を一
様に行うことができ、定着ローラの温度を一定に保つこ
とができる。従って、定着ムラや画像の光沢ムラなどの
障害を防止することができる。

【００２６】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明と同様の効果を奏するとともに、２つに分岐し
たダクトを冷却ファンに接続し、それぞれのダクトの先
端を定着ローラの両端に接続したので、冷却ファンが一
つですむので構成が簡単でかつ経済的である。

【００２７】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載の発明と同様の効果を奏するとともに、定着ローラで
発生した熱を吸出用ファンで集めて機外に排気すること
ができる。よって画像形成装置の内部が高温になること
を防止でき、またダクト内を通過する間に高温となった
空気が冷却されるので、機外に排気した際の排気温度を
下げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明である定着装置の一例の構成と軸方向の
位置におけるコイル温度を対比して示す図であり、
（ａ）は定着ローラの断面図、（ｂ）から（ｄ）は軸方
向の位置におけるコイル温度を対比して示す図である。

【図２】本発明の第２の実施形態である定着装置の構成
を示す概略図である。

【図３】本発明の第２の実施形態である定着装置の構成
を示す概略図である。

【図４】画像形成装置の概略構成図である。

【図５】従来の定着装置の一例の構成と軸方向の位置に
おけるコイル温度を対比して示す図であり、（ａ）は定
着ローラの断面図、（ｂ）から（ｄ）は軸方向の位置に
おけるコイル温度を対比して示す図である。

【符号の説明】

３定着ローラ５芯金７誘導コイル９ボビン１１通気口１３冷却ファン（冷却手段）１３ａ吸出用ファン１３ｂ吹出用ファン１５ダクト３５定着装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】定着ローラの内部に誘導コイルと、この
誘導コイルと芯金との間に設けるボビンとを装着した誘
導加熱方式の定着装置において、ボビンの長手方向の略
中央には通気口を設け、定着ローラの両端には誘導コイ
ルの冷却を行う冷却手段を備え、冷却手段は定着ローラ
内の空気の吸出し又は吹込みを行うことを特徴とする定
着装置。
【請求項２】定着ローラの一端を接続した一方のダク
トと、他端に接続した他方のダクトを備え、一方及び他
方のダクトの他端に空気の吸出し又は吹込みを行う冷却
ファンを接続することを特徴とする請求項１記載の定着
装置。
【請求項３】冷却ファンは定着ローラ内の空気を吸い
出す吸出用ファンであり、定着ローラ内の空気をダクト
を通して吸出用ファンから排出することを特徴とする請
求項２記載の定着装置。