JP2616433B2 - 画像形成装置の定着装置 - Google Patents
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- General Induction Heating (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式の画像形成
装置において、記録媒体上に付着したトナー等の印材を
記録媒体に定着させるための定着装置に関し、特に印材
を熱加圧して記録媒体に定着させる方式の定着装置に関
する。
装置において、記録媒体上に付着したトナー等の印材を
記録媒体に定着させるための定着装置に関し、特に印材
を熱加圧して記録媒体に定着させる方式の定着装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に電子写真方式を採用するコピー機
械やレーザプリンタ等の画像形成装置では、感光体を介
して或いは直接記録媒体上にトナー等の印材を付着さ
せ、この印材に処理を加えて記録媒体上に定着させるた
めの定着装置が設けられる。この定着装置として、従来
では、未定着の印材に非接触で定着を行うフラッシュ定
着、圧力のみで定着を行う圧力定着、溶剤等を用いて化
学的に定着を行う化学定着、熱と圧力を用いて定着を行
う熱加圧定着等を利用した定着装置が提案されている。
これらのうち、安全性や出力速度対応、コスト等により
一部のものを除いて現在では熱加圧定着を採用した定着
装置が一般に用いられている。
械やレーザプリンタ等の画像形成装置では、感光体を介
して或いは直接記録媒体上にトナー等の印材を付着さ
せ、この印材に処理を加えて記録媒体上に定着させるた
めの定着装置が設けられる。この定着装置として、従来
では、未定着の印材に非接触で定着を行うフラッシュ定
着、圧力のみで定着を行う圧力定着、溶剤等を用いて化
学的に定着を行う化学定着、熱と圧力を用いて定着を行
う熱加圧定着等を利用した定着装置が提案されている。
これらのうち、安全性や出力速度対応、コスト等により
一部のものを除いて現在では熱加圧定着を採用した定着
装置が一般に用いられている。
【０００３】図６は熱加圧定着装置の一例を示す図であ
る。この定着装置は、発熱源としてのハロゲンランプ３
０７を内蔵して図外の駆動装置により回転駆動されるヒ
ートローラ３０１と、このヒートローラ３０１の表面に
対して径方向に押圧されて従動回転される加圧ローラ３
０２とを有している。また、両ローラ間に沿ってペーパ
ガイド６が延長配置され、かつ両ローラの下流側には一
対の排出ローラ３０５，３０６が互いに押圧された状態
で配置され、またヒートローラ３０１にはクリーニング
パッド３０８、温度センサ３１０、分離爪３０９が設け
られ、加圧ローラ３０２の軸受部３０３には加圧源とな
る加圧スプリング３０４が付設されている。
る。この定着装置は、発熱源としてのハロゲンランプ３
０７を内蔵して図外の駆動装置により回転駆動されるヒ
ートローラ３０１と、このヒートローラ３０１の表面に
対して径方向に押圧されて従動回転される加圧ローラ３
０２とを有している。また、両ローラ間に沿ってペーパ
ガイド６が延長配置され、かつ両ローラの下流側には一
対の排出ローラ３０５，３０６が互いに押圧された状態
で配置され、またヒートローラ３０１にはクリーニング
パッド３０８、温度センサ３１０、分離爪３０９が設け
られ、加圧ローラ３０２の軸受部３０３には加圧源とな
る加圧スプリング３０４が付設されている。
【０００４】この定着装置では、図示矢印の方向にヒー
トローラ３０１と加圧ローラ３０２とが回転され、ヒー
トローラ側の表面に未定着の印材が付着された記録媒体
としての用紙２がペーパガイド６に沿って移動され、両
ローラ３０１，３０２間を通過される際に印材が加熱さ
れて用紙の表面に加圧されることで、定着される。定着
が行われた用紙は排出ローラ３０５，３０６により図外
の排出口に排出される。なお、温度センサ３１０はヒー
トローラ３０１の温度を検出し、加熱源としてのハロゲ
ンランプ３０７への通電量を制御し、ヒートローラ３０
１を一定の温度に管理する。また、クリーニングパッド
３０８はヒートローラ３０１の表面をクリーニングし、
分離爪３０９はヒートローラ３０１に巻き付こうとする
用紙を分離するために設けられる。
トローラ３０１と加圧ローラ３０２とが回転され、ヒー
トローラ側の表面に未定着の印材が付着された記録媒体
としての用紙２がペーパガイド６に沿って移動され、両
ローラ３０１，３０２間を通過される際に印材が加熱さ
れて用紙の表面に加圧されることで、定着される。定着
が行われた用紙は排出ローラ３０５，３０６により図外
の排出口に排出される。なお、温度センサ３１０はヒー
トローラ３０１の温度を検出し、加熱源としてのハロゲ
ンランプ３０７への通電量を制御し、ヒートローラ３０
１を一定の温度に管理する。また、クリーニングパッド
３０８はヒートローラ３０１の表面をクリーニングし、
分離爪３０９はヒートローラ３０１に巻き付こうとする
用紙を分離するために設けられる。
【０００５】この構成の定着装置では、ハロゲンランプ
３０７の光がヒートローラ３０１の全周方向に放射され
るため、ヒートローラ３０１は全体が加熱される。この
ため、加圧ローラ３０２と協動して実際に用紙を加熱、
加圧する部分以外でもヒートローラ３０１が加熱された
状態となり、特にこの加熱部分以外の部分からの熱放散
が大きくなり、熱効率が低下される。また、画像形成装
置の始動時にヒートローラ３０１の温度を一定温度にま
で上昇させるための所謂ウォームアップが必要とされる
が、その際にもヒートローラ３０１全体を加熱する必要
があるために、ウォームアップ時間が長くなるという問
題が生じている。
３０７の光がヒートローラ３０１の全周方向に放射され
るため、ヒートローラ３０１は全体が加熱される。この
ため、加圧ローラ３０２と協動して実際に用紙を加熱、
加圧する部分以外でもヒートローラ３０１が加熱された
状態となり、特にこの加熱部分以外の部分からの熱放散
が大きくなり、熱効率が低下される。また、画像形成装
置の始動時にヒートローラ３０１の温度を一定温度にま
で上昇させるための所謂ウォームアップが必要とされる
が、その際にもヒートローラ３０１全体を加熱する必要
があるために、ウォームアップ時間が長くなるという問
題が生じている。
【０００６】このようなことから、近年では図７に示す
構成の定着装置が提案されている。この定着装置ではヒ
ートローラ３０１Ａを耐熱性の薄肉の筒状をしたドラム
で構成し、このヒートローラ３０１Ａと加圧ローラ３０
２とが接触する部分に沿ってヒートローラ３０１Ａの内
側に円弧状の支持ガイド３１２を配設し、この支持ガイ
ド３１２の一部にライン状発熱体３１１を内装支持した
構成とされている。この構成では、ヒートローラ３０１
Ａと加圧ローラ３０２との間を、ヒートローラ側の表面
に印材が付着された用紙２が通過されると、ヒートロー
ラ３０１Ａはこの領域に回転されたときにライン状発熱
体３１１の熱により加熱され、印材を加熱し、かつ同時
に加圧ローラ３０２による加圧によって定着が行われ
る。このため、ヒートローラ３０１Ａは加圧ローラ３０
２と接触される部分のみがライン状発熱体３１１により
加熱されるため、ヒートローラ全体を加熱する図６の構
成のものよりも熱効率が高められ、かつウォームアップ
時間を短縮することができる点で有利である。
構成の定着装置が提案されている。この定着装置ではヒ
ートローラ３０１Ａを耐熱性の薄肉の筒状をしたドラム
で構成し、このヒートローラ３０１Ａと加圧ローラ３０
２とが接触する部分に沿ってヒートローラ３０１Ａの内
側に円弧状の支持ガイド３１２を配設し、この支持ガイ
ド３１２の一部にライン状発熱体３１１を内装支持した
構成とされている。この構成では、ヒートローラ３０１
Ａと加圧ローラ３０２との間を、ヒートローラ側の表面
に印材が付着された用紙２が通過されると、ヒートロー
ラ３０１Ａはこの領域に回転されたときにライン状発熱
体３１１の熱により加熱され、印材を加熱し、かつ同時
に加圧ローラ３０２による加圧によって定着が行われ
る。このため、ヒートローラ３０１Ａは加圧ローラ３０
２と接触される部分のみがライン状発熱体３１１により
加熱されるため、ヒートローラ全体を加熱する図６の構
成のものよりも熱効率が高められ、かつウォームアップ
時間を短縮することができる点で有利である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この改
良された定着装置においては、ライン状発熱体３１１で
発生された熱でドラム状をしたヒートローラ３０１Ａを
加熱する必要があり、その際には温度の低いヒートロー
ラを短時間で所定温度まで加熱する必要があるため、ラ
イン状発熱体３１１には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る。また、ライン状発熱
体３１１で発生した熱の一部はヒートローラ３０１Ａを
加熱することなく直接外部に放熱されることがあるた
め、加熱効率が低いという問題もある。
良された定着装置においては、ライン状発熱体３１１で
発生された熱でドラム状をしたヒートローラ３０１Ａを
加熱する必要があり、その際には温度の低いヒートロー
ラを短時間で所定温度まで加熱する必要があるため、ラ
イン状発熱体３１１には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る。また、ライン状発熱
体３１１で発生した熱の一部はヒートローラ３０１Ａを
加熱することなく直接外部に放熱されることがあるた
め、加熱効率が低いという問題もある。
【０００８】更に、ライン状発熱体３１１の温度変動が
定着性に直接影響を与えるため、特にライン状発熱体３
１１の長手方向の温度を均一に管理する必要があり、そ
のためライン状発熱体３１１の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、これらの製造や制御が
困難であるという問題がある。また、ライン状発熱体３
１１をヒートローラ３０１Ａの内部に組み込んでいるた
め、ヒートローラ３０１Ａの小径化に制限を受け、定着
装置ないしは画像形成装置を小型化する上での障害にな
る。
定着性に直接影響を与えるため、特にライン状発熱体３
１１の長手方向の温度を均一に管理する必要があり、そ
のためライン状発熱体３１１の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、これらの製造や制御が
困難であるという問題がある。また、ライン状発熱体３
１１をヒートローラ３０１Ａの内部に組み込んでいるた
め、ヒートローラ３０１Ａの小径化に制限を受け、定着
装置ないしは画像形成装置を小型化する上での障害にな
る。
【０００９】
【発明の目的】本発明の目的は、加熱効率を高めて消費
電力の低減を図った画像形成装置の定着装置を提供する
ことにある。また、本発明の他の目的は、温度制御が容
易で、しかも製造及び組立が容易な定着装置を提供す
る。更に、本発明の目的は、小型化を可能にした定着装
置を提供することにある。
電力の低減を図った画像形成装置の定着装置を提供する
ことにある。また、本発明の他の目的は、温度制御が容
易で、しかも製造及び組立が容易な定着装置を提供す
る。更に、本発明の目的は、小型化を可能にした定着装
置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の定着装置は、印
材が付着された記録媒体に対して加熱を行うための加熱
手段と、この加熱手段との間で記録媒体を加圧する加圧
手段とを備え、かつ加熱手段は記録媒体に接触される加
熱部材と、この加熱部材を電磁誘導加熱するための誘導
加熱部とで構成したことを特徴とする。ここで、加熱部
材は渦電流により発熱される素材で円筒状に形成され、
かつその軸回り方向に回転されるヒートローラとして構
成され、誘導加熱部はヒートローラの外周部においてそ
の外周面に沿って配設され、かつこの誘導加熱部に電力
を通電する誘導加熱用電源を備える。特に、誘導加熱部
は前記ヒートローラの外周面に沿って配設された円弧状
断面の絶縁支持体と、この絶縁支持体に導電膜が渦巻パ
ターンに形成された加熱コイルとで構成される。
材が付着された記録媒体に対して加熱を行うための加熱
手段と、この加熱手段との間で記録媒体を加圧する加圧
手段とを備え、かつ加熱手段は記録媒体に接触される加
熱部材と、この加熱部材を電磁誘導加熱するための誘導
加熱部とで構成したことを特徴とする。ここで、加熱部
材は渦電流により発熱される素材で円筒状に形成され、
かつその軸回り方向に回転されるヒートローラとして構
成され、誘導加熱部はヒートローラの外周部においてそ
の外周面に沿って配設され、かつこの誘導加熱部に電力
を通電する誘導加熱用電源を備える。特に、誘導加熱部
は前記ヒートローラの外周面に沿って配設された円弧状
断面の絶縁支持体と、この絶縁支持体に導電膜が渦巻パ
ターンに形成された加熱コイルとで構成される。
【００１１】更に、本発明は、ヒートローラの表面の温
度を検出する温度センサと、この温度センサの検出温度
に基づいて誘導加熱用電源の出力を制御する電源制御部
とを備え、ヒートローラの表面温度が所定温度に維持さ
れるように出力を制御するように構成することが好まし
い。また、加熱コイルは渦巻パターンにおける隣接する
パターンの相互間の間隔が、ヒートローラの軸方向の中
央部では粗に形成し、両端部では密に配設することが好
ましい。
度を検出する温度センサと、この温度センサの検出温度
に基づいて誘導加熱用電源の出力を制御する電源制御部
とを備え、ヒートローラの表面温度が所定温度に維持さ
れるように出力を制御するように構成することが好まし
い。また、加熱コイルは渦巻パターンにおける隣接する
パターンの相互間の間隔が、ヒートローラの軸方向の中
央部では粗に形成し、両端部では密に配設することが好
ましい。
【００１２】
【作用】誘導加熱用電源から誘導加熱部に供給する電力
が制御されると、誘導加熱部では加熱コイルに磁束が生
じ、これによりヒートローラが励磁され、その内部に渦
電流が発生してジュール熱によりヒートローラが加熱さ
れる。温度センサによりヒートローラの表面の温度を検
出し、この検出温度に基づいて誘導加熱用電源を制御す
ることで、ヒートローラを所定の温度に管理することが
可能となる。
が制御されると、誘導加熱部では加熱コイルに磁束が生
じ、これによりヒートローラが励磁され、その内部に渦
電流が発生してジュール熱によりヒートローラが加熱さ
れる。温度センサによりヒートローラの表面の温度を検
出し、この検出温度に基づいて誘導加熱用電源を制御す
ることで、ヒートローラを所定の温度に管理することが
可能となる。
【００１３】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の定着装置を画像形成装置としての
レーザプリンタに適用した実施例の概略構成図であり、
感光ドラム１を主体に構成される画像形成部１００と、
この画像形成部１００においてその表面に印材としての
トナー３が付着された用紙２を熱加圧定着する定着部２
００とを備えている。前記画像形成部１００は、感光ド
ラム１の周囲に帯電部１０１、感光部１０２、現像部１
０３、転写部１０４、クリーナ部１０５を配置してお
り、帯電部１０１において感光ドラム１の表面に帯電を
行い、感光部１０２ではレーザ光４を感光ドラム１の表
面に走査して所定のパターンの感光を行なって潜像を形
成する。また、現像部１０３では感光ドラム１の表面に
形成された潜像を利用してトナー３を付着させて顕像化
し、転写部１０４ではこの顕像化されたトナー３を、給
紙カセット５からペーパガイド６によって案内されてく
る用紙２の表面に付着させる。転写後の感光ドラム１の
表面はクリーナ部１０５において残像トナーが除去され
る。
する。図１は本発明の定着装置を画像形成装置としての
レーザプリンタに適用した実施例の概略構成図であり、
感光ドラム１を主体に構成される画像形成部１００と、
この画像形成部１００においてその表面に印材としての
トナー３が付着された用紙２を熱加圧定着する定着部２
００とを備えている。前記画像形成部１００は、感光ド
ラム１の周囲に帯電部１０１、感光部１０２、現像部１
０３、転写部１０４、クリーナ部１０５を配置してお
り、帯電部１０１において感光ドラム１の表面に帯電を
行い、感光部１０２ではレーザ光４を感光ドラム１の表
面に走査して所定のパターンの感光を行なって潜像を形
成する。また、現像部１０３では感光ドラム１の表面に
形成された潜像を利用してトナー３を付着させて顕像化
し、転写部１０４ではこの顕像化されたトナー３を、給
紙カセット５からペーパガイド６によって案内されてく
る用紙２の表面に付着させる。転写後の感光ドラム１の
表面はクリーナ部１０５において残像トナーが除去され
る。
【００１４】一方、定着部２００は、図２に拡大図示す
るように、加熱部材としてのヒートローラ２０１と加圧
ローラ２０２とが互いに径方向に接触されており、ヒー
トローラ２０１は図外の回転駆動機構によって図の矢印
方向に回転駆動される。また、加圧ローラ２０２は軸受
部２０３に設けた加圧スプリング２０４によりヒートロ
ーラ２０１の表面に径方向に押圧され、ヒートローラ２
０１の回転に伴って従動回転される。そして、表面に未
定着のトナーが付着され、かつ前記ペーパガイド６に沿
って移動されてくる用紙２は両ローラ２０１，２０２間
で押圧され、その際にヒートローラ２０１によって加熱
され、同時に加圧ローラ２０２によって加圧されること
で熱加圧定着される。この定着が行われた用紙２は、一
対の排出ローラ２０５，２０６によって排出口７（図１
参照）へ排出される。
るように、加熱部材としてのヒートローラ２０１と加圧
ローラ２０２とが互いに径方向に接触されており、ヒー
トローラ２０１は図外の回転駆動機構によって図の矢印
方向に回転駆動される。また、加圧ローラ２０２は軸受
部２０３に設けた加圧スプリング２０４によりヒートロ
ーラ２０１の表面に径方向に押圧され、ヒートローラ２
０１の回転に伴って従動回転される。そして、表面に未
定着のトナーが付着され、かつ前記ペーパガイド６に沿
って移動されてくる用紙２は両ローラ２０１，２０２間
で押圧され、その際にヒートローラ２０１によって加熱
され、同時に加圧ローラ２０２によって加圧されること
で熱加圧定着される。この定着が行われた用紙２は、一
対の排出ローラ２０５，２０６によって排出口７（図１
参照）へ排出される。
【００１５】前記ヒートローラ２０１は、炭素鋼、銅、
真鍮、アルミニウム等の金属で形成されるが、後述する
ように誘導加熱の効率を高めるためにジュール熱の発生
効率が高い炭素鋼が好適である。そして、前記ヒートロ
ーラ２０１には、前記加圧ローラ２０２との接触部を除
く外周に沿って誘導加熱体２０７が設けられる。この誘
導加熱体２０７は、ヒートローラ２０１の外周部に沿っ
て円弧状をした絶縁支持体２０８を有し、この絶縁支持
体２０８の内周面をヒートローラ２０１の外周面に接触
させ、或いは極めて僅かな間隙で離して配置される。こ
の場合、絶縁支持体２０８自身は渦電流を発生し難く、
しかも後述する加熱コイルを短絡させることがないよう
に、非金属材料で形成されており、ここではセラミック
材が用いられている。また、この絶縁支持体２０８の表
面には、印材のトナーとの離型性を保つためにＰＴＦＥ
等のテフロンコーティングやＰＦＡチューブ等の処理が
行われる。
真鍮、アルミニウム等の金属で形成されるが、後述する
ように誘導加熱の効率を高めるためにジュール熱の発生
効率が高い炭素鋼が好適である。そして、前記ヒートロ
ーラ２０１には、前記加圧ローラ２０２との接触部を除
く外周に沿って誘導加熱体２０７が設けられる。この誘
導加熱体２０７は、ヒートローラ２０１の外周部に沿っ
て円弧状をした絶縁支持体２０８を有し、この絶縁支持
体２０８の内周面をヒートローラ２０１の外周面に接触
させ、或いは極めて僅かな間隙で離して配置される。こ
の場合、絶縁支持体２０８自身は渦電流を発生し難く、
しかも後述する加熱コイルを短絡させることがないよう
に、非金属材料で形成されており、ここではセラミック
材が用いられている。また、この絶縁支持体２０８の表
面には、印材のトナーとの離型性を保つためにＰＴＦＥ
等のテフロンコーティングやＰＦＡチューブ等の処理が
行われる。
【００１６】また、絶縁支持体２０８の内部には加熱コ
イル２０９が埋設状態で配置される。この加熱コイル２
０９は、ここでは図３に示すように、絶縁支持体２０８
の半円筒状の彎曲面に沿って細幅の導電膜を延設し、全
体として絶縁支持体２０８の全幅にわたって渦巻状に配
設したものである。ここでは、前記加熱コイル２０９は
絶縁支持体２０８の長手方向の両端部で密に、中央部で
粗となるように配設しており、この加熱コイル２０９は
誘導加熱用電源２１０を介して通電されるように構成さ
れる。
イル２０９が埋設状態で配置される。この加熱コイル２
０９は、ここでは図３に示すように、絶縁支持体２０８
の半円筒状の彎曲面に沿って細幅の導電膜を延設し、全
体として絶縁支持体２０８の全幅にわたって渦巻状に配
設したものである。ここでは、前記加熱コイル２０９は
絶縁支持体２０８の長手方向の両端部で密に、中央部で
粗となるように配設しており、この加熱コイル２０９は
誘導加熱用電源２１０を介して通電されるように構成さ
れる。
【００１７】なお、図２に示したように、前記ヒートロ
ーラ２０１の円周一部、即ち前記誘導加熱体２０７のヒ
ートローラ２０１の回転方向に沿う下流位置には、ヒー
トローラ２０１の温度を検出するための温度センサ２１
１が配置される。この温度センサ２１１の検出出力は電
源制御部２１２に入力され、この電源制御部２１２は前
記誘導加熱用電源２１０が加熱コイル２０９に供給する
電力を制御するように機能する。更に、前記ヒートロー
ラ２０１の回転方向の下流位置には、ヒートローラ２０
１の表面に接触してこれをクリーニングするクリーニン
グパッド２１３が配置され、かつその隣接位置にはその
先端がヒートローラ２０１の表面に軽く接するように取
付られた分離爪２１４が配置される。
ーラ２０１の円周一部、即ち前記誘導加熱体２０７のヒ
ートローラ２０１の回転方向に沿う下流位置には、ヒー
トローラ２０１の温度を検出するための温度センサ２１
１が配置される。この温度センサ２１１の検出出力は電
源制御部２１２に入力され、この電源制御部２１２は前
記誘導加熱用電源２１０が加熱コイル２０９に供給する
電力を制御するように機能する。更に、前記ヒートロー
ラ２０１の回転方向の下流位置には、ヒートローラ２０
１の表面に接触してこれをクリーニングするクリーニン
グパッド２１３が配置され、かつその隣接位置にはその
先端がヒートローラ２０１の表面に軽く接するように取
付られた分離爪２１４が配置される。
【００１８】この構成の定着部２００では、図２におい
て、図外の回転駆動機構によりヒートローラ２０１が図
の矢印方向に回転されると、これに加圧スプリング２０
４により押圧されている加圧ローラ２０２は矢印方向に
従動回転される。また、温度センサ２１１によってヒー
トローラ２０１の表面温度が検出され、検出出力が電源
制御部２１２に入力される。電源制御部２１２では、検
出された温度が所定の温度よりも低いことを認識する
と、誘導加熱用電源２１０を通して加熱コイル２０９に
対して交流電流の通電を行う。この場合、検出された温
度と所定の温度との温度差に応じて通電する電力の大き
さを制御する。このため、加熱コイルには供給電力に応
じた電流が通流される。
て、図外の回転駆動機構によりヒートローラ２０１が図
の矢印方向に回転されると、これに加圧スプリング２０
４により押圧されている加圧ローラ２０２は矢印方向に
従動回転される。また、温度センサ２１１によってヒー
トローラ２０１の表面温度が検出され、検出出力が電源
制御部２１２に入力される。電源制御部２１２では、検
出された温度が所定の温度よりも低いことを認識する
と、誘導加熱用電源２１０を通して加熱コイル２０９に
対して交流電流の通電を行う。この場合、検出された温
度と所定の温度との温度差に応じて通電する電力の大き
さを制御する。このため、加熱コイルには供給電力に応
じた電流が通流される。
【００１９】この交流の通電によって、加熱コイル２０
９とヒートローラ２０１間に交番磁束が生じ、ヒートロ
ーラ２０１が励磁され、ヒートローラ２０１中に加熱コ
イル２０９の電流と反対方向の渦電流が発生する。図４
はその状態を示す模式図である。この渦電流がヒートロ
ーラに発生すると、ヒートローラにおいてジュール熱が
発生し、ヒートローラ２０１が発熱し、その温度が上昇
される。即ち、電磁誘導加熱によりヒートローラ２０１
の温度が上昇されることになる。そして、ヒートローラ
２０１の回転が行われながらヒートローラ２０１が昇温
され、温度センサ２１１の出力により所定の温度にまで
昇温されたことを検出すると、その後は電源制御部２１
２がヒートローラ２０１の表面を所定の温度に維持する
ように誘導加熱用電源２１０の出力を制御する。これに
より、ヒートローラ２０１の表面温度は所定温度に維持
される。
９とヒートローラ２０１間に交番磁束が生じ、ヒートロ
ーラ２０１が励磁され、ヒートローラ２０１中に加熱コ
イル２０９の電流と反対方向の渦電流が発生する。図４
はその状態を示す模式図である。この渦電流がヒートロ
ーラに発生すると、ヒートローラにおいてジュール熱が
発生し、ヒートローラ２０１が発熱し、その温度が上昇
される。即ち、電磁誘導加熱によりヒートローラ２０１
の温度が上昇されることになる。そして、ヒートローラ
２０１の回転が行われながらヒートローラ２０１が昇温
され、温度センサ２１１の出力により所定の温度にまで
昇温されたことを検出すると、その後は電源制御部２１
２がヒートローラ２０１の表面を所定の温度に維持する
ように誘導加熱用電源２１０の出力を制御する。これに
より、ヒートローラ２０１の表面温度は所定温度に維持
される。
【００２０】一方、ヒートローラ２０１は回転が進み、
クリーニングパッド２１３によりヒートローラ２０１の
表面がクリーニングされ、再び加熱状態へ進み、次なる
定着へと使用される。そして、転写部１０４において表
面にトナー３が付着された用紙２がペーパガイド６に沿
ってヒートローラ２０１にまで移動されてくると、ヒー
トローラ２０１と加圧ローラ２０２との間に導かれ、両
ローラによって加圧され、かつヒートローラ２０１によ
って加熱される。これによりトナー３が用紙２の表面に
定着される。定着が行われた用紙は、両ローラの接触部
から排出ローラ２０５，２０６側へ進められ、これらの
排出ローラにより排出口７からレーザプリンタの外部へ
排出される。なお、用紙種類等によってヒートローラ２
０１と加圧ローラ２０２の接触部を通過した用紙がヒー
トローラ２０１と共にクリニーングパッド側へと進むこ
とがあっても、分離爪２１４にてヒートローラ２０１よ
り分離され、排出ローラ２０５，２０６側へ進められ
る。
クリーニングパッド２１３によりヒートローラ２０１の
表面がクリーニングされ、再び加熱状態へ進み、次なる
定着へと使用される。そして、転写部１０４において表
面にトナー３が付着された用紙２がペーパガイド６に沿
ってヒートローラ２０１にまで移動されてくると、ヒー
トローラ２０１と加圧ローラ２０２との間に導かれ、両
ローラによって加圧され、かつヒートローラ２０１によ
って加熱される。これによりトナー３が用紙２の表面に
定着される。定着が行われた用紙は、両ローラの接触部
から排出ローラ２０５，２０６側へ進められ、これらの
排出ローラにより排出口７からレーザプリンタの外部へ
排出される。なお、用紙種類等によってヒートローラ２
０１と加圧ローラ２０２の接触部を通過した用紙がヒー
トローラ２０１と共にクリニーングパッド側へと進むこ
とがあっても、分離爪２１４にてヒートローラ２０１よ
り分離され、排出ローラ２０５，２０６側へ進められ
る。
【００２１】したがって、この定着部では、電磁誘導加
熱によりヒートローラ２０１に熱を発生させるので、熱
源から直接外部に放熱されることが少なく、加熱コイル
２０９に供給する電力の殆どがヒートローラ２０１の温
度上昇に用いられるため、加熱効率が高められる。ま
た、ヒートローラ２０１が実際に定着に利用される表面
部のみで熱を発生させるため、ヒートローラ２０１の内
部から表面に向けて熱を伝熱させる必要もなく、迅速な
温度上昇を可能としウォームアップ時間を短縮すること
ができる。更に、この場合ヒートローラ２０１が用紙２
を加熱する加圧ローラ２０２との接触部である回転位置
の直前の回転領域で発熱が行われるため、発生した熱を
用紙の加熱に有効に利用することができ、熱の有効利用
を高めることができる。
熱によりヒートローラ２０１に熱を発生させるので、熱
源から直接外部に放熱されることが少なく、加熱コイル
２０９に供給する電力の殆どがヒートローラ２０１の温
度上昇に用いられるため、加熱効率が高められる。ま
た、ヒートローラ２０１が実際に定着に利用される表面
部のみで熱を発生させるため、ヒートローラ２０１の内
部から表面に向けて熱を伝熱させる必要もなく、迅速な
温度上昇を可能としウォームアップ時間を短縮すること
ができる。更に、この場合ヒートローラ２０１が用紙２
を加熱する加圧ローラ２０２との接触部である回転位置
の直前の回転領域で発熱が行われるため、発生した熱を
用紙の加熱に有効に利用することができ、熱の有効利用
を高めることができる。
【００２２】また、この実施例では、加熱コイル２０９
を、絶縁支持体２０８の長手方向の両端部で密に、中央
部で粗となるように配設しているため、ヒートローラ２
０１の両端部が中央部よりも温度上昇され易い状態とさ
れている。これによりヒートローラ２０１がその両端面
からの放熱によりヒートローラ２０１の両端部の温度が
中央部よりも低温とされることが防止でき、温度の均一
化が可能となり、均一な定着が実現できる。
を、絶縁支持体２０８の長手方向の両端部で密に、中央
部で粗となるように配設しているため、ヒートローラ２
０１の両端部が中央部よりも温度上昇され易い状態とさ
れている。これによりヒートローラ２０１がその両端面
からの放熱によりヒートローラ２０１の両端部の温度が
中央部よりも低温とされることが防止でき、温度の均一
化が可能となり、均一な定着が実現できる。
【００２３】また、ライン状発熱体のように長手方向の
温度を均一に管理する必要がなくなり、その製造や制御
が困難になるという問題を解消することができる。更
に、ヒートローラ２０１の内部に発熱体を設ける必要が
ないため、ヒートローラ２０１の組付作業の簡略化を実
現することができるとともに、ヒートローラ２０１を小
径に構成することができ、定着装置２００及びレーザプ
リンタの小型化が可能になる。
温度を均一に管理する必要がなくなり、その製造や制御
が困難になるという問題を解消することができる。更
に、ヒートローラ２０１の内部に発熱体を設ける必要が
ないため、ヒートローラ２０１の組付作業の簡略化を実
現することができるとともに、ヒートローラ２０１を小
径に構成することができ、定着装置２００及びレーザプ
リンタの小型化が可能になる。
【００２４】ここで、加熱コイル２０９を絶縁支持体２
０８の複数の領域で分割形成してもよい。例えば、図５
に示すように、絶縁支持体２０８の中央部と、両側部と
で加熱コイル２０９を分割コイル２０９ａ〜２０９ｃと
３分割し、各コイル２０９ａ〜２０９ｃにそれぞれ独立
して通電を行うようにしてもよい。このように構成すれ
ば、例えば幅寸法の小さい用紙を用いる場合には、中央
部の加熱コイル２０９ａに通電してこれに対応するヒー
トローラ２０１の中央部のみを加熱して定着を行うこと
ができ、ヒートローラ２０１の両端部を加熱することに
よる電力の無駄な消費が改善できる。
０８の複数の領域で分割形成してもよい。例えば、図５
に示すように、絶縁支持体２０８の中央部と、両側部と
で加熱コイル２０９を分割コイル２０９ａ〜２０９ｃと
３分割し、各コイル２０９ａ〜２０９ｃにそれぞれ独立
して通電を行うようにしてもよい。このように構成すれ
ば、例えば幅寸法の小さい用紙を用いる場合には、中央
部の加熱コイル２０９ａに通電してこれに対応するヒー
トローラ２０１の中央部のみを加熱して定着を行うこと
ができ、ヒートローラ２０１の両端部を加熱することに
よる電力の無駄な消費が改善できる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、印材が付
着された記録媒体を熱加熱して定着を行う加熱手段を、
記録媒体に接触される加熱部材と、この加熱部材を電磁
誘導加熱するための誘導加熱部とで構成しているので、
誘導加熱部に電力が供給されると、誘導加熱動作によっ
て加熱部材が加熱され、記録媒体を加熱する。これによ
り、加熱効率を高めて消費電力を低減でき、効率の良い
定着を行うことができる。また、温度センサにより加熱
部材表面の温度を検出し、この検出温度に基づいて誘導
加熱部に供給する電力を制御することで、加熱部材を所
定の温度に管理することが可能となり、温度制御を容易
に行うことができる。
着された記録媒体を熱加熱して定着を行う加熱手段を、
記録媒体に接触される加熱部材と、この加熱部材を電磁
誘導加熱するための誘導加熱部とで構成しているので、
誘導加熱部に電力が供給されると、誘導加熱動作によっ
て加熱部材が加熱され、記録媒体を加熱する。これによ
り、加熱効率を高めて消費電力を低減でき、効率の良い
定着を行うことができる。また、温度センサにより加熱
部材表面の温度を検出し、この検出温度に基づいて誘導
加熱部に供給する電力を制御することで、加熱部材を所
定の温度に管理することが可能となり、温度制御を容易
に行うことができる。
【００２６】更に、加熱部材は渦電流により発熱される
素材で円筒状に形成されたヒートローラとして構成さ
れ、誘導加熱部はヒートローラの外周部においてその外
周面に沿って配設されるので、ヒートローラの内部に加
熱源を配設する必要がなく、製造や組立の容易化を図る
とともに、ヒートローラを小径に形成することが可能と
なり、定着装置の小型化が実現できる。また、加熱コイ
ルは渦巻パターンに形成され、その隣接するパターンの
相互間の間隔を、ヒートローラの軸方向の中央部では粗
に形成し、両端部では密に配設することにより、ヒート
ローラからの放熱を考慮して均一な加熱を行うことがで
きる。
素材で円筒状に形成されたヒートローラとして構成さ
れ、誘導加熱部はヒートローラの外周部においてその外
周面に沿って配設されるので、ヒートローラの内部に加
熱源を配設する必要がなく、製造や組立の容易化を図る
とともに、ヒートローラを小径に形成することが可能と
なり、定着装置の小型化が実現できる。また、加熱コイ
ルは渦巻パターンに形成され、その隣接するパターンの
相互間の間隔を、ヒートローラの軸方向の中央部では粗
に形成し、両端部では密に配設することにより、ヒート
ローラからの放熱を考慮して均一な加熱を行うことがで
きる。
【図１】本発明の定着装置を備えたレーザプリンタの概
略構成を示す図である。
略構成を示す図である。
【図２】本発明の定着装置の側面構成図である。
【図３】誘導加熱部の斜視図である。
【図４】誘導加熱の原理を説明するため模式図である。
【図５】誘導加熱部の変形例の斜視図である。
【図６】従来の定着装置の一例の側面構成図である。
【図７】従来の定着装置の他の例の側面構成図である。
１ 感光ドラム ２ 用紙 ６ ペーパガイド １００ 画像形成部 １０１ 帯電部 １０２ 感光部 １０３ 現像部 １０４ 転写部 ２００ 定着部 ２０１ ヒートローラ ２０２ 加圧ローラ ２０７ 誘導加熱体 ２０８ 絶縁支持体 ２０９ 加熱コイル ２１０ 誘導加熱用電源 ２１１ 温度センサ ２１２ 電源制御部
Claims (3)
- 【請求項１】 印材が付着された記録媒体に対して加熱
及び加圧を行なう画像形成装置の定着装置において、前
記加熱を行うための加熱手段と、この加熱手段との間で
前記記録媒体を加圧する加圧手段とを備え、前記加熱手
段は、前記記録媒体に接触される加熱部材と、この加熱
部材を電磁誘導加熱するための誘導加熱部とで構成さ
れ、前記加熱部材は渦電流により発熱される素材で円筒
状に形成されてその軸回り方向に回転されるヒートロー
ラとして構成され、前記誘導加熱部は前記ヒートローラ
の外周部においてヒートローラの外周面に沿って配設さ
れた円弧状断面の絶縁支持体と、この絶縁支持体に導電
膜が渦巻パターンに形成された加熱コイルと、この誘導
加熱部に電力を通電する誘導加熱用電源を備える構成と
されたことを特徴とする画像形成装置の定着装置。 - 【請求項２】 ヒートローラの表面の温度を検出する温
度センサと、この温度センサの検出温度に基づいて前記
誘導加熱用電源の出力を制御する電源制御部とを備え、
ヒートローラの表面温度が所定温度に維持されるように
前記出力を制御するように構成してなる請求項１の画像
形成装置の定着装置。 - 【請求項３】 加熱コイルは、その渦巻パターンの隣接
するパターンの相互間間隔が、ヒートローラの軸方向の
中央部では粗に形成し、両端部では密に形成してなる請
求項２の画像形成装置の定着装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6107417A JP2616433B2 (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | 画像形成装置の定着装置 |
| US08/428,342 US5666627A (en) | 1994-04-25 | 1995-04-25 | Fixing device which utilizes heat generated by electromagnetic induction |
| DE69531323T DE69531323T2 (de) | 1994-04-25 | 1995-04-25 | Fixiervorrichtung unter Verwendung von durch elektromagnetische Induktion erzeugter Wärme |
| EP95302755A EP0679961B1 (en) | 1994-04-25 | 1995-04-25 | A fixing device which utilizes heat generated by electromagnetic induction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6107417A JP2616433B2 (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | 画像形成装置の定着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07295414A JPH07295414A (ja) | 1995-11-10 |
| JP2616433B2 true JP2616433B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=14458627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6107417A Expired - Fee Related JP2616433B2 (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | 画像形成装置の定着装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5666627A (ja) |
| EP (1) | EP0679961B1 (ja) |
| JP (1) | JP2616433B2 (ja) |
| DE (1) | DE69531323T2 (ja) |
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| JPH09325629A (ja) * | 1996-05-31 | 1997-12-16 | Canon Inc | 加熱装置および画像形成装置 |
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