JP3503418B2 - 誘導加熱定着装置 - Google Patents
誘導加熱定着装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真式
の複写機、プリンタ、およびファクシミリなどに用いら
れる誘導加熱方式の定着装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】電子写真式の複写機、プリンタ、および
ファクシミリなどには、記録媒体である記録紙や転写材
などのシート上に形成されたトナー像を同シートに定着
させる定着装置が設けられている。 【０００３】定着装置には種々の方式があるが、例え
ば、一般的な熱ローラ方式の定着装置は、シート上のト
ナーを熱溶融させる定着ローラと、この定着ローラに圧
接してシートを挟持する加圧ローラとを有している。定
着ローラは円筒状に形成され、その内部にこの定着ロー
ラを加熱するための発熱体が設けられている。この発熱
体によって、定着ローラはトナーの溶融定着に必要な温
度（定着可能温度）まで加熱される。 【０００４】熱ローラ定着装置における発熱体として
は、一般に、例えばハロゲンヒータランプなどの管状ヒ
ータが用いられており、現在は、このハロゲンヒータラ
ンプを定着ローラの中心軸に配設して、ハロゲンヒータ
ランプの放射熱により定着ローラを加熱するものが主流
となっている。ところが、このようなハロゲンヒータラ
ンプを用いた定着装置は、コスト的に低価格ではある
が、放射熱による加熱であるため、熱効率が低く、エネ
ルギーロスが大きいという欠点がある。 【０００５】そこで、このようなハロゲンヒータランプ
による加熱の欠点を解決し、近年の省エネルギー化の要
請にこたえるため、例えば特公平４−７３１５５号公報
に開示されているように、閉磁路を形成するためのコア
（鉄心）の一部にコイル（誘導コイル）を巻装し、この
コイルが巻装されたコアを導電性の定着ローラの内部に
挿通して、該コイルに交流電流を流すことにより定着ロ
ーラに誘導電流を発生させて定着ローラを発熱させるよ
うにした誘導加熱方式の定着装置が開発されている。 【０００６】このような誘導加熱を用いた定着装置は、
定着ローラを電磁誘導によって直接発熱させる形態であ
るため、ハロゲンヒータランプによる加熱方式と比べ
て、熱変換効率が高く、より少ない電力で定着ローラ表
面を定着可能温度まで迅速に昇温させることが可能とな
る。特に上記公報の如く閉磁路を形成するコアを持つも
のは磁束の漏れがほとんどないため、効率良く定着ロー
ラに二次電流を生じさせることができるので、省エネル
ギー効果が高く、したがって大型の高速複写機や高速プ
リンタなどに適している。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
も示されているように、コアが挿通された定着ローラを
有する誘導加熱定着装置においては、従来一般に、定着
ローラを回転自在に支持するため、コアを取り囲むよう
にして金属製のベアリング、スリーブ、支持フレーム、
固定リングなどの各種導電性支持部材が設けられてい
る。 【０００８】ところが、このようなローラ支持構造で
は、定着ローラを支持する導電性（金属製）の支持部材
がコアの一部を取り囲んで閉ループを形成しているた
め、定着ローラのみならず支持部材も誘導加熱されるこ
とになり、支持部材での消費電力分だけ定着ローラでの
消費電力が低減され、定着ローラの発熱量（二次銅損）
が減ってしまうという問題がある。 【０００９】本発明は、このような上記従来技術に伴う
問題を解決するためになされたものであり、定着ローラ
の支持部材を導電性の材料で構成したとしても、該支持
部材を誘導加熱することなく、定着ローラのみを誘導加
熱して、その発熱量を最大にすることができる誘導加熱
定着装置を提供することを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、記録媒体上に形成されたトナー像を前記記
録媒体に定着させる誘導加熱方式の誘導加熱定着装置に
おいて、導電性材料で形成された円筒形状の定着ローラ
と、前記定着ローラに圧接して設けられ、前記記録媒体
を前記定着ローラとの間で挟持する加圧ローラと、前記
定着ローラの中空部に一部が挿通され、閉磁路を形成す
るコアと、前記コアの一部に巻装されて前記定着ローラ
の前記中空部に配置され、前記定着ローラを誘導加熱す
るコイルと、前記コアの一部を取り囲んで閉ループを形
成し、前記定着ローラを支持する導電性の支持部材と、
前記支持部材と接触し、前記コアに生じた磁束の一部を
前記支持部材に貫通させる磁束貫通部材とを有すること
を特徴とする。 【００１１】この発明の構成によると、閉磁路を形成す
るコアの一部を取り囲んで閉ループを形成する導電性の
支持部材に磁束貫通部材を接触させて、コアに生じた磁
束の一部をその支持部材を貫通させるようにしたので、
支持部材は誘導加熱されることがなく、つまり支持部材
での二次銅損はなくなり、支持部材での消費エネルギー
は鉄損に変わる（鉄損＜銅損）。したがって、支持部材
での消費電力が低減され、その分だけ定着ローラでの消
費電力が増加するため、定着ローラの発熱量（二次銅
損）が増大する。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、添付した図面を用いて本発
明の実施の形態を説明する。 【００１３】図１は本発明を適用した誘導加熱定着装置
（以下単に「定着装置」と称する）の要部の概略構成を
示す断面図、図２は同装置の定着ローラの支持構造の概
略構成を示す断面図である。 【００１４】この定着装置は、記録媒体としてのシート
１上に保持されたトナー２を加熱溶融して該シート１に
定着させるものであって、図１中矢印ａ方向に回転駆動
可能に設けられた定着ローラ３と、この定着ローラ３に
圧接して設けられ、定着ローラ３の回転に伴って従動回
転する加圧ローラ４と、定着ローラ３を誘導加熱するコ
イル５とを有する。 【００１５】定着ローラ３は、導電性の円筒形中空パイ
プであり、例えば炭素鋼管、ステンレス合金管、または
アルミニウム管などの導電性材料から形成され（ローラ
シェル）、加圧ローラ４からの圧接力に対して十分な機
械的強度を確保できる範囲内でかつ一定の熱容量を確保
できる肉厚で形成されている。また、その外周面には、
シート１を分離しやすくするため、フッ素樹脂をコーテ
ィングして、トナー２に対して良好な離型性と耐熱性を
有する耐熱離型層が形成されている。 【００１６】加圧ローラ４も円筒形であって、軸芯６
と、この軸芯６の周囲に形成されたシリコンゴム層７と
で構成されている。シリコンゴム層７は、表面からシー
ト１が離れやすい離型性を有するとともに耐熱性をも有
するゴム層である。また、加圧ローラ４は、図示しない
ばね材により、定着ローラ３に向かう方向に常時付勢さ
れている。 【００１７】また、この定着装置は閉磁路を形成する矩
形状のコア８を有し、このコア８の一部が定着ローラ３
の中空部３ａを貫通している。コイル５は、巻線９をコ
ア８に螺旋状に巻回して形成され、定着ローラ３の内部
に同心状に配置されている。コア８は、通常のトランス
などに用いられているいわゆる鉄心であり、例えば珪素
鋼板積層鉄心のように高透磁率のものが好ましい。もち
ろん積層鉄心に代えて柱状鉄心でもよい。また、コイル
５の巻線９としては、表面に融着層と絶縁層を持つ通常
の単一導線が用いられている。 【００１８】定着ローラ３の支持構造としては、図２に
示すように、定着ローラ３の両端に段付きの筒状スリー
ブ１１が嵌め込まれ、このスリーブ１１は支持フレーム
（板金）１２に設けられた取付穴１３を貫通している。
また、コア８も支持フレーム１２を貫通している。スリ
ーブ１１と支持フレーム１２（の取付穴１３）の間には
ベアリング１４が配置されている。また、定着ローラ３
の軸方向位置を規制する固定リング１５が、定着ローラ
３の端部に形成されたリング溝１６に嵌め込まれてい
る。これらスリーブ１１、支持フレーム１２、ベアリン
グ１４、固定リング１５はすべて導電性を有する金属製
のものであって、支持部材を構成している。これら支持
部材１１、１２、１４、１５によって定着ローラ３は回
転自在に支持されている。なお、定着ローラ３は、その
片端に図示しない駆動ギアが固定され、この駆動ギアに
接続されたモータなどの駆動源（図示せず）によって回
転駆動される。 【００１９】定着動作においては、まず、図示しない交
流電源をコイル５に印加して、誘導加熱によって定着ロ
ーラ３の温度が定着に適した温度（例えば、１５０〜２
００℃）になるまで加熱する。ローラ温度が定着可能温
度に達した後は、定着ローラ３と加圧ローラ４は摺接し
ながら互いに逆方向へ回転し、トナー２が付着したシー
ト１を挟持する。すなわち、未定着のトナー２を保持し
たシート１は、図１中矢印ｂで示すように左方向から搬
送され、定着ローラ３と加圧ローラ４との接触部である
ニップ部１０に向かって送り込まれた後、加熱された定
着ローラ３の熱と両ローラ３、４から作用する圧力とを
受けながら、ニップ部１０で挟持されつつ搬送される。
この過程において、シート１上のトナー２は、ニップ部
１０で、定着ローラ３の熱により溶融し、両ローラ３、
４から作用する圧力によりシート１上に定着される。ニ
ップ部１０を通過してトナ２ーが定着したシート１は、
定着ローラ３および加圧ローラ４の回転に伴い、図２中
右方向に搬送される。そして、図示しない排紙ローラに
よって搬送され、複写機やプリンタなどの排紙トレイ
（図示せず）上に排出される。 【００２０】ところが、上記したような定着ローラ３の
支持構造では、定着ローラ３を支持する導電性（金属
製）の支持部材１１、１２、１４、１５がコア８の一部
を取り囲んで閉ループを形成しているため、定着動作に
おいて、定着ローラ３のみならず支持部材１１、１２、
１４、１５も誘導加熱されることになり、前述したよう
に、定着ローラの発熱量（二次銅損）が低減してしま
う。 【００２１】そこで、本発明では、支持部材（例えば、
図２の例では、ベアリング１４）に磁束貫通部材１７を
接触させて、コア８に生じた磁束φの一部を支持部材１
１、１２、１４、１５に貫通させるようにしている。例
えば、この磁束貫通部材１７はコア８の一部をなし、コ
ア８から突き出る形で形成されている。これにより、後
述するように、支持部材１１、１２、１４、１５は誘導
加熱されることがなくなり、二次銅損としてではなく鉄
損として電力が消費されることになる。 【００２２】以上のように構成された誘導加熱定着装置
の基本的な動作原理は、トランスと同様であり、コイル
５が誘導コイルとして入力側である一次コイル（Ｎ巻
き）に相当し、定着ローラ３がローラシェルとして出力
側である二次コイル（１巻き）に相当する。そして、一
次コイル（コイル５）に交流電圧Ｖ1 を印加し電流Ｉ1
が流れると、閉磁路を形成するコア９に磁束φが生じ、
この磁束φの変化によって二次コイル（定着ローラ３）
に誘導起電力Ｖ2 が生じて、定着ローラ３の円周方向に
沿って誘導電流Ｉ2 が流れる。このとき、コア９によっ
て閉磁路が形成されているため原理的には漏れ磁束がな
く、したがって一次側（入力）エネルギーＶ1 ×Ｉ1 と
二次側（出力）エネルギーＶ2 ×Ｉ2 とはほぼ等しくな
る。 【００２３】この誘導加熱において発熱する部分は三ヶ
所あり、一つ目は、一次コイルの導線（銅内）に発生す
る一次銅損、つまりコイル５の発熱であり、二つ目は、
二次コイルの導線（銅内）に発生する二次銅損、つまり
定着ローラ３の発熱であり、三つ目は、鉄心内部に生じ
るジュール熱損とヒステリシス損からなる鉄損、つまり
コア９の発熱である。誘導加熱定着装置では、一つ目と
三つ目の損失（発熱）がエネルギーロスとなるため、こ
れらの損失（発熱）を極力抑える一方で、二つ目の銅損
（ジュール熱）を熱エネルギーとして利用して定着ロー
ラ３を発熱させるようにしている。 【００２４】特に、本実施形態では、閉磁路を形成する
コア８の一部を取り囲んで閉ループを形成する導電性の
支持部材（ベアリング１４）に磁束貫通部材１７を接触
させることで、コア８に生じた磁束φの一部を支持部材
１１、１２、１４、１５を貫通させるようにしたので、
支持部材１１、１２、１４、１５は誘導加熱されること
がなくなり、つまり支持部材１１、１２、１４、１５で
の二次銅損はなくなり、支持部材１１、１２、１４、１
５での消費エネルギーはすべて銅損から鉄損に変わるこ
とになる。鉄損は銅損よりも小さい。したがって、支持
部材１１、１２、１４、１５での消費電力（エネルギー
ロス）が低減され、その分だけ定着ローラ３での消費電
力が増加するため、効率がより一層高くなり、定着ロー
ラ３の発熱量（二次銅損）が増大する。すなわち、導電
性の材料で支持部材１１、１２、１４、１５を形成した
としても、これら支持部材１１、１２、１４、１５でエ
ネルギーが無駄に消費されることがなくなるため、定着
ローラ３のみを効率良く誘導加熱することができるよう
になり、より高い省エネルギー効果が得られる。 【００２５】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コアの一部を取り囲んで閉ループを形成する導電性の支
持部材に磁束貫通部材を接触させることで、コアに生じ
た磁束の一部を支持部材を貫通させるようにしたので、
支持部材は誘導加熱されることなく（二次銅損なし）、
すべて鉄損として消費させることができる。したがっ
て、支持部材での消費電力（エネルギーロス）が低減さ
れ、その分だけ定着ローラでの消費電力が増加するた
め、効率がより一層高くなり、定着ローラの発熱量（二
次銅損）を最大にすることが可能となる。
の複写機、プリンタ、およびファクシミリなどに用いら
れる誘導加熱方式の定着装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】電子写真式の複写機、プリンタ、および
ファクシミリなどには、記録媒体である記録紙や転写材
などのシート上に形成されたトナー像を同シートに定着
させる定着装置が設けられている。 【０００３】定着装置には種々の方式があるが、例え
ば、一般的な熱ローラ方式の定着装置は、シート上のト
ナーを熱溶融させる定着ローラと、この定着ローラに圧
接してシートを挟持する加圧ローラとを有している。定
着ローラは円筒状に形成され、その内部にこの定着ロー
ラを加熱するための発熱体が設けられている。この発熱
体によって、定着ローラはトナーの溶融定着に必要な温
度（定着可能温度）まで加熱される。 【０００４】熱ローラ定着装置における発熱体として
は、一般に、例えばハロゲンヒータランプなどの管状ヒ
ータが用いられており、現在は、このハロゲンヒータラ
ンプを定着ローラの中心軸に配設して、ハロゲンヒータ
ランプの放射熱により定着ローラを加熱するものが主流
となっている。ところが、このようなハロゲンヒータラ
ンプを用いた定着装置は、コスト的に低価格ではある
が、放射熱による加熱であるため、熱効率が低く、エネ
ルギーロスが大きいという欠点がある。 【０００５】そこで、このようなハロゲンヒータランプ
による加熱の欠点を解決し、近年の省エネルギー化の要
請にこたえるため、例えば特公平４−７３１５５号公報
に開示されているように、閉磁路を形成するためのコア
（鉄心）の一部にコイル（誘導コイル）を巻装し、この
コイルが巻装されたコアを導電性の定着ローラの内部に
挿通して、該コイルに交流電流を流すことにより定着ロ
ーラに誘導電流を発生させて定着ローラを発熱させるよ
うにした誘導加熱方式の定着装置が開発されている。 【０００６】このような誘導加熱を用いた定着装置は、
定着ローラを電磁誘導によって直接発熱させる形態であ
るため、ハロゲンヒータランプによる加熱方式と比べ
て、熱変換効率が高く、より少ない電力で定着ローラ表
面を定着可能温度まで迅速に昇温させることが可能とな
る。特に上記公報の如く閉磁路を形成するコアを持つも
のは磁束の漏れがほとんどないため、効率良く定着ロー
ラに二次電流を生じさせることができるので、省エネル
ギー効果が高く、したがって大型の高速複写機や高速プ
リンタなどに適している。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
も示されているように、コアが挿通された定着ローラを
有する誘導加熱定着装置においては、従来一般に、定着
ローラを回転自在に支持するため、コアを取り囲むよう
にして金属製のベアリング、スリーブ、支持フレーム、
固定リングなどの各種導電性支持部材が設けられてい
る。 【０００８】ところが、このようなローラ支持構造で
は、定着ローラを支持する導電性（金属製）の支持部材
がコアの一部を取り囲んで閉ループを形成しているた
め、定着ローラのみならず支持部材も誘導加熱されるこ
とになり、支持部材での消費電力分だけ定着ローラでの
消費電力が低減され、定着ローラの発熱量（二次銅損）
が減ってしまうという問題がある。 【０００９】本発明は、このような上記従来技術に伴う
問題を解決するためになされたものであり、定着ローラ
の支持部材を導電性の材料で構成したとしても、該支持
部材を誘導加熱することなく、定着ローラのみを誘導加
熱して、その発熱量を最大にすることができる誘導加熱
定着装置を提供することを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、記録媒体上に形成されたトナー像を前記記
録媒体に定着させる誘導加熱方式の誘導加熱定着装置に
おいて、導電性材料で形成された円筒形状の定着ローラ
と、前記定着ローラに圧接して設けられ、前記記録媒体
を前記定着ローラとの間で挟持する加圧ローラと、前記
定着ローラの中空部に一部が挿通され、閉磁路を形成す
るコアと、前記コアの一部に巻装されて前記定着ローラ
の前記中空部に配置され、前記定着ローラを誘導加熱す
るコイルと、前記コアの一部を取り囲んで閉ループを形
成し、前記定着ローラを支持する導電性の支持部材と、
前記支持部材と接触し、前記コアに生じた磁束の一部を
前記支持部材に貫通させる磁束貫通部材とを有すること
を特徴とする。 【００１１】この発明の構成によると、閉磁路を形成す
るコアの一部を取り囲んで閉ループを形成する導電性の
支持部材に磁束貫通部材を接触させて、コアに生じた磁
束の一部をその支持部材を貫通させるようにしたので、
支持部材は誘導加熱されることがなく、つまり支持部材
での二次銅損はなくなり、支持部材での消費エネルギー
は鉄損に変わる（鉄損＜銅損）。したがって、支持部材
での消費電力が低減され、その分だけ定着ローラでの消
費電力が増加するため、定着ローラの発熱量（二次銅
損）が増大する。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、添付した図面を用いて本発
明の実施の形態を説明する。 【００１３】図１は本発明を適用した誘導加熱定着装置
（以下単に「定着装置」と称する）の要部の概略構成を
示す断面図、図２は同装置の定着ローラの支持構造の概
略構成を示す断面図である。 【００１４】この定着装置は、記録媒体としてのシート
１上に保持されたトナー２を加熱溶融して該シート１に
定着させるものであって、図１中矢印ａ方向に回転駆動
可能に設けられた定着ローラ３と、この定着ローラ３に
圧接して設けられ、定着ローラ３の回転に伴って従動回
転する加圧ローラ４と、定着ローラ３を誘導加熱するコ
イル５とを有する。 【００１５】定着ローラ３は、導電性の円筒形中空パイ
プであり、例えば炭素鋼管、ステンレス合金管、または
アルミニウム管などの導電性材料から形成され（ローラ
シェル）、加圧ローラ４からの圧接力に対して十分な機
械的強度を確保できる範囲内でかつ一定の熱容量を確保
できる肉厚で形成されている。また、その外周面には、
シート１を分離しやすくするため、フッ素樹脂をコーテ
ィングして、トナー２に対して良好な離型性と耐熱性を
有する耐熱離型層が形成されている。 【００１６】加圧ローラ４も円筒形であって、軸芯６
と、この軸芯６の周囲に形成されたシリコンゴム層７と
で構成されている。シリコンゴム層７は、表面からシー
ト１が離れやすい離型性を有するとともに耐熱性をも有
するゴム層である。また、加圧ローラ４は、図示しない
ばね材により、定着ローラ３に向かう方向に常時付勢さ
れている。 【００１７】また、この定着装置は閉磁路を形成する矩
形状のコア８を有し、このコア８の一部が定着ローラ３
の中空部３ａを貫通している。コイル５は、巻線９をコ
ア８に螺旋状に巻回して形成され、定着ローラ３の内部
に同心状に配置されている。コア８は、通常のトランス
などに用いられているいわゆる鉄心であり、例えば珪素
鋼板積層鉄心のように高透磁率のものが好ましい。もち
ろん積層鉄心に代えて柱状鉄心でもよい。また、コイル
５の巻線９としては、表面に融着層と絶縁層を持つ通常
の単一導線が用いられている。 【００１８】定着ローラ３の支持構造としては、図２に
示すように、定着ローラ３の両端に段付きの筒状スリー
ブ１１が嵌め込まれ、このスリーブ１１は支持フレーム
（板金）１２に設けられた取付穴１３を貫通している。
また、コア８も支持フレーム１２を貫通している。スリ
ーブ１１と支持フレーム１２（の取付穴１３）の間には
ベアリング１４が配置されている。また、定着ローラ３
の軸方向位置を規制する固定リング１５が、定着ローラ
３の端部に形成されたリング溝１６に嵌め込まれてい
る。これらスリーブ１１、支持フレーム１２、ベアリン
グ１４、固定リング１５はすべて導電性を有する金属製
のものであって、支持部材を構成している。これら支持
部材１１、１２、１４、１５によって定着ローラ３は回
転自在に支持されている。なお、定着ローラ３は、その
片端に図示しない駆動ギアが固定され、この駆動ギアに
接続されたモータなどの駆動源（図示せず）によって回
転駆動される。 【００１９】定着動作においては、まず、図示しない交
流電源をコイル５に印加して、誘導加熱によって定着ロ
ーラ３の温度が定着に適した温度（例えば、１５０〜２
００℃）になるまで加熱する。ローラ温度が定着可能温
度に達した後は、定着ローラ３と加圧ローラ４は摺接し
ながら互いに逆方向へ回転し、トナー２が付着したシー
ト１を挟持する。すなわち、未定着のトナー２を保持し
たシート１は、図１中矢印ｂで示すように左方向から搬
送され、定着ローラ３と加圧ローラ４との接触部である
ニップ部１０に向かって送り込まれた後、加熱された定
着ローラ３の熱と両ローラ３、４から作用する圧力とを
受けながら、ニップ部１０で挟持されつつ搬送される。
この過程において、シート１上のトナー２は、ニップ部
１０で、定着ローラ３の熱により溶融し、両ローラ３、
４から作用する圧力によりシート１上に定着される。ニ
ップ部１０を通過してトナ２ーが定着したシート１は、
定着ローラ３および加圧ローラ４の回転に伴い、図２中
右方向に搬送される。そして、図示しない排紙ローラに
よって搬送され、複写機やプリンタなどの排紙トレイ
（図示せず）上に排出される。 【００２０】ところが、上記したような定着ローラ３の
支持構造では、定着ローラ３を支持する導電性（金属
製）の支持部材１１、１２、１４、１５がコア８の一部
を取り囲んで閉ループを形成しているため、定着動作に
おいて、定着ローラ３のみならず支持部材１１、１２、
１４、１５も誘導加熱されることになり、前述したよう
に、定着ローラの発熱量（二次銅損）が低減してしま
う。 【００２１】そこで、本発明では、支持部材（例えば、
図２の例では、ベアリング１４）に磁束貫通部材１７を
接触させて、コア８に生じた磁束φの一部を支持部材１
１、１２、１４、１５に貫通させるようにしている。例
えば、この磁束貫通部材１７はコア８の一部をなし、コ
ア８から突き出る形で形成されている。これにより、後
述するように、支持部材１１、１２、１４、１５は誘導
加熱されることがなくなり、二次銅損としてではなく鉄
損として電力が消費されることになる。 【００２２】以上のように構成された誘導加熱定着装置
の基本的な動作原理は、トランスと同様であり、コイル
５が誘導コイルとして入力側である一次コイル（Ｎ巻
き）に相当し、定着ローラ３がローラシェルとして出力
側である二次コイル（１巻き）に相当する。そして、一
次コイル（コイル５）に交流電圧Ｖ1 を印加し電流Ｉ1
が流れると、閉磁路を形成するコア９に磁束φが生じ、
この磁束φの変化によって二次コイル（定着ローラ３）
に誘導起電力Ｖ2 が生じて、定着ローラ３の円周方向に
沿って誘導電流Ｉ2 が流れる。このとき、コア９によっ
て閉磁路が形成されているため原理的には漏れ磁束がな
く、したがって一次側（入力）エネルギーＶ1 ×Ｉ1 と
二次側（出力）エネルギーＶ2 ×Ｉ2 とはほぼ等しくな
る。 【００２３】この誘導加熱において発熱する部分は三ヶ
所あり、一つ目は、一次コイルの導線（銅内）に発生す
る一次銅損、つまりコイル５の発熱であり、二つ目は、
二次コイルの導線（銅内）に発生する二次銅損、つまり
定着ローラ３の発熱であり、三つ目は、鉄心内部に生じ
るジュール熱損とヒステリシス損からなる鉄損、つまり
コア９の発熱である。誘導加熱定着装置では、一つ目と
三つ目の損失（発熱）がエネルギーロスとなるため、こ
れらの損失（発熱）を極力抑える一方で、二つ目の銅損
（ジュール熱）を熱エネルギーとして利用して定着ロー
ラ３を発熱させるようにしている。 【００２４】特に、本実施形態では、閉磁路を形成する
コア８の一部を取り囲んで閉ループを形成する導電性の
支持部材（ベアリング１４）に磁束貫通部材１７を接触
させることで、コア８に生じた磁束φの一部を支持部材
１１、１２、１４、１５を貫通させるようにしたので、
支持部材１１、１２、１４、１５は誘導加熱されること
がなくなり、つまり支持部材１１、１２、１４、１５で
の二次銅損はなくなり、支持部材１１、１２、１４、１
５での消費エネルギーはすべて銅損から鉄損に変わるこ
とになる。鉄損は銅損よりも小さい。したがって、支持
部材１１、１２、１４、１５での消費電力（エネルギー
ロス）が低減され、その分だけ定着ローラ３での消費電
力が増加するため、効率がより一層高くなり、定着ロー
ラ３の発熱量（二次銅損）が増大する。すなわち、導電
性の材料で支持部材１１、１２、１４、１５を形成した
としても、これら支持部材１１、１２、１４、１５でエ
ネルギーが無駄に消費されることがなくなるため、定着
ローラ３のみを効率良く誘導加熱することができるよう
になり、より高い省エネルギー効果が得られる。 【００２５】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コアの一部を取り囲んで閉ループを形成する導電性の支
持部材に磁束貫通部材を接触させることで、コアに生じ
た磁束の一部を支持部材を貫通させるようにしたので、
支持部材は誘導加熱されることなく（二次銅損なし）、
すべて鉄損として消費させることができる。したがっ
て、支持部材での消費電力（エネルギーロス）が低減さ
れ、その分だけ定着ローラでの消費電力が増加するた
め、効率がより一層高くなり、定着ローラの発熱量（二
次銅損）を最大にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用した誘導加熱定着装置の要部の
概略構成を示す断面図である。 【図２】 同定着装置の定着ローラの支持構造の概略構
成を示す断面図である。 【符号の説明】 １…シート（記録媒体） ２…トナー ３…定着ローラ ４…加圧ローラ ５…コイル ８…コア １１…スリーブ（支持部材） １２…支持フレーム（支持部材） １４…ベアリング（支持部材） １５…固定リング（支持部材） １７…磁束貫通部材
概略構成を示す断面図である。 【図２】 同定着装置の定着ローラの支持構造の概略構
成を示す断面図である。 【符号の説明】 １…シート（記録媒体） ２…トナー ３…定着ローラ ４…加圧ローラ ５…コイル ８…コア １１…スリーブ（支持部材） １２…支持フレーム（支持部材） １４…ベアリング（支持部材） １５…固定リング（支持部材） １７…磁束貫通部材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03G 13/20
G03G 15/20
H05B 6/00 - 6/44
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 記録媒体上に形成されたトナー像を前記
記録媒体に定着させる誘導加熱方式の誘導加熱定着装置
において、 導電性材料で形成された円筒形状の定着ローラと、 前記定着ローラに圧接して設けられ、前記記録媒体を前
記定着ローラとの間で挟持する加圧ローラと、 前記定着ローラの中空部に一部が挿通され、閉磁路を形
成するコアと、 前記コアの一部に巻装されて前記定着ローラの前記中空
部に配置され、前記定着ローラを誘導加熱するコイル
と、 前記コアの一部を取り囲んで閉ループを形成し、前記定
着ローラを支持する導電性の支持部材と、 前記支持部材と接触し、前記コアに生じた磁束の一部を
前記支持部材に貫通させる磁束貫通部材と、 を有することを特徴とする誘導加熱定着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12576297A JP3503418B2 (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 誘導加熱定着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12576297A JP3503418B2 (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 誘導加熱定着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10319750A JPH10319750A (ja) | 1998-12-04 |
| JP3503418B2 true JP3503418B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=14918202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12576297A Expired - Fee Related JP3503418B2 (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 誘導加熱定着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3503418B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8071543B2 (en) | 2002-12-31 | 2011-12-06 | Sygnis Bioscience Gmbh & Co. Kg | Methods of treating neurological conditions with hematopoeitic growth factors |
-
1997
- 1997-05-15 JP JP12576297A patent/JP3503418B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8071543B2 (en) | 2002-12-31 | 2011-12-06 | Sygnis Bioscience Gmbh & Co. Kg | Methods of treating neurological conditions with hematopoeitic growth factors |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10319750A (ja) | 1998-12-04 |
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