JP3762624B2 - 定着装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、ＦＡＸ、プリンタ等の画像形成装置の定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記のような定着装置は、未定着のトナーが付着した用紙を加熱する加熱ローラと、加圧ローラとを具えていて、加熱ローラと加圧ローラとで前記用紙を加熱加圧して、トナーを用紙に定着する。そしてこのような定着装置は、加熱ローラの内部に加熱ヒータとしてハロゲンヒータ等を具え、このヒータによって加熱ローラの内部を加熱して、加熱ローラを所定の温度にまで上昇させるものである。しかしながらこのような加熱方式は、加熱ローラを必要な温度にするまでの加熱時間が長く、またヒータの損失が大きいという問題がある。
【０００３】
このような問題を解消しようということで、近時誘導加熱方式を採用した定着装置が増えている。このような誘導加熱方式の定着装置は、加熱ローラを電磁誘導による渦電流によって、瞬時に加熱することができるものであって、その典型的な構成例としては、加熱ローラの内部にハロゲンヒータに代えて誘導コイルを設置するものであり、このような定着装置は加熱時間を短縮し、効率も良好なことから環境問題に好結果をもたらすものとして注目されている。
【０００４】
ところで前記のような定着装置においては、誘導コイルによって、画像の定着に必要な160〜200℃程度まで加熱されるが、この場合誘導コイルが加熱ローラ内に位置しているため、加熱の必要のない誘導コイル自体も、加熱ローラの伝導熱や輻射熱によって加熱され、安全規格となっている温度上昇規制値を超えてしまうという問題や、ひどい場合には誘導コイルが焼損するというような問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこでこのような問題を解消する方策として、(1)加熱ローラと誘導コイルとの間に断熱材を挿入したり、(2)誘導コイルの内部に冷却風を送る等のものがあったが、(1)の場合には加熱ローラ内に熱がこもって誘導コイルの温度を下降させることができず、(2)の場合には温度を上昇すべき加熱ローラの温度が反対に下降してしまい、また誘導コイルを充分に冷却することができないというような問題がある。
【０００６】
そこで本発明の目的は、前記のような従来の定着装置の持つ問題を解消し、加熱ローラによる誘導コイル自体の温度上昇を防止し、誘導コイルだけを冷却することのできる定着装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記のような目的を達成するために、加熱ローラの内部に設けた非導電性の筒状断熱体の内側に誘導コイルを設け、該誘導コイルの中心に風を流して誘導コイルを空冷する定着装置において、請求項１に記載の発明は、前記筒状断熱体は、密封された環状の中空室を有する２重構造体に形成され、前記中空室の壁には中空室内の空気を吸出して中空室内を減圧可能にする吸気パイプが、キャップで密閉して取り付けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、筒状断熱体の色は、ほぼ白色となっていることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図面に示す本発明の各実施形態において、１，２に示すこの発明の第１実施形態において、１は加熱ローラ、２は加圧ローラを示し、加熱ローラ１は定着装置の側板６に設けられた軸受５によって回転可能に支持され、加熱ローラ１の内部に誘導コイル３が設けられている。この誘導コイル３は、非導電性の筒状断熱体からなるボビン４の内部に保持されて、その両端は図示を省略したリード線を有していて、このリード線によって高周波電流を通電するようになっている。ボビン４は定着装置の側板６に設けられたブラケット７によって、回転しないように保持されている。
【００１２】
加熱ローラ１の本体は、ステンレス、又は鉄等の磁性材料によって構成され、その外側にフッ素樹脂からなる離型層が設けられており、この本体の一側端には駆動歯車11が取り付けられていて、図示を省略した作動歯車と噛合して、作動歯車の作動によって加熱ローラ１を駆動するようになっている。
【００１３】
ボビン４は、その肉厚の中間に密閉された環状の中空室８が形成されて２重構造となっており、ガスインジェクション成形法によって製作されている。そしてこのボビン４の一端開口部には、ファン９のケーシング10がほぼ円筒形のガイド部材14によって、ボビン４に着脱可能に取り付けられている。
【００１４】
前記のようなものによって、定着作動をするに際しては、加熱ローラ１内の誘導コイル３に高周波電流を通電し、この誘導電流に伴うジュール熱によって加熱ローラ１を加熱し、図２に示すように、定着されるべきトナー画像ＴＩを有する記録シートＳが、この加熱ローラ１と加圧ローラ２とのニップ部において、加圧加熱されながら矢印の方向に搬送され、熱と圧力とでトナー画像ＴＩが記録シートＳに定着される。
【００１５】
このようにして定着作動を行なうに際しては、中空室８による断熱効果と、必要に応じてファン９を作動して送られる空気による適正な誘導コイル３の冷却により、加熱ローラ１から誘導コイル３への熱が遮断されるとともに、誘導コイル３による加熱ローラ１からの無用な熱の奪取を防止することとなる。
【００１６】
図３に示す本発明の第２実施形態は、第１実施形態において、中空室８の一方の端壁に吸気パイプ12を取り付け、この吸気パイプ12を介して中空室８内の空気を吸出して中空室８内を減圧したうえ、キャップ13で密閉する。この場合の減圧度は、材料の強度によって変更し、内外側がつぶれない程度とする。この減圧により、空気層を伝達する熱移動量を減少させることができる。
【００１７】
図示するのを省略したが、本発明の第３実施形態は、前記第１、第２実施形態において、ボビン４の色がほぼ白色となっているものである。このような色は、輻射熱を反射し易い放射係数の低いものであることから、輻射熱の吸収を防止することとなる。この実施形態の場合、それを構成する手段としてボビン４の表面に白色塗料を塗布することが有効であるが、ボビン４がガスインジェクション成形等によって構成される場合には、中空室に後に着色することができないことから、材料自体が白色系統のものを使用することとする。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は前記のようであって、加熱ローラの内部に設けた非導電性の筒状断熱体の内側に誘導コイルを設け、該誘導コイルの中心に風を流して誘導コイルを空冷する定着装置において、請求項１に記載の発明は、前記筒状断熱体は、密封された環状の中空室を有する２重構造体に形成され、前記中空室の壁には中空室内の空気を吸出して中空室内を減圧可能にする吸気パイプが、キャップで密閉して取り付けられているので、誘導加熱の特性に影響を及ぼすことなく、加熱ローラから誘導コイルへの熱は、２重構造体からなる断熱材で遮断し、かつ冷却風は誘導コイルだけを冷却することにより、加熱ローラから熱を奪取するのを防止することができ、さらに加熱ローラの表面から熱を取奪することのなく、効率が良好であるという効果がある。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、筒状断熱体の色は、ほぼ白色となっているので、加熱ローラからの輻射熱を防止することができて、外側から内側への輻射熱を防止し、さらに誘導コイルを冷却する副作用として、筒状断熱体を通して加熱ローラが冷却されるのを防止するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の縦断正面図である。
【図２】同上の矢印２−２による断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態の要部の断面図である。
【符号の説明】
１ 加熱ローラ ２ 加圧ローラ
３ 誘導コイル ４ ボビン
５ 軸受 ６ 側板
７ ブラケット ８ 中空室
９ ファン 10 ケーシング
11 駆動歯車 12 吸気パイプ
13 キャップ 14 ガイド部材
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、ＦＡＸ、プリンタ等の画像形成装置の定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記のような定着装置は、未定着のトナーが付着した用紙を加熱する加熱ローラと、加圧ローラとを具えていて、加熱ローラと加圧ローラとで前記用紙を加熱加圧して、トナーを用紙に定着する。そしてこのような定着装置は、加熱ローラの内部に加熱ヒータとしてハロゲンヒータ等を具え、このヒータによって加熱ローラの内部を加熱して、加熱ローラを所定の温度にまで上昇させるものである。しかしながらこのような加熱方式は、加熱ローラを必要な温度にするまでの加熱時間が長く、またヒータの損失が大きいという問題がある。
【０００３】
このような問題を解消しようということで、近時誘導加熱方式を採用した定着装置が増えている。このような誘導加熱方式の定着装置は、加熱ローラを電磁誘導による渦電流によって、瞬時に加熱することができるものであって、その典型的な構成例としては、加熱ローラの内部にハロゲンヒータに代えて誘導コイルを設置するものであり、このような定着装置は加熱時間を短縮し、効率も良好なことから環境問題に好結果をもたらすものとして注目されている。
【０００４】
ところで前記のような定着装置においては、誘導コイルによって、画像の定着に必要な160〜200℃程度まで加熱されるが、この場合誘導コイルが加熱ローラ内に位置しているため、加熱の必要のない誘導コイル自体も、加熱ローラの伝導熱や輻射熱によって加熱され、安全規格となっている温度上昇規制値を超えてしまうという問題や、ひどい場合には誘導コイルが焼損するというような問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこでこのような問題を解消する方策として、(1)加熱ローラと誘導コイルとの間に断熱材を挿入したり、(2)誘導コイルの内部に冷却風を送る等のものがあったが、(1)の場合には加熱ローラ内に熱がこもって誘導コイルの温度を下降させることができず、(2)の場合には温度を上昇すべき加熱ローラの温度が反対に下降してしまい、また誘導コイルを充分に冷却することができないというような問題がある。
【０００６】
そこで本発明の目的は、前記のような従来の定着装置の持つ問題を解消し、加熱ローラによる誘導コイル自体の温度上昇を防止し、誘導コイルだけを冷却することのできる定着装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記のような目的を達成するために、加熱ローラの内部に設けた非導電性の筒状断熱体の内側に誘導コイルを設け、該誘導コイルの中心に風を流して誘導コイルを空冷する定着装置において、請求項１に記載の発明は、前記筒状断熱体は、密封された環状の中空室を有する２重構造体に形成され、前記中空室の壁には中空室内の空気を吸出して中空室内を減圧可能にする吸気パイプが、キャップで密閉して取り付けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、筒状断熱体の色は、ほぼ白色となっていることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図面に示す本発明の各実施形態において、１，２に示すこの発明の第１実施形態において、１は加熱ローラ、２は加圧ローラを示し、加熱ローラ１は定着装置の側板６に設けられた軸受５によって回転可能に支持され、加熱ローラ１の内部に誘導コイル３が設けられている。この誘導コイル３は、非導電性の筒状断熱体からなるボビン４の内部に保持されて、その両端は図示を省略したリード線を有していて、このリード線によって高周波電流を通電するようになっている。ボビン４は定着装置の側板６に設けられたブラケット７によって、回転しないように保持されている。
【００１２】
加熱ローラ１の本体は、ステンレス、又は鉄等の磁性材料によって構成され、その外側にフッ素樹脂からなる離型層が設けられており、この本体の一側端には駆動歯車11が取り付けられていて、図示を省略した作動歯車と噛合して、作動歯車の作動によって加熱ローラ１を駆動するようになっている。
【００１３】
ボビン４は、その肉厚の中間に密閉された環状の中空室８が形成されて２重構造となっており、ガスインジェクション成形法によって製作されている。そしてこのボビン４の一端開口部には、ファン９のケーシング10がほぼ円筒形のガイド部材14によって、ボビン４に着脱可能に取り付けられている。
【００１４】
前記のようなものによって、定着作動をするに際しては、加熱ローラ１内の誘導コイル３に高周波電流を通電し、この誘導電流に伴うジュール熱によって加熱ローラ１を加熱し、図２に示すように、定着されるべきトナー画像ＴＩを有する記録シートＳが、この加熱ローラ１と加圧ローラ２とのニップ部において、加圧加熱されながら矢印の方向に搬送され、熱と圧力とでトナー画像ＴＩが記録シートＳに定着される。
【００１５】
このようにして定着作動を行なうに際しては、中空室８による断熱効果と、必要に応じてファン９を作動して送られる空気による適正な誘導コイル３の冷却により、加熱ローラ１から誘導コイル３への熱が遮断されるとともに、誘導コイル３による加熱ローラ１からの無用な熱の奪取を防止することとなる。
【００１６】
図３に示す本発明の第２実施形態は、第１実施形態において、中空室８の一方の端壁に吸気パイプ12を取り付け、この吸気パイプ12を介して中空室８内の空気を吸出して中空室８内を減圧したうえ、キャップ13で密閉する。この場合の減圧度は、材料の強度によって変更し、内外側がつぶれない程度とする。この減圧により、空気層を伝達する熱移動量を減少させることができる。
【００１７】
図示するのを省略したが、本発明の第３実施形態は、前記第１、第２実施形態において、ボビン４の色がほぼ白色となっているものである。このような色は、輻射熱を反射し易い放射係数の低いものであることから、輻射熱の吸収を防止することとなる。この実施形態の場合、それを構成する手段としてボビン４の表面に白色塗料を塗布することが有効であるが、ボビン４がガスインジェクション成形等によって構成される場合には、中空室に後に着色することができないことから、材料自体が白色系統のものを使用することとする。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は前記のようであって、加熱ローラの内部に設けた非導電性の筒状断熱体の内側に誘導コイルを設け、該誘導コイルの中心に風を流して誘導コイルを空冷する定着装置において、請求項１に記載の発明は、前記筒状断熱体は、密封された環状の中空室を有する２重構造体に形成され、前記中空室の壁には中空室内の空気を吸出して中空室内を減圧可能にする吸気パイプが、キャップで密閉して取り付けられているので、誘導加熱の特性に影響を及ぼすことなく、加熱ローラから誘導コイルへの熱は、２重構造体からなる断熱材で遮断し、かつ冷却風は誘導コイルだけを冷却することにより、加熱ローラから熱を奪取するのを防止することができ、さらに加熱ローラの表面から熱を取奪することのなく、効率が良好であるという効果がある。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、筒状断熱体の色は、ほぼ白色となっているので、加熱ローラからの輻射熱を防止することができて、外側から内側への輻射熱を防止し、さらに誘導コイルを冷却する副作用として、筒状断熱体を通して加熱ローラが冷却されるのを防止するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の縦断正面図である。
【図２】同上の矢印２−２による断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態の要部の断面図である。
【符号の説明】
１ 加熱ローラ ２ 加圧ローラ
３ 誘導コイル ４ ボビン
５ 軸受 ６ 側板
７ ブラケット ８ 中空室
９ ファン 10 ケーシング
11 駆動歯車 12 吸気パイプ
13 キャップ 14 ガイド部材
Claims (2)
- 加熱ローラの内部に設けた非導電性の筒状断熱体の内側に誘導コイルを設け、該誘導コイルの中心に風を流して誘導コイルを空冷する定着装置において、
前記筒状断熱体は、密封された環状の中空室を有する２重構造体に形成され、前記中空室の壁には中空室内の空気を吸出して中空室内を減圧可能にする吸気パイプが、キャップで密閉して取り付けられていることを特徴とする定着装置。 - 筒状断熱体の色は、ほぼ白色となっていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000267927A JP3762624B2 (ja) | 2000-09-05 | 2000-09-05 | 定着装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000267927A Expired - Fee Related JP3762624B2 (ja) | 2000-09-05 | 2000-09-05 | 定着装置 |
Country Status (1)
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2000
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