JPH05121157A - 加熱ローラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 導体ローラと、このローラの内部に配置され
る磁石と、この磁石をローラに対し相対的に回転駆動す
る駆動機構とを備える。その磁石の回転により生じる交
番磁界内においてローラが誘導加熱される。 【効果】 高周波電源を用いることなく商用電源により
ローラを誘導加熱することができるので、コンパクト化
を図れると共に電源コストを低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加熱ローラ装置に関し、
例えば電子写真記録プロセスによって記録紙上に転写さ
れた未定着のトナーを定着させるために用いられる。

【０００２】

【従来の技術】加熱ローラとして、導体ローラの内部に
コイルを配置し、このコイルに高周波電流を印加するこ
とにより、ローラを誘導加熱する加熱ローラ装置が従来
より提案されている（特開昭５４‐３９６４５号公報参
照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ローラを誘導加熱する
ために高周波電源を用いると電源装置が大型化する。ま
た、低周波の商用電源の周波数を高周波に変換する場
合、その変換効率は７０％〜８０％程度と低いため、電
源コストが増大する。さらに、ローラの内部にコイルを
配置する場合、コイルを巻いたボビンの中心部での磁束
密度は大きいが加熱されるローラ表面の磁束密度は低い
ため加熱効率が低いという問題もある。

【０００４】本発明は上記従来技術の問題を解決するこ
とのできる加熱ローラ装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本件第１発明の特徴とす
るところは、導体ローラと、このローラの内部に配置さ
れる磁石と、この磁石をローラに対し相対的に回転駆動
する駆動機構とを備え、その磁石の回転により生じる交
番磁界内において導体ローラが誘導加熱される点にあ
る。

【０００６】本件第２発明の特徴とするところは、ロー
ラ支持部材と、このローラ支持部材によって軸中心に回
転可能に支持される２本の互いに対向するローラと、少
なくとも１本のローラの内部に配置される磁石と、この
磁石をローラに対し相対的に回転駆動する駆動機構とを
備え、少なくとも１本のローラが導体とされ、その磁石
の回転により生じる交番磁界内において導体ローラが誘
導加熱される点にある。

【０００７】本件第３発明の特徴とするところは、ロー
ラ支持部材と、このローラ支持部材に軸中心に回転可能
に支持される２本の互いに対向する導体ローラと、各ロ
ーラの内部に回転可能に配置される磁石と、各磁石をロ
ーラに対し相対的に回転駆動する駆動機構とを備え、各
磁石の磁極が回転方向に沿って交互に変化するものとさ
れ、両ローラの対向位置における一方の磁石の磁極と他
方の磁石の磁極とが異なるものとされ、その磁石の回転
により生じる交番磁界内において各導体ローラが誘導加
熱される点にある。

【０００８】

【作用】本件第１発明の構成によれば、導体ローラの内
部で磁石が相対的に回転駆動されることで交番磁界が発
生し、この交番磁界内のローラに渦電流が誘導され、ジ
ュール熱により導体ローラが誘導加熱される。

【０００９】本件第２発明の構成によれば、ローラ支持
部材に回転可能に支持された２本のローラの間に被搬送
物を挟んで搬送する場合に、少なくとも一本の導体ロー
ラが誘導加熱されることにより、その被搬送物を加熱す
ることができる。

【００１０】本件第３発明の構成によれば、ローラ支持
部材に回転可能に支持された２本の導体ローラ間に被搬
送物を挟んで搬送する場合に、磁石の回転により発生す
る交番磁界の磁束密度は、そのローラと被搬送物との接
触部において最大となることから、誘導加熱により被搬
送物を効率良く加熱することができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１２】図１および図２に示す加熱ローラ装置１は
例えば電子複写機やファクシミリに内蔵されるものであ
って、上ローラ支持部材２と、下ローラ支持部材３と、
上ローラ支持部材２に軸中心に回転可能に支持される上
ローラ５と、下ローラ支持部材３に回転可能に支持され
る下ローラ７と、上ローラ５の内部に配置される永久磁
石８と、下ローラ７の内部に配置される永久磁石９とを
備えている。

【００１３】その上ローラ５は導体であって中空の円筒
状に形成され、その両端内周に非磁性、非導電性のブッ
シュ１０が挿入され、ビス等により固定されている。各
ブッシュ１０と上ローラ支持部材２との間に非磁性、非
導電性の軸受４が介在されることで、上ローラ５は軸中
心に回転可能に支持されている。

【００１４】下ローラ７は導体であって中空の円筒状に
形成され、その両端内周に非磁性、非導電性のブッシュ
１１が挿入され、ビス等により固定されている。各ブッ
シュ１１と下ローラ支持部材３との間に非磁性、非導電
性の軸受６が介在されることで、下ローラ７は軸中心に
回転可能に支持されている。

【００１５】上ローラ５と下ローラ７とは互いに対向す
ると共に回転軸心は平行とされている。各ローラ５、７
の軸方向一方側のブッシュ１０、１１の外周に、互いに
噛み合うギヤ２５、２６が同行回転可能に嵌合されてい
る。両ギヤ２５、２６の一方が図外モータにより回転駆
動されることで、両ローラ５、７は互いに逆方向に同速
度で回転駆動される。これにより、両ローラ５、７によ
って被搬送物３０を挟み込んで図２において矢印方向に
搬送することが可能とされている。なお、両ローラ５、
７により被搬送物３０を加圧できるように、各ローラ支
持部材２、３は図外バネにより弾性力を受けている。

【００１６】各ローラ５、７の内部に配置される永久磁
石８、９は円柱状であって、その中心にはシャフト１
２、１４が同行回転可能に挿入されている。そのシャフ
ト１２、１４の両端は、非磁性、非導電性の軸受１３、
１５を介して前記ブッシュ１０、１１に回転可能に支持
されている。これにより、各ローラ５、７の回転軸心
と、各ローラ５、７の内部の永久磁石８、９の回転軸心
とは一致する。図２に示すように、各永久磁石８、９の
磁極は回転方向に沿って交互に変化するものとされてい
る。また、各ローラ５、７の対向位置、すなわち被搬送
物３０と接触する位置における一方の永久磁石８の磁極
と他方の永久磁石９の磁極とは異なるものとされてい
る。

【００１７】各シャフト１２、１４の一端には互いに噛
み合うギヤ２０、２１が同行回転可能に嵌合され、両ギ
ヤ２０、２１の一方が図外モータにより回転駆動され
る。そのモータの電源としては低周波の商用電源が用い
られる。これにより、両永久磁石８、９は互いに逆方向
に同速度で回転する。この永久磁石８、９は、その回転
速度が各ローラ５、７の回転速度よりも高速とされるこ
とで、各ローラ５、７に対し相対回転する。

【００１８】上記構成によれば、各ローラ５、７に対し
永久磁石８、９が相対的に回転駆動されることで交番磁
界が発生し、この交番磁界内の各ローラ５、７に渦電流
が誘導され、この渦電流に基づくジュール熱によりロー
ラ５、７が誘導加熱される。この熱によりローラ５、７
によって搬送される被搬送物３０を加熱することができ
る。その加熱温度はマグネット８、９の回転速度を制御
することで、被搬送物３０の搬送速度と無関係に調節す
ることができる。これにより、上記加熱ローラ装置１を
例えば電子複写機の定着部に用いることで、被搬送物で
ある記録紙上に転写された未定着のトナーを定着するこ
とができる。

【００１９】その交番磁界を発生させるために、大型の
高周波電源は不要で低周波の商用電源を用いることがで
きるので、コンパクト化を図ることができ、また、周波
数変換が不要であることから電力効率もよくなって電源
コストを低減することもできる。

【００２０】また、その交番磁界における磁束密度は、
両ローラ５、７の被搬送物３０との接触部において最大
となることから、被搬送物を効率良く加熱することがで
きる。

【００２１】また、各ローラ５、７は被搬送物３０との
接触部以外においても交番磁界内にあることから予熱さ
れることになり、これによっても加熱効率が向上する。

【００２２】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、図３に示すように一方のローラ４
０の内部にのみ磁石４１を配置し、他方のローラ４２の
みを導体とし、一方のローラ４０を非磁性、非導電性と
することで、他方のローラ４２のみを誘導加熱するよう
にしてもよい。また、図４に示すように単一の導体ロー
ラ４３の内部に磁石４４を配置することでローラ４３を
誘導加熱するようにしてもよい。また、磁石として電磁
石を用いてもよい。また、電子写真プロセスの定着用以
外の用途として例えば繊維や紙の加熱ローラとして用い
ることもできる。

【００２３】

【発明の効果】本件第１発明による加熱ローラ装置によ
れば、高周波電源を用いることなく商用電源によりロー
ラを誘導加熱することができるので、コンパクト化を図
れると共に電源コストを低減できる。さらに、本件第２
発明による加熱装置によれば、２本のローラにより被搬
送物を搬送する場合に、その被搬送物を加熱することが
できる。さらに、本件第３発明による加熱装置によれ
ば、２本のローラにより搬送される被搬送物を効率良く
加熱することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る加熱ローラ装置の縦断面
図

【図２】本発明の実施例に係る加熱ローラ装置の横断面
図

【図３】変形例に係る加熱ローラ装置の横断面図

【図４】変形例に係る加熱ローラ装置の横断面図

【符号の説明】

５、７ ローラ ８、９ 磁石

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導体ローラと、このローラの内部に配置
   される磁石と、この磁石をローラに対し相対的に回転駆
   動する駆動機構とを備え、その磁石の回転により生じる
   交番磁界内において導体ローラが誘導加熱されることを
   特徴とする加熱ローラ装置。
2. 【請求項２】 ローラ支持部材と、このローラ支持部材
   によって軸中心に回転可能に支持される２本の互いに対
   向するローラと、少なくとも１本のローラの内部に配置
   される磁石と、この磁石をローラに対し相対的に回転駆
   動する駆動機構とを備え、少なくとも１本のローラが導
   体とされ、その磁石の回転により生じる交番磁界内にお
   いて導体ローラが誘導加熱されることを特徴とする加熱
   ローラ装置。
3. 【請求項３】 ローラ支持部材と、このローラ支持部材
   に軸中心に回転可能に支持される２本の互いに対向する
   導体ローラと、各ローラの内部に回転可能に配置される
   磁石と、各磁石をローラに対し相対的に回転駆動する駆
   動機構とを備え、各磁石の磁極が回転方向に沿って交互
   に変化するものとされ、両ローラの対向位置における一
   方の磁石の磁極と他方の磁石の磁極とが異なるものとさ
   れ、その磁石の回転により生じる交番磁界内において各
   導体ローラが誘導加熱されることを特徴とする加熱ロー
   ラ装置。