JPH08179647A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】導電性材質でできた円筒状加熱ローラ２の内部
にコイル１を配置し、そのコイルに高周波電流を流して
加熱ローラを直接加熱する定着装置であって、前記コイ
ル１の長手方向両端部の巻き径が中心部の巻き径より大
きく形成して構成する。 【効果】ボビンを省略でき、コイルのみの簡単な構成で
あるため、製造し易く、また、加熱ローラの表面温度が
均一にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はファクシミリ、プリン
タ、複写機などの電子写真方式の定着装置において、電
磁誘導加熱方式で被加熱材を加熱する電磁誘導加熱コイ
ルに関し、さらに詳しくは加熱ローラ表面の温度分布を
均一にするための定着装置を提供するものである。

【０００２】

【従来技術及び発明が解決しようとする課題】従来より
提案されている高周波誘導加熱を利用した加熱定着装置
は、ローラが肉薄で両端部になるにつれ熱がうばわれや
すいため、加熱ローラの表面を均一に加熱するために
は、ローラの両端部を多く発熱させて長手方向の加熱量
に分布をもたせる必要がある。

【０００３】かかる問題点を解決するため特開昭５４−
３９６４５では加熱量を多く与えたい部分のコイルは密
に巻き、加熱量が少なくてよい部分は粗に巻くことで対
応していた。

【０００４】しかしながら図８に示すようにコイル１０
０を粗に巻く場合にはコイル１００を支持するためにボ
ビン２００が必須となり、ボビンを使用するためにコイ
ル冷却効率の低下、価格の上昇や重量の増加が避けられ
ない。一方、かかる技術の他の実施例にはボビンレスで
全体を密巻きとして、軸方向に両端に圧力をかけて成形
した後、コイル両端のピッチを若干小さくして加熱量の
調整を行う技術が開示されている。しかし、圧縮のため
の工数がかかる上に、ピッチの変化量が小さく、加熱量
の変化も大きくできないという問題点を有していた。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、簡単な構成で、製造し易く安価な高周波誘導加熱
を利用した定着装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる問題点を解決する
ために本発明は導電性材質でできた円筒状ローラの内部
空間にコイルを長手方向へ向けて延在配置させ、そのコ
イルに高周波電流を流すことで、前記円筒状ローラを直
接加熱する定着装置において、前記コイルの長手方向両
端部の巻き径を中心部の巻き径より大きく形成した構成
とする。

【０００７】この場合、コイルの長手方向で前記両端部
の大きな巻き径が占める割合を、コイル全体の長さの１
／３以下にすると良い。

【０００８】また、コイルの中心部の巻き径をｄ_c と
し、さらに両端部の大きな巻き径をｄ_e とした場合、ｄ
_c とｄ_e の割合（ｄ_c ／ｄ_e ）は、０．６〜０．９５と
すると良い。

【０００９】一方、本発明は上述の構成において、さら
に、コイルを密接巻きにするとともに、巻回された各コ
イル線間を接着剤で固着してコイルを形成しても良い。

【００１０】

【作用】コイルに高周波電流を流すと、コイルの巻き径
が大きいほど発熱量が大きくなる。従って上述の構成の
ようにコイル長手方向両端部の巻き径を中心部より大に
して放熱しやすい両端部を高く発熱させ、コイルの巻き
径に応じた熱量を発生させている。

【００１１】また同心円が互いに接した密接巻きとして
ワニス等の接着剤で固めているため、ボビンなしにコイ
ルのみで形成して、十分な機械強度を持たせている。

【００１２】

【実施例】次に本発明の詳細を図示した実施例に基づき
説明する。図１は本発明の定着装置Ａを示す図である。
１は本発明の電磁誘導加熱コイルであり、中心部の巻き
径より両端部が大きな巻き径に形成され、また、コイル
中央にはボビンを用いずに、コイルの同心円が互いに接
した密接巻きに形成している。

【００１３】コイル１の両端にはコイル支持部材１０を
挟持して固着されており、図２に示すように各同心円の
コイル線材１１がワニス等の接着剤で固着させて機械的
強度を維持している。また、図１のようにコイル１の両
端を支持した支持部材１０の一方をコイル線１ａ，１ｂ
が定着装置外に引き出して構成し、このコイル線１ａ，
１ｂから高周波電流が印加可能に構成し（不図示）、一
方、支持部材１０が定着装置Ａのフレーム５に固設させ
ている。

【００１４】本実施例では密接巻きについて説明した
が、これに限定されることなく、粗巻きにして接着剤の
量等を調整して構成しても良い。

【００１５】２は円筒状の加熱ローラであり、ＳＵＳ，
鉄等の導電性材料で形成されている。コイル支持部材１
０で挟持して固着したコイル１と加熱ローラ２の間のコ
イル支持部材１０上にはベアリング３が介在しており、
加熱ローラ２の一端で接触した駆動ギア４から加熱ロー
ラ２が駆動力を受けて回転可能に軸支されている。

【００１６】６は加熱ローラ２に接触押圧する加圧ロー
ラであり、材質はスポンジ等で形成され、フレーム５と
回転軸６ａがベアリング３′を介して軸支されている。

【００１７】次に本発明の定着装置に用いられる電磁誘
導加熱コイルについて説明する。

【００１８】図３は本発明のコイルの長手方向に切った
中央断面図である。ｄ_c は銅線によるコイル長手方向中
央部の巻き径、ｄ_e 両端部の巻き径を示し、この割合
（ｄ_c ／ｄ_e ）は０．６〜０．９５に、好ましくは０．
７５〜０．８５に設定すると良い。０．６以下では中央
部での発熱量が低すぎて加熱ローラの表面温度が一定に
ならないため採用できず、一方０．９５以上では加熱ロ
ーラの放熱量を補うことができず、加熱ローラ２の表面
温度が一定とならない。

【００１９】また、Ｌ_e は巻き径が大きい部分のコイル
長手方向の長さであり、加熱ローラ２の放熱量と加熱量
のバランスをとって表面温度を一定に保つために、コイ
ル全体の長さＬに比べ１／３以下、好ましくは１／５〜
１／１０にすると良い。つまり１／３を越えると加熱量
が過大となり両端部の温度が高くなってしまい温度を一
定にすることができないため採用できないからである。

【００２０】次に、本発明の構成で記コイルの巻き方に
よる温度分布の特性の実験を行ったところ、図４に示す
ような発熱特性を示して、結果的に図５のような温度分
布を示した。具体的には加熱ローラ２の表面温度が曲線
ａからｂに変化して、加熱ローラ４の両端部の温度勾配
が比較的鋭く得られることになった。なお、この実験に
は接着剤としてワニスを使うと、機械的強度も十分保て
ていることがわかった。

【００２１】図６、図７は本発明による電磁誘導加熱コ
イルの第二実施例を示す図である。図に示すようにコイ
ルの同心円の中心は必ずしも直線上になくて良く、例え
ば図６に示すようにコイルの外周の一部分を直線的にし
ても良い。これでも本発明の第一実施例と同様の効果が
得られる。また、実施例はいずれもコイルを単層に巻い
ていたが、図７に示すようにコイルを多層に巻いても良
い。これにより低電流量で本発明の制御が可能である。
さらに、コイルの構造は単芯の線材ではなく、複数の線
を用いて撚線でコイルを形成しても良い。

【００２２】

【発明の効果】本発明はコイル長手方向両端部の巻き径
を中心部より大にして放熱しやすい両端部を高く発熱さ
せる構成にしたために、ボビンを使わず簡単な構成で加
熱ローラの表面温度が均一にできる。従って、製造しや
すく安価にできるのは勿論、ボビンが省略できれば製品
を軽量化できるだけでなく、コイル内部から線材を直接
冷却することが可能となって高い冷却効率が得られ、省
エネルギにも貢献でき、さらに、より安価な耐熱度の低
いコイルが使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着装置を示す説明図

【図２】電磁誘導加熱コイルの一部拡大説明図

【図３】電磁誘導加熱コイルの断面説明図

【図４】加熱ローラの発熱特性を示す図

【図５】加熱ローラの表面温度を示す図

【図６】本発明の他の実施例を示す図

【図７】本発明の他の実施例を示す図

【図８】従来の電磁誘導加熱コイルを示す図

【符号の説明】

１ ：コイル １０：コイル支持部材 ２ ：加熱ローラ ３ ：ベアリング ４ ：駆動ギア ５ ：フレーム ６ ：加圧ローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性材質でできた円筒状ローラの内部空
   間にコイルを長手方向へ向けて延在配置させ、該コイル
   に高周波電流を流すことで、前記円筒状ローラを直接加
   熱する定着装置において、 前記コイルの長手方向両端部の巻き径を中心部の巻き径
   より大きく形成したことを特徴とする定着装置。