JPH0876622A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電磁誘導を利用して加熱ローラを加熱させる
ことにより定着を行なう定着装置の一次コイルの温度上
昇の軽減を図り、一次コイルや、コア部の損失や破壊を
防止し、安定した温度制御を可能とする。また、同時
に、装置の小型化や低コスト化にも貢献することを目的
とする。 【構成】 コアに設けられた一次コイルに通電すること
により、二次コイルを形成した加熱ローラに熱を供給す
る、電磁誘導を利用した定着装置において、前記加熱ロ
ーラと前記一次コイルの間に遮熱部材を設けたことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複写機、プリンタ、
ファクシミリ等の画像形成装置の定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＯＡ機器等の省エネが益々大きな
課題になっており、画像形成装置においては、画像を半
永久像として定着させる定着装置に重点が置かれてい
る。定着装置における省エネの１つの支点として、画像
形成装置が待機状態にある時の消費エネルギーを減らす
ために、定着ローラの温度を低くしておき、放熱による
熱損失を軽減し、待機状態から稼動状態に移行したとき
は急速に定着可能な温度に立ち上げる方式が注目されて
いる。

【０００３】もちろんこのような考え方は古くからあ
り、様々な方式が提案されている。それらの方式の１つ
として電磁誘導により二次コイルを形成する定着ローラ
に電流を流し、抵抗損により発熱させて定着に必要なエ
ネルギーの供給を行なう方式の定着装置が既に提案され
ている。上記した従来技術は、図８に示すように、下か
ら、加圧ローラ２の中心軸１２と、加熱ローラ１の中心
軸１１と、コア（芯体）３に巻回された一次コイル４の
中心軸１０（加圧ローラ２の中心軸１２、加熱ローラ１
の中心軸１１、一次コイル４の中心軸１０とは、各々そ
の中心を成す位置の事である）とが同一垂直面内に存在
するように設置されており、前記コア３は略長方形状を
成す磁気回路の閉ループを形成している。前記加熱ロー
ラ１には、導電性薄層が形成されており、前記加熱ロー
ラ１と対抗する位置に設けられた前記一次コイル４に電
流がながれると、この導電性薄層に二次電流が流れ発熱
する。そして、この加熱された前記加熱ローラ２と、前
記加圧ローラ２の間に未定着トナー像が付着した記録紙
を通過させて、加熱加圧定着を行ない、半永久像を形成
するという技術である。

【０００４】ところで、一般に画像形成装置の定着前の
トナー像は主に静電的な力により記録紙に付着してある
のみなので、例えば記録紙の走行中になんらかの物体と
接触することなどにより、トナーに力が加わると容易に
移動してしまい画像に乱れが生じてしまう。従って、搬
送する際のトナーの安定性や装置内部をトナーで汚した
りする事の防止を考慮すると、実用化されているのは、
記録紙の下面に未定着トナー像を付着させて搬送を行な
うものより、記録紙の上面に未定着トナー像を付着させ
て搬送を行なう方式のものの方が圧倒的に多い。これ
は、記録紙の搬送に重力を利用しているからである。ま
た、記録紙の搬送中に緊急停止した際などに、記録紙の
位置が重力などにより動いてしまうのを防止するために
は水平に近い面で定着装置まで搬送することが好まし
い。このような背景から定着装置は、加熱ローラを上
に、加圧ローラを下に設置し、この加熱ローラと加圧ロ
ーラの軸が同一垂直面内に位置するようにするのが基本
的には好ましい。また、ほぼ同様に実用化もされてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、前述したよう
に図８のような過去に提案された電磁誘導を利用する定
着装置では以下に示す課題が生じてしまう。前記一次コ
イル４は、前記加熱ローラ１の上方に位置しており、前
記加熱ローラ１は定着性を確保するために、１７０℃〜
２００℃程度に維持されている。つまり、前記一次コイ
ル４にはそれ自身の抵抗損失による発熱の他に、前記加
熱ローラ１から発せられた熱の対流による対流熱や輻射
による輻射熱により影響を受けて、温度上昇が大きくな
るという課題が生じる。この課題を解決する方法とし
て、前記一次コイル４の耐熱性を高め、温度が高くなっ
ても支障が生じることの無いようにすることが考えられ
るが、コスト面での大幅な上昇が予測され、また、コイ
ル自体の構成が大型化してしまうという不具合が生じて
しまう。また、前記一次コイル４の近傍にファン等の冷
却装置を設けることも考えられるが、定着装置の熱効率
を下げずに冷却するのは困難である。更に、前記加熱ロ
ーラ１と前記一次コイル４との間隔を離すことも考えら
れるが、そのためには、磁気回路のループを長くする必
要性があり、磁気回路のループ全体に渡り所定の断面積
を維持しなくてはならないため、それに応じた量の磁性
材料が必要になる。このことは、コスト上昇や装置が大
型化するのを避けるのは不可能である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、コスト上昇
や、装置の大型化等の不具合を生じさせずに上記の課題
を解決するため、電磁誘導を利用して定着を行う定着装
置において、第１の手段として、加熱ローラと一次コイ
ルの間に遮熱部材を設けることにより達成する。 第２
の手段として、加熱ローラの中心軸を含む鉛直面と一次
コイルの中心軸を含む鉛直面とをそれぞれ異ならしめる
ことにより達成する。第３の手段として少なくとも一次
コイルの一部が前記加熱ローラの鉛直方向への投影によ
り形成される領域外に設置させることにより達成する。
若しくは、前述した第１乃至第３の各手段の組み合わせ
により解決する。

【０００７】

【作用】上記第１の手段により構成した定着装置によれ
ば、加熱ローラからの対流によ熱と、輻射熱とが一次コ
イルに到達することを防止する。また、上記第２の手段
により構成した定着装置によれば、加熱ローラからの対
流による熱の一次コイルに影響を与える位置から回避す
ることになる。更に、上記第３の手段により構成した定
着装置によれば、加熱ローラからの対流と輻射による影
響を最小限にとどめることが出来る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。図１は、第１実施例の定着装置の断面図であ
る。加熱ローラ１は、導体或いは正温度特性サーミスタ
で形成された円筒の表面に、定着するときに溶融したト
ナーが付着するのを防止するために離型層が形成されて
いる。この前記加熱ローラ１の内部を、磁性体よりなる
略長方形状のコア３の長手部一辺が貫通しており、前記
コア３の長手部他辺には一次コイル４が巻かれており、
前記コア３は全体として磁気回路の閉ループを構成して
いる。つまり前記一次コイル４が巻かれたコア３に前記
加熱ローラ１を１ターンの二次コイルとして巻いたトラ
ンスが形成される。このトランスの前記一次コイル４を
交流で励磁すると、前記コア３に磁束が発生し、磁束の
変化に応じて二次コイルとしての前記加熱ローラ１に電
圧が誘起される。従って前記加熱ローラ１の円周方向に
電流がながれ、ジュール熱により発熱し、前記加熱ロー
ラ１が加熱され温度が上昇する。前記加熱ローラ１には
加圧ローラ２が所定の押圧力で押しつけられており接触
部にはニップ部が形成される。そして、図示しない駆動
源により、前記加熱ローラ１と前記加圧ローラ２を回転
させて、未定着トナー像が付着した記録紙を、前記加熱
ローラ１と未定着トナー像が接触するように、前記ニッ
プ部を通過させることにより定着を行う。

【０００９】ここで、前記加熱ローラ１と前記一次コイ
ル４との間に遮熱部材５を設けることにより、前記加熱
ローラ１から前記一次コイル４への熱の伝達を防止する
ことが出来る。遮熱部材は 等の断熱性を有する
材料を用いることが好ましく、また、前記遮熱部材の前
記加熱ローラ１側の面に赤外線反射部材を設けることに
より輻射熱の伝達も効果的に防止することが出来る。ま
た、第２実施例として図２に示すように遮蔽部材５を水
平面に対し、傾けて設置することにより、前記加熱ロー
ラ１近辺の空気の対流を促進し、対流によって生じる上
昇気流を積極的に矢印Ａ方向へ逃すことにより、遮熱部
材自体の温度上昇も抑えることが可能となる。

【００１０】第３の実施例として、図３に示すように前
記コア３を前記加熱ローラ１の中心軸１１まわりに回転
させ前記一次コイル４の中心軸１０を、前記加熱ローラ
１の中心軸１１を含む鉛直面からずらすことにより、対
流による前記加熱ローラ１の前記一次コイル４への熱の
伝達を防止している。ここで、前記加熱ローラ１から発
生する熱の対流による温度について説明すると、前記加
熱ローラ１の中心軸１１の鉛直方向での温度が最も高
く、前記加熱ローラ１の鉛直方向への投影により形成さ
れる領域内（前記加熱ローラ１の中心軸１１の鉛直方向
を除く）、前記加熱ローラ１の鉛直方向への投影により
形成される領域外の順に低下する。すなわち、同一水平
面内においては、前記加熱ローラ１の中心軸１１から離
れれば離れるほど、前記加熱ローラ１から発生する熱の
対流による温度の影響は少ないので、前記一次コイル４
の設置位置は、図４に示すごとく、前記加熱ローラ１の
鉛直方向への投影により形成される領域内、若しくは、
図５に示すごとく、前記加熱ローラ１の鉛直方向への投
影により形成される領域外に設置し、装置の小型化や記
録紙の搬送に支障をきたさない範囲で最適な位置を決定
することが好ましい。

【００１１】次に第４の実施例として、図６に示すよう
に、前記一次コイル４を前記加熱ローラ１の鉛直方向へ
の投影により形成される領域外で、且つ軸方向にオフセ
ットするように設置する。このように構成した定着装置
によると、対流による前記加熱ローラ１の前記一次コイ
ル４への熱の伝達を防止する事が可能となる。更に、前
記加熱ローラ１の真上方向に前記一次コイル４を巻きつ
けていないため、この分前記コア３と前記加熱ローラ１
との距離を短くする事ができ、定着装置自体の小型化が
図れる。また、この前記一次コイル４を定着ユニット外
に設置したり、画像形成部と駆動系装置との境界を形成
する側板の駆動系装置側に設置することにより、前記一
次コイル４の前記加熱ローラ１からの断熱効果を高める
ことが可能となる。更に、図７に示すように、前述した
第２実施例と第３実施例とを組み合わせた構成とするこ
とも当然可能である。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明による上
記第１の手段により構成した定着装置によれば、加熱ロ
ーラからの対流による熱と、輻射熱との一次コイルへの
温度伝達を防止する。また、上記第２の手段により構成
した定着装置によれば、加熱ローラからの対流による温
度伝達の影響を最小限にとどめることが出来る。更に、
上記第３の手段により構成した定着装置によれば、加熱
ローラからの対流と輻射による温度伝達の影響を最小限
にとどめることが出来る。すなわち、電磁誘導を利用し
て加熱ローラを加熱させることにより定着を行なう定着
装置の一次コイルの温度上昇の軽減が図れ、一次コイル
や、コア部の損失や破壊を防止し、安定した温度制御が
可能となる。また、同時に、装置の小型化や低コスト化
にも貢献することが可能となる。

【００１３】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の定着装置の断面図である。

【図２】第２実施例の定着装置の断面図である。

【図３】第３実施例の定着装置の斜視図である。

【図４】第３実施例の一次コイルが加熱ローラの鉛直方
向への投影により形成される領域内に設置されているこ
とを示す定着装置の断面図である。

【図５】第３実施例の一次コイルが加熱ローラの鉛直方
向への投影により形成される領域外に設置されているこ
とを示す定着装置の断面図である。

【図６】第４実施例の定着装置の斜視図である。

【図７】第２実施例と第３実施例との組み合わせによっ
て構成された定着装置の断面図である。

【図８】従来の電磁誘導を利用した定着装置の斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ 加熱ローラ ２ 加圧ローラ ３ コア ４ 一次コイル ５ 遮熱部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コアに設けられた一次コイルに通電するこ
   とにより、二次コイルを形成した加熱ローラに熱を供給
   する、電磁誘導を利用した定着装置において、前記加熱
   ローラと前記一次コイルの間に遮熱部材を設けたことを
   特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】コアに設けられた一次コイルに通電するこ
   とにより、二次コイルを形成した加熱ローラに熱を供給
   する、電磁誘導を利用した定着装置において、前記加熱
   ローラの中心軸を含む鉛直面と前記一次コイルの中心軸
   を含む鉛直面とがそれぞれ異なることを特徴とする定着
   装置。
3. 【請求項３】コアに設けられた一次コイルに通電するこ
   とにより、二次コイルを形成した加熱ローラに熱を供給
   する、電磁誘導を利用した定着装置において、少なくと
   も前記一次コイルの一部が、前記加熱ローラの鉛直方向
   への投影により形成される領域外に設置されていること
   を特徴とする定着装置。