JPH09197869A

JPH09197869A - 定着装置

Info

Publication number: JPH09197869A
Application number: JP415196A
Authority: JP
Inventors: Eiji Okabayashi; 英二岡林
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1996-01-12
Filing date: 1996-01-12
Publication date: 1997-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】定着ローラの昇温速度を高めると共に、熱エ
ネルギーの無駄な消耗を防ぐことができる定着装置を提
供する。【解決手段】シートＳ上に形成されたトナー像を前記
シートＳへ定着する定着装置であって、シートＳに熱を
供与する金属体を有する定着ローラ１を備え、この定着
ローラ１の内面に、未処理の場合よりも熱輻射率が小さ
くなる低熱輻射率処理を施すことにより低熱輻射層２２
を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式の複写
機、プリンタおよびファクシミリなどの画像形成装置に
用いられる定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式の複写機などには、記録媒体
である記録紙ないし転写材などのシート上に転写された
トナー像をシートに定着させる定着装置が設けられてい
る。この定着装置は、例えば、シート上のトナーを熱溶
融させるヒートローラとも呼ばれる定着ローラと、当該
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。定着ローラは中空状に形成され、この定着
ローラの中心軸上には、発熱体が保持手段により保持さ
れている。

【０００３】発熱体は、例えば、ハロゲンランプなどの
管状発熱ヒータより構成され、所定の電圧が印加される
ことにより発熱するものである。このハロゲンランプは
定着ローラの中心軸に位置しているため、ハロゲンラン
プから発せられた熱は定着ローラ内壁に均一に輻射さ
れ、定着ローラの外壁の温度分布は円周方向において均
一となる。定着ローラの外壁は、その温度が定着に適し
た温度（例えば、１５０〜２００℃）になるまで加熱さ
れる。

【０００４】この状態で定着ローラと加圧ローラは圧接
しながら互いに逆方向へ回転し、トナーが付着したシー
トを挟持する。定着ローラと加圧ローラとの圧接部（以
下、ニップ部という）において、シート上のトナーは定
着ローラの熱により溶解し、両ローラから作用する圧力
によりシートに定着される。トナーが定着した後、定着
ローラおよび加圧ローラの回転に伴い、シートは、排紙
ローラによって搬送され、排紙トレイ上に排出される。

【０００５】かかる定着装置においては、定着ローラへ
の伝熱手段はその内部に配置されたハロゲンランプから
定着ローラ内面への熱輻射により行われるので、定着ロ
ーラに熱を効率良く伝えるために、例えばその内面に熱
輻射率の高い黒色の樹脂系塗料を塗布し、定着ローラ内
面の熱輻射率を例えば０．９以上に高くしている。この
ようにすれば、定着ローラが効率良く加熱される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ハロゲンラ
ンプなどから構成される発熱体を備えた上記定着装置に
あっては、前述のように定着ローラ内面の熱輻射率を高
くしたとしても、基本的に輻射熱を利用して加熱するも
のであるため、電源を投入した後、定着ローラの温度が
定着に適した所定温度に達するまでの時間（以下、「ウ
ォームアップタイム」という）に比較的長時間を要す
る。一方で、複写機などの商品の価値を高めるために
は、装置のコンパクト化と共に、定着装置の省エネルギ
化（低消費電力化）と、ユーザの操作性向上（クイック
プリント）との両立を図ることが注目され重視されてき
ている。

【０００７】これに対し、加熱源として高周波誘導を利
用した誘導加熱方式のものや、抵抗発熱体を用いた通電
加熱方式のものも提案されており、かかる場合には定着
ローラが自己発熱する。これらの定着装置によれば、電
気−熱変換効率がきわめて向上するため、さらにウォー
ムアップタイムの短縮化が可能となる。

【０００８】しかしながら、上記のような定着ローラ自
身が発熱する方式などのように、ヒートローラ内面への
輻射熱による加熱方式を採らないタイプのものでは、定
着ローラ内面の熱輻射率が高いと、吸熱し易い性質が利
用されずに放熱し易い性質のみが支配的となり、加熱の
必要がない定着ローラ内部を加熱して無駄なエネルギー
を消費することになるばかりか、前述したハロゲンラン
プ方式とは異なり、逆に定着ローラ自体の昇温速度を妨
げることにつながるという問題がある。

【０００９】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、定着ロー
ラの昇温速度を高めることによりウォームアップタイム
を短縮し得ると共に、熱エネルギーの無駄な消耗も防ぐ
ことができる定着装置を提供することにある。

【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、請求項毎に次のように特定される。請求項
１に記載の発明は、記録媒体上に形成されたトナー像を
前記記録媒体へ定着する定着装置であって、被熱供与体
に熱を供与する熱供与体を有し、前記熱供与体の前記被
熱供与体に対向する面の裏側の面に、未処理の場合より
も熱輻射率が小さくなる低熱輻射率処理を施したことを
特徴とする。このように特定された発明にあっては、熱
供与体の被熱供与体に対向する面の裏側への放出エネル
ギーが抑えられ、被熱供与体の昇温に費やされるエネル
ギーの確保が図られて被熱供与体の昇温速度が高まると
共に、熱エネルギーの無駄な消耗も防止される。

【００１１】請求項２に記載の発明は、上記請求項１に
記載の定着装置において、前記熱供与体は、金属体を有
することを特徴とする。このように特定された発明にあ
っては、芯金としてのローラを形成することができる。
また、熱供与体自身を誘導加熱する方式を採用すること
が可能となる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、上記請求項２に
記載の定着装置において、前記熱供与体は、コイルによ
り発生する磁束によって生じる誘導電流により発熱する
ことを特徴とする。このように特定された発明にあって
は、エネルギー変換効率が良く、被熱供与体の昇温速度
が著しく高まる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、記録媒体上に形
成されたトナー像を前記記録媒体へ定着する定着装置で
あって、被熱供与体に熱を供与する熱供与体を有し、前
記熱供与体の前記被熱供与体に対向する面の裏側の面の
熱輻射率εを０＜ε＜０．６としたことを特徴とする。
このように特定された発明にあっては、熱供与体に一般
的に使用される鉄やステンレスなどの酸化時の熱輻射率
よりも小さくなるため、従来よりも熱供与体の被熱供与
体に対向する面の裏側への放出エネルギーが抑えられる
ことになる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１５】《実施の形態１》図１は、本発明の実施の
形態１に係る定着装置の概略断面図である。図１に示す
定着装置は、プリンタなどに組み込まれる誘導加熱式の
定着装置であり、矢印ａ方向に回転駆動可能に設けられ
る定着ローラ１と、当該定着ローラ１に圧接するように
設けられ定着ローラ１の回転に伴って従動回転する加圧
ローラ２とを有する。

【００１６】加熱源は、耐熱性のボビン８に巻いた耐熱
性の銅線コイル９と、フェライト等からなるコア１０と
で構成され、これら全体をコイルアセンブリ３と称す
る。このコイルアセンブリ３はホルダ１１に支持され、
ホルダ１１は図示しない本体フレームに固定される。ホ
ルダ１１は、例えばポリフェニリンサルファイド（ＰＰ
Ｓ）や液晶ポリマー（ＬＣＰ）などの耐熱絶縁性の材料
で形成される。これらのコイルアセンブリ３およびホル
ダ１１は、全体としてホルダユニットを構成している。
図２は、ホルダユニットの斜視図である。ボビン８は断
面が矩形型の凹状を呈しており、コイル９はボビン８内
に収まるよう整列して積層して巻かれている。なお、図
２ではホルダ１１の内部を透視して示している。

【００１７】このホルダユニットを定着ローラ１内部に
収納した場合の斜視図を図３に示す。即ち、定着ローラ
１は、導電体の中空パイプであり、その内部に、当該定
着ローラ１に誘導電流（渦電流）を発生させるための前
記コイルアセンブリ３を含むホルダユニットが、ローラ
内面との間に所定寸法の隙間を隔てて配設されている。

【００１８】定着ローラ１の外面は、ポリ４フッ化エチ
レン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂により耐熱性の離型
層が形成されていて、記録媒体としてのシートＳとの分
離性を向上させている。また、定着ローラ１は、その両
端に軸受部が形成されて前記本体フレームに回転自在に
取り付けられており、その片端に駆動ギアが固定され
て、この駆動ギアに接続されたモータなどの駆動源によ
って回転駆動されるようになっている（いずれも図示せ
ず）。

【００１９】図１に示す左方向から搬送されてきた未定
着のトナー像が転写されているシートＳは、加熱された
定着ローラ１とこれに圧接される加圧ローラ２との間を
通過することによって熱および圧力が加えられ、当該シ
ート上にトナー像が定着された後、分離爪７とローラの
曲率によって定着ローラ１から分離され、図示されてい
ない排紙トレイに向けて排出される。ここに、前記定着
ローラ１は本発明の熱供与体、記録媒体としての前記シ
ートＳは本発明の被熱供与体の構成をなしている。

【００２０】なお、定着ローラ１の略上方には、当該定
着ローラ１の温度を検出する温度センサ６が設けられて
おり、この温度センサ６は、例えばサーミスタより構成
され、この温度センサ６で温度を検出しつつ、定着ロー
ラ１の温度が最適温度となるようにコイル９への通電が
制御される。また、定着ローラ１の略上方にはさらに、
温度異常上昇時の安全機構として図示しないサーモスタ
ットが設けられ、予め設定された温度になると接点を開
放してコイル９への通電を遮断し、定着ローラ１が所定
温度以上の高温となることを防止している。

【００２１】定着ローラ１の素材としては金属材料が使
用され、一般には、例えば鉄やステンレスなどの磁性金
属が用いられる。ここで、磁性金属とは一般に比透磁率
が略１００以上のものを指し、比透磁率が大きいほど磁
束密度が高くなり発熱し易くなる傾向にある。温度範囲
１２０℃〜５００℃における定着ローラ１内面の熱輻射
率εは、使用に伴う酸化を考慮すれば、それぞれ鉄の場
合は０．６１〜０．９５、ステンレスの場合は０．９０
〜０．９７である。

【００２２】また、加圧ローラ２の軸芯４の周囲には、
表面離型性耐熱ゴム層であるシリコンゴム層５が形成さ
れている。

【００２３】本実施の形態では、この定着ローラ１の内
面に、低熱輻射層２２が形成される。この低熱輻射層２
２は、定着ローラ１の内面の熱輻射率εが、当該定着ロ
ーラ１を構成する金属の酸化時より低くなるように、周
知の方法である塗装、メッキ、酸化防止処理等の低熱輻
射率処理が施されることにより形成される。

【００２４】具体的には、例えばアルミ含有塗料を塗布
することにより、熱輻射率εを０．３〜０．４にするこ
とができ、また、亜鉛メッキを施すことにより熱輻射率
εを０．２〜０．３にすることができる。さらには施し
たメッキ面を鏡面加工することにより熱輻射率εを約
０．０６ときわめて小さくすることも可能である（いず
れも温度範囲１２０℃〜５００℃）。このようにして、
定着ローラ１の内面の熱輻射率εを、従来一般的に使用
されている鉄やステンレスなどの酸化時の熱輻射率εの
略下限値である０．６より小さくすることが可能とな
る。

【００２５】一方、材料の表面が酸化して酸化被膜が形
成されると熱輻射率εが大きくなる傾向にあることか
ら、前述したように定着ローラ１の内面に周知の方法に
より酸化防止処理を施すことも、酸化による熱輻射率ε
の増加を抑制するという点において効果的な低熱輻射率
処理となり得る。

【００２６】このように本明細書中においては、低熱輻
射率処理は、表面に熱輻射率εの小さい層を形成した
り、使用に伴う熱輻射率εの増加を抑えたりする処理等
を総合して、未処理の場合よりも表面の熱輻射率εが小
さくなるすべての処理を含む概念として使用する。この
「未処理の場合」には、使用に伴って酸化により熱輻射
率εが増加する場合が含まれることは言うまでもない。
なお、定着ローラ１の素材としてニッケルやその合金を
使用する場合もあり、ニッケルの場合、酸化時にも他の
金属に比べて熱輻射率は０．３７〜０．４８と高くない
が、例えば周知の方法により酸化防止処理を施すことで
熱輻射率をさらに著しく低く抑えることができる。

【００２７】次に、定着ローラの内面の熱輻射率εの違
いによる加熱エネルギーの差異について、例えば内径６
０ｍｍ、長さ３３０ｍｍの定着ローラを１３００Ｗで加
熱した場合について計算する。

【００２８】ここで、Ｅ：総輻射熱量（Ｗ）ｅ（Ｔ）：絶対温度Ｔにおける黒体輻射熱量（Ｗ／ｍ²）Ｓ：熱輻射する物質の表面積（ｍ²）Ｔ：絶対温度（Ｋ） σ ：ステファン・ボルツマン定数（Ｗ／（ｍ²・Ｋ⁴） ε ：輻射する物質の熱輻射率ｒ：定着ローラの内半径（ｍ）ｌ：定着ローラの長さ（ｍ）とすると、輻射熱量ｅ（Ｔ）は、ステファン・ボルツマ
ンの法則からｅ（Ｔ）＝σＴ⁴ となり、熱輻射率ε、表面積Ｓからの総輻射エネルギー
Ｅは、Ｅ＝εＳｅ（Ｔ）となる。

【００２９】ここで内半径ｒ、長さｌの定着ローラの内
面の表面積Ｓは、Ｓ＝２πｒｌであることにより、Ｅ＝２πｒｌεσＴ⁴ となる。

【００３０】鉄製で内面が未処理の内径６０ｍｍ、長さ
３３０ｍｍの定着ローラを、例えば２００℃に加熱する
場合は、 σ＝５．６７×１０^-8（Ｗ／（ｍ²・Ｋ⁴） ε＝０．７ｒ＝０．０３（ｍ）ｌ＝０．３３（ｍ）から総輻射熱量は、Ｅ＝１２３．６（Ｗ）となる。

【００３１】なお、定着ローラ内部にある樹脂製ホルダ
に支持されるコイルアセンブリは、樹脂の熱輻射率が
０．９であるので、９０％の輻射熱を吸収する。したが
って、定着ローラが２００℃に到達したときに輻射によ
り減少する加熱エネルギーは、０．９Ｅとなり、１１
１．２（Ｗ）になる。

【００３２】一方、鉄製の定着ローラの内面を亜鉛メッ
キして鏡面加工を施した場合には、前述したように、熱
輻射率がε＝０．０６まで低下するため、同様な計算に
より、総輻射熱量は、Ｅ＝１０．６（Ｗ）となる。この
ように、上記従来の内面が未処理の場合に比べ、内側へ
の放出エネルギーが少なくなる。また、コイルアセンブ
リにより吸収されるエネルギーは、その９０％の９．５
（Ｗ）となり、従来に比べコイルアセンブリの過加熱を
抑止することができる。

【００３３】以上のことから、定着ローラの内面の状態
によって加熱エネルギーが変わることがわかる。上記の
場合にあっては、１３００Ｗで加熱したときに定着ロー
ラの温度を上昇させるエネルギーは、鉄製の定着ローラ
の内面が未処理の場合は、１３００−１２３．６＝１１７６．４（Ｗ）鉄製の定着ローラの内面を亜鉛メッキして鏡面加工を施
した場合は、１３００− １０．６＝１２９０．５（Ｗ）となり、図４の定着ローラの温度上昇の様子を示すグラ
フに示されるように、約１０％の昇温速度の差となって
現れる。

【００３４】このように本実施の形態によれば、定着ロ
ーラ１をその内面に低熱輻射層２２が形成されるように
構成してコイル９に高周波電流を通電すると、磁束が発
生し、定着ローラ１に誘導電流が生じて自己発熱する
が、前記低熱輻射層２２は、定着ローラ１の内面の熱輻
射率εが、当該定着ローラ１を構成する金属の酸化時の
それより低くなるように形成されているので、定着ロー
ラ１の内側への放出エネルギーが抑えられる。したがっ
て、定着ローラ１の昇温に費やされるエネルギーの確保
が図られて定着ローラ１の昇温速度を高めることがで
き、一層のウォームアップタイムの短縮が図れると共
に、熱エネルギーの無駄な消耗も防ぐことが可能とな
る。

【００３５】また、定着ローラ１の内部に配置される加
熱源であるところのコイルアセンブリ３を樹脂製ホルダ
１１に支持したホルダユニットが、定着ローラ１内側へ
の輻射エネルギーを吸収するので、定着ローラ１の昇温
速度の低下を抑える効果が大きくなる。一方、定着ロー
ラ１内側への輻射エネルギー、ひいてはコイルアセンブ
リ３により吸収されるエネルギーそのものが少なくなる
ので、コイルアセンブリ３の過加熱も防止することがで
き、コイル周辺部品の耐熱性を必要以上に高く設定する
必要がなくなる。

【００３６】《実施の形態２》図５は、本発明の実施の
形態２に係る定着装置の概略断面図であり、この定着装
置も、高周波誘導を利用した誘導加熱方式のものであ
る。なお、図１に示す部材と共通する部材には同一の符
号を付してある。

【００３７】図５に示す定着装置では、図示のように、
金属材料からなる導電体で形成されたガイド部材として
の上定着前ガイド１２が設けられる。また、この上定着
前ガイド１２に誘導渦電流を生じさせるためのコイルア
センブリ３と、記録媒体としてのシートを挟持して搬送
するローラ対２，２とを有している。ボビン８に保持さ
れたコア１０とコイル９とから構成されるコイルアセン
ブリ３は、上定着前ガイド１２を介して、搬送されるシ
ートに対向する位置に取り付けられ、前記ローラ対２，
２は、上定着前ガイド１２の直近下流側に設けられてい
る。ここで、ローラ対２，２のそれぞれのローラの表面
は、トナーに対して離型性を有する材料、例えばフッソ
樹脂やシリコンゴム等によりコーティングされている。

【００３８】定着を行う場合にあっては、コイル９に流
される高周波電流により上定着前ガイド１２に誘導電流
が発生し、上定着前ガイド１２が発熱する。トナー像が
転写されたシートは図５の左側から送り込まれ、発熱し
た上定着前ガイド１２により非接触にて加熱される。こ
の部分でトナーはある程度軟化され、トナーとシートと
にはある程度の熱が蓄えられ、次いで、シートはローラ
対２，２により形成されるニップ部に送り込まれる。そ
して、ニップ部の圧力とトナーおよびシートに蓄積され
た熱とにより、トナーはシート上に定着される。このよ
うに、上定着前ガイド１２を使用することにより定着装
置が安価となり、ひいては機械本体のコスト低減が図ら
れている。ここに、前記上定着前ガイド１２は本発明の
熱供与体、記録媒体としての前記シートは本発明の被熱
供与体の構成をなしている。

【００３９】この実施の形態では、上定着前ガイド１２
の搬送されるシートに対向する面の裏側の面、即ち図中
上面に、低熱輻射層２２が形成される。この低熱輻射層
２２は、上定着前ガイド１２の上面の熱輻射率が、当該
上定着前ガイド１２を構成する金属の酸化時より低くな
るように、前述した周知の方法である塗装、メッキ、酸
化防止処理等の低熱輻射率処理が施されることにより形
成されている。

【００４０】このようにすれば、上定着前ガイド１２の
上側への放出エネルギーが抑えられる。したがって、上
定着前ガイド１２の昇温速度を高めることができ、ウォ
ームアップタイムの短縮が図れると共に、熱エネルギー
の無駄な消耗も防ぐことが可能となる。

【００４１】《実施の形態３》図６は、本発明の実施の
形態３に係る定着装置の概略断面図であり、この定着装
置も、高周波誘導を利用した誘導加熱方式のものであ
る。なお、図１および図５に示す部材と共通する部材に
は同一の符号を付してある。

【００４２】図６に示す定着装置では、図示のように、
定着ベルト１５が装架されるテンションローラ２１の内
側に、ボビン８に保持されたコア１０とコイル９とで構
成されたコイルアセンブリ３が配置されている。コイル
９に流される高周波電流により、例えば鉄やステンレス
のような金属体を有するテンションローラ２１に誘導電
流が発生し発熱する。ここで、テンションローラ２１の
熱は、テンションローラ２１に接触している定着ベルト
１５に伝熱される。ここに、前記テンションローラ２１
は本発明の熱供与体、前記定着ベルト１５は本発明の被
熱供与体の構成をなしている。

【００４３】トナー像が転写された記録媒体としてのシ
ートは、図６の左方向から送り込まれ、走行している定
着ベルト１５により非接触にて加熱され、次いで、定着
ベルト１５をはさんで駆動ローラ１３と加圧ローラ２と
の間に形成されるニップ部で熱と圧力とによりトナーは
シート上に完全に定着される。

【００４４】この実施の形態では、テンションローラ２
１の内面に低熱輻射層２２が形成されており、この低熱
輻射層２２は、上記実施の形態と同様な低熱輻射率処理
が施されて構成される。このようにすれば、テンション
ローラ２１の内側への無駄な放出エネルギーが抑えら
れ、上記と同様な効果を得ることができる。このよう
に、本発明は、定着ベルト等の内面に発熱体を接触して
伝熱させるタイプにも適用することが可能である。

【００４５】《実施の形態４》図７は、本発明の実施の
形態４に係る定着装置の概略断面図であり、この定着装
置も、高周波誘導を利用した誘導加熱方式のものであ
る。なお、図１、図５および図６に示す部材と共通する
部材には同一の符号を付してある。

【００４６】図７に示す定着装置において、定着ベルト
１７は、金属体を有する導電体（例えば、表面に耐熱離
型性層又は耐熱ゴム層を備えた炭素鋼、ステンレス合金
あるいはニッケル等）で形成され、その内側にコイルア
ッセンブリ３を収納できるように構成されている。これ
により、空間の有効利用が図られ装置の小型化が可能に
なると共に、定着ベルト１７は電磁シールドの役目を果
たすことができる。このコイルアッセンブリ３は、定着
ベルト１７の内面に対し、一定の距離だけ離間するよう
に配置される。但し、絶縁物を介して接触するように構
成することも可能である。コイルアッセンブリ３は、図
示しないフレーム本体側に固定される。定着ベルト１７
は、図示しないギアにより機械本体から駆動力を提供さ
れる駆動ローラ１３により駆動される。また、定着ベル
ト１７の外面に対し、駆動ローラ１３の軸中心方向に向
けて加圧ローラ２が圧接され、加圧ローラ２は定着ベル
ト１７の移送にしたがって回転する。

【００４７】コイル９に流される高周波電流により定着
ベルト１７に誘導電流が発生し、定着ベルト１７自身が
発熱する。トナー像が転写されたシートは、図７の左方
向から送り込まれ、発熱している定着ベルト１７により
非接触で加熱され、この部分でトナーがある程度軟化さ
れてから、定着ベルト１７と加圧ローラ２との間に形成
されたニップ部に送り込まれて定着される。ここに、前
記定着ベルト１７は本発明の熱供与体、記録媒体である
前記シートは本発明の被熱供与体の構成をなしている。

【００４８】この実施の形態では、定着ベルト１７の内
面に低熱輻射層２２が形成されており、この低熱輻射層
２２は、上記実施の形態と同様な低熱輻射率処理が施さ
れて構成される。このようにすれば、定着ベルト１７の
内側への無駄な放出エネルギーが抑えられ、上記と同様
な効果を得ることができる。

【００４９】《実施の形態５》図８は、本発明の実施の
形態５に係る定着装置の概略断面図であり、この定着装
置は、抵抗発熱体層を定着ローラの外周面に設け、未定
着画像であるトナー像を保持する記録媒体としてのシー
トに加熱定着させる定着装置である。

【００５０】図８に示す装置は、定着ローラ１００およ
び該定着ローラ１００を圧接するバックアップ部材であ
る加圧ローラ２００を有する。定着ローラ１００は、側
板部材３００から突出した支持軸３１０および該ローラ
１００の後述する軸受部１５０により回転可能に支持さ
れている。また、加圧ローラ２００は、図示しない支持
手段により回転可能に支持されつつ、図示しない押圧手
段により定着ローラ１００に圧接している。定着ローラ
１００および加圧ローラ２００は、図示しない駆動手段
によりシート送り方向に回転駆動される。

【００５１】前記定着ローラ１００は、中空円筒状のア
ルミニウム製芯ローラ１１０を有し、該芯ローラ１１０
の内周面の両端部には、玉軸受を含むリング状の軸受部
１５０が嵌められ、軸受部１５０の外周面は芯ローラ１
１０の内周面に嵌着されている。軸受部１５０の内周面
は、さらに前記支持軸３１０に嵌装されているので、芯
ローラ１１０したがって定着ローラ１００は、支持軸３
１０を中心に軸受部１５０の玉軸受により滑らかに回転
できる。

【００５２】芯ローラ１１０の外周面には、耐熱絶縁性
樹脂であるポリイミドからなる絶縁層１２０が、絶縁層
１２０の外周面には正の温度係数を有するチタン酸バリ
ウム系セラミックからなる抵抗発熱体層１３０が、抵抗
発熱体層１３０の外周面には耐熱性樹脂であるポリ４フ
ッ化エチレン（ＰＴＦＥ）からなる離型層１４０が順に
形成されている。絶縁層１２０、抵抗発熱体層１３０、
離型層１４０は、芯ローラ１１０と一体的に回転する。
離型層１４０の幅（芯ローラ１１０長手方向の長さ）
は、定着ローラ１００と加圧ローラ２００との間を通過
するトナー像を保持したシートの最大幅以上である。抵
抗発熱体層１３０の幅は、後述する通電部１６０ａ，１
６０ｂを該発熱体層１３０の両端表面上にそれぞれ接触
させ、通電するために離型層１４０の幅よりも広い。絶
縁層１２０の幅は、電流の流れる抵抗発熱体層１３０と
芯ローラ１１０との絶縁性を保つため該発熱体層１３０
の幅より広い。

【００５３】また、前述の離型層１４０からはみ出た抵
抗発熱体層１３０の両端外周部分において、芯ローラ１
１０の筒壁を挟んで軸受部１５０と互いに対向する位置
に一対の導電性の銅合金からなるリング状受電部材１６
１ａ，１６１ｂが嵌装され、該発熱体層１３０に固定さ
れている。したがって、受電部材１６１ａ，１６１ｂと
抵抗発熱体層１３０とは電気的に接続されている。受電
部材１６１ａ，１６１ｂも絶縁層１２０、抵抗発熱体層
１３０および離型層１４０と同様に芯ローラ１１０と一
体的に回転する。この受電部材１６１ａおよび１６１ｂ
がそれぞれバネ１６３ａ，１６３ｂにより押圧されてい
る。そして、受電部材１６１ａ（１６１ｂ）と給電部材
１６２ａ（１６２ｂ）とは、受電部材１６１ａ（１６１
ｂ）が芯ローラ１１０と一体的に回転しても両者の接触
面で電気的な接続が保たれるようになっている。これら
それぞれ一対の受電部材１６１ａ，１６１ｂ、給電部材
１６２ａ，１６２ｂおよびバネ１６３ａ，１６３ｂによ
り一対の通電部１６０ａ，１６０ｂが構成されている。
給電部材１６２ａおよび１６２ｂは、スイッチＳＷを介
して電源４００の両端子に電気的に接続されている。し
たがって、抵抗発熱体層１３０は、電気的に電源４００
に接続されている。

【００５４】抵抗発熱体層１３０には、電源４００の電
圧印加により電流が流れ、該発熱体層１３０自身のジュ
ール損により発熱して、定着ローラ１００は、所定の定
着温度に加熱される。ここに、前記定着ローラ１００は
本発明の熱供与体、記録媒体である前記シートは本発明
の被熱供与体の構成をなしている。

【００５５】この実施の形態では、定着ローラ１００の
内面、即ち芯ローラ１１０の内面に低熱輻射層２２が形
成されており、かかる低熱輻射率処理としては、酸化防
止処理が好ましい。芯ローラ１１０の素材であるアルミ
ニウムは、酸化時にも他の金属に比べて熱輻射率が０．
１１〜０．１９と高くないが、周知の方法により上記酸
化防止処理を施すことで熱輻射率をさらに著しく低く抑
えることができ、したがって、定着ローラ１００の内側
への無駄な放出エネルギーを抑えることが可能となる。
このように、本発明は、抵抗発熱体を用いた通電加熱方
式のものにも適用することができる。

【００５６】《実施の形態６》図９は、本発明の実施の
形態６に係る定着装置の概略断面図であり、この定着装
置は、上記実施の形態５と同じく抵抗発熱体を用いた通
電加熱方式のものである。なお、図８に示す部材と共通
する部材には同一の符号を付してある。

【００５７】図９に示す定着装置は、図８に示す装置と
は、抵抗発熱体層１３０を定着ローラの内周面に形成
し、これと共に定着ローラ１００の回転支持部である軸
受部１５１を定着ローラ１００の外周面に設けた点で異
なっている。

【００５８】この実施の形態では、定着ローラ１００の
内面、即ち抵抗発熱体層１３０の内面に低熱輻射層２２
が形成されており、かかる低熱輻射率処理としては、例
えば抵抗発熱体層１３０の内面に絶縁層を介してアルミ
含有塗料などを塗布する処理がなされる。抵抗発熱体層
１３０の素材であるセラミックの熱輻射率は約０．９１
と高いので、周知の方法により上記処理を施すことで熱
輻射率をかなり低く抑えることができる。

【００５９】なお、本発明は、上述した実施の形態のみ
に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において
種々改変することができるものである。例えば、上述し
た実施の形態では、定着ローラや定着ベルトの加熱方式
として、誘導加熱方式又は抵抗発熱体を用いた通電加熱
方式により自己発熱させるタイプや、定着ベルト等の内
面に発熱体が接触して伝熱させるタイプについて説明し
たが、本発明はこれらに限定されるものではなく、例え
ば定着ローラや定着ベルトの外表面から加熱するタイプ
のものにも適用することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、請求
項毎に次のような効果を奏する。請求項１に記載の発明
では、熱供与体の被熱供与体に対向する面の裏側の面
に、未処理の場合よりも熱輻射率が小さくなる低熱輻射
率処理を施したので、熱供与体の被熱供与体に対向する
面の裏側への放出エネルギーが抑えられる。したがっ
て、被熱供与体の昇温に費やされるエネルギーの確保が
図られて被熱供与体の昇温速度を高めることができ、一
層のウォームアップタイムの短縮が図れると共に、熱エ
ネルギーの無駄な消耗も防ぐことが可能となる。

【００６１】請求項２に記載の発明では、前記熱供与体
は、金属体を有するので、芯金としてのローラを形成す
ることができ、また、熱供与体自身を誘導加熱する方式
を採用することが可能となる。

【００６２】請求項３に記載の発明では、熱供与体は、
コイルにより発生する磁束によって生じる誘導電流によ
り発熱するので、エネルギー変換効率が良く、被熱供与
体の昇温速度がさらに高くなる。しかも、熱供与体がロ
ーラや無端ベルトを形成してその内部に配置されるコイ
ルを備えた加熱源により熱供与体が誘導加熱される場合
には、加熱源が熱供与体の内側への輻射エネルギーを吸
収するので、当該熱供与体の昇温速度の低下を抑える効
果が大きくなり、一方、熱供与体の内側への輻射エネル
ギー、ひいては加熱源に吸収されるエネルギーそのもの
が少なくなるので、加熱源の過加熱も防止することがで
きる。

【００６３】請求項４に記載の発明では、熱供与体の被
熱供与体に対向する面の裏側の面の熱輻射率εを０＜ε
＜０．６としたので、熱供与体に一般的に使用される鉄
やステンレスなどの酸化時の熱輻射率よりも小さくなる
ため、従来よりも熱供与体の被熱供与体に対向する面の
裏側への放出エネルギーが抑えられることとなり、被熱
供与体の昇温速度を高めることができると共に、熱エネ
ルギーの無駄な消耗も防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る定着装置の概略
断面図である。

【図２】ホルダユニットの斜視図である。

【図３】ホルダユニットを定着ローラの内部に収納し
た様子を示す斜視図である。

【図４】定着ローラの温度上昇の様子を示すグラフで
ある。

【図５】本発明の実施の形態２に係る定着装置の概略
断面図である。

【図６】本発明の実施の形態３に係る定着装置の概略
断面図である。

【図７】本発明の実施の形態４に係る定着装置の概略
断面図である。

【図８】本発明の実施の形態５に係る定着装置の概略
断面図である。

【図９】本発明の実施の形態６に係る定着装置の概略
断面図である。

【符号の説明】

１…定着ローラ（熱供与体）、２…加圧ローラ、３…コイルアセンブリ、８…ボビン、９…コイル、１０…コア、１１…ホルダ、１２…上定着前ガイド（熱供与体）、１５…定着ベルト（被熱供与体）、１７…定着ベルト（熱供与体）、２１…テンションローラ（熱供与体）、Ｓ…シート（被熱供与体）。

Claims

【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
記録媒体へ定着する定着装置であって、被熱供与体に熱を供与する熱供与体を有し、前記熱供与体の前記被熱供与体に対向する面の裏側の面
に、未処理の場合よりも熱輻射率が小さくなる低熱輻射
率処理を施したことを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記熱供与体は、金属体を有することを
特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】前記熱供与体は、コイルにより発生する
磁束によって生じる誘導電流により発熱することを特徴
とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】記録媒体上に形成されたトナー像を前記
記録媒体へ定着する定着装置であって、被熱供与体に熱を供与する熱供与体を有し、前記熱供与体の前記被熱供与体に対向する面の裏側の面
の熱輻射率εを０＜ε＜０．６としたことを特徴とする
定着装置。