JPH10207271A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘導加熱を行うための磁場発生手段と被加熱
部材としての磁性体からなる導電体ベルトとの間に空気
層を設けることにより、導電体ベルトに発生した熱が磁
場発生手段に逃げることを防止する。また、導電体ベル
ト上に温度ムラが発生することを防止する。 【解決手段】 フェライトコアにコイルを巻き付けて形
成された磁場発生手段と、導電体としてのニッケルで被
覆された定着ベルトは、空気の層が介在するように所定
の間隔で配置されいる。磁場発生手段の一部には位置決
め部材が設けられており、この位置決め部材が定着ベル
トに接触することによって、空気層厚は常に一定に保た
れる。また、定着ベルト内部には高熱伝導性を有するロ
ーラ、ヒートパイプ等の熱交換部材を定着ベルトの幅方
向にわたって配置し、定着ベルトの幅方向における温度
ムラの発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば静電複写機や
レーザプリンタ等の画像形成装置に搭載され、用紙上の
トナー像を用紙に加熱定着する定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来電子写真装置の定着装置では、加熱
源としてハロゲンランプ等を用い、これを金属ローラの
内側に設置し、このハロゲンランプを加熱することによ
ってローラを内部から加熱し、この加熱ローラに対して
所定の圧力で押圧された加圧ローラとのニップ部に未定
着のトナー像を担持した用紙を導くことによって、用紙
上にトナー像を定着させている。

【０００３】しかしながら、このような従来の定着装置
においては熱源としてランプを用いているため、熱効率
が約７０％という限界があり、さらにランプをローラの
内側に配置しローラを内側から加熱する構造のため、実
際の定着動作に用いられる定着ローラの表面を定着動作
に必要な温度にするためには、ローラの内側はそれ以上
の温度にする必要があるので、エネルギーの損失が大き
いという欠点がある。また、ローラの内側を加熱するた
めにローラの表面が定着可能な温度に達するまでに時間
がかかり、画像形成装置自体の立ち上がり時間の短縮を
妨げる要因になっている。また、ハロゲンランプヒータ
への電力供給機構の関係から、ハロゲンランプヒータは
固定して、その周りに金属ローラを回転させるという複
雑な構造とならざるを得ず、定着器の小型化にも構造的
な限界があった。この問題を解決するために、磁性体に
磁束を集中させることにより生じるジュール熱を利用し
た誘導加熱で定着ローラを加熱する方式が提案されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−７６６２０に見られるような従来の誘導加熱方式に
よれば、磁場発生手段によって導電性のフィルムを加熱
して、密着された記録媒体を定着させるものであり、磁
場発生手段と加熱ローラの間にベルトを挟ませたニップ
を形成して加熱定着を行っている。この従来例の場合、
磁場発生手段が発熱体としてのベルトに摺接しているた
めにベルトに発生した熱が磁場発生手段のほうに移動し
てしまい、被定着部材に与えるべき熱量が減少してしま
うという問題点がある。また、磁場発生手段自体に熱が
移動すると、コイル鉄損となり発熱効率が減少するとい
う問題があった。

【０００５】また、定着ニップ幅に対して小さい用紙等
が通紙された場合には、通紙部分と非通紙部分との間で
温度差が生じてしまい、これが温度履歴として残ったま
ま次の定着に供され、結果的に定着ムラが生じてしまう
という問題も発生していた。

【０００６】そこで本発明では、誘導加熱により発生し
た熱を無駄なく定着に利用できるようにし、かつ定着ニ
ップ部における温度ムラの発生しない定着装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本願の第１の発明の定着装置は、導電体からなる
加熱ベルトと、この加熱ベルトが巻回される一対のベル
ト張設ローラと、前記加熱ベルトに対して所定のニップ
部を介して押圧される加圧ローラと、前記加熱ベルトの
前記ニップ部に相当する部分のベルト裏面に対して空気
層を介して対向して配置され、前記加熱ベルト表面に磁
束を発生させる磁場発生手段と、この磁場発生手段に対
して高周波電流を印加する電源とを具備することを特徴
とする。

【０００８】さらに本願の第２の発明の定着装置は、導
電体からなり所定方向に回転する加熱ベルトと、この加
熱ベルトが巻回される一対のベルト張設ローラと、前記
加熱ベルトに対して所定のニップ部を介して押圧される
加圧ローラと、前記加熱ベルトの前記ニップ部に相当す
る部分のベルト裏面に対向して配置され、前記加熱ベル
ト表面に磁束を発生させる磁場発生手段と、この磁場発
生手段に取り付けられ、前記加熱ベルト裏面に接触する
ことにより前記加熱ベルトに対して前記磁場発生手段を
位置決めする位置決め部材と、前記磁場発生手段に対し
て高周波電流を印加する電源とを具備することを特徴と
する。

【０００９】さらに本願の第３の発明の定着装置は、導
電体からなり所定方向に回転する加熱ベルトと、この加
熱ベルトが巻回される一対のベルト張設ローラと、前記
加熱ベルトに対して所定のニップ部を介して押圧される
加圧ローラと、前記加熱ベルトの前記ニップ部に相当す
る部分のベルト裏面に所定の間隙を介して対向して配置
され、前記加熱ベルト表面に磁束を発生させる磁場発生
手段と、この磁場発生手段に対して高周波電流を印加す
る電源と、前記加熱ベルトの幅方向の温度ムラを除去す
る温度履歴除去手段とを具備することを特徴とする。

【００１０】さらに本願の第４の発明の定着装置は、導
電体からなる加熱ベルトと、この加熱ベルトが巻回され
る一対のベルト張設ローラと、前記加熱ベルトに対して
所定のニップ部を介して押圧されるローラであって、ロ
ーラ表面およびローラ内部に複数の空気を有した孔部を
有する加圧ローラと、前記加熱ベルトの前記ニップ部に
相当する部分のベルト裏面に対向して配置され、前記加
熱ベルト表面に磁束を発生させる磁場発生手段と、この
磁場発生手段に対して高周波電流を印加する電源とを具
備することを特徴とする。

【００１１】さらに本願の第５の発明の定着装置は、導
電体からなる加熱ベルトと、この加熱ベルトが巻回され
る一対のベルト張設ローラと、前記加熱ベルトに対して
所定のニップ部を介して押圧され、表面に前記加熱ベル
トと同じ材質の導電体層を被覆された加圧ローラと、前
記加熱ベルトの前記ニップ部に相当する部分のベルト裏
面に対向して配置され、前記加熱ベルト表面および前記
加圧ローラ表面に磁束を発生させる磁場発生手段と、こ
の磁場発生手段に対して高周波電流を印加する電源とを
具備することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しながら
本発明の第１の実施例について説明する。まず、図１に
第１の実施例の定着装置の全体構成の断面図を示す。定
着装置は、一対のローラ１、２に巻回された定着ベルト
３と、この定着ベルト３に所定のニップ幅を有して圧接
された加圧ローラ４からなり、定着ベルト３と加圧ロー
ラ４の間を通過する用紙Ｐに対して、用紙Ｐ上に担持さ
れているトナー像を加熱及び加圧することにより、トナ
ー像を用紙Ｐ上に定着させるものである。前記定着ベル
ト３は駆動ローラ１と従動ローラ２に巻回されており、
この駆動ローラ１は駆動モータ１５により発生する駆動
力をギア等からなる伝達機構１４を介して伝達されるこ
とにより図示矢印方向に回転駆動される。従動ローラ２
の回転軸にはバネ６が取り付けられており、このバネ６
の他端は定着装置の上部フレーム１１に固定されてお
り、従動ローラ２の軸が前記駆動ローラ１と反対方向に
引っ張られることにより定着ベルト３に所定の張力を与
えるようになっている。一方、加圧ローラ４は定着装置
の下部フレーム１２に取り付けられたバネ１６により定
着ベルト３方向に押し上げられており、定着ベルト３と
の間に所定のニップ幅を有して接触し、定着ベルト３の
移動に伴って従動し、図示矢印方向に回転する。前記定
着ベルト３の周上には、加圧ローラ４とのニップ部より
も回転方向下流側に、定着ベルト３表面上にトナーがオ
フセットすることを防止するために定着ベルト３表面上
にオイルを塗布するオイルローラ５が、定着ベルト３の
外周面に接触するように配置されている。オイルローラ
５は定着ベルト３に従動回転することにより内部に保持
しているオイルを定着ベルト表面に供給するものであ
る。

【００１３】この定着装置によりトナー像を定着された
用紙は、定着ベルト３の回転により下流へ搬送されて、
排紙ローラ１３ａ、１３ｂにより機体外へ排出されるも
のである。なお、定着ベルト３は上述した上部フレーム
１１により囲まれ、また加圧ローラ４は下部フレーム１
２により囲まれており、定着装置外部に極力熱が逃げな
いように構成されている。

【００１４】次にこの第１の実施例における加熱機構に
ついて図２を用いて説明する。第１の実施例では、前記
定着ベルト３は厚さ５０μｍのニッケル電鋳ベルトにて
構成されている。ここで、定着ベルト３の材質としては
ニッケルに限らず鉄、ステンレスといった強磁性体の金
属からなる導電体であればよい。また、この定着ベルト
３の表面は、定着済みのトナーの離型性を向上させるた
めに厚さ２０μｍのＰＴＦＥ層あるいはＰＦＡ層が形成
されている。

【００１５】この定着ベルト３の内部には高透磁率のフ
ェライトコア９の回りに線径０．５ｍｍの銅線材をリッ
ツ線として構成されたコイル８が１方向に複数回巻回さ
れて構成された磁場発生手段１０が配置されている。こ
の磁場発生手段１０は、定着ベルト３内部の、前記加圧
ローラ４とのニップ部に略対向する位置に配置されてい
る。磁場発生手段１０のコイル８には高周波電流を印加
するための電源１７が接続されている。この磁場発生手
段１０と定着ベルト３の間には所定の空間が設けられて
おり、磁場発生手段１０と定着ベルト３間に空気層７が
形成されるようになっている。

【００１６】電源１７から磁場発生手段１０のコイル８
に高周波電流が印加されると、導電体からなる定着ベル
ト３の磁場発生手段１０対向する部分には磁束と渦電流
が発生し、フェライトコア９の作用によって特にニップ
部近傍に磁束が集中する。定着ベルト３表面上に渦電流
が発生すると、定着ベルト３自体の抵抗によりジュール
熱が発生し定着ベルト３の表面が昇温される。

【００１７】本実施例において電源１７からコイル８に
対して印加された高周波電流は周波数２０ｋＨｚ、出力
８００Ｗである。コイル８に高周波電流を印加すること
により、前記原理により定着ベルト３上にはジュール熱
が発生し、定着ベルト３表面が加熱される。定着ベルト
３の表面温度は、この定着ベルト３内側の前記ニップ部
近傍に配置されたサ−ミスタ１８の検知結果を参照し
て、電源１７からの高周波電流の印加を断続させること
によって、表面温度を２００°Ｃに制御している。な
お、本実施例においてはコイル８に印加する高周波電流
を周波数を２０ｋＨｚとしたが、１０〜６００ｋＨｚの
間の高周波電流であれば加熱手段として適用できる程度
のジュール熱を発生することができる。

【００１８】ここで、この第１の実施例においては、磁
場発生手段１０は定着ベルト３に対して空気層７を介し
て対向している。そのため、定着動作時において定着ベ
ルト３から転写材Ｐ上のトナーへの熱移動に伴う接触熱
抵抗がほとんど存在しない。そのため、従来のようにコ
イルとベルト間にガラス等の絶縁物を介して加熱を行う
構成のものと比較して、熱効率が非常に良い。第１の実
施例の構成と従来の構成との熱解析結果を図３に示す。
ここで、磁場発生手段１０と定着ベルト３の間隔は８ｍ
ｍとし、本実施例では両者の間に空気層を配し、従来例
では絶縁物としてガラス板を配置したもので比較した。
当然ながらベルトとコイルとの間隔は狭くなるほど効率
が良くなることは言うまでもない。このとき定着ベルト
３の材質は本実施例と同様厚さ５０μｍのニッケル電鋳
ベルト、コイルには２０ｋＨｚ、８００Ｗの高周波電流
を印加した。定着ベルト３の表面温度が２００℃になる
までの時間を比較した場合、従来の構成では３．５ｓｅ
ｃかかっていたが、本実施例によれば０．２３ｓｅｃで
２００℃に到達することができ、立ち上がり時間が大幅
に短縮できることがわかる。

【００１９】定着効率を向上させるためには、定着ベル
ト３と加圧ローラ４とのニップ部領域に渦電流を集中さ
せる必要があり、上記第１の実施例では磁場発生手段１
０のフェライトコア９の作用により磁束密度をニップ部
に集中させるようにしている。しかしながら、定着ベル
ト３とコイル８との間には上述したように、熱効率向上
のために一定の空気層７が設けられているので、さらに
磁束を集中させるには定着ベルト３にコイル８を接触さ
せる必要がある。ここで、加圧ローラ４の材質としてフ
ェライト材を選択すれば、コイル８をベルト３に近づけ
なくても、さらにニップ部に磁束を集中させることが可
能になる。これにより、ニップ領域に磁束を集中させる
ことでニップ部で発生する熱量を増やし効率よく定着を
行うことができる。また、磁束が集中することにより外
部に対して磁束がもれなくなるという効果を奏する。

【００２０】次に本願発明の第２の実施例について図４
を用いて説明する。図４に示した例は、前述した第１の
実施例における磁場発生手段１０を定着ベルト３に対し
て常に一定の間隔になるように位置決めし、磁場発生手
段１０と定着ベルト３の間に形成される空気層７の層厚
が常に一定になるように構成し、一定の断熱効果が得ら
れるようにしたものである。第２の実施例においては定
着ベルト３内部にレール２０ａ、ｂが設けられており、
このレール２０ａ、ｂに沿って磁場発生手段１０が上下
方向に摺動自在に配置されている。そして、磁場発生手
段１０の定着ベルト３側には、ギャップ調整部材１９
ａ、ｂが磁場発生手段１０に対して固定関係にあるよう
に取り付けられており、このギャップ調整部材１９ａ、
ｂの先端に設けられているローラが定着ベルトに接触す
ることによって磁場発生手段１０が定着ベルト３に対し
て一定の間隔を保って位置決めされることになる。これ
により、空気層７の厚さが一定になり、一定の断熱効果
が得られるので、常に一定の熱効率を得ることができる
ものである。

【００２１】次に本願発明の第３の実施例について図５
を用いて説明する。図５に示した例では、前述した第１
の実施例において、定着ベルト３と加圧ローラ４とのニ
ップ幅を変更するために、加圧ローラ４の定着ベルト３
に対する押し上げ量を変更した場合にも、空気層７の厚
さが変更することのないように構成したものである。こ
の第３の実施例においては定着ベルト３内部にレール２
１ａ、ｂを有し、このレール２１ａ、ｂに沿って磁場発
生手段１０が左右の動きを規制されつつ上下方向に移動
するようになっている。そして、磁場発生手段１０の一
部には板状の位置決め部材２２の一端が固定されてい
る。この位置決め部材２２の他端は前記加圧ローラ４の
芯金軸２３に固定されている。これにより磁場発生手段
１０と加圧ローラ４とは固定的な関係にあり、加圧ロー
ラ４が上下方向に移動した場合、均等の間隔を保ったま
ま磁場発生手段１０も上下動することになる。

【００２２】定着性能を向上させるために加圧ローラ４
と定着ベルト３間のニップ幅を調節する場合、加圧ロー
ラ４の定着ベルト３に対する押し付け量を大きくすれば
ニップ幅は大きくなり、加圧ローラ４の押し付け量を小
さくすればニップ幅は小さくなる。このとき、この第３
の実施例のような構成にすれば、磁場発生手段１０は加
圧ローラ４が移動することにより定着ベルト３が移動し
た分だけ移動し、相対的に定着ベルト３と磁場発生手段
１０との間隔は変化しない。従って、磁場発生手段１０
により定着ベルト３に発生する磁束及び渦電流が常に一
定の値を維持でき、定着時の温度ムラを防ぐことができ
る。

【００２３】次に本願の第４の実施例について図６を参
照して説明する。この第４の実施例は前記第１の実施例
の定着装置において、特に定着動作後に定着ベルト３上
に発生する温度ムラを消去するように構成されたもので
ある。ここで、第１の実施例と同様の構成については同
番号を付してここでの説明は省略する。

【００２４】この第４の実施例においては、定着ベルト
３内部でかつ定着ベルト３と加圧ローラ４のニップ部下
流に、熱伝導率の高いアルミ製の温度履歴除去ローラ２
５が配置されている。この温度履歴除去ローラ２５は、
軸方向において定着ベルト３の幅とほぼ同等の長さを有
し、定着ベルト３裏面に接触して、定着ベルト３に従動
して図示矢印方向に回転するものである。この構成によ
り温度履歴除去ローラ２５と定着ベルト３とのニップ部
は見かけ上、定着ベルト３の他の部分よりも熱伝導率が
高くなっている。従って、小サイズ用紙等の定着を行っ
た場合には、用紙と接触した部分（通紙部分）と接触し
てない部分（非通紙部分）とで、定着ベルト３上に温度
ムラが生じているが、定着ベルト３が温度履歴除去ロー
ラ２５と接触することによって、定着ベルト３の軸方向
の高温部分と低温部分との間で熱の移動が起こり、定着
ベルト３の軸方向の温度ムラが除去される。そのため、
定着部（定着ベルト３と加圧ローラ４とのニップ部）に
おいて温度ムラが生じることがなく、均一な定着性能を
提供することができるものである。

【００２５】なお、この第４の実施例では温度履歴除去
ローラ２５にアルミ製のローラを用いたが、ローラの材
質はこれに限られるものではなく、熱伝導製の高い材質
であればよい。また、温度履歴除去ローラ２５は定着ベ
ルト３の内部に配置されて、定着ベルト３の裏面に接触
しているが、これに限らず定着ベルト３の表面に接触す
るように配置しても温度ムラ除去効果は得られる。但
し、この場合は温度履歴除去ローラがトナー等で汚染さ
れるおそれがあり、トナーの固着等により経年使用によ
っては温度ムラ除去効果自体にムラが発生するおそれも
あるので、温度履歴除去ローラ２５は定着ベルト３の内
部に配置するのが望ましい。

【００２６】この第４の実施例とは異なる方法により定
着部分（定着ベルト３と加圧ローラ４とのニップ部）に
おける温度ムラを除去するようにした第５の実施例につ
いて図７を用いて説明する。ここで、第１の実施例と同
様の構成については同番号を付してここでの説明は省略
する。第５の実施例においては定着ベルト３と磁場発生
手段１０との間にヒートパイプ２７が設けられており、
このヒートパイプ２７が定着ベルト３と加圧ローラ４と
のニップ部に相当する定着ベルト３の内側に接触してい
る。磁場発生手段１０と定着ベルト３との距離は第１の
実施例と同様８ｍｍで、ヒートパイプ２７の直径は２ｍ
ｍである。また、ヒートパイプ２７の軸方向の長さは定
着ベルト３の幅方向の長さと略同等である。ヒートパイ
プ２７は銅製で、作動液としては水が使用されている。

【００２７】小サイズ用紙等の定着を行った場合には、
用紙と接触した部分（通紙部分）と接触してない部分
（非通紙部分）とで、定着ベルト３上に温度ムラが生じ
ているが、ニップ部裏面に配置されたヒートパイプ２７
の作用により、定着ベルト３の軸方向の高温部分と低温
部分との間で熱の移動が起こり、定着ベルト３の軸方向
の温度ムラが除去される。そのため、定着部（定着ベル
ト３と加圧ローラ４とのニップ部）において温度ムラが
生じることがなく、均一な定着性能を提供することがで
きるものである。

【００２８】ここで、この第５の実施例ではニップ部に
ヒートパイプ２７を配置しているので、ヒートパイプ２
７は磁場発生手段１０の影響を受ける位置にある。しか
しながらニッケルを誘導加熱するための周波数は１０ｋ
Ｈｚであるのに対し、銅を誘導加熱するための周波数は
２０ｋＨｚであるから、この実施例の場合、電源から磁
場発生手段１０のコイル８に対して周波数１０ｋＨｚ、
出力８００Ｗの高周波電流が印加されるが、この電流に
よってはニッケル製の定着ベルト３のみが加熱され銅製
のヒートパイプ２７自体が加熱されることはない。従っ
て、磁場発生手段１０の近傍に配置しても、ヒートパイ
プ２７の熱交換作用には何等影響しない。要するに、ヒ
ートパイプ２７の材質としては、誘導加熱する周波数が
定着ベルト３のものと異なる材質を選択すればよい。

【００２９】前記第４および第５の実施例では定着動作
時に用紙に奪われる熱量により定着ベルト３上に生じ
る、定着部（ニップ部）における軸方向の温度ムラの除
去を目的とした。ここで、定着時においては定着ベルト
３の定着部の用紙に当接している部分以外の部分は加圧
ローラ４表面に接触している。また定着時以外（すなわ
ち搬送される用紙と用紙の間）においては定着ベルト３
の定着部全体が加圧ローラ４に接触している。加圧ロー
ラ４自体は加熱されていないため、加熱された定着ベル
ト３表面から加圧ローラ４に対して熱が逃げてしまう
が、定着装置の熱効率を向上させるためには、定着ベル
ト３に発生した熱が定着に使用されないで逃げることは
極力防止することが望ましい。そこで、以下の実施例
６、７では加熱された定着ベルト３からの熱の逃げが少
ない定着装置の変形例について説明する。

【００３０】まず、第６の実施例として図８を参照して
説明する。この第６の実施例では加圧ローラの構成以外
は既に説明した第１の実施例と同じであるので説明を省
略する。さて、この第６の実施例では加圧ローラとして
シリコンの発泡ゴムローラ２８を用いている。この発泡
ゴムローラ２８は既に説明した他の実施例と同様にバネ
１６により定着ベルト３に押圧され、定着ベルト３との
間に所定のニップ幅を有している。

【００３１】この発泡ゴムローラ２８は表面又はその内
部に多数の孔を有し、それぞれの孔に空気を有している
ため、この空気が断熱材の役目を果たし、定着ベルト３
と接触しても定着ベルト３からの熱の逃げが少ない。従
って、定着動作を行っていない紙間において定着ベルト
３と発泡ゴムローラ２８が直接接触しても、定着ベルト
３に発生した熱量はゴムローラ２８に奪われることが少
なく、熱効率が非常によい。

【００３２】また、第７の実施例では定着ベルト３とと
もに加圧ローラ表面をも誘導加熱により加熱することに
よって、定着ベルト３表面に発生した熱が加圧ローラと
の接触により奪われることを防ぐものである。この第７
の実施例について図９及び図１０を用いて説明する。こ
の第７の実施例では加圧ローラ３０の構成以外は既に説
明した第１の実施例と同じであるので説明を省略する。

【００３３】この第７の実施例では加圧ローラ３０は断
熱効果の大きいセラミック製の直径２０ｍｍの基体ロー
ラ３１の表面に厚さ５０μｍの導電体層としてのニッケ
ル層３２を形成され、さらにその外側にフッ素被膜３３
を形成されたものである。ここで導電体層の材質として
は鉄、ニッケル、ステンレス等の磁性体であればよい
が、定着ベルト３と同じ材質でなければならない。ま
た、基体ローラ３１の材質もセラミックに限るものでは
なく、断熱性を有した材質であればよい。

【００３４】この第７の実施例の定着装置を用いて定着
動作を行うに当たって、電源１７から磁場発生手段１０
のコイル８に高周波電流が印加されると、導電体からな
る定着ベルト３および加圧ローラ３０の導電体層３２の
磁場発生手段１０対向する部分には磁束と渦電流が発生
し、磁場発生手段１０のフェライトコア９の作用によっ
て特にニップ部近傍に磁束が集中する。定着ベルト３表
面上に渦電流が発生すると、定着ベルト３自体の抵抗に
よりジュール熱が発生し定着ベルト３の表面が昇温され
る。また、加圧ローラ３０の導電体層３２においても渦
電流が発生し、加圧ローラ３０の表面も同様に加熱され
る。

【００３５】これにより、定着に供される用紙Ｐを裏側
からも加熱することが可能になり、定着可能温度に達す
るまでの立ち上がりに要する時間をより短縮することが
できる。また、裏側からも加熱することにより用紙の表
面と裏面との温度差が減少し、トナーのオフセットの発
生を防止することもできる。さらに、紙間において定着
ベルト３と加圧ローラ３０が接触する間においても、両
者の温度差が小さいため定着ベルト３からの熱の逃げが
少なく、常に安定した定着性能を提供することができ
る。

【００３６】

【発明の効果】上述したように本発明の定着装置によれ
ば、磁場発生手段と定着ベルトとの間に空気層を設けて
断熱効果を持たせたことによって、定着ベルトに発生し
た熱が磁場発生手段に転移することがなく、熱効率の向
上を図ることができる。

【００３７】また、定着ベルトと磁場発生手段の間隔を
一定に保つようにしたので、両者の間に生じる空気層の
厚さは常に一定にすることができ、一定の断熱効果を得
ることができる。

【００３８】さらに、定着ベルトの幅方向に熱交換部材
を配置したので、定着方向の幅方向において温度ムラが
生じることを防止でき、安定した定着性能を提供するこ
とができる。

【００３９】また、定着ベルトと接触する加圧ローラ自
体も誘導加熱により加熱することにより、定着ベルトに
生じる熱量が加熱ローラに奪われることを防止したの
で、紙間においても定着ベルトの温度が低下することが
なく、常に一定の定着能力を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の定着装置の概略断面図
である。

【図２】第１の実施例の定着部分の構成を説明するため
の図面である。

【図３】第１の実施例の定着装置において定着ベルトと
磁場発生手段間に空気層を形成した場合と、定着ベルト
と磁場発生手段間に断熱材を配置した場合との熱解析結
果を示すグラフである。

【図４】本発明の第２の実施例を説明するための図面で
ある。

【図５】本発明の第３の実施例を説明するための図面で
ある。

【図６】本発明の第４の実施例を説明するための図面で
ある。

【図７】本発明の第５の実施例を説明するための図面で
ある。

【図８】本発明の第６の実施例を説明するための図面で
ある。

【図９】本発明の第７の実施例を説明するための図面で
ある。

【図１０】第７の実施例の定着部分の構成を説明するた
めの図面である。

【符号の説明】

１…駆動ローラ ２…従動ローラ ３…定着ベルト ４…加圧ローラ ８…コイル ９…フェライトコア １０…磁場発生手段 １７…高圧電源 ２０…位置決め部材 ２２…位置決め部材 ２５…温度履歴除去手段 ２７…ヒートパイプ ２８…シリコンゴムローラ ３０…加圧ローラ

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電体からなる加熱ベルトと、 この加熱ベルトが巻回される一対のベルト張設ローラ
   と、 前記加熱ベルトに対して所定のニップ部を介して押圧さ
   れる加圧ローラと、 前記加熱ベルトの前記ニップ部に相当する部分のベルト
   裏面に所定の間隙を介して対向して配置され、前記加熱
   ベルト表面に磁束を発生させる磁場発生手段と、 この磁場発生手段に対して高周波電流を印加する電源
   と、を具備することを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 導電体からなる加熱ベルトと、 この加熱ベルトが巻回される一対のベルト張設ローラ
   と、 前記加熱ベルトに対して所定のニップ部を介して押圧さ
   れる加圧ローラと、 前記加熱ベルトの前記ニップ部に相当する部分のベルト
   裏面に対して空気層を介して対向して配置され、前記加
   熱ベルト表面に磁束を発生させる磁場発生手段と、 この磁場発生手段に対して高周波電流を印加する電源
   と、を具備することを特徴とする定着装置。
3. 【請求項３】 導電体からなり所定方向に回転する加熱
   ベルトと、 この加熱ベルトが巻回される一対のベルト張設ローラ
   と、 前記加熱ベルトに対して所定のニップ部を介して押圧さ
   れる加圧ローラと、 前記加熱ベルトの前記ニップ部に相当する部分のベルト
   裏面に対向して配置され、前記加熱ベルト表面に磁束を
   発生させる磁場発生手段と、 この磁場発生手段に取り付けられ、前記加熱ベルト裏面
   に接触することにより前記加熱ベルトに対して前記磁場
   発生手段を位置決めする位置決め部材と、 前記磁場発生手段に対して高周波電流を印加する電源
   と、を具備することを特徴とする定着装置。
4. 【請求項４】 前記位置決め部材は前記磁場発生手段と
   固定的な位置関係にあるローラ部を有し、このローラ部
   が前記加熱ベルトに接触して従動回転することを特徴と
   する請求項３記載の定着装置。
5. 【請求項５】 導電体からなり所定方向に回転する加熱
   ベルトと、 この加熱ベルトが巻回される一対のベルト張設ローラ
   と、 前記加熱ベルトに対して所定のニップ部を介して押圧さ
   れる加圧ローラと、 前記加熱ベルトの前記ニップ部に相当する部分のベルト
   裏面に対向して配置され、前記加熱ベルト表面に磁束を
   発生させる磁場発生手段と、 この磁場発生手段に一端が固定され、前記加圧ローラの
   回転軸に他端が固定され、前記磁場発生手段と前記加圧
   ローラとを一定の位置関係に保つ位置決め部材と、 前記磁場発生手段に対して高周波電流を印加する電源
   と、を具備することを特徴とする定着装置。
6. 【請求項６】 前記加熱ベルトと前記張設ローラからな
   る空間内に配置され、前記磁場発生手段を前記ニップ部
   における加熱ベルトの移動方向に直交する方向に移動自
   在に支持する支持手段をさらに有してなることを特徴と
   する請求項５記載の定着装置。
7. 【請求項７】 導電体からなり所定方向に回転する加熱
   ベルトと、 この加熱ベルトが巻回される一対のベルト張設ローラ
   と、 前記加熱ベルトに対して所定のニップ部を介して押圧さ
   れる加圧ローラと、 前記加熱ベルトの前記ニップ部に相当する部分のベルト
   裏面に所定の間隙を介して対向して配置され、前記加熱
   ベルト表面に磁束を発生させる磁場発生手段と、 この磁場発生手段に対して高周波電流を印加する電源
   と、 前記加熱ベルトの幅方向の温度ムラを除去する温度履歴
   除去手段と、を具備することを特徴とする定着装置。
8. 【請求項８】前記温度履歴除去手段は前記加熱ベルトと
   前記加圧ローラのニップ部よりも前記加熱ベルトの回転
   方向下流において加熱ベルトに接触し、かつ前記加熱ベ
   ルトの幅よりも長い長さを有したローラからなることを
   特徴とする請求項７記載の定着装置。
9. 【請求項９】前記温度履歴除去手段は前記加熱ベルトに
   接触している部分において、前記加熱ベルトの高温部分
   の熱量を前記加熱ベルトの低温部分に伝達することを特
   徴とする請求項７記載の定着装置。
10. 【請求項１０】 導電体からなり所定方向に回転する加
    熱ベルトと、 この加熱ベルトが巻回される一対のベルト張設ローラ
    と、 前記加熱ベルトに対して所定のニップ部を介して押圧さ
    れる加圧ローラと、 前記加熱ベルトの前記ニップ部に相当する部分のベルト
    裏面に所定の間隙を介して対向して配置され、前記加熱
    ベルト表面に磁束を発生させる磁場発生手段と、 この磁場発生手段に対して高周波電流を印加する電源
    と、 前記磁場発生手段と前記加熱ベルトとの間隙に配置され
    た熱交換器と、を具備することを特徴とする定着装置。
11. 【請求項１１】 前記熱交換器は前記加熱ベルトと前記
    加圧ローラとのニップ部に相当する前記加熱ベルトの裏
    側に接触していることを特徴とする請求項１０記載の定
    着装置。
12. 【請求項１２】 前記熱交換器は前記加熱ベルトの導電
    体を構成する材質とは異なる周波数で誘導加熱を生じる
    材質により形成されていることを特徴とする請求項１０
    記載の定着装置。
13. 【請求項１３】 導電体からなる加熱ベルトと、 この加熱ベルトが巻回される一対のベルト張設ローラ
    と、 前記加熱ベルトに対して所定のニップ部を介して押圧さ
    れるローラであって、ローラ表面およびローラ内部に複
    数の空気を有した孔部を有する加圧ローラと、 前記加熱ベルトの前記ニップ部に相当する部分のベルト
    裏面に対向して配置され、前記加熱ベルト表面に磁束を
    発生させる磁場発生手段と、 この磁場発生手段に対して高周波電流を印加する電源
    と、を具備することを特徴とする定着装置。
14. 【請求項１４】 導電体からなる加熱ベルトと、 この加熱ベルトが巻回される一対のベルト張設ローラ
    と、 前記加熱ベルトに対して所定のニップ部を介して押圧さ
    れ、表面に前記加熱ベルトと同じ材質の導電体層を被覆
    された加圧ローラと、 前記加熱ベルトの前記ニップ部に相当する部分のベルト
    裏面に対向して配置され、前記加熱ベルト表面および前
    記加圧ローラ表面に磁束を発生させる磁場発生手段と、 この磁場発生手段に対して高周波電流を印加する電源
    と、を具備することを特徴とする定着装置。
15. 【請求項１５】 前記加圧ローラは高透磁率を有する材
    料から形成されていることを特徴とする請求項１、２、
    ３、５、７、または１０記載の定着装置。