JPS60254071A

JPS60254071A - 定着装置

Info

Publication number: JPS60254071A
Application number: JP11023984A
Authority: JP
Inventors: Jiro Iizuka; 飯塚　次郎; Akira Ozu; 大図　昌
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd; Nippon Victor KK
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd; Nippon Victor KK
Priority date: 1984-05-30
Filing date: 1984-05-30
Publication date: 1985-12-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は電子写真方式の複写機、プリンタ等に組込まれ
る定着装置に関する。

従来技術電子写真方式の複写機に用いられる定着装置は、加熱ロ
ーラと加圧ローラとよりなる構成である。

１〜ナーが付着した転写紙が両ローラの間を通過する際
に加熱され、トナーが転写紙に定着される。

この構成の定着装置のうち、特に加熱ローラは、以下に
挙げる特性を有していることが望ましい。

１、温度上昇が速いこと。複写機の使用開始の際の予熱
時間を短くするためである。

２、温度分布が均一であること。定着ムラを無くするた
めである。

３、小径であること。不要な熱放散を出来るだけ少なく
して、熱効率を上げるためである。

４、温度制御が容易であること。

５、　剛性を有すること。所望の圧着力が必要であるた
めである。

６、　高効率であること。

従来の定着装置は、第５図及び第６図に示すように、加
熱ローラ１にゴム製ローラ２が押圧され１ｃ構成である
。加熱ローラ１は回転可能に設けてあり、表面にテフロ
ン膜が被着されたアルミニウム合金製の円筒３と、円筒
３内を貫通して設けて。

ある細長のハロゲンランプ４とよりなる。円筒３は、内
部のハロゲンランプ４よりの輻射熱により空気層を介し
て間接的に加熱された状態で、ハロゲンランプ４とは独
立に回転する。

発明が解決しようとする問題点上記の定着装置では以下に挙げる問題点があった。

１、　円筒３は、ハロゲンランプ４により間接的に加熱
されるため、温度上昇速度は自ずと制限され、複写機の
予熱時間が長くなる。なお、予熱時間を短縮するために
は、数ＫＷの大なる電力が必要となり、一般用の電源は
使用出来なくなる。また円筒３を薄肉として熱慣性を小
とすることにより、上記の温度上昇速度を上げることが
ある程度可能となる。しかし、円筒３を薄肉とするど、
熱伝導が悪くなり、温度分布にムラを生じ易くなり、円
筒３を薄肉には出来ない。

２、　円筒３は、その長手方向上端部と中央部とで温度
差が生じ、温度分布が不均一となり易く、定着ムラを起
こし易い。なお、実際には温度差を補正するようにして
いるが、このためには温度を高目に設定しなければなら
ず、このため、熱損失を生ずると共にトナーが円筒３に
付着する高温オフセットが生じてしまうおそれがある。

３、　ハロゲンランプ４の小径化には強度上限瓜があり
、従って円筒３の小径化にも限度があり、円筒３の径は
比較的大とならざるをえない。このため、熱の放散面が
広くなり、熱損失が大きく、上記の間接加熱とも相俟っ
て、熱効率が低くなる。

４、温度制御はハロゲンランプ４をオン、オフさせて行
なうため、温度リップルが大となり、湿度制御が不安定
どなる。−またハロゲンランプ４は低い温度ではハロゲ
ンサイクルができず、寿命が短くなる。

５、　ハロゲンランプ４を使用しているため、スイッチ
を入れたときの突入電流が大きくなる。

問題点を解決するための手段本発明は上記問題点を解決した定着装置を提供すること
を目的とする。

そのための構成は、加熱ローラとこれに押圧した加圧ロ
ーラとよりなり、トナーが付着した転写紙がこの間を通
過するとぎに加熱して該トナーを該転写紙に定着させる
定着装置において、該加熱ローラを、回転可能に支持さ
れ、該加圧ローラに当接しつ）回転するヒートパイプと
、該ヒートパイプの一端に該ヒートパイプに対して非接
触的に設けられ該ヒー１へパイプの上記一端を加熱する
電磁誘導加熱手段とより構成し、該ヒートパイプのうち
放熱部分が該加圧ローラに当接する構成としたものであ
る。

実施例次に本発明の定着装置の一実施例について説明する。

第１図、第２図は、定着装Ｍ　１０を示す。１１は円柱
形状の銅製のヒートパイプであり、両端を軸受（図示せ
ず）により軸承されて回転可能に支持されている。１２
はゴム製ローうであり、両端を軸受（図示せず）により
軸承されて回転可能に支持されており、ヒートパイプ１
１に押圧している。ヒートパイプ１１は中空であり、剛
性を有するため、ゴム製ローラ１２が押圧しても支障は
ない。

１３は磁性体製のスリーブであり、ヒートパイプ１１の
左端の周囲に嵌合固定しである。この磁性体製スリーブ
１３は、ヒートパイプ１１の材質である銅が抵抗率の小
なるものであり、渦電流損失による発熱量が少ない関係
上膜けである。

１４は電磁誘導加熱用の励磁コイルであり、絶縁性ボビ
ン１５に巻回しである。この励磁コイル１４は定着装置
１０の一部に固定してあり、内側に円筒状の空隙１６を
介してスリーブ１３の周囲に嵌合している。これにより
、ヒートパイプ１１は、スリーブ１３とは一体に、励磁
コイル１４とは非接触の状態で回転しうる。なお、励磁
コイル１４は、６００Ｗ入力に対して、約５０ターンで
足り、コンパクトにできる。

なお、上記の励磁コイル１４は、第３図に示すように、
インバータ回路２０と接続しである。発振回路２１より
の所定の周波数の信号がトリガ回路２２に加えられると
、トリガ回路２２より、第４図（Ａ）及び（Ｂ）に示す
波形のトリガパルス信号ａｌ、ｂｌが出力され、周知の
インバータ回路２０に加えられる。インバータ回路２０
内では、一対のサイリスタ素子が交互にオンとされ、イ
ンバータ回路２０より、第４図（Ｃ）に示す波形の加熱
用電流Ｃ１が出力され、励磁コイル１４に供給される。

第４図（Ｃ）中、ＴＯ＋はサイリスタ素子のターンオフ
に必要な時間であり、安全のため素子の定数の１．５〜
２倍に定めである。素子の定数が５μｓである場合には
、加熱用電流Ｃ１の最大周波数は２５ｋＨ２となる。

加熱用電流Ｃ１が励磁コイル１４に流れると、励磁コイ
ル１４の周囲に交番磁界が形成され、抵抗率の高い磁性
体製スリーブ１３に渦電流が誘起されて渦電流損失によ
り効率良く発熱し、ヒートパイプ１１の左端を直接加熱
する。また磁性体製スリーブ１３には磁束が集中し易く
、このことによってもスリーブ１３は効率よく発熱しう
る。

ヒー１へバイブ１１は良好な熱伝導率を有し、且つ熱慣
性も小さいため、熱が右方に迅速に伝導され、左端部以
外の部分の温度が急速に上昇して所望温度Ｔとなる。ヒ
ートパイプ１１は左端部以外の部分が放熱部分１１ａと
なる。

このため、定石装置１０は、複写機の電源投入後短い時
間経過後に定着可能状態となり、第２図に小１ように、
ヒー１へパイプ１１とゴム製ローラ１２とがＬｌいに逆
方向に回転し、トナーが付暑した転写紙がビー１〜バイ
ブ１１のうち放熱部分１１ａとゴム製ローラ１２との間
を送られ、加熱されて、定石が正常に行なわれる。即ち
、複写機の電源投入後短７］’がｉｉＪ能となるまでの
予熱時間が短くなる。

まｌＪ、じ−ドパイブ１１の放熱部分１１ａの温度がサ
ーミスタ２３により検出されている。放熱部分１１，１
の４．１度が所望温度Ｔより上昇すると、サーミスタ２
３の抵抗値が減じ、発振回路２１の発成周波数が低下し
、トリガ回路２２よりは例えば第４図（Ｄ＞、（Ｅ）に
示す］〜リガパルス信号ａ、、、ｂ２が出力され、イン
バータ回路２０よりは第４図（Ｆ）に示すように上記加
熱用電流Ｃ１に比べて周波数が減少した加熱用電流Ｃ２
が出力される。このため、励磁コイル１４の周囲に形成
される交番磁界の周波数が減じ、磁性体製スリーブ１３
に誘起される渦電流が減り、発熱量が低下し、ヒートパ
イプ１１の温度は低下して所望温度Ｔとなる。このよう
に、ヒートパイプ１１の放熱部分１１ａの温度をサーミ
スタ２３により検出し、サーミスタ２３の抵抗値の変化
に応じて加熱用電流の周波数を連続的に可変することに
より、ヒートパイプ１１の放熱部分１１ａの温度は安定
に且つ容易に制御される。

また、ヒートパイプ１１は熱伝導率が高いため、放熱部
分１１ａの温度は平均化され、この部分の温度分布は全
長に亘って均一どなる。このため、上記のヒートパイプ
１１の温度制御を安定に行ない得ること）相俟って、定
着は、ムラ及びオフセットを生ずることなく、良好に行
なわれる。

更に、ヒートパイプ１１は直接的に加熱されると共に径
ｄか細くて放熱面が狭く、保温し易く、熱損失が少ない
。このため定着装置１０は熱効率に優れ、消費電力は少
なくなっている。

また、励磁コイル１４と磁性体製スリーブ１３とは非接
触関係にあるため、定着装置１０は、故障を発生し易い
。摺動子を介して５００〜ｉ、ｏｏｏ’ｗの電力を供給
する構成に比べて、信頼性が向上し、且つ構成も簡単と
なる。また、空隙１６に厳密な寸法精度は要求されず、
ボビン１５及びスリーブ１３の製作は容易となる。

また、発熱したスリーブ１３を囲んでいるボビン１５及
び励磁コイル１６は発熱していず、安全性の点で好都合
である。

なお、上記スリーブ１３は、具体的には、鉄系金属或い
は磁性ステンレス鋼製である。

また、ヒートパイプ１１を銅製の代わりに鉄系金属製或
いは磁性ステンレス鋼製とすることもでき、この場合に
は、上記スリーブ１３は不要となる。

発明の効果上述の如く、本発明になる定着装置によれば、中空で剛
性を有するヒートパイプ自体を加熱ローラとして用い、
且つヒートパイプの一端を電磁誘導加熱手段により加熱
する構成どしであるため、加熱ローラは直接的に加熱さ
れることになり、温度の立上りが速く、しかも熱伝導率
が良好であるため、予熱時間の短縮化を図ることが出来
、また加熱ローラは全長に亘って均一温度となるため、
定着ムラを起こすことなく、定着を良好に行なうことが
出来、更には電磁誘導加熱手段により加熱しているため
効率が良く、また該手段はヒートパイプに対して非接触
的に設けられているため、構造を簡単とし得、また更に
は加熱ローラを小径とし得、然して熱損失を極力抑制す
ることが出来、これに応じて消費電力も小とすることが
出来、またヒートパイプの一端に磁性体製のスリーブを
嵌着し、これに交番磁界を作用させて加熱する構成とし
であるため、加熱が効率よく行なわれて上記予熱時間を
更に短縮することが出来、更には、ヒートパイプの温度
をセンサにより検出し、これに応じて加熱用交番電流の
周波数を変える構成としであるため、ヒートパイプの温
度を安定に制御することが出来、常に良好な定着を保証
することが出来、また更にはヒートパイプ自体を磁性体
製とすることにより、上記磁性体製のスリーブを設けな
くても、効率良く加熱することが出来るという特長を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本発明になる定着装置の一部縦
断正面図及び側面図、第３図は第１図中ヒートパイプの
加熱制御系を示すブロック系統図、第４図（Ａ）乃至（
Ｆ）は夫々第３図中トリガ回路よりのトリガパルス信号
及びインバータ回路よりの加熱用交番電流の波形を示す
図、第５図及び第６図は夫々従来の定着装置の１例の一
部縦断正面図及び側面図である。１０・・・定着装置、１１・・・ヒートパイプ、１１’
ａ・・・放熱部分、１２・・・ゴム製ローラ、１３・・
・磁性体製のスリーブ、１４・・・励磁コイル、１５・
・・ボビン、１６・・・空隙、２０・・・インバータ回
路、２１・・・発振回路、２２・・・トリガ回路、２３
・・・サーミスタ。

Claims

【特許請求の範囲】（１）加熱ローラとこれに押圧した加圧ローラとよりな
り、トナーが付着した転写紙がこの間を通過するときに
加熱して該トナーを該転写紙に定着させる定着装置にお
いて、該加熱ローラを、回転可能に支持され、該加圧ロ
ーラに当接しつ）回転するヒートパイプと、該ヒートパ
イプの一端に該ヒートパイプに対して非接触的に設けら
れ該ヒートパイプの上記一端を加熱する電磁誘導加熱手
段とより構成し、該ヒートパイプのうち放熱部分が該加
圧ローラに当接する構成どしたことを特徴とする定着装
置。 ■　該電磁誘導加熱手段は、該ヒートパイプの）、啼上記一端を囲繞するように配設してあり、加熱用の交番
電流を供給されるコイルと、該ヒートパイプの上記一端
の周面に嵌合固定しである磁性体製のスリーブとよりな
り、該コイルより発生された磁界が該スリーブに作用し
て該スリーブが渦電流損失により加熱される構成とした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の定着装置
。 ■　該電磁誘導加熱手段は、該ヒートパイプの上記一端
を囲繞するように配設してあり、加熱用の交番電流を供
給されるコイルと、該ヒートパイプの温度を検知するセ
ンサと、該センサの出力に応じて周波数を変えて該加熱
用の交番電流を出力する手段とよりなることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の定着装置。（４）該ヒートパイプは、磁性体製の筒体を有し、該電
磁誘導加熱手段は、該筒体の一端を囲繞するように配設
してあり、加熱用の交番電流を供給されるコイルとより
なり、該コイルにより発生された磁界が該ヒートパイプ
の該磁性体製の筒体に作用して該筒体が渦電流損失によ
り加熱される構成としたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の定着装置。