JP2000235329A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

定着装置及び画像形成装置

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JP2000235329A
JP2000235329A JP11037722A JP3772299A JP2000235329A JP 2000235329 A JP2000235329 A JP 2000235329A JP 11037722 A JP11037722 A JP 11037722A JP 3772299 A JP3772299 A JP 3772299A JP 2000235329 A JP2000235329 A JP 2000235329A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着装置起動時に定着ローラ両端部の表面温
度むらを小さくすることができ、また、両端部が異常な
高温になることを防いで定着装置の各部材の熱劣化の進
行や非通紙部で定着ローラ表面へのトナーのホットオフ
セットを防止することが可能な定着装置及びこの定着装
置を備えた画像形成装置を提供する。 【解決手段】 磁性体コア8と励磁コイル7を有する誘
導加熱手段は、定着ローラ1(定着回転部材)の内部と
外部にそれぞれ配設される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は画像形成装置におい
て転写材上に形成されたトナー像を溶融定着する定着装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子写真方式を用いた画像形成装置は、
通常転写材と静電的に該転写材に担持された樹脂、磁性
体、着色料等からなるトナーとを、互いに圧接・回転し
ている定着ローラと加圧ローラの圧接部(ニップ部)で
挟持搬送しながら熱と圧力を加えることなどで、溶融定
着せしめる定着装置を有している。
【0003】このような定着装置において、加熱するた
めの手段として励磁コイルによる磁界で定着ローラに設
けた導電層に渦電流を発生させジュール熱により発熱さ
せる方法が提案されている。
【0004】この方法は熱発生源をトナーのごく近くに
置くことができるので、従来のハロゲンランプを用いた
熱ローラ方式に比して、定着装置起動時に定着ローラ表
面の温度が定着に適当な温度になるまでに要する時間が
短くできるという特徴がある。また、熱発生源からトナ
ーへの熱伝達経路が短く単純であるため熱効率が高いと
いう特徴もある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、下記のような問題が生じて
いた。
【0006】定着装置起動時に、定着ローラ表面の温度
が定着に適当な温度になるまでに要する時間が短くでき
るという特徴を生かすためには、定着ローラの熱容量は
できるだけ小さい方が良く、そのために薄肉の定着ロー
ラを用いると、回転軸方向で熱の伝達がしにくくなり、
例えば、小サイズの転写材を連続して多量に定着した時
などに、定着ローラ表面の転写材の接触する所としない
所で、大きな温度差が生じてしまうことがある。
【0007】さらに、定着ローラの通紙部で温調をする
と、非通紙部が定着に適する温度を大きく越えてしま
い、定着装置の各部材の熱劣化が進行したり、非通紙部
で定着ローラ表面へのトナーのホットオフセットが発生
するといった欠点があった。
【0008】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、定着
装置起動時に定着ローラ両端部の表面温度むらを小さく
することができ、また、両端部が異常な高温になること
を防いで定着装置の各部材の熱劣化の進行や非通紙部で
定着ローラ表面へのトナーのホットオフセットを防止す
ることが可能な定着装置及びこの定着装置を備えた画像
形成装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、磁性体コアと励磁コイルを有する
誘導加熱手段により、定着回転部材に設けた導電層に渦
電流を発生させて発熱させる電磁誘導加熱方式の定着装
置において、前記誘導加熱手段は、前記定着回転部材の
内部と外部にそれぞれ配設されることを特徴とする。
【0010】また、前記定着回転部材の内部と外部に配
設される誘導加熱手段のうちいずれか一方の誘導加熱手
段は、前記定着回転部材の両端部にのみ配設されること
も好適である。
【0011】また、前記定着回転部材の内部と外部に配
設される誘導加熱手段のうちいずれか一方の誘導加熱手
段は、前記定着回転部材の両端部にのみ配設され、他方
の誘導加熱手段は、前記定着回転部材の回転軸方向全体
に渡って配設されることも好適である。
【0012】また、前記定着回転部材の軸方向の発熱分
布に応じて、前記定着回転部材の内部と外部に配設され
る誘導加熱手段のそれぞれの励磁コイルへの電力供給量
を個別に制御する制御手段を備えることも好適である。
【0013】画像形成装置においては、転写材にトナー
像を形成する画像形成手段と、該トナー像が形成された
転写材を通過させる上記記載の定着装置とを備えること
を特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。
【0015】(実施の形態1)図1(a)は本発明の特
徴を最もよく表す図画であり、本発明の第1の実施の形
態に係る定着装置の断面の模式図、同図(b)は斜視図
である。
【0016】定着回転部材としての定着ローラ1は外径
32[mm]、厚さ0.5[mm]の鉄製の芯金シリン
ダで、表面の離型性を高めるためにPTFE10〜50
[μm]や、PFA10〜50[μm]の層を設けても
よい。
【0017】また、定着ローラ1の他の材料として、例
えば磁性ステンレスのような磁性材料(磁性金属)とい
った、比較的透磁率μが高く、適当な抵抗率ρを持つ物
を用いてもよい。
【0018】加圧ローラ2は外径20[mm]の鉄製の
芯金の外周に厚さ5[mm]のSiゴムの層を有し、定
着ローラ1と同様に表面の離型性を高めるために、例え
ば、PTFE10〜100[μm]や、PFA10〜1
00[μm]の層を設けても良く、総外径は約30[m
m]である。
【0019】定着ローラ1と加圧ローラ2は回転自在に
支持されていて、定着ローラ1のみを駆動する構成にな
っている。加圧ローラ2は定着ローラ1の表面に圧接し
ていて、圧接部(ニップ部)での摩擦力で従動回転する
様に配置してある。
【0020】また、加圧ローラ2は定着ローラ1の回転
軸方向にバネなどを用いた図示しない機構によって加圧
されている。
【0021】本実施の形態では、加圧ローラ2は約30
[Kg重]で荷重されており、その場合圧接部の幅(ニ
ップ幅)は約4[mm]になる。しかし、都合によって
は荷重を変化させてニップ幅を変えてもよい。
【0022】搬送ガイド3は、画像形成手段で形成され
た未定着のトナー像4を担持しながら搬送される転写材
5を定着ローラ1と加圧ローラ2とのニップ部へ案内す
る位置に配置される。
【0023】分離爪6は、定着ローラ1の表面に当接し
て配置され、転写材5がニップ部通過後に定着ローラ1
に張り付いてしまった場合、強制的に分離してジャムを
防止するためのものである。
【0024】励磁コイル7は、断面がE型の磁性体コア
8の中央突起部に軸方向に渡って巻き線してあり、本実
施の形態では、6巻きとした。
【0025】コイルの線材は、外径0.15〜0.50
[mm]の絶縁被覆した導線を20〜150本リッツに
したものを用いており、図示しない高周波コンバーター
に接続してあり10〜100[kHz]の交流電流が印
加され、2000[W]程度までの電力が供給される。
さらに、励磁コイル7が昇温した場合を考えて絶縁被覆
には耐熱性の物を使用した。
【0026】励磁コイル7に流れる交流電流によって誘
導された磁界は導電性である定着ローラ1の内面付近に
渦電流を流し、ジュール熱を発生させる。この発熱を増
加させるためには交流電流の電流振幅を大きくすると良
い。
【0027】断面E型の磁性体コア8は、高透磁率かつ
低損失のものを用いると良く、磁気回路の効率を上げる
ためと磁気遮蔽のために用いている。この磁性体コアは
E型でなく、例えばT型であってもよい。
【0028】温度センサー9は定着ローラ1の局所的に
発熱する部分の表面に当接するように配置され、温度セ
ンサー9の検出信号をもとに不図示の制御手段により励
磁コイル7への電力供給を増減させることで、定着ロー
ラ1の表面温度が所定の一定温度になる様自動制御され
る。
【0029】本実施の形態では、断面E型の磁性体コア
8と励磁コイル7は、定着ローラ1の内部では、回転軸
方向全体に渡って配置されており、外部では両端部にの
み配設されている。
【0030】図3は、定着装置の起動時に定着ローラ1
を加熱していくときの定着ローラ1の表面温度を示す図
である。
【0031】起動時は、定着ローラ1の内部に回転軸方
向全体に渡って配置される励磁コイル7のみによると、
曲線10に示すように、定着ローラ1の表面温度は回転
軸方向の中央部に比べて両端部は、温度が低下する傾向
にある。
【0032】そこで、定着装置起動時には、不図示の制
御手段により内部の励磁コイル7だけでなく、定着ロー
ラ1の外側両端部に配置された励磁コイル7も用いて、
曲線11に示すように定着ローラ1を加熱する。
【0033】これにより、回転軸方向では、曲線12に
示す温度勾配になり、定着装置起動時の定着ローラ1の
中央部と両端部の温度むらをなくすことができる。
【0034】また、小サイズの転写材を連続して多量に
定着して、非通紙部である定着ローラ1の両端部が定着
に適する温度を大きく越えた時は、不図示の制御手段に
より定着ローラ1の両端部の励磁コイル7での加熱をや
めることで、定着ローラ1の両端部の温度上昇を防ぐこ
とができる。
【0035】このように本実施の形態では、断面E型磁
性体コア8と励磁コイル7を定着ローラ1の内部では回
転軸方向全体に渡って配置され、定着ローラ1の外部で
は、両端部にのみ配置されることによって、不図示の制
御手段により定着ローラ1の表面の温度を定着ローラ1
の中央部と両端部で別々に制御でき、常に定着ローラ1
の表面の温度分布を回転軸方向に対して均一に保つこと
ができる。
【0036】(実施の形態2)図2は、本発明の第2の
実施の形態に係る定着装置の断面の模式図である。
【0037】第2の実施の形態では、断面E型の磁性体
コア8と励磁コイル7は、定着ローラ1の内部では両端
部にのみ配置されており、外部では回転軸方向全体に渡
って配置されている。
【0038】本実施の形態では、第1の実施の形態と同
様に、常に定着ローラ1の表面の温度分布を回転軸方向
に対して均一に保つことができる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
誘導加熱手段を定着回転部材の内部と外部に備えるの
で、定着回転部材の回転軸方向に対して効率良く加熱す
ることができる。
【0040】また、定着回転部材の表面の温度を定着回
転部材の中央部と両端部で個別に制御することができる
ので、定着回転部材の表面の温度分布を回転軸方向に対
して常に均一に保つことが可能となり、定着性が向上し
た定着装置及び画像形成装置を提供することができる。
【0041】また、定着装置起動時に定着回転部材両端
部の表面温度むらをなくすことができ、回転軸方向での
定着回転部材の表面温度を均一にすることができる。
【0042】また、小サイズの転写材を連続して多量に
定着して、非通紙部である定着回転部材両端部が定着に
適する温度を大きく越えた時などの、両端部が異常な高
温になることを防ぐことができ、定着装置の各部材の熱
劣化の進行や非通紙部での定着回転部材表面へのトナー
のホットオフセットを防止することが可能な定着装置及
び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は本発明の第1の実施の形態に係る
定着装置の断面構成図、同図(b)は斜視図である。
【図2】図2は本発明の第2の実施の形態に係る定着装
置の斜視図である。
【図3】図3は定着装置の定着ローラの表面温度分布を
示す図である。
【符号の説明】
1 定着ローラ(定着回転部材) 2 加圧ローラ 3 搬送ガイド 4 トナー像 5 転写材 6 分離爪 7 励磁コイル 8 磁性体コア 9 温度センサー 10 内部に軸方向全体に配置された誘導加熱手段によ
る定着ローラ1の表面温度の軸方向の勾配を表す曲線 11 外部の両端部に配置された誘導加熱手段による定
着ローラ1の表面温度の軸方向の勾配を表す曲線 12 内部と外部に配置された誘導加熱手段による定着
ローラ1の表面温度の軸方向の勾配を表す曲線

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁性体コアと励磁コイルを有する誘導加
    熱手段により、定着回転部材に設けた導電層に渦電流を
    発生させて発熱させる電磁誘導加熱方式の定着装置にお
    いて、 前記誘導加熱手段は、前記定着回転部材の内部と外部に
    それぞれ配設されることを特徴とする定着装置。
  2. 【請求項2】 前記定着回転部材の内部と外部に配設さ
    れる誘導加熱手段のうちいずれか一方の誘導加熱手段
    は、前記定着回転部材の両端部にのみ配設されることを
    特徴とする請求項1に記載の定着装置。
  3. 【請求項3】 前記定着回転部材の内部と外部に配設さ
    れる誘導加熱手段のうちいずれか一方の誘導加熱手段
    は、前記定着回転部材の両端部にのみ配設され、他方の
    誘導加熱手段は、前記定着回転部材の回転軸方向全体に
    渡って配設されることを特徴とする請求項1に記載の定
    着装置。
  4. 【請求項4】 前記定着回転部材の軸方向の発熱分布に
    応じて、前記定着回転部材の内部と外部に配設される誘
    導加熱手段のそれぞれの励磁コイルへの電力供給量を個
    別に制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項
    1,2または3に記載の定着装置。
  5. 【請求項5】 転写材にトナー像を形成する画像形成手
    段と、該トナー像が形成された転写材を通過させる請求
    項1乃至4のいずれか1項に記載の定着装置とを備える
    ことを特徴とする画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US7447475B2 (en) * 2005-12-21 2008-11-04 Ricoh Company, Ltd. Fixing device and image forming apparatus

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