JPH1074008A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄肉の導電回転体の寿命を大幅に延ばすこと
が可能な定着装置を提供する。 【解決手段】 導電回転体である金属スリーブ１１の軸
方向の両端部側方に、該金属スリーブ１１の端面を受け
る寄り規制リング３０を設け、該寄り規制リング３０を
金属スリーブ１１と同方向に回転させる構成とした。ま
た、加圧ローラ１３から回転駆動力を寄り規制リング３
０に伝達して、該寄り規制リング３０を金属スリーブ１
１と略同一速度で回転させるようにした。

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、ファクシミリ、あるいはそれらの複合機
の定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式の複写機などには、搬送され
る記録媒体である記録材上に転写されたトナー像（未定
着画像）のトナー（現像剤）を、熱によって融解して当
該記録材上に融着させる定着装置が設けられている。

【０００３】この定着装置においては、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）との要請に対して、高周波誘導の利用により電気
−熱変換効率を向上させた誘導加熱方式の定着装置が提
案されている。この誘導加熱定着装置は、誘導コイルに
高周波電流を流して生じた高周波磁界により導電回転体
に誘導渦電流を誘起させ、導電回転体自身の表皮抵抗に
よって導電回転体そのものをジュール発熱させるように
なっている。

【０００４】この誘導加熱定着装置では導電回転体が発
熱体として機能するが、この発熱体の熱容量を小さくす
る低熱容量化によって予熱時間の短縮が図られ、より一
層のクイックプリントが実現可能なことから、可撓性を
有する薄肉の導電回転体を使用したものがある。

【０００５】この種の誘導加熱定着装置では、薄肉の導
電回転体は、回転される加圧部材と、導電回転体の内側
に固定支持される保持部材との間に挟持され、加圧部材
の回転に伴って従動回転する構成となっており、未定着
のトナー像が転写されている記録材をこれらの導電回転
体と加圧部材との圧接部に挟持搬送させることにより、
トナーが記録材上に定着される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、薄肉の
導電回転体を使用した誘導加熱定着装置の場合にあって
は、上記のように保持部材が装置本体に固定されている
のに対し、薄肉の導電回転体はフリーとなっており、加
圧部材の圧接により駆動力を得て導電回転体が回転する
構成とされているため、軸方向左右の圧接力のバランス
や、保持部材と加圧部材の軸のズレ等により、この薄肉
の導電回転体は、回転する間に片方の端部方向へと次第
に寄っていく。

【０００７】これに対し、導電回転体の端面を受け止め
る部材を設けることで、該導電回転体が軸方向横へ移動
しようとする力を抑えることが考えられるが、導電回転
体が薄肉で特に金属等で形成されている場合には、その
端部は脆くなるため、導電回転体の端面がこれを受け止
める部材にこすれて劣化したり、亀裂や割れが発生した
りする虞れがあり、このため導電回転体の寿命を大きく
低下させることになるという問題があった。

【０００８】本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決
するためになされたものであり、本発明の目的は、薄肉
の導電回転体の寿命を大幅に延ばすことが可能な定着装
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請求
項１に記載の発明は、回転可能に設けられた発熱する可
撓性を有する薄肉の導電回転体と、前記導電回転体の内
側に設けられ該導電回転体と摺動接触する保持部材と、
前記導電回転体を前記保持部材に向けて圧接しながら回
転する加圧部材とを有し、前記導電回転体と前記加圧部
材との圧接部に記録材を挟持搬送させることにより現像
剤を前記記録材に定着させる定着装置において、前記導
電回転体の軸方向の少なくとも一方の端部側方に、該導
電回転体の端面を受ける受け部材を設け、該受け部材を
前記導電回転体と同方向に回転させるようにしたことを
特徴とする。この発明にあっては、薄肉の導電回転体
は、加圧部材と保持部材との間に挟持され、加圧部材の
圧接により駆動力を得て該加圧部材の回転に伴って従動
回転する。この際の軸方向左右の圧接力のばらつきなど
により、導電回転体は、回転する間に片方の端部方向へ
と次第に寄っていくが、受け部材の端面に導電回転体の
端面が当接して該導電回転体の寄り動作を規制すること
となる。ここで受け部材は導電回転体と同方向に回転さ
れるので、導電回転体端面の受け部材との相対位的な摩
擦摺動量はきわめて小さくなる。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、上記請求
項１記載の定着装置において、前記受け部材は、前記加
圧部材から回転駆動力が伝達されることを特徴とする。
この発明にあっては、受け部材を回転させる駆動力を加
圧部材の回転から簡単に得ることができる。

【００１１】また、請求項３に記載の発明は、上記請求
項１記載の定着装置において、前記受け部材は、前記導
電回転体と略同一速度で回転されることを特徴とする。
この発明にあっては、受け部材の回転速度を導電回転体
の回転速度に近付けることにより摩擦摺動が一層軽減さ
れる。

【００１２】また、請求項４に記載の発明は、回転可能
に設けられた発熱する可撓性を有する薄肉の導電回転体
と、前記導電回転体の内側に設けられ該導電回転体と摺
動接触する保持部材と、前記導電回転体を前記保持部材
に向けて圧接しながら回転する加圧部材とを有し、前記
導電回転体と前記加圧部材との圧接部に記録材を挟持搬
送させることにより現像剤を前記記録材に定着させる定
着装置において、前記導電回転体の軸方向の少なくとも
一方の端部内面にリング状の当接部材を固着し、前記保
持部材の長手方向端部近傍に、前記当接部材が軸方向に
当接される受け面を形成したことを特徴とする。この発
明にあっては、導電回転体が寄り動作を始めた場合に
は、当接部材が受け面に当接して該導電回転体の寄り動
作が規制されると共に、当接部材と保持部材の受け面と
が摺動することになるため導電回転体端部はこすれるこ
とがなく劣化が回避される。

【００１３】また、請求項５に記載の発明は、上記請求
項１記載の定着装置において、前記導電回転体は、誘導
加熱により発熱することを特徴とする。

【００１４】また、請求項６に記載の発明は、上記請求
項４記載の定着装置において、前記導電回転体は、誘導
加熱により発熱することを特徴とする。

【００１５】

【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。 《実施の形態１》図１は本発明の実施の形態１に係る誘
導加熱方式の定着装置を示す概略斜視図、図２は同定着
装置の要部を示す分解斜視図、図３は同定着装置の軸直
角断面図である。

【００１６】図１に示す誘導加熱定着装置は、搬送され
る記録媒体である記録材１４上に形成された未定着画像
の現像剤を熱によって融解して当該記録材１４上に融着
させるものである。図３に示すように、この誘導加熱定
着装置は、高周波磁界を生じるコイル・アセンブリ１０
と、コイル・アセンブリ１０によって加熱されると共に
回転可能に設けられた金属スリーブ１１（薄肉の導電回
転体に相当する）と、金属スリーブ１１の内側に設けら
れ該金属スリーブ１１と摺動接触する固定されたホルダ
１２（保持部材に相当する）と、金属スリーブ１１をホ
ルダ１２に向けて圧接しながら回転する加圧ローラ１３
（加圧部材に相当する）とを有する。加圧ローラ１３は
図１中矢印ａ方向に回転可能に設けられ、金属スリーブ
１１は、加圧ローラ１３とホルダ１２との間に挟持さ
れ、加圧ローラ１３の回転に伴って従動回転する。

【００１７】未定着のトナー像が転写されている記録材
１４は、図３中矢印ｂで示すように左方向から搬送さ
れ、記録材１４を挟持するニップ部２３に向けて送り込
まれる。そして記録材１４は、加熱された金属スリーブ
１１の熱と、加圧ローラ１３から作用する圧力とが加え
られながら、ニップ部２３を搬送される。これにより、
未定着トナーが定着され、記録材１４上には定着トナー
像が形成される。ニップ部２３を通過した記録材１４
は、先端部が金属スリーブ１１の表面に当接する分離爪
１５により金属スリーブ１１から分離され、図３中右方
向に搬送される。この記録材１４は、図示しない排紙ロ
ーラによって搬送され、排紙トレイ上に排出される。

【００１８】前記金属スリーブ１１は、可撓性を有する
薄肉の中空金属導体からなり、例えばニッケル、鉄、Ｓ
ＵＳ４３０などの導電性磁性材から形成されている。金
属スリーブ１１の外周表面には、フッ素樹脂をコーティ
ングして、耐熱性の離型層が形成されている。金属スリ
ーブ１１の金属層の厚みは、２０μｍ〜６０μｍであ
る。

【００１９】金属スリーブ１１の内部には、当該金属ス
リーブ１１に誘導電流（渦電流）を誘起させてジュール
発熱させるために、高周波磁界を生じるコイル・アセン
ブリ１０が配設されている。このコイル・アセンブリ１
０は、ホルダ１２の内部に保持されている。ホルダ１２
は、図示しない定着ユニットフレームに固定され非回転
となっている。

【００２０】コイル・アセンブリ１０は、磁性材からな
るコア１６と、コア１６を挿入するための通孔が形成さ
れたボビン１７と、このボビン１７の周囲に銅線を巻回
して形成され金属スリーブ１１に誘導電流を誘起させて
加熱する誘導コイル１８とを有する。ボビン１７は、コ
ア１６と誘導コイル１８とを絶縁する絶縁部として機能
している。そして、コイル・アセンブリ１０は、ボビン
１７とは別体に形成された前記ホルダ１２内に、外部に
露呈しないように収納されている。

【００２１】ホルダ１２、ボビン１７および分離爪１５
は、耐熱絶縁性エンジニアリング・プラスチックから形
成されている。

【００２２】加圧ローラ１３は、軸芯１９と、当該軸芯
１９の周囲に形成された表面離型性耐熱ゴム層であるシ
リコンゴム層２０とから構成されている。

【００２３】金属スリーブ１１の上方には、当該金属ス
リーブ１１の温度を検出する温度センサ２１が設けられ
ている。この温度センサ２１は、金属スリーブ１１を隔
てて誘導コイル１８に向かい合うように、金属スリーブ
１１の表面に圧接している。温度センサ２１は、例え
ば、サーミスタより構成され、このサーミスタで金属ス
リーブ１１の温度を検出しつつ、金属スリーブ１１の温
度が最適温度となるように誘導コイル１８への通電が制
御される。

【００２４】金属スリーブ１１の上方にはさらに、温度
異常上昇時の安全機構として、サーモスタット２２が設
けられている。このサーモスタット２２は、金属スリー
ブ１１の表面に接触しており、予め設定された温度にな
ると接点を開放して誘導コイル１８への通電を切断し、
金属スリーブ１１が所定温度以上の高温となることを防
止している。なお、図１では、温度センサ２１、サーモ
スタット２２、分離爪１５は図示省略してある。

【００２５】実施の形態１では特に、金属スリーブ１１
の軸方向、すなわち記録材１４の幅方向の両端部側方
に、金属スリーブ１１の端面を受ける寄り規制リング３
０（受け部材に相当する）が設けられており、図２およ
び図３に示すように、この寄り規制リング３０は、その
内周面がホルダ１２の外周面上で回転摺動し得るように
なっている。また、寄り規制リング３０の片側には、中
央部にホルダ１２が挿通される孔が形成された被駆動ギ
ア３１が、寄り規制リング３０と同軸となるように設け
られる。これら寄り規制リング３０と被駆動ギア３１と
は、耐熱絶縁性エンジニアリング・プラスチックから一
体的に形成されるのが望ましい。なお、寄り規制リング
３０は、図示しないストッパ部材により軸方向にずれて
移動しないように構成されている。

【００２６】一方、加圧ローラ１３の軸芯１９の両端近
傍には駆動ギア３２が取り付けられており、この駆動ギ
ア３２が前記被駆動ギア３１と噛合することにより、寄
り規制リング３０の回転駆動力を加圧ローラ１３から得
ることができ、簡単かつ低コストにて寄り規制リング３
０の駆動機構を実現することが可能となっている。な
お、寄り規制リング３０の駆動機構は、上記構成に限定
されるものではなく、例えば、図４に示すように、加圧
ローラ１３とは別の軸に設けられた駆動ギア３３により
駆動させるように構成することも可能である。

【００２７】このようにして、寄り規制リング３０は、
加圧ローラ１３の回転により、金属スリーブ１１と同方
向に回転される構成とされる。したがって、金属スリー
ブ１１の両端部側方に配置される寄り規制リング３０の
回転により、金属スリーブ１１端面と寄り規制リング３
０との摺動量を低減することができ、これにより金属ス
リーブ１１端部の劣化防止が図られている。

【００２８】なお、図１では、金属スリーブ１１の両端
部側方に寄り規制リング３０を設けているが、必ずしも
両側に設ける必要はなく、例えば金属スリーブ１１の寄
り動作が軸方向左右のいずれか一方になるように設定す
る手段を付加した上で、金属スリーブ１１の片端部側方
にのみ設けるようにしてもよい。

【００２９】さらに実施の形態１では、寄り規制リング
３０が金属スリーブ１１と略同一速度で回転されるよう
に、前記ギア３１，３２の歯数比が設定されている。こ
のように寄り規制リング３０の回転速度を金属スリーブ
１１の回転速度に近付けるほど摩擦摺動が一層軽減さ
れ、金属スリーブ１１端部の劣化をより確実に防止する
ことができる。

【００３０】次に、実施の形態１の定着装置の作用を説
明する。

【００３１】誘導コイル１８に高周波電流を通電する
と、金属スリーブ１１は磁性金属からなるので高周波誘
導電流が誘起されて発熱する。しかも誘導加熱方式は発
熱効率が高く、金属スリーブ１１を薄肉に形成して低熱
容量化をも図っているので、金属スリーブ１１は高速で
昇温する。

【００３２】この金属スリーブ１１は、加圧ローラ１３
とホルダ１２との間に挟持され、加圧ローラ１３の圧接
により駆動力を得て該加圧ローラ１３の回転に伴って従
動回転する。未定着のトナー像が転写されている記録材
１４は、これら金属スリーブ１１と加圧ローラ１３との
間のニップ部２３に向けて送り込まれ、加熱された金属
スリーブ１１の熱と加圧ローラ１３から作用する圧力と
が加えられながらニップ部２３を搬送されることによ
り、トナーが記録材１４上に定着される。

【００３３】ここで、フリーの状態の薄肉の金属スリー
ブ１１は、加圧ローラ１３の圧接回転により駆動される
ため、軸方向左右の圧接力のばらつきなどにより、回転
する間に片方の端部方向へと次第に寄っていくが、寄り
規制リング３０の端面に金属スリーブ１１の端面が当接
して金属スリーブ１１の寄り動作を規制することとな
る。しかも寄り規制リング３０を金属スリーブ１１と同
方向に回転させるようにしたので、金属スリーブ１１端
面の寄り規制リング３０との相対位的な摩擦摺動量をほ
とんど無くすことができ、これにより金属スリーブ１１
端部の劣化を防止することができる。

【００３４】また、金属スリーブ１１端部が摩擦摺動す
るために回転しようとする該金属スリーブ１１の端部に
ブレーキがかかることによって、該金属スリーブ１１に
ねじれが発生したり、加圧ローラ１３を回転駆動させる
モータのトルクが増加したりする事態を防止することも
可能となる。

【００３５】以上説明したように、実施の形態１によれ
ば、金属スリーブ１１のねじれや劣化を防止することが
でき、したがって金属スリーブ１１の寿命を著しく延ば
すことが可能となる。

【００３６】《実施の形態２》図５は本発明の実施の形
態２に係る誘導加熱方式の定着装置の要部を示す概略側
面図、図６は同定着装置の要部を示す分解斜視図であ
り、実施の形態１と共通している部材には同一の符号を
付し、その説明は省略する。

【００３７】この実施の形態２は、実施の形態１と同様
に金属スリーブ１１を用いた誘導加熱定着装置である
が、実施の形態１に示した寄り規制リング３０は設けら
れていない。

【００３８】実施の形態２では、金属スリーブ１１の軸
方向の両端部内面に、リング状の当接部材３５が接着剤
等により接合され一体化されており、一方、ホルダ１２
の両端が小径となるように、該ホルダ１２の長手方向端
部近傍に段部３６が形成されている。なお、図５および
図６では一方の端部のみ示したが他方の端部も同様の構
成とされている。また、図５では、理解の容易のため金
属スリーブ１１および当接部材３５については断面図で
示してある。

【００３９】図６に示すようにホルダ１２を金属スリー
ブ１１の中に挿入し、そして図５に示すように下方に落
とし込む、すなわちホルダ１２の外周面と金属スリーブ
１１の内周面とが図中最下方位置で接触するように配置
すると（加圧ローラ１３により金属スリーブ１１をホル
ダ１２に向けて圧接させる装置の使用状態に対応す
る）、当接部材３５が段部３６の受け面３６ａに対し軸
方向に当接して金属スリーブ１１の寄り動作を規制する
ようになっている。

【００４０】この実施の形態２によれば、金属スリーブ
１１が寄り動作を始めた場合には、当接部材３５が受け
面３６ａに当接して金属スリーブ１１の寄り動作が規制
されると共に、当接部材３５とホルダ１２の受け面３６
ａとが摺動することになる。したがって、実施の形態１
のような寄り規制リング３０を使用することなく、きわ
めて低コストで金属スリーブ１１端部の劣化を回避する
ことが可能となる。

【００４１】なお、実施の形態１と同様に、当接部材３
５は、金属スリーブ１１の必ずしも両側に設ける必要は
なく、例えば金属スリーブ１１の寄り動作が軸方向左右
のいずれか一方になるように設定する手段を付加した上
で、金属スリーブ１１の片端部内面にのみ設けるように
してもよい。また、ホルダ１２に段部３６を設ける代わ
りに凹溝部を設けることにより受け面３６ａを形成する
ことも可能である。

【００４２】なお、以上説明した実施形態は、本発明を
限定するために記載されたものではなく、種々変更が可
能である。例えば上述した実施の形態１では、規制リン
グ３０への回転駆動力の伝達手段としてギアを使用して
説明したが、本発明はこれに限られず、ベルトや摩擦車
など任意の伝達手段を用いることができる。

【００４３】また、例えば上述した実施の形態２では、
ホルダ１２を円筒形状のものとし、その両端近傍の外面
を削り小径にして段部３６を形成したが、ホルダ１２は
このような構成に限られず、例えば図７（Ａ）に示すよ
うな略Ｄ字状の軸直角断面を有する棒状部材に段部を形
成して構成することも可能である。さらに、図７（Ｂ）
に示すように、図５および図６に示すホルダ１２を軸方
向に沿って分割して下半分のみの略半割れ円筒形状に構
成することもできる。この場合には段部の受け面３６ａ
はリング状ではなくその一部をなすものとなるが、同様
の効果を得ることが可能である。

【００４４】また、上述した実施の形態では、導電回転
体として誘導加熱により発熱する金属スリーブを備えた
定着装置について説明したが、本発明はかかる定着装置
に限られず、例えば通電により発熱する抵抗層を含む導
電回転体を備えた定着装置にも適用することができる。

【００４５】

【発明の効果】請求項１に記載の定着装置によれば、導
電回転体の軸方向への寄り動作を規制しつつ該導電回転
体のねじれや劣化を防止することができ、したがって導
電回転体の寿命を著しく延ばすことが可能となる。

【００４６】請求項２に記載の定着装置によれば、簡単
かつ低コストにて受け部材を回転させる駆動機構を実現
することが可能となる。

【００４７】請求項３に記載の定着装置によれば、受け
部材の回転速度を導電回転体の回転速度に近付けるほど
摩擦摺動が一層軽減され、導電回転体端部の劣化をより
確実に防止することができる。

【００４８】請求項４に記載の定着装置によれば、導電
回転体の軸方向への寄り動作を規制しつつ、きわめて低
コストにて導電回転体端部の劣化を回避することが可能
となる。

【００４９】請求項５または６に記載の定着装置によれ
ば、誘導加熱方式の定着装置に用いて好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱方式の
定着装置を示す概略斜視図である。

【図２】 同定着装置の要部を示す分解斜視図である。

【図３】 同定着装置の軸直角断面図である。

【図４】 寄り規制リングの駆動機構の別の実施形態を
示す概略斜視図である。

【図５】 本発明の実施の形態２に係る誘導加熱方式の
定着装置の要部を示す概略側面図である。

【図６】 同定着装置の要部を示す分解斜視図である。

【図７】 （Ａ）（Ｂ）は同定着装置のホルダの別の実
施形態を示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１１…金属スリーブ（薄肉の導電回転体）、 １２…ホルダ（保持部材）、 １３…加圧ローラ（加圧部材）、 １４…記録材、 １８…誘導コイル、 ２３…ニップ部（圧接部）、 ３０…寄り規制リング（受け部材）、 ３５…当接部材、 ３６…段部、 ３６ａ…受け面。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能に設けられた発熱する可撓性を
   有する薄肉の導電回転体と、 前記導電回転体の内側に設けられ該導電回転体と摺動接
   触する保持部材と、 前記導電回転体を前記保持部材に向けて圧接しながら回
   転する加圧部材とを有し、前記導電回転体と前記加圧部
   材との圧接部に記録材を挟持搬送させることにより現像
   剤を前記記録材に定着させる定着装置において、 前記導電回転体の軸方向の少なくとも一方の端部側方
   に、該導電回転体の端面を受ける受け部材を設け、該受
   け部材を前記導電回転体と同方向に回転させるようにし
   たことを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 前記受け部材は、前記加圧部材から回転
   駆動力が伝達されることを特徴とする請求項１記載の定
   着装置。
3. 【請求項３】 前記受け部材は、前記導電回転体と略同
   一速度で回転されることを特徴とする請求項１記載の定
   着装置。
4. 【請求項４】 回転可能に設けられた発熱する可撓性を
   有する薄肉の導電回転体と、 前記導電回転体の内側に設けられ該導電回転体と摺動接
   触する保持部材と、 前記導電回転体を前記保持部材に向けて圧接しながら回
   転する加圧部材とを有し、前記導電回転体と前記加圧部
   材との圧接部に記録材を挟持搬送させることにより現像
   剤を前記記録材に定着させる定着装置において、 前記導電回転体の軸方向の少なくとも一方の端部内面に
   リング状の当接部材を固着し、前記保持部材の長手方向
   端部近傍に、前記当接部材が軸方向に当接される受け面
   を形成したことを特徴とする定着装置。
5. 【請求項５】 前記導電回転体は、誘導加熱により発熱
   することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
6. 【請求項６】 前記導電回転体は、誘導加熱により発熱
   することを特徴とする請求項４記載の定着装置。