JPH11316509A

JPH11316509A - 定着装置

Info

Publication number: JPH11316509A
Application number: JP12225898A
Authority: JP
Inventors: 修 ▲高▼木; Osamu Takagi; Satoshi Kinouchi; 聡木野内
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-05-01
Filing date: 1998-05-01
Publication date: 1999-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】高い熱効率を有するとともに、安価に製造す
ることが可能な定着装置を提供すること。【解決手段】被定着部材の移動速度と等速度で移動
し、被定着部材と接触して被定着部材上の画像を加熱定
着させる加熱部材と、この加熱部材を誘導加熱させる誘
導加熱手段とを具備し、前記誘導加熱手段は、コア部材
と、このコア部材に巻回されたコイル部材とを有し、前
記コア部材は、被定着部材表面に垂直でかつ搬送方向に
平行な面に対し、所定の角度で傾斜した面で複数に分割
されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、定着装置に係り、
特に、加熱源として誘導加熱を用いた、電子写真装置の
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、この加熱源によりローラを加熱し、被
定着物をこのローラに加圧接触させるために弾性ローラ
を押し当て、これらのローラを回転させ、被定着物を通
過させる方式が一般的であり、それ以外に、フラッシュ
ランプにより、非接触で加熱するものが実用化されてい
る。

【０００３】図１７は、従来方式の定着器の全体構成の
概略を示す図である。一般に、電子写真用の定着装置
は、その内側にハロゲンランプヒータ２からなる加熱源
を配置した薄肉の金属ローラにより構成した加熱ローラ
１と、この加熱ローラ１に十分に被定着物を接触させる
ために表面を弾性部材で構成した加圧ローラ３とを具備
している。これら加熱ローラ１および加圧ローラ３は、
図示しない加圧機構により所定の接触幅を維持するよう
に支持されており、また図示しない駆動源により、この
被定着物の搬送速度とこれら２つのローラの周速が同一
となるように回転可能に支持されている。

【０００４】従来のこの方式の定着器では、ランプによ
る加熱のため、熱効率は７０％程度が限界であり、また
その構成上、加熱ローラの内側からの加熱となり、立上
がり特性が悪く、また構成が複雑となり、また小形化も
難しかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の定
着装置では加熱源としてランプを用いているため、熱効
率は約７０パーセントが限界であり、更に構造的にラン
プをローラの内側に配置し、内側から加熱しているた
め、定着動作に必要なローラの外側を適切な温度にする
ために、エネルギーの損失があり、また立上げ時に多く
の時間と、電力を必要としていた。

【０００６】そこで、加熱源として誘導加熱を用いるこ
とにより、熱効率を向上させることが考えられるが、い
まだ問題点が多く、熱効率を更に向上させ、かつ熱効率
の向上をより安価に実現するための施策が必要となる。
従って、本発明の目的は、高い熱効率を有するととも
に、安価に製造することが可能な定着装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、誘導加熱手段を構成するコア部材を複数に分割し
た、以下の第１〜第４の発明が提供される。第１の発明
は、被定着部材の移動速度と等速度で移動し、被定着部
材と接触して被定着部材上の画像を加熱定着させる加熱
部材と、この加熱部材を誘導加熱させる誘導加熱手段と
を具備し、前記誘導加熱手段は、コア部材と、このコア
部材に巻回されたコイル部材とを有し、前記コア部材
は、被定着部材表面に垂直でかつ搬送方向に平行な面に
対し、所定の角度で傾斜した面で複数に分割されている
ことを特徴とする定着装置を提供する。

【０００８】第２の発明は、被定着部材の移動速度と等
速度で移動し、被定着部材と接触して被定着部材上の画
像を加熱定着させる加熱部材と、この加熱部材を誘導加
熱させる誘導加熱手段とを具備し、前記誘導加熱手段
は、コア部材と、このコア部材に巻回されたコイル部材
とを有し、前記コア部材は、被定着部材表面に垂直でか
つ搬送方向に平行な面に対し所定の角度で傾斜した面、
およびそれ以外の面を有する分割面で複数に分割されて
いることを特徴とする定着装置を提供する。

【０００９】第３の発明は、被定着部材の移動速度と等
速度で移動し、被定着部材と接触して被定着部材上の画
像を加熱定着させる加熱部材と、この加熱部材を誘導加
熱させる誘導加熱手段とを具備し、前記誘導加熱手段
は、コア部材と、このコア部材に巻回されたコイル部材
とを有し、前記コア部材は、被定着部材の搬送方向に垂
直な面を有する分割面で複数に分割されていることを特
徴とする定着装置を提供する。

【００１０】第４の発明は、被定着部材の移動速度と等
速度で移動し、被定着部材と接触して被定着部材上の画
像を加熱定着させる加熱部材と、この加熱部材を誘導加
熱させる誘導加熱手段とを具備し、前記誘導加熱手段
は、コア部材と、このコア部材に巻回されたコイル部材
とを有し、前記コア部材の一部が非磁性体により構成さ
れ、この非磁性体によりコア部材は複数に分割されてい
ることを特徴とする定着装置を提供する。

【００１１】上記第１の発明によると、誘導加熱手段を
構成するコイルのコア部材を、複数に分割されたコアを
並べて構成しており、その連結のため、および位置合わ
せ、抜き勾配を考慮して、コア部材の分割面を、被定着
部材表面に垂直でかつ搬送方向に平行な面に対し、所定
の角度で傾斜した面を有するものとしている。そのた
め、従来の成型法により容易に得ることが出来る小型の
コア部材を用いて、安価で歩留まりが高く、更にそりが
少ない高精度なコア部材を実現することができる。

【００１２】また、第２の発明によると、誘導加熱手段
を構成するコイルのコア部材を、複数に分割されたコア
を並べて構成しており、その連結のため、および位置合
わせ、抜き勾配を考慮して、コア部材の分割面を、被定
着部材表面に垂直でかつ搬送方向に平行な面に対し所定
の角度で傾斜した面、およびそれ以外の面を有するもの
としている。そのため、従来の成型法により容易に得る
ことが出来る小型のコア部材を用いて、安価で歩留まり
が高く、更にそりが少ない高精度なコア部材を実現する
ことができる。

【００１３】更に、第３の発明によると、誘導加熱手段
を構成するコイルのコア部材を、複数に分割されたコア
を並べて構成しており、その連結のため、および位置合
わせ、抜き勾配を考慮して、コア部材の分割面を、被定
着部材の搬送方向に垂直な面を有するものとしている。
そのため、従来の成型法により容易に得ることが出来る
小型のコア部材を用いて、安価で歩留まりが高く、更に
そりが少ない高精度なコア部材を実現することができ
る。

【００１４】更にまた、第４の発明によると、誘導加熱
手段を構成するコイルのコア部材を、複数に分割された
コアを並べて構成しており、その連結のため、および位
置合わせ、抜き勾配を考慮して、コア部材の一部を非磁
性体により構成し、この非磁性体によりコア部材は複数
に分割されている。そのため、そのため、従来の成型法
により容易に得ることが出来る小型のコア部材を用いる
とともに、高価なコア部材の割合を減少させているの
で、安価で歩留まりが高いコア部材を実現することがで
きる。

【００１５】以上の第１〜第４の発明に係る定着装置に
は、以下の態様が可能である。ａ）前記分割された複数のコア部材が接着剤により接着
されて一体構造とされていること。

【００１６】ｂ）前記接着剤は、定着温度に耐え得る耐
熱性を有すること。ｃ）前記接着剤は、１８０℃以上の温度に耐え得る耐熱
性を有すること。また、上記課題を解決するため、第５
の発明は、被定着部材の移動速度と等速度で移動し、被
定着部材と接触して被定着部材上の画像を加熱定着させ
る加熱ローラ部材と、この加熱ローラ部材を誘導加熱さ
せる誘導加熱手段とを具備し、前記誘導加熱手段は、コ
ア部材と、このコア部材に巻回されたコイル部材とを有
し、前記加熱ローラ部材の両端部にはフランジ部材が少
なくとも一方が取り外し可能に取付けられていることを
特徴とする定着装置を提供する。

【００１７】このように構成される定着装置では、従来
のランプと比較して、コイル部材等の体積が大きく、さ
らに発熱部との位置合わせも重要である。従って、加熱
ローラ部材等の開口部分が出来るだけ大きいことが重要
であり、少なくとも片側はこの加熱ローラ部材と、その
端部のフランジ部材を別部品として、このフランジ部材
を取り外し可能な構造としている。そのため、高速印刷
用のローラ径の大きい定着装置に対しても、誘導加熱コ
イル部材を容易に最適位置に配置することが可能とな
る。

【００１８】以上の第５の発明に係る定着装置におい
て、フランジ部材を耐熱性樹脂により構成することが出
来る。更に、上記課題を解決するため、コイル部材から
加熱部材への電流のリークを防止する、以下の第６〜第
１０の発明が提供される。

【００１９】第６の発明は、被定着部材の移動速度と等
速度で移動し、被定着部材と接触して被定着部材上の画
像を加熱定着させる加熱部材と、この加熱部材を誘導加
熱させる誘導加熱手段とを具備し、前記誘導加熱手段
は、コア部材と、このコア部材に巻回されたコイル部材
とを有し、前記コア部材を接地する手段を更に備えたこ
とを特徴とする定着装置を提供する。

【００２０】また、第７の発明は、被定着部材の移動速
度と等速度で移動し、被定着部材と接触して被定着部材
上の画像を加熱定着させる加熱部材と、この加熱部材を
誘導加熱させる誘導加熱手段とを具備し、前記誘導加熱
手段は、コア部材と、このコア部材に巻回されたコイル
部材とを有し、前記加熱部材を接地する手段を更に備え
たことを特徴とする定着装置を提供する。

【００２１】更に、第８の発明は、被定着部材の移動速
度と等速度で移動し、被定着部材と接触して被定着部材
上の画像を加熱定着させる加熱部材と、この加熱部材を
誘導加熱させる誘導加熱手段とを具備し、前記誘導加熱
手段は、コア部材と、このコア部材に巻回されたコイル
部材とを有し、前記加熱部材と前記コイルとの間に絶縁
物を配置したことを特徴とする定着装置を提供する。

【００２２】更にまた、第９の発明は、被定着部材の移
動速度と等速度で移動し、被定着部材と接触して被定着
部材上の画像を加熱定着させる加熱部材と、この加熱部
材を誘導加熱させる誘導加熱手段とを具備し、前記誘導
加熱手段は、コア部材と、このコア部材に巻回されたコ
イル部材とを有し、前記コア部材は、絶縁物により被覆
されていることを特徴とする定着装置を提供する。

【００２３】また、第１０の発明は、被定着部材の移動
速度と等速度で移動し、被定着部材と接触して被定着部
材上の画像を加熱定着させる加熱部材と、この加熱部材
を誘導加熱させる誘導加熱手段とを具備し、前記誘導加
熱手段は、コア部材と、このコア部材に巻回されたコイ
ル部材とを有し、前記加熱部材の前記コイル部材に対向
する面は、絶縁物により被覆されていることを特徴とす
る定着装置を提供する。

【００２４】誘導加熱により加熱される加熱部材は、大
電流でかつ高電圧の渦電流が発生しており、また導電体
である必要があるため、それに近接して配置され、同様
に大電流、高電圧の電流が流れているコイル部材との絶
縁を完全に行う必要がある。

【００２５】これに対し、上記第６の発明によると、加
熱部材のコイル部材に対向する面は、絶縁物により被覆
されているので、大電流で高電圧の渦電流が発生してい
るコイル部材の電流が加熱部材表面にリークする恐れが
防止される。

【００２６】また、第７の発明によると、加熱部材を接
地する手段を更に備えているので、大電流で高電圧の渦
電流が発生しているコイル部材の電流が加熱部材表面に
リークする恐れが防止される。

【００２７】更に、第８の発明によると、加熱部材とコ
イル部材との間に絶縁物が配置されているので、大電流
で高電圧の渦電流が発生しているコイル部材の電流が加
熱部材表面にリークする恐れが防止される。

【００２８】更にまた、第９の発明によると、コア部材
は、絶縁物により被覆されているので、大電流で高電圧
の渦電流が発生しているコイル部材の電流が加熱部材表
面にリークする恐れが防止される。

【００２９】また、第１０の発明によると、加熱部材の
コイル部材に対向する面は、絶縁物により被覆されてい
るので、大電流で高電圧の渦電流が発生しているコイル
部材の電流が加熱部材表面にリークする恐れが防止され
る。

【００３０】以上の第６〜第８の発明に係る定着装置に
は、以下の態様が可能である。ａ）絶縁物は、１８０℃以上の耐熱性を有すること．ｂ）絶縁物は、断熱材であること．また、以上の第８〜１０の発明に係る定着装置には、以
下の態様が可能である。

【００３１】ａ）絶縁物は、複数層からなること。ｂ）記絶縁物の１層の厚さは、０．４ｍｍ以上であるこ
と。更に、上記課題を解決するため、第１１の発明は、被定
着部材の移動速度と等速度で移動し、被定着部材と接触
して被定着部材上の画像を加熱定着させる加熱部材と、
この加熱部材を誘導加熱させる誘導加熱手段とを具備
し、前記誘導加熱手段は、コア部材と、このコア部材に
巻回されたコイル部材とを有し、前記コイル部材のコイ
ルは、平角線からなることを特徴とする定着装置を提供
する。

【００３２】このように構成される定着装置では、コイ
ル部材のコイルを平角線により構成している。そのた
め、コイルの巻線間の密度が上げられ、コイルの小型化
が可能となる。従って、無駄な空間部分を極力無くすこ
とが出来、コイル部材の体積を小さくすることが可能で
ある。

【００３３】以上の第１１の発明に係る定着装置には、
以下の態様が可能である。ａ）平角線は、リッツ線に形成されていること。ｂ）記コイルは、リッツ線を平角形状に束ねてなること更にまた、上記課題を解決するため、第１２の発明は、
被定着部材の移動速度と等速度で移動し、被定着部材と
接触して被定着部材上の画像を加熱定着させる加熱部材
と、この加熱部材を誘導加熱させる誘導加熱手段とを具
備し、前記誘導加熱手段は、コア部材と、このコア部材
に巻回されたコイル部材とを有し、前記加熱部材は、磁
性材料と、高熱伝導率を有する材料とを溶湯鍛造により
複合化したものであることを特徴とする定着装置を提供
する。

【００３４】上記第１２の発明によると、加熱部材を、
磁性材料と、高熱伝導率を有する材料とを溶湯鍛造によ
り複合化したものにより構成している。そのため、発熱
部分に用いる導電体と、それよりも熱伝導率の高い材料
を、とともに用いる事が可能となり、発熱部分の温度ム
ラを減少するとともに、熱容量を上げても重量を軽くす
ることも可能である。以上の第１２の発明に係る定着装
置において、加熱部材を、磁性材料がコイル部材側にく
るように配置することが出来る。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施
形態に係る電子写真用の定着器の全体構成の概略を示す
図である。この定着装置は、その内側に磁場発生手段１
２からなる加熱源を配置した薄肉の金属管により構成し
た導電体ローラ１１と、この導電体ローラ１１に十分に
被定着物を接触させるために表面を弾性部材で構成した
従動ローラ１３とを具備している。これら導電体ローラ
１１および従動ローラ１３は、図示しない加圧機構によ
り所定の接触幅を維持するように支持されており、また
図示しない駆動源により、この被定着物の搬送速度とこ
れら２つのローラの周速が同一となるように回転可能に
支持されている。

【００３６】図２は、図１に示す定着装置の要部を示す
斜視図である。図２において、導電体ローラ１１は、軸
方向の端部に設けた駆動伝達手段（図示せず）により、
図示の矢印の方向に回転している。導電体ローラ１１内
に配置された磁場発生手段１２は、高周波回路（図示せ
ず）により、交流磁場が発生し、それによって導電体ロ
ーラ１１に渦電流が発生し、そのジュール熱により導電
体ローラ１１が発熱する。

【００３７】導電体ローラ１１に対し、従動ローラ１３
が押圧され、この従動ローラ１３は回転可能であり、導
電体ローラ１１に従動して、矢印の方向に回転する。こ
れら導電体ローラ１１および従動ローラ１３の間のニッ
プをを非定着材１４が通過し、この際、ジュール熱によ
り非定着材１４に画像が定着される。

【００３８】本実施形態では、導電体ローラ１１を外径
３０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの鉄で構成し、内部に磁場発
生手段として励磁コイルと、このコイルで発生した磁束
を効果的に制御するためのコア材を備えている。被定着
材は、紙であり、その表面に電子写真プロセスで形成さ
れたトナー像が形成されている。

【００３９】励磁コイルとしては、１２ターンを０．５
ｍｍ径の銅線４本をリッツ線にしたものを用いている。
コア材としては、フェライトを用いており、磁束がコア
材から発生する。フェライト材はサイズが小さいほど形
状の精度も高くでき、コストも安くできる。現状では１
５０〜２００ｍｍ程度までは汎用のものが製品化されて
いる。しかし、導電体ローラ１１の長さは通常３００ｍ
ｍ程度であるため、本発明に係る定着装置では、コア材
を少なくとも２つ以上を連結させる必要がある。

【００４０】コア材は、一般に型により成形されるが、
その成形に際し、コア材の端部に抜き勾配が必要であ
り、即ち、コア材の端部は被定着材表面に垂直な面に対
して、５度以下の角度の勾配が必要となる。２つ以上の
コア材を接続すると、通常、このような勾配により、接
続部に空間が空いてしまうため、これを防ぐため、コア
をケースにおさめることが考えられるが、小径のローラ
あるいはベルトで構成された定着装置では、重量の大き
なこのケースの占める体積も大きな問題となる。

【００４１】従って、本実施形態では、図２（ｂ）に示
すように、２つ以上のコア材２１，２２を接着剤２３に
よる接着により接続し、両端部でローラとのギャップを
支持する構成としている。また、接着精度を上げるため
に、２つのコア材２１，２２を対称の形状としておけ
ば、図２（ｃ）に示すように、勾配の角度を相殺するよ
うに構成することも可能である。更に、図２（ｄ）に示
すように、２つのコア材２１，２２の接続面を複数の面
で構成し、連結時の位置決めとすることも可能である。
なお、図２（ｄ）において、参照符号２４は、支持部材
を示す。

【００４２】この効果は、本実施形態で示したコア材の
形状以外にも有効である。また、各コア部材を別の材質
により構成し、発熱部分や特性を変化させることも可能
である。

【００４３】図３および図４は、本発明の他の実施形態
に係るコア部材を示す斜視図である。小径の導電体ロー
ラの内部にコイルとコアで構成された励磁部材を挿入す
ると、極力小型化を行い、導電体ローラからの輻射熱の
影響、導電体ローラとのギャップの管理等を行わなけれ
ばならず、両端部のみでこれらの目的に合致した支持を
行う必要が生じる。

【００４４】そこで、本実施形態では、図３および図４
に示すように、１つのコア材の端部にローラ軸方向に垂
直な面と、それに垂直あるいは角度を持つ面を配し、２
つのコア材３１，３２，４１，４２の両端を組み合わせ
るだけで連結の位置決めを行うことが出来る構造として
いる。図３（ｂ）および図４（ｂ）は、それぞれコア材
３１，３２，４１，４２の端部の形状を示す。

【００４５】これらのコア材３１，３２，４１，４２の
形状は、同時に端部のコア支持部材３３，４３にも応用
し、支持部材３３，４３で両端から挟み込む形態として
も良い。更に、位置精度を上げる場合や、型に隙間が生
じる場合は、この継ぎ目を耐熱性の接着剤を用いて固定
して、一体化しても良い。

【００４６】図５は、本発明の他の実施形態に係るコア
部材を示す斜視図である。即ち、複雑な断面形状のコア
部材を実現するためには、一体構造では実現不可能な場
合があり、従って、本発明の実施形態では、図５に示す
ように、板状のフェライトを組み合わせてコア部材５
１，５２を構成している。この場合、それぞれのコア部
材５１，５２は、断熱のためにギャップをあけ、支持部
材により保持してもよく、さらに接着剤を用いて接着し
て、一体構造にすることも可能である。

【００４７】図６は、本発明の他の実施形態に係るコア
部材を示す斜視図である。即ち、フェライトは高価で、
重量も大きいため、フェライト同士の間であれば、フェ
ライト材の一部を省略することも可能である。即ち、コ
イルとこの前後のフェライトの透磁率の高さによって、
磁束をコントロールできるので、コア部材全体がフェラ
イトにより構成されている場合と同様の効果を持たせる
ことが可能である。

【００４８】しかし、小径のローラのなかに励磁コイル
を収容するため、コア部材を一体化して、両端で支持す
る必要がある。そのため、図６に示すように、この省略
した部分に軽量の耐熱性の樹脂材料で構成した部材６３
を配し、接着し、一体化することが必要となる。なお、
図６（ａ）は、本実施形態に係るコア部材にコイルが巻
かれた図、（ｂ）、（ｃ）は、フェライト材の一部を樹
脂部材６３で置換した状態を示す図である。

【００４９】図７は、本発明の他の実施形態に係るコア
部材を示す断面図である。本発明の定着装置における加
熱源では、コイルを含むコア先端部分とローラの位置管
理が渦電流の発生に大きな影響を与える。また、従来の
ハロゲンランプと比較すると、このコアを含む励磁コイ
ルは体積が大きく、ローラ内部への挿入時にも大きな開
口部分を必要とする。従って、従来法で行われていた、
フランジ部一体加工では、取付が不可能となり、少なく
とも片側のフランジ部分は取り外せる構造であることが
必要となっている。

【００５０】そこで本実施形態では、コア部材７１を保
持する両側のフランジ７２，７３をともに耐熱樹脂によ
る別部品とし、コイル部分７４を挿入した後、これらフ
ランジ７２，７３を枠体７５に取付けるとともに、メン
テナンスのために取り外すことも可能な構造としてあ
る。本実施形態では、常温でこれらの作業が可能な、は
め合いによりフランジ７２，７３を枠体７５に取付けて
いるが、ネジ止め等によって取付けても、同様な効果を
得ることが出来る。

【００５１】また、フランジ部分が金属であっても同様
の効果が得られる。またローラ表面に剥離層を持たせる
ことも可能である。図８は、本発明の他の実施形態に係
る電子写真用の定着器の全体構成の概略を示す図であ
る。この定着装置は、磁場発生手段１２を非磁性の導電
体であるアルミニウム線８１により接地を行っているこ
とを除いて、図２に示す定着器と同様の構成を有する。

【００５２】一般にコア部材を構成する材料としては、
珪素鋼板、アモルファスの導電性の材料からフェライト
等の絶縁性の強い材料まである。本実施形態では、アモ
ルファス材料を、一般に用いられるように積層して用い
ている。このようなコア部材を用いた定着装置を実施し
た場合、コイルからローラに電流がリークする可能性が
ある。一般に、ローラ表面は離型性改善のためにテフロ
ン、やその他樹脂のチューブやゴム等を被覆している場
合があるが、長時間にわたる動作により、これらの表面
が削られ、あるいは部分的に剥がれることもあり、この
リーク電流には万全の対策が必要となる。

【００５３】そこで、本実施形態では、使用される周波
数では極力渦電流が発生しないように、非磁性の導電体
であるアルミ線８１により接地を行っている。このよう
にすることにより、ローラ１１の表面への電流のリーク
を阻止して、安全な定着装置を提供することが可能とな
る。

【００５４】図９は、本発明の他の実施形態に係る電子
写真用の定着器の全体構成の概略を示す図である。この
定着装置は、ローラ１１の端部にスリップリング９１を
設けて接地を行っていることを除いて、図２に示す定着
器と同様の構成を有する。

【００５５】スリップリング９１を介して接地させる部
材としては、回転物に給電する公知のブラシ等を用いる
ことが可能であることは言うまでもない。このようにす
ることにより、電流のリークを阻止して、安全な定着装
置を提供することが可能となる。

【００５６】図１０は、本発明の他の実施形態に係る電
子写真用の定着器の全体構成の概略を示す図である。こ
の定着装置は、ローラ１１とコア部材１２との間に耐熱
性で絶縁体のシート１０１を配置し、絶縁処理を行って
いることを除いて、図２に示す定着器と同様の構成を有
する。

【００５７】本実施形態では、シート１０１の材質とし
てカプトンを用いているが、絶縁性の材料であれば同様
の効果が得られることは言うまでもない。特に、本実施
形態では、安全性を重視し、シート１０１を２重として
いる。このシート１０１は円筒状であり、コア部材１２
とは独立して両端部を固定してある。

【００５８】このようにすることにより、電流のリーク
を阻止して、安全な定着装置を提供することが可能とな
る。図１１は、本発明の他の実施形態に係る電子写真用
の定着器の全体構成の概略を示す図である。この定着装
置は、磁場発生手段１２を耐熱性で絶縁体のシート１１
１で包んでおり、絶縁処理を行っていることを除いて、
図２に示す定着器と同様の構成を有する。

【００５９】本実施形態では、耐熱性で絶縁性のシート
１１１の材質としてカプトンを用いているが、耐熱性で
絶縁性の材料であれば、同様の効果が得られることは言
うまでもない。特に、本実施形態では、安全性を重視
し、シート１１１を２重としている。シート１１１の１
枚の厚さは、０．４ｍｍ以上であることが望ましい。

【００６０】このシート１１１は、基本的には回動する
ローラ１１とは非接触であるが、このようにすることに
より、電流のリークを阻止して、安全な定着装置を提供
することが可能となる。

【００６１】図１２は、本発明の他の実施形態に係る電
子写真用の定着器の全体構成の概略を示す図である。こ
の定着装置は、導電体ローラ１１の内側にポリイミド層
１２１を配置していることを除いて、図２に示す定着器
と同様の構成を有する。

【００６２】導電体ローラ１１の内側に配置される層
は、ポリイミド層に限らず、絶縁性の材料であれば同様
の効果が得られることは言うまでもない。特に、本実施
形態では、安全性を重視し、これを２重としている。磁
場発生手段１２は基本的に回動するローラ１１とは非接
触であるが、このようにポリイミド層１２１を配置する
ことにより、電流のリークを阻止して、安全な定着装置
を提供することが可能となる。

【００６３】図１３は、本発明の他の実施形態に係る電
子写真用の定着器の全体構成の概略を示す図である。こ
の定着装置は、コイル１３１として１２ターンを１．５
ｍｍ角線を用いていることを除いて、図２に示す定着器
と同様の構成を有する。

【００６４】即ち、小径のローラ内にコイル、コア部材
を設置する場合、コア部材は飽和磁束密度等の関係から
小型化が困難であり、コイルの巻き方が小型化のポイン
トとなる。従来は円断面の導線を用いているため、線と
線との間に空間が必ず生じるため、コイルの密度を上げ
ることが困難であった。

【００６５】これに対し、本実施形態では、コイル１３
１として角線を用いることにより、コイルの密度を上
げ、コイル、コア部材の小型化が可能となる。またこの
角線をリッツ線にして用いても効果があることは言うま
でもない。これにより、ローラとコイル、コア部材の間
隔をあけることも可能となり、絶縁対策、コイル、コア
部材の温度上昇に対し、大きな効果を期待することがで
きる。

【００６６】図１４は、本発明の他の実施形態に係る電
子写真用の定着器の全体構成の概略を示す図である。こ
の定着装置は、コイル１４１として１２ターンを０．３
ｍｍの線材９本をリッツ線とし、さらにこの９本を常に
平角形状になるようにしていることを除いて、図２に示
す定着器と同様の構成を有する。

【００６７】本発明にように、小径のローラにコイル、
コア部材を設置する場合、コア部材は飽和磁束密度等の
関係から小型化が難しく、コイルの巻き方が小型化のポ
イントとなる。従来のように円断面の導線を用いて撚り
線とし、これでコイルを構成すると、空間が多く発生
し、コイル、コアの大型化の要因となっていた。

【００６８】これに対し、コイル１４１として１２ター
ンを０．３ｍｍの線材９本をリッツ線とし、さらにこの
９本を常に平角形状になるようにすることにより、ロー
ラとコイル、コア部材の間隔をあける事も可能となり、
絶縁対策、コイル、コア部材の温度上昇に対し、大きな
効果が期待できる。

【００６９】図１５は、本発明の他の実施形態に係る電
子写真用の定着器の全体構成の概略を示す図である。こ
の定着装置は、導電体ローラ１５１として、外径５０ｍ
ｍ、厚さ１ｍｍのステンレス管１５２の外側を、厚さ５
ｍｍのアルミニウム層１５３を溶湯鍛造で構成したもの
を用いたことを除いて、図２に示す定着器と同様の構成
を有する。

【００７０】一般に印字速度の高速化に伴い、複写機の
定着器では、印字に多くのエネルギを消費するため、定
着ローラの肉厚を増し、熱容量を増加させることが必要
であった。また、誘導加熱に適している鉄、ステンレス
等は熱伝導率が低いため、これらの材料で定着ローラを
構成すると、様々な印字サイズにより、表面の温度ムラ
が発生し、その解消が困難であるという欠点があった。
更に、鉄、ステンレス等により定着ローラを構成し、肉
厚を増加すると、アルミニウムに比較して重量が大幅に
増加するという欠点もあった。

【００７１】そこで、誘導加熱に適した磁性材である
鉄、ステンレス、ニッケルと熱伝導率の高いアルミニウ
ムの複合化を検討してきたが、熱膨脹率の異なる金属を
複合化することは非常に困難であった。

【００７２】本実施形態では、ステンレスにアルミニオ
ウムを溶湯鍛造で複合化することにより、境界面の結合
が強く、剥離しにくいことが確認され、その効果が明ら
かとなった。本実施形態では、定着ローラの表面をアル
ミニウムにより構成することで、クラウニング等の処理
も容易に行うことが出来る。更に、表面に離型性の良い
テフロンや、その他樹脂を被覆することにより、トナー
のオフセットを防止する上で有効であることは言うまで
もない。

【００７３】なお、図１５（ｂ）において、ステンレス
管１５２と、それに近接するコア部材との間のギャップ
は、高い熱効率を得るためには、１０ｍｍ以下であるこ
とが好ましい。

【００７４】図１６は、本発明の他の実施形態に係る電
子写真用の定着器の全体構成の概略を示す図である。こ
の定着装置は、導電体ローラ１６１として、外径５０ｍ
ｍ、厚さ１ｍｍのステンレス管１６２の外側を、厚さ５
ｍｍのアルミニウム層１６３を溶湯鍛造で構成したも
の、または厚さ１ｍｍのステンレス管１６２の内側を、
厚さ５ｍｍのアルミニウム層１６３を溶湯鍛造で構成し
たものを用いたことを除いて、図２に示す定着器と同様
の構成を有する。

【００７５】誘導加熱に適した磁性材である鉄、ステン
レス、ニッケルと熱伝導率の高いアルミニウムを複合化
する際、渦電流発生層とコイルとの間に導電層がある
と、所望の渦電流の発生とそれによる発熱が得られない
ことがわかった。このことを考慮し、本実施形態では、
ステンレスにアルミニウムを溶湯鍛造で複合化する際、
導電層であるアルミニウムはコイルに対してステンレス
の外側とし、コイルで発生する磁界は全てステンレスに
作用させて、効率を向上させている。

【００７６】即ち、図１６（ａ）に示すように、コイル
が導電体ローラ１１の内側にあるときは、アルミニウム
層１６３はステンレス管１６２の外側とし、コイルが導
電体ローラ１１の外側にあるときは、アルミニウム層１
６３はステンレス管１６２の内側に配置させるとよい。

【００７７】なお、ステンレス管１６２の外側にアルミ
ニウム層１６３を配した場合には、クラウニング等の処
理が容易であるという利点がある。更に、表面に離型性
の良いテフロンや、その他樹脂を被覆すれば、トナーの
オフセットの防止に有効であることは言うまでもない。

【００７８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、第１〜第
４の発明によると、誘導加熱手段を構成するコイルのコ
ア部材を、複数に分割されたコアを並べて構成してお
り、その連結のため、および位置合わせ、抜き勾配を考
慮して、コア部材の分割面を規定し、またはコア部材の
一部を非磁性体により構成しているので、従来の成型法
により容易に得ることが出来る小型のコア部材を用い
て、安価で歩留まりが高く、更にそりが少ない高精度な
コア部材を実現することができる。

【００７９】また、第５の発明によると、加熱ローラ部
材と、その端部のフランジ部材を別部品として、このフ
ランジ部材を取り外し可能な構造としているので、高速
印刷用のローラ径の大きい定着装置に対しても、誘導加
熱コイル部材を容易に最適位置に配置することが可能と
なる。

【００８０】更に、第６〜第１０の発明によると、加熱
部材とコイル部材との十分な絶縁を図っているので、大
電流で高電圧の渦電流が発生しているコイル部材の電流
が加熱部材表面にリークする恐れが防止される。

【００８１】更にまた、第１１の発明によると、コイル
部材のコイルを平角線により構成しているので、コイル
の巻線間の密度が上げられ、コイルの小型化が可能とな
る。従って、無駄な空間部分を極力無くすことが出来、
コイル部材の体積を小さくすることが可能である。

【００８２】また、第１２の発明によると、加熱部材
を、磁性材料と、高熱伝導率を有する材料とを溶湯鍛造
により複合化したものにより構成しているので、発熱部
分に用いる導電体と、それよりも熱伝導率の高い材料
を、とともに用いる事が可能となり、発熱部分の温度ム
ラを減少するとともに、熱容量を上げても重量を軽くす
ることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る電子写真用の定着器
の全体構成の概略を示す図。

【図２】図１に示す定着装置の要部を示す斜視図。

【図３】本発明の他の実施形態に係るコア部材を示す斜
視図。

【図４】本発明の他の実施形態に係るコア部材を示す斜
視図。

【図５】本発明の他の実施形態に係るコア部材を示す斜
視図

【図６】本発明の他の実施形態に係るコア部材を示す斜
視図。

【図７】本発明の他の実施形態に係るコア部材を示す断
面図。

【図８】本発明の他の実施形態に係る電子写真用の定着
器の全体構成および要部を示す図。

【図９】本発明の他の実施形態に係る電子写真用の定着
器の全体構成および要部を示す図。

【図１０】本発明の他の実施形態に係る電子写真用の定
着器の全体構成および要部を示す図。

【図１１】本発明の他の実施形態に係る電子写真用の定
着器の全体構成および要部を示す図。

【図１２】本発明の他の実施形態に係る電子写真用の定
着器の全体構成および要部を示す図。

【図１３】本発明の他の実施形態に係る電子写真用の定
着器の全体構成および要部を示す図。

【図１４】本発明の他の実施形態に係る電子写真用の定
着器の全体構成および要部を示す図。

【図１５】本発明の他の実施形態に係る電子写真用の定
着器の全体構成および要部を示す図。

【図１６】本発明の他の実施形態に係る電子写真用の定
着器の全体構成および要部を示す図。

【図１７】従来の電子写真用の定着器の全体構成の概略
を示す図。

【符号の説明】

１１，１５１…導電体ローラ１２…磁場発生手段１３…従動ローラ１４…非定着材２１，２２…コア材２３…接着剤２４，３３，４３…支持部材３１，３２，４１，４２…コア６３…樹脂部材７２，７３…フランジ７５…枠体８１…アルミニウム線９１…スリップリング１０１，１１１…シート１２１…ポリイミド層１３１，１４１…コイル１５２，１６２…ステンレス管１５３，１６３…アルミニウム層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被定着部材の移動速度と等速度で移動し、
被定着部材と接触して被定着部材上の画像を加熱定着さ
せる加熱部材と、この加熱部材を誘導加熱させる誘導加
熱手段とを具備し、前記誘導加熱手段は、コア部材と、
このコア部材に巻回されたコイル部材とを有し、前記コ
ア部材は、被定着部材表面に垂直でかつ搬送方向に平行
な面に対し、所定の角度で傾斜した面で複数に分割され
ていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】被定着部材の移動速度と等速度で移動し、
被定着部材と接触して被定着部材上の画像を加熱定着さ
せる加熱部材と、この加熱部材を誘導加熱させる誘導加
熱手段とを具備し、前記誘導加熱手段は、コア部材と、
このコア部材に巻回されたコイル部材とを有し、前記コ
ア部材は、被定着部材表面に垂直でかつ搬送方向に平行
な面に対し所定の角度で傾斜した面、およびそれ以外の
面を有する分割面で複数に分割されていることを特徴と
する定着装置。
【請求項３】被定着部材の移動速度と等速度で移動し、
被定着部材と接触して被定着部材上の画像を加熱定着さ
せる加熱部材と、この加熱部材を誘導加熱させる誘導加
熱手段とを具備し、前記誘導加熱手段は、コア部材と、
このコア部材に巻回されたコイル部材とを有し、前記コ
ア部材は、被定着部材の搬送方向に垂直な面を有する分
割面で複数に分割されていることを特徴とする定着装
置。
【請求項４】被定着部材の移動速度と等速度で移動し、
被定着部材と接触して被定着部材上の画像を加熱定着さ
せる加熱部材と、この加熱部材を誘導加熱させる誘導加
熱手段とを具備し、前記誘導加熱手段は、コア部材と、
このコア部材に巻回されたコイル部材とを有し、前記コ
ア部材の一部が非磁性体により構成され、この非磁性体
によりコア部材は複数に分割されていることを特徴とす
る定着装置。
【請求項５】前記分割された複数のコア部材が接着剤に
より接着されて一体構造とされていることを特徴とする
請求項１ないし４のいずれかの項に記載の定着装置。
【請求項６】前記接着剤は、定着温度に耐え得る耐熱性
を有することを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】前記接着剤は、１８０℃以上の温度に耐え
得る耐熱性を有することを特徴とする請求項５に記載の
定着装置。
【請求項８】被定着部材の移動速度と等速度で移動し、
被定着部材と接触して被定着部材上の画像を加熱定着さ
せる加熱ローラ部材と、この加熱ローラ部材を誘導加熱
させる誘導加熱手段とを具備し、前記誘導加熱手段は、
コア部材と、このコア部材に巻回されたコイル部材とを
有し、前記加熱ローラ部材の両端部にはフランジ部材
が、少なくとも一方が取り外し可能に取付けられている
ことを特徴とする定着装置。
【請求項９】前記フランジ部材は、少なくとも一方が耐
熱樹脂製であることを特徴とする請求項８に記載の定着
装置。
【請求項１０】被定着部材の移動速度と等速度で移動
し、被定着部材と接触して被定着部材上の画像を加熱定
着させる加熱部材と、この加熱部材を誘導加熱させる誘
導加熱手段とを具備し、前記誘導加熱手段は、コア部材
と、このコア部材に巻回されたコイル部材とを有し、前
記コア部材を接地する手段を更に備えたことを特徴とす
る定着装置。
【請求項１１】被定着部材の移動速度と等速度で移動
し、被定着部材と接触して被定着部材上の画像を加熱定
着させる加熱部材と、この加熱部材を誘導加熱させる誘
導加熱手段とを具備し、前記誘導加熱手段は、コア部材
と、このコア部材に巻回されたコイル部材とを有し、前
記加熱部材を接地する手段を更に備えたことを特徴とす
る定着装置。
【請求項１２】被定着部材の移動速度と等速度で移動
し、被定着部材と接触して被定着部材上の画像を加熱定
着させる加熱部材と、この加熱部材を誘導加熱させる誘
導加熱手段とを具備し、前記誘導加熱手段は、コア部材
と、このコア部材に巻回されたコイル部材とを有し、前
記加熱部材と前記コイルとの間に絶縁物を配置したこと
を特徴とする定着装置。
【請求項１３】前記絶縁物は、１８０℃以上の耐熱性を
有することを特徴とする請求項１２に記載の定着装置。
【請求項１４】前記絶縁物は、断熱材であることを特徴
とする請求項１２に記載の定着装置。
【請求項１５】被定着部材の移動速度と等速度で移動
し、被定着部材と接触して被定着部材上の画像を加熱定
着させる加熱部材と、この加熱部材を誘導加熱させる誘
導加熱手段とを具備し、前記誘導加熱手段は、コア部材
と、このコア部材に巻回されたコイル部材とを有し、前
記コア部材は、絶縁物により被覆されていることを特徴
とする定着装置。
【請求項１６】被定着部材の移動速度と等速度で移動
し、被定着部材と接触して被定着部材上の画像を加熱定
着させる加熱部材と、この加熱部材を誘導加熱させる誘
導加熱手段とを具備し、前記誘導加熱手段は、コア部材
と、このコア部材に巻回されたコイル部材とを有し、前
記加熱部材の前記コイル部材に対向する面は、絶縁物に
より被覆されていることを特徴とする定着装置。
【請求項１７】前記絶縁物は、複数層からなることを特
徴とする請求項１２、１５または１６に記載の定着装
置。
【請求項１８】前記絶縁物の１層の厚さは、０．４ｍｍ
以上であることを特徴とする請求項１７に記載の定着装
置。
【請求項１９】被定着部材の移動速度と等速度で移動
し、被定着部材と接触して被定着部材上の画像を加熱定
着させる加熱部材と、この加熱部材を誘導加熱させる誘
導加熱手段とを具備し、前記誘導加熱手段は、コア部材
と、このコア部材に巻回されたコイル部材とを有し、前
記コイル部材のコイルは、平角線からなることを特徴と
する定着装置。
【請求項２０】前記平角線は、リッツ線に形成されてい
ることを特徴とする請求項１９に記載の定着装置。
【請求項２１】前記コイルは、前記リッツ線を平角形状
に束ねてなることを特徴とする請求項２０に記載の定着
装置。
【請求項２２】被定着部材の移動速度と等速度で移動
し、被定着部材と接触して被定着部材上の画像を加熱定
着させる加熱部材と、この加熱部材を誘導加熱させる誘
導加熱手段とを具備し、前記誘導加熱手段は、コア部材
と、このコア部材に巻回されたコイル部材とを有し、前
記加熱部材は、磁性材料と、高熱伝導率を有する材料と
を溶湯鍛造により複合化したものであることを特徴とす
る定着装置。
【請求項２３】前記加熱部材は、前記磁性材料が前記コ
イル部材側にくるように配置されていることを特徴とす
る請求項２２に記載の定着装置。