JP2000275996A - 誘導発熱型定着装置 - Google Patents
誘導発熱型定着装置Info
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- JP2000275996A JP2000275996A JP11081836A JP8183699A JP2000275996A JP 2000275996 A JP2000275996 A JP 2000275996A JP 11081836 A JP11081836 A JP 11081836A JP 8183699 A JP8183699 A JP 8183699A JP 2000275996 A JP2000275996 A JP 2000275996A
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- heat
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- heating roller
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 加熱ローラから誘導コイルに与えられる輻射
熱を低コストで遮断しながら、熱交換効率の良い誘導加
熱定着装置を提供する。 【解決手段】 記録材を加熱ローラと加圧ローラとで挟
持搬送してトナー画像を上記記録材に定着する定着装置
であって、上記加熱ローラが誘導型発熱ローラである定
着装置において、上記加熱ローラ３の内周面に断熱塗料
１１を塗布する。
熱を低コストで遮断しながら、熱交換効率の良い誘導加
熱定着装置を提供する。 【解決手段】 記録材を加熱ローラと加圧ローラとで挟
持搬送してトナー画像を上記記録材に定着する定着装置
であって、上記加熱ローラが誘導型発熱ローラである定
着装置において、上記加熱ローラ３の内周面に断熱塗料
１１を塗布する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式のプ
リンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置におけ
る定着装置に関するものである。
リンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置におけ
る定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】可視像形成のためにトナーを用いる画像
形成装置においては、トナー画像を記録材に定着するた
めに、記録材を加熱ローラと加圧ローラとで挟持搬送し
つつトナー画像を記録材上に定着する加熱加圧型定着装
置が一般に使用されている。そして、その加熱ローラと
して例えば特開昭５３−５０８４４号公報に示されるよ
うな「誘導型発熱ローラ」が知られている。
形成装置においては、トナー画像を記録材に定着するた
めに、記録材を加熱ローラと加圧ローラとで挟持搬送し
つつトナー画像を記録材上に定着する加熱加圧型定着装
置が一般に使用されている。そして、その加熱ローラと
して例えば特開昭５３−５０８４４号公報に示されるよ
うな「誘導型発熱ローラ」が知られている。
【０００３】このような誘導型発熱ローラでは一般に、
加圧ローラと直接接する金属導電体たる芯金部材の内部
空間に、誘導コイルを巻装したボビンが位置していて、
加熱ローラ内面に近接した上記誘導コイルに高周波電流
を流して、これにより生じた高周波磁界で加熱ローラに
誘導渦電流を発生させ、加熱ローラ自体の表皮抵抗によ
って加熱ローラそのものをジュール熱により発熱させ
て、ローラ表面に所望の温度を実現するものである。
加圧ローラと直接接する金属導電体たる芯金部材の内部
空間に、誘導コイルを巻装したボビンが位置していて、
加熱ローラ内面に近接した上記誘導コイルに高周波電流
を流して、これにより生じた高周波磁界で加熱ローラに
誘導渦電流を発生させ、加熱ローラ自体の表皮抵抗によ
って加熱ローラそのものをジュール熱により発熱させ
て、ローラ表面に所望の温度を実現するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記誘
導型発熱ローラでは、誘導コイルが加熱ローラの内面に
近接した位置に配置されるため、加熱ローラの輻射熱を
最も受けやすくなっており、そのボビンが電気絶縁性の
高い樹脂等で構成され、当該樹脂の熱伝導率が低いこと
もあって、上記輻射熱によって誘導コイルは高温とな
り、誘導コイルの抵抗値が上昇し、電流が制限されるこ
ととなって、誘導加熱定着装置の熱交換効率が悪化す
る。また誘導コイルが高温になるために当該誘導コイル
を形成する巻線の絶縁層が破壊され短絡の危険すらあ
る。
導型発熱ローラでは、誘導コイルが加熱ローラの内面に
近接した位置に配置されるため、加熱ローラの輻射熱を
最も受けやすくなっており、そのボビンが電気絶縁性の
高い樹脂等で構成され、当該樹脂の熱伝導率が低いこと
もあって、上記輻射熱によって誘導コイルは高温とな
り、誘導コイルの抵抗値が上昇し、電流が制限されるこ
ととなって、誘導加熱定着装置の熱交換効率が悪化す
る。また誘導コイルが高温になるために当該誘導コイル
を形成する巻線の絶縁層が破壊され短絡の危険すらあ
る。
【０００５】その対策として加熱ローラの内面に断熱材
を貼り付ける、または誘導コイルの外周面に断熱材を貼
り付けることが行われている。しかしながら、このよう
な構成は、断熱材を介することで加熱ローラから誘導コ
イルへの輻射熱の影響を軽減する作用を発揮するもの
の、断熱材自体に十分な厚みをもたせる必要があり、加
熱ローラを効率良く発熱させるために狭くした加熱ロー
ラと誘導コイルの隙間を広くせざるをえない。それゆえ
に誘導加熱定着装置の熱変換効率にはマイナスである。
を貼り付ける、または誘導コイルの外周面に断熱材を貼
り付けることが行われている。しかしながら、このよう
な構成は、断熱材を介することで加熱ローラから誘導コ
イルへの輻射熱の影響を軽減する作用を発揮するもの
の、断熱材自体に十分な厚みをもたせる必要があり、加
熱ローラを効率良く発熱させるために狭くした加熱ロー
ラと誘導コイルの隙間を広くせざるをえない。それゆえ
に誘導加熱定着装置の熱変換効率にはマイナスである。
【０００６】本発明は、上述の問題に鑑み、加熱ローラ
から誘導コイルに与えられる輻射熱を低コストで遮断し
ながら、熱交換効率の良い誘導加熱定着装置を提供する
ことを課題とする。
から誘導コイルに与えられる輻射熱を低コストで遮断し
ながら、熱交換効率の良い誘導加熱定着装置を提供する
ことを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は、記録材を加
熱ローラと加圧ローラとで挟持搬送してトナー画像を上
記記録材に定着する定着装置であって、上記加熱ローラ
が誘導型発熱ローラである定着装置において、上記加熱
ローラの内周面に断熱塗料を塗布することによって、解
決される。
熱ローラと加圧ローラとで挟持搬送してトナー画像を上
記記録材に定着する定着装置であって、上記加熱ローラ
が誘導型発熱ローラである定着装置において、上記加熱
ローラの内周面に断熱塗料を塗布することによって、解
決される。
【０００８】上記断熱塗料の塗布範囲が上記加熱ローラ
の加熱領域全長に一致するのがよい。また上記断熱塗料
の主成分が微小な中空無機質球であるのが、好ましい。
そして上記断熱塗料が白色又はそれに近似した色であれ
ば、一層効果的である。
の加熱領域全長に一致するのがよい。また上記断熱塗料
の主成分が微小な中空無機質球であるのが、好ましい。
そして上記断熱塗料が白色又はそれに近似した色であれ
ば、一層効果的である。
【０００９】上記断熱塗料の塗膜厚がほぼ０．３８ｍ
ｍ、あるいはそれ以上であるのがよい。あるいは上記断
熱塗料の塗膜厚がローラ軸方向の中心域において厚く、
端部域において薄いのが好適である。
ｍ、あるいはそれ以上であるのがよい。あるいは上記断
熱塗料の塗膜厚がローラ軸方向の中心域において厚く、
端部域において薄いのが好適である。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の詳細を、図に示す例に基
づいて説明する。図１及び図２に、本発明に係る定着装
置を、それぞれ正面及び軸線を垂直に切る面で示す。加
圧ローラ２と圧接する加熱ローラ３は図２に示す面で時
計回りに回転しており、定着されるべきトナー画像ＴＩ
を有する記録シートＳをこれら加熱ローラ３と加圧ロー
ラ２とで挟圧して矢印方向に搬送し、トナー画像ＴＩを
熱と圧力により定着する。軸受９に支持された加熱ロー
ラ３の回転は、当該ローラの型端部に嵌装固定された不
図示のギヤが同じく不図示の駆動ギヤと噛み合い、当該
駆動ギヤが回転することによってなされる。加熱ローラ
３の芯金はステンレス、または鉄等の磁性材料からなっ
ており、その外側にはフッ素樹脂からなる離型層が設け
られている。図示の簡略化のために、本例での加熱ロー
ラはストレートな筒状に示されているが、実際には両端
ジャーナル部の肉厚が通紙部の肉厚より厚くなってい
る。一般的には通紙部の肉厚の１．５倍〜４倍の厚みを
もっており、そのような厚み分布で自己保持性を強めロ
ーラ自体の変形を防止している。
づいて説明する。図１及び図２に、本発明に係る定着装
置を、それぞれ正面及び軸線を垂直に切る面で示す。加
圧ローラ２と圧接する加熱ローラ３は図２に示す面で時
計回りに回転しており、定着されるべきトナー画像ＴＩ
を有する記録シートＳをこれら加熱ローラ３と加圧ロー
ラ２とで挟圧して矢印方向に搬送し、トナー画像ＴＩを
熱と圧力により定着する。軸受９に支持された加熱ロー
ラ３の回転は、当該ローラの型端部に嵌装固定された不
図示のギヤが同じく不図示の駆動ギヤと噛み合い、当該
駆動ギヤが回転することによってなされる。加熱ローラ
３の芯金はステンレス、または鉄等の磁性材料からなっ
ており、その外側にはフッ素樹脂からなる離型層が設け
られている。図示の簡略化のために、本例での加熱ロー
ラはストレートな筒状に示されているが、実際には両端
ジャーナル部の肉厚が通紙部の肉厚より厚くなってい
る。一般的には通紙部の肉厚の１．５倍〜４倍の厚みを
もっており、そのような厚み分布で自己保持性を強めロ
ーラ自体の変形を防止している。
【００１１】内周面に断熱塗料が塗布された加熱ローラ
３の内部には、誘導発熱装置の誘導コイル１が配設され
ている。リッツ線でなる当該誘導コイル１は絶縁体から
なる円筒形状のボビン６に巻装され、両端にはリード線
１０ａ，１０ｂを有している。これらリード線１０ａ，
１０ｂにより誘導コイル１には両端部から高周波電流を
通じるようになっている。上記中空絶縁体６は、トナー
画像定着装置の側板に設けられたブラケット７によって
回転しないように保持されている。
３の内部には、誘導発熱装置の誘導コイル１が配設され
ている。リッツ線でなる当該誘導コイル１は絶縁体から
なる円筒形状のボビン６に巻装され、両端にはリード線
１０ａ，１０ｂを有している。これらリード線１０ａ，
１０ｂにより誘導コイル１には両端部から高周波電流を
通じるようになっている。上記中空絶縁体６は、トナー
画像定着装置の側板に設けられたブラケット７によって
回転しないように保持されている。
【００１２】定着動作時には、誘導コイル１に高周波電
流が通じ、加熱ローラ３の芯金が誘導電流に伴うジュー
ル熱によって発熱する。この際、芯金の内部表面は例え
ば１８０〜２００℃になっており、芯金内部に輻射熱を
発散している。しかしながら、本発明に係る上記構成に
おいては加熱ローラ３の内周面に断熱塗料が施されて、
誘導コイル１への熱作用を低減するようになっている。
図３にその構成例を示す。この例では、加熱ローラ３の
内周面全面にわたって直接、白色の断熱塗料１１が塗布
されている。その色のために塗料部分の温度が上がって
も輻射熱の発散は少なく、誘導コイルへの熱的影響は少
ない。本発明では、断熱塗料１１を塗布する際、予め加
熱ローラ３の内周面をブラスト処理して断熱塗料１１の
接着性が向上するようにしてある。また接着性を向上さ
せるために、芯金と断熱塗料の間にプライマー（接着
層）を設けるようにしてもよい。上記白色塗料は、完全
な白でなくとも、近似した色でもよい。
流が通じ、加熱ローラ３の芯金が誘導電流に伴うジュー
ル熱によって発熱する。この際、芯金の内部表面は例え
ば１８０〜２００℃になっており、芯金内部に輻射熱を
発散している。しかしながら、本発明に係る上記構成に
おいては加熱ローラ３の内周面に断熱塗料が施されて、
誘導コイル１への熱作用を低減するようになっている。
図３にその構成例を示す。この例では、加熱ローラ３の
内周面全面にわたって直接、白色の断熱塗料１１が塗布
されている。その色のために塗料部分の温度が上がって
も輻射熱の発散は少なく、誘導コイルへの熱的影響は少
ない。本発明では、断熱塗料１１を塗布する際、予め加
熱ローラ３の内周面をブラスト処理して断熱塗料１１の
接着性が向上するようにしてある。また接着性を向上さ
せるために、芯金と断熱塗料の間にプライマー（接着
層）を設けるようにしてもよい。上記白色塗料は、完全
な白でなくとも、近似した色でもよい。
【００１３】図４に、加熱ローラ内周面に塗布される断
熱塗料が微小な中空無機質球を主成分とするものである
ことを塗布層断面において模式的に示す。この微小中空
無機質球１２の材質は例えばセラミックであり、あるい
は耐熱性の中空ガラスであってもよい。
熱塗料が微小な中空無機質球を主成分とするものである
ことを塗布層断面において模式的に示す。この微小中空
無機質球１２の材質は例えばセラミックであり、あるい
は耐熱性の中空ガラスであってもよい。
【００１４】そして当該中空無機質球１２が例えば断熱
塗料の８０％を占め、その直径が例えば５０μｍである
と、０．３８ｍｍの塗膜厚みにおいては、（塗膜の垂直
及び水平方向に均一に無機質球が分布していれば）当該
無機質球１２が厚み方向で最低６個存在することになる
ことを図４では併せて示している。実験によれば、この
６個の無機質球が積み重なることによって、１００ｍｍ
厚のスチレンフォーム断熱材をローラ内周面に施したと
同じ断熱作用があり、誘導コイルに与える輻射熱を十分
に断熱することができる。
塗料の８０％を占め、その直径が例えば５０μｍである
と、０．３８ｍｍの塗膜厚みにおいては、（塗膜の垂直
及び水平方向に均一に無機質球が分布していれば）当該
無機質球１２が厚み方向で最低６個存在することになる
ことを図４では併せて示している。実験によれば、この
６個の無機質球が積み重なることによって、１００ｍｍ
厚のスチレンフォーム断熱材をローラ内周面に施したと
同じ断熱作用があり、誘導コイルに与える輻射熱を十分
に断熱することができる。
【００１５】図３ではローラ内周面全体にわたって断熱
塗料１１を塗布した例を示したが、図５ではローラ３の
加熱部（一般に誘導コイルに対向する範囲に相当する）
の全長にのみ断熱塗料１１の軸方向塗布範囲を限定した
例を示す。輻射熱がこの加熱部から発生するものであ
り、塗布範囲を限定することで使用量を限定できる。
塗料１１を塗布した例を示したが、図５ではローラ３の
加熱部（一般に誘導コイルに対向する範囲に相当する）
の全長にのみ断熱塗料１１の軸方向塗布範囲を限定した
例を示す。輻射熱がこの加熱部から発生するものであ
り、塗布範囲を限定することで使用量を限定できる。
【００１６】また輻射熱の熱量はローラの軸方向中央領
域が大きく、両端に近づくにしたがって小さくなり、更
に両端側では放熱も大きいので、ローラ内部では中央領
域で最も断熱する必要がある。そこでローラ３の内周面
に塗布されるべき断熱塗料１１の塗膜の厚みを軸方向中
央付近において厚く、端部において薄くする例を図６及
び図７に示す。図６では段状に厚みに差を設けており、
図７では漸次厚みが変わる、いわば鼓形状に塗料が塗布
されている。
域が大きく、両端に近づくにしたがって小さくなり、更
に両端側では放熱も大きいので、ローラ内部では中央領
域で最も断熱する必要がある。そこでローラ３の内周面
に塗布されるべき断熱塗料１１の塗膜の厚みを軸方向中
央付近において厚く、端部において薄くする例を図６及
び図７に示す。図６では段状に厚みに差を設けており、
図７では漸次厚みが変わる、いわば鼓形状に塗料が塗布
されている。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、加熱ローラの内周面に
断熱塗料を塗布するので、当該塗料によって加熱ローラ
内周面から誘導コイルへ放出される輻射熱が低減し、誘
導コイルの温度上昇を格段に抑えることができ、低コス
トでコイルの温度上昇を防ぎ、熱交換効率を高めること
ができる。
断熱塗料を塗布するので、当該塗料によって加熱ローラ
内周面から誘導コイルへ放出される輻射熱が低減し、誘
導コイルの温度上昇を格段に抑えることができ、低コス
トでコイルの温度上昇を防ぎ、熱交換効率を高めること
ができる。
【００１８】上記断熱塗料の塗布範囲が上記加熱ローラ
の加熱領域全長に一致すれば、塗料の使用量を限定しな
がら、確実に断熱を達成することができる。また断熱塗
料の主成分が微小な中空無機質球であれば、球内部に熱
伝導率の低い流体、例えば空気を封じ込めて、輻射熱の
断熱を効果的に行うことができる。無機質であるが故
に、高温下で断熱機能を損なうこともない。更に磁性体
でないので、加熱ローラを発熱させるための高周波電流
による高周波磁界を妨げることもない。
の加熱領域全長に一致すれば、塗料の使用量を限定しな
がら、確実に断熱を達成することができる。また断熱塗
料の主成分が微小な中空無機質球であれば、球内部に熱
伝導率の低い流体、例えば空気を封じ込めて、輻射熱の
断熱を効果的に行うことができる。無機質であるが故
に、高温下で断熱機能を損なうこともない。更に磁性体
でないので、加熱ローラを発熱させるための高周波電流
による高周波磁界を妨げることもない。
【００１９】断熱塗料が白色又はそれに近似した色であ
ることで、コイルの温度上昇を一層抑制することができ
る。中空無機質球を主成分とする断熱塗料にあっては、
その塗膜厚がほぼ０．３８ｍｍでスチレンフォーム断熱
材１００ｍｍに相当する断熱効果を奏することができ、
加熱ローラと誘導コイルとのギャップを小さく維持する
ことができる。
ることで、コイルの温度上昇を一層抑制することができ
る。中空無機質球を主成分とする断熱塗料にあっては、
その塗膜厚がほぼ０．３８ｍｍでスチレンフォーム断熱
材１００ｍｍに相当する断熱効果を奏することができ、
加熱ローラと誘導コイルとのギャップを小さく維持する
ことができる。
【００２０】あるいは断熱塗料の塗膜厚がローラ軸方向
の中心域において厚く、端部域において薄くなっていれ
ば、加熱ローラの輻射熱の熱量や放熱の軸線方向の相違
に対応させることができ、加熱ローラの軸線方向におい
て均一な断熱が可能となる。
の中心域において厚く、端部域において薄くなっていれ
ば、加熱ローラの輻射熱の熱量や放熱の軸線方向の相違
に対応させることができ、加熱ローラの軸線方向におい
て均一な断熱が可能となる。
【図１】本発明に係る定着装置の正面概略図である。
【図２】図１の定着装置の概略側面図である。
【図３】ローラ内周面に断熱塗料を塗布する様子を説明
する概略図である。
する概略図である。
【図４】断熱塗料の主成分たる中空無機質球が積層する
様子を説明する塗膜の拡大断面概略図である。
様子を説明する塗膜の拡大断面概略図である。
【図５】断熱塗料の塗布範囲がローラの加熱部に限定さ
れる様子を説明する概略図である。
れる様子を説明する概略図である。
【図６】断熱塗料の塗膜厚がローラ軸方向の中心域にお
いて厚く、端部域において薄い例を示す概略図である。
いて厚く、端部域において薄い例を示す概略図である。
【図７】図６とは別の例を示す概略図である。
【符号の説明】 １ 誘導コイル ２ 加圧ローラ ３ 加熱ローラ １１ 断熱塗料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篁 智隆 宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神明堂３ −１ 東北リコー株式会社内 Ｆターム(参考） 2H033 BB02 BB12 BB19 BB26 BE06 3K059 AB00 AB19 AB20 AD03 AD05 AD07 AD26 CD44 CD63
Claims (6)
- 【請求項１】 記録材を加熱ローラと加圧ローラとで挟
持搬送してトナー画像を上記記録材に定着する定着装置
であって、上記加熱ローラが誘導型発熱ローラである定
着装置において、 上記加熱ローラの内周面に断熱塗料を塗布したことを特
徴とする誘導発熱型定着装置。 - 【請求項２】 上記断熱塗料の塗布範囲が上記加熱ロー
ラの加熱領域全長に一致することを特徴とする請求項１
に記載の定着装置。 - 【請求項３】 上記断熱塗料の主成分が微小な中空無機
質球であることを特徴とする請求項１又は２に記載の定
着装置。 - 【請求項４】 上記断熱塗料が白色又はそれに近似した
色であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項
に記載の定着装置。 - 【請求項５】 上記断熱塗料の塗膜厚がほぼ０．３８ｍ
ｍであることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。 - 【請求項６】 上記断熱塗料の塗膜厚がローラ軸方向の
中心域において厚く、端部域において薄いことを特徴と
する請求項１〜４のいずれか一項に記載の定着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11081836A JP2000275996A (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 誘導発熱型定着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11081836A JP2000275996A (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 誘導発熱型定着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000275996A true JP2000275996A (ja) | 2000-10-06 |
Family
ID=13757566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11081836A Pending JP2000275996A (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 誘導発熱型定着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000275996A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6643491B2 (en) * | 2000-10-31 | 2003-11-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Heating mechanism for use in image forming apparatus |
| US6978110B2 (en) * | 2001-10-09 | 2005-12-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Induction heat fixing apparatus |
| US7254362B2 (en) | 2003-11-07 | 2007-08-07 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device, image forming apparatus using the fixing device, and heat insulating member |
| WO2012053046A1 (ja) * | 2010-10-18 | 2012-04-26 | 有明セラコ株式会社 | 浸漬ヒーター |
-
1999
- 1999-03-25 JP JP11081836A patent/JP2000275996A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6643491B2 (en) * | 2000-10-31 | 2003-11-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Heating mechanism for use in image forming apparatus |
| US6978110B2 (en) * | 2001-10-09 | 2005-12-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Induction heat fixing apparatus |
| US7079801B2 (en) | 2001-10-09 | 2006-07-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Image heating apparatus with coil inside heat generating element |
| US7254362B2 (en) | 2003-11-07 | 2007-08-07 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device, image forming apparatus using the fixing device, and heat insulating member |
| WO2012053046A1 (ja) * | 2010-10-18 | 2012-04-26 | 有明セラコ株式会社 | 浸漬ヒーター |
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