JPH09319243A

JPH09319243A - 定着装置

Info

Publication number: JPH09319243A
Application number: JP13198196A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kinouchi; 聡木野内; Osamu Takagi; 修高木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-05-27
Filing date: 1996-05-27
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は加熱ローラを効率良く、また、温度ム
ラを生じることなく、均一的に加熱できるようにした定
着装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、用紙Ｐを加熱する加熱ローラ２
と、この加熱ローラ２に前記用紙Ｐを加圧する加圧ロー
ラ３とを具備し、前記加熱ローラ２は、磁性体からなる
中空ローラ管１１と、この中空ローラ管１１の外表面に
対向する導線材４に高周波電流を印加することにより、
前記中空ローラ管１１の外表面を誘導加熱する誘導加熱
手段Ｋと、液体１２を封入して前記中空ローラ管１１内
に挿入され前記中空ローラ管の表面の温度差に応じて液
体１２を移動させるヒートパイプ１０とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば静電複写
機、レーザプリンタ等の画像形成装置に搭載される定着
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、加熱ローラ型の定着装置は、粉体
現像剤からなる現像剤像を担持した用紙を加熱する加熱
ローラおよび加圧しつつ搬送する加圧ローラを備え、こ
れら加熱ローラと加圧ローラとの圧接部（ニップ部）で
ある定着ポイントを用紙が通過することで、用紙上の現
像剤を融着圧着して定着するようになっている。

【０００３】従来の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
側に設置している。ハロゲンランプの発熱により、加熱
ローラが加熱され、この加熱ローラに被定着物が弾性ロ
ーラにより加圧されて圧接されるとともに、これらのロ
ーラの回転により、上述のように被定着物を通過させて
定着させる。この方式が一般的であるが、その他に、フ
ラッシュランプにより、非接触で加熱するものも実用化
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おいては、加熱源としてランプを用いていたため、すな
わち、電気エネルギを一旦、光と熱に変換して輻射で加
熱ローラに伝えているため、加熱効率が悪いもの（熱効
率が約７０％という限界値がある）となっていた。

【０００５】また、構造的にランプをローラの内側に配
置し、内側からローラを加熱して用いるため、定着動作
に必要なローラの外側を適切な温度（例えば１８０℃）
にするまでのエネルギの損出が大きく、また、立ち上げ
時に多くの時間と、電力を必要としていた。

【０００６】そこで、加熱ローラの熱容量を減らして立
ち上がり時間を短縮するものが考えられてきた。すなわ
ち、ローラを薄肉化するものである。しかしながら、ロ
ーラを薄肉化した場合には、用紙のサイズによってロー
ラの軸方向で温度ムラが生じる。

【０００７】このため、複雑な制御を行うか、あるい
は、ランプを２本いれるなどの対策が必要であった。し
かも、低速の複写機にしか利用できないなどの問題点が
あった。

【０００８】また、ランプへの電力供給機構の関係か
ら、ランプは固定しその回りに金属ローラを回転させる
という複雑な構造を必要としている。このため、定着器
の小型化にも構造的な限界があった。

【０００９】これらを解決する手段として例えば、特開
平７ー２９５４１４に開示されるように、誘導加熱装置
によって渦電流を生じる加熱部材をローラとして用いて
いるものがある。

【００１０】しかし、実際的には、渦電流によって生じ
る加熱はローラ自体を均一に加熱するのは難しい。すな
わち、磁性体である加熱部材だけでは、熱伝導率が低
く、加熱ローラに温度ムラが生じてしまう。

【００１１】この場合は、立ち上げ時だけではなく、定
着する紙サイズの変化によっても温度ムラが生じてしま
うといった問題があり、改善が望まれていた。そこで、
本発明は加熱ローラを効率良く、また、温度ムラを生じ
ることなく、均一的に加熱できるようにした定着装置を
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、請求項１記載のものは、被定着材を加熱す
る加熱ローラと、この加熱ローラに前記被定着材を加圧
する加圧ローラとを具備し、前記加熱ローラは、磁性体
からなる中空ローラ管と、この中空ローラ管の外表面に
対向する導線材を有し、この導線材に高周波電流を印加
することにより、前記中空ローラ管の外表面を誘導加熱
する誘導加熱手段と、熱媒体を封入して前記中空ローラ
管内に挿入され、前記熱媒体を前記中空ローラ管の温度
差に応じて移動させる熱移動手段とを具備する。

【００１３】請求項７記載のものは、被定着材を加熱す
る加熱ローラと、この加熱ローラに前記被定着材を加圧
する加圧ローラとを具備し、前記加熱ローラは、磁性体
からなる中空ローラ管と、この中空ローラ管内に挿入さ
れるコイル状の導線材を有し、この導線材に高周波電流
を印加することにより、前記中空ローラ管を誘導加熱す
る誘導加熱手段と、熱媒体を封入して前記中空ローラ管
の肉厚部内に挿入され、前記熱媒体を前記中空ローラ管
の温度差に応じて移動させる熱移動手段とを具備する。

【００１４】請求項８記載のものは、被定着材を加熱す
る加熱ローラと、この加熱ローラに前記被定着材を加圧
する加圧ローラとを具備し、前記加熱ローラは、磁性体
からなる中空ローラ管と、この中空ローラ管の外表面に
対向する導線材を有し、この導線材に高周波電流を印加
することにより、前記中空ローラ管の外表面を誘導加熱
する誘導加熱手段と、熱媒体を封入して前記中空ローラ
管の肉厚部内に挿入され、前記熱媒体を前記中空ローラ
管の温度差に応じて移動させる熱移動手段と、を具備す
る。

【００１５】請求項９記載のものは、被定着材を加熱す
る加熱ローラと、この加熱ローラに前記被定着材を加圧
する加圧ローラとを具備し、前記加熱ローラは、磁性体
からなる中実ローラと、この中実ローラの外表面に対向
配置される導線材を有し、この導線材に高周波電流を印
加することにより、前記中実ローラの外表面を誘導加熱
する誘導加熱手段と、熱媒体を封入して前記中実ローラ
内に挿入され、前記熱媒体を前記中実ローラの温度差に
応じて移動させる熱移動手段とを具備する。

【００１６】請求項１０記載のものは、被定着材を加熱
する加熱ローラと、この加熱ローラに前記被定着材を加
圧する加圧ローラとを具備し、前記加熱ローラは、磁性
体からなる密閉式の中空ローラと、この中空ローラの外
表面に対向する導線材を有し、この導線材に高周波電流
を印加することにより、前記中空ローラの外表面を誘導
加熱する誘導加熱手段と、前記中空ローラ内に封入さ
れ、前記中空ローラの温度差に応じて移動する熱媒体と
を具備する。

【００１７】請求項１２記載のものは、被定着材を加熱
する加熱ローラと、この加熱ローラに前記被定着材を加
圧する加圧ローラとを具備し、前記加熱ローラは、磁性
体からなる密閉式の中空ローラと、この中空ローラの外
周面をその一端部側を除いて被覆するゴム層と、前記中
空ローラの一端部側を加熱する加熱手段と、前記中空ロ
ーラ内に封入され、前記加熱手段により加熱されること
により、前記中空ローラの軸方向に移動する熱媒体とを
具備する。

【００１８】本発明は熱媒体を封入する熱移動手段を備
え、加熱ローラ表面の温度差により前記熱媒体を移動さ
せることにより、加熱ローラの熱伝導率を向上させ、加
熱ローラ表面の温度ムラの発生を防止して良好に定着で
きるようにする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図１〜図４に示す
一実施の形態を参照して説明する。図１は定着器の全体
構成を示す斜視図である。定着装置１は、加熱ローラ２
（φ２０ｍｍ）と、この加熱ローラ２（φ２０ｍｍ）の
下部側に圧接される加圧ローラ３（φ２０ｍｍ）とを備
えた構成となっている。加圧ローラ３は、加圧機構（図
示せず）によって前記加熱ローラ２に対して圧接されて
いて、一定のニップ幅を持つように維持されている。

【００２０】加熱ローラ２は駆動モータ（図示せず）に
より矢印方向に回転駆動され、加圧ローラ３は矢印方向
に従動回転するようになっている。これら加熱ローラ２
と加圧ローラ３との圧接部（ニップ部）である定着ポイ
ントを被転写材としての用紙Ｐが通過することで、この
用紙Ｐ上の現像剤が融着圧着されて定着されるようにな
っている。

【００２１】誘導加熱手段Ｋとなる導線材４は、線径１
ｍｍの導線をリッツ線として構成し、ローラ表面接触部
分（ニップ）以外の部分にその曲率にあわせ、並列に配
線され、高周波電流が流されるようになっている。加熱
ローラ２と導線材４との距離は約８ｍｍとなっている。

【００２２】図２は定着器を示す正面図である。加熱ロ
ーラ２の周上には、用紙Ｐを加熱ローラ２から剥離させ
るための剥離爪６と、加熱ローラ２の外周面にトナーが
付着（オフセット）することを低減するためにオフセッ
ト防止用離型剤を塗布する塗布装置７と、加熱ローラ２
の表面温度を検知するサーミスタ８が設けられている。

【００２３】図３および図４は加熱ローラ２の具体的な
構成を示す断面図である。加熱ローラ２は、外径１９ｍ
ｍ、厚さ１ｍｍ、長さ３３０ｍｍのプレーンタイプのヒ
ートパイプ（熱移動手段）１０を基本の構成としてい
る。ヒートパイプ１０の材質は銅であり、熱媒体として
水１２を用いている。このヒートパイプ１０の放熱部全
体に外径２０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの強磁性体である鉄
製の中空ローラ管としてのパイプ（中空ローラ管）１１
が圧入等の手段により被覆されている。

【００２４】また、強磁性体のパイプ１１の表面には離
型層として２０μｍのＰＦＡチューブ１３が被覆されて
いる。しかして、並列に配線した導線４には、高周波発
振部で発生させた高周波電流、たとえば、周波数１００
ｋＨｚ、出力８００Ｗの高周波電流が流される。これに
より、並列に配線した導線４に磁束が発生して加熱ロー
ラ２に渦電流が生じ、この渦電流によってジュール熱が
発生し、加熱ローラ２の表面が昇温される。加熱ローラ
２の表面温度は、１８０℃に設定されている。

【００２５】加熱ローラ２の昇温により、ヒートパイプ
１０の水１２が加熱ローラ２の温度の高い部分から低い
部分に流れ、熱伝導率が向上される。これにより、加熱
ローラ２のローラ軸方向に一様に熱が発生され、立ち上
がり時間が短縮されるとともに、渦電流の発生位置に対
する加熱ローラ２の加熱分布の温度ムラは解消され、加
熱ローラ２の軸方向の温度ムラも解消される。

【００２６】図５は第２の実施の形態を示すものであ
る。この第２の実施の形態は、導線の配置を除いて定着
装置の構成は第１の実施の形態と同じであるため定着装
置自体の説明は省略する。

【００２７】加熱手段となる導線２０は、線形１ｍｍの
導線をリッツ線として構成され、ローラ表面接触部分
（ニップ）以外の部分に用紙Ｐに接触しない部分に折り
返しながら導線２０を配置し、この導線２０に高周波電
流を流すようになっている。

【００２８】この導線２０の配置によって、磁束の発生
形態は第１の実施の形態と異なるが、加熱ローラ２１に
渦電流が生じ、この渦電流によってジュール熱が発生
し、加熱ローラ２１表面が昇温される。

【００２９】これにより、第１の実施の形態と同様の効
果が得られる。また、加熱ローラ２１の径を小径化する
に伴い、ニップ幅が稼げないといった場合には、加熱ロ
ーラ２１の表面にゴム層を設けてもよい。

【００３０】図６は第３の実施の形態を示すもので、複
数個の円形状に形成したコイル３１を加熱ローラ３０と
一定の距離を存して配置している（この実施の形態では
８ｍｍとした）。

【００３１】このコイル３１は、線径１ｍｍの線材をリ
ッツ線として構成されている。このコイル３１の配置に
よって、加熱ローラ３１に渦電流が生じ、この渦電流に
よってジュール熱が発生して加熱ローラ３１表面が昇温
される。このコイル３１による誘導加熱は、ローラ軸方
向の一定の領域のみを加熱し、ローラ３１が回転するこ
とによってローラ３１全域が加熱されることになる。

【００３２】また、ニップ幅と同じだけの領域を加熱す
ることも可能なのでローラ３１の外周上のスペースをあ
まりとらずに済む。さらに、ニップの回転方向の上流側
の近傍に配置することで熱効率をより良くすることが可
能である。

【００３３】この実施の形態も、第１の実施の形態と同
様の効果が得られることになる。図７〜図９は第４の実
施の形態を示すものである。図７は加熱ローラ３５を示
す断面図である。

【００３４】加熱ローラ３５は、強磁性体で構成された
中空ローラ３６と、この中空ローラ３６の肉厚部内に圧
入された複数本（８本）の熱移動手段としてのヒートパ
イプ３７…によって構成されている。

【００３５】加熱ローラ３５は径がφ４０ｍｍ、長さが
３２０ｍｍ、肉厚が１０ｍｍとなっている。ヒートパイ
プ３７は外径φ３ｍｍ、幅３１５ｍｍとなっている。ヒ
ートパイプ３７の材質は銅であり、熱媒体として水を用
いている。

【００３６】加熱ローラ３５の内部には図８および図９
に示すように、高周波電流を流すコイル（導線材）３８
が挿入され、このコイル３８内には鉄芯３９が挿入され
ている。

【００３７】しかして、加熱ローラ３５内部のコイル３
８に高周波電流が流されると、コイル３８によって磁界
が生じ、加熱ローラ３５内に誘導電流が流れる。この電
流によってローラ３５の抵抗により、ジュール熱が発生
して加熱ローラ３５が加熱される。

【００３８】この実施の形態では、コイル３８に周波数
１００ｋＨｚ、出力８００Ｗの高周波電流を流した。ま
た、表面温度は、１８０℃に設定した。加熱ローラ３５
を一様に加熱するので立ち上がり時間が短縮される。

【００３９】さらに、渦電流の発生位置に対するローラ
の加熱分布の温度ムラはヒートパイプ３７によって緩和
され、温度の低い部部に熱が流れるようになる。これに
よって軸方向の温度ムラは解消される。また、従来用い
られているハロゲンランプよりも熱効率が良い。

【００４０】図１０は第５の実施の形態を示すものであ
る。この実施の形態では、加熱ローラ４０が上記第４の
実施の形態と同様の加熱ローラである。

【００４１】また、上記第１の実施の形態と同様に並列
に配線した導線４１を配置しており、高周波電流を流す
ようになっている。加熱ローラ４０と導線４１との距離
は約８ｍｍとしている。

【００４２】この構成によれば、上記実施の形態と同様
の効果を得ることが可能である。また、図１１は第６の
実施の形態を示すものである。この第６の実施の形態で
は、加熱ローラ４２が上記第４の実施の形態と同様の構
成をしており、導線４２は第２の実施の形態と同様にロ
ーラ表面接触部分（ニップ）以外の部分に紙に接触しな
い部分に折り返しながら構成され、この導線４２に高周
波電流を印加するようになっている。

【００４３】この構成によれば、上記と同様の効果を得
ることが可能である。図１２は第７の実施の形態を示す
ものである。この第７の実施の形態では、加熱ローラ４
３が上記第４の実施の形態の加熱ローラ３５と同様の構
成とされ、コイル４４は第３の実施の形態と同様に複数
の円形状に形成したコイル４４を加熱ローラ４３と一定
の距離で配置されており、高周波電流を印加するように
なっている。

【００４４】この構成を用いると上記実施の形態と同様
の効果を得ることが可能である。図１３は第８の実施の
形態を示すものである。図１３は加熱ローラ４５を示す
断面図である。

【００４５】加熱ローラ４５は、強磁性体で構成された
中実ローラ４５Ａにヒートパイプ４６が４本圧入された
構成である。この加熱ローラ４５の径はφ２０ｍｍ、長
さは３２０ｍｍとなっている。ヒートパイプ４６は外径
φ５ｍｍ、幅３１５ｍｍとなっている。

【００４６】ヒートパイプ４６の材質は銅であり、熱媒
体として水が用いられている。ヒートパイプ４６の圧入
位置はローラ４５Ａの中心位置から放射状に配置されヒ
ートパイプ４６の中心位置と中実ローラ４５Ａの中心位
置との距離は、６．５ｍｍとなっており、強度を維持で
きる範囲内で、できるだけローラ外表面にヒートパイプ
４６を近づけるように配置している。

【００４７】加熱手段となる導線４７は、図１４に示す
ように、線形１ｍｍの導線をリッツ線で構成され、ロー
ラ表面接触部分（ニップ）以外の部分にその曲率にあわ
せて並列に配線した導線を配置しており、高周波電流を
流すようになっている。加熱ローラ４５と導線４７との
距離は約５ｍｍとしている。

【００４８】この実施の形態では、導線４７に周波数１
００ｋＨｚ、出力８００Ｗの高周波電流を流した。これ
により並列に配線した導線４７に磁束が発生して渦電流
が生じ、この電流によってジュール熱が発生して加熱ロ
ーラ４５表面が昇温される。

【００４９】加熱ローラ４５の表面温度は、１８０℃に
設定した。加熱ローラ４５の軸方向に一様に熱を発生さ
せるので立ち上がり時間が短縮される。

【００５０】さらに、渦電流の発生位置に対するローラ
４５の加熱分布の温度ムラはヒートパイプ４６…よって
緩和され、温度の低い部分に熱が流れるようになる。こ
れによって加熱ローラ４５の軸方向の温度ムラは解消さ
れる。

【００５１】また、この定着装置では、中実ローラ４５
Ａを用いて、外側からローラを加熱しているため、小径
化が可能となり定着器の小型化も可能となる。また、電
磁誘導による加熱では表皮効果があり、すなわち、ロー
ラの外表面のみを加熱する性質がある。これにより効率
良く熱をローラに伝えることができる。

【００５２】また、小径化に伴い、ニップ幅が稼げなく
なる場合は、ローラ表面にゴム層を設けることでニップ
を稼ぐ構成にしても良い。誘導加熱の場合は、被加熱物
（ローラ）から加熱源（導線）が離れていても効率よく
加熱できるので、ゴム層をローラに設けても問題なく加
熱できる点でも有効である。

【００５３】図１５は第９の実施の形態を示すものであ
る。この第９の実施の形態では、加熱ローラ４５は第８
の実施の形態と同じで、導線４８の配置の仕方としては
第２の実施の形態で示している導線の配置の仕方と同様
にしても良い。

【００５４】すなわち、ローラ表面接触部分（ニップ）
以外の部分に紙に接触しない部分に折り返しながら導線
４８を配置し、この導線４８に高周波電流を流すように
してもよい。

【００５５】この導線４８の配置によって、加熱ローラ
４５に渦電流が生じ、この渦電流によってジュール熱が
発生して加熱ローラ４５の表面が昇温される。これによ
り、第８の実施の形態と同様の効果が得られる。

【００５６】図１６は第１０の実施の形態を示すもので
ある。この第１０の実施の形態の加熱ローラ５０は、第
８および第９の実施の形態と同じものを用いている。

【００５７】すなわち、中実ローラ４５Ａにヒートパイ
プ４６…が圧入された構成である。加熱方法は、複数個
の円形状に形成したコイル５１を加熱ローラ５０と一定
の距離（本発明では５ｍｍとした）で配置されている。

【００５８】このコイル５１は、線形１ｍｍの線材をリ
ッツ線として構成されている。このコイル５１の配置に
よって、加熱ローラ５０に渦電流が生じ、この渦電流に
よってジュール熱が発生して加熱ローラ５０表面が昇温
される。

【００５９】このコイル５１による誘導加熱は、ローラ
軸方向の一定の領域のみを加熱し、ローラ５０が回転す
ることによってローラ全域が加熱されることになる。ま
た、ニップ幅と同じだけの領域を加熱することも可能な
のでローラ外周上のスペースをあまりとらずに済む。

【００６０】また、ニップの回転方向の上流側の近傍に
配置することで熱効率をより良くすることが可能であ
る。この発明により、実施の形態１と同様の効果が得ら
れることになる。

【００６１】図１７〜図１９は第１１の実施の形態を示
すものである。図１７、１８は加熱ローラ５２を示す断
面図である。図１９は定着器を示す斜視図。

【００６２】加熱ローラ５２は、強磁性体で構成された
中空ローラ５２Ａを基本に構成されている。この実施の
形態では、中空ローラ５２Ａの材質として鉄を用いてい
る。

【００６３】また、この中空ローラ５２Ａの端は閉じた
状態になっており、この中空ローラ５２Ａ内には、熱媒
体として液体５３が封入されている。液体５３には、ア
ルコールを用いている。液体５３は容積の約３０％満た
されている。

【００６４】加熱構造は、第１の実施の形態と同様に構
成されている。すなわち、加熱手段となる導線５４は、
線形１ｍｍの導線をリッツ線で構成され、ローラ表面接
触部分（ニップ）以外の部分にその曲率に対応して並列
に配線した導線５４を配置しており、高周波電流を流す
ようになっている。加熱ローラ５２と導線５４との距離
は約５ｍｍとなっている。

【００６５】この第１１の実施の形態では、導線５４に
周波数１００ｋＨｚ、出力８００Ｗの高周波電流を流し
た。これにより並列に配線した導線５４に磁束が発生し
て加熱ローラ５２に渦電流が生じ、この渦電流によって
ジュール熱が発生して加熱ローラ５２表面が昇温され
る。

【００６６】加熱ローラ５２の表面温度は、１８０℃に
設定した。加熱ローラ５２のローラ軸方向を一様に加熱
するので立ち上がり時間が短縮される。

【００６７】従来は、渦電流の発生位置に対するローラ
の加熱分布の温度ムラが生じていたが、ローラ５３内に
密封した液体５３によって高い温度の領域から熱が熱伝
導によってだけでなく、この液体５３を介して低い温度
の領域へと流れるようになる。

【００６８】このことによって従来生じていた温度ムラ
を防ぎ、素早く温度を均等にできる。また、ローラ自体
の構成も単純なのでコストも安くできる。図２０は第１
２の実施の形態を示すものである。

【００６９】この第１２の実施の形態では、加熱ローラ
５２は第１１の実施の形態１１と同じ構成であるが、導
線５７の配置の仕方として第２の実施の形態で示してい
る導線の配置の仕方と同様にしても良い。

【００７０】すなわち、ローラ表面接触部分（ニップ）
以外の部分の紙に接触しない部分に折り返しながら導線
５７を配置し、この導線５７に高周波電流を印加するよ
うにしてもよい。

【００７１】この導線５７の配置によって、加熱ローラ
５２に渦電流が生じ、この渦電流によってジュール熱が
発生して加熱ローラ５２の表面が昇温される。加熱ロー
ラ５２は同じ構成なので、ローラ５２の温度ムラが解消
される。

【００７２】これにより第１１の実施の形態と同様の効
果が得られる。図２１は第１３の実施の形態を示すもの
である。この実施の形態の加熱ローラ５５は、第１１お
よび第１２の実施の形態と同じものを用いている。

【００７３】すなわち、強磁性体ローラ５２Ａの中に作
動液５３を密封した構成である。加熱方法は、複数個の
円形状に構成したコイル５６を加熱ローラ５５と一定の
距離で配置している（本発明では５ｍｍとした）。

【００７４】このコイル５６は、線形１ｍｍの導線をリ
ッツ線で構成されている。このコイル５６の配置によっ
て、加熱ローラ５５に渦電流が生じ、この渦電流によっ
てジュール熱が発生して加熱ローラ５５表面が昇温され
る。このコイル５６による誘導加熱は、ローラ軸方向の
一定領域のみを加熱し、加熱ローラ５５が回転すること
によってローラ全域が加熱されることになる。

【００７５】また、ニップ幅と同じだけの領域を加熱す
ることも可能なのでローラ外周上のスペースをあまりと
らずに済む。また、ニップの回転方向の上流側の近傍に
配置することで熱効率をより良くすることが可能であ
る。

【００７６】この発明では、第１１の実施の形態と加熱
ローラ５５は同じ構成なので、ローラ５５の温度ムラが
解消される。これにより第１１の実施の形態と同様の効
果が得られる。

【００７７】図２２は第１４の実施の形態である加熱ロ
ーラ６０とプレスローラ６３の断面図を示す。加熱ロー
ラ６０は、外径１２ｍｍ、厚さ１ｍｍ、長さ３５０ｍｍ
のヒートパイプ６１で構成されている。このローラ６０
の材質は鉄材を用いている。作動液６１ａとしてアルコ
ールを用いている。

【００７８】また、ヒートパイプ６１表面上の紙の通過
する範囲（３００ｍｍ）には、厚さ３ｍｍのシリコンゴ
ム層６２が形成されている。シリンコゴム層６２の表面
には、離型層として３０μｍのＰＦＡチューブが被覆さ
れている。

【００７９】プレスローラ６３は、鉄製の中実ローラ６
２に３ｍｍのシリコンゴム層と５０μｍのＰＦＡチュー
ブが被覆されている。プレスローラ６３は、外径１５ｍ
ｍ、長さ３２０ｍｍである。加熱部は、加熱ローラ６０
の端部にセラミックヒータ６５を接触させて熱を与えて
いる。セラミックヒータ６５の外側には断熱材を用いて
熱の逃げを防いでいる。

【００８０】セラミックヒータ６５から与えられた熱に
よって加熱ローラ６０端部が加熱され、内部にある作動
液６１ａが加熱されて温度の低い部分に熱が流れ、昇温
する。加熱ローラ６０の表面温度は１８０℃に設定し
た。ローラ内部に熱源を持たないのでローラ６０径を小
さくすることが可能である。

【００８１】この実施の形態のように、ローラ径をφ１
５ｍｍとした場合は、ローラ表面にゴム層がないと、ニ
ップ幅稼げない。加熱ローラ６０にゴム層を設けない場
合には、ニップ幅が１．５ｍｍであったが、ゴム層を設
けた場合は、ニップ幅が３ｍｍとなり、良好な定着性を
得ることが可能となった。

【００８２】また、ゴム層が熱容量を持つので定着のた
めの熱を蓄えることができる。これによりマシンスピー
ドが速くなっても対応することが可能となる。また、熱
源として今回セラミックヒータ６５を用いたが、加熱ロ
ーラ６０の端部から誘導加熱によって熱を供給しても良
い。ヒートパイプ自体が磁性体を用いているので加熱す
ることが可能である。この発明により、小径のヒートパ
イプを用いてもニップ幅を稼ぐことができ、ローラ表面
の温度ムラが少ない定着器を提供することが可能であ
る。

【００８３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、熱媒体
を封入する熱移動手段を備え、加熱ローラ表面の温度差
により前記熱媒体を移動させるから、加熱ローラの熱伝
導率を向上できる。

【００８４】したがって、加熱ローラ表面の温度ムラの
発生を防止できるとともに、被定着媒体のサイズの違い
によるローラ軸方向の温度ムラむらも解消でき、良好な
定着が可能となる。さらに、加熱ローラの立上がり時間
も短縮化でき、処理効率を向上できる。また、加熱ロー
ラを加熱する導線材を加熱ローラの外部に設けるから、
ローラを小径化でき、小型化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態である定着装置を示
す斜視図。

【図２】定着装置を示す正面図。

【図３】ヒートパイプを示す側断面図。

【図４】ヒートパイプを示す正断面図。

【図５】本発明の第２の実施の形態である定着装置を示
す斜視図。

【図６】本発明の第３の実施の形態である定着装置を示
す斜視図。

【図７】本発明の第４の実施の形態である加熱ローラを
示す正面図。

【図８】加熱ローラの内部に加熱コイルが挿入された状
態を示す斜視図。

【図９】加熱ローラを示す側断面図。

【図１０】本発明の第５の実施の形態である定着装置を
示す斜視図。

【図１１】本発明の第６の実施の形態である定着装置を
示す斜視図。

【図１２】本発明の第７の実施の形態である加熱ローラ
を示す斜視図。

【図１３】本発明の第８の実施の形態である加熱ローラ
を示す正面図。

【図１４】定着装置を示す斜視図。

【図１５】本発明の第９の実施の形態である定着装置を
示す斜視図。

【図１６】本発明の第１０の実施の形態である加熱ロー
ラを示す斜視図。

【図１７】本発明の第１１の実施の形態である加熱ロー
ラを示す側断面図。

【図１８】加熱ローラを示す正断面図。

【図１９】定着装置を示す斜視図。

【図２０】本発明の第１２の実施の形態である定着装置
を示す斜視図。

【図２１】本発明の第１３の実施の形態である加熱ロー
ラを示す斜視図。

【図２２】本発明の第１４の実施の形態である定着装置
を示す側断面図。

【符号の説明】

Ｐ…被定着材２，２１，３０，３５，４０，４３，４５，５２，５
５，６０…加熱ローラ３，６３…加圧ローラ１１，３６…中空ローラ４５Ａ…中実ローラ４，２０，３１，４１，４２，４４，４７，４８，５
１，５４，５６，５７…導線材（誘導加熱手段）１０，３７…ヒートパイプ（熱移動手段）１３…水（熱媒体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被定着材を加熱する加熱ローラと、この加熱ローラに前記被定着材を加圧する加圧ローラ
と、を具備し、前記加熱ローラは、磁性体からなる中空ローラ管と、この中空ローラ管の外表面に対向する導線材を有し、こ
の導線材に高周波電流を印加することにより、前記中空
ローラ管の外表面を誘導加熱する誘導加熱手段と、熱媒体を封入して前記中空ローラ管内に挿入され、前記
熱媒体を前記中空ローラ管の温度差に応じて移動させる
熱移動手段と、を具備することを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記導線材は前記加熱ローラと定着ローラ
との接触部分以外の部分に前記加熱ローラの曲率に対応
した形状で、並列に配線されることを特徴とする請求項
１記載の定着装置。
【請求項３】前記導線材は前記加熱ローラと定着ローラ
との接触部分以外の部分に前記加熱ローラの曲率に対応
した形状で、折り返しながら配線されることを特徴とす
る請求項１記載の定着装置。
【請求項４】前記導線材は前記加熱ローラと定着ローラ
との接触部分以外の部分に前記加熱ローラの軸方向に沿
って対向配置される複数のコイル状の導線からなること
を特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項５】前記導線材は複数本の導線をより合わせて
なるリッツ線であることを特徴とする請求項１〜４項の
いずれか一項記載の定着装置。
【請求項６】前記加熱ローラの外側にゴム層を形成し、
このゴム層の表面に樹脂層を形成することを特徴とする
請求項１〜５記載のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項７】被定着材を加熱する加熱ローラと、この加熱ローラに前記被定着材を加圧する加圧ローラ
と、を具備し、前記加熱ローラは、磁性体からなる中空ローラ管と、この中空ローラ管内に挿入されるコイル状の導線材を有
し、この導線材に高周波電流を印加することにより、前
記中空ローラ管を誘導加熱する誘導加熱手段と、熱媒体を封入して前記中空ローラ管の肉厚部内に挿入さ
れ、前記熱媒体を前記中空ローラ管の温度差に応じて移
動させる熱移動手段と、を具備することを特徴とする定着装置。
【請求項８】被定着材を加熱する加熱ローラと、この加熱ローラに前記被定着材を加圧する加圧ローラ
と、を具備し、前記加熱ローラは、磁性体からなる中空ローラ管と、この中空ローラ管の外表面に対向する導線材を有し、こ
の導線材に高周波電流を印加することにより、前記中空
ローラ管の外表面を誘導加熱する誘導加熱手段と、熱媒体を封入して前記中空ローラ管の肉厚部内に挿入さ
れ、前記熱媒体を前記中空ローラ管の温度差に応じて移
動させる熱移動手段と、を具備することを特徴とする定着装置。
【請求項９】被定着材を加熱する加熱ローラと、この加熱ローラに前記被定着材を加圧する加圧ローラ
と、を具備し、前記加熱ローラは、磁性体からなる中実ローラと、この中実ローラの外表面に対向配置される導線材を有
し、この導線材に高周波電流を印加することにより、前
記中実ローラの外表面を誘導加熱する誘導加熱手段と、熱媒体を封入して前記中実ローラ内に挿入され、前記熱
媒体を前記中実ローラの温度差に応じて移動させる熱移
動手段と、を具備することを特徴とする定着装置。
【請求項１０】被定着材を加熱する加熱ローラと、この加熱ローラに前記被定着材を加圧する加圧ローラ
と、を具備し、前記加熱ローラは、磁性体からなる密閉式の中空ローラと、この中空ローラの外表面に対向する導線材を有し、この
導線材に高周波電流を印加することにより、前記中空ロ
ーラの外表面を誘導加熱する誘導加熱手段と、前記中空ローラ内に封入され、前記中空ローラの温度差
に応じて移動する熱媒体と、を具備することを特徴とする定着装置。
【請求項１１】前記加熱ローラの表面層はゴム層により
形成されていることを特徴とする請求項１０記載の定着
装置。
【請求項１２】被定着材を加熱する加熱ローラと、この加熱ローラに前記被定着材を加圧する加圧ローラ
と、を具備し、前記加熱ローラは、磁性体からなる密閉式の中空ローラと、この中空ローラの外周面をその一端部側を除いて被覆す
るゴム層と、前記中空ローラの一端部側を加熱する加熱手段と、前記中空ローラ内に封入され、前記加熱手段により加熱
されることにより、前記中空ローラの軸方向に移動する
熱媒体と、を具備することを特徴とする定着装置。