JP2000214703A

JP2000214703A - 誘導加熱定着装置

Info

Publication number: JP2000214703A
Application number: JP11018990A
Authority: JP
Inventors: Yukinori Iguchi; 幸宣井口; Takahiro Tsujimoto; 隆浩辻本; Akira Takasu; 亮高須
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1999-01-27
Filing date: 1999-01-27
Publication date: 2000-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】取付スペースや重量の増大を抑えつつ、導電
性の中空回転体を効率よく加熱し得る誘導加熱定着装置
を提供する。【解決手段】ベルト型の誘導加熱定着装置１２８は、
定着ベルト１４の中空部１４ａに一部が挿通されて閉磁
路を形成するコア１６を有する。このコア１６のうち前
記中空部１４ａを通る部分は、他の部分に比べて幅広形
状に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式の複写
機、プリンタあるいはファクシミリなどの画像形成装置
に用いられる定着装置に関し、さらに詳しくは、低周波
誘導加熱を利用してシート上の未定着トナーを溶融して
定着させる誘導加熱定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】誘導加熱を利用した定着装置には、誘導
加熱により昇温される加熱回転体として、導電性材料か
ら形成された定着ベルトを用いるベルト型の誘導加熱定
着装置がある。従来のベルト型誘導加熱定着装置は、第
１ローラと、当該第１ローラに平行に設けられた第２ロ
ーラと、第１ローラと第２ローラとに掛け渡された無端
状の定着ベルトと、第１ローラに定着ベルトを介して当
接するように配置された第３ローラと、定着ベルトの中
空部に一部が挿通されて閉磁路を形成するコアと、コア
に鎖交するように巻回され定着ベルトに周方向に沿う誘
導電流を生じさせる磁束を生成するコイルと、を有して
いる。そして、第３ローラと誘導電流により発熱した定
着ベルトとの間のニップ部において、シート上に保持さ
れた未定着トナーに熱と圧力とを加えて溶融し、シート
上に定着させている。

【０００３】ここで、従来のベルト型誘導加熱定着装置
にあっては、閉磁路を形成するコアの断面は幅、高さと
もに一定とされている（例えば、特開平１０−２０７２
６５号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記定着ベルトは一対
のローラ間に掛け渡されて略楕円状を呈する一方、コア
の断面形状は一定に保たれている。このため、コア断面
寸法のうち定着ベルトが走行する方向に沿う横方向寸法
が比較的短い場合には、中空部を通るコア表面から定着
ベルトまでの距離に場所によって大きな差があることか
ら、定着ベルトへの磁束の回り込みにばらつきが生じ
る。磁束の回り込みが足りない部位では力率が下がり、
定着ベルトを十分に加熱できず、定着不良を招いてしま
うという問題がある。

【０００５】ここで、コア全体を前記横方向に伸ばし、
コア表面と定着ベルトとの間の距離を詰めた構成にする
ことが考えられる。しかしながら、かかる構成ではコア
全体が大型化すると共に重量も大幅に増加するため、実
機に搭載するには適したものではない。

【０００６】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、その目的は、取付スペ
ースや重量の増大を抑えつつ、導電性の中空回転体を効
率よく加熱し得る誘導加熱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】上記目的は、下記の手段
により達成される。（１）導電性材料で形成された中空形状の加熱回転体
と、前記加熱回転体に圧接し、トナーを保持したシート
を前記加熱回転体との間で挟持する加圧回転体と、前記
加熱回転体の中空部に一部が挿通されて閉磁路を形成す
るコアと、前記コアの一部に巻装された状態で前記加熱
回転体の前記中空部に配置され前記加熱回転体を誘導加
熱するコイルと、を有する誘導加熱定着装置において、
前記コアのうち前記加熱回転体の前記中空部を通る部分
を、他の部分に比べて幅広形状に形成したことを特徴と
する誘導加熱定着装置である。（２）前記加熱回転体は、ベルト部材から構成されてい
ることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。

【０００９】《実施の形態１》図１は、本発明に係る誘
導加熱定着装置を組み込んだ画像形成装置としての複写
機を示す概略図である。

【００１０】複写機１００は図示するように、原稿を読
み取るイメージスキャナ部１０１と、信号処理を行なう
信号処理部１０２と、イメージスキャナ部１０１で読み
取られた原稿画像に対応した画像を記録媒体としてのシ
ート１０にプリント出力するプリンタ部１０３と、これ
ら各部を配置ないし収納するケーシング１０４とを有す
る。

【００１１】イメージスキャナ部１０１において、プラ
テンガラス１０５上に載置された原稿は、プラテンカバ
ー１０６で押さえられるが、図示しない自動原稿送り装
置を装着するときには、プラテンカバー１０６に代えて
自動原稿送り装置が取り付けられる。プラテンガラス１
０５上の原稿はランプ１０７で照射され、原稿で反射し
た光は、ミラー１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃおよび集
光レンズ１０９を経てラインセンサ（ＣＣＤ）１１０上
に像を結び、イメージ情報に変換されて信号処理部１０
２に送られる。なお、スキャナモータ１１１を駆動する
ことにより、第１スライダ１１２は速度Ｖで、第２スラ
イダ１１３はＶ／２でラインセンサの電気的走査方向
（主走査方向）に対して垂直方向（副走査方向）に機械
的に動き、原稿面を走査する。

【００１２】信号処理部１０２は、ラインセンサ１０９
で読み取った信号を電気的に処理し、プリンタ部１０３
に送る。

【００１３】プリンタ部１０３は、レーザ発生器１１５
と、像担持体としての感光体ドラム１１６と、を備え、
回転する感光体ドラム１１６の周辺には、帯電装置とし
ての帯電ローラ１１７と、現像装置１１８と、転写装置
としての転写ローラ１１９と、シート１０の除電および
分離装置である除電針１２０と、感光体ドラム１１６上
の残留トナーを除去するクリーニング装置１２１と、が
配置されている。レーザ発生器１１５は、信号処理部１
０２から送られてくる画像信号のレベルに応じて半導体
レーザを駆動変調する。レーザ光は、図示しないポリゴ
ンミラー、ｆ−θレンズおよび折り返しミラーを経由
し、帯電ローラ１１７と現像装置１１８との間の位置
で、感光体ドラム１１６に照射される。感光体ドラム１
１６上に形成された静電潜像は、現像装置１１８におい
てトナーで現像される。

【００１４】一方、ケーシング１０４に着脱自在に取り
付けられる給紙カセット１２５には、複数枚のシート１
０が積層した状態で収納されている。給紙カセット１２
５内のシート１０は、給紙ローラ１２６により１枚づつ
捌かれて給紙され、タイミングローラ１２７により所定
のタイミングで、感光体ドラム１１６と転写ローラ１１
９との間の転写位置に向けて送り込まれる。感光体ドラ
ム１１６上に現像された像は、転写ローラ１１９によっ
てシート１０に転写される。転写後のシート１０は、感
光体ドラム１１６から分離され、定着装置１２８に向け
て搬送ベルト１２９により搬送される。シート１０上に
転写された未定着のトナーが定着装置１２８において固
定され、トナーが定着されたシート１０は、排紙トレー
１３０に排紙される。なお、本実施の形態の定着装置１
２８は低周波誘導加熱方式によるものであり、構成につ
いては後述する。

【００１５】転写ローラ１１９によってシート１０への
転写が終了すると、感光体ドラム１１６上は、図示しな
いクリーナ前チャージャーでマイナス極性に帯電され、
クリーニング装置１２１にて残留トナーが除去され、イ
レーサによって残留電荷が除電される。その後、帯電ロ
ーラ１１７によって再度帯電され、レーザ光による潜像
形成を受け、現像器１１８によって現像され、図示しな
い転写前イレーサによって非現像領域の電荷が除電され
る。

【００１６】図２は、図１に示されるベルト型の誘導加
熱定着装置を示す断面図、図３は、同定着装置の要部を
示す斜視図である。

【００１７】誘導加熱定着装置１２８は、シート１０上
に保持されたトナー１１を加熱溶融して当該シート１０
に定着させるものであり、導電性材料で形成された中空
形状の加熱回転体がベルト部材から構成されるベルト型
を図示してある。

【００１８】この定着装置１２８は、第１ローラ１２
と、当該第１ローラ１２に平行に設けられた第２ローラ
１３と、第１ローラ１２と第２ローラ１３とに掛け渡さ
れた無端状の定着ベルト１４と、第１ローラ１２に定着
ベルト１４を介して当接するように配置されトナーを保
持したシート１０を定着ベルト１４に密着させる加圧ロ
ーラ（加圧回転体に相当する）１５と、定着ベルト１４
の中空部１４ａに一部が挿通されて閉磁路を形成するコ
ア１６と、コア１６の一部に巻装された状態で定着ベル
ト１４の中空部１４ａに配置され当該定着ベルト１４を
誘導加熱するコイル１７と、を有している。

【００１９】第１ローラ１２は、その片端に図示しない
駆動ギアが固定され、この駆動ギアに接続された図示し
ないモータなどの駆動源により、矢印ａ方向に回転駆動
可能に設けられている。第１ローラ１２の駆動に伴い、
定着ベルト１４が矢印ｂ方向に走行し、第２ローラ１３
および加圧ローラ１５が従動回転する。この加圧ローラ
１５は、軸芯１８と、この軸芯１８の周囲に形成された
シリコンゴム層１９とから構成されている。シリコンゴ
ム層は、表面からシート１０が離れ易い離型性を有する
と共に耐熱性をも有するゴム層である。また、加圧ロー
ラ１５は、図示しないばね材により、第１ローラ１２に
向かう方向に常時付勢されている。

【００２０】定着ベルト１４は、薄肉の好ましくはシー
ムレスベルトであり、炭素鋼、ステンレス鋼などの導電
性材料からなるベルト基材を有している。このベルト基
材の表面には、シリコンゴムを被覆し、トナーに対して
良好な離型性と耐熱性を有する耐熱離型層が形成されて
いる。

【００２１】コア１６は、通常のトランスなどに用いら
れているいわゆる鉄心であり、例えば、珪素鋼板積層鉄
心のように高透磁率のものが好ましい。コイル１７は、
巻線をコア１６に鎖交するように巻回して形成され、定
着べルト１４に周方向に沿う誘導電流を生じさせる磁束
を生成する。コイル１７の巻線には、表面に融着層と絶
縁層をもつ通常の単一導線が用いられる。なお、コイル
１７の中には断熱層２０が設けられており、定着ベルト
１４やコイル１７で生じた熱がコア１６に伝達されない
ようにしてある。

【００２２】特に、本実施形態１にあっては、図２およ
び図３に示すように、コア１６のうち定着ベルト１４の
中空部１４ａを通る部分を、他の部分に比べて幅広形状
に形成してある。すなわち、コア１６のうち中空部１４
ａを通る部分の断面形状は、定着ベルト１４が走行する
方向に沿って伸びるように形成され、一方、定着ベルト
１４の外側を横切って通る部分は、中空部１４ａを通る
部分に比べると小さくないし細く形成してある。中空部
１４ａを通る部分を幅広形状に形成し、コア表面が定着
ベルト１４の内面に可及的に近づくように配置してあ
る。

【００２３】定着動作においては、まず、図示しない電
源から５０〜６０Ｈｚ程度の交流がコイル１７に印加さ
れて、低周波誘導加熱により定着ベルト１４の温度が定
着に適した温度（例えば、１５０〜２００℃）になるま
で加熱される。未定着のトナー１１を保持したシート１
０は、図２中矢印ｃで示すように左方向から搬送され、
定着ベルト１４と加圧ローラ１５との接触部であるニッ
プ部２１に向けて送り込まれる。シート１０は、加熱さ
れた定着ベルト１４の熱と、加圧ローラ１５から作用す
る圧力が加えられながら、ニップ部２１で挟持されつつ
搬送される。この過程において、未定着トナー１１がシ
ート１０上に定着される。トナー１１は、シート１０の
両面のうち、定着ベルト１４と接触する側に保持されて
いる。ニップ部２１を通過したシート１０は、シート自
体のコシの強さで定着ベルト１４から自然に分離し、図
２中右方向に搬送される。そして、シート１０は、図示
しない排紙ローラによって搬送され、排紙トレー１３０
上に排出される。

【００２４】ここで、本実施形態の定着装置１２８にあ
っては、前述したように、コア１６の断面形状を図２の
ように中空部１４ａを通る部分を他の部分に比べて幅広
形状に形成したので、コア１６の断面形状が一定に保た
れる従来のベルト型誘導加熱定着装置に比べて、中空部
１４ａを通るコア表面から定着ベルト１４までの距離が
狭められる。また、それぞれの場所における前記距離の
差ないしばらつきも可及的に小さくなる。したがって、
定着ベルト１４に磁束が効果的に回り込むので力率が上
がり、定着ベルト１４が十分に発熱し、定着不良を招く
虞がない。

【００２５】しかも、コア１６における定着ベルト１４
の外側を通る部分は中空部１４ａを通る部分に比べると
小さくないし細く形成してあるので、コア１６の取付ス
ペースや重量の増大を可及的に抑えることができる。ま
た、定着装置１２８自体の外形寸法を最小限にとどめる
ことができ、もって、当該定着装置が組み込まれる画像
形成装置の大型化を招く虞もない。

【００２６】《実施の形態２》図４は、実施の形態２に
係るローラ型の誘導加熱定着装置を示す断面図である。
この実施形態２では、加熱回転体として定着ローラ３０
を用いた点で、定着ベルト１４を用いた実施形態１と相
違している。

【００２７】ローラ型の誘導加熱定着装置１２８ａは、
矢印ｄ方向に回転駆動可能に設けられた定着ローラ３０
と、この定着ローラ３０に圧接して設けられ定着ローラ
３０の回転に伴って従動回転する加圧ローラ１５と、を
有する。

【００２８】定着ローラ３０は、例えば、炭素鋼管、ス
テンレス合金管あるいはアルミニウム管などの導電性材
料から形成された円筒形中空パイプ３１を備え、加圧ロ
ーラ１５からの圧接力に対して十分な機械的強度を確保
できる範囲内でかつ一定の熱容量を確保できる肉厚で形
成されている。また、パイプ３１の外周表面には、シー
ト１０を分離し易くするために、フッ素樹脂をコーティ
ングして、トナーに対して良好な離型性と耐熱性とを有
する離型層３２が形成されている。定着ローラ３０は、
その片端に図示しない駆動ギアが固定され、この駆動ギ
アに接続されたモータなどの図示しない駆動源によって
回転駆動される。加圧ローラ１５は、実施形態１で示し
たものと同様に形成されている。

【００２９】このローラ型の誘導加熱定着装置１２８ａ
にあっても、コア１６のうち定着ローラ３０の中空部３
０ａを通る部分を、他の部分に比べて幅広形状に形成し
てある。このため、実施形態１と同様に、中空部３０ａ
を通るコア表面から定着ローラ３０までの距離が狭めら
れる結果、定着ローラ３０に磁束が効果的に回り込んで
当該定着ローラ３０が十分に発熱し、定着不良を招く虞
がない。しかも、コア１６における定着ローラ３０の外
側を通る部分は中空部３０ａを通る部分に比べると小さ
く形成してあるので、コア１６の取付スペースや重量の
増大を抑え、定着装置１２８ａ自体の外形寸法を最小限
にとどめることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、請求項ご
とに以下のような効果を奏する。

【００３１】請求項１に記載の本発明による誘導加熱定
着装置によれば、コアのうち回転体中空部を通る部分を
他の部分に比べて幅広形状に形成したため、取付スペー
スや重量の増大を抑えつつ、導電性の中空回転体を効率
よく加熱し得る誘導加熱定着装置を提供できる。

【００３２】請求項２に記載の本発明によれば、ベルト
型の誘導加熱定着装置を大型化することなく、導電性の
ベルトを効率よく加熱することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る誘導加熱定着装置を組み込んだ
画像形成装置としての複写機を示す概略図である。

【図２】実施の形態１に係るベルト型の誘導加熱定着
装置を示す断面図である。

【図３】同ベルト型誘導加熱定着装置の要部を示す斜
視図である。

【図４】実施の形態２に係るローラ型の誘導加熱定着
装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１０…シート１１…トナー１４…定着ベルト（加熱回転体、ベルト部材）１４ａ…定着ベルトの中空部１５…加圧ローラ（加圧回転体）１６…コア１７…コイル３０…定着ローラ（加熱回転体）３０ａ…定着ローラの中空部１２８…ベルト型の誘導加熱定着装置１２８ａ…ローラ型の誘導加熱定着装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高須亮大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内Ｆターム(参考） 2H033 AA21 AA32 BA25 BA27 BB01 BB28 BE06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性材料で形成された中空形状の加熱
回転体と、前記加熱回転体に圧接し、トナーを保持したシートを前
記加熱回転体との間で挟持する加圧回転体と、前記加熱回転体の中空部に一部が挿通されて閉磁路を形
成するコアと、前記コアの一部に巻装された状態で前記加熱回転体の前
記中空部に配置され前記加熱回転体を誘導加熱するコイ
ルと、を有する誘導加熱定着装置において、前記コアのうち前記加熱回転体の前記中空部を通る部分
を、他の部分に比べて幅広形状に形成したことを特徴と
する誘導加熱定着装置。
【請求項２】前記加熱回転体は、ベルト部材から構成
されていることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱
定着装置。