JP2005164691A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ローラ２の昇温時間を短縮して定着装置のウォームアップ時間を短縮すること。
【解決手段】定着ローラ２と、定着ローラ２に圧接された圧ローラ４とを備えた定着装置。定着装置は、２個のベルト支持ローラ６及び８と、ベルト支持ローラ６及び８の各々間に巻き掛けられた無端ベルト１０とを備えている。無端ベルト１０の外周面の一部領域は定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接され、ベルト支持ローラ６はヒートローラから構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、静電複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に装着されて、用紙上の未定着トナーを用紙に溶融定着させる定着装置に関する。

定着ローラを内部からではなく、外部から加熱するよう構成された定着装置はすでに知られている。この種の定着装置の一つの典型例は、定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラと、定着ローラに圧接されかつ加熱手段を内蔵した複数の熱ローラとを備えている（特許文献１参照）。定着ローラは、鉄製の中空管からなる心金と、心金の周囲を被覆するシリコンゴムから構成されている。また熱ローラの各々は、表面をフッ素樹脂でコーティングしたアルミニウム製の中空管から構成されている。

上記定着装置は、定着ローラの表面を直接加熱するので、定着ローラの昇温時間を短縮でき、したがってウォームアップ時間を短縮できる。しかしながら、複数の熱ローラによる定着ローラへの熱の供給は、熱ローラの各々と定着ローラとの間のわずかなニップ幅に限定されるので、熱の供給量が制限される。その結果、定着ローラの昇温時間を更に短縮したい場合には、該ニップ幅を広げる必要があるが、該ニップ幅を広げた場合には、定着ローラに対する局部的な負荷が増加するので、定着ローラの駆動トルクが増加し、駆動系を強化する必要が生ずる。また、定着ローラのシリコンゴムの損傷を早めて耐久性を損なうおそれがある。
特開平１１−８４９３４号公報

本発明の主目的は、定着ローラに対する局部的な負荷を増加することなく、しかも定着ローラの耐久性を損なうことなく、定着ローラの昇温時間を短縮してウォームアップ時間を短縮することを可能にする、新規な定着装置を提供することである。

本発明の一局面によれば、定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラとを備えた定着装置において、相互に間隔を置いて配置された複数のベルト支持ローラと、ベルト支持ローラの各々間に巻き掛けられた無端ベルトとを備え、無端ベルトの外周面の一部領域は定着ローラの外周面の一部領域に圧接され、少なくとも1個のベルト支持ローラは、加熱手段が内蔵されたヒートローラから構成される、
ことを特徴とする定着装置、が提供される。
本発明の他の局面によれば、定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラとを備えた定着装置において、相互に間隔を置いて配置された複数のベルト支持ローラと、ベルト支持ローラの各々間に巻き掛けられた無端ベルトとを備え、無端ベルトの外周面の一部領域は定着ローラの外周面の一部領域に圧接され、少なくとも1個のベルト支持ローラの外周面であって無端ベルトが巻き掛けられた周方向領域における外周面の外側には、電磁誘導加熱用の励磁コイルが該外周面の少なくとも一部領域を外側から隙間をおいて覆うよう配設されている、
ことを特徴とする定着装置、が提供される。
該１個のベルト支持ローラ及び無端ベルトのうちの片方又は両方は、金属から形成されている、ことが好ましい。
ベルト支持ローラのうち１個のベルト支持ローラは、定着ローラに対し無端ベルトを介して圧接される、ことが好ましい。
該１個のベルト支持ローラは、無端ベルトの外周面の一部領域が定着ローラの外周面の一部領域に圧接されることにより形成される、定着ローラに対する無端ベルトのニップ領域において、定着ローラの回転方向における最上流位置に配置されている、ことが好ましい。
該１個のベルト支持ローラは、無端ベルトの外周面の一部領域が定着ローラの外周面の一部領域に圧接されることにより形成される、定着ローラに対する無端ベルトのニップ領域において、定着ローラの回転方向における最下流位置に配置されている、ことが好ましい。
該１個のベルト支持ローラは、無端ベルトを介して定着ローラに従動回転させられる、ことが好ましい。
ベルト支持ローラのうち２個のベルト支持ローラは、定着ローラに対し無端ベルトを介して圧接される、ことが好ましい。
該２個のベルト支持ローラは、無端ベルトを介して定着ローラに従動回転させられる、ことが好ましい。
ベルト支持ローラのうち２個のベルト支持ローラは、それぞれ、定着ローラの回転方向上流側及び下流側において定着ローラの外周面の外側に間隔をおいて配置され、定着ローラの外周面の一部領域に圧接される無端ベルトの外周面の該一部領域は、該２個のベルト支持ローラ間に配置される、ことが好ましい。
該２個のベルト支持ローラを含むベルト支持ローラの各々は無端ベルトを介して定着ローラに従動させられる、ことが好ましい。
定着ローラ、又は定着ローラ及び圧ローラの両方には加熱手段が内蔵されている、ことが好ましい。
無端ベルトの外周面には複数の凸部が形成されている、ことが好ましい。
無端ベルト及びベルト支持ローラにより囲まれた空間内には、ヒートローラの温度制御を行うための制御機器が配設されている、ことが好ましい。

以下、本発明に従って構成された定着装置の好適な実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、図１〜図１５において、相互に実質的に同一部分は同一符号で示されている。

図１を参照して、本発明に従って構成された定着装置の一実施形態は、定着ローラ２と、定着ローラ２に対し下方から圧接された圧ローラ４と、相互に間隔を置いて配置された複数の、実施形態においては２個のベルト支持ローラ６及び８と、ベルト支持ローラ６及び８の各々間に巻き掛けられた無端ベルト１０とを備えている。無端ベルト１０の外周面の一部領域は定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接されている。少なくとも1個のベルト支持ローラ、実施形態においては1個のベルト支持ローラ６は、加熱手段６Ｈが内蔵されたヒートローラから構成されている。無端ベルト１０及びベルト支持ローラ６及び８により囲まれた空間内には、ヒートローラであるベルト支持ローラ６の温度制御を行うための制御機器である温度センサ、具体的にはサーミスタＳがベルト支持ローラ６の外周面に接触するよう配設されている。ヒートローラであるベルト支持ローラ６の温度制御を行うための制御機器の他の実施形態としては、ヒートローラの電気回路をＯＮ−ＯＦＦするスイッチを構成するサーモスタットを挙げることができる。無端ベルト１０及びベルト支持ローラ６及び８により囲まれた空間内に、ヒートローラであるベルト支持ローラ６の温度制御を行うための制御機器を配設する構成は、定着装置のコンパクト化に寄与するものである。用紙Ｐは、図１において右から左へほぼ水平に搬送される。

定着装置は、図１において紙面の表裏方向に間隔をおいては配設された一対の側壁を含む図示しないハウジングを備えており、定着ローラ２、圧ローラ４及びベルト支持ローラ６及び８は、側壁の各々間に回転自在にかつ相互に平行に支持されている。サーミスタＳは、側壁の各々間を延在するよう配設された図示しない支持フレームに取り付けられている。ベルト支持ローラ６及び８のうち１個のベルト支持ローラ、実施形態においては、ヒートローラであるベルト支持ローラ６は、定着ローラ２に対し無端ベルト１０を介して圧接されている。このベルト支持ローラ６は、無端ベルト１０の外周面の一部領域が定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接されることにより形成される、定着ローラ２に対する無端ベルト１０のニップ領域１０Ｎにおいて、定着ローラ２の回転方向（図１において時計方向）における最上流位置（図１において左端）に配置されている。

定着ローラ２を軸方向に見て（図１において紙面を表から裏に見て）、定着ローラ２の軸心を通る仮想水平線をｘ軸、定着ローラ２の軸心を通ってｘ軸に直交する仮想鉛直線をｙ軸としたとき、ベルト支持ローラ６は、定着ローラ２の外周面に対し、第２象限における周方向の中間位置（実施形態においては、該周方向の中央よりも、定着ローラ２の外周面の頂部に比較的近い位置）において圧接されるよう配置されている。他方、ベルト支持ローラ８は、ベルト支持ローラ６に対し定着ローラ２の回転方向下流側であり、かつ用紙Ｐの搬送方向上流側において（第１象限において）、定着ローラ２の外周面の外側に間隔をおいて配置されている。加熱手段６Ｈは、ヒートローラであるベルト支持ローラ６の中心領域において、該側壁の各々間に静止状態で支持されている。

定着ローラ２は、駆動源である電動モータＭに、ギヤなどからなる図示しない動力伝達機構を介して駆動結合されている。ヒートローラであるベルト支持ローラ６は、無端ベルト１０を介して定着ローラ２に従動回転させられるよう配設されている。

定着ローラ２及び圧ローラ４は、鉄製の心金と、心金を覆うシリコンスポンジと、シリコンスポンジを被覆するＰＦＡチューブとから構成されている。ベルト支持ローラ６及び８の各々は、アルミニウム製の中空管から構成されている。ベルト支持ローラ８は、ヒートローラであるベルト支持ローラ６よりも小径に形成されている。これは、ベルト支持ローラ８による熱損失を少なくするためなどの理由による。定着ベルト１０は、ポリイミド樹脂、ＮｉあるいはＳＵＳから形成することができるが、実施形態においてはポリイミド樹脂から形成されている。加熱手段６Ｈはハロゲンヒータから構成されているが、他の加熱手段、例えば、電磁誘導加熱用の励磁コイル（ＩＨコイル）から構成してもよい（図２〜図５及び図１５に示す他の実施形態においても同じことがいえる）。

定着ローラ２が電動モータＭにより図１において時計方向に回転駆動されると、圧ローラ４は反時計方向に従動させられる。同時にヒートローラであるベルト支持ローラ６は、無端ベルト１０を介して定着ローラ２によって図１において反時計方向に従動回転させられる。その結果、無端ベルト１０は同じ反時計方向に従動回転させられ、ベルト支持ローラ８も無端ベルト１０を介して同じ反時計方向に従動回転させられる。加熱手段６Ｈを構成するハロゲンヒータが通電され、発熱が開始されると、加熱手段６Ｈによる熱は、ヒートローラであるベルト支持ローラ６及び無端ベルト１０の両方から定着ローラ２に伝達され、定着ローラ２の昇温が開始される。定着ローラ２に伝達された熱は圧ローラ４にも伝達される。定着ローラ２の表面温度が常温から所定の温度に達した後、片面（上面）にトナーが転写された用紙Ｐが図１において右から左に向かってほぼ水平に搬送され、定着ローラ２及び圧ローラ４のニップ部を通過すると、用紙Ｐの片面に転写された未定着トナーは、定着ローラ２によって用紙Ｐの片面に溶融定着される。

本発明による上記定着装置によれば、無端ベルト１０の外周面の一部領域は定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接されるよう構成されている。すなわち、定着ローラ２の外周面の一部領域に沿って、柔軟性のある無端ベルト１０が圧接されてニップ領域１０Ｎを形成するので、定着ローラ２を加熱するためのニップ幅を従来よりも大幅に増加することができる。その結果、定着ローラ２に対する局部的な負荷を増加することなく、しかも定着ローラ２の耐久性を損なうことなく、定着ローラ２の昇温時間を短縮して定着装置のウォームアップ時間を短縮することができる。このような作用効果は、後述する他の実施形態においても、実質的に同様に得られるものである。

上記定着装置において、ヒートローラであるベルト支持ローラ６は、定着ローラ２に対し無端ベルト１０を介して圧接されているので、加熱手段６Ｈを構成するハロゲンヒータによる熱は、ヒートローラであるベルト支持ローラ６及び無端ベルト１０の両方から定着ローラ２に伝達されるので、定着ローラ２への伝熱効率が向上して定着ローラ２の昇温時間が短縮されるので、定着装置のウォームアップ時間が短縮される。

上記定着装置において、ヒートローラであるベルト支持ローラ６は、無端ベルト１０の外周面の一部領域が定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接されることにより形成される、定着ローラ２に対する無端ベルト１０のニップ領域１０Ｎにおいて、定着ローラ２の回転方向（図１において時計方向）における最上流位置（図１において左端）に配置されているので、ヒートローラであるベルト支持ローラ６を介して無端ベルト１０に伝達された熱の損失を低減することができ、定着ローラ２の昇温時間の短縮に寄与するものである。

上記定着装置において、ヒートローラであるベルト支持ローラ６は、無端ベルト１０を介して定着ローラ２に従動回転させられるよう配設されているので、ベルト支持ローラ６及び８を回転駆動させるための駆動手段を特別に配設する必要が無いので、定着装置のコストダウン、コンパクト化及び軽量化を図ることができる。

次に、図２を参照して、本発明による定着装置の他の実施形態について説明する。図２に示す定着装置が図１に示す定着装置と相違するところは、ヒートローラであるベルト支持ローラ６に対し、定着ローラ２を挟んで定着ローラ２の回転方向下流側に配置されたベルト支持ローラ８が、加熱手段８Ｈを内蔵したヒートローラから構成されていること、及び定着ローラ２が加熱手段２Ｈを内蔵していること、及び圧ローラ４が加熱手段４Ｈを内蔵していること、であって、その他の構成は実質的に同じであるので、重複説明は省略する。加熱手段８Ｈ、２Ｈ及び４Ｈは、それぞれハロゲンヒータなどから構成されるとともに、それぞれ、ベルト支持ローラ８、定着ローラ２及び圧ローラ４の中心領域において、定着装置のハウジングにおける上記側壁の各々間に静止状態で支持されている。この実施形態において、定着ローラ２及び圧ローラ４は、アルミニウム、鉄などの金属製中空管からなる心金と、心金を覆うシリコンゴムなどの弾性体とを備え、弾性体の表面は、ＰＦＡ、ＰＴＦＥなどからコーティングされるか、ＰＦＡチューブなどで被覆される。この定着装置によれば、更に短時間で定着ローラ２を常温から所定の温度まで上昇させることが可能になり、したがって更に短時間で定着装置のウォームアップを行うことが可能になる。

無端ベルト１０を構成する材料としては、耐熱性を有するＮｉ、ＳＵＳ、ポリイミド樹脂などが考えられるが、定着動作時に加熱された後、定着ローラ２の回転が停止されて無端ベルト１０が定着時の温度よりも冷却されると、巻き掛けられたベルト支持ローラ６及び８の半径を有する円弧状に変形する（型つきが発生する）おそれがある。特に半径の小さなベルト支持ローラ８に巻き掛けられた無端ベルト１０の円弧領域に変形が生ずると、定着ローラ２が次に駆動されて無端ベルト１０が回転しようとしても、無端ベルト１０に生成された変形が抵抗となって、無端ベルト１０が回転できなくなるおそれがある。図２に示す実施形態においては、半径の小さなベルト支持ローラ８にも加熱手段８Ｈが内蔵されているので、次の定着動作が行われる前にあらかじめベルト支持ローラ８を所定の温度に加熱しておくことが可能になり、型つきによる無端ベルト１０の回転不可といった不具合を防止することが可能になる。なお、図２に示す定着装置において、定着ローラ２及び圧ローラ４における加熱手段２Ｈ及び４Ｈをそれぞれ省略する更に他の実施形態もある。

図３には、本発明による定着装置の更に他の実施形態が示されている。図３に示す定着装置において、ベルト支持ローラ６に対し，定着ローラ２の回転方向下流側に配置されたベルト支持ローラ８は、加熱手段８Ｈが内蔵されたヒートローラから構成されるとともに、定着ローラ２に対し上記第１象限において無端ベルト１０を介して圧接されている。このベルト支持ローラ８は、無端ベルト１０の外周面の一部領域が定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接されることにより形成される、定着ローラ２に対する無端ベルト１０のニップ領域１０Ｎにおいて、定着ローラ２の回転方向における最下流位置に配置されており、無端ベルト１０を介して定着ローラ２に従動回転させられる。他方、ベルト支持ローラ６は、加熱手段６Ｈが内蔵されたヒートローラから構成されるとともに、ベルト支持ローラ８に対し定着ローラ２の回転方向上流側であり、かつ用紙Ｐの搬送方向下流側において、定着ローラ２の外周面の外側に間隔をおいて配置されている（上記第２象限に配置されている）。その他の構成は、図１に示す定着装置と実質的に同じであるので説明は省略する。

図３に示す定着装置において、定着ローラ２が電動モータＭにより回転駆動されると、定着ローラ２に対し無端ベルト１０を介して圧接されているベルト支持ローラ８は、従動回転させられる。無端ベルト１０は、ベルト支持ローラ８に対し、定着ローラ２の回転方向下流側にかつ下方に向かって引っ張られて、定着ローラ２に対する無端ベルト１０のニップ領域１０Ｎにおいて、定着ローラ２の外周面に対し圧接するよう付勢されるので、無端ベルト１０の定着ローラ２に対する十分な密着性が確保され、熱の伝達が効果的に行われ、定着ローラ２の昇温時間の短縮に寄与する。

図４には、本発明による定着装置の更に他の実施形態が示されている。図４に示す定着装置においては、２個のベルト支持ローラ６及び８が定着ローラ２の外周面に対し無端ベルト１０を介して圧接され、無端ベルト１０を介して定着ローラ２に従動回転させられるよう構成されている。ベルト支持ローラ６は上記第２象限に配置され、またベルト支持ローラ８は上記第１象限に配置されている。ベルト支持ローラ６及び８は、それぞれ、ハロゲンヒータなどから構成される加熱手段６Ｈ及び８Ｈが内蔵されたヒートローラからなる。その他の構成は、図１に示す定着装置と実質的に同じであるので説明は省略する。この定着装置によれば、ベルト支持ローラ６及び８と、無端ベルト１０の両方により定着ローラ２に対する熱の伝達が効果的に行われるので、定着ローラ２の昇温時間の短縮に大きく寄与する。

図５には、本発明による定着装置の更に他の実施形態が示されている。図５に示す定着装置は、相互に間隔をおいては配置された３個のベルト支持ローラ６、８及び１２を備えている。ベルト支持ローラ６、８及び１２のうち２個のベルト支持ローラ６及び８は、それぞれ、定着ローラ２の回転方向上流側及び下流側において定着ローラ２の外周面の外側に間隔をおいて配置されている。ベルト支持ローラ１２は、ベルト支持ローラ６及び８の中間において、定着ローラ２の上方に間隔をおいて配置されている。ベルト支持ローラ６は上記第２象限に配置され、またベルト支持ローラ８は上記第１象限に配置されている。ベルト支持ローラ８は、ほぼ、上記第１象限と第２象限との境界領域に配置されている。定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接される無端ベルト１０の外周面の一部領域（ニップ領域１０Ｎ）は、２個のベルト支持ローラ６及び８間に配置される。ベルト支持ローラ６、８及び１２は、それぞれ、ハロゲンヒータなどから構成される加熱手段６Ｈ、８Ｈ及び１２Ｈが内蔵されたヒートローラからなる。ベルト支持ローラ６、８及び１２は無端ベルト１０を介して定着ローラ２に従動させられる。その他の構成は、図１に示す定着装置と実質的に同じであるので説明は省略する。この定着装置によれば、定着ローラ２に圧接されるのは無端ベルト１０のみであるので、定着ローラ２に対する局部的な負荷は最も軽減され、定着ローラ２の耐久性はより十分に確保される。

上記定着装置の各々において、ヒートローラから無端ベルト１０に伝達された熱を、可能な限り効率的に定着ローラ２に伝えることが望ましい。この目的を達成するためには、定着ローラ２の表面に圧接される、無端ベルト１０の外周面（表面）の表面積を増加させるよう構成することが好ましい。無端ベルト１０の外周面の表面積を増加させるためには、実質的に平坦な無端ベルト１０の外周面に複数の凸部を形成すればよい。図６〜図１４には、このように構成された無端ベルト１０の実施形態が概略的に示されている。

図６及び図７を参照して、無端ベルト１０の外周面には複数の凸部１０ａが相互に間隔をおいて形成されている。凸部１０ａの各々は外表面が曲面からなる。実施形態において、凸部１０ａの各々の外表面ほぼ半球面をなしている。図６に示す実施形態において、凸部１０ａは、無端ベルト１０の外周面に不規則に配列されているが、無端ベルト１０の周方向及び／又は幅方向に規則的に配列させてもよい。

図８、図９及び図１０を参照して、無端ベルト１０の外周面には複数の凸部１０ｂが相互に間隔をおいて形成されている。凸部１０ｂの各々は、矩形断面を有するとともに、無端ベルト１０の周方向及び幅方向に、それぞれ一定の間隔をおいて直線状に配列されている。図８〜図１０に示す実施形態において、凸部１０ｂは、無端ベルト１０の外周面に規則的に配列されているが、無端ベルト１０の周方向及び／又は幅方向に不規則に配列させてもよい。

図８〜図１０に示す実施形態において、凸部１０ｂは矩形断面を有するよう構成されているが、図１１に示すように、凸部１０ｂの各々の頂部周縁に面取りを施して、頂部周縁におけるシャープエッジを除去した凸部１０ｃとしてもよい。凸部１０ｃにおける面取りの形状は、図示のように平坦面であっても、図示しない曲面であってもよい。

図１２に示す実施形態において、凸部１０ｂの各々は、それぞれ、無端ベルト１０を平面から見て、無端ベルト１０の周方向に対し幅方向に傾斜した仮想ライン及び無端ベルト１０の幅方向に対し周方向に傾斜した仮想ラインであって相互に交差する仮想ラインに沿ってそれぞれ一定の間隔をおいて配列されている。凸部１０ｂの各々は、無端ベルト１０を展開した平面において、無端ベルト１０の周方向に対し斜めにクロスしたメッシュ状に配列されている。

図１３に示す実施形態において、凸部１０ｂの各々は、無端ベルト１０の幅方向に間隔をおいて、周方向にジグザグに連続するよう形成されている。

図１４に示す実施形態において、凸部１０ｂの各々は、無端ベルト１０の周方向に間隔をおいて、幅方向にジグザグに連続するよう形成されている。

上記したように、無端ベルト１０の外周面に複数の凸部１０ａ、１０ｂ、１０ｃなどを形成することにより、表面積を増加させた無端ベルト１０の外周面を弾性を有する定着ローラ２の表面に圧接させることにより、無端ベルト１０の定着ローラ２に対する接触面積、したがって実質的に無端ベルト１０の定着ローラ２に対するニップ幅を増加させ、無端ベルト１０に蓄えられた熱を定着ローラ２に効率良く伝達することが可能になる。その結果、定着ローラ２の昇温時間をより短縮して、定着装置ウォームアップ時間をより短縮することを可能にするのである。なお、無端ベルト１０の外周面に形成される複数の凸部の断面形状及び配列は、上記実施形態に限定されるものではなく、他のさまざまな組み合わせが考えられることはいうまでもない。

図１及び図２に示す上記実施形態において、ベルト支持ローラ６は、無端ベルト１０を介して定着ローラ２に従動回転させられるよう構成されているが、これに代えて、ベルト支持ローラ６を、定着ローラ２を駆動するギヤなどの動力伝達機構に駆動連結させることにより、定着ローラ２に連動させることも可能である。また、ベルト支持ローラ６を、定着ローラ２とは独立して、回転駆動させることも可能である。図３〜図５及び図１５に示す上記実施形態においても、上記と実質的に同じことがいえる。

図１５には、本発明に従って構成された定着装置の更に他の実施形態が示されている。図１５に示す定着装置は、相互に間隔をおいて配置された２個のベルト支持ローラ６及び８を備えている。ベルト支持ローラ６及び８は、それぞれ、定着ローラ２の回転方向上流側及び下流側において定着ローラ２の外周面の外側に間隔をおいて配置されている。ベルト支持ローラ６は上記第２象限に配置され、またベルト支持ローラ８は上記第１象限に配置されている。定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接される無端ベルト１０の外周面の一部領域（ニップ領域１０Ｎ）は、２個のベルト支持ローラ６及び８間に配置される。実施形態において、ベルト支持ローラ６及び８には加熱手段は内蔵されていない。ベルト支持ローラ６及び８は無端ベルト１０を介して定着ローラ２に従動させられる。

２個のベルト支持ローラ６及び８のうちの少なくとも1個のベルト支持ローラ、実施形態においては、上記上流側に配置されたベルト支持ローラ６の外周面であって無端ベルト１０が巻き掛けられた周方向領域における外周面の外側には、電磁誘導加熱用の励磁コイル２０、すなわちＩＨコイル２０が該外周面の少なくとも一部領域を外側から隙間をおいて覆うよう配設されている。実施形態において、ベルト支持ローラ６は、アルミニウムなどの金属製の中空管から形成され、また無端ベルト１０はＮｉ、ＳＵＳなどの金属から形成されている。ＩＨコイル２０は、ベルト支持ローラ６の軸方向に螺旋状に巻かれたコイルからなる。ＩＨコイル２０に、図示しない高周波電源などから高周波電流が流されると、発生する高周波磁界によってベルト支持ローラ６に誘導渦電流が発生し、ジュール熱によりベルト支持ローラ６及び無端ベルト１０が加熱させられる。ＩＨコイル２０により加熱されたベルト支持ローラ６及び無端ベルト１０の熱は、無端ベルト１０を介して定着ローラ２に伝達される。その他の構成は、図１に示す定着装置と実質的に同じであるので説明は省略する。

この定着装置によれば、定着ローラ２に対する局部的な負荷を増加することなく、しかも定着ローラ２の耐久性を損なうことなく、電磁誘導加熱方式によって、ベルト支持ローラ６及び無端ベルト１０を介して定着ローラ２を効率的に加熱することができるので、定着ローラ２の昇温時間を短縮して定着装置のウォームアップ時間を短縮することを可能にする。この実施形態において、ＩＨコイル２０をベルト支持ローラ８側にも設けて、ベルト支持ローラ６とともにベルト支持ローラ８をも電磁誘導加熱する実施形態も可能である。

このような電磁誘導加熱方式を、図１〜図５に示す定着装置の実施形態に適用することも、もちろん可能である。その場合、ベルト支持ローラ６、８及び１２内に、それぞれ、加熱手段６Ｈ、８Ｈ及び１２Ｈが内蔵されない他の実施形態、定着ローラ２及び圧ローラ４内に、それぞれ、加熱手段２Ｈ及び４Ｈが内蔵されない実施形態、加熱手段２Ｈ、４Ｈ、６Ｈ、８Ｈ及び１２Ｈが全て使用されない他の実施形態、ベルト支持ローラ６、８、１２内のいずれかに加熱手段を内蔵する他の実施形態、など、種々の応用例が考えられる。いずれにしても、ＩＨコイル２０と、ハロゲンヒータなどの他の加熱手段と、ベルト支持ローラ６、８及び１２とを、効果的に組み合わせることにより、定着ローラ２の昇温時間の一層の短縮、定着装置のウォームアップ時間一層の短縮が可能になる。

図１５に示す上記実施形態において、ベルト支持ローラ６は、金属製の中空管から形成され、また無端ベルト１０は金属から形成されているが、上記したような電磁誘導加熱方式を、図１〜図５に示す定着装置の実施形態に適用するにあたり、ベルト支持ローラ６を金属製とし、無端ベルト１０をポリアミド樹脂などの合成樹脂製とする他の実施形態、ベルト支持ローラ６を合成樹脂製とし、無端ベルト１０を金属製とする更に他の実施形態も可能である。また、無端ベルト１０又はベルト支持ローラ６を合成樹脂製とした場合、ＩＨコイル２０に対向する外周面に導電性の金属層を配設する、更に他の実施形態もある。

本発明に従って構成された定着装置の一実施形態を示す構成概略図。 本発明に従って構成された定着装置の他の実施形態を示す構成概略図。 本発明に従って構成された定着装置の更に他の実施形態を示す構成概略図。 本発明に従って構成された定着装置の更に他の実施形態を示す構成概略図。 本発明に従って構成された定着装置の更に他の実施形態を示す構成概略図。 本発明に従って構成された定着装置に備えられる無端ベルトの一実施形態の構成を概略的に示す斜視図。 図６のＡ−Ａ矢視断面図。 本発明に従って構成された定着装置に備えられる無端ベルトの他の実施形態の構成を概略的に示す斜視図。 図８のＢ−Ｂ矢視断面図。 図８のＣ−Ｃ矢視断面展開図。 図８に示す無端ベルトに形成された凸部の他の実施形態を示す断面図。 本発明に従って構成された定着装置に備えられる無端ベルトの更に他の実施形態の構成を概略的に示す斜視図。 本発明に従って構成された定着装置に備えられる無端ベルトの更に他の実施形態の構成を概略的に示す斜視図。 本発明に従って構成された定着装置に備えられる無端ベルトの更に他の実施形態の構成を概略的に示す斜視図。 発明に従って構成された定着装置の更に他の実施形態を示す構成概略図。

符号の説明

２：定着ローラ
４：圧ローラ
６、８、１２：ベルト支持ローラ
１０：無端ベルト
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ：凸部
２０：ＩＨコイル
２Ｈ、４Ｈ、６Ｈ、８Ｈ、１２Ｈ：加熱手段
Ｍ：電動モータ
Ｐ：用紙

Claims (14)

1. 定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラとを備えた定着装置において、相互に間隔を置いて配置された複数のベルト支持ローラと、ベルト支持ローラの各々間に巻き掛けられた無端ベルトとを備え、無端ベルトの外周面の一部領域は定着ローラの外周面の一部領域に圧接され、少なくとも1個のベルト支持ローラは、加熱手段が内蔵されたヒートローラから構成される、
   ことを特徴とする定着装置。
2. 定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラとを備えた定着装置において、相互に間隔を置いて配置された複数のベルト支持ローラと、ベルト支持ローラの各々間に巻き掛けられた無端ベルトとを備え、無端ベルトの外周面の一部領域は定着ローラの外周面の一部領域に圧接され、少なくとも1個のベルト支持ローラの外周面であって無端ベルトが巻き掛けられた周方向領域における外周面の外側には、電磁誘導加熱用の励磁コイルが該外周面の少なくとも一部領域を外側から隙間をおいて覆うよう配設されている、
   ことを特徴とする定着装置。
3. 該１個のベルト支持ローラ及び無端ベルトのうちの片方又は両方は、金属から形成されている、請求項２記載の定着装置。
4. ベルト支持ローラのうち１個のベルト支持ローラは、定着ローラに対し無端ベルトを介して圧接される、請求項１又は請求項２記載の定着装置。
5. 該１個のベルト支持ローラは、無端ベルトの外周面の一部領域が定着ローラの外周面の一部領域に圧接されることにより形成される、定着ローラに対する無端ベルトのニップ領域において、定着ローラの回転方向における最上流位置に配置されている、請求項４記載の定着装置。
6. 該１個のベルト支持ローラは、無端ベルトの外周面の一部領域が定着ローラの外周面の一部領域に圧接されることにより形成される、定着ローラに対する無端ベルトのニップ領域において、定着ローラの回転方向における最下流位置に配置されている、請求項４記載の定着装置。
7. 該１個のベルト支持ローラは、無端ベルトを介して定着ローラに従動回転させられる、請求項４〜６のいずれか１項に記載の定着ローラ。
8. ベルト支持ローラのうち２個のベルト支持ローラは、定着ローラに対し無端ベルトを介して圧接される、請求項１又は請求項２記載の定着装置。
9. 該２個のベルト支持ローラは、無端ベルトを介して定着ローラに従動回転させられる、請求項８記載の定着ローラ。
10. ベルト支持ローラのうち２個のベルト支持ローラは、それぞれ、定着ローラの回転方向上流側及び下流側において定着ローラの外周面の外側に間隔をおいて配置され、定着ローラの外周面の一部領域に圧接される無端ベルトの外周面の該一部領域は、該２個のベルト支持ローラ間に配置される、請求項１又は請求項２記載の定着装置。
11. 該２個のベルト支持ローラを含むベルト支持ローラの各々は無端ベルトを介して定着ローラに従動させられる、請求項１０記載の定着装置。
12. 定着ローラ、又は定着ローラ及び圧ローラの両方には加熱手段が内蔵されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の定着ローラ。
13. 無端ベルトの外周面には複数の凸部が形成されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の定着ローラ。
14. 無端ベルト及びベルト支持ローラにより囲まれた空間内には、ヒートローラの温度制御を行うための制御機器が配設されている、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の定着ローラ。

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