JP3527442B2 - 像加熱装置および画像形成装置 - Google Patents
像加熱装置および画像形成装置Info
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- JP3527442B2 JP3527442B2 JP30503199A JP30503199A JP3527442B2 JP 3527442 B2 JP3527442 B2 JP 3527442B2 JP 30503199 A JP30503199 A JP 30503199A JP 30503199 A JP30503199 A JP 30503199A JP 3527442 B2 JP3527442 B2 JP 3527442B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウォーミングアッ
プ時間を短縮する像加熱装置に関し、特に電子写真装
置、静電記録装置等の画像形成装置に用いられ未定着画
像を定着する定着装置に適する像加熱装置と、これを用
いた画像形成装置に関する。
プ時間を短縮する像加熱装置に関し、特に電子写真装
置、静電記録装置等の画像形成装置に用いられ未定着画
像を定着する定着装置に適する像加熱装置と、これを用
いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】加熱定着装置に代表される像加熱装置と
しては、従来から熱ローラ方式、ベルト方式等の接触加
熱方式が一般に用いられている。
しては、従来から熱ローラ方式、ベルト方式等の接触加
熱方式が一般に用いられている。
【０００３】近年、ウォームアップ時間の短縮や省エネ
ルギなどの要望から、熱容量を少なく設定できるベルト
方式が注目されている。
ルギなどの要望から、熱容量を少なく設定できるベルト
方式が注目されている。
【０００４】特開平６−３１８００１はその一例で、図
１３にその構造を示す。エンドレスの回転するベルト１
０１を定着ローラ１０２と加熱ローラ１０３間に張設
し、加熱ローラ１０３内の加熱源Ｈ１により加熱ローラ
１０３を加熱することによって、ベルト１０１を所定の
温度に暖める。
１３にその構造を示す。エンドレスの回転するベルト１
０１を定着ローラ１０２と加熱ローラ１０３間に張設
し、加熱ローラ１０３内の加熱源Ｈ１により加熱ローラ
１０３を加熱することによって、ベルト１０１を所定の
温度に暖める。
【０００５】この従来例では熱容量の小さいベルトを用
いることによって、オイル塗布の少ない構成でオフセッ
トの無い定着を達成することを意図している。
いることによって、オイル塗布の少ない構成でオフセッ
トの無い定着を達成することを意図している。
【０００６】また急速加熱、高効率加熱の可能性をもっ
た電磁誘導加熱方式が注目されており、特開平１０−１
２３８６１はその一例で、図１４にその構造を示す。加
熱ローラ内部に励磁コイル１１４を配設し、これとフェ
ライト等で構成したコア１１７によって交流磁界を発生
させて加熱ローラ１１２内に渦電流を発生させて、発熱
させる。加熱ローラ１１２と加圧ローラ１１３の圧接部
に、未定着のトナー像１１１をのせた記録材１１０を通
過させてこれを定着するものである。
た電磁誘導加熱方式が注目されており、特開平１０−１
２３８６１はその一例で、図１４にその構造を示す。加
熱ローラ内部に励磁コイル１１４を配設し、これとフェ
ライト等で構成したコア１１７によって交流磁界を発生
させて加熱ローラ１１２内に渦電流を発生させて、発熱
させる。加熱ローラ１１２と加圧ローラ１１３の圧接部
に、未定着のトナー像１１１をのせた記録材１１０を通
過させてこれを定着するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例も含めて一
般にベルト方式では、ウォームアップ時間を短縮するた
めにベルトの熱容量を小さく設定できるという利点があ
り、ベルト自身を短時間で所定温度まであげるようにす
ることができる。しかしながら一方で熱容量を小さくす
るほど、トナー像を定着したときに被記録材等に奪われ
る熱によって、非常にベルト温度が下がり易くなるとい
う傾向も強くなる。この時低下したベルト温度を、再度
定着部に来るまでに必要な温度まで安定的に均一に復帰
させることが、確実な定着のために必要となる。
般にベルト方式では、ウォームアップ時間を短縮するた
めにベルトの熱容量を小さく設定できるという利点があ
り、ベルト自身を短時間で所定温度まであげるようにす
ることができる。しかしながら一方で熱容量を小さくす
るほど、トナー像を定着したときに被記録材等に奪われ
る熱によって、非常にベルト温度が下がり易くなるとい
う傾向も強くなる。この時低下したベルト温度を、再度
定着部に来るまでに必要な温度まで安定的に均一に復帰
させることが、確実な定着のために必要となる。
【０００８】さらに大きな課題は、定着部を通過した時
のベルトの温度の下がり方は、そのときの被記録材や、
加圧手段に用いられる部材等の温度状態によって大きく
変わることである。これらの温度状態がいかなる場合で
あっても、すなわち定着部を通過した後のベルト温度の
下がり方が大きく変わっても、再度定着部にベルトをも
たらすときにはベルトを常に定着に最適な一定温度に戻
すことが、安定した定着のために必要である。
のベルトの温度の下がり方は、そのときの被記録材や、
加圧手段に用いられる部材等の温度状態によって大きく
変わることである。これらの温度状態がいかなる場合で
あっても、すなわち定着部を通過した後のベルト温度の
下がり方が大きく変わっても、再度定着部にベルトをも
たらすときにはベルトを常に定着に最適な一定温度に戻
すことが、安定した定着のために必要である。
【０００９】ベルトを所定の温度に均一に安定して復帰
させるためには、発熱部からベルトへの熱伝達の構成や
発熱部そのものの構成が重要となってくるが、従来のベ
ルト方式の像加熱装置ではこの点については特別な考慮
はされていなかった。
させるためには、発熱部からベルトへの熱伝達の構成や
発熱部そのものの構成が重要となってくるが、従来のベ
ルト方式の像加熱装置ではこの点については特別な考慮
はされていなかった。
【００１０】また、上記従来例も含めて一般にベルト方
式では、ウォームアップ時間を短縮するためにフィルム
の熱容量を小さく設定するが、そのために、温度ムラや
部分的な過昇温の問題があった。これは、像加熱装置の
図１２の奥行き方向の幅の大きさに対して幅の狭い被記
録材を連続で通す時に、さらに顕著な問題となる。すな
わち被記録材の通る部分はどんどん被記録材に熱を奪わ
れるためにそれに応じて加熱しなければならないが、被
記録材の通らない部分は同様に加熱されると発熱体の熱
容量が小さいため温度がどんどん上昇する。そして異常
に上昇すると、その状態で幅広の被記録材を通すとホッ
トオフセットを起こしたりする。
式では、ウォームアップ時間を短縮するためにフィルム
の熱容量を小さく設定するが、そのために、温度ムラや
部分的な過昇温の問題があった。これは、像加熱装置の
図１２の奥行き方向の幅の大きさに対して幅の狭い被記
録材を連続で通す時に、さらに顕著な問題となる。すな
わち被記録材の通る部分はどんどん被記録材に熱を奪わ
れるためにそれに応じて加熱しなければならないが、被
記録材の通らない部分は同様に加熱されると発熱体の熱
容量が小さいため温度がどんどん上昇する。そして異常
に上昇すると、その状態で幅広の被記録材を通すとホッ
トオフセットを起こしたりする。
【００１１】逆にホットオフセットを防ぐために発熱を
制限すると、被記録材に熱を奪われた部分が低温になっ
てコールドオフセットや未定着になるおそれがある。
制限すると、被記録材に熱を奪われた部分が低温になっ
てコールドオフセットや未定着になるおそれがある。
【００１２】本発明はこれら従来のベルト方式の像加熱
装置の、熱容量を小さくすることに伴う課題を解決する
ものである。
装置の、熱容量を小さくすることに伴う課題を解決する
ものである。
【００１３】また、上記第２の従来例のように、誘導加
熱を用いてヒートローラを加熱するものは、ヒートロー
ラなどの発熱体を電磁誘導により直接発熱させる形態で
あるため、ハロゲンランプ加熱方式と比較して、熱変換
効率が高く、より少ない電力で、ヒートローラ表面を定
着温度まで迅速に昇温させることができるとされてい
る。
熱を用いてヒートローラを加熱するものは、ヒートロー
ラなどの発熱体を電磁誘導により直接発熱させる形態で
あるため、ハロゲンランプ加熱方式と比較して、熱変換
効率が高く、より少ない電力で、ヒートローラ表面を定
着温度まで迅速に昇温させることができるとされてい
る。
【００１４】しかしながら、上記従来例のように通常の
金属ローラを単に電磁誘導加熱するだけの構成では、従
来のハロゲンランプ方式に比較して、格段のウォームア
ップ短縮を図ることは難しい。昇温時間をより早くする
ためには誘導加熱による効率向上のみでは十分でなく、
ローラ自身の熱容量を小さくする必要がある。熱容量を
小さくすると前記ベルトの場合と同様に温度ムラや部分
的な過昇温が問題となる。
金属ローラを単に電磁誘導加熱するだけの構成では、従
来のハロゲンランプ方式に比較して、格段のウォームア
ップ短縮を図ることは難しい。昇温時間をより早くする
ためには誘導加熱による効率向上のみでは十分でなく、
ローラ自身の熱容量を小さくする必要がある。熱容量を
小さくすると前記ベルトの場合と同様に温度ムラや部分
的な過昇温が問題となる。
【００１５】この温度ムラの問題は、熱ローラの幅に対
して小さな幅の記録材を連続で通すときさらに顕著にな
り、記録材に熱を取られる中央部の温度を維持するため
に電力を加え続けると、両端の熱の吸収の少ないところ
では異常な温度上昇を招いたりする。これが両端の軸受
等の損傷につながり、定着画像の部分的なムラとなって
画質を悪化させるといった問題となる。
して小さな幅の記録材を連続で通すときさらに顕著にな
り、記録材に熱を取られる中央部の温度を維持するため
に電力を加え続けると、両端の熱の吸収の少ないところ
では異常な温度上昇を招いたりする。これが両端の軸受
等の損傷につながり、定着画像の部分的なムラとなって
画質を悪化させるといった問題となる。
【００１６】本発明はこれら従来のローラ方式の像加熱
装置の熱容量を小さくすることに伴う課題も解決するも
のである。
装置の熱容量を小さくすることに伴う課題も解決するも
のである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、ベルトと、前記ベルトに圧接して前記ベ
ルトの表面側にニップを形成する加圧手段と、透磁性を
有し前記ベルトを移動可能に懸架する発熱ローラと、導
電性部材と、前記発熱ローラを励磁する励磁手段と、を
有し、前記導電性部材は、前記励磁手段の磁界の範囲内
である第１の位置と、この第１の位置とは異なる、前記
励磁手段の磁界の範囲外である第２の位置とを取ること
を特徴とする像加熱装置と、これを用いた画像形成装置
である。
に、本発明は、ベルトと、前記ベルトに圧接して前記ベ
ルトの表面側にニップを形成する加圧手段と、透磁性を
有し前記ベルトを移動可能に懸架する発熱ローラと、導
電性部材と、前記発熱ローラを励磁する励磁手段と、を
有し、前記導電性部材は、前記励磁手段の磁界の範囲内
である第１の位置と、この第１の位置とは異なる、前記
励磁手段の磁界の範囲外である第２の位置とを取ること
を特徴とする像加熱装置と、これを用いた画像形成装置
である。
【００１８】また本発明は、透磁性を有する発熱ローラ
と、前記発熱ローラに圧接してニップを形成する加圧部
材と、導電性部材と、前記発熱ローラを励磁する励磁手
段と、を有し、前記導電性部材は、前記励磁手段の磁界
の範囲内である第１の位置と、この第１の位置とは異な
る、前記励磁手段の磁界の範囲外である第２の位置とを
取ることを特徴とする像加熱装置とこれを用いた画像形
成装置である。
と、前記発熱ローラに圧接してニップを形成する加圧部
材と、導電性部材と、前記発熱ローラを励磁する励磁手
段と、を有し、前記導電性部材は、前記励磁手段の磁界
の範囲内である第１の位置と、この第１の位置とは異な
る、前記励磁手段の磁界の範囲外である第２の位置とを
取ることを特徴とする像加熱装置とこれを用いた画像形
成装置である。
【００１９】また本発明は、ベルトと、前記ベルトに圧
接して前記ベルトの表面側にニップを形成する加圧手段
と、透磁性を有し前記ベルトを移動可能に懸架する発熱
ローラと、前記発熱ローラ内部に設置され、円弧部を有
する断面略半円状の導電性部材と、前記ベルトを介して
外部から、前記発熱ローラを励磁する励磁手段と、を有
し、前記導電性部材は、前記円弧部が前記励磁手段と対
向する第１の位置と、この第１の位置とは異なる、前記
円弧部が前記励磁手段と対向しない第２の位置とを取る
ことを特徴とする像加熱装置である（請求項３）。また
本発明は、透磁性を有する発熱ローラと、前記発熱ロー
ラに圧接してニップを形成する加圧部材と、前記発熱ロ
ーラ内部に配置され、円弧部を有する断面略半円状の導
電性部材と、前記発熱ローラの外部から前記発熱ローラ
を励磁する励磁手段と、を有し、前記導電性部材は、前
記円弧部が前記励磁手段と対向する第１の位置と、この
第１の位置とは異なる、前記円弧部が前記励磁手段と対
向しない第２の位置とを取ることを特徴とする像加熱装
置である（請求項４）。また本発明は、ベルトと、前記
ベルトに圧接して前記ベルトの表面側にニップを形成す
る加圧手段と、透磁性を有し前記ベルトを移動可能に懸
架する発熱ローラと、前記発熱ローラを励磁する励磁手
段と、異なる位置を取るように設けられ、前記励磁手段
から発生した磁束を前記発熱ローラを透過させるための
部材と、を有し、前記発熱ローラは、前記磁束を透過さ
せるための部材が、前記励磁手段から遠い第２の位置で
あって、前記励磁手段の磁界の範囲外にあるときに、前
記励磁手段から発生する磁束が前記発熱ローラ内を貫通
することにより前記発熱ローラが発熱する第１の発熱状
態と、前記磁束を透過させるための部材が、前記励磁手
段から近い第１の位置であって、前記励磁手段の磁界の
範囲内にあるときに、前記励磁手段から発生する磁束の
一部が前記磁束を透過させるための部材により前記発熱
ローラを透過し、残りの磁束が前記発熱ローラ内を貫通
することにより前記発熱ローラが発熱する第２の発熱状
態と、を取り得る、ことを特徴とする像加熱装置である
（請求項１４）。また本発明は、透磁性を有する発熱ロ
ーラと、前記発熱ローラに圧接してニップを形成する加
圧部材と、前記発熱ローラを励磁する励磁手段と、異な
る位置を取るように設けられ、前記励磁手段から発生し
た磁束を前記発熱ローラを透過させるための部材と、を
有し、前記発熱ローラは、前記磁束を透過させるための
部材が、前記励磁手段から遠い第２の位置であって、前
記励磁手段の磁界の範囲外にあるときに、前記励磁手段
から発生する磁束が前記発熱ローラ内を貫通することに
より前記発熱ローラが発熱する第１の発熱状態と、前記
磁束を透過させるための部材が、前記励磁手段から近い
第１の位置であって、前記励磁手段の磁界の範囲内にあ
るときに、前記励磁手段から発生する磁束の一部が前記
磁束を透過させるための部材により前記発熱ローラ内部
を透過し、残りの磁束が前記発熱ローラ内を貫通するこ
とにより前記発熱ローラが発熱する第２の発熱状態と、
を取り得る、ことを特徴とする像加熱装置である（請求
項１５）。また本発明は、ベルトと、前記ベルトに圧接
して前記ベルトの表面側にニップを形成する加圧手段
と、透磁性を有し前記ベルトを移動可能に懸架する発熱
ローラと、異なる位置を取るように設けられた導電性部
材と、前記ベルトを介して前記発熱ローラを励磁する励
磁手段と、を有し、被記録材に画像を出力する通常動作
時には、前記導電性部材は、前記励磁手段の磁界の範囲
内にある第１の位置を取り、前記通常動作が可能な状態
になるまでの非通常動作時には、前記導電性部材は、前
記励磁手段の磁界の範囲外にある第２の位置を取る、こ
とを特徴とする像加熱装置である（請求項２４）。また
本発明は、透磁性を有する発熱ローラと、前記発熱ロー
ラに圧接してニップを形成する加圧部材と、異なる位置
を取るように設けられた導電性部材と、前記発熱ローラ
を励磁する励磁手段と、を有し、被記録材に画像を出力
する通常動作時には、前記導電性部材は前記励磁手段の
磁界の範囲内にある第１の位置を取り、前記通常動作が
可能な状態になるまでの非通常動作時には、前記導電性
部材は、前記励磁手段の磁界の範囲外にある第２の位置
を取る、ことを特徴とする像加熱装置である（請求項２
５）。 また本発明は、ベルトと、前記ベルトに圧接して
前記ベルトの表面側にニップを形成する加圧手段と、透
磁性を有し前記ベルトを移動可能に懸架する発熱ローラ
と、異なる位置を取るように設けられた導電性部材と、
前記ベルトを介して前記発熱ローラを励磁する励磁手段
と、を有し、前記導電性部材は、前記励磁手段の磁界の
範囲内にある第１の位置と、前記励磁手段の磁界の範囲
外にある第２の位置を取り得るように構成され、前記発
熱ローラの温度が前記発熱ローラのキュリー温度近傍ま
で上昇したときに、前記導電性部材が前記第２の位置か
ら第１の位置に切り替わるように制御される、ことを特
徴とする像加熱装置である（請求項２６）。また本発明
は、透磁性を有する発熱ローラと、前記発熱ローラに圧
接してニップを形成する加圧部材と、異なる位置を取る
ように設けられた導電性部材と、前記発熱ローラを励磁
する励磁手段と、を有し、前記導電性部材は、前記励磁
手段の磁界の範囲内にある第１の位置と、前記励磁手段
の磁界の範囲外にある第２の位置を取り得るように構成
され、発熱ローラの温度が発熱ローラのキュリー温度近
傍まで上昇したときに、前記導電性部材は、前記第２の
位置から第１の位置に切り替わるように制御される、こ
とを特徴とする像加熱装置である（請求項２７）。
接して前記ベルトの表面側にニップを形成する加圧手段
と、透磁性を有し前記ベルトを移動可能に懸架する発熱
ローラと、前記発熱ローラ内部に設置され、円弧部を有
する断面略半円状の導電性部材と、前記ベルトを介して
外部から、前記発熱ローラを励磁する励磁手段と、を有
し、前記導電性部材は、前記円弧部が前記励磁手段と対
向する第１の位置と、この第１の位置とは異なる、前記
円弧部が前記励磁手段と対向しない第２の位置とを取る
ことを特徴とする像加熱装置である（請求項３）。また
本発明は、透磁性を有する発熱ローラと、前記発熱ロー
ラに圧接してニップを形成する加圧部材と、前記発熱ロ
ーラ内部に配置され、円弧部を有する断面略半円状の導
電性部材と、前記発熱ローラの外部から前記発熱ローラ
を励磁する励磁手段と、を有し、前記導電性部材は、前
記円弧部が前記励磁手段と対向する第１の位置と、この
第１の位置とは異なる、前記円弧部が前記励磁手段と対
向しない第２の位置とを取ることを特徴とする像加熱装
置である（請求項４）。また本発明は、ベルトと、前記
ベルトに圧接して前記ベルトの表面側にニップを形成す
る加圧手段と、透磁性を有し前記ベルトを移動可能に懸
架する発熱ローラと、前記発熱ローラを励磁する励磁手
段と、異なる位置を取るように設けられ、前記励磁手段
から発生した磁束を前記発熱ローラを透過させるための
部材と、を有し、前記発熱ローラは、前記磁束を透過さ
せるための部材が、前記励磁手段から遠い第２の位置で
あって、前記励磁手段の磁界の範囲外にあるときに、前
記励磁手段から発生する磁束が前記発熱ローラ内を貫通
することにより前記発熱ローラが発熱する第１の発熱状
態と、前記磁束を透過させるための部材が、前記励磁手
段から近い第１の位置であって、前記励磁手段の磁界の
範囲内にあるときに、前記励磁手段から発生する磁束の
一部が前記磁束を透過させるための部材により前記発熱
ローラを透過し、残りの磁束が前記発熱ローラ内を貫通
することにより前記発熱ローラが発熱する第２の発熱状
態と、を取り得る、ことを特徴とする像加熱装置である
（請求項１４）。また本発明は、透磁性を有する発熱ロ
ーラと、前記発熱ローラに圧接してニップを形成する加
圧部材と、前記発熱ローラを励磁する励磁手段と、異な
る位置を取るように設けられ、前記励磁手段から発生し
た磁束を前記発熱ローラを透過させるための部材と、を
有し、前記発熱ローラは、前記磁束を透過させるための
部材が、前記励磁手段から遠い第２の位置であって、前
記励磁手段の磁界の範囲外にあるときに、前記励磁手段
から発生する磁束が前記発熱ローラ内を貫通することに
より前記発熱ローラが発熱する第１の発熱状態と、前記
磁束を透過させるための部材が、前記励磁手段から近い
第１の位置であって、前記励磁手段の磁界の範囲内にあ
るときに、前記励磁手段から発生する磁束の一部が前記
磁束を透過させるための部材により前記発熱ローラ内部
を透過し、残りの磁束が前記発熱ローラ内を貫通するこ
とにより前記発熱ローラが発熱する第２の発熱状態と、
を取り得る、ことを特徴とする像加熱装置である（請求
項１５）。また本発明は、ベルトと、前記ベルトに圧接
して前記ベルトの表面側にニップを形成する加圧手段
と、透磁性を有し前記ベルトを移動可能に懸架する発熱
ローラと、異なる位置を取るように設けられた導電性部
材と、前記ベルトを介して前記発熱ローラを励磁する励
磁手段と、を有し、被記録材に画像を出力する通常動作
時には、前記導電性部材は、前記励磁手段の磁界の範囲
内にある第１の位置を取り、前記通常動作が可能な状態
になるまでの非通常動作時には、前記導電性部材は、前
記励磁手段の磁界の範囲外にある第２の位置を取る、こ
とを特徴とする像加熱装置である（請求項２４）。また
本発明は、透磁性を有する発熱ローラと、前記発熱ロー
ラに圧接してニップを形成する加圧部材と、異なる位置
を取るように設けられた導電性部材と、前記発熱ローラ
を励磁する励磁手段と、を有し、被記録材に画像を出力
する通常動作時には、前記導電性部材は前記励磁手段の
磁界の範囲内にある第１の位置を取り、前記通常動作が
可能な状態になるまでの非通常動作時には、前記導電性
部材は、前記励磁手段の磁界の範囲外にある第２の位置
を取る、ことを特徴とする像加熱装置である（請求項２
５）。 また本発明は、ベルトと、前記ベルトに圧接して
前記ベルトの表面側にニップを形成する加圧手段と、透
磁性を有し前記ベルトを移動可能に懸架する発熱ローラ
と、異なる位置を取るように設けられた導電性部材と、
前記ベルトを介して前記発熱ローラを励磁する励磁手段
と、を有し、前記導電性部材は、前記励磁手段の磁界の
範囲内にある第１の位置と、前記励磁手段の磁界の範囲
外にある第２の位置を取り得るように構成され、前記発
熱ローラの温度が前記発熱ローラのキュリー温度近傍ま
で上昇したときに、前記導電性部材が前記第２の位置か
ら第１の位置に切り替わるように制御される、ことを特
徴とする像加熱装置である（請求項２６）。また本発明
は、透磁性を有する発熱ローラと、前記発熱ローラに圧
接してニップを形成する加圧部材と、異なる位置を取る
ように設けられた導電性部材と、前記発熱ローラを励磁
する励磁手段と、を有し、前記導電性部材は、前記励磁
手段の磁界の範囲内にある第１の位置と、前記励磁手段
の磁界の範囲外にある第２の位置を取り得るように構成
され、発熱ローラの温度が発熱ローラのキュリー温度近
傍まで上昇したときに、前記導電性部材は、前記第２の
位置から第１の位置に切り替わるように制御される、こ
とを特徴とする像加熱装置である（請求項２７）。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【発明の実施の形態】図１２は本発明の実施例の像加熱
装置を定着装置として用いた画像形成装置の断面図であ
る。以下にこの装置の構成と動作を説明する。
装置を定着装置として用いた画像形成装置の断面図であ
る。以下にこの装置の構成と動作を説明する。
【００２７】１は電子写真感光体（以下感光ドラム）で
ある。感光ドラム１は矢印の方向に所定の周速度で回転
駆動されながら、その表面が帯電器２によりマイナスの
所定の暗電位Ｖ０に一様に帯電される。
ある。感光ドラム１は矢印の方向に所定の周速度で回転
駆動されながら、その表面が帯電器２によりマイナスの
所定の暗電位Ｖ０に一様に帯電される。
【００２８】３はレーザビームスキャナであり、図示し
ない画像読取装置やコンピュータ等のホスト装置から入
力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応
して変調されたレーザビームを出力する。上記のように
一様帯電された感光ドラム１の表面が、このレーザビー
ムで走査露光されて、露光部分は電位絶対値が小さくな
って明電位ＶＬとなり、感光ドラム１面に静電潜像が形
成される。
ない画像読取装置やコンピュータ等のホスト装置から入
力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応
して変調されたレーザビームを出力する。上記のように
一様帯電された感光ドラム１の表面が、このレーザビー
ムで走査露光されて、露光部分は電位絶対値が小さくな
って明電位ＶＬとなり、感光ドラム１面に静電潜像が形
成される。
【００２９】次いでその潜像は現像器４によりマイナス
に帯電した粉体トナーで反転現像されて顕像化される。
に帯電した粉体トナーで反転現像されて顕像化される。
【００３０】現像器４は回転駆動される現像ローラ４ａ
を有し、そのローラ外周面にマイナスの電荷をもったト
ナーの薄層が形成されて感光ドラム１面と対抗してお
り、その現像ローラ４ａにはその絶対値が感光ドラム１
の暗電位Ｖ０より小さく、明電位ＶＬより大きな現像バ
イアス電圧が印加されていることで、現像ローラ４ａ上
のトナーが感光ドラム１の明電位ＶＬの部分にのみ転移
して潜像が顕像化される。
を有し、そのローラ外周面にマイナスの電荷をもったト
ナーの薄層が形成されて感光ドラム１面と対抗してお
り、その現像ローラ４ａにはその絶対値が感光ドラム１
の暗電位Ｖ０より小さく、明電位ＶＬより大きな現像バ
イアス電圧が印加されていることで、現像ローラ４ａ上
のトナーが感光ドラム１の明電位ＶＬの部分にのみ転移
して潜像が顕像化される。
【００３１】一方給紙部１０からは被記録材１５が一枚
ずつ給送され、レジストローラ対１１、１２を経て、感
光ドラム１とこれに当接させた転写ローラ１３とのニッ
プ部へ、感光体ドラム １の回転と同期した適切なタイ
ミングで送られる。転写バイアスの印加された転写ロー
ラ１３の作用によって、感光ドラム１上のトナー像は被
記録材１５に順次転写される。転写部を通った被記録材
１５は感光ドラム１から分離され、定着装置１６へ導入
され、転写トナー像の定着が行われる。定着されて像が
固定された被記録材１５は排紙トレイ１７へ出力され
る。
ずつ給送され、レジストローラ対１１、１２を経て、感
光ドラム１とこれに当接させた転写ローラ１３とのニッ
プ部へ、感光体ドラム １の回転と同期した適切なタイ
ミングで送られる。転写バイアスの印加された転写ロー
ラ１３の作用によって、感光ドラム１上のトナー像は被
記録材１５に順次転写される。転写部を通った被記録材
１５は感光ドラム１から分離され、定着装置１６へ導入
され、転写トナー像の定着が行われる。定着されて像が
固定された被記録材１５は排紙トレイ１７へ出力され
る。
【００３２】被記録材分離後の感光ドラム１面はクリー
ニング装置５で転写残りトナー等の感光ドラム面残留物
の除去を受けて清浄にされ、繰り返し次の作像に供され
る。
ニング装置５で転写残りトナー等の感光ドラム面残留物
の除去を受けて清浄にされ、繰り返し次の作像に供され
る。
【００３３】次に、本発明の実施例の像加熱装置を詳細
に説明する。
に説明する。
【００３４】図１は本発明の第１の実施例の像加熱装置
としての定着装置の断面図である。
としての定着装置の断面図である。
【００３５】薄肉のベルト２０は基材２１がポリイミド
樹脂でなるエンドレスのベルトで直径５０ｍｍ、厚さ５
０μｍで、図２にその断面を示すように、その表面には
離型性を付与するため、フッ素樹脂の厚さ５μｍの離型
層２２が被覆してある。基材２１の材質としては耐熱性
のあるポリイミドやフッ素樹脂等の他、電鋳で製作した
ニッケル等のごく薄い金属を用いることもできる。また
表面の離型層２２はＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、シリコ
ンゴム、フッ素ゴム等の離型性の良好な樹脂やゴムを単
独あるいは混合で被覆してもよい。モノクロ画像の定着
用としては離型性のみを確保すればよいが、カラー画像
の定着用として用いる場合には弾性を付与するのが望ま
しく、その場合にはやや厚いゴム層を形成する必要があ
る。
樹脂でなるエンドレスのベルトで直径５０ｍｍ、厚さ５
０μｍで、図２にその断面を示すように、その表面には
離型性を付与するため、フッ素樹脂の厚さ５μｍの離型
層２２が被覆してある。基材２１の材質としては耐熱性
のあるポリイミドやフッ素樹脂等の他、電鋳で製作した
ニッケル等のごく薄い金属を用いることもできる。また
表面の離型層２２はＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、シリコ
ンゴム、フッ素ゴム等の離型性の良好な樹脂やゴムを単
独あるいは混合で被覆してもよい。モノクロ画像の定着
用としては離型性のみを確保すればよいが、カラー画像
の定着用として用いる場合には弾性を付与するのが望ま
しく、その場合にはやや厚いゴム層を形成する必要があ
る。
【００３６】２３は励磁手段としての励磁コイルで、細
い線を束ねたリッツ線を使用し、断面形状は図１のよう
にベルト２０を覆うように形成され、中心と背面の一部
にはフェライトで構成された芯材２４が設置されてい
る。芯材２４はパーマロイ等の高透磁率の材料を用いる
こともできる。図３は芯材２４と励磁コイル２３の構成
をベルトの方から正面を見た図で、励磁コイル２３は図
のように中心の芯材２４に沿って発熱ローラのほぼ全長
にわたって形成されており、背面の芯材は一部のみに存
在し外部に漏れる磁束を捕捉するように構成されてい
る。励磁コイル２３には励磁回路２５から３０ｋＨｚの
交流電流が印加される。
い線を束ねたリッツ線を使用し、断面形状は図１のよう
にベルト２０を覆うように形成され、中心と背面の一部
にはフェライトで構成された芯材２４が設置されてい
る。芯材２４はパーマロイ等の高透磁率の材料を用いる
こともできる。図３は芯材２４と励磁コイル２３の構成
をベルトの方から正面を見た図で、励磁コイル２３は図
のように中心の芯材２４に沿って発熱ローラのほぼ全長
にわたって形成されており、背面の芯材は一部のみに存
在し外部に漏れる磁束を捕捉するように構成されてい
る。励磁コイル２３には励磁回路２５から３０ｋＨｚの
交流電流が印加される。
【００３７】再び図１に戻り、ベルト２０は、表面が低
硬度（ＪＩＳＡ３０度）の弾力性ある発泡体のシリコン
ゴムで構成された直径２０ｍｍの低熱伝導性の定着ロー
ラ４３と、後述の合金でなる直径２０ｍｍの発熱ローラ
４４との間に所定の張力をもって懸架され、矢印Ｂ方向
に回転移動可能となっている。発熱ローラ４４は厚さ
０．４ｍｍの鉄・ニッケル・クロムの合金でなる高透磁
率を有する磁性材料で構成され、そのキュリー温度が材
料中に混合するクロム量により２２０度になるように調
整されて製造されている。発熱ローラ４４の内部には、
発熱ローラ４４と０．５ｍｍの隙間をあけた円弧部４５
ａを有する断面略半円状で、前記発熱ローラ４４より導
電率の高いアルミニウムでなる導電性部材４５が設けら
れている。導電性部材４５は前記励磁コイル２３の励磁
範囲とほぼ同じか僅かに短い軸方向の長さを有し、かつ
軸４６によって回動自在に支持され、前記励磁コイル２
３との位相が所定の位置に固定され、その位相は切替手
段５３によって切替可能な構成となっている。
硬度（ＪＩＳＡ３０度）の弾力性ある発泡体のシリコン
ゴムで構成された直径２０ｍｍの低熱伝導性の定着ロー
ラ４３と、後述の合金でなる直径２０ｍｍの発熱ローラ
４４との間に所定の張力をもって懸架され、矢印Ｂ方向
に回転移動可能となっている。発熱ローラ４４は厚さ
０．４ｍｍの鉄・ニッケル・クロムの合金でなる高透磁
率を有する磁性材料で構成され、そのキュリー温度が材
料中に混合するクロム量により２２０度になるように調
整されて製造されている。発熱ローラ４４の内部には、
発熱ローラ４４と０．５ｍｍの隙間をあけた円弧部４５
ａを有する断面略半円状で、前記発熱ローラ４４より導
電率の高いアルミニウムでなる導電性部材４５が設けら
れている。導電性部材４５は前記励磁コイル２３の励磁
範囲とほぼ同じか僅かに短い軸方向の長さを有し、かつ
軸４６によって回動自在に支持され、前記励磁コイル２
３との位相が所定の位置に固定され、その位相は切替手
段５３によって切替可能な構成となっている。
【００３８】発熱ローラ４４と導電性部材４５は図４に
示すように、両端においてベークライト等の熱伝導性の
小さな耐熱樹脂で構成されたフランジ４７、４８で支持
されているので、発熱ローラ４４で発生した熱は導電性
部材４５には伝わり難くなっている。発熱ローラ４４
は、図示しない装置本体の駆動手段によって回転駆動さ
れる。
示すように、両端においてベークライト等の熱伝導性の
小さな耐熱樹脂で構成されたフランジ４７、４８で支持
されているので、発熱ローラ４４で発生した熱は導電性
部材４５には伝わり難くなっている。発熱ローラ４４
は、図示しない装置本体の駆動手段によって回転駆動さ
れる。
【００３９】図１において、加圧ローラ４９は硬度ＪＩ
ＳＡ６５度のシリコンゴムで構成され、ベルト２０を介
して図１のように定着ローラ４３に対して圧接してニッ
プを形成している。加圧ローラ４９はその状態で金属軸
５０の周りに従動で回転可能に支持した。加圧ローラ４
９の材質は他のフッ素ゴム、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂
やゴムで構成しても良い。また加圧ローラ４９の表面に
は耐摩耗性や離型性を高めるために、ＰＦＡ、ＰＴＦ
Ｅ、ＦＥＰ等の樹脂あるいはゴムを単独あるいは混合で
被覆してもよい。熱の放散を防ぐため、加圧ローラ４９
は熱伝導性の小さい材料で構成されることが望ましい。
ＳＡ６５度のシリコンゴムで構成され、ベルト２０を介
して図１のように定着ローラ４３に対して圧接してニッ
プを形成している。加圧ローラ４９はその状態で金属軸
５０の周りに従動で回転可能に支持した。加圧ローラ４
９の材質は他のフッ素ゴム、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂
やゴムで構成しても良い。また加圧ローラ４９の表面に
は耐摩耗性や離型性を高めるために、ＰＦＡ、ＰＴＦ
Ｅ、ＦＥＰ等の樹脂あるいはゴムを単独あるいは混合で
被覆してもよい。熱の放散を防ぐため、加圧ローラ４９
は熱伝導性の小さい材料で構成されることが望ましい。
【００４０】本実施例では、上記の発熱ローラ部の構成
によってこの部分に自己温度制御特性を持たしている。
以下にその作用を図５、図６を用いて説明する。
によってこの部分に自己温度制御特性を持たしている。
以下にその作用を図５、図６を用いて説明する。
【００４１】導電性部材４５は、前記発熱ローラ４４と
の距離がほぼ等しい円弧部４５ａを励磁コイル２３と対
向させた位相で固定されている。ここで画像形成装置が
被記録材に画像を出力する動作を通常動作を呼び、通常
動作可能な状態までウォーミングアップする動作を非通
常動作と呼ぶこととする。常温からのウォーミングアッ
プ（非通常動作）として、まず図示しない駆動手段によ
り発熱ローラ４４、定着ローラ４３、加圧ローラ４９、
ベルト２０を移動させた状態で、励磁回路２５により周
波数２５から３０ｋＨｚの交番電流で励磁コイル２３を
駆動し、加熱を開始した場合では、図５において、発熱
ローラ４４の励磁コイル２３に対向した発熱部４４ａが
キュリー点以下の温度にあり、励磁コイル２３により生
じた磁界による磁束は発熱ローラ４４の磁性のため、図
の矢印Ｄ、Ｄ'に示すように殆ど発熱ローラ４４内を貫
通して生成消滅を繰り返し、それによって発生する誘導
電流は表皮効果によってほとんど発熱ローラ４４の表面
にのみ流れ、その部分にジュール熱が発生する。
の距離がほぼ等しい円弧部４５ａを励磁コイル２３と対
向させた位相で固定されている。ここで画像形成装置が
被記録材に画像を出力する動作を通常動作を呼び、通常
動作可能な状態までウォーミングアップする動作を非通
常動作と呼ぶこととする。常温からのウォーミングアッ
プ（非通常動作）として、まず図示しない駆動手段によ
り発熱ローラ４４、定着ローラ４３、加圧ローラ４９、
ベルト２０を移動させた状態で、励磁回路２５により周
波数２５から３０ｋＨｚの交番電流で励磁コイル２３を
駆動し、加熱を開始した場合では、図５において、発熱
ローラ４４の励磁コイル２３に対向した発熱部４４ａが
キュリー点以下の温度にあり、励磁コイル２３により生
じた磁界による磁束は発熱ローラ４４の磁性のため、図
の矢印Ｄ、Ｄ'に示すように殆ど発熱ローラ４４内を貫
通して生成消滅を繰り返し、それによって発生する誘導
電流は表皮効果によってほとんど発熱ローラ４４の表面
にのみ流れ、その部分にジュール熱が発生する。
【００４２】ここで図８において、曲線μは発熱ローラ
４４に使用している鉄・ニッケル・クロムの合金からな
る磁性材料の透磁率と温度の関係を示す。この図では、
横軸に発熱ローラの材料の温度、縦軸に透磁率を表わし
ている。発熱ローラ４４の温度が低いときは透磁率は高
い値を示し、励磁コイル２３により発生した磁束は上記
のように発熱ローラ４４内を貫通し、誘導電流は殆どそ
の表面に集中しジュール熱により発熱ローラ４４は急速
に昇温する。図中点Ｔｋはキュリー温度をあらわし、こ
の温度以上では透磁率は空気中と殆ど同じになる。つま
り励磁コイル２３により発生した磁束は、発熱ローラ４
４を透過して導電性部材４５にも発散し、誘導電流は導
電率の高い導電性部材４５内で圧倒的に流れ出す。
４４に使用している鉄・ニッケル・クロムの合金からな
る磁性材料の透磁率と温度の関係を示す。この図では、
横軸に発熱ローラの材料の温度、縦軸に透磁率を表わし
ている。発熱ローラ４４の温度が低いときは透磁率は高
い値を示し、励磁コイル２３により発生した磁束は上記
のように発熱ローラ４４内を貫通し、誘導電流は殆どそ
の表面に集中しジュール熱により発熱ローラ４４は急速
に昇温する。図中点Ｔｋはキュリー温度をあらわし、こ
の温度以上では透磁率は空気中と殆ど同じになる。つま
り励磁コイル２３により発生した磁束は、発熱ローラ４
４を透過して導電性部材４５にも発散し、誘導電流は導
電率の高い導電性部材４５内で圧倒的に流れ出す。
【００４３】図６において、発熱ローラ４４の発熱部４
４ａがキュリー温度近くになると透磁率が減少するた
め、図の矢印Ｅ、Ｅ'に示すように磁束が内部の導電性
部材４５の方にも発散し、誘導電流は導電率の高い導電
性部材４５内で圧倒的に流れだし、この時は導電率が高
い、つまり抵抗が小さいので電流を一定に制限しておく
と熱の発生が格段に少なくなり、温度は安定する。計算
によればこの表皮効果による電流の流れる部分の深さ
は、励磁電流の周波数が３０ｋＨｚのとき０．３ｍｍ程
度の厚さになる。発熱ローラ４４の厚さはこの表皮深さ
と同等かそれ以上であれば、低温時には電流がほとんど
発熱ローラ４４内で発生する。電流周波数を上げればそ
れだけ表皮深さは小さくなり、それだけ薄い発熱ローラ
を用いることができる。しかし励磁電流の周波数はあま
り高くするとコストがかかり、外部に出るノイズも大き
くなる。
４ａがキュリー温度近くになると透磁率が減少するた
め、図の矢印Ｅ、Ｅ'に示すように磁束が内部の導電性
部材４５の方にも発散し、誘導電流は導電率の高い導電
性部材４５内で圧倒的に流れだし、この時は導電率が高
い、つまり抵抗が小さいので電流を一定に制限しておく
と熱の発生が格段に少なくなり、温度は安定する。計算
によればこの表皮効果による電流の流れる部分の深さ
は、励磁電流の周波数が３０ｋＨｚのとき０．３ｍｍ程
度の厚さになる。発熱ローラ４４の厚さはこの表皮深さ
と同等かそれ以上であれば、低温時には電流がほとんど
発熱ローラ４４内で発生する。電流周波数を上げればそ
れだけ表皮深さは小さくなり、それだけ薄い発熱ローラ
を用いることができる。しかし励磁電流の周波数はあま
り高くするとコストがかかり、外部に出るノイズも大き
くなる。
【００４４】透磁率は図８の曲線μのように、約１４０
度まではほぼ同じ値をあらわすが、ここから前記キュリ
ー点Ｔｋまでは、だらだらとしたカーブを画いて低下し
て行く。つまり透磁率は徐々に減少し、それに伴い磁束
も発熱ローラ４４を透過する量が徐々に増加し、従って
導電性部材４５を通る磁束が増加し、導電性部材４５に
発生する誘導電流が増加する。その結果加熱ローラの昇
温速度は１４０度を過ぎたあたりから、だらだらと遅く
なり、１９０度付近で温度は安定する。
度まではほぼ同じ値をあらわすが、ここから前記キュリ
ー点Ｔｋまでは、だらだらとしたカーブを画いて低下し
て行く。つまり透磁率は徐々に減少し、それに伴い磁束
も発熱ローラ４４を透過する量が徐々に増加し、従って
導電性部材４５を通る磁束が増加し、導電性部材４５に
発生する誘導電流が増加する。その結果加熱ローラの昇
温速度は１４０度を過ぎたあたりから、だらだらと遅く
なり、１９０度付近で温度は安定する。
【００４５】図９は発熱ローラ４４の昇温時間を示し、
横軸に昇温時間、縦軸に発熱ローラの温度を表わす。図
９において曲線Ａは上記説明の通り、導電性部材４５の
円弧部４５ａと励磁コイル２３が、対向した位相の場合
の昇温時間を表わし、約１４０度を過ぎた頃から、だら
だらと昇温速度が遅くなり、１９０度付近で安定してい
る。
横軸に昇温時間、縦軸に発熱ローラの温度を表わす。図
９において曲線Ａは上記説明の通り、導電性部材４５の
円弧部４５ａと励磁コイル２３が、対向した位相の場合
の昇温時間を表わし、約１４０度を過ぎた頃から、だら
だらと昇温速度が遅くなり、１９０度付近で安定してい
る。
【００４６】ここで、導電性部材４５を図７のように、
発熱ローラ４４からの距離がほぼ一定な円弧部４５ａを
励磁コイル２３と対向させない位置に固定し、励磁コイ
ル２３に通電すると、発熱ローラ４４の温度が低い時に
は、磁束は図の矢印Ｄ、Ｄ'のように発熱ローラ４４の
中を貫通し、温度が上昇して透磁率が低下しても導電性
部材４５の円弧部４５ａとの距離が遠いため、つまり励
磁コイル２３による磁界の範囲外にあるため、図の矢印
Ｅ，Ｅ'のように導電性部材４５を通る磁束は殆どな
く、従って誘導電流は殆ど発熱ローラ４４内を流れ、昇
温速度も殆ど変化することはない。図９の曲線Ｂは導電
性部材４５の円弧部４５ａが励磁コイル２３と対向しな
い場合を示し、本実施例では、約１４秒で発熱ローラ４
４は１９０度に上昇し、その後も上昇を続けた。
発熱ローラ４４からの距離がほぼ一定な円弧部４５ａを
励磁コイル２３と対向させない位置に固定し、励磁コイ
ル２３に通電すると、発熱ローラ４４の温度が低い時に
は、磁束は図の矢印Ｄ、Ｄ'のように発熱ローラ４４の
中を貫通し、温度が上昇して透磁率が低下しても導電性
部材４５の円弧部４５ａとの距離が遠いため、つまり励
磁コイル２３による磁界の範囲外にあるため、図の矢印
Ｅ，Ｅ'のように導電性部材４５を通る磁束は殆どな
く、従って誘導電流は殆ど発熱ローラ４４内を流れ、昇
温速度も殆ど変化することはない。図９の曲線Ｂは導電
性部材４５の円弧部４５ａが励磁コイル２３と対向しな
い場合を示し、本実施例では、約１４秒で発熱ローラ４
４は１９０度に上昇し、その後も上昇を続けた。
【００４７】ここで、励磁コイル２３への通電がなされ
ない状態から通電を開始するとき（非通常動作時）に
は、導電性部材４５を第２位置つまり円弧部４５ａを励
磁コイル２３と対向させずに通電を行い、発熱ローラ４
４の温度がキュリー温度近傍この場合は１９０度付近に
なったときに（通常動作時）、導電性部材４５の円弧部
４５ａを第１位置すなわち励磁コイル２３と対向する位
置に切替えた場合の昇温時間をあらわすと、図９の曲線
Ｃのようになった。本実施例では上記設定で、約１５秒
で発熱ローラは１９０度に上昇し、僅かのオーバーシュ
ートの後、約１９０度で安定した温度制御が実現でき
た。
ない状態から通電を開始するとき（非通常動作時）に
は、導電性部材４５を第２位置つまり円弧部４５ａを励
磁コイル２３と対向させずに通電を行い、発熱ローラ４
４の温度がキュリー温度近傍この場合は１９０度付近に
なったときに（通常動作時）、導電性部材４５の円弧部
４５ａを第１位置すなわち励磁コイル２３と対向する位
置に切替えた場合の昇温時間をあらわすと、図９の曲線
Ｃのようになった。本実施例では上記設定で、約１５秒
で発熱ローラは１９０度に上昇し、僅かのオーバーシュ
ートの後、約１９０度で安定した温度制御が実現でき
た。
【００４８】以上により導電性部材４５の円弧部４５ａ
を励磁コイル２３に対向させない位相（第２の位置）で
ウォームアップ（非通常動作）を開始し、発熱ローラ４
４の表面温度がキュリー温度近傍まで上昇したとき（通
常動作時）に、導電性部材４５の円弧部４５ａを励磁コ
イル２３と対向する位相（第１の位置）に切替えると、
昇温時間は自己温度制御させない場合と殆ど変わらず、
定常温度は安定するといった自己温度制御の効果が得ら
れる。
を励磁コイル２３に対向させない位相（第２の位置）で
ウォームアップ（非通常動作）を開始し、発熱ローラ４
４の表面温度がキュリー温度近傍まで上昇したとき（通
常動作時）に、導電性部材４５の円弧部４５ａを励磁コ
イル２３と対向する位相（第１の位置）に切替えると、
昇温時間は自己温度制御させない場合と殆ど変わらず、
定常温度は安定するといった自己温度制御の効果が得ら
れる。
【００４９】以上のように構成した定着装置に、図１２
の画像形成装置でトナー像を転写された被記録材１５
を、図１に示すようにトナー３５のある面を上側にして
矢印Ｆの方向から突入させ、被記録材１５上のトナーを
定着した。
の画像形成装置でトナー像を転写された被記録材１５
を、図１に示すようにトナー３５のある面を上側にして
矢印Ｆの方向から突入させ、被記録材１５上のトナーを
定着した。
【００５０】以上の実施例によれば、発熱ローラ自身が
自己温度制御特性を持つので、発熱部が異常に高温にな
ったりすることはなく、定着温度にほぼ近い温度の温度
制御が自動的に行えるものである。導電性部材は励磁コ
イルの励磁幅とほぼ同じ長さを有しており、発熱ローラ
の発熱範囲にわたって図１の奥行き方向の部分的な温度
差に対して作用し、部分的な発熱作用の差が発生するの
で、幅の狭い被記録材を連続で通しても、被記録材の通
過しない部分が異常に高温になることがなく、またその
後幅広の被記録材を通してもホットオフセットすること
がない。
自己温度制御特性を持つので、発熱部が異常に高温にな
ったりすることはなく、定着温度にほぼ近い温度の温度
制御が自動的に行えるものである。導電性部材は励磁コ
イルの励磁幅とほぼ同じ長さを有しており、発熱ローラ
の発熱範囲にわたって図１の奥行き方向の部分的な温度
差に対して作用し、部分的な発熱作用の差が発生するの
で、幅の狭い被記録材を連続で通しても、被記録材の通
過しない部分が異常に高温になることがなく、またその
後幅広の被記録材を通してもホットオフセットすること
がない。
【００５１】また、発熱ローラの材質・厚さ等はベルト
とは独立して設定できるので、自己温度制御を行うため
に最適な材料・厚さを選ぶことができ、ベルトの熱容量
もそれとは別に設定できるので最適な値を選ぶことがで
きる。
とは独立して設定できるので、自己温度制御を行うため
に最適な材料・厚さを選ぶことができ、ベルトの熱容量
もそれとは別に設定できるので最適な値を選ぶことがで
きる。
【００５２】また一方、定着ローラは材料自身熱伝導率
が低いうえに発泡体で構成されているので内部の空隙の
存在で、ベルトで発生した熱は逃げにくく効率が良いも
のとなっている。
が低いうえに発泡体で構成されているので内部の空隙の
存在で、ベルトで発生した熱は逃げにくく効率が良いも
のとなっている。
【００５３】本実施例では、ウォームアップ時間を短縮
するという目的を達成するために、ベルトの熱容量を極
力小さく設定するとともに、発熱ローラの厚さを小さく
してその熱容量も小さく設定している。立ち上がりを早
くするために本実施例のように発熱ローラの厚さを小さ
くしていきベルトの熱容量と同等レベルになってくる
と、発熱ローラに蓄えられる熱量は非常に小さくなって
くるので、一旦発熱ローラに熱を蓄えても通常ではすぐ
に温度低下してしまう。すなわちベルトとの接触部以外
の他の場所で一旦発熱ローラに熱を与えてそれによって
ベルトを暖める方法では、ベルトに十分な熱量を与える
ためには、発熱ローラ自身を相当高い温度にまで暖める
必要がある。さらにまた、ニップ部を通過するとき冷や
されるベルトは、そのときの加圧ローラや定着ローラの
温度や被記録材の温度状態によって、大きく異なった温
度に冷やされる可能性がある。したがって上記の方法で
は、それに応じて発熱ローラの温度も大きく異なった温
度に設定しなければならない。
するという目的を達成するために、ベルトの熱容量を極
力小さく設定するとともに、発熱ローラの厚さを小さく
してその熱容量も小さく設定している。立ち上がりを早
くするために本実施例のように発熱ローラの厚さを小さ
くしていきベルトの熱容量と同等レベルになってくる
と、発熱ローラに蓄えられる熱量は非常に小さくなって
くるので、一旦発熱ローラに熱を蓄えても通常ではすぐ
に温度低下してしまう。すなわちベルトとの接触部以外
の他の場所で一旦発熱ローラに熱を与えてそれによって
ベルトを暖める方法では、ベルトに十分な熱量を与える
ためには、発熱ローラ自身を相当高い温度にまで暖める
必要がある。さらにまた、ニップ部を通過するとき冷や
されるベルトは、そのときの加圧ローラや定着ローラの
温度や被記録材の温度状態によって、大きく異なった温
度に冷やされる可能性がある。したがって上記の方法で
は、それに応じて発熱ローラの温度も大きく異なった温
度に設定しなければならない。
【００５４】しかるに本実施例では、発熱は発熱ローラ
のベルトと接している部分で行われるので、ベルトに必
要な熱がすぐに伝わるため、必要以上に発熱ローラを高
温にする必要がない。また、発熱ローラのベルトとの接
触部を通り過ぎた位置では発熱がほとんどないため、こ
の部分の温度が一定に維持されるように制御することに
よって、ニップ部に突入するベルト温度を常に一定にす
ることができ、上記の加圧ローラ等の温度状態の如何に
関わらず安定した定着が可能となる。
のベルトと接している部分で行われるので、ベルトに必
要な熱がすぐに伝わるため、必要以上に発熱ローラを高
温にする必要がない。また、発熱ローラのベルトとの接
触部を通り過ぎた位置では発熱がほとんどないため、こ
の部分の温度が一定に維持されるように制御することに
よって、ニップ部に突入するベルト温度を常に一定にす
ることができ、上記の加圧ローラ等の温度状態の如何に
関わらず安定した定着が可能となる。
【００５５】本実施例では、ベルトの熱容量が小さいこ
とから、ベルトが被記録材に接しはじめると被記録材に
熱が奪われはじめ、ニップ部を通過して離れる時には相
当温度が低下し、トナーがホットオフセットしない状態
になる。
とから、ベルトが被記録材に接しはじめると被記録材に
熱が奪われはじめ、ニップ部を通過して離れる時には相
当温度が低下し、トナーがホットオフセットしない状態
になる。
【００５６】本実施例ではベルトは樹脂で構成したが、
かわりに金属を用いると、一部の発熱はこのベルトで発
生するが、その厚さが極小さければ上記の説明の磁束の
多くはこれを貫いて発熱ローラまで達するので、自己温
度制御等の同様な作用を行わせることができる。
かわりに金属を用いると、一部の発熱はこのベルトで発
生するが、その厚さが極小さければ上記の説明の磁束の
多くはこれを貫いて発熱ローラまで達するので、自己温
度制御等の同様な作用を行わせることができる。
【００５７】また本実施例では発熱部はベルト内部にあ
る一方、励磁コイルや芯材はベルト外部に設置できるの
で、励磁コイル等が発熱部の温度の影響を受けて昇温し
にくく、発熱量を安定に保つことができる。
る一方、励磁コイルや芯材はベルト外部に設置できるの
で、励磁コイル等が発熱部の温度の影響を受けて昇温し
にくく、発熱量を安定に保つことができる。
【００５８】また本実施例では発熱ローラ４４と導電ロ
ーラ４５とは熱的に離間させて構成したが、これらを密
着させても、この自己温度制御特性は同様に得られる。
この場合には発熱ローラ部としての熱容量はやや大きく
なり、その分ウォームアップ時間が長くかかる。
ーラ４５とは熱的に離間させて構成したが、これらを密
着させても、この自己温度制御特性は同様に得られる。
この場合には発熱ローラ部としての熱容量はやや大きく
なり、その分ウォームアップ時間が長くかかる。
【００５９】次に第２の実施例の像加熱装置について図
１０を用いて説明する。
１０を用いて説明する。
【００６０】第２の実施例において、第１の実施例の定
着装置と同様の構成で同じ役割をする部分は、同一附番
を付与しその詳細な説明を省略する。
着装置と同様の構成で同じ役割をする部分は、同一附番
を付与しその詳細な説明を省略する。
【００６１】４４は発熱ローラで厚さ０．４ｍｍの鉄・
ニッケル。クロムの合金でなる磁性材料で構成され、そ
のキュリー点が２５０度になるように調整されて製造さ
れている。発熱ローラ４４の直径は３０ｍｍで、表面に
は離型性を付与するため、フッ素樹脂の厚さ１５μｍの
離型層が被覆してある。表面の離型層としてはＰＴＦ
Ｅ，ＰＦＥ，ＦＥＰ，シリコンゴム、フッ素ゴム等の離
型性の良好な樹脂やゴムを単独あるいは混合で被覆して
もよい。モノクロ画像用の定着器としては離型性のみを
確保すればよいが、カラー画像用の定着器として用いる
場合には弾性を付与するのが望ましく、その場合にはや
や厚いゴム層を形成する必要がある。
ニッケル。クロムの合金でなる磁性材料で構成され、そ
のキュリー点が２５０度になるように調整されて製造さ
れている。発熱ローラ４４の直径は３０ｍｍで、表面に
は離型性を付与するため、フッ素樹脂の厚さ１５μｍの
離型層が被覆してある。表面の離型層としてはＰＴＦ
Ｅ，ＰＦＥ，ＦＥＰ，シリコンゴム、フッ素ゴム等の離
型性の良好な樹脂やゴムを単独あるいは混合で被覆して
もよい。モノクロ画像用の定着器としては離型性のみを
確保すればよいが、カラー画像用の定着器として用いる
場合には弾性を付与するのが望ましく、その場合にはや
や厚いゴム層を形成する必要がある。
【００６２】２３は励磁手段としての励磁コイルで、細
い線を束ねたリッツ線を使用し、断面形状は図１０のよ
うに発熱ローラ４４を覆うように形成され、中心と背面
の一部にはフェライトで構成された芯材２４が設置され
ている。励磁コイル２３は第１の実施例と同様に、中心
の芯材２４に沿って発熱ローラ２４のほぼ全長にわたっ
て形成されており、背面の芯材２４は一部にのみ存在し
外部に漏れる磁束を補足するように構成されている。励
磁コイル２３には同様に２５から３０ＫＨｚの交流電流
が励磁回路２５から印加される。
い線を束ねたリッツ線を使用し、断面形状は図１０のよ
うに発熱ローラ４４を覆うように形成され、中心と背面
の一部にはフェライトで構成された芯材２４が設置され
ている。励磁コイル２３は第１の実施例と同様に、中心
の芯材２４に沿って発熱ローラ２４のほぼ全長にわたっ
て形成されており、背面の芯材２４は一部にのみ存在し
外部に漏れる磁束を補足するように構成されている。励
磁コイル２３には同様に２５から３０ＫＨｚの交流電流
が励磁回路２５から印加される。
【００６３】発熱ローラ４４の内部には発熱ローラ４４
と０．５ｍｍの隙間をあけた円弧部４５ａを有する断面
略半円状で、前記発熱ローラ４４より導電率の高いアル
ミニウムでなる導電性部材４５が設けられている。導電
性部材４５は、軸４６にて回動自在に支持され、前記励
磁コイル２３との位相が所定の位置に固定され、その位
相は切替手段５３によって切替可能な構成となってい
る。
と０．５ｍｍの隙間をあけた円弧部４５ａを有する断面
略半円状で、前記発熱ローラ４４より導電率の高いアル
ミニウムでなる導電性部材４５が設けられている。導電
性部材４５は、軸４６にて回動自在に支持され、前記励
磁コイル２３との位相が所定の位置に固定され、その位
相は切替手段５３によって切替可能な構成となってい
る。
【００６４】図１１において導電性部材４５の幅方向の
長さは、非記録材１５の通過する位置に対応し、前記被
記録材１５の最小幅の外側から、中心の心材２４とほぼ
同じ長さにわたって、前記軸４６の両端部に形成されて
いる。
長さは、非記録材１５の通過する位置に対応し、前記被
記録材１５の最小幅の外側から、中心の心材２４とほぼ
同じ長さにわたって、前記軸４６の両端部に形成されて
いる。
【００６５】発熱ローラ４４と導電性部材４５は両端に
おいてベークライト等の熱伝導の小さな耐熱樹脂で構成
されたフランジ４７，４８で支持され発熱ローラ４４で
発生した熱は導電性部材４５には伝わり難くなってい
る。
おいてベークライト等の熱伝導の小さな耐熱樹脂で構成
されたフランジ４７，４８で支持され発熱ローラ４４で
発生した熱は導電性部材４５には伝わり難くなってい
る。
【００６６】発熱ローラ４４は軸受５１で回動自在に支
持され、図示しない装置本体の駆動手段によって回転駆
動される。
持され、図示しない装置本体の駆動手段によって回転駆
動される。
【００６７】再び図１０において、加圧ローラ４９は低
硬度（ＪＩＳＡ３０度）のシリコンゴムで構成され、発
熱ローラ４４に対して圧接してニップを形成している。
加圧ローラ４９は金属軸５０の周りに従動で回転可能に
支持した。加圧ローラ４４の材質は他のフッ素ゴム、フ
ッ素樹脂等の耐熱性樹脂やゴムで構成しても良く、また
発泡体で構成しても良い。さらに加圧ローラ４９の表面
には耐摩耗性や離型性を高めるために、ＰＦＡ、ＰＴＦ
Ｅ，ＦＥＰ等の樹脂やあるいはゴムを単独あるいは混合
で被覆しても良い。
硬度（ＪＩＳＡ３０度）のシリコンゴムで構成され、発
熱ローラ４４に対して圧接してニップを形成している。
加圧ローラ４９は金属軸５０の周りに従動で回転可能に
支持した。加圧ローラ４４の材質は他のフッ素ゴム、フ
ッ素樹脂等の耐熱性樹脂やゴムで構成しても良く、また
発泡体で構成しても良い。さらに加圧ローラ４９の表面
には耐摩耗性や離型性を高めるために、ＰＦＡ、ＰＴＦ
Ｅ，ＦＥＰ等の樹脂やあるいはゴムを単独あるいは混合
で被覆しても良い。
【００６８】５２は温度検知センサーで発熱ローラ４４
の表面温度を検出するように、発熱ローラ４４の軸方向
のほぼ中央部に配設されている。この温度センサー５２
の検出出力は前記励磁回路２３に入力され、励磁コイル
に供給する電力を制御するように構成されている。
の表面温度を検出するように、発熱ローラ４４の軸方向
のほぼ中央部に配設されている。この温度センサー５２
の検出出力は前記励磁回路２３に入力され、励磁コイル
に供給する電力を制御するように構成されている。
【００６９】本実施例でも、前記第１の実施例と同様
に、上記発熱部の構成で、この部分に自己温度制御特性
を持たせている。以下にその作用を説明する。
に、上記発熱部の構成で、この部分に自己温度制御特性
を持たせている。以下にその作用を説明する。
【００７０】導電性部材４５は円弧部４５ａを励磁コイ
ル２３と対向しない位相（第２の位置）で固定された状
態で、図示しない駆動手段により発熱ローラ４４を回転
させ、励磁回路２５により周波数２５から３０ｋＨｚの
交番電流で励磁コイル２３をを駆動し、発熱を開始した
（非通常動作）場合、図５において発熱ローラ４４の励
磁コイル２３に対向した発熱部４４ａがキュリー点以下
の温度にあり、励磁コイル２３により生じた磁束は図の
矢印Ｄ、Ｄ'に示すように殆ど発熱ローラ４４内を貫通
し、発熱ローラ４４を昇温する。この場合、導電性部材
４５は励磁コイル２３から遠い位置にあり、その磁界の
殆ど範囲外にあり、前記導電性部材４５の幅方向の形状
には関係なく、磁束は殆ど発熱ローラ４４内を貫通す
る。発熱ローラ４４が昇温され、温度センサー５２の出
力により所定の温度（本実施例の場合は１９０度）まで
昇温されたことを検出すると、その後は励磁回路２５が
発熱ローラ４４の表面温度を所定の温度に維持するよう
にその出力を制御し、発熱ローラ４４の表面温度は所定
温度に維持される。温度センサー５２が所定の温度を検
出するまでの間、発熱ローラの温度が上がっても図７の
ように、磁束は導電性部材４５の円弧部４５ａと励磁コ
イル２３の距離が遠いため、つまり励磁コイル２３によ
る磁界の殆ど範囲外にあり、図の矢印Ｅ、Ｅ'のように
導電性部材４５を通る磁束は殆どなく、従って渦電流も
殆ど発熱ローラ４４内を流れ、昇温速度も殆ど変化する
ことはなく、発熱ローラ４４は励磁幅にわたってほぼ均
一に昇温される。温度センサー５２が所定の温度を検出
することにより、通常動作状態となり、前記導電性部材
４５の円弧部４５ａは、前記励磁コイル２３と対向する
位置（第１の位置）に、切替手段５３により、切替えら
れる。
ル２３と対向しない位相（第２の位置）で固定された状
態で、図示しない駆動手段により発熱ローラ４４を回転
させ、励磁回路２５により周波数２５から３０ｋＨｚの
交番電流で励磁コイル２３をを駆動し、発熱を開始した
（非通常動作）場合、図５において発熱ローラ４４の励
磁コイル２３に対向した発熱部４４ａがキュリー点以下
の温度にあり、励磁コイル２３により生じた磁束は図の
矢印Ｄ、Ｄ'に示すように殆ど発熱ローラ４４内を貫通
し、発熱ローラ４４を昇温する。この場合、導電性部材
４５は励磁コイル２３から遠い位置にあり、その磁界の
殆ど範囲外にあり、前記導電性部材４５の幅方向の形状
には関係なく、磁束は殆ど発熱ローラ４４内を貫通す
る。発熱ローラ４４が昇温され、温度センサー５２の出
力により所定の温度（本実施例の場合は１９０度）まで
昇温されたことを検出すると、その後は励磁回路２５が
発熱ローラ４４の表面温度を所定の温度に維持するよう
にその出力を制御し、発熱ローラ４４の表面温度は所定
温度に維持される。温度センサー５２が所定の温度を検
出するまでの間、発熱ローラの温度が上がっても図７の
ように、磁束は導電性部材４５の円弧部４５ａと励磁コ
イル２３の距離が遠いため、つまり励磁コイル２３によ
る磁界の殆ど範囲外にあり、図の矢印Ｅ、Ｅ'のように
導電性部材４５を通る磁束は殆どなく、従って渦電流も
殆ど発熱ローラ４４内を流れ、昇温速度も殆ど変化する
ことはなく、発熱ローラ４４は励磁幅にわたってほぼ均
一に昇温される。温度センサー５２が所定の温度を検出
することにより、通常動作状態となり、前記導電性部材
４５の円弧部４５ａは、前記励磁コイル２３と対向する
位置（第１の位置）に、切替手段５３により、切替えら
れる。
【００７１】以上のように構成した定着装置に、図１２
の画像形成装置でトナー像を転写された最小幅の被記録
材１５を、図１０に示すようにトナー３５のある面を上
側にして矢印Ｆの方向から連続して突入させ、被記録材
１５上のトナーを定着した。
の画像形成装置でトナー像を転写された最小幅の被記録
材１５を、図１０に示すようにトナー３５のある面を上
側にして矢印Ｆの方向から連続して突入させ、被記録材
１５上のトナーを定着した。
【００７２】発熱ローラ４４は、被記録材１５が通過し
た部分の表面温度が低下し、温度センサー５２によりそ
の温度が検出され、励磁回路２５により低下分を回復さ
せるために電力が供給される。すると発熱ローラ４４の
被記録材１５が通過した部分以外の両端部にも温度を上
げるべく、強い磁束が流れるが、その磁束は図６の矢印
Ｅ，Ｅ'ように、殆どが前記非記録材１５と対応する位
置の外側に形成された導電性部材４５に発散し、誘導電
流は導電率の高い導電性部材４５内で圧倒的に流れ、電
流を一定に制限しておくと熱の発生は格段に少なくな
り、温度は安定し、本実施例の場合２２０度でほぼ安定
した。
た部分の表面温度が低下し、温度センサー５２によりそ
の温度が検出され、励磁回路２５により低下分を回復さ
せるために電力が供給される。すると発熱ローラ４４の
被記録材１５が通過した部分以外の両端部にも温度を上
げるべく、強い磁束が流れるが、その磁束は図６の矢印
Ｅ，Ｅ'ように、殆どが前記非記録材１５と対応する位
置の外側に形成された導電性部材４５に発散し、誘導電
流は導電率の高い導電性部材４５内で圧倒的に流れ、電
流を一定に制限しておくと熱の発生は格段に少なくな
り、温度は安定し、本実施例の場合２２０度でほぼ安定
した。
【００７３】発熱ローラ４４の被記録材１５通過部は温
度が低下し、その分両端部より透磁率は大きくなり、前
記導電性部材４５とも対向していないため、図５の矢印
Ｄ、Ｄ'のように、磁束は発熱ローラ４４内を殆ど貫通
し、誘導電流が発熱ローラ４４内を流れ、表面温度は回
復し、温度センサー５２の出力により所定の温度（本実
施例の場合は１９０度）まで回復したことを検出する
と、その後は励磁回路２５が発熱ローラ４４の表面温度
を所定の温度に維持するようにその出力を制御し、発熱
ローラ４４の表面温度は所定温度に維持される。
度が低下し、その分両端部より透磁率は大きくなり、前
記導電性部材４５とも対向していないため、図５の矢印
Ｄ、Ｄ'のように、磁束は発熱ローラ４４内を殆ど貫通
し、誘導電流が発熱ローラ４４内を流れ、表面温度は回
復し、温度センサー５２の出力により所定の温度（本実
施例の場合は１９０度）まで回復したことを検出する
と、その後は励磁回路２５が発熱ローラ４４の表面温度
を所定の温度に維持するようにその出力を制御し、発熱
ローラ４４の表面温度は所定温度に維持される。
【００７４】本実施例では、導電性部材の円弧部を励磁
コイルに対向させない位相（第２の位置）でウォームア
ップを開始（非通常動作）し、発熱ローラの温度が所定
温度になったことを検出して、導電性部材を励磁コイル
に対向する位相（第１の位置）に切替える（通常動作
時）ため、昇温時間は自己温度制御させない場合と殆ど
変わらず、異常な高温による破損に対する安全が確保さ
れる。
コイルに対向させない位相（第２の位置）でウォームア
ップを開始（非通常動作）し、発熱ローラの温度が所定
温度になったことを検出して、導電性部材を励磁コイル
に対向する位相（第１の位置）に切替える（通常動作
時）ため、昇温時間は自己温度制御させない場合と殆ど
変わらず、異常な高温による破損に対する安全が確保さ
れる。
【００７５】本実施例では、被記録材の最小幅の外側か
ら発熱ローラの励磁範囲にわたって導電性部材を形成し
てあるため、被記録材の通過した部分の発熱ローラに
は、常に磁束の殆どが貫通して通るため、全幅にわたっ
て導電性部材を形成した場合より多くの磁束が発熱ロー
ラ内を通過し、発熱量も多くなり、被記録材が連続して
通過するとき、被記録材の通過速度が速い場合にも、発
熱ローラの温度回復が可能となり、より高速領域まで対
応が可能となる。
ら発熱ローラの励磁範囲にわたって導電性部材を形成し
てあるため、被記録材の通過した部分の発熱ローラに
は、常に磁束の殆どが貫通して通るため、全幅にわたっ
て導電性部材を形成した場合より多くの磁束が発熱ロー
ラ内を通過し、発熱量も多くなり、被記録材が連続して
通過するとき、被記録材の通過速度が速い場合にも、発
熱ローラの温度回復が可能となり、より高速領域まで対
応が可能となる。
【００７６】本実施例では、発熱ローラ自身が自己温度
制御特性を持ち、図１０の奥行き方向の部分的な温度差
に対しても作用し、部分的な発熱作用の差が発生するの
で、幅の狭い被記録材を連続で通しても、被記録材の通
過しない部分が異常に高温になることがなく、また発熱
ローラの熱容量を小さく構成しているので、通電を停止
したり、少なくした場合の、発熱ローラの温度低下が早
く、その後幅広の被記録材を通してもホットオフセット
することがない。
制御特性を持ち、図１０の奥行き方向の部分的な温度差
に対しても作用し、部分的な発熱作用の差が発生するの
で、幅の狭い被記録材を連続で通しても、被記録材の通
過しない部分が異常に高温になることがなく、また発熱
ローラの熱容量を小さく構成しているので、通電を停止
したり、少なくした場合の、発熱ローラの温度低下が早
く、その後幅広の被記録材を通してもホットオフセット
することがない。
【００７７】また、発熱ローラの励磁コイルの対向部を
通り過ぎた位置では発熱がほとんどないため、この部分
の温度が一定に維持されるように制御することによっ
て、ニップ部に突入する発熱ローラ温度を常に一定にす
ることができ、上記の加圧ローラ等の温度状態の如何に
関わらず安定した定着が可能となる。
通り過ぎた位置では発熱がほとんどないため、この部分
の温度が一定に維持されるように制御することによっ
て、ニップ部に突入する発熱ローラ温度を常に一定にす
ることができ、上記の加圧ローラ等の温度状態の如何に
関わらず安定した定着が可能となる。
【００７８】また本実施例では、励磁コイルや芯材は発
熱ローラの外部に設置してあり、励磁コイル等が発熱部
の温度の影響を受けて昇温しにくく、発熱量を安定に保
つことができる。
熱ローラの外部に設置してあり、励磁コイル等が発熱部
の温度の影響を受けて昇温しにくく、発熱量を安定に保
つことができる。
【００７９】また、第１及び第２の実施例では発熱ロー
ラの内部に導電性部材、外部に励磁コイルの構成とした
が、発熱ローラの内部に励磁コイル、外部に導電性部材
の構成としても同様の効果を得ることは可能である。
ラの内部に導電性部材、外部に励磁コイルの構成とした
が、発熱ローラの内部に励磁コイル、外部に導電性部材
の構成としても同様の効果を得ることは可能である。
【００８０】なお第１及び第２の実施例では導電性部材
としてアルミニウムを用いたが他の銅などの導電性の高
い金属を用いることもできる。また発熱ローラもキュリ
ー温度を設定できる他の合金でも同様の効果を得ること
が可能である。
としてアルミニウムを用いたが他の銅などの導電性の高
い金属を用いることもできる。また発熱ローラもキュリ
ー温度を設定できる他の合金でも同様の効果を得ること
が可能である。
【００８１】また、第１及び第２の実施例では導電性部
材の位置を切替える時期の検知対象として、発熱ローラ
の温度を設定したが、透磁率の変化、電流、電力量の変
化等を検知しても何ら問題はなく、その構成の中で最適
の対象を採用すれば良い。
材の位置を切替える時期の検知対象として、発熱ローラ
の温度を設定したが、透磁率の変化、電流、電力量の変
化等を検知しても何ら問題はなく、その構成の中で最適
の対象を採用すれば良い。
【００８２】また、第１及び第２の実施例では導電性部
材を発熱ローラ内面からの距離がほぼ等しい円弧部を有
する断面略半円状としたが、扇形、長方形等他の形状で
も、程度の差はあるが同様な効果を得ることは可能であ
る。
材を発熱ローラ内面からの距離がほぼ等しい円弧部を有
する断面略半円状としたが、扇形、長方形等他の形状で
も、程度の差はあるが同様な効果を得ることは可能であ
る。
【００８３】また、第１及び第２の実施例では導電性部
材と励磁コイルを第１の位置と第２の位置により対向及
び非対向と位置（位相）を切り替えたが、発熱ローラか
らの距離を遠ざける場合と、近づける場合のように切り
替えても同様な効果を得ることが可能である。
材と励磁コイルを第１の位置と第２の位置により対向及
び非対向と位置（位相）を切り替えたが、発熱ローラか
らの距離を遠ざける場合と、近づける場合のように切り
替えても同様な効果を得ることが可能である。
【００８４】また、第１及び第２の実施例では断面略半
円状の導電性部材全体を導電性の高い金属で構成した
が、導電性の必要なのは、発熱ローラと対向し離接する
部分のみであり、その他の部分は他の材質、例えば合成
樹脂等で構成しても同様な効果を得ることは可能であ
る。
円状の導電性部材全体を導電性の高い金属で構成した
が、導電性の必要なのは、発熱ローラと対向し離接する
部分のみであり、その他の部分は他の材質、例えば合成
樹脂等で構成しても同様な効果を得ることは可能であ
る。
【００８５】なお、第１及び第２の実施例ではモノクロ
画像の像加熱装置について説明しているが、ベルトの表
面あるいはローラの表面を変更することにより、カラー
画像の像加熱装置としても十分に使用可能である。
画像の像加熱装置について説明しているが、ベルトの表
面あるいはローラの表面を変更することにより、カラー
画像の像加熱装置としても十分に使用可能である。
【００８６】
【発明の効果】以上のように本発明では、被加熱体であ
るベルトと発熱体である発熱ローラの熱容量が非常に小
さく設定できるので、急速に暖めることが可能で定着温
度に達するまでのウォームアップ時間が極めて小さくで
きる。また発熱ローラの熱容量を小さく設定しても、ベ
ルト接触部での発熱により発熱ローラの温度を低く設定
できる。
るベルトと発熱体である発熱ローラの熱容量が非常に小
さく設定できるので、急速に暖めることが可能で定着温
度に達するまでのウォームアップ時間が極めて小さくで
きる。また発熱ローラの熱容量を小さく設定しても、ベ
ルト接触部での発熱により発熱ローラの温度を低く設定
できる。
【００８７】また発熱ローラの厚さは表皮深さより大き
く設定することによって、ムラのない均一な発熱ができ
る。
く設定することによって、ムラのない均一な発熱ができ
る。
【００８８】さらに自己温度制御により、安定した温度
制御とともに、幅の狭い被記録材を連続で通しても被記
録材の通らない部分が過昇温することなく、ホットオフ
セットを起こしたり、あるいは発熱量が不安定になった
りすることがなく、また励磁コイル等の熱による破損を
防止できる。
制御とともに、幅の狭い被記録材を連続で通しても被記
録材の通らない部分が過昇温することなく、ホットオフ
セットを起こしたり、あるいは発熱量が不安定になった
りすることがなく、また励磁コイル等の熱による破損を
防止できる。
【００８９】また、自己温度制御のためにキュリー点近
傍における発熱量の低下によるウォームアップ時間の増
加についても、導電性部材の位相を切替えて誘導電流を
導電部材に流す場合と、発熱ローラに集中させる場合と
に切替えることにより、最小限に押え、自己温度制御を
行わない場合とほぼ同等のウォームアップ時間を得るこ
とができる。
傍における発熱量の低下によるウォームアップ時間の増
加についても、導電性部材の位相を切替えて誘導電流を
導電部材に流す場合と、発熱ローラに集中させる場合と
に切替えることにより、最小限に押え、自己温度制御を
行わない場合とほぼ同等のウォームアップ時間を得るこ
とができる。
【００９０】また、励磁手段と芯材はベルト外部に設置
できるので、励磁手段や芯材等が高温にさらされること
なく安定した発熱量を得ることができる。
できるので、励磁手段や芯材等が高温にさらされること
なく安定した発熱量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の像加熱装置の断面図
【図２】本発明の第１の実施例の像加熱装置に用いるベ
ルトの断面図
ルトの断面図
【図３】本発明の第１及び第２の実施例の像加熱装置に
用いる励磁コイルと芯材を示す正面図
用いる励磁コイルと芯材を示す正面図
【図４】本発明の第１の実施例の像加熱装置に用いる発
熱ローラの断面図
熱ローラの断面図
【図５】導電性部材が第２の位置で、低温状態のとき
に、本発明の第１及び第２の実施例の像加熱装置に用い
る発熱ローラを通過する磁束の流れを説明する図
に、本発明の第１及び第２の実施例の像加熱装置に用い
る発熱ローラを通過する磁束の流れを説明する図
【図６】導電性部材が第２の位置で、高温状態のとき
に、本発明の第１及び第２の実施例の像加熱装置に用い
る発熱ローラを通過する磁束の流れを説明する図
に、本発明の第１及び第２の実施例の像加熱装置に用い
る発熱ローラを通過する磁束の流れを説明する図
【図７】導電性部材が第１の位置のとき、本発明の第１
及び第２の実施例の像加熱装置に用いる発熱ローラを透
過する磁束の流れを説明する図
及び第２の実施例の像加熱装置に用いる発熱ローラを透
過する磁束の流れを説明する図
【図８】本発明の第１の実施例の像加熱装置に用いる発
熱ローラの透磁率と温度の関係を表わす図
熱ローラの透磁率と温度の関係を表わす図
【図９】本発明の第１の実施例に用いる発熱ローラの昇
温時間を表わす図
温時間を表わす図
【図１０】本発明の第２の実施例の像加熱装置の断面図
【図１１】本発明の第２の実施例に用いる像加熱装置の
発熱ローラの断面図
発熱ローラの断面図
【図１２】本発明の第１及び第２の実施例の像加熱装置
を用いた像形成装置の断面図
を用いた像形成装置の断面図
【図１３】第１の従来例の像加熱装置の断面図
【図１４】第２の従来例の像加熱装置の断面図
１ 感光ドラム
１６ 定着装置
２０ ベルト
２３ 励磁コイル
２４ 芯材
４３ 定着ローラ
４４ 発熱ローラ
４５ 導電性部材
４９ 加圧ローラ
５３ 切替手段
１５ 被記録材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 立松 英樹
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
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特開 平９−197869（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03G 13/20
G03G 15/20
H05B 6/00 - 6/44
Claims (35)
- 【請求項１】 ベルトと、 前記ベルトに圧接して前記ベルトの表面側にニップを形
成する加圧手段と、 透磁性を有し前記ベルトを移動可能に懸架する発熱ロー
ラと、 導電性部材と、 前記発熱ローラを励磁する励磁手段と、を有し、 前記導電性部材は、前記励磁手段の磁界の範囲内である
第１の位置と、この第１の位置とは異なる、前記励磁手
段の磁界の範囲外である第２の位置とを取ることを特徴
とする像加熱装置。 - 【請求項２】 透磁性を有する発熱ローラと、 前記発熱ローラに圧接してニップを形成する加圧部材
と、 導電性部材と、 前記発熱ローラを励磁する励磁手段と、を有し、 前記導電性部材は、前記励磁手段の磁界の範囲内である
第１の位置と、この第１の位置とは異なる、前記励磁手
段の磁界の範囲外である第２の位置とを取ることを特徴
とする像加熱装置。 - 【請求項３】 ベルトと、 前記ベルトに圧接して前記ベルトの表面側にニップを形
成する加圧手段と、 透磁性を有し前記ベルトを移動可能に懸架する発熱ロー
ラと、 前記発熱ローラ内部に設置され、円弧部を有する断面略
半円状の導電性部材と、 前記ベルトを介して外部から、前記発熱ローラを励磁す
る励磁手段と、を有し、 前記導電性部材は、前記円弧部が前記励磁手段と対向す
る第１の位置と、この第１の位置とは異なる、前記円弧
部が前記励磁手段と対向しない第２の位置とを取ること
を特徴とする像加熱装置。 - 【請求項４】 透磁性を有する発熱ローラと、 前記発熱ローラに圧接してニップを形成する加圧部材
と、 前記発熱ローラ内部に配置され、円弧部を有する断面略
半円状の導電性部材と、 前記発熱ローラの外部から前記発熱ローラを励磁する励
磁手段と、を有し、 前記導電性部材は、前記円弧部が前記励磁手段と対向す
る第１の位置と、この第１の位置とは異なる、前記円弧
部が前記励磁手段と対向しない第２の位置とを取ること
を特徴とする像加熱装置。 - 【請求項５】 第１の位置は、導電性部材が励磁手段の
磁界の範囲内にある位置であることを特徴とする請求項
３ないし４の何れかひとつに記載の像加熱装置。 - 【請求項６】 第２の位置は、導電性部材が励磁手段の
磁界の範囲外にある位置であることを特徴とする請求項
３ないし４の何れかひとつに記載の像加熱装置。 - 【請求項７】 導電性部材は、被記録材に画像を出力す
る通常動作時には第１の位置にあることを特徴とする請
求項１ないし５の何れかひとつに記載の像加熱装置。 - 【請求項８】 導電性部材は、励磁手段に通電が開始さ
れたときから、通常動作が可能になるまでのウォーミン
グアップ状態である非通常動作時には、第２の位置にあ
ることを特徴とする請求項１ないし４、６の何れかひと
つに記載の像加熱装置。 - 【請求項９】 導電性部材は、発熱ローラの温度が発熱
ローラのキュリー温度近傍まで上昇したときに、第２の
位置から第１の位置に切り替わるように制御されること
を特徴とする請求項１ないし４の何れかひとつに記載の
像加熱装置。 - 【請求項１０】 導電性部材は前記発熱ローラの内部に
配置され、励磁手段は発熱ローラの外部に配置される請
求項１ないし２の何れかひとつに記載の像加熱装置。 - 【請求項１１】 導電性部材の円弧部は、発熱ローラ内
面からの距離がほぼ等しいことを特徴とする請求項３な
いし４何れかひとつに記載の像加熱装置。 - 【請求項１２】 導電性部材の幅方向の長さは、発熱ロ
ーラの励磁幅とほぼ同等もしくはそれ以下である請求項
１ないし１１の何れかひとつに記載の像加熱装置。 - 【請求項１３】 導電性部材は、被記録材に対応する位
置で、前記被記録材の最小幅の外でかつ、発熱ローラの
励磁範囲とほぼ同等もしくはそれ以下に形成したことを
特徴とする請求項１ないし１２の何れかひとつに記載の
像加熱装置。 - 【請求項１４】 ベルトと、 前記ベルトに圧接して前記ベルトの表面側にニップを形
成する加圧手段と、 透磁性を有し前記ベルトを移動可能に懸架する発熱ロー
ラと、 前記発熱ローラを励磁する励磁手段と、 異なる位置を取るように設けられ、前記励磁手段から発
生した磁束を前記発熱ローラを透過させるための部材
と、を有し、 前記発熱ローラは、 前記磁束を透過させるための部材が、前記励磁手段から
遠い第２の位置であって、前記励磁手段の磁界の範囲外
にあるときに、前記励磁手段から発生する磁束が前記発
熱ローラ内を貫通することにより前記発熱ローラが発熱
する第１の発熱状態と、 前記磁束を透過させるための部材が、前記励磁手段から
近い第１の位置であって、前記励磁手段の磁界の範囲内
にあるときに、前記励磁手段から発生する磁束の一部が
前記磁束を透過させるための部材により前記発熱ローラ
を透過し、残りの磁束が前記発熱ローラ内を貫通するこ
とにより前記発熱ローラが発熱する第２の発熱状態と、
を取り得る、 ことを特徴とする像加熱装置。 - 【請求項１５】 透磁性を有する発熱ローラと、 前記発熱ローラに圧接してニップを形成する加圧部材
と、 前記発熱ローラを励磁する励磁手段と、 異なる位置を取るように設けられ、前記励磁手段から発
生した磁束を前記発熱ローラを透過させるための部材
と、を有し、 前記発熱ローラは、 前記磁束を透過させるための部材が、前記励磁手段から
遠い第２の位置であって、前記励磁手段の磁界の範囲外
にあるときに、前記励磁手段から発生する磁束が前記発
熱ローラ内を貫通することにより前記発熱ローラが発熱
する第１の発熱状態と、 前記磁束を透過させるための部材が、前記励磁手段から
近い第１の位置であって、前記励磁手段の磁界の範囲内
にあるときに、前記励磁手段から発生する磁束の一部が
前記磁束を透過させるための部材により前記発熱ローラ
内部を透過し、残りの磁束が前記発熱ローラ内を貫通す
ることにより前記発熱ローラが発熱する第２の発熱状態
と、を取り得る、 ことを特徴とする像加熱装置。 - 【請求項１６】 磁束を透過させるための部材は、被記
録材に画像を出力する通常動作時には第１の位置にある
ことを特徴とする請求項１４ないし１５の何れかひとつ
に記載の像加熱装置。 - 【請求項１７】 磁束を透過させるための部材は、励磁
手段に通電が開始されたときから、通常動作が可能にな
るまでのウォーミングアップ状態である非通常動作時に
は、第２の位置にあることを特徴とする請求項１４ない
し１５の何れかひとつに記載の像加熱装置。 - 【請求項１８】 磁束を透過させるための部材は、発熱
ローラの温度が発熱ローラのキュリー温度近傍まで上昇
したときに、第２の位置から第１の位置に切り替わるよ
うに制御されることを特徴とする請求項１４ないし１５
の何れかひとつに記載の像加熱装置。 - 【請求項１９】 磁束を透過させるための部材の幅方向
の長さは、発熱ローラの励磁幅とほぼ同等もしくはそれ
以下である請求項１４ないし１５の何れかひとつに記載
の像加熱装置。 - 【請求項２０】 磁束を透過させるための部材は、被記
録材に対応する位置で、前記被記録材の最小幅の外でか
つ、発熱ローラの励磁範囲とほぼ同等もしくはそれ以下
に形成したことを特徴とする請求項１４ないし１５の何
れかひとつに記載の像加熱装置。 - 【請求項２１】 磁束を透過させるための部材は、発熱
ローラの内部に配置された導電性部材であることを特徴
とする請求項１４ないし２０の何れかひとつに記載の像
加熱装置。 - 【請求項２２】 導電性部材は発熱ローラの内部に配置
され、励磁手段は前記発熱ローラの外部に配置される請
求項２１に記載の像加熱装置。 - 【請求項２３】 導電性部材は、発熱ローラ内面からの
距離がほぼ等しい円弧部を有する断面略半円状であり、 第１の位置において、前記円弧部が励磁手段と対向し、
第２の位置において、前記円弧部が前記励磁手段と対向
しないことを特徴とする請求項２１に記載の像加熱装
置。 - 【請求項２４】 ベルトと、 前記ベルトに圧接して前記ベルトの表面側にニップを形
成する加圧手段と、 透磁性を有し前記ベルトを移動可能に懸架する発熱ロー
ラと、 異なる位置を取るように設けられた導電性部材と、 前記ベルトを介して前記発熱ローラを励磁する励磁手段
と、を有し、 被記録材に画像を出力する通常動作時には、前記導電性
部材は、前記励磁手段の磁界の範囲内にある第１の位置
を取り、 前記通常動作が可能な状態になるまでの非通常動作時に
は、前記導電性部材は、前記励磁手段の磁界の範囲外に
ある第２の位置を取る、 ことを特徴とする像加熱装置。 - 【請求項２５】 透磁性を有する発熱ローラと、 前記発熱ローラに圧接してニップを形成する加圧部材
と、 異なる位置を取るように設けられた導電性部材と、 前記発熱ローラを励磁する励磁手段と、を有し、 被記録材に画像を出力する通常動作時には、前記導電性
部材は前記励磁手段の磁界の範囲内にある第１の位置を
取り、 前記通常動作が可能な状態になるまでの非通常動作時に
は、前記導電性部材は、前記励磁手段の磁界の範囲外に
ある第２の位置を取る、 ことを特徴とする像加熱装置。 - 【請求項２６】 ベルトと、 前記ベルトに圧接して前記ベルトの表面側にニップを形
成する加圧手段と、 透磁性を有し前記ベルトを移動可能に懸架する発熱ロー
ラと、 異なる位置を取るように設けられた導電性部材と、 前記ベルトを介して前記発熱ローラを励磁する励磁手段
と、を有し、 前記導電性部材は、前記励磁手段の磁界の範囲内にある
第１の位置と、前記励磁手段の磁界の範囲外にある第２
の位置を取り得るように構成され、 前記発熱ローラの温度が前記発熱ローラのキュリー温度
近傍まで上昇したときに、前記導電性部材が前記第２の
位置から第１の位置に切り替わるように制御される、 ことを特徴とする像加熱装置。 - 【請求項２７】 透磁性を有する発熱ローラと、 前記発熱ローラに圧接してニップを形成する加圧部材
と、 異なる位置を取るように設けられた導電性部材と、 前記発熱ローラを励磁する励磁手段と、を有し、 前記導電性部材は、前記励磁手段の磁界の範囲内にある
第１の位置と、前記励磁手段の磁界の範囲外にある第２
の位置を取り得るように構成され、 発熱ローラの温度が発熱ローラのキュリー温度近傍まで
上昇したときに、前記導電性部材は、前記第２の位置か
ら第１の位置に切り替わるように制御される、 ことを特徴とする像加熱装置。 - 【請求項２８】 導電性部材は、発熱ローラの温度が発
熱ローラのキュリー温度近傍まで上昇したときに、第２
の位置から第１の位置に切り替わるように制御されるこ
とを特徴とする請求項２４ないし２５の何れかひとつに
記載の像加熱装置。 - 【請求項２９】 導電性部材は、被記録材に画像を出力
する通常動作時には第１の位置にあることを特徴とする
請求項２６ないし２７の何れかひとつに記載の像加熱装
置。 - 【請求項３０】 導電性部材は、励磁手段に通電が開始
されたときから、通常動作が可能になるまでのウォーミ
ングアップ状態である非通常動作時には、第２の位置に
あることを特徴とする請求項２６ないし２７の何れかひ
とつに記載の像加熱装置。 - 【請求項３１】 導電性部材は前記発熱ローラの内部に
配置され、励磁手段は発熱ローラの外部に配置される請
求項２４ないし２９の何れかひとつに記載の像加熱装
置。 - 【請求項３２】 導電性部材は、発熱ローラ内面からの
距離がほぼ等しい円弧部を有する断面略半円状であり、 第１の位置において、前記円弧部が励磁手段と対向し、
第２の位置において、前記円弧部が前記励磁手段と対向
しないことを特徴とする請求項２４ないし２７の何れか
ひとつに記載の像加熱装置。 - 【請求項３３】 導電性部材の幅方向の長さは、発熱ロ
ーラの励磁幅とほぼ同等もしくはそれ以下である請求項
２４ないし２７の何れかひとつに記載の像加熱装置。 - 【請求項３４】 導電性部材は、被記録材に対応する位
置で、前記被記録材の最小幅の外でかつ、発熱ローラの
励磁範囲とほぼ同等もしくはそれ以下に形成したことを
特徴とする請求項２４ないし２７の何れかひとつに記載
の像加熱装置。 - 【請求項３５】 被記録材に未定着画像を形成担持させ
る画像形成手段と、未定着画像を被記録材に熱定着させ
る熱定着装置とを有する画像形成装置であって、熱定着
装置が請求項１ないし３４の何れかひとつに記載の像加
熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
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