(57)【要約】【課題】  ＩＨ方式のヒートローラにおいて、前記ヒートローラの内部に具備された、電磁誘導コイル等を含む加熱手段の過度な温度上昇や、通紙部と非通紙部の温度差を軽減するため、低コスト、省スペース、省エネルギーを満足する温度均一化手段を備えた、ヒートローラ、及びこれを備えた定着装置を提供する。【解決手段】  内部に加熱手段を具備したヒートローラの内部に気流発生手段を具備させ、前記ヒートローラの両端には前記気流を反射させる気流反射手段を具備させて、前記ヒートローラ内部の空気を循環させることにより該ヒートローラの温度を均一化させる。【選択図】  図３
2007047675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状を成した導電層を有する回転体の内部に、電磁誘導加熱方式の加熱手段を具備し、前記回転体の内周面に空気の流れを生じさせる気流発生手段を有し、前記回転体の開口両端部に前記気流を受け止めて反射せしめる、気流反射手段を有し、前記回転体の内周部分において前記気流を循環させることを特徴とするヒートローラ。
【請求項２】
請求項１に記載のヒートローラにおいて、前記気流発生手段はフィンで構成されていることを特徴とするヒートローラ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のヒートローラにおいて、前記気流発生手段によって発生する循環気流が、１つの循環経路で構成されることを特徴とするヒートローラ。
【請求項４】
請求項３に記載のヒートローラにおいて、前記の気流が、該ヒートローラの内周面近傍においては、該ヒートローラの一端から他端に向けて流れ、該ヒートローラの回転中心近傍においては前記の流れとは反対方向に流れるように、前記気流発生手段が構成されてなることを特徴とするヒートローラ。
【請求項５】
請求項１または２に記載のヒートローラにおいて、前記気流発生手段によって発生する循環気流が、少なくとも２循環経路で構成され、夫々隣り合う経路は循環方向が逆であることを特徴とするヒートローラ。
【請求項６】
請求項５に記載のヒートローラにおいて、前記の気流が、該ヒートローラの回転軸方向の何れかの地点における、前記該ヒートローラの内周面近傍、若しくはヒートローラの回転中心近傍にて衝突し、前記地点を境に気流が互いに反対方向に流れるように、前記気流発生手段が構成されてなることを特徴とするヒートローラ。
【請求項７】
請求項１、４、５、６の何れか１項に記載のヒートローラにおいて、前記気流発生手段は該ヒートローラの内周面に設けられた溝で構成されたことを特徴とするヒートローラ。
【請求項８】
請求項１、３、４、５、６の何れか１項に記載のヒートローラにおいて、前記気流発生手段は該ヒートローラの内周面を、少なくとも２箇所以上隆起させて構成されたことを特徴とするヒートローラ。
【請求項９】
請求項１乃至８のうち、何れか１項に記載のヒートローラにおいて、前記気流反射手段の少なくとも一部、若しくは該気流反射手段全体が、該ヒートローラの内周面と外部との空気のやり取りを、制限／許容  自在に選択可能とする、通気部開閉手段を有することを特徴とするヒートローラ。
【請求項１０】
誘導加熱方式の定着装置において、該定着装置の定着ローラが、前記請求項１乃至９のうち、何れか１項に記載のヒートローラであることを特徴とする定着装置。
【請求項１１】
誘導加熱方式の定着装置において、該定着装置の定着ローラが、前記請求項９に記載のヒートローラによって構成され、前記通気部開閉手段がバイメタルによって駆動されることを特徴とする定着装置。
【請求項１２】
誘導加熱方式の定着装置において、該定着装置の定着ローラが、前記請求項９に記載のヒートローラによって構成され、前記通気部開閉手段が駆動手段によって駆動されることを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁誘導加熱（磁気誘導加熱）方式の加熱手段を備えた、ヒートローラ、及びこれを備えた定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式によって画像を形成するプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置には、紙等の被記録材に形成された未定着トナー像を加熱・加圧することによって、前記トナー像を定着させるための定着装置が搭載されている。前記定着装置には、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式などがある。
【０００３】
このうち、電磁誘導加熱方式の定着装置では、中空を成す定着ローラの内周に配設された磁場発生手段によって生じた磁束により、定着ローラに電流を誘導させて、ジュール熱によって該定着ローラを直接発熱させている。
【０００４】
ここで、前記トナー像を定着させるための温度まで定着ローラ表面を加熱させると、前記定着ローラからの輻射熱によって、加熱する必要のない前記磁場発生手段までもが加熱されてしまい、安全規格を満たさないことや、場合によっては前記磁場発生手段の焼損に繋がってしまう等の問題があった。
【０００５】
このため、冷却ファン等の冷却手段を用いるか、あるいは該定着ローラの内周にフィン等を具備させ、外気を取り入れることにより前記磁場発生手段が過度に熱せられることを抑える提案が開示されている（例えば、特許文献１、及び特許文献２）。
【０００６】
あるいは、前記定着ローラの内周に、ヒートパイプを用いることにより、該定着ローラの内周の熱を、該定着ローラの外部に放出する提案が開示されている（例えば、特許文献３）。
【特許文献１】特開2000−56608号公報    （第５頁、図１）
【特許文献２】特開平10−254279号公報    （第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の方法を用いた場合、以下のような問題点がある。（１）前記冷却ファン等を設けた場合、高コストとなるという問題を抱えている。（２）ヒートパイプを用いた場合、高コストとなるだけでなく、該ヒートパイプが前記定着ローラの内周に収められるようにするために、該定着ローラの大径化が必要となる。従って、前記のようにヒートパイプを用いた場合、定着装置の大型化する。
【０００８】
また、該（１）や（２）に加え、前記定着ローラ内周にフィン等を具備させた場合等、いずれにおいても、前記定着ローラの外部へと熱を放出させているため、電磁誘導加熱手段による発熱効率が低下するとともに、空気の流れが一方向であるため、定着ローラ長手方向に対して温度勾配、即ち不均一さをもってしまう。
【０００９】
上記の問題以外にも、以下のような問題点がある。
【００１０】
前記定着ローラの両端部は外気と触れているために放熱する特性を有していることや、定着装置に紙等の被記録材を通過させた場合に、該定着ローラと被記録材が接する部分と接しない部分とが存在することから、該定着ローラの軸方向において、温度の分布が不均一になってしまうことがある。
【００１１】
多くの場合、未定着トナー像を定着させるのに必要となる、前記定着ローラの温度を検出するための検出手段は１つであるため、検出点とそれ以外の箇所での温度が異なることがある。それにより、必要以上に加熱される箇所や、逆に加熱が不十分である箇所が生じて、ホットオフセット（Ｈｏｔ  Ｏｆｆｓｅｔ）や定着性の低下などによる画像不良が発生してしまう問題点を抱えている。
【００１２】
本発明は以上の実情を鑑みてなされたもので、高コスト化、エネルギー効率の低下、温度分布の不均一によって発生する画像不良の発生などの課題を克服し、電磁誘導加熱手段が不必要に温度上昇させられるのを防ぐ手段を有する定着装置の提案を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、下記の構成を有することを特徴とするヒートローラ、およびこれを備えた定着装置である。
【００１４】
（１）本発明に係るヒートローラは、円筒形状を成した導電層を有する回転体からなり、該回転体の内部に電磁誘導加熱方式の加熱手段を具備しており、前記回転体の内周面に空気の流れを生じさせる気流発生手段を有し、前記回転体の開口両端部に前記気流を受け止めて反射せしめる、気流反射手段を有し、前記回転体の内周部分において前記気流を循環させることを特徴とする。
【００１５】
（２）前記（１）に記載のヒートローラは、前記気流発生手段はフィンで構成されていることを特徴とする。
【００１６】
（３）前記（１）または（２）に記載のヒートローラは、前記気流発生手段によって発生する１つの循環系が、１つの経路で構成されることを特徴とする。
【００１７】
（４）前記（３）に記載のヒートローラは、前記の気流が、該ヒートローラの内周面近傍においては、該ヒートローラの一端から他端に向けて流れ、該ヒートローラの回転中心近傍においては前記の流れとは反対方向に流れるように、前記気流発生手段が構成されてなることを特徴とする。
【００１８】
（５）前記（１）または（２）に記載のヒートローラは、前記気流発生手段によって発生する循環系が、少なくとも２経路で構成され、夫々隣り合う経路は循環方向が逆であることを特徴とする。
【００１９】
（６）前記（５）に記載のヒートローラは、前記の気流が、該ヒートローラの回転軸方向の何れかの地点における、前記該ヒートローラの内周面近傍、若しくはヒートローラの回転中心近傍にて衝突し、前記地点を境に気流が互いに反対方向に流れるように、前記気流発生手段が構成されてなることを特徴とする。
【００２０】
（７）前記（１）、（４）、（５）、（６）のうち何れかに記載のヒートローラにおいて、前記気流発生手段は該ヒートローラの内周面に設けられた溝で構成されたことを特徴とする。
【００２１】
（８）前記（１）、（３）、（４）、（５）、（６）の何れかに記載のヒートローラにおいて、前記気流発生手段は該ヒートローラの内周面を、少なくとも２箇所以上隆起させて構成されたことを特徴とするヒートローラ。
【００２２】
（９）前記（１）乃至（８）のうち、何れかに記載のヒートローラは、前記気流反射手段の少なくとも一部、若しくは該気流反射手段全体が、該ヒートローラの内周面と外部との空気のやり取りを、制限／許容  自在に選択可能とする、通気部開閉手段を有することを特徴とする。
【００２３】
（１０）本発明における誘導加熱方式の定着装置は、該定着装置の定着ローラが、前記（１）乃至（９）のうちの何れかに記載のヒートローラであることを特徴とする。
【００２４】
（１１）本発明における誘導加熱方式の定着装置は、該定着装置の定着ローラが、前記（９）に記載のヒートローラによって構成され、前記通気部開閉手段がバイメタルによって駆動されることを特徴とする。
【００２５】
（１２）本発明における誘導加熱方式の定着装置は、該定着装置の定着ローラが、前記（９）に記載のヒートローラによって構成され、前記通気部開閉手段が駆動手段によって駆動されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明は円筒形状を成すヒートローラの内部に電磁誘導加熱方式の加熱手段を具備してなるヒートローラ、及びこれを備えた定着装置において、ヒートローラの内周面に空気の流れを発生させる気流発生手段を備え、前記ヒートローラの両端部に気流を受け止め、反射する気流反射手段を備え、ヒートローラ内周部分において気流を循環させることにより、以下の効果がある。
【００２７】
ヒートローラが回転すると、その内周面に配設された空気攪拌フィン若しくは空気攪拌溝と、空気反射板の作用によって、ヒートローラ内周部分の空気が循環する。これにより、ヒートローラの温度分布を均一化することができ、通紙部と非通紙部との温度差によって生じる非通紙部の過度な温度上昇を防ぐ事ができる。
【００２８】
また、従来の技術ではヒートローラ内部の熱をそのまま外部に捨てていたのに対し、本発明では前記ヒートローラ内部の熱を均一化させるため、省エネルギー化を図ることができる。更に、前記空気を循環させる空気攪拌フィンをヒートローラ内部に配設することによって、従来技術のように冷却ファンやヒートパイプ等を用いる必要がない。従って、低コスト・装置の小型化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（実施例１）
[定着装置の構成]
図１は、本発明における第１の実施形態である定着装置１００の主断面図であり、該装置１００によって挟持搬送される被記録材Ｓの搬送方向に沿った断面である。
【００３０】
また、図２は、前記定着ローラ１０において、その回転軸方向に沿った断面図である。
【００３１】
定着装置１００は、定着ローラ１０と該定着ローラ１０に圧接して定着ニップ部を形成する加圧ローラ４０、加熱手段である磁場発生手段１３、前記定着ローラ１０及び加圧ローラ４０を回動自在に担持する軸受材６１ａ・６１ｂ・６１ｃ・６１ｄ、前記加圧ローラ４０を付勢して前記定着ローラ１０に圧接するための加圧バネ６２、及び不図示のフレーム等で構成される。
【００３２】
[定着ローラの構成]
前記定着ローラ１０は、中空円筒形を成したＦｅやステンレス等の芯金材１１と、その外周に被覆された離型層１２により構成されている。該芯金材１１の一端には、不図示の駆動手段から動力を受け、該定着ローラ１０を回動させるための歯車１９が配設されている。
【００３３】
前記定着ローラ１０の円筒中空部には、該定着ローラ１０を加熱する手段である、前記磁場発生手段１３が配設される。
【００３４】
前記磁場発生手段１３は磁性コア１４及び励磁コイル１５からなる。前記磁性コア１４は、高透磁率の部材であり、フェライトやパーマロイ等といったトランスのコアに用いられる材料や、フェライトを用いるのが良い。
【００３５】
励磁コイル１５は、不図示の励磁回路から供給される交番電流（高周波電流）によって交番磁束を発生する。
【００３６】
前記磁性コア１４及び励磁コイル１５は、その断面が略半円弧状樋型のホルダ１６によって格納されている。
【００３７】
前記定着ローラ１０の内周には、少なくとも１箇所からなる空気攪拌用フィン１７が、一方の開口端から所定の位置に設けている。
【００３８】
前記空気攪拌フィン１７は、前記定着ローラ１０の回動軸方向に沿って、気流を発生させ得る形状、例えば略螺旋状等、前記回動軸方向に対して捩れを有する形状で構成している。
【００３９】
前記定着ローラ１０における２箇所の開口部、即ち両端には空気反射板１８（１８ａ・１８ｂ）が備えられている。なお、該空気反射板１８は、定着ローラ１０の円筒内部の空気が到達する面が平面であっても良いが、該定着ローラ１０の内部で空気対流が発生しやすいような形状、例えば図２のように略錘形状を成していても良い。前記空気反射板１８は、内部の空気を密閉するか、若しくは前記定着ローラ１０との間に僅かに隙間を設けるようにして、配設されている。
【００４０】
[定着ローラの動作]
図３は、定着ローラ１０が回転したとき、該定着ローラ１０の円筒中空部における空気対流の様子を示した模式図である。
【００４１】
該定着装置１００において定着動作を行う際には、以下の動作が行われる。
【００４２】
定着ローラ１０の円筒中空部に配設された前記磁場発生手段１３に備えられた励磁コイル１５に対し、不図示の励磁回路から交番電流が供給される。該励磁コイル１５は供給された交番電流によって交番磁束を発生させる。定着ローラ１０の芯金材１１は、発生した交番磁束によって発熱し、未定着トナー像の定着時に必要な温度まで加熱される。ここで、前記の温度は不図示の温度検出手段、例えば前記定着ローラ１０の外周に接触、あるいは非接触な状態で近接するサーミスタによって温度を検出し、前記定着ローラ１０の温度を管理している。
【００４３】
定着ローラ１０は、前記歯車１９にて、不図示の駆動手段からの動力を受けて回転する。このとき、前記定着ローラ１０の回転に伴い、前記空気攪拌フィン１７も回転しているため、該定着ローラ１０の円筒中空部において、定着ローラ１０のローラ内周近傍では、図３において左から右への空気流Ｃ１１が発生する。
【００４４】
また、前記空気流Ｃ１１は前記空気攪拌ファン１７の回転に準じて、前記回転方向の回転を伴った渦を形成する。
【００４５】
一方、図３において定着ローラ１０の右端では、空気流Ｃ１１は次々と前記空気反射板１８ｂに衝突する。ここで空気流Ｃ１１は前記回転を伴っているため、衝突した空気流は、次々と定着ローラ１０の中心へと集まり、空気流Ｃ１２が発生する。
【００４６】
前記空気反射板１８ｂの略円形の中心近辺に集まった空気は、圧力が高まるのを緩和すべく、右から左への空気流Ｃ１３が発生する。
【００４７】
図３において定着ローラ１０の左端では、空気流Ｃ１３は次々と前記空気反射板１８ａに衝突する。ここで前記空気反射板１８ａ近傍の空気は、前記空気攪拌フィン１７ａの回転によって左から右へと次々に送られることで圧力が低くなるのを緩和すべく、衝突した空気流は、次々と定着ローラ１０の内周近傍へと拡がり、空気流Ｃ１４が発生する。
【００４８】
以上のように空気流Ｃ１１・Ｃ１２・Ｃ１３・Ｃ１４によって定着ローラ１０の円筒中空部に空気対流が発生する。
【００４９】
前記空気対流により、定着ローラ１０の円筒中空部の雰囲気温度が均一化されることで、定着ローラ１０の外周において生じる、回転軸方向の温度分布が不均一である状態や、前記磁場発生手段１３が過度に加熱されることを緩和することができる。
【００５０】
また、外気を用いて冷却していないので、電磁誘導加熱手段による発熱効率を損なうことなく磁場発生手段１３が過度に加熱されることを緩和することができる。
【００５１】
ここで、図１においてホルダ１６の形状は略半円弧状樋型だけでなく、円柱状など、他の形状であっても構わない。
【００５２】
なお、図２では一例として、前記空気攪拌用フィン１７を２箇所（１７ａ・１７ｂ）を設けているが、これを１箇所または３箇所以上設けても構わない。即ち、図２は空気攪拌用フィン１７を２箇所に限定するものではない。
【００５３】
（実施例２）
図４は本発明の第２の実施形態である定着装置１１０の主断面図であり、該装置１１０によって挟持搬送される被記録材Ｓの搬送方向に沿った断面である。
【００５４】
また、図５は、前記定着ローラ２０において、その回転軸方向に沿った断面図である。
【００５５】
なお実施例１と同一の箇所については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
[定着ローラの構成]
前記定着ローラ２０の芯金材２１の内周には、少なくとも２箇所からなる空気攪拌用フィン２７が、夫々の開口端から所定の位置に設けている。
【００５７】
前記空気攪拌フィン２７は、第１の実施例と同様に前記定着ローラ２０の回動軸方向に対して捩れを有する形状で構成している。
【００５８】
なお、本実施形態では、図５において、定着ローラ２０の右側からは左方向へ、また、定着ローラ２０の左側からは右方向へ、それぞれ空気が送られるような構成となっているが、それぞれ逆の方向、即ち図５において、定着ローラ２０の右側からは右方向へ、また、定着ローラ２０の左側からは左方向へ、それぞれ空気が送られるような構成であっても構わない。
【００５９】
前記定着ローラ１０の両端には、第１の実施例と同様に空気反射板１８（１８ａ・１８ｂ）が備えられている。
【００６０】
[定着ローラの動作]
図６は、定着ローラ２０が回転したとき、該定着ローラ２０の円筒中空部における空気対流の様子を示した模式図である。
【００６１】
該定着装置１１０において定着動作を行う際には、第１の実施例と同様に、定着ローラ２０の円筒中空部に配設された前記磁場発生手段１３に備えられた励磁コイル１５に対し、不図示の励磁回路から交番電流が供給されることで、定着ローラ２０の芯金材２１は発熱し、未定着トナー像の定着時に必要な温度まで加熱され、不図示の前記サーミスタ等によって定着ローラ１０の表面温度を管理している。
【００６２】
定着ローラ２０は、前記歯車１９にて、不図示の駆動手段からの動力を受けて回転する。このとき、前記定着ローラ２０の回転に伴い、前記空気攪拌フィン２７ａも回転しているため、図６の該定着ローラ２０の円筒中空部左側において、定着ローラ２０のローラ内周近傍では、左から中央への空気流Ｃ２１が発生する。
【００６３】
また、前記空気流Ｃ２１は前記空気攪拌フィン２７の回転に準じて、前記回転方向の回転を伴った渦を形成する。
【００６４】
一方、図６において定着ローラ２０の円筒中空部右側では、前記定着ローラ２０の回転に伴い、前記空気攪拌フィン２７ｂも回転しているため、図６の該定着ローラ２０の円筒中空部右側において、定着ローラ２０のローラ内周近傍では、右から中央への空気流Ｃ２２が発生する。空気流Ｃ２１とＣ２２は、ローラ中央部にて次々と衝突する。ここで空気流Ｃ２１及びＣ２２は前記回転を伴っているため、衝突した空気流は、次々と定着ローラ２０の中心へと集まり、Ｃ２１及びＣ２２と対流した空気流Ｃ２３及びＣ２４が発生する。
【００６５】
空気流Ｃ２３及びＣ２４は、夫々前記空気反射板２８ａ・２８ｂに衝突した後、再び空気流Ｃ２１及びＣ２２となり、循環する。
【００６６】
前記発生した空気流Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ２３、Ｃ２４によって定着ローラ２０の円筒中空部の雰囲気温度が均一化されることで、定着ローラ２０の外周において生じる、回転軸方向の温度分布が不均一である状態や、前記磁場発生手段１３が過度に加熱されることを緩和することができる。
【００６７】
また本実施形の定着ローラ２０では、上記の効果に加え、熱せられた空気が中央に集中して衝突する構成であるため、次のような効果がある。
【００６８】
定着ローラ２０及び加圧ローラ４０の間に被記録材Ｓが挟持搬送されている場合に、被記録材Ｓによって定着ローラ２０の回転軸方向における接触部分（通紙部Ｃ２５）の熱が奪われるため、通常は前記通紙部Ｃ２５とそれ以外の部分（非通紙部Ｃ２６）とで温度差が発生する。このとき、定着ローラ２０の温度を測定する、不図示のサーミスタが前記通紙部Ｃ２５を測定している場合、非通紙部Ｃ２６は所望の温度より高くなり、加熱する必要のない前記磁場発生手段１３までもが加熱されてしまうことがあるが、本実施形のように中央に熱せられた空気が集中して衝突させることにより、前記通紙部Ｃ２５と非通紙部Ｃ２６との温度差を軽減することができ、結果として非通紙部における前記定着ローラ２０の表面や、非通紙部における前記磁場発生手段１３の過度な温度上昇を防ぐことができる。
【００６９】
なお本実施形では、図Ｃ６−ａのように定着ローラ２０の両端部から中央に向けて空気流が発生するような構成となっているが、図Ｃ６−ｂのように定着ローラ２０の中央から各端部に向けて空気流が発生するようにしても構わない。
【００７０】
（実施例３）
図７は、本発明における第３実施形態である定着装置１２０の主断面図であり、該装置１２０によって挟持搬送される被記録材Ｓの搬送方向に沿った断面である。
【００７１】
なお実施例１と同一の箇所については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７２】
[定着ローラの構成]
図８は、前記定着ローラ３０において、その回転軸方向に沿った断面図である。
【００７３】
前記定着ローラ３０の芯金材３１の内周には、少なくとも１箇所からなる空気攪拌溝３７が設けられている。
【００７４】
前記空気攪拌溝３７は、前記定着ローラ３０の回動軸方向に沿って、気流を発生させ得る形状、例えば略螺旋状等、前記回動軸方向に対して捩れを有する形状で構成している。
【００７５】
なお、本実施形態では前記第１の実施例と同様に空気が送られるような構成となっているが、前記第２の実施例のように空気が送られる構成であっても構わない。
【００７６】
前記定着ローラ１０の両端には、実施例１と同様に空気反射板１８（１８ａ・１８ｂ）が備えられている。
【００７７】
[定着ローラの動作]
図９は、定着ローラ３０が回転したとき、該定着ローラ３０の円筒中空部における空気対流の様子を示した模式図である。
【００７８】
該定着装置１２０において定着動作を行う際には、第１の実施例と同様に、定着ローラ３０の円筒中空部に配設された前記磁場発生手段１３に備えられた励磁コイル１５に対し、不図示の励磁回路から交番電流が供給されることで、定着ローラ３０の芯金材３１は発熱し、未定着トナー像の定着時に必要な温度まで加熱され、不図示の前記サーミスタ等によって定着ローラ１０の表面温度を管理している。
【００７９】
定着ローラ３０は、前記歯車１９にて、不図示の駆動手段からの動力を受けて回転する。このとき、前記定着ローラ３０の回転に伴い、前記空気攪拌溝３７も回転しているため、図９の該定着ローラ３０の円筒中空部左側において、定着ローラ３０のローラ内周近傍では、左から右への空気流Ｃ３１が発生する。
【００８０】
また、前記空気流Ｃ３１は前記空気攪拌溝３７の回転に準じて、前記回転方向の回転を伴った渦を形成する。
【００８１】
一方、図９において定着ローラ３０の円筒中空部右側では、空気流Ｃ３１は次々と前記空気反射板１８ｂに衝突する。ここで空気流Ｃ３１は前記回転を伴っているため、衝突した空気流は、次々と定着ローラ３０の中心へと集まり、空気流Ｃ３２が発生する。
【００８２】
前記空気反射板１８ｂの略円形の中心近辺に集まった空気は、圧力が高まるのを緩和すべく、右から左への空気流Ｃ３３が発生する。
【００８３】
図９において定着ローラ３０の左端では、空気流Ｃ３３は次々と前記空気反射板１８ａに衝突する。ここで前記空気反射板１８ａ近傍の空気は、前記空気攪拌溝３７の回転によって左から右へと次々に送られることで圧力が低くなるのを緩和すべく、衝突した空気流は、次々と定着ローラ３０の内周近傍へと拡がり、空気流Ｃ３４が発生する。
【００８４】
前記発生した空気流Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３３、Ｃ３４によって、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
また図１０のように、本実施形の定着ローラ３０の内部に設けられた空気攪拌溝３７を少なくとも２箇所設け、第２の実施例のような空気流が生じるように、溝の捩れ方向を対向させることによって、上記の効果に加えて第２の実施例の効果を得ることができる。
【００８６】
更に、本実施例のように前記芯金材３１に空気攪拌溝３７を形成しているために、第１の実施例及び第２の実施例の定着ローラの直径よりも、前記空気攪拌フィン１７若しくは２７の分だけ定着ローラの直径を小さくすることができるため、定着装置１２０のサイズを小さくすることができる。
【００８７】
（実施例４）
図１１は、本発明における第４の実施形態である定着装置１３０の主断面図であり、該装置１３０によって挟持搬送される被記録材Ｓの搬送方向に沿った断面である。
【００８８】
なお実施例１、２、または３と同一の箇所については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８９】
[定着ローラの構成]
本実施例においては、前記第１若しくは第３実施例のうちの何れか一つの定着ローラ１０、２０あるいは３０を使用し、同一の箇所については同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、ここでは説明のため、第１の実施例の定着ローラ１０を用いることとする。
【００９０】
前記定着ローラ１０の両端には空気反射板４８（４８ａ・４８ｂ）が備えられている。前記空気反射板１８には、定着ローラ１０の内部と外部とのやり取りを可能にする、吸排気弁４９（４９ａ・４９ｂ）が備えられており、不図示のアクチュエータ、例えばソレノイドやカム等を用いたり、バイメタル（黄銅-アンバー）を用いたりすることにより、定着ローラ１０の内部温度に合わせてバルブを開閉可能としている。
【００９１】
[定着ローラの動作]
図１２は、定着ローラ１０が回転したとき、該定着ローラ１０の円筒中空部における空気対流の様子を示した模式図である。
【００９２】
該定着装置１３０において定着動作を行う際には、第１の実施例と同様に、定着ローラ１０の円筒中空部に配設された前記磁場発生手段１３に備えられた励磁コイル１５に対し、不図示の励磁回路から交番電流が供給されることで、定着ローラ１０の芯金材１１は発熱し、未定着トナー像の定着時に必要な温度まで加熱され、前記不図示のサーミスタ等によって定着ローラ１０の表面温度を管理している。
【００９３】
定着ローラ１０の円筒内部では、第１の実施例、若しくは第３の実施例の如く前記空気流Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、若しくはＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３、Ｃ３４が発生し、循環している。
【００９４】
なお、前記定着ローラ１０の回転軸方向における被記録材Ｓの幅が前記定着ローラ１０の幅に比べてかなり小さい場合等、使用環境によっては定着ローラ１０の内部の空気循環では厳しい場合には、前記サーミスタ等により温度を測定し、所定の温度を超えた場合には、前記不図示のアクチュエータを駆動し、前記吸排気弁４９を開放する。若しくは、不図示のバイメタルの設定温度を超えたときに前記バイメタルが変形し、これに連結された吸排気弁４９が開放される。その後、前記定着ローラ１０の円筒内部の温度が所定の温度まで下がったときに、前記不図示のアクチュエータを駆動し、前記吸排気弁４９を閉じる。若しくは、不図示のバイメタルの設定温度を下回ったときに前記バイメタルが変形を解き、これに連結された吸排気弁４９が閉じられる。
【００９５】
上記の動作により、第１の実施例若しくは第３の実施例の効果に加え、従来の技術では常に定着ローラ１０の内部の熱を外部に捨てていたのに対し、本発明では定着ローラ１０の内部の熱を外部に捨てる量は必要最小限とすることで、加熱手段によって得られた熱を、従来よりも効率よく利用することができ、尚且つ効果的に定着ローラ１０の温度を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るヒートローラ、及びこれを搭載した定着装置の主断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るヒートローラの長手方向に沿った断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るヒートローラの内部における、気流の様子を示した図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るヒートローラ、及びこれを搭載した定着装置の主断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るヒートローラの長手方向に沿った断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るヒートローラの内部における、気流の様子を示した図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るヒートローラ、及びこれを搭載した定着装置の主断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るヒートローラの長手方向に沿った断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係るヒートローラの内部における、気流の様子を示した図である。
【図１０】本発明の第３実施形態において、ヒートローラの内部における気流が２経路で構成される場合の、気流の様子を示した図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係るヒートローラ、及びこれを搭載した定着装置の主断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係るヒートローラの長手方向に沿った断面と、ヒートローラ内部における、気流の様子を示した図である。
【符号の説明】
【００９７】
１０、２０、３０  ヒートローラ（定着ローラ）
１１、２１、３１  芯金材
１２  離型層
１３  定着ヒータ
１７、２７  空気攪拌フィン
１８、４８  空気反射板
Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ２３、Ｃ２４、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３３、Ｃ３４、Ｃ４１、Ｃ４２、Ｃ４３、Ｃ４４  ヒートローラ内部の空気流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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