(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上の画像をニップ部にて加熱する定着回転体と、前記定着回転体の外部に設けられ前記定着回転体を電磁誘導加熱する励磁コイル及び磁性体コアを備えた誘導加熱手段と、を有する定着装置において、
前記励磁コイル及び前記磁性体コアを保持する非磁性のホルダと、このホルダ背面に設けられた複数の放熱リブと、を有し、この複数の放熱リブを下方へ延長させて記録材をニップ部に向けて導くように構成したことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ホルダは前記励磁コイル及び前記磁性体コアの背面近傍に冷却ファンによる空気流路を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプリンタやファクシミリ・複写機・印刷機などの画像形成装置に適用される、記録材に画像を熱により定着する装置、または、記録材に画像形成を行った後に熱を加える後処理を行う装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、複写機・プリンタ・ファクシミリ等の画像形成装置において、電子写真方式、静電記録方式、磁気記録方式等の適宜の作像プロセス機構により記録材（転写材・感光紙・静電記録紙・印刷紙等の紙葉体）に転写方式（間接方式または直接方式）で目的の画像情報に対応させて形成担持させた未定着トナー像を定着する装置が広く使われている。
【０００３】
また、インクジェット方式などの染料や顔料を含む液体により記録材に直接画像形成をおこなう装置や印刷装置において、インクを乾燥させるため定着加熱装置を有するものがある。
【０００４】
このような装置の記録材（以下シート材と記す）の定着装置として、シート材と静電的にシート材に担持された樹脂、磁性体、着色料等からなるトナー又はインクを、互いに圧接・回転している加熱手段（ローラ、エンドレスベルト体など）と加圧手段（ローラ、エンドレスベルト体など）の圧接部（ニップ部）で挟持搬送しながら熱と圧力を加えることなどで、溶融定着または乾燥せしめる装置が使われている。
【０００５】
このような定着装置において、加熱するための手段として励磁コイルによる磁束で定着ローラ内面に設けた導電層に渦電流を発生させジュール熱により発熱させる方法が提案されている。
【０００６】
この方法は、熱発生源をトナーのごく近くに置くことができるので、従来のハロゲンランプを用いた熱ローラ方式に比して、定着装置起動時に定着ローラ表面の温度が定着に適当な温度になるまでに要する時間が短くできるという特徴がある。
【０００７】
また、熱発生源からトナーへの熱伝達経路が短く単純であるため熱効率が高いという特徴もある。また、励磁コイルを加熱手段の外側に配置することが可能なため、加熱手段であるローラやベルト体の交換性が容易となる利点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【０００９】
外側に励磁コイルを配置すると装置が大型化し配置上の制約が大きくなってしまう。また、励磁コイルを定着ローラ内側に配置すると励磁コイルの昇温が大きくなり、励磁コイルが昇温すると発熱効率が悪くなることがあった。
【００１０】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、定着ローラの外部に誘導加熱手段を備えた電磁誘導加熱方式の定着装置において、省スペース化の実施が可能な、また、磁性体コアや励磁コイルの昇温を抑制することが可能な、定着装置及びこの定着装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、記録材上の画像をニップ部にて加熱する定着回転体と、前記定着回転体の外部に設けられ前記定着回転体を電磁誘導加熱する励磁コイル及び磁性体コアを備えた誘導加熱手段と、を有する定着装置において、
前記励磁コイル及び前記磁性体コアを保持する非磁性のホルダと、このホルダ背面に設けられた複数の放熱リブと、を有し、この複数の放熱リブを下方へ延長させて記録材をニップ部に向けて導くように構成したことを特徴とする。
【００１２】
また、前記ホルダは前記励磁コイル及び前記磁性体コアの背面近傍に冷却ファンによる空気流路を有することも好適である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態である定着装置の断面の模式図である。
【００２１】
画像形成における一連のプロセスは周知であるため省略する。
【００２２】
定着ローラ１は外径４０［ｍｍ］、厚さ０．７［ｍｍ］の鉄製の芯金シリンダに表面の離型性を高めるために例えばＰＴＦＥ１０〜５０［μｍ］や、ＰＦＡ１０〜５０［μｍ］の層を設けている。
【００２３】
また、定着ローラの他の材料として、例えば磁性ステンレスのような磁性材料（磁性金属）といった、比較的透磁率μが高く、適当な抵抗率ρを持つ物を用いてもよい。さらに、非磁性材料でも、金属などの導電性のある材料は材料を薄膜にする事などにより使用可能である。
【００２４】
加圧ローラ２は外径２０［ｍｍ］の鉄製の芯金の外周に厚さ５［ｍｍ］のＳｉゴムの層と定着ローラ１と同様に表面の離型性を高めるために例えばＰＴＦＥ１０〜５０［μｍ］や、ＰＦＡ１０〜５０［μｍ］の層を設けて、外径は４０［ｍｍ］である。
【００２５】
定着ローラ１と加圧ローラ２は回転自在に支持されていて、定着ローラ１は不図示の駆動手段により回転駆動を受けている。加圧ローラ２は定着ローラ１の表面に圧接していて、圧接部（ニップ部）での摩擦力で従動回転する様に配置してある。また、加圧ローラ２は定着ローラ１の回転軸方向にバネなどを用いた図示しない機構によって加圧されている。
【００２６】
加圧ローラ２は約３０［Ｋｇ重］で荷重されており、その場合圧接部の幅（ニップ幅）は約６［ｍｍ］になる。しかし都合によっては荷重を変化させてニップ幅を変えてもよい。
【００２７】
温度センサ３は定着ローラ１の表面に当接するように配置され、温度センサ３の検出信号である電圧をＡ／Ｄ変換し、コントローラ部２０にて励磁コイル８への電力供給を増減させることで、定着ローラ１の表面温度が所定の一定温度になるよう自動制御される。
【００２８】
搬送ガイド４は、未定着のトナー画像５を担持しながら搬送されるシート材６を定着ローラ１と加圧ローラ２とのニップ部へ案内する位置に配置される。
【００２９】
分離爪７は、定着ローラ１の表面に当接して配置され、シート材６がニップ部通過後に定着ローラ１または加圧ローラ２に張り付いてしまった場合、強制的に分離してジャムを防止するためのものである。
【００３０】
励磁コイル８の巻き線は図２に示すように、断面Ｅ型の長尺の磁性体コア９の中央突起部に導線を巻いたような構造である。また、励磁コイル８は高周波コンバータ１０に接続され１００〜２０００［ｋＷ］の高周波電力が供給されるため、細い線を数本リッツにしたものを用いており、巻き線に伝熱した場合を考え、被覆には耐熱性の物を使用した。
【００３１】
磁性体コア９は高透磁率かつ低損失のものを用いる。パーマロイのような合金の場合は、コア内の渦電流損失が、高周波で大きくなるため積層構造にしてもよい。コアは磁気回路の効率を上げるためと磁気遮蔽のために用いている。このコイルとコアの磁気回路部分は、磁気遮蔽が十分にできる手段がある場合は空芯にしてもよい。
【００３２】
この励磁コイル８には高周波コンバータ１０により１０〜１００［ｋＨｚ］の交流電流が印加される。交流電流によって誘導された磁束はＥ型磁性体コア内部を外部に漏れることなく通り、突起部間で初めて磁性体外部に漏れ、定着ローラ１の導電層を貫き渦電流が流れて導電層自体がジュール発熱する。
【００３３】
磁性体コア９は保持手段としてのホルダ１２に固着しており、励磁コイル８とともに１ユニットで構成され、定着器あるいは装置本体の筐体に定着ローラ１との隙間を保ち支持されている。
【００３４】
ホルダ１２はＰＰＳ，ＰＢＴ，ＰＥＴ等非磁性の樹脂材でありホルダ１２自身が電磁誘導により発熱することはない。また、高温部を樹脂材で覆っていることによりシート材６のジャムが生じたときのユーザー処理などで高温部に直接触れるのを防止することなどにも効果がある。
【００３５】
ここで、励磁コイル８は高温になると電流が流れにくくなり、電源効率が悪くなり、それを補うために電力を加えると更にコイルが発熱するという悪循環に陥ることになる。また、磁性体コア９はキュリー温度を越えると透磁率が極端に悪くなり発熱効率が悪化する。
【００３６】
以上により、励磁コイル８及び磁性体コア９の温度をなるべく下げることが望ましい。本実施の形態ではホルダ１２に放熱手段として複数のリブ１２ａを設け、励磁コイル８及び磁性体コア９の熱がホルダ１２を通して外に逃げやすい構造としている。
【００３７】
また、ホルダ１２の下部にも上記のリブが延長されており、シート材６を定着ローラ１に導くガイド部として搬送ガイドの機能を備えるようになっているので、部品点数を削減し省スペースを達成している。
【００３８】
また、例えば、定着ローラ内に貫通しているハロゲンランプをもつ定着ローラを交換する場合ハロゲンランプを外さないとローラ交換が不可能であったが、コイルコアユニットを定着ローラ１の外側に配置したことで、定着ローラ１のみを取り外し可能としているので、交換性が良いことと、電気接点部の着脱が無いため、人的なミスによる電気トラブルの確率を大幅に減少できる。
【００３９】
本実施の形態ではローラを用いた定着装置にて説明を行ったが、定着ローラの変わりにＮｉ電鍮などのベルト体を用いたものでもよい。
【００４０】
また、本実施の形態では、シート材の未定着のトナー像を熱により溶融定着する装置について説明したが、シート材に画像形成を行った後に熱を加える後処理を行う装置でもよい。
【００４１】
（実施の形態２）
図３は本発明の第２の実施の形態の断面図である。第１の実施の形態と同様の部位には同一符号を付し、説明は省略する。
【００４２】
第１の実施の形態同様に、励磁コイル８及び磁性体コア９が、冷却手段として吸入口と空気流路と排出口とを備えるホルダユニット３０に一体に固着されている。
【００４３】
ホルダユニット３０の不図示の画像形成部側にはファン３１が配置され、点線矢印のように、画像形成部側の吸入口から、空気流路としてのダクト部を通過して、排出口へと風を送っている。
【００４４】
よって、ホルダユニット３０の冷却効果をより高めており、また、画像形成部側へ不要な熱が伝わることを防止している。
【００４５】
例えば、電子写真装置では、画像形成手段の定着器にもっとも近いところには通常クリーナが位置しているが、クリーナ部に不要な熱を伝えてしまうとトナーがその影響で固化してしまい装置にダメージを与えてしまうことがある。
【００４６】
また、インクジェット装置ではインクジェットヘッドに熱が伝わってしまうと、インク滴の突出状態が変わり画像に悪影響を及ぼすことがある。本実施の形態ではこのような不具合も防止可能である。
【００４７】
本実施の形態では風をホルダユニット３０に当てることによって冷却を行っているが、液体や粉体を対流させることによって冷却を行っても良い。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、磁性体コアと励磁コイルを保持する非磁性のホルダに複数の放熱リブを設けることにより、磁性体コア及び励磁コイルにて発生した熱を放熱することができるので、昇温を防ぐことができ、さらに、昇温による電力損失を減少させることが可能となる。さらに、この複数の放熱リブを下方へ延長させて記録材をニップ部に向けて導くように構成したことにより、記録材のガイド機能を持たせることができるので、スペースを有効に使うことができるようになり、装置の小型化を実現することが可能となる、また、部品点数を削減できるので、構成が簡易となり、組み立ても簡易になり、生産性が向上する。
【００５０】
さらに、空気流路を有することにより、磁性体コア及び励磁コイルにて発生した熱を、速やかに放熱することができる。
【００５１】
また、放熱リブまたは空気流路により、磁性体コアがキュリー温度を越え、透磁率が悪くなり発熱効率が悪化するといった問題を回避することができ、結果的には、消費電力の増加も回避できることとなる。
【００５２】
また、空気流路を備えたことにより、画像形成部側へ不要な熱が伝わることを防止することができるので、画像形成手段の昇温を防止できる、すなわち信頼性の高い画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態に係る定着装置を表す断面図である。
【図２】図２は本発明の第１の実施の形態に係る定着装置を表す斜視図である。
【図３】図３は本発明の第２の実施の形態に係る定着装置を表す断面図である。
【符号の説明】
１  定着ローラ
２  加圧ローラ
３  温度センサ
４  搬送ガイド
５  トナー画像
６  シート材
７  分離爪
８  励磁コイル
９  磁性体コア
１０  高周波コンバータ
１２  ホルダ（保持手段）
１２ａ  リブ（放熱手段）
２０  コントローラ部
３０  ホルダユニット（保持、冷却手段）
３１  ファン（冷却手段）
【図１】
0003631024.tif 000002
【図２】
0003631024.tif 000003
【図３】
0003631024.tif 000004