(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な、導電層を有する加熱手段と、該加熱手段を電磁誘導により発熱させる励磁手段とを有し、該加熱手段からの熱により記録材上に形成された画像を加熱する像加熱装置において、
前記励磁手段は、コイルと、該コイルの周囲を覆う非磁性体の樹脂を有しており、前記コイルと前記樹脂は密着固定されており、前記樹脂が前記加熱手段に対して所定の隙間をあけて固定配置されていることを特徴とする像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真プロセス利用のレーザープリンタ、複写機等の画像形成装置において転写材上のトナー像を溶融定着する像加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた画像形成装置は、通常転写材と静電的に該転写材に但持された樹脂、磁性体、着色料等からなるトナーとを、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等）と加圧手段（ローラ、エンドレスベルト体等）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、溶融定着せしめる定着装置を有している。
【０００３】
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。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。また熱発生源からトナーヘ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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例の様な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電磁誘導加熱方式の定着装置は、励磁コイルと定着ローラ内面の導電層の間隔をなるべく狭くしないと効率良く電磁誘導が行えないため、励磁コイルを回転する定着ローラと接触しないなるべく近い位置に安定して配置しなければならないのだが、コイル線の自重・剛性により、常に同じ位置に安定していることが難しかった。
【０００５】
また、定着ローラの内側に励磁コイルを配置すると、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。
【０００６】
そこで本発明は、励磁コイルを非磁性体で覆うことにより、該励磁コイルの位置を安定させ、加熱手段との隙間を小さくして発熱効率を向上させることを可能とした像加熱装置の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の像加熱装置は、上記課題を解決するために下記の構成を特徴とするものである。
【０００８】
〔１〕：回転可能な、導電層を有する加熱手段と、該加熱手段を電磁誘導により発熱させる励磁手段とを有し、該加熱手段からの熱により記録材上に形成された画像を加熱する像加熱装置において、前記励磁手段は、コイルと、該コイルの周囲を覆う非磁性体の樹脂を有しており、前記コイルと前記樹脂は密着固定されており、前記樹脂が前記加熱手段に対して所定の隙間をあけて固定配置されていることを特徴とする像加熱装置。
【００１７】
〈作  用〉
上記の構成によれば、コイルの周囲を覆う非磁性体の樹脂を有しており、コイルと樹脂は密着固定されているので、該コイルを構成する導線の配置が乱れず、コイルの位置が安定し、加熱手段と摺接しないように該加熱手段との間に設ける隙間を小さく設定できるようになり、発熱効率の向上を可能としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
〈第一の実施形態〉
図１は本発明を示す定着装置の概略構成図、図２は該定着装置の長手方向（記録材幅方向）に沿う模式縦断面図、図３は該定着装置の上部筐体と下部筐体の概略斜視図である。なお、画像形成における一連のプロセスは後述する。
【００１９】
図中、１は加熱手段としての定着ローラ、２は該定着ローラ（加熱手段）１と圧接して圧接ニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成する加圧ローラ（加圧部材）である。
【００２０】
該定着ローラ１は、両端部が回転可能に支持され、加圧部材と圧接した際、所要のニップ圧が得られる剛性を有したローラであり、本例では、外径３２ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ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ＰＴＦＥやＰＦＡの層を１０〜５０μｍ設けた構成となっている。また、定着ローラ１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、比較的透磁率が高く、適当な抵抗率を持つものを用いても良い。さらに非磁性材料でも、金属などの導電性のある材料は、材料を薄膜にすることなどにより使用可能である。
【００２１】
加圧ローラ２は、外径２０ｍｍの鉄製の芯金の外周に厚さ５ｍｍのシリコンゴムの層と、定着ローラ１と同様に表面の離型性を高めるため例えばＰＴＦＥやＰＦＡによる１０〜５０μｍの層とを設け、外径約３０ｍｍになっている。
【００２２】
加圧ローラ２は軸受け２ａに回転自在に受止められていて、該軸受け２ａが定着器下部筐体１０ａの側板１０ａ１に設けられた縦溝１０ａ２に落とし込まれて上下動可能となっており、この加圧ローラ２の上方には定着ローラ１が軸受け１ａを介して側板１０ａ１に取付けられている。そして該加圧ローラ２は、バネ等の加圧手段１１により上方向に加圧され、定着ローラ１に対して圧接している。また、定着ローラ１は、片側端部に外嵌されたリング状のギア１ｂを介して不図示の駆動駆動手段により回転駆動を受け、ニップ部Ｎでの摩擦力で加圧ローラ２を従動回転させている。
【００２３】
温度センサー３は定着ローラ１の表面に当接するように配置され、温度センサー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８ａ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に自動制御される。
【００２４】
このような構成よりなる本実施形態の定着装置では、定着ローラ１の回転駆動及び加熱が開始され、該定着ローラ１が、所定の速度で安定して回転すると共に、所定の定着温度に温度調節された状態で、未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｐがニップ部Ｎに導入されて、該ニップ部Ｎの圧接圧と、定着ローラ１からの熱により該トナー像Ｔを記録材Ｐに定着させる。
【００２５】
次に、励磁手段について詳しく説明する。
【００２６】
８は、上記定着ローラ１に磁力を作用させて誘導電流を生じさせ、そのジュール熱により発熱（電磁誘導発熱）させる励磁手段である。該励磁手段８は、励磁コイル８ａと、該励磁コイル８ａを覆う非磁性体の樹脂８ｂとを有してなり、本例では更に励磁コア６を有している。
【００２７】
該励磁コイル８ａには高周波コンバータ１０が接続され１００〜２０００ｋＷ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、そのリッツ線を図４のように巻いた状態で保持し、樹脂で覆うように一体成形する。
【００２８】
該樹脂の種類としては、ＰＰＳ、ＰＢＴ，ＰＥＴ、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等を用いている。励磁コイル８ａと一体成形された励磁コイルユニット８の斜視図を図５に、断面図を図６に示す。またコイルユニット８の樹脂部８ｂは磁性体コア６（６ａ、６ｂ、６ｃ）のホルダーも兼用しており、各々８５、８６、８７の位置に各コア６ａ、６ｂ、６ｃが設置される（図７）。磁性体コア６にはフェライトといった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良い。コア６は磁気回路の効率を上げるためと磁気遮断のために用いている。
【００２９】
コイルユニット８はステー５に取付けられ、該コイルユニット８の樹脂部８ｂと定着ローラ内面との間に所定の隙間ｄを空けるように該ステー５が上部筐体１０ｂの側板１０ｂ１に固定される。該隙間ｄは各部材の寸法及び取付けの公差を考慮して最小の値に設定している。
【００３０】
このように、励磁コイル８ａが非磁性体の樹脂８ｂと一体成形され固定されているので、定着ローラ芯金（導電層）との距離が設定の位置で安定し、効率良く加熱をすることができる。また、励磁コイル８ａ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るが、本実施形態によれば励磁コイル８ａの周囲には空気ではなく非磁性体の樹脂８ｂが密着しているので、放熱効果が高く励磁コイル８ａの昇温を抑制できる。また、磁性体コア６も同様に、キュリー温度を越えると透磁率が急激に悪くなり発熱効率が悪化するが、樹脂部８ｂに保持され、放熱効果が高いため磁性体コア６の昇温を抑制できる。
【００３１】
また、励磁コイルと一体成形されたコイルユニット８は磁性体コア６のホルダーを兼用しているので、装置のコンパクト化が可能となる。そして励磁コイル８ａと磁性体コア６の位置精度が出易くなるため、発熱効率が良くなる。
【００３２】
よって、消費電力を削減する効果を生む。
【００３３】
そして、この非磁性体の樹脂が磁性体コアのホルダーを兼用しているので、装置のコンパクト化によるコストダウンが期待でき、励磁コイルと磁性体コアに位置精度ＵＰに貢献する。
【００３４】
なお、上記の実施形態では、励磁コイル８ａと樹脂部８ｂを一体成形したが、励磁コイル８ａと樹脂部８ｂと励磁コア６を一体成形しても良い。
【００３５】
また、励磁手段８は、一体成形に限らず、図８に示すように支持体８ｃと励磁コイル８ａと励磁コア６等を熱収縮チューブ８ｄで密着させた構成であっても同様の効果が得られる。
【００３６】
更に、上記実施形態では、コイルユニット（励磁手段）８を定着ローラ内側に設けたが図９に示すように定着ローラ外側に間隔ｄを空けて配置しても良い。
【００３７】
〈画像形成装置例〉
図１０は画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は電子写真プロセス利用のレーザービームプリンターである。
【００３８】
２１は第１の像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）であり、矢示の時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動され、その回転過程で一次帯電器２２によりマイナスの所定の暗電位ＶＤ  に一様に帯電処理される。
【００３９】
２３はレーザービームスキャナであり、不図示の画像読取装置・ワードプロセッサ・コンピュータ等のホスト装置から入力される目的の画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して変調されたレーザービームＬを出力し、前記の回転感光ドラム２１の一様帯電処理面を走査露光する。
【００４０】
このレーザービーム走査露光により、回転感光ドラム２１の一様帯電処理面の露光部分は電位絶対値が小さくなって明電位ＶＬ  となり、回転感光ドラム２１面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。
次いでその潜像は現像器２４によりマイナスに帯電した粉体トナーで反転現像（感光ドラム面のレーザー露光明電位ＶＬ  部にトナーが付着）されてトナー画像Ｔとして顕像化される。
【００４１】
一方、不図示の給紙トレイ上から給紙された記録材Ｐは、転写バイアスを印加した転写部材としての転写ローラ２５と感光ドラム２１との圧接ニップ部（転写部）へ感光ドラム２１の回転と同期どりされた適切なタイミングをもって給送され、該記録材Ｐの面に感光ドラム２１面側のトナー画像Ｔが順次に転写されていく。
【００４２】
そして、これらの各要素２１，２２，２３，２４，２５等で構成された像形成手段により未定着トナー画像Ｔが形成された記録材Ｐは、回転感光ドラム２１面から分離され、前記実施形態に示した定着装置（像加熱手段）Ｒに導入されてトナー画像Ｔの定着処理を受け、画像形成物（プリント）として機外へ排紙される。
【００４３】
なお、記録材分離後の回転感光ドラム２１面はクリーニング装置２６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面化されて繰り返して作像に供される。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、コイルの周囲を覆う非磁性体の樹脂を有しており、コイルと樹脂は密着固定されているので、コイルの位置を安定させ、加熱手段との隙間を小さくして発熱効率を向上させることを可能とした像加熱装置及び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】本発明に係る定着装置の概略構成図
【図２】本発明に係る定着装置の模式縦断面図
【図３】本発明に係る定着装置の筐体の説明図
【図４】本発明に係る励磁コイルの説明図
【図５】本発明に係る励磁手段の外観斜視図
【図６】本発明に係る励磁手段の要部断面図
【図７】本発明に係る励磁手段の断面図
【図８】本発明に係る励磁手段の他の構成を示す説明図、（ａ）は熱収縮チューブによる密着固定前、（ｂ）は熱収縮チューブによる密着固定後の状態図
【図９】本発明に係る定着装置の他の構成を示す概略構成図
【図１０】本発明に係る画像形成装置の概略構成図
【符号の説明】
１          定着ローラ（加熱手段）
２          加圧ローラ
３          温度センサー
５          ステー
６          励磁コア
８          コイルユニット（励磁手段）
１０      高周波コンバータ
１０ｂ  上部筐体
１０ａ  下部筐体
１１      加圧手段
２０      コントローラ部
Ｎ          ニップ部
Ｐ          記録材
Ｔ          トナー画像
【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】
0003619095.tif 000008
【図８】
0003619095.tif 000009
【図９】
0003619095.tif 000010
【図１０】
0003619095.tif 000011