(57)【要約】【課題】軽量化を損なうことなく、誘導電流による発熱部の温度ムラを抑制する定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  実施形態の定着装置は、窓部を設けて導電性ワイヤを周回してなるコイルと、前記コイルにより発生される磁束により誘導電流を生じる発熱部と、スリット部及び前記スリット部の延長線上に設けられて前記窓部に挿入される茎部を一体形成してなり、前記窓部の長手方向の中心線を軸対称として交互に配置されて、前記磁束を規制する複数のコアとを備える。【選択図】図３
2014109714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窓部を設けて導電性ワイヤを周回してなるコイルと、
前記コイルにより発生される磁束により誘導電流を生じる発熱部と、
スリット部及び前記スリット部の延長線上に設けられて前記窓部に挿入される茎部を一体形成してなり、前記窓部の長手方向の中心線を軸対称として交互に配置されて、前記磁束を規制する複数のコアとを備える定着装置。
【請求項２】
窓部を設けて導電性ワイヤを周回してなるコイルと、
前記コイルにより発生される磁束により誘導電流を生じる発熱部と、
前記窓部を隔てて、前記窓部の長手方向の中心線を軸対称として交互に配置されて、前記磁束を規制する複数のスリット状のコアとを備える定着装置。
【請求項３】
記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
前記画像を前記記録媒体に定着する請求項１または請求項２に記載の定着装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、複写機、プリンタ或いは複合機などに搭載され、誘導加熱により発熱する発熱部の均熱化を得る定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ（以下ＭＦＰと略称する。）やプリンタなどの画像形成装置では、誘導加熱により発熱する定着装置の軽量化を図るために、スリット状の複数のフェライトコアを間欠して配置する装置がある。フェライトコアを間欠して配置する定着装置では、発熱部の長手方向における発熱ムラの抑制が難しく、長手方向の全長に渡り均等な定着画像を得る、小型化且つ軽量の定着装置の実現を困難とする恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明が解決しようとする課題は、誘導加熱方式の定着装置の小型・軽量化を損なうことがなく、定着装置の長手方向に均等な発熱を得られ、良好な定着画像を形成出来る定着装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するために、実施形態の定着装置は、窓部を設けて導電性ワイヤを周回してなるコイルと、前記コイルにより発生される磁束により誘導電流を生じる発熱部と、スリット部及び前記スリット部の延長線上に設けられて前記窓部に挿入される茎部を一体形成してなり、前記窓部の長手方向の中心線を軸対称として交互に配置されて、前記磁束を規制する複数のコアとを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態のＭＦＰを示す概略構成図。
【図２】第１の実施形態の定着装置示す概略構成図。
【図３】第１の実施形態のＩＨコイル及び片翼コアを示す概略斜視図。
【図４】第１の実施形態のＩＨコイル及び片翼コアを示す概略上面図。
【図５】第１の実施形態のフェライトコアを示す概略斜視図。
【図６】第１の実施形態のＩＨコイル及び片翼コアを側面から見た概略説明図。
【図７】第１の実施形態のＩＨコイルユニットを示す分解斜視図。
【図８】第１の実施形態のＩＨコイルユニットによる定着ベルトの発熱温度分布を示す概略説明図。
【図９】第２の実施形態のＩＨコイル及び片翼コアを示す概略上面図。
【図１０】第２の実施形態のフェライトコアを示す概略斜視図。
【図１１】第２の実施形態のＩＨコイル及び片翼コアを側面から見た概略説明図。
【図１２】第１の変形例のＩＨコイル及び片翼コアを示す概略上面図。
【図１３】第２の変形例のフェライトコアを示す概略斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下実施形態について説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
第１の実施形態の画像形成装置を図１乃至図８を参照して説明する。図１は第１の実施形態の画像形成装置の一例であるＭＦＰ（Multi Function Peripheral）１０を示す概略構成図である。ＭＦＰ１０は、画像形成部であるプリンタ部１１、スキャナ部１２、給紙部１３、排紙部２２を備える。給紙部１３は、給紙ローラ１５ａ、給紙カセット１３ａを備える。給紙カセット１３ａは、記録媒体として未使用のシート及びリユースのシート（画像を消色処理により消去したシート）を給紙可能である。
【０００９】
プリンタ部１１は、矢印ｍ方向に回転する感光体ドラム１４を一様に帯電する帯電器１６、スキャナ部１２からの画像データなどに基づいたレーザ光１７ａを、帯電された感光体ドラム１４に照射して、感光体ドラム１４上に静電潜像を形成するレーザ露光器１７を備える。プリンタ部１１は、感光体ドラム１４上の静電潜像にトナーを供給する現像器１８、感光体ドラム１４上に形成されたトナー像を記録媒体であるシートＰに転写する転写ローラ２０、クリーナ２１を備える。
【００１０】
現像器１８は、トナーと磁性キャリアの混合物である二成分現像剤を用いて感光体ドラム１４上の静電潜像にトナーを供給する。プリンタ部１１は、感光体ドラム１４から排紙部２２に達する間に、定着装置３１を備える。ＭＦＰ１０は、給紙部１３から感光体ドラム１４、定着装置３１を経て排紙部２２にシートＰを搬送する搬送路２７を備える。搬送路２７は、搬送ローラ２８、感光体ドラム１４上のトナー像に同期して感光体ドラム１４及び転写ローラ２０間にシートＰを搬送するレジストローラ対３０及び定着終了後にシートＰを排紙部２２に排出する排紙ローラ３２を備える。
【００１１】
これらの構成によってＭＦＰ１０は、給紙部１３から給紙されたシートＰに、プリンタ部１１によって形成されたトナー画像を転写する。ＭＦＰ１０は、定着装置３１によりトナー画像をシートＰに定着後、プリントを完成したシートＰを排紙部２２に排紙する。画像形成装置はこれに限らない。画像形成装置は、複数のプリンタ部や複数の給紙カセットを備えるものであっても良い。画像形成装置は、例えば、所定の温度で加熱することにより消色可能な消色トナーを用いて画像を形成するものであっても良い。画像形成装置は、消色トナーを用いるプリンタ部と非消色トナーを用いるプリンタ部の複数のプリンタ部を備えても良い。プリンタ部のプリント方式も、電子写真方式に限定されず、インクジェット方式などであっても良い。
【００１２】
定着装置３１は、例えば図２に示すようにエンドレスの発熱部であり導電層４０ａを備える中空の定着ベルト４０、加圧パット４１を用いて定着ベルト４０との間にニップ４２を形成するプレスローラ４４を備える。定着装置３１は定着ベルト４０の外周に磁界発生部である誘導電流発生コイル（以下ＩＨコイルと略称する。）４６と、片翼コア４７を備えるＩＨコイルユニット４８を備える。定着ベルト４０は、例えばニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ステンレスなどからなる導電層４０ａを備え、表面に離型層を備える。発熱部は定着ベルトに限らず、導電層を備えるヒートローラなどであっても良いし、定着ベルトの形状なども限定されない。
【００１３】
定着装置３１は、プレランの間、或いはトナー画像をシートＰに定着する間、定着ベルト４０を矢印ｒ方向に回転し、プレスローラ４４を矢印ｓ方向に回転する。定着ベルト４０を矢印ｒ方向に回転することにより、ＩＨコイルユニット４８との対向位置で発熱する定着ベルト４０を全長に渡り均熱化する。
【００１４】
ＩＨコイル４６は、導電性のコイルを周回してなり、左右の翼４６ｃ、４６ｄの中央に窓部４６ａを形成する。ＩＨコイル４６は、高周波電流の印加により磁束を発生する。片翼コア４７は、定着ベルト４０に対向するＩＨコイル４６の背面を覆って、ＩＨコイル４６が発生する磁束を定着ベルト４０方向に集中させる。片翼コア４７は、ＩＨコイル４６が発生する磁束が背面方向に漏れるのを防止してＩＨコイル４６が定着ベルト４０方向に集中する効率を向上する。ＩＨコイルユニット４８は、ＩＨコイル４６が発生する磁束により、定着ベルト４０の導電層４０ａに誘導電流を発生させて、導電層４０ａを発熱し、定着ベルト４０を加熱する。
【００１５】
片翼コア４７は、コアである例えばスリット状のフェライトコア５０を図３及び図４に示すように交互に配置して形成される。片翼コア４７を構成する複数のフェライトコア５０は同じ形状をしていて、図５に示すように一側に茎部５１を備え、他側にサイド規制部５２を備える。フェライトコア５０は、１つの金型で、茎部５１とサイド規制部５２を一体製造する。フェライトコア５０の茎部はＩＨコイル４６の窓部４６ａに挿入される。複数のフェライトコア５０は、ＩＨコイル４６の背面にて、ＩＨコイル４６の長手方向の中心線である、窓部４６ａの中央線４６ｂを軸として、交互に対称に配置されて、ＩＨコイル４６の背面を覆う。茎部５１は、ＩＨコイル４６の左右の翼４６ｃ、４６ｄの磁束が打ち消しあうのを防止する。
【００１６】
複数のフェライトコア５０の幅サイズα或いは交互に配置するフェライトコア５０の間のピッチサイズβは限定されない。フェライトコア５０の幅サイズαを小さくすれば、交互に配置されるフェライトコア５０の隙間γ＝α＋β×２を狭められて、隙間γから背面にもれる磁束を抑制して、定着ベルト４０の発熱効率を高める。隣り合うフェライトコア５０間のピッチサイズβが小さければ、ピッチムラによる定着ベルト４０の発熱ムラを抑制出来る。
【００１７】
ＩＨコイルユニット４８の組立を図７に示す。ＩＨコイルユニット４８は、ＩＨコイル４６の左右の翼４６ｃ、４６ｄを交互に覆うように、フェライトコア５０を交互に配置してなる片翼コア４７と、ＩＨコイル４６とを一体に、第１のコイルカバー５６と第２のコイルカバー５７で内包する。ＩＨコイル４６、片翼コア４７、第１のコイルカバー５６、第２のコイルカバー５７を、定着ベルト４０との対向面を残して、シールド板金５８で覆う。
【００１８】
第１のコイルカバー５６と第２のコイルカバー５７は、ＰＦ（phenol-formaldehyde）やＬＣＰ（liquid crystal polymer）などの超耐熱部材で形成する。第１のコイルカバー５６と第２のコイルカバー５７は、第１のコイルカバー５６の突起部５６ａと第２のコイルカバー５７のフック５７ａで位置決めして、接着剤や嵌め合いなどで固定する。シールド板金５８は例えばアルミからなり、ＩＨコイル４６の磁束が周囲に漏れるのを防ぐ。
【００１９】
ＩＨコイルユニット４８において、複数のフェライトコア５０は、長手方向の全長に渡り、ＩＨコイル４６の左右の翼４６ｃ、４６ｄを交互に隙間なく覆う。複数のフェライトコア５０がＩＨコイル４６を覆う面積は、ＩＨコイル４６の長手方向の全長に渡り均等になる。片翼コア４７は、ＩＨコイル４６が発生する磁束を、ＩＨコイル４６の長手方向の全長に渡って、ほぼ均等に定着ベルト４０方向に集中する。ＩＨコイル４６からの磁束により、定着ベルト４０は長手方向全長に渡りほぼ均等の誘導電流を発生する。
【００２０】
片翼コア４７を備えるＩＨコイルユニット４８を定着ベルト４０の外周に配置して、定着ベルト４０を回転して発熱温度を測定した。その結果図８に示すように、温度ムラを生じることがなく、定着ベルト４０は回転軸４０ｂ方向の全長に渡りほぼ均一の温度分布を得られた。片翼コア４７を備えるＩＨコイルユニット４８を用いて定着ベルト４０を発熱する定着装置３１により、ＭＦＰ１０は、定着ベルト４０の回転軸４０ｂ方向の全長にわたり、定着ムラのない良好な定着画像を得られた。
【００２１】
第１の実施形態によれば、フェライトコア５０の茎部５１をＩＨコイル４６の窓部４６ａに挿入して、中央線４６ｂを軸としてフェライトコア５０を対称に交互に配置した片翼コア４７で、ＩＨコイル４６の背面を覆う。複数のフェライトコア５０がＩＨコイル４６の背面を覆う面積は、ＩＨコイル４６の長手方向の全長に渡り均等になる。片翼コア４７を用いることにより、ＩＨコイルユニット４８の小型・軽量化を得られる。片翼コア４７を用いることにより、ＩＨコイル４６が発生する磁束を、ＩＨコイル４６の長手方向の全長に渡り、定着ベルト４０方向にほぼ均等に集中する。定着ベルト４０は回転軸４０ｂ方向の全長に渡りほぼ均等の発熱分布を得られ、小型・軽量の定着装置３１において、定着ムラのない良好な定着画像を得られる。フェライトコア５０の茎部５１で、ＩＨコイル４６の左右の翼４６ｃ、４６ｄの磁束が打ち消しあうのを防止して、定着ベルト４０に集中する磁束の増化を得る。
【００２２】
第１の実施形態によれば、片翼コア４７は、形成が容易な１種類のフェライトコア５０を用いるのみであることから、片翼コア４７の製造コストを抑えられる。
【００２３】
（第２の実施形態）
第２の実施形態の画像形成装置を図９乃至図１１を参照して説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態において、茎部のないフェライトコアを交互に配置して片翼コアを形成するものである。第２の実施形態にあって、前述の第１の実施形態で説明した構成と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２４】
図９に示すように、第２の実施形態のＩＨコイルユニット６０は、ＩＨコイル４６の背面を片翼コア６１で覆って、ＩＨコイル４６が発生する磁束を定着ベルト４０方向に集中させる。片翼コア６１は、サイド規制部６３と平坦部６４を備えるスリット状のフェライトコア６２を交互に配置して形成される。スリット状のフェライトコア６２は、１つの金型で、サイド規制部６３と平坦部６４を一体製造する。
【００２５】
片翼コア６１は、フェライトコア６２の平坦部６４がＩＨコイル４６の窓部４６ａに来るようにして、窓部４６ａの中央線４６ｂを軸として、フェライトコア６２を交互に対称に配置する。ＩＨコイルユニット６０は、複数のフェライトコア６２で、長手方向の全長に渡り、ＩＨコイル４６の左右の翼４６ｃ、４６ｄを交互に隙間なく覆う。複数のフェライトコア６２がＩＨコイル４６を覆う面積は、ＩＨコイル４６を長手方向の全長に渡り均等になる。片翼コア６１は、ＩＨコイル４６が発生する磁束を、ＩＨコイル４６の長手方向の全長に渡って、ほぼ均等に定着ベルト４０方向に集中する。ＩＨコイル４６からの磁束により、定着ベルト４０は長手方向全長に渡りほぼ均等の誘導電流を発生する。
【００２６】
片翼コア６１を備えるＩＨコイルユニット６０を定着ベルト４０の外周に配置して、定着ベルト４０を回転して発熱温度を測定したところ第１の実施形態と同様、定着ベルト４０の回転軸４０ｂ方向の全長に渡りほぼ均一の温度分布を得られた。
【００２７】
第２の実施形態によれば、フェライトコア６２の平坦部６４をＩＨコイル４６の窓部４６ａに対向して、ＩＨコイル４６の中央線４６ｂを軸としてフェライトコア６２を対称に交互に配置した片翼コア６１で、ＩＨコイル４６の背面を覆う。軽量化を図る片翼コア６１がＩＨコイル４６の背面を覆う面積は、ＩＨコイル４６の長手方向の全長に渡り均等であることから、片翼コア４７は、ＩＨコイル４６が発生する磁束を、ＩＨコイル４６の長手方向の全長に渡り、定着ベルト４０方向にほぼ均等に集中する。第１の実施形態と同様、定着ベルト４０は回転軸４０ｂ方向の全長に渡りほぼ均等の発熱分布を得られ、小型・軽量の定着装置３１において、定着ムラのない良好な定着画像を得られる。第１の実施形態と同様、形成が容易な１種類のフェライトコア６２を用いるのみであることから、片翼コア６１の製造コストを抑えられる。
【００２８】
以上説明した少なくとも１つの実施形態の複数のコアの形状は限定されない。複数のコアは、ＩＨコイルを覆う面積がＩＨコイルの長手方向の全長に渡り均等になれば良い。複数のコアを、例えば図１２の第１の変形例のＩＨコイルユニット７０に示すようなスリット状のフェライトコア７２としても良い。ＩＨコイル４６の左右の翼４６ｃ、４６ｄのみを覆うフェライトコア７２により、片翼コア７１を構成しても良い。複数のフェライトコア７２は、ＩＨコイル４６の窓部４６ａを隔てて配置される。
【００２９】
第1の変形例では複数のフェライトコア７２がＩＨコイル４６の左右の翼４６ｃ、４６ｄを覆う面積は、ＩＨコイル４６の全長に渡り均等になる。複数のフェライトコア７２により集中されるＩＨコイル４６からの磁束は、定着ベルト４０の回転方向の全長に渡りほぼ均等になり、定着ベルト４０は回転軸方向の全長に渡りほぼ均等の発熱分布を得られる。小型・軽量の定着装置３１において、定着ムラのない良好な定着画像を得られる。また、形成が容易な１種類のフェライトコア７２を用いるのみであることから、片翼コア７１の製造コストを抑えられる。
【００３０】
又第２の変形例として、第１の実施形態にて片翼コア４７を形成する複数のコアを、図１３に示すフェライトコア５３としても良い。フェライトコア５３は、スリット部５３ａと茎部５３ｂとを別々に製造してなる。スリット部５３ａをＩＨコイル４６の左右の翼４６ｃ、４６ｄにそれぞれ交互に配置して、茎部５３ｂを、スリット部５３ａの延長上で、ＩＨコイル４６の窓部４６ａに挿入配置することにより、定着ベルト４０の発熱分布を、回転軸４０ｂ方向の全長に渡りほぼ均等に出来、軽量の定着装置３１において定着ムラのない良好な定着画像を得る。
【００３１】
交互に配置してＩＨコイルの磁束を発熱部に集中する複数のコアは、ＩＨコイルを発熱部の外周に配置する場合に特に効果を有する。しかしながら、複数のコアは、発熱部の外周に配置されるＩＨコイルに用いるのみではなく、発熱部の内部に配置されるＩＨコイルの磁束を集中するために用いても良い。
【００３２】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、複数のコアをＩＨコイルの中心線を軸対称として交互に配置してＩＨコイルの磁束を発熱部に集中することにより、定着装置の軽量化を得ると共に、発熱部の回転軸方向の全長に渡り、均等な発熱分布を得る。軽量の定着装置により、定着ムラのない良好な定着画像を得られる。
【００３３】
この発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが出来る。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１０…ＭＦＰ
１１…プリンタ部
３１…定着装置
４０…定着ベルト
４６…ＩＨコイル
４６ａ…窓部
４７…片翼コア
４８…ＩＨコイルユニット
５０…フェライトコア
５１…茎部
【図１】
2014109714.tif 000003
【図２】
2014109714.tif 000004
【図３】
2014109714.tif 000005
【図４】
2014109714.tif 000006
【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】
2014109714.tif 000012
【図１１】
2014109714.tif 000013
【図１２】
2014109714.tif 000014
【図１３】
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