(57)【要約】【課題】誘導コイル（励磁コイル）の冷却効率を簡単な構成で低コストに向上させることのできる定着装置ならびに画像形成装置を提供する。【解決手段】誘導加熱ユニット５０は、励磁コイル５１、コイル保持部材５５、アルミカバー５６、樹脂カバー５７を有している。ユニットから引き出す導線９２を、励磁コイル５１の内周部からアルミカバー５６及び樹脂カバー５７に設けた穴を通してカバー部材の外部に配線する。これにより、導線９２が、ユニット内部を流れる冷却気流を妨げることが軽減され、冷却効率が向上する。また、従来の装置構成から大きく変更することなく冷却効率を向上させることができるため、コスト上昇を抑制できる。【選択図】図５
2014145966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な定着部材と、該定着部材に圧接され定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材を加熱する加熱源としての誘導加熱ユニットを備える定着装置において、
前記誘導加熱ユニットは、励磁コイルと、該励磁コイルを保持するコイル保持部材と、前記定着部材と反対側で前記コイル保持部材に対向するように設けられたカバー部材とを有しており、
前記誘導加熱ユニットから引き出す導線を、前記励磁コイルの内周部から前記カバー部材のユニット長手方向略中央部に設けた穴を通してカバー部材の外部に配線することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記カバー部材が、前記励磁コイルによる電磁波を遮蔽する遮蔽部材又は／及び当該ユニットの筐体であることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記カバー部材は、前記コイル保持部材に近づく方向に凹んだ凹部を有しており、
前記凹部に前記導線が配置されて前記誘導加熱ユニットの外部に引き出されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記誘導加熱ユニット内に流入した空気の流れを二分する整流部材を備え、前記導線が前記整流部材の中を通って配線されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記導線が、サーモスタットの導線であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記導線が、前記誘導加熱ユニット内を流れる冷却気流の下流側から外部に引き出されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記励磁コイルを冷却するための送風手段を備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の定着装置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】
本発明は、記録媒体上の未定着画像を定着させる定着装置及び定着装置を備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
誘導加熱方式の定着装置においては、励磁コイルの温度が上昇することにより、安全規格を遵守できなかったり励磁コイルが断線したりすることが懸念されている。その対策として、冷却ファンを用いて励磁コイルを冷却することが提案されている。
【０００３】
しかし、高電力投入時などではコイル温度が上昇することが考えられ、冷却ファンを用いて冷却するという従来の方策では、ファン出力を大きくするしかなく、コスト上昇や消費電力の増大、騒音の増大などが懸念されるという問題がある。断熱材等を導入して冷却効率を上昇させる方法も考えられるが、高価で複雑な構成となってしまう。コスト上昇を防ぐためには、現在の構成から大きく変更することなくコイルの冷却効率を上昇させる構成が求められている。
【０００４】
また、定着装置における誘導加熱ユニットは、加熱対象である定着ローラ、あるいは定着ベルトが張架される加熱ローラ等に対向して励磁コイルを配設するため、コイルサーモスタットの導線や定着ローラの温度を検知するセンサの導線など、誘導加熱ユニットから引き出す導線は、定着ローラ・加熱ローラ等とは反対側に引き出さざるを得ない。
【０００５】
例えば、特開２００３−３３８３６５号公報（特許文献１）の図５には、励磁コイル２２０の上側で、コイル両側の直線部と直線部の間の部分に、導線が這い回されている構成が示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような導線が配設される励磁コイル上側の部分というのは、同文献の図２からも明らかなように、励磁コイルとユニットカバーの間（特許文献１では、励磁コイル２２０及びアーチコア２６０とハウジング２７０の間）の空間であり、冷却ファンを用いて励磁コイルを冷却する場合の冷却気流が流れる（通過する）空間である。その冷却気流が通過する空間部にコイルサーモスタットの導線や温度センサの導線などを配設すると、冷却気流の流れを妨げて冷却効率を低下させてしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、従来の誘導加熱方式の定着装置における上述の問題を解決し、誘導コイル（励磁コイル）の冷却効率を簡単な構成で低コストに向上させることのできる定着装置ならびに画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するため、本発明は、回転可能な定着部材と、該定着部材に圧接され定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材を加熱する加熱源としての誘導加熱ユニットを備える定着装置において、前記誘導加熱ユニットは、励磁コイルと、該励磁コイルを保持するコイル保持部材と、前記定着部材と反対側で前記コイル保持部材に対向するように設けられたカバー部材とを有しており、前記誘導加熱ユニットから引き出す導線を、前記励磁コイルの内周部から前記カバー部材のユニット長手方向略中央部に設けた穴を通してカバー部材の外部に配線することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ユニットから引き出す導線を励磁コイルの内周部からカバー部材のユニット長手方向略中央部に設けた穴を通してカバー部材の外部に配線する構成により、カバー部材の内側を通る冷却気流を導線が妨げることが軽減され、コイルの冷却効率が向上する。また、それにより、冷却ファンの回転数低下や小型化を計ることができ、コスト低減及び消費電力の低減あるいは騒音の低減を実現することができる。さらに、従来の装置構成から大きく変更することなく冷却効率を向上させることができるため、コスト上昇を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明による定着装置の構成を示す断面図である。
【図３】定着ベルトの構成を示す断面図である。
【図４】誘導加熱ユニットの構成を示す断面図である。
【図５】誘導加熱ユニットを組立及び分解状態で示す斜視図である。
【図６】従来構成における導線の引き出し方法を説明する図である。
【図７】発明の実施形態と従来構成を比較する模式図である。
【図８】実施形態と従来構成を加熱実験で比較した時のコイル温度の推移を示すグラフである。
【図９】第２実施形態の誘導加熱ユニットを組立及び分解状態で示す斜視図である。
【図１０】その誘導加熱ユニットにおける冷却気流の流れを説明する模式図である。
【図１１】第３実施形態の誘導加熱ユニットの構成を示す断面図である。
【図１２】その誘導加熱ユニットにおける励磁コイル配設部の斜視図である。
【図１３】その誘導加熱ユニットにおける冷却気流の流れを説明する模式図である。
【図１４】発明をヒートロール方式の定着装置に適用した形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の一例における作像部付近の概略構成を示す断面図である。まず、図１により、画像形成装置全体の構成と動作について説明する。
【００１２】
図示の画像形成装置は、電子写真方式を採用するものであり、像担持体である感光体ドラム１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ）を中心とする作像ユニット１０を４組（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋ）備えて、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｂｋ）の４色のトナーによるフルカラー画像が形成可能なプリンタとして構成されたものである。ただし、画像形成装置の構成は図示例に限定されるものではない。たとえば、図示のプリンタは、用紙（記録媒体）上にトナー像を直接転写する直接転写方式のものであるが、中間転写体を介して用紙にトナー像を転写する間接転写方式を採用することも可能である。また、色数や色順なども適宜変更可能である。さらに、プリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【００１３】
さて、図１に示すように、上記４組の作像ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋは、搬送ベルト２０の上辺に沿って並設され、タンデム作像部を構成している。搬送ベルト２０は駆動ローラ２６及び従動ローラ２７に掛け渡され、図に矢印で示す方向に回動する。搬送ベルト２０の下部には、記録媒体である用紙Ｐを収納する用紙トレイ２１が配置されており、給紙ローラ２２により送り出された用紙Ｐは、搬送ローラ対２３,２４により、図示しないガイド部材に案内されて搬送される。搬送された用紙Ｐは、バイアスローラ２５が従動ローラ２７に対向する受け入れ部より搬送ベルト２０の上辺に送り込まれ、搬送ベルト２０に静電的に吸着されて搬送される。搬送ベルト２０により搬送される用紙Ｐ上に、タンデム作像部の各色作像ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋから順次トナー像が転写される。未定着のトナー像を担持する用紙は、搬送ベルト２０から定着装置４０に送り込まれ、定着装置４０において熱と圧力によってトナー像が用紙上に定着される。
【００１４】
４組の作像ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋの構造は同じであり、ここでは用紙搬送方向の最上流側に位置するイエロー用の作像ユニット１０Ｙを代表として説明する。なお、図の煩雑を避けるため、イエロー用の作像ユニット１０Ｙ以外は、作像ユニットを構成する要素の符号を省略している。また、以下の説明では、色を示す添え字も省略する。
【００１５】
作像ユニット１０は、搬送ベルト２０に転接された感光体ドラム１を中心に構成されている。感光体ドラム１の周囲には、感光体ドラム１の表面を所定の電位に帯電させる帯電装置２、帯電されたドラム表面を色分解された画像信号に基づいて露光し、ドラム表面上に静電潜像を形成する露光装置３、ドラム表面上に形成された静電潜像にトナーを供給して現像する現像装置４、現像したトナー像を搬送ベルト２０を介して搬送される用紙上に転写する転写ローラ５（転写装置）、転写されずにドラム表面に残留した残留トナーを除去するクリーナ６、およびドラム表面に残留した電荷を除去する除電ランプ（図示せず）が、感光体ドラム１の回転方向に沿って順に配設されている。
【００１６】
次に、本発明による定着装置の実施形態について、図を参照して詳細に説明する。
図２は、本発明による誘導加熱方式の定着装置の概略構成を示す断面図であり、図１のプリンタにおける定着装置４０として使用可能なものである。図２に示す定着装置は、加熱ローラ４１、定着ローラ４２、定着ベルト４３、加圧ローラ４４、誘導加熱ユニット５０等により構成されている。
【００１７】
加熱ローラ４１は、非磁性のステンレスで芯金厚さ０．２〜１ｍｍ程度のものを用いる。芯金表面には発熱層として、Ｃｕ（銅）を厚さ３〜１５μｍ程度形成し、発熱効率を高めている。この場合、Ｃｕ表層には防錆目的にＮｉ（ニッケル）めっきを施すことも好適である。他の例としては、キュリー点１６０〜２２０℃程度を有する整磁合金を用いることもできる。このとき、整磁合金を発熱層としても良いし、整磁合金表層に発熱層として、Ｃｕを厚さ３〜１５μｍ程度形成しても良い。整磁合金内部にはアルミ部材を配置し、これによってキュリー点近傍での昇温停止が可能となる。
【００１８】
定着ローラ４２は、例えばステンレス，炭素鋼等の金属製の芯金４２ａと、耐熱性を有するシリコンゴム等をソリッド状または発泡状にして芯金を被覆した弾性部材４２ｂとからなる。そして、加圧ローラ４４からの押圧力で加圧ローラと定着ローラの間に所定幅の接触部（定着ニップ部Ｎ）を形成する。ローラ外径は３０〜４０ｍｍ程度、弾性部材４２ｂは肉厚を３〜１０ｍｍ程度、硬度を１０〜５０°（ＪＩＳ−Ａ）程度としている。
【００１９】
定着部材としての定着ベルト４３は、加熱ローラ４１と定着ローラ４２とによって張架されている。本例の定着ベルト４３は、図３に示すように、基材４３ａの上に弾性層４３ｂ、離型層４３ｃを積層している。
【００２０】
基材４３ａに求められる特性として、ベルトを張り渡した際の機械的強度、柔軟性、定着温度での使用に耐え得る耐熱性、が挙げられる。本発明では加熱ローラ４１を誘導加熱するため基材４３ａは絶縁性の耐熱樹脂材料、ポリイミド、ポリイミドアミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、フッ素樹脂等が適している。厚さは熱容量、強度の関係から３０〜２００μｍが望ましい。
【００２１】
弾性層４３ｂは光沢ムラのない均一な画像を得るために、ベルト表面に柔軟性を与える目的で形成され、ゴム硬度は５〜５０°（ＪＩＳ−Ａ）、厚さは５０〜５００μｍが望ましい。また、定着温度における耐熱性から、材質としてはシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等が用いられる。
【００２２】
離型層４３ｃに使用される材料として、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、および四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）などのフッ素樹脂、もしくはこれらの樹脂の混合物、耐熱性樹脂にこれらフッ素系樹脂を分散させたものが挙げられる。
【００２３】
弾性層４３ｂを離型層４３ｃが被覆すると、シリコーンオイル等を使用しなくともトナー離型性、紙粉固着防止が可能になる（オイルレス化）。しかし、これらの離型性を有する樹脂は一般にゴム材料のような弾性を持たないことから、弾性層上に厚く離型層を形成するとベルト表面の柔軟性を損ない光沢ムラを発生させてしまう。離型性と柔軟性を両立させるため、離型層４３ｃの膜厚として５〜５０μｍ、望ましくは１０〜３０μｍである。
【００２４】
また、必要に応じて、各層間にプライマー層を設けても良く、また、基材４３ａの内面に摺動時の耐久性を向上させる層を設けても良い。
基材４３ａには発熱層を具備させることも好適である。例えば、ポリイミドなどからなる基層上にＣｕ層を３〜１５μｍ形成し、発熱層として用いることも可能である。
【００２５】
加圧ローラ４４は、離型層４４ｃと、耐熱性の高い弾性層４４ｂと、金属製の円筒部材からなる芯金４４ａから構成され、定着ベルト４３を介して定着ローラ４２を押圧して定着ニップ部Ｎを形成している。加圧ローラ４４の外径は３０〜４０ｍｍ程度とし、弾性層４４ｂは肉厚０．３〜５ｍｍ程度、硬度２０〜５０°（Ａｓｋｅｒ硬度）程度で構成されている。材質は耐熱性が必要であるためシリコーンゴムを用いる。さらに両面印刷時の離型性を高めるため、弾性層４４ｂ上にフッ素樹脂を使用した離型層４４ｃを１０〜１００μｍ程度形成している。
【００２６】
加圧ローラ４４の硬度は定着ローラ４２に比べて硬くすることによって、加圧ローラ４４が定着ローラ４２（及び定着ベルト４３）へ食い込む形となり、この食い込みにより記録材はニップ部出口において定着ベルト４３の表面に沿うことができない曲率を持ち、記録材の離型性を高めることができる。
【００２７】
図４は、誘導加熱ユニット５０の構成を示す断面図である。この図は、ユニット長手方向（加熱ローラ４１の軸方向）中央部付近での、軸に垂直な断面を示している。本実施形態の誘導加熱ユニット５０は、励磁コイル５１（単にコイル５１と記す場合がある）と磁性体コア５２，５３，５４、コイル保持部材５５、励磁コイルを覆うアルミカバー５６、樹脂カバー５７からなる。
【００２８】
コイル５１は絶縁被覆を施した直径０．０５〜０．２ｍｍ程度の導線を５０〜５００本程度撚り合わせたリッツ線を５〜１５回巻き回したものである。リッツ線の表面には融着層を備えており、通電加熱または恒温槽で加熱することで融着層が固化し、巻き回したコイルの形状保持が可能となる。または、融着層を保持しないリッツ線を用いてコイルを巻き、それをプレス成型することで形状を与えることも可能である。リッツ線の素線の絶縁被覆材にはポリアミドイミド、ポリイミドなどの耐熱性と絶縁性を兼ね備えた樹脂を用いる。また本発明によればコイル５１の冷却効率が上がるため、従来よりも耐熱性の低いポリエステル、ポリエステルイミドの利用可能性も考えられる。巻き終えたコイルはコイル保持部材５５にシリコーン接着剤などを用いて接着する。コイル保持部材５５は定着温度以上の耐熱性が必要になるため、耐熱性の高い樹脂であるＰＥＴや液晶ポリマなどを用いる。
【００２９】
図５では図の簡素化のために楕円ないし長方形を並べたような形状で示してあるが、コイル５１は、実施例の場合、絶縁された外径０．１５ｍｍの銅製の線材を９０本束ねた線束を、周回することにより構成され、発熱部材である加熱ローラ１を覆うように成型されているコイル保持部材５５の面の全幅にわたって、渦巻状に配置される。またコイル５１の形状は、定着ベルト４３の外周に沿うようにローラ回転軸方向に巻き回した形状となっている。なお、コイル５１のうち加熱ローラ１に対向し加熱ローラ４１の回転軸方向（ユニット長手方向）と平行な向きである中央部分をコイル直線部５１ａ、端部で両側の直線部５１ａを連絡する部分をコイル連絡部５１ｂと称する（図７参照）。
【００３０】
コイル５１を覆うように設けられている磁性体コアは、アーチコア５２、センターコア５３及びサイドコア５４により構成されており、コイル５１より発生した磁束を加熱ローラ４１へ集中させる磁路を形成している。アーチコア５２は、加熱ローラ４１周面に対向し且つコイル５１の背後に配置されている。センターコア５３は、コイル５１の内側（内周部）でコイル保持部材５５に取り付けられ、アーチコア５２を支持している。また、サイドコア５４は、コイルを介さずに加熱ローラ１周面に対向しアーチコア５２よりも発熱部材（加熱ローラ４１）に近接するように配置されている。磁性体コアは保磁力が小さく透磁率が大きい軟磁性材料であり、かつ電気抵抗率の高いものが望ましい。フェライトの他にはパーマロイ等の材料が挙げられるコアの材質にはＭｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトなどを用いる。
【００３１】
なお、センターコア５３及びサイドコア５４は、長手方向（加熱ローラ４１の軸方向）に延びた平板状ないし棒状をしたコアである。一方、アーチコア５２は、図４に示すように、加熱ローラ４１の軸方向から見た形状がローラ周面に沿ったアーチ状をしたコアであり、加熱ローラ４１の長手方向の温度分布が均一になるように、長手方向に適当な間隔をあけて、複数個が設置されている。
【００３２】
アルミカバー５６及び樹脂カバー５７は、図４及び図５（ｂ）に示す順でユニットを覆っている。アルミカバー５６は電磁波シールドとしての機能を有しており、コイル５１による電磁波を遮蔽することにより、コイル周辺の部材が電磁波の影響により加熱されることを抑制する。このため電磁波シールドは非磁性かつ導電性の材料を用いる。実施例ではアルミニウムを用いているが、銅、金、銀等でもよい。また樹脂カバー５７は誘導加熱ユニット５０の筐体であり、耐熱性の高い樹脂であるＰＥＴや液晶ポリマなどを用いる。また、アルミカバー５６と樹脂カバー５７の中央部には穴が設けられており、後に述べるようにこの穴を通して誘導加熱ユニット内からサーモスタット９１の導線９２が引き出されている。
【００３３】
冷却ファン５８は図５に示すように、誘導加熱ユニット５０の長手方向一方側の端部に設けられており、コイル保持部材５５とカバー部材（アルミカバー５６および樹脂カバー５７）の間に送風することで、誘導加熱ユニットの動作時に発熱するコイル５１の空冷を行う。本実施の形態では冷却ファン５８は誘導加熱ユニット５０の側面に設けられているが、両者の間にダクト等の流路を設け、流路を介し誘導加熱ユニット５０を冷却してもよい。なお、冷却ファンは定着装置が備えていても良いが、画像形成装置が備える冷却ファンによって冷却空気を誘導加熱ユニット５０内に送風するようにしても良い。
【００３４】
サーモスタット９１は、図４に示すように、誘導加熱ユニット５０のコイル保持部材５５に（コイル保持部材５５に設けられた穴部に）取り付けられている。取り付け位置はコイル５１の内側（内周部）で、かつ加熱ローラ４１の軸方向における略中央である。サーモスタット９１はある温度に達したら接続した回路（導線）を遮断する温度スイッチとして、定着装置の異常昇温を検知した場合に、電力供給を停止する安全装置としての機能を有している。
【００３５】
サーモスタット導線９２はサーモスタット９１に接続する導線であり、サーモスタット９１に電力を供給している。図４および図５（ｂ）に示すように、サーモスタット導線９２はアルミカバー５６および樹脂カバー５７に設けられた穴を通って誘導加熱ユニット５０の外部に引き出されており、図示しない電源に接続されサーモスタット９１に電力を供給している。
【００３６】
ここで、従来の構成におけるサーモスタット導線の引き出し方法について図６を参照して、図５の本実施形態と比較しながら説明する。
図６は、従来構成におけるサーモスタット導線の引き出し方法の一例について説明する模式図である。図６の従来例の誘導加熱ユニットの基本的構成は図５の本実施形態と同様として、対応する部材には実施形態と同じ符号を付している。
【００３７】
図５及び図６ともに、（ａ）図は誘導加熱ユニットが組み立てられた状態を、（ｂ）図は各部材を分解した状態で示している。図５の実施形態では、サーモスタット導線９２はアルミカバー５６および樹脂カバー５７に設けられた穴を通り、アルミカバー５６、樹脂カバー５７さらには誘導加熱ユニット５０の外部に引き出されている。それに対し、従来例では、サーモスタット導線９２はコイル保持部材５５とアルミカバー５６の間を通り、冷却ファン５８の送風の下流側より外部に引き出されている。
【００３８】
図７は、誘導加熱ユニット内部の冷却風の流れを示す模式図であり、（ａ）図は実施形態、（ｂ）図は図６の従来例である。コイル５１が配設されたコイル保持部材５５を上面から見た図である。
【００３９】
図７（ａ）に示す実施形態では、サーモスタット導線９２はアルミカバー５６及び樹脂カバー５７（図７では不図示）に設けられた穴からユニット外部に引き出されているため、サーモスタット導線９２が冷却気流に与える影響は非常に小さくて済み、太矢印で示す冷却気流Ｆは妨げられることなく下流側に流れてゆく。このため、コイル５１が効率良く冷却される。
【００４０】
これに対し、図７（ｂ）に示す従来例では、コイル保持部材５５とアルミカバー５６（図７では不図示）の間にサーモスタット導線９２が配置されるため、冷却ファンからの冷却風がサーモスタット導線９２によって妨げられ、冷却効率が低下してしまう。
【００４１】
したがって、励磁コイル配線部に導線類が配置されている従来構成に比べ、導線類をカバー部材（本実施形態ではアルミカバー５６及び樹脂カバー５７）に設けた穴からカバー部材の外部に引き出している本発明の構成において、誘導加熱ユニットの冷却効率が向上していることが分かる。
【００４２】
さらに、本発明の構成では、サーモスタット導線９２はサーモスタット９１からカバー部材（アルミカバー５６及び樹脂カバー５７）に設けた穴に向かってほぼ真っ直ぐに伸びており、冷却ファン５８からの冷却風はサーモスタット導線９２にぶつかり二つに分かれる。そのため、図７（ａ）に示すように、冷却気流Ｆが励磁コイルのコイル直線部５１ａに沿って流れ、コイル５１をより効率良く冷却することができる。
【００４３】
次に、上記のように構成された定着装置の動作について説明する。
定着ベルト４３は図２中の矢印方向（図中反時計回り）に回動する。加熱ローラ４１は誘導加熱ユニット５０により加熱される。詳しくは、コイル５１に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波交番電流を流すことで、コイル５１のループ内に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、加熱ローラ４１に渦電流が生じてジュール熱が発生し、誘導加熱される。こうして発熱した加熱ローラ４１からの熱により定着ベルト４３が加熱され、搬送される用紙Ｐと定着ベルト４３がニップ部Ｎで接触し、用紙上のトナー像を加熱して溶融する。
【００４４】
実施形態の構成と従来例の構成における、加熱時のコイル温度の推移を図８のグラフに示す。比較実験に用いた構成は、実施形態が図５、比較例が図６であり、導線の引き出し方以外の構成は同じである。実験は、コイル５１に電力を投入し、設定温度１７０℃まで定着ベルト４３の表面温度を昇温させた際のコイル５１の温度を測定した。従来例では２２０℃までコイル５１の温度が上昇したのに対し、実施形態では２００℃にとどまった。従来例に対して実施形態はコイル５１の温度上昇が２０℃抑制され、冷却効率が向上していることがわかった。
【００４５】
このように、本発明においては、現状の定着装置構成から大きく変更することなく、簡単な構成で低コストにコイルの冷却効率を向上させた定着装置を提供することができる。また、コイルの冷却効率に優れることから、安全規格の範囲内で冷却ファンの低出力化が可能となるため、コスト及び電力消費の低減、あるいは騒音の低減などについても効果を奏することができる。
【００４６】
なお本発明は、誘導加熱でのコイルの冷却効率を好適にするものであるので、定着部材、加圧部材、加熱部材（定着部材を加熱する部材）は実施形態とは異なる構成でもかまわない。例えば、可撓性を有する無端状で回転自在の定着部材と、定着部材内部のニップ形成部材と定着部材を介し対向する加圧体で形成されたニップにより加圧、加熱される定着装置であり、定着部材に発熱層である加熱部材が具備され、誘導加熱する定着装置であっても良いし、定着部材としての定着ローラを用い、対向する加圧ローラと形成したニップにより加圧・加熱を行う定着装置であり、定着部材に発熱層である加熱部材が具備され、誘導加熱する定着装置であっても良い。
【００４７】
また実施形態では、サーモスタット導線９２をアルミカバー５６および樹脂カバー５７の穴を通して外側に引き出していたが、誘導加熱ユニットから引き出される導線であれば、例えば温度センサや励磁コイルの導線などについても、同様にアルミカバー５６および樹脂カバー５７の穴を通して外部に引き出す構成としてもよく、実施形態と同様に励磁コイルの冷却効率を上昇させる効果が得られる。
【００４８】
冷却ファン５８が動作することにより、コイル５１は冷却気流Ｆにより空冷される。このとき上述したように、サーモスタット導線９２の大半がアルミカバー５６および樹脂カバー５７の穴を通して外側に配置される（コイル５１とカバー部材の間の冷却気流が通過する空間内に存在する導線の距離が短くて済む）ため、気流Ｆが通る部分を避けることができる。このことにより、サーモスタット導線９２が気流Ｆを妨げることが軽減され、コイルの冷却効率が上昇する。加えて、冷却ファン等による送風時はその回転数を低減させ設計することができ、それに伴い省電力化も期待される。
【００４９】
なお、定着装置の過昇温を防ぐためにサーモスタットの接続は必要であり、本発明の構成によりサーモスタット導線９２が冷却ファンからの気流を妨げることを軽減させ、コイルの冷却効率を高めることができる。
【００５０】
また、アルミカバー５６が電磁波シールドとしての機能を有しているので、簡便かつ低コストな構成により、コイル周辺の部材が電磁波の影響により加熱されることを抑制する
ことができる。
【００５１】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態は、アルミカバー５６の形状が上記説明した第１実施形態のものとは異なっており、アルミカバー５６と樹脂カバー５７の間から導線類を外部に引き出すように構成したものである。その他の点では上記第１実施形態と同様であるため、重複する説明を省略し、異なる部分について説明する。
【００５２】
図９は、第２実施形態の誘導加熱ユニットを組立及び分解状態で示す斜視図である。また、図１０は、第２実施形態の誘導加熱ユニットにおける冷却気流の流れを説明する模式図である。これらの図に示すように、第２実施形態のアルミカバー５６は、長手方向の中央部分が端部に対し下方に（コイル保持部材５５方向に）膨らんだ形状となって、コイル近接部５６ａ（コイル保持部材５５に近づく方向に凹んだ凹部）を形成している。これに伴い、アルミカバー５６と樹脂カバー５７の間には空隙が設けられている。サーモスタット導線９２はアルミカバー５６に設けられた穴を通り、アルミカバー５６と樹脂カバー５７の間の空隙を伝い、冷却ファン５８の下流側から外部に引き出されている。なおサーモスタット導線９２を外部に引き出すために、アルミカバー５６の端部５６ｃにはサーモスタット導線９２が通るための隙間が設けられている。またコイル５１の導線も同様に冷却ファン５８の下流側に引き出されており、サーモスタット導線９２とまとめて外部電源と接続されている。
【００５３】
本第２実施形態では上記のように、アルミカバー５６の長手方向中央部分が端部に対し下方に（コイル保持部材５５方向に）膨らんだ形状となって、コイル近接部５６ａを形成していることにより、このコイル近接部５６ａの部分では、他の部分よりも、アルミカバー５６と対向するコイル保持部材５５との距離が短くなっている。すなわち、端部に比べて中央部分でアルミカバーとコイル保持部材５５とが接近している。この部分（コイル近接部５５ａ）では端部の６割〜８割程度の距離である。このような構成により、冷却ファン５８が動作する際のコイル５１付近の気流Ｆは、流路の狭小化に伴い速度が増加し、コイル５１全体の冷却効率を上昇させることができる。
【００５４】
また、その他の効果として、サーモスタット導線９２が冷却ファン５８の下流側に引き出されることにより、サーモスタット配線９２が冷却ファン５８の気流を妨げることが軽減され、これに伴い冷却効率を下げることが低減される。また、サーモスタット導線９２をアルミカバー５６と樹脂カバー５７の間の空隙に配置することで、第１実施形態に比べ省スペース化することができる（導線をユニット外で引き回すスペースが要らない）。さらに、下流側に引き出されたサーモスタット導線９２をコイル５１の導線とまとめることにより、簡便な回路構成でサーモスタット９１およびコイル５１に電力を供給することができる。
【００５５】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態は、誘導加熱ユニット内に流入した空気の流れを二分するリブ（整流部材）を設け、導線類を上記リブを通して引き出すように構成したものである。その他の点では上記第１実施形態と同様であるため、重複する説明を省略し、異なる部分について説明する。
【００５６】
図１１は、第３実施形態における誘導加熱ユニット５０の構成を示す断面図である。また、図１２は、第３実施形態における励磁コイル配設部の斜視図である。そして、図１３は、第３実施形態における励磁コイルの冷却作用について説明する模式図である。
【００５７】
これらの図に示すように、本第３実施形態においては、コイル５１の内側部分（内周部）に、誘導加熱ユニット内に流入した空気の流れを二分するリブ５９（整流部材）が設けられている。図１１あるいは図１２から分かるように、リブ５９は、両側のセンターコア５３，５３の内側で、コイル保持部材５５から上方（図１１の上方）に突設されて、ユニット長手方向（加熱ローラ４１の軸方向）に延びる壁状に設けられている。また、図１２あるいは図１３から分かるように、リブ５９は、コイル５１の内側部分（内周部）を取り囲むように設けられている。なお、実施例では、リブ５９は、コイル保持部材５５と一体的に形成されているが、別部材であってもよい。
【００５８】
コイル５１の内側部分（内周部）に配置されているサーモスタット９１は、リブ５９の内側に配置されている。そして、サーモスタット導線９２は、リブ５９の中を通り、アルミカバー５６および樹脂カバー５７に設けられた穴を通してユニット外に引き出している。
【００５９】
リブ５９は、励磁コイル配設部空間（コイル５１が設置されたコイル保持部材５５とユニットのカバー部材の間にできる空間）を二つに分ける整流部材である。実施例では、リブ５９はケース（コイル保持部材５５）素材と同じ液晶ポリマを使用した。リブ５９には、耐熱性の高い樹脂であるＰＥＴや液晶ポリマなどを用いる。なおリブ５９はユニット内部の気流の流れを調整して、冷却効率を高めるものであるため、熱伝導性の良い材料で形成してもよい、これにより動作時のコイル５１の放熱を促進させることができる。また流体抵抗を低減させるため、リブ５９の表面は平滑であることが望ましい。したがってリブ（整流部材）としては、実施例で用いた素材以外にも、アルミニウム、銅、鉄などの金属や、表面が平滑な樹脂等を用いることができる。
【００６０】
リブ５９を設けたことによる効果を図１３を用いて説明する。リブ５９の設置により、冷却ファン５８からの気流Ｆがリブ５９の内部（コイル内側部分）を通らない分だけ、コイル５１に沿って流れる（コイル配線部を流れる）冷却空気の量が増大する。これに伴い、第１実施形態１に比べて冷却ファン５８によるコイル５１の冷却効率がより上昇する効果が得られる。また他の効果として、リブ５９をアルミカバー５６と接触させることにより、リブ５９が下方からアルミカバー５６を支える形となり（図１１参照）、ユニットにアルミカバー５６を被せたときの強度が増大する効果も得られる。なお本第３実施形態では、第１実施形態の構成においてリブ５９を設けているが、上記第２実施形態の構成でリブ５９を設けるように構成してもよい。
【００６１】
最後に、本発明をヒートロール方式の定着装置に適用した形態について説明する。
図１４に示す定着装置は、定着ローラ４５を定着部材とし、この定着ローラ４５を誘導加熱ユニット５０により加熱する構成である。定着部材を定着ローラ４５としたこと以外は、図２に示す定着装置と同じ構成である。なお、定着ローラ４５は定着部材であるとともに発熱部材（誘導加熱ユニット５０により加熱されて発熱する部材）でもある。
【００６２】
誘導加熱ユニット５０の構成と動作は図２の定着装置の場合と同じであり、また、誘導加熱ユニットの各実施形態あるいは実施例も同様に適用できるものであり、重複する説明を省略する。
【００６３】
図１４に示す定着装置において、定着ローラ４５は、その外径が３０〜４０ｍｍ程度であって、芯金４５ａ上に、弾性層４５ｂ，発熱層４３ｃ，離型層（図示せず）等が積層されて構成されている。定着ローラ４５は、図中反時計回りに回転し、誘導加熱により加熱された定着ローラ４５が、搬送される記録紙上のトナー像を加熱して溶融する。
【００６４】
上記説明したように、本発明による定着装置は、誘導加熱ユニットが励磁コイルとコイル保持部材とカバー部材とを有しており、ユニットから引き出す導線を励磁コイルの内周部からカバー部材のユニット長手方向略中央部に設けた穴を通してカバー部材の外部に配線する構成により、カバー部材の内側を通る冷却気流を導線が妨げることが軽減され、コイルの冷却効率が向上する。また、簡単な構成で低コストに冷却効率の向上を実現することができる。
【００６５】
さらに、冷却効率向上に伴い、冷却ファン等の送風手段による送風時はその回転数を低減させ設計することができ、省電力及び低騒音化を図ることができる。
また、カバー部材が電磁波を遮蔽する遮蔽部材又は／及び当該ユニットの筐体であることにより、カバー部材が電磁波シールドの機能を有することで、周辺の部材が電磁波により加熱されることを抑制できる。
【００６６】
導線が遮蔽部材及びユニット筐体の双方を通して外部に配線される構成では、導線を最短距離でユニット外に引き出すことができ、冷却効率の向上を簡単な構成で低コストに実現することができる。
【００６７】
カバー部材がコイル保持部材に近づく方向に凹んだ凹部を有している構成により、誘導加熱ユニット内における気流流路の狭小化によって冷却風の流速が増加し、冷却効率をより向上させることができる。
【００６８】
また、上記凹部に導線が配置されてユニット外部に引き出される構成により、ユニット外側での導線の配回しのスペースが必要なく、省スペース化を実現できる。
誘導加熱ユニット内に流入した空気の流れを二分する整流部材を備える構成により、ユニット内に流入した空気を励磁コイルに沿って流すことができ、冷却効率をより向上させることができる。
【００６９】
また、上記整流部材の中を通って導線を配線する構成によって、導線が冷却風の妨げになることがなく、冷却効率をより向上させることができる。
定着装置の過昇温を防ぐために必要なサーモスタットの導線をカバー部材に設けた穴から外部に配線することにより、サーモスタット導線が冷却風の流れを妨げることが低減され、冷却効率を向上させることができる。
【００７０】
導線が冷却気流の下流側から外部に引き出される構成により、冷却気流の流れがスムーズになり、冷却効率が向上する。
励磁コイルを冷却するための送風手段を備えることで、定着装置を誘導加熱する励磁コイルを確実に冷却することができる。
【００７１】
以上、本発明を図示例に基づき説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の範囲内で適宜変更可能である。誘導加熱ユニットから引き出す導線はサーモスタットの導線に限らず、励磁コイルの導線や温度検知センサなどの導線類を含めてもよい。カバー部材の形状や大きさなどは適宜設定可能である。カバー部材に設ける凹部や整流部材の形状や大きさなども同様に適宜設定できるものである。
【００７２】
また、定着装置及び画像形成装置としては、本発明を適用可能であれば任意な構成を採用可能である。画像形成装置としては複写機あるいはプリンタに限らず、ファクシミリや複数の機能を備える複合機であっても良い。
【符号の説明】
【００７３】
１              感光体ドラム
１０            作像ユニット
４０            定着装置
４１            加熱ローラ
４２            定着ローラ
４３            定着ベルト
４４            加圧ローラ
５０            誘導加熱ユニット
５１            励磁コイル
５２            アーチコア
５３            センターコア
５４            サイドコア
５５            コイル保持部材
５６            アルミカバー（遮蔽部材）
５６ａ          コイル近接部（凹部）
５７            樹脂カバー（ユニット筐体）
５８            冷却ファン
５９            リブ（整流部材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７４】
【特許文献１】特開２００３−３３８３６５号公報
【図１】
2014145966.tif 000003
【図２】
2014145966.tif 000004
【図３】
2014145966.tif 000005
【図４】
2014145966.tif 000006
【図５】
2014145966.tif 000007
【図６】
2014145966.tif 000008
【図７】
2014145966.tif 000009
【図８】
2014145966.tif 000010
【図９】
2014145966.tif 000011
【図１０】
2014145966.tif 000012
【図１１】
2014145966.tif 000013
【図１２】
2014145966.tif 000014
【図１３】
2014145966.tif 000015
【図１４】
2014145966.tif 000016