(57)【要約】【課題】  電磁誘導加熱方式の像加熱装置において、マッチングトランスやコイルを要しない励磁コイルを構成すること。【解決手段】  ２層構造又は内側層を粗結合とした励磁コイル、共振コンデンサ、高周波インバータ温度検出装置より成る。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電層を有する移動可能な発熱部材と、磁界を発生するための励磁コイルを備えた磁界発生手段と、を有し、前記励磁コイルはスイッチング回路により電源から電力が供給され、前記磁界発生手段により発生する磁界により前記発熱部材に渦電流が発生し、この渦電流により前記発熱部材が発熱して、この熱により記録材上の画像が加熱される像加熱装置において、
前記励磁コイルは、前記励磁コイルを構成する導線の一部が前記発熱部材の移動方向と直交する方向と平行で且つ前記発熱部材の移動方向の形状に沿うように並んでいる第１の部分と、前記第１の部分の前記発熱部材に対向する側とは反対側に設けられている第２の部分と、を有することを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記発熱部材はエンドレス状のフィルムであることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記励磁コイルは前記フィルムの内周面側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記励磁コイルは前記フィルムの外周面側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記発熱部材とニップ部を形成するローラを有し、前記ニップ部で未定着像を担持した記録材が挟持搬送され、未定着像が記録材上に定着されることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複写機及びプリンター等の画像形成装置に適用される像加熱装置に関し、特には磁気誘導により発熱部材を発熱させる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ファーストプリントタイム、及び充分な加圧・温度応答性を考慮して「磁気誘導加熱方式」の定着装置が考案されている。
【０００３】
この磁気誘導加熱方式の定着装置は、励磁コイル（線輪、巻線（捲線）、界磁巻線、界磁コイル）に高周波電流を印加し、発生する高周波磁界によって発熱体としての磁性材表面に発生する表皮電流による発熱をそのままトナーに付与する構成の装置である（特許文献１，２）。
【０００４】
このような定着装置では熱伝達モデルが非常に簡素（例えば、磁気発生→磁性材発熱→ゴム層熱伝達→トナー溶融）となり、熱の伝達応答を、加熱ローラ方式やセラミックヒータを用いたフィルム加熱方式に比べ著しく向上させることが可能である。
【０００５】
このような、磁気誘導加熱方式の定着装置に電力を供給する電源装置では、スイッチング損失を低減して且つコストメリットの高い電圧共振方式の電源が用いられる。この電圧共振方式電源では、スイッチング素子がオフ時のフライバック電圧の振動の仕方がスイッチング損失を低減するための条件となる。
【０００６】
従って、発熱体としての磁性材と励磁コイルはその整合、即ち、インピーダンスの整合に開発の大部分の比重を占める事になる。この様な状況の中で一般的には負荷インピーダンスとの整合を行なう為にマッチングトランスやマッチングコイルを用いていた。
【特許文献１】特開平７−３１９３１２号公報
【特許文献２】特開平８−１６００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来例の整合トランスによるスイッチング素子のインピーダンス整合は原理的にも、また動作上でも良好なスイッチング状態を合わせ込むことが期待される。ところが、本発明で取り扱おうとしている電力は立ち上げ時に於ては１１００Ｗ以上に及ぶ電力の規模であり、実際に整合トランスを設計した際にはその流す電流の大きさからトランスの大きさは一辺が７０ｍｍを越える立方体となってしまう。このような大きさのトランスを実装する場合、その大きさは定着装置を加熱する為に構成する電源装置の大きさのほぼ半分占有してしまう大きさである。また、このようなトランスのコストアップはスイッチング回路で用いた部品コストを凌ぐ。
【０００８】
またマッチングコイルは励磁コイルとは別部材として別の場所に設けられていたので、その為の収納スペース等の設計が必要になり、装置構成が複雑化するという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、装置を複雑化することなく、スイッチング損失を低減化する像加熱装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、発熱部材を発熱させるための励磁コイルについて、励磁コイルを構成する導線の一部が発熱部材の移動方向と直交する方向と平行で且つ発熱部材の移動方向の形状に沿うように並んでいる第１の部分と、第１の部分の発熱部材に対向する側とは反対側に設けられている第２の部分と、を有する像加熱装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は以下の説明で明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は下記の構成を特徴とする像加熱装置である。
【００１３】
（１）導電層を有する移動可能な発熱部材と、磁界を発生するための励磁コイルを備えた磁界発生手段と、を有し、前記励磁コイルはスイッチング回路により電源から電力が供給され、前記磁界発生手段により発生する磁界により前記発熱部材に渦電流が発生し、この渦電流により前記発熱部材が発熱して、この熱により記録材上の画像が加熱される像加熱装置において、前記励磁コイルは、前記励磁コイルを構成する導線の一部が前記発熱部材の移動方向と直交する方向と平行で且つ前記発熱部材の移動方向の形状に沿うように並んでいる第１の部分と、前記第１の部分の前記発熱部材に対向する側とは反対側に設けられている第２の部分と、を有することを特徴とする像加熱装置。
【００１４】
（２）前記発熱部材はエンドレス状のフィルムであることを特徴とする（１）に記載の像加熱装置。
【００１５】
（３）前記励磁コイルは前記フィルムの内周面側に配置されていることを特徴とする（２）に記載の像加熱装置。
【００１６】
（４）前記励磁コイルは前記フィルムの外周面側に配置されていることを特徴とする（２）に記載の像加熱装置。
【００１７】
（５）前記発熱部材とニップ部を形成するローラを有し、前記ニップ部で未定着像を担持した記録材が挟持搬送され、未定着像が記録材上に定着されることを特徴とする（１）に記載の像加熱装置。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、装置を複雑化することなく、スイッチング損失を低減化する像加熱装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１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カラープリンターである。
【００２０】
１０１は有機感光体やアモルファスシリコン感光体でできた電子写真感光体ドラム（像担持体）であり、矢示の反時計方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００２１】
感光体ドラム１０１はその回転過程で帯電ローラ等の帯電装置１０２で所定の極性・電位の一様な帯電処理を受ける。
【００２２】
次いでその帯電処理面にレーザ光学箱（レーザスキャナー）１１０から出力されるレーザ光１０３による、目的の画像情報の走査露光処理を受ける。レーザ光学箱１１０は不図示の画像読取装置等の画像信号発生装置からの目的画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調（オン／オフ）したレーザ光１０３を出力して回転感光体ドラム面を走査露光するもので、この走査露光により回転感光体ドラム１０１面に走査露光した目的画像情報に対応した静電潜像が形成される。１０９はレーザ光学箱１１０からの出力レーザ光を感光体ドラム１０１の露光位置に偏向させるミラーである。
【００２３】
フルカラー画像形成の場合は、目的のフルカラー画像の第１の色分解成分画像、例えばイエロー成分画像についての走査露光・潜像形成がなされ、その潜像が４色カラー現像装置１０４のうちのイエロー現像器１０４Ｙの作動でイエロートナー画像として現像される。そのイエロートナー画像は感光体ドラム１０１と中間転写体ドラム１０５との接触部（或は近接部）である一次転写部Ｔ１において中間転写体ドラム１０５の面に転写される。中間転写体ドラム１０５面に対するトナー画像転写後の回転感光体ドラム１０１面はクリーナ１０７により転写残りトナー等の付着残留物の除去を受けて清掃される。
【００２４】
上記のような帯電・走査露光・現像・一次転写・清掃のプロセスサイクルが、目的のフルカラー画像の、第２の色分解成分画像（例えばマゼンタ成分画像、マゼンタ現像器１０４Ｍが作動）、第３の色分解成分画像（例えばシアン成分画像、シアン現像器１０４Ｃが作動）、第４の色分解成分画像（例えば黒成分画像、黒現像器１０４ＢＫが作動）の各色分解成分画像について順次に実行され、中間転写体ドラム１０５面にイエロートナー画像・マゼンタトナー画像・シアントナー画像・黒トナー画像の４色のトナー画像が順次重ねて転写されて、目的のフルカラー画像に対応したカラートナー画像が合成形成される。
【００２５】
中間転写体ドラム１０５は、金属ドラム上に中抵抗の弾性層と高抵抗の表層を有するもので、感光体ドラム１０１に接触して或は近接して感光体ドラム１０１と略同じ周速度で矢示の時計方向に回転駆動され、中間転写体ドラム１０５の金属ドラムにバイアス電位を与えて感光体ドラム１０１との電位差で感光体ドラム１０１側のトナー画像を該中間転写体ドラム１０５面側に転写させる。
【００２６】
上記の回転中間転写体ドラム１０５面に合成形成されたカラートナー画像は、該回転中間転写体ドラム１０５と転写ローラ１０６との接触ニップ部である二次転写部Ｔ２において、該二次転写部Ｔ２に不図示の給紙部から所定のタイミングで送り込まれた記録材Ｐの面に転写されていく。転写ローラ１０６は記録材Ｐの背面からトナーと逆極性の電荷を供給することで中間転写体ドラム１０５面側から記録材Ｐ側へ合成カラートナー画像を順次に一括転写する。
【００２７】
二次転写部Ｔ２を通過した記録材Ｐは中間転写体ドラム１０５の面から分離されて像加熱装置（定着装置）１００へ導入され、未定着トナー画像の加熱定着処理を受けてカラー画像形成物として機外の不図示の排紙トレーに排出される。定着装置１００については後で詳述する。
【００２８】
記録材Ｐに対するカラートナー画像転写後の回転中間転写体ドラム１０５はクリーナ１０８により転写残りトナー・紙粉等の付着残留物の除去を受けて清掃される。このクリーナ１０８は常時は中間転写体ドラム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム１０５から記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム１０５に接触状態に保持される。
【００２９】
また転写ローラ１０６も常時は中間転写体ドラム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム１０５から記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム１０５に記録材Ｐを介して接触状態に保持される。
【００３０】
白黒画像などモノカラー画像のプリントモードも実行できる。また両面画像プリントモード、或は多重画像プリントモードも実行できる。
【００３１】
両面画像プリントモードの場合は、像加熱装置１００を出た１面目画像プリント済みの記録材Ｐは不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されて再び二次転写部Ｔ２へ送り込まれて２面に対するトナー画像転写を受け、再度、像加熱装置１００に導入されて２面に対するトナー画像の定着処理を受けることで両面画像プリントが出力される。
【００３２】
多重画像プリントモードの場合は、像加熱装置１００を出た１回目画像プリント済みの記録材Ｐは不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されずに再び二次転写部Ｔ２へ送り込まれて１回目画像プリント済みの面に２回目のトナー画像転写を受け、再度、像加熱装置１００に導入されて２回目のトナー画像の定着処理を受けることで多重画像プリントが出力される。
【００３３】
本例においては、トナーは低軟化物質を含有させたものを用いている。
【００３４】
本例の定着装置１００は、円筒状の磁気誘導発熱性フィルム（金属加熱フィルム）を定着フィルムとして用いた、加圧ローラ駆動方式、磁気誘導加熱方式の装置である。
【００３５】
図２の（ａ）は該定着装置１００の要部の横断側面模型図、（ｂ）はその一部の拡大模型図、図３は装置１００の正面模型図、図４は縦断正面模型図である。  １は円筒状の発熱部材である磁気誘導発熱性フィルム（以下、定着フィルムと記す）である。本例の該定着フィルム１は図２の（ｂ）にその層構成模型を示したように、磁気誘導発熱する発熱体としての導電層（金属層、抵抗体層、磁性体層）１ａ、例えば厚み５０μｍの円筒状のニッケルフィルム層（以下、金属層と記す）と、その外周面を被覆させたシリコーンゴム等からなる弾性層１ｂと、更にその外周を被覆させたフッ素樹脂等からなる離型層１ｃの３層からなる積層フィルム材である。弾性層１ｂ・離型層１ｃは、トナー画像の定着性を高め、トナー離型性を向上させる役目をしている。
【００３６】
導電層としての金属層１ａに磁束が作用することで該金属層１ａに渦電流が発生して該金属層１ａが磁気誘導発熱する。該金属層１ａは、ニッケル以外にも１０−５〜１０−１０ Ω・ｃｍの電気良導体である金属、金属化合物であればよく、より好ましくは透磁率が高い強磁性を示す鉄、コバルト等の純金属層若しくはそれらの化合物を用いることができる。
【００３７】
弾性層１ｂは定着フィルム１面をトナー層の厚みが厚い４色重畳のカラートナー画像の場合も定着フィルム１面をそのトナー層の凹凸に追従させる働きをする。高度は６０°（ＪＩＳ−Ａ）以下、より好ましくは４５度（ＪＩＳ−Ａ）以下がよい。熱伝導率λは６×１０−４〜２×１０−３［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ．］がよい。
【００３８】
離型層１ｃは、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂以外に、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択することができる。厚さは２０〜１００μｍが好ましい。
【００３９】
上記の円筒状の定着フィルム１はコアホルダー２とフィルムガイド部材３とで構成される円筒体にルーズに外嵌させてある。
【００４０】
コアホルダー２は下側部材であり、フィルムガイド部材３は上側部材であり、それぞれ横断面略半円弧状樋型で上下に重ね合わすことで略円筒体が構成される。下側のコアホルダー２の内底面の中央部にはホルダー長手に沿って並行２枚のリブ板２ａ・２ａを間隔をあけて具備させてあり、このリブ板２ａ・２ａの間に第１コア５を落とし込んで保持させてある。図５はコアホルダー２の外観斜視図である。２ｂはコアホルダー２の外面に設けたフィルム内面ガイドリブである（リブ高さ０．５ｍｍ程度）。
【００４１】
コアホルダー２及びフィルムガイド部材３は電気的絶縁性・耐熱性部材である。例えば、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂、ＬＣＰ樹脂などの成形品である。
【００４２】
４は励磁コイル（線輪）であり、横断面略半円弧状樋型の下側のコアホルダー２の内面に略対応させた舟形に電線を巻回して構成したものでる。図６は該励磁コイルの外観斜視図である。この舟形の励磁コイル４をコアホルダー２の内面に保持させてある。
【００４３】
７と８はスペーサー板と平板蓋板であり、励磁コイル４と第１コア５を保持させたコアホルダー２の上に順次にかぶせて配置される。６・６はスペーサー板７の裏面に予め接着保持させた左右側一対の第２コアである。この第２コア６・６は、スペーサー板７がコアホルダー２の上に所定にかぶせられることで、第１コア５を中にして励磁コイル４の左右側上部に位置して第１コア５と横断面Ｔ字形の配列構成となる。
【００４４】
第１コア５、第２コア６・６はコアホルダー２の長手方向を長手とする横長の強磁性・高透磁率部材であり、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がよく、好ましくは２０〜１００ｋＨｚで損失の少ないフェライトを用いるのがよい。
【００４５】
９は加圧用の横長ステーであり、平板蓋板８の上面中央部に予め一体に取り付けてある。このステー９の両端部はそれぞれ平板蓋板８の長手方向両端よりも外方に突出させてある（図３・図４）。
【００４６】
上記のようにコアホルダー２の上にスペーサー板７と平板蓋板８を順次にかぶせ、さらにフィルムガイド部材３をかぶせた後、該アセンブリに前述の円筒状の定着フィルム１をルーズに外嵌させ、更に該アセンブリの両端部に夫々リング状のフィルム端部規制フランジ部材１０・１０を外嵌させる。リング状のフィルム端部規制フランジ部材のコアホルダー２及びフィルムガイド部材３への外嵌により該フランジ部材がタガとなってアセンブリ１〜１０が組み立て状態に保持される。
【００４７】
１５は加圧回転部材としての弾性加圧ローラであり、芯金１５ａと該芯金回りに同心一体に形成したシリコーンゴム層１５ｂからなる。この加圧ローラ１５は定着装置の不図示の手前側と奥側の側板間に回転自由に軸受保持させて配設してある。
【００４８】
この加圧ローラ１５の上側に該ローラに略並行にして上記のアセンブリ１〜１０をコアホルダー２側を下側にして配置する。そして加圧用横長ステー９の両端部側においてそれぞれ不動部材としてのばね受け１１・１１とステー端部との間に加圧ばね１２・１２を縮設する。これにより加圧ばね１２・１２の縮設反力ｆ・ｆがステー端部に作用してステー９が押し下げられることで、コアホルダー２の下面と加圧ローラ１５とが定着フィルム１を挟んで所定の加重（１０〜５０ｋｇ）で加圧されて所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。
【００４９】
この加圧ローラ１５は駆動源Ｍから駆動伝達系を介して駆動が伝達されて図２の（ａ）において矢示の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される（加圧ローラ駆動式）。この加圧ローラ１５の回転駆動に伴い、定着ニップ部Ｎにおいて、コアホルダー２とフィルムガイド３の外側にルーズに嵌てある円筒状の定着フィルム１に対して回転加圧ローラ１５と定着フィルム１の外面との摩擦力で円筒状の定着フィルム１に回転力が作用して該円筒状の定着フィルム１がコアホルダー２とフィルムガイド３の外回りを定着ニップ部Ｎにおいてコアホルダー２の下面を密着摺動しながら矢示の時計方向に加圧ローラ１５の回転周速度にほぼ対応した周速度をもって回転状態になる。
【００５０】
フィルム端部規制フランジ部材１０・１０は、定着フィルム１の回転時に該定着フィルム１の端部を受けて定着フィルムのコアホルダー長手に沿う寄り移動を規制する役目をする。
【００５１】
励磁コイル４は励磁回路（電源及び容量性インピーダンスを有するスイッチング回路等）Ｓから供給される高周波電流（交番電流）によって高周波磁界を発生する。その高周波磁界は定着ニップ部Ｎの位置に対応している第１コア５により定着ニップ部Ｎ近傍に集中して分布する。高周波磁界の磁束は定着フィルム１の前述の発熱体層としての金属層１ａに渦電流を発生させる。この渦電流は金属層１ａの固有抵抗によって金属層にジュール熱を発生させる（渦電流損による発熱）。即ち定着フィルム１の金属層１ａが磁気誘導発熱する。
【００５２】
図１３に励磁回路Ｓの概略構成について示す。２０はノイズフィルタ、２１はフィルタコンデンサ、２２は共振コンデンサ、２３はスッチング素子、２４はフリーホイリングダイオードである。
【００５３】
ＤＣ電源回路は、制御回路である。定着許可信号により、定着開始となる。まず、定着許可信号が来るとスイッチング制御回路はスイッチング素子が適切なオン時間・オフ時間を繰り返すようゲートパルスを発生する。スイッチング素子がオンすると整流回路より励磁コイルに電流が流れ、オフすると励磁コイルの電流が共振コンデンサに（電圧によりフリーホイリングダイオードからフィルタコンデンサを通る経路に）流れる。この回路ではオン時間が長いほど多くの電力が励磁コイルに供給され、電力が多く（発熱量も多く）なる。
【００５４】
温度調整は温度測定手段であるサーミスタ１３により検出された温度情報に基づいて、オン時間幅を制御することにより行なわれる。
【００５５】
この定着ニップ部Ｎの温度は温度検出素子１３で検知され、その検知温度情報が制御系Ｃ（図６）に入力され、励磁回路Ｓ内の電源から励磁コイル４に対する電力供給（電流供給）が制御系Ｃで制御されることで、定着ニップ部Ｎの温度が所定温度に維持されるように温調される。
【００５６】
本例において温度検出素子１３は定着ニップ部Ｎに対応するコアホルダー下面部に配設したサーミスタである。このサーミスタ１３は薄いステンレス板に形成され、このステンレス板をコアホルダー２の外面に接着して配設し、絶縁保護テープで覆って外面を保護している。
【００５７】
本例においては、励磁コイル４を定着ニップ部Ｎ近傍に集中して分布させることによって、発生磁界を定着フィルム１の金属層１ａの所望の加熱域において通すことが可能であり、効率の高い定着装置を実現できる。
【００５８】
而して、加圧ローラ１５が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム１が回転し、励磁回路Ｓから励磁コイル４への給電により上記のように定着フィルム１の磁気誘導発熱がなされて定着ニップ部Ｎが所定の温度に立ち上がって温調された状態において、前述の画像形成部から搬送された未定着トナー画像ｔが形成された記録材Ｐが定着ニップ部Ｎの定着フィルム１と加圧ローラ１５との間に画像面が上向き、即ち画像面が定着フィルム面に対向して導入され、定着ニップ部Ｎにおいて画像面が定着フィルム１の外面に密着して定着フィルム１と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。この定着ニップ部Ｎを定着フィルム１と一緒に記録材Ｐが挟持搬送されていく過程において定着フィルム１の磁気誘導発熱で加熱されて記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔが加熱定着される。記録材Ｐは定着ニップ部Ｎを通過すると回転定着フィルム１の外面から分離して排出搬送されていく。
【００５９】
本例において励磁コイル４は、コイルを構成させる電線として、一本ずつがそれぞれ絶縁被覆された銅製の細線を複数本束ねたもの（束線）を用い、これを複数回巻いて励磁コイル４を形成している。絶縁被覆は定着フィルム１の発熱による熱伝導を考慮して耐熱性を有する被覆を用いるのがよい。例えばポリイミドによる被覆は耐熱温度は２２０℃である。
【００６０】
図２の（ａ）と（ｂ）において、励磁コイル４の巻線のうち、４ａは定着フィルム１の金属層１ａに磁気結合すべく絶縁材を介して隣接させた第１のコイル部である巻線である。絶縁材は本例においてはコアホルダー２である。このコアホルダー２の肉厚は１〜５ｍｍである。
【００６１】
４ｂは定着フィルム１の金属層１ａに磁気結合しないまたは金属層１ａとの磁気結合が上記第１の４ａよりも弱い第２のコイル部である巻線である。
【００６２】
本例における励磁コイル４は上記の第１の巻線４ａと第２の巻線４ｂの２層巻き構成であり、この第１と第２の巻線４ａ・４ｂは互いに隣接しており、かつ定着フィルム１の金属層１ａに対して同方向の磁束を発生する様に巻かれている。第１の巻線４ａと第２の巻線４ｂは直列に接続され、容量性インピーダンスを有するスイッチング回路により電源から電力供給される。第２の巻線４ｂの巻き数は第１の巻線４ａよりも少なくしている。
【００６３】
図２の（ｂ）にこの様な構成での磁束の状態を示す。即ち、主に第１の巻線で形成される主磁束はＴ字になった第２コア６、第１コア５を通り、定着フィルム１の金属層１ａに磁気結合し、再び第２コア６を通って第１コア５へと向かう。
【００６４】
定着フィルム１の金属層１ａに磁気結合しない主に第２の巻線で形成される漏れ磁束の経路は様々であるが、第１コア５と第２コア６・６の形状から成る効果により、第１の巻線４ａの外側で定着フィルム１との間の絶縁体（コアホルダー２）を通り、第２コア６、第１コア５に入る経路と、第１の巻線４ａと第２の巻線４ｂの間を通り、第２コア６、第１コア５を通る経路が主なものとなると考えられる。
【００６５】
このうち、第１の巻線４ａと定着フィルム１の金属層１ａの間の距離は、効率と漏れ磁束を確保するとの考え方から、密着させずにある程度、効率を悪化させない程度に距離を保つ必要がある。本例装置においては、コアホルダー２はその両者４ａ・１ａ間の絶縁材として機能し、その肉厚約１ｍｍ〜５ｍｍが両者４ａ・１ａ間を丁度都合の良い距離に保つ構成である。これに更に第１の巻線４ａと第２の巻線４ｂの間を通る磁束による、定着フィルム１の金属層１ａに結合しない磁束を確保する。
【００６６】
この様な構成において、励磁コイル部分の等価回路を書くと、図７の様になる。Ｔ１はマッチングトランス、Ｌ１は定着フィルムに結合する磁束に対応したコイルのインダクタンス、Ｒは定着フィルム（加熱金属フィルム）１の等価抵抗、Ｌ２は定着フィルムに結合しなかった磁束に対応したコイルのリーケージインダクタンスである。
【００６７】
図７の（ａ）は、従来のマッチングトランスＴ１を用いた回路図である。マッチングトランスＴ１を用いた場合には、負荷のインダクタンスがどのような値でも、適切なトランスを用いることにより、理想的な波形を実現できる。しかし、上述したように実際の装置にこの様なトランスＴ１を用いることは、サイズ的にもコスト的にもかなり無理がある。
【００６８】
図７の（ｂ）に示したような等価回路となる様に励磁コイル４内でリーケージインダクタンスＬ２を調節することにより、マッチングトランスＴ１を用いることなく理想に近い特性を実現することが出来る。
【００６９】
励磁コイルと金属との磁気結合が非常に良く、大きな損失を受けるような系である場合と、リーケージインダクタンスを増加させた場合との、それぞれの場合でのスイッチング素子の両端にかかる電圧波形を図８の（ａ）と（ｂ）とに示す。
【００７０】
励磁コイルと共振コンデンサを並列に接続した共振回路に定電圧を印加し、ある時間経過の後、定電圧源よりの電流供給を停止すると、コイル両端には磁界に蓄えられていたエネルギーにより電流を流し続けようとし、コンデンサには電界に蓄えられていたエネルギーが電圧として現れ、それぞれ電流を流そうとする。この為に図８のようなフライバック電圧と呼ばれる電圧が発生するのであるが、コイルと金属体との結合が良く、また金属による損失が大きすぎる場合には図８の（ａ）に示すように振動条件を外れ、Ｖｃｃ（オン時間中に印加した電圧）を中心とした電圧に収束しようとする。この場合、スイッチング素子はＶｃｃの電圧がかかった状態で次のオンを迎えることとなり、スイッチングに伴う損失が非常に大きなものになってしまう。
【００７１】
これに対し、前述のように第２の巻線４ｂを設け、定着フィルム１の金属層１ａに結合しない漏れ磁束を確保することにより、図８の（ｂ）の様にフライバック電圧のスイングが大きくなり、ゼロクロスでのスイッチングを実現できる為、スイッチング損失の少ない系を実現することが出来る。
【００７２】
つまり理想的には、
（損失）＝（電圧）×（電流）＝０×（電流）＝０
となり、スイッチング素子でのスイッチングに伴なう電力を０にでき、スイッチング損失を抑えることができる。
【００７３】
第１の巻線４ａと第２の巻線４ｂの間は密着させた場合にも、巻線間の磁束は完全に打ち消し合わない為、この様な効果が期待できるが、絶縁性を確保するため、またリーケージを調整するために第１の巻線４ａと第２の巻線４ｂの間に絶縁体を設けても良い。
【００７４】
このように本実施例では、導電層を有する発熱部材に磁気結合することを主たる目的とする第１の巻線部分と、発熱部材への磁気結合を敢えて悪化させ、磁気的に疎結合とする代りに、リーケージインダクタンスを確保することを主たる目的とする第２の巻線部分を一つの励磁コイルにおいて構成し、励磁コイルの第１の巻線部分と発熱部材とのインピーダンスの整合をとったので、マッチングトランスを必要とすることなくゼロクロススイッチング可能な磁気回路を構成することを比較的容易に実現することができる。
【００７５】
また、励磁コイルとは別にマッチングコイルを構成した場合、励磁コイルとは別にマッチングコイル用の収納スペースなどを設計する必要があるが、本実施例では、第１の巻線部分と第２の巻線部分は隣接し一つの励磁コイルとして構成されているので励磁コイルとは別にマッチングコイル用の収納スペース等を設計する必要がなく、装置構成を簡略化することができる。
【００７６】
上記した例は励磁コイル４の巻線を第１の巻線４ａと第２の巻線４ｂの２層巻きとしたものであったが、これは多層巻きとしても良い。この様な本発明の他の実施例を図９に示す。この様な場合にも、等価回路は基本的には図７の（ｂ）の様に表すことが出来るが、このうちＬ２のリーケージ分は第１層、第２層、第３層．．．である各巻線層４ａ・４ｂ・４ｃ・・の磁気結合に関与しないインダクタンスの和になる。
【００７７】
上記と同様の効果は、巻線の１層目に比較して２層目以降の巻線を疎な巻き方にすることによっても得ることが出来る。
【００７８】
この様な巻き方の他の実施例を図１０の（ａ）に示す。この時の磁束の状態を図１０の（ｂ）に示す。
【００７９】
励磁コイル４の形状を保つには、熱膨張率の小さい、弾力性のある絶縁体（樹脂等）で保持するか、コイルの捲線を被覆線とする。適当な支持体をモールド等で形成し、その上に巻込んでも良い。
【００８０】
理想的な場合にはコイル間の磁束は打ち消し合い、リーケージは発生しないが、実際にはそうならずに間隔が離れるに従って増加する傾向となる為、巻数を増加させずにリーケージを増加するには有効な手段となる。
【００８１】
図９の様に巻線構造を少なくとも２層以上の巻線構造とし、発熱部材から２層目の巻線、３層目の巻線・・・が構造的に発熱部材から離れてしまうことによりリーケージインダクタンスを得るか、又は図１０の様に発熱部材から２層目以降の巻線を疎な巻き方に構成し、発熱部材に最も近い第１の巻線に第１の機能、即ち発熱部材に磁気結合することを主たる目的とする機能を、また離れた第２の巻線部分に第２の機能、即ち発熱部材への磁気結合を敢えて悪化させ、磁気的に疎結合とする代りに、リーケージインダクタンスを確保することを主たる目的とする機能を持たせることで、良好なスイッチング状態を得るための十分なフライバック電圧を得るように構成することができる。
【００８２】
上述の実施形態例の装置は励磁コイル４を定着ニップ部Ｎにおいてコア５と位置を合わせた構成となっているが、図１１の装置のように、励磁コイル４とコア５は定着ニップ部Ｎに対して定着フィルム１の回転方向上流側に構成し、定着フィルム１を定着ニップ部Ｎよりも定着フィルム回転方向上流側で加熱する構成とし、定着フィルム１の回転によりフィルムの加熱された部分が定着ニップ部Ｎに入るよう構成しても良い。
【００８３】
円筒状の定着フィルム１の径が小さく、該フィルム内に励磁コイルを構成しきれない小型機では、図１２の装置のように、定着フィルム１の外側であって、定着ニップ部Ｎに対し定着フィルム回転方向上流側に励磁コイル４を配設することで、また該励磁コイル４を上述した２層以上の巻線構成４ａ・４ｂ・・とすることで、同様の効果を得る事が出来る。１４は加圧ローラ１５に対向して加圧ローラ１５との間に定着フィルム１を挟んで定着ニップ部Ｎを形成する対向部材である。
【００８４】
尚、磁気誘導発熱性の定着フィルム１は、モノクロあるいは１パスマルチカラー画像等の加熱定着用の場合は弾性層１ｂを省略した形態のものにすることもできる。発熱体としての導電層１ａは樹脂に金属フィラーを混入した層とすることもできる。導電層１ａだけの単層部材とすることもできる。
【００８５】
下側のコアホルダー２に対する上側のフィルムガイド部材３はなしにした装置構成にすることもできる。
【００８６】
励磁コイル４は絶縁性樹脂でモールド成形した形態のものにすることもできる。
【００８７】
加熱装置としての定着装置１００の装置構成は実施形態例の加圧ローラ駆動方式に限られるものではない。例えば、駆動ローラやテンションローラ等の複数の部材間にエンドレスベルト状の定着フィルムを懸回張設して加圧ローラ以外の部材で定着フィルムを回転駆動する構成の装置にすることもできる。また定着フィルムをロール巻きにした長尺のウエブ状部材にし、これを繰り出し軸側から巻き取り軸側に所定の速度で巻き取り走行移動させる装置構成とすることもできる。
【００８８】
電磁誘導発熱性部材である導電材（磁性材）は固定部材とした装置構成のものとすることもできる。例えば定着ニップ部に該固定の電磁誘導発熱性部材として例えば鉄板を固定配設してこの鉄板を励磁コイルで磁気誘導発熱させるようにし、この固定の鉄板と加圧部材としての加圧ローラとを耐熱性の薄肉フィルムを挟ませて圧接させて定着ニップ部Ｎを形成させる。耐熱性フィルムは加圧ローラ駆動方式、あるいは駆動ローラ若しくは巻き取り軸により定着ニップ部をその内側面が固定の鉄板の下面に密着して摺動しながら回転移動若しくは走行移動する。固定の鉄板は励磁コイルに交番電流が印加されることで生じる交番磁束を集中的に受けて磁気誘導発熱する。そして定着ニップ部の耐熱性フィルムと加圧ローラの間に記録材が導入されて耐熱性フィルムと一緒に定着ニップ部を挟持搬送されていく過程において、固定の鉄板の発熱エネルギーを耐熱性フィルムを介して受けて加熱され、トナー画像の定着がなされる。
【００８９】
加圧部材１５はローラ体に限らず、回動ベルト型など他の形態の部材にすることもできる。
【００９０】
また加圧部材１５側からも記録材に熱エネルギーを供給するために、加圧部材１５側にも電磁誘導加熱等の発熱手段を設けて所定の温度に加熱・温調する装置構成にすることもできる。
【００９１】
画像形成装置の画像形成原理・方式は電子写真プロセスに限らず、転写方式あるいは直接方式の静電記録プロセス、磁気記録プロセスなどその他任意である。
【００９２】
本発明の加熱装置は実施形態例の画像加熱定着装置に限らず、画像を担持した記録材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着する像加熱装置、その他、被加熱材の加熱乾燥装置、加熱ラミネート装置など、広く被加熱材を加熱処理する手段・装置として使用できる。
【００９３】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想内であらゆる変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施例である像加熱装置を適用した画像形成装置の概略図
【図２】（ａ）は像加熱装置の要部の横断側面模型図、（ｂ）はその一部の拡大模型図
【図３】像加熱装置の正面模型図
【図４】像加熱装置の縦断正面模型図
【図５】コアホルダーの外観斜視図
【図６】励磁コイルの外観斜視図
【図７】等価回路図
【図８】フライバック電圧を示す図
【図９】他の実施例である像加熱装置の横断側面模型図
【図１０】（ａ）は他の実施例である像加熱装置の要部の横断側面模型図、（ｂ）はその一部の拡大模型図
【図１１】他の実施例である像加熱装置の横断側面模型図
【図１２】他の実施例である像加熱装置の横断側面模型図
【図１３】励磁回路を示す図
【符号の説明】
【００９５】
１００    定着装置（像加熱装置）
１    磁気誘導発熱性フィルム（定着フィルム、金属加熱フィルム）
２    コアホルダー（絶縁材）
３    フィルムガイド部材
４    励磁コイル
４ａ    第１の巻線
４ｂ    第２の巻線
５・６    フェライトコア
７    スペーサー板
８    平板蓋板
９    加圧用横長ステー
１０    フィルム端部規制フランジ部材
１１    ばね受け
１２    加圧ばね
１３    サーミスタ
１５    加圧弾性ローラ
Ｔ１  マッチングトランス
Ｌ１  定着フィルムに結合する磁束に対応したコイルの
インダクタンス
Ｒ    定着フィルム（金属フィルム）の等価抵抗
Ｌ２  定着フィルムに結合しなかった磁束に対応したコイルの
リーケージインダクタンス
Ｖｃｃ  オン時間中に印加した電圧
【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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【図１３】
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