(57)【要約】【課題】  磁性体コアとコイルとを樹脂で一体的に封止形成する時に、コイルが磁性体コアに接触するのを確実に防止して、コイルユニットの製造歩留まり向上を図る。【解決手段】  絶縁板４２を介在した状態で電磁誘導コイル４１と磁性体コア４３とをコイルホルダ４０を用いて位置決めした後、これ等を金型５０にセットして、モールド剤を液状で射出して、コイルモールド４４を射出成形する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと、
前記コイルとの間に所定のスペースを有して配置される、磁性体コアと、
前記コイルと前記磁性体コアの間の前記所定のスペース内に挿入される、絶縁体と、
前記コイル、前記絶縁体及び前記磁性体コアを位置決めする、位置決めホルダと、
液状で成型した後に硬化して、位置決めされた前記コイル、前記絶縁体及び前記磁性体コアを、前記位置決めホルダと共に固定する、固定体とを具備することを特徴とするコイルユニット。
【請求項２】
前記固定体は、前記コイル、前記磁性体コア、前記絶縁体及び前記位置決めホルダと一体になって硬化することを特徴とする請求項１記載のコイルユニット。
【請求項３】
前記絶縁体の成型温度は前記固定体の成型温度未満であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のコイルユニット。
【請求項４】
前記絶縁体は、厚さが一様で無いことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のコイルユニット。
【請求項５】
金属導電層を有する被加熱部材と、
前記被加熱部材の外周に配置され、コイルと、前記コイルとの間に所定のスペースを有して配置される磁性体コアと、前記コイルと前記磁性体コアの間の前記所定のスペース内に挿入される絶縁体と、前記コイル及び前記絶縁体並びに前記磁性体コアを位置決めする位置決めホルダと、液状で成型した後に硬化して、位置決めされた前記コイル及び前記絶縁体並びに前記磁性体コアを、前記位置決めホルダと共に固定する固定体を有する、コイルユニットと、
前記被加熱部材に圧接して前記被加熱部材と共に被定着媒体を所定方向に挟持搬送する加圧部材とを具備することを特徴とする定着装置。
【請求項６】
前記コイルユニットは、前記被加熱部材の回転軸方向に、複数個配置されることを特徴とする請求項５記載の定着装置。
【請求項７】
前記複数個のコイルユニットと前記被加熱部材とのギャップが、前記複数個のコイルユニットに応じて設定されることを特徴とする請求項６記載の定着装置。
【請求項８】
前記複数個のコイルユニットを支持するフレームと、
前記コイルユニットと前記フレームとの間に介在され、前記複数個のコイルユニットに応じて厚さの異なる位置調整部材とを更に有することを特徴とする請求項６又は請求項７記載の定着装置。
【請求項９】
前記複数個のコイルユニットの前記絶縁体は、前記複数個のコイルユニットに応じて厚い領域と薄い領域の配置パターンが異なることを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１０】
コイルと磁性体コアとの間に絶縁体を挟んで、前記コイルと前記磁性体コアを位置決めホルダに取着する工程と、
前記コイル、前記絶縁体、前記磁性体コア及び前記位置決めホルダを金型にセットする工程と、
前記金型のスペースにモールド材を注入して、前記コイルと前記磁性体コアとを封止する工程とを具備することを特徴とするコイルユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に搭載され、誘導加熱により発熱する被加熱部材を有し、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置、この定着装置に用いるコイルユニット及びコイルユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置の定着装置として誘導加熱方式の定着装置がある。このような誘導加熱方式の定着装置において、例えばヒートローラあるいはヒートベルトの表面近くに、熱容量の小さい極めて薄い金属導電層を配置して、外から、電磁誘導コイルにより金属導電層に渦電流を流して、金属導電層を発熱する装置では、ヒートローラあるいはヒートベルト表面の発熱をより高速に行え、プロセス速度の高速化を実現可能としている。
【０００３】
しかしながらこのように熱容量が小さい金属導電層を用いた場合には、電磁誘導コイルの磁性特性によっては、金属導電層の発熱特性が大きく影響される。この金属導電層の発熱特性は、高周波電流による電磁誘導コイルの振動により電磁誘導コイルと金属導電層との位置関係が変化して、電磁誘導コイルの磁性特性が変化することにより更に変化してしまい、定着性能が損なわれる恐れがある。
【０００４】
このため、従来、コイルホルダ、電磁誘導コイル及びコイル押え部材を射出成形の金型にセットして、コイルホルダ、電磁誘導コイル及びコイル押え部材を絶縁樹脂で封止して、電磁誘導コイルの振動を防止するコイルユニットがある（例えば特許文献１参照。）。
【特許文献１】日本特許特開平２００３−６８４４２号公報(カラム（００８０）〜（００８８）、図１０、１１、１２)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１では、電磁誘導コイルとコイルホルダ及びコイル押え部材を一体とした接合体を作成した後に、この接合体を金型にセットして、電磁誘導コイルを樹脂で封止しているため、電磁誘導コイルを金型にセットする前に、コイルホルダやコイル押さえを形成し、更にこれ等と電磁誘導コイルとを接合しておかなければならず、このため、コイルホルダやコイル押さえを形成するための金型も必要とし、又成形工程が複雑になり、コストの低減を妨げる恐れを生じていた。他方特許文献１では、電磁誘導コイルを絶縁樹脂で封止する場合の、コイルと磁性体コア間の絶縁の確保を考慮していない。このため、磁性体コアの磁気効率を高めるために、コイルと磁性体コア間のスペースを狭めた場合に、電磁誘導コイルを絶縁樹脂で封止成形する間に、コイルが磁性体コアに接触して絶縁不良を生じて、電磁誘導コイルの製造歩留まりを低下させてしまう恐れもあった。
【０００６】
そこで本発明は上記課題を解決するものであり、誘導加熱方式により金属導電層を発熱するためのコイルユニットにて、コイルを固定体で固定して封止成形する時に、コイルと磁性体コアとの絶縁を確保し、かつ成形時のコストの低減を可能とする、定着装置、定着装置に用いるコイルユニット及びコイルユニットの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するための手段として、コイルと、前記コイルとの間に所定のスペースを有して配置される、磁性体コアと、前記コイルと前記磁性体コアの間の前記所定のスペース内に挿入される、絶縁体と、前記コイル、前記絶縁体及び前記磁性体コアを位置決めする、位置決めホルダと、液状で成型した後に硬化して、位置決めされた前記コイル、前記絶縁体及び前記磁性体コアを、前記位置決めホルダと共に固定する、固定体とを有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、コイルの固定時に生じる、コイルと磁性体コアとの絶縁不良を確実に防止して、絶縁不良を原因とする、不良品を生じることが無く、コイルユニットの製造歩留まりを向上することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明は、コイルと磁性体コアの間のスペース内に絶縁体を挿入して、コイルと磁性体コアとを固定する。
【実施例１】
【００１０】
以下にこの発明の実施例１を図１乃至図８を参照して詳細に説明する。図１はこの発明の実施例１のコイルユニット２７を使用する定着装置１１を搭載してなる画像形成装置１を示す概略構成図である。画像形成装置１の上面には自動原稿送り装置４により供給される原稿を読取るスキャナ部６を備える。画像形成装置１は、画像形成ユニット１０に被定着媒体であるシート紙Ｐを供給するカセット機構３を備える。
【００１１】
カセット機構３は第１及び第２の給紙カセット３ａ、３ｂを備える。各給紙カセット３ａ、３ｂから、画像形成ユニット１０に至る搬送路７には、給紙カセット３ａ、３ｂからシート紙を取り出すピックアップローラ７ａ、７ｂ、分離搬送ローラ７ｃ、７ｄ、搬送ローラ７ｅ及びレジストローラ８が設けられる。画像形成ユニット１０の下流には、画像形成ユニット１０にてシート紙Ｐに形成されるトナー像を定着する定着装置１１を有する。定着装置１１の下流には、排紙ローラ２５ａが設けられ、定着後のシート紙Ｐを排紙部１ｂに搬送する排紙搬送路２５ｂが設けられる。
【００１２】
画像形成ユニット１０は、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ステーション１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋを有する。各画像形成ステーション１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、矢印ｑ方向に回転される転写ベルト１０ａに沿って、タンデムに配列される。
【００１３】
イエロ（Ｙ）の画像形成ステーション１８Ｙは、矢印ｒ方向に回転する像担持体である感光体ドラム１２Ｙの周囲に、プロセス部材である帯電器１３Ｙ、現像装置１４Ｙ、転写ローラ１５Ｙ、クリーナ１６Ｙ、除電器１７Ｙを配置してなっている。またイエロ（Ｙ）の画像形成ステーション１８Ｙ上方には、感光体ドラム１２Ｙにレーザビームを照射するレーザ露光装置１９が設けられる。
【００１４】
マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ステーション１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、イエロ（Ｙ）の画像形成ステーション１８Ｙと同様の構成を有している。
【００１５】
画像形成ユニット１０においては、プリント操作開始により、イエロ（Ｙ）の画像形成ステーション１８Ｙにあっては、感光体ドラム１２Ｙが矢印ｒ方向に回転して、帯電器１３Ｙにより一様に帯電される。次いで感光体ドラム１２Ｙは、レーザ露光装置１９により、スキャナ部６で読取った画像情報に対応する露光々を照射されて静電潜像を形成される。この後感光体ドラム１２Ｙは、現像装置１４Ｙにてトナー像を形成されて、転写ローラ１５Ｙ位置で、転写ベルト１０ａ上を矢印ｑ方向に搬送されるシート紙Ｐにトナー像を転写する。転写終了後感光体ドラム１２Ｙは、クリーナ１６Ｙにより残留トナーをクリーニングされ、除電器１７Ｙにより感光体ドラム１２Ｙ表面を除電されて、次のプリント可能となる。
【００１６】
マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ステーション１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、イエロ（Ｙ）の画像形成ステーション１８Ｙと同様に画像形成操作を行い、シート紙Ｐにフルカラートナー像を形成する。この後シート紙Ｐは、誘導加熱定着装置である定着装置１１により加熱加圧定着され、プリント画像を完成された後、排紙部１ｂに排紙される。
【００１７】
次に定着装置１１について述べる。図２は、誘導加熱方式の定着装置１１を示す概略構成図である。定着装置１１は、被加熱部材であるヒートローラ２２と加圧部材であるプレスローラ２３を有する。ヒートローラ２２は、駆動モータ２５により矢印ｓ方向に駆動する。プレスローラ２３は、圧縮バネ２４ａによりヒートローラ２２に加圧接触される。これによりヒートローラ２２及びプレスローラ２３間に一定幅のニップ２６が形成される。プレスローラ２３は、ヒートローラ２２に従動して矢印ｔ方向に回転する。
【００１８】
更に定着装置１１の、ヒートローラ２２の外側には、ヒートローラ２２を発熱させるコイルユニット２７が対向配置される。コイルユニット２７は、ヒートローラ２２と所定のギャップ、例えば約２．５ｍｍのギャップを有するよう、取り付け部２８を介して、定着装置１１のフレーム１１ａに取着される。尚、コイルユニット２７とヒートローラ２２とのギャップは限定されないが、ヒートローラ２２を良好に発熱するには、ギャップを、１．５−５．０ｍｍの範囲に設定することがより好ましい。
【００１９】
更にヒートローラ２２の外周には、定着後のシート紙Ｐの巻きつきを防止する剥離爪３１、ヒートローラ２２の表面温度を検出する非接触サーミスタ３３及び、ヒートローラ２２の表面温度の異常を検知して、発熱を遮断するためのサーモスタット３４が設けられる。プレスローラ２３の外周にはプレス側剥離爪２４ｃ、クリーニングローラ２４ｂが設けられる。
【００２０】
尚、シート紙Ｐがヒートローラ２２に巻きつく恐れが無い場合は、剥離爪３１及びプレス側剥離爪２４ｃ等を、設けなくても良い。又、非接触サーミスタ３３の数は必要に応じて任意であり、ヒートローラ２２の回転軸方向である、ヒートローラ２２の長手方向の必要な箇所に、必要数配置可能である。
【００２１】
ヒートローラ２２は、所定の圧力で変形しない剛性（硬さ）を有する材質で形成されるシャフト２２ａ周囲に、発泡ゴム、スポンジ等の弾性材からなる弾性層２２ｂ、ニッケル（Ｎｉ）等の導電材からなる金属導電層２２ｃ、耐熱シリコーンゴム等からなるソリッドゴム層２２ｄ及び、離型層２２ｅが形成されている。例えば、シャフト２２ａは直径約３０ｍｍ、弾性層２２ｂの厚さは５ｍｍ、金属導電層２２ｃの厚さは４０μｍ、ソリッドゴム層２２ｄの厚さは２００μｍ及び、離型層２２ｅの厚さは３０μｍに構成される。金属導電層２２ｃは、ニッケルに限らず、ステンレス、アルミニウム、あるいはステンレスとアルミニウムの複合材等であっても良い。
【００２２】
プレスローラ２３は、芯金２３ａ、周囲にシリコーンゴム或いはフッ素ゴム等のゴム層２３ｂを有しその上に離型層２３ｃを被覆してなっている。ヒートローラ２２及びプレスローラ２３は、いずれも例えば直径４０ｍｍに形成されている。シート紙Ｐは、このようなヒートローラ２２及びプレスローラ２３間のニップ２６を通過することにより、シート紙Ｐ上のトナー像を加熱加圧定着される。
【００２３】
尚プレスローラ２３は、必要に応じて、電磁誘導コイルにより発熱される金属導電層を有し、或いはハロゲンランプヒータを内蔵する等の、加熱機構を有していても良い。
【００２４】
次にコイルユニット２７について述べる。図３−図８に示すように、コイルユニット２７は、センタコイルユニット２７ａ及びその両側のサイドコイルユニット２７ｂからなる。この実施例では、２つのサイドコイルユニット２７ｂは直列接続されて、同じ制御で駆動される。
【００２５】
図３に示すように、センタコイルユニット２７ａは、長さ２００ｍｍであり、ヒートローラ２２の中央領域を発熱させる。サイドコイルユニット２７ｂは、センタコイルユニット２７ａの両側に配置される。センタコイルユニット２７ａ及びサイドコイルユニット２７ｂにより、ヒートローラ２２全長の長さ３２０ｍｍを発熱させる。センタコイルユニット２７ａと、サイドコイルユニット２７ｂは、交互に切り替えて出力しても良いし、或は同時に出力しても良い。
【００２６】
センタコイルユニット２７ａ及びサイドコイルユニット２７ｂは長さが異なるものの、その構成は同じであることから、その構成について、共通のコイルユニット２７として説明する。図４及び図５に示すように、コイルユニット２７は、位置決めホルダであるコイルホルダ４０、コイルである巻き線状の電磁誘導コイル４１、絶縁体である絶縁板４２、磁性体コア４３、固定体であるコイルモールド４４を有する。
【００２７】
電磁誘導コイル４１は、電線として、例えば線径０．５ｍｍの銅線を１９本撚り合わせた、直径約２．５〜２．６ｍｍのリッツ線４１２を用いる。電磁誘導コイル４１は、形成時に、１本のリッツ線４１２を任意の細長い成形台に巻いて形成する巻き線状である。電磁誘導コイル４１形成後に電磁誘導コイル４１を成形台から外すと、成形台部分に相当する細長いコイル穴４１３が設けられる。電磁誘導コイル４１のコイル中央部４１４は、コイル穴４１３の長手方向と平行に巻かれる。コイル穴４１３の短手方向と平行の電磁誘導コイル４１のコイル端部４１６は、コイル中央部４１４に対して垂直方向に立ち上げるように巻かれて、扇状となっている。
【００２８】
リッツ線の銅線の絶縁材としては、耐熱性のポリアミドイミドを用いる。電線及び絶縁材はこれに限定されず、線径も任意である。このようなリッツ線を用いる場合に、その構造は任意であり、単に複数の銅線を束ねたものであっても良いし、銅線の数や太さも限定されない。リッツ線を用いることにより、リッツ線を構成する夫々の銅線表面を用いて電流を流すことが出来るので、電磁誘導コイルに流れる電流を効率よく利用できる。
【００２９】
絶縁板４２は、例えば成型温度(硬化温度)が約２８０℃のＰＰＳ樹脂（Poly Phenylene Sulfide）を用いて成形される。絶縁板４２は、電磁誘導コイル４１のコイル中央部４１４を覆う平板形状を有し、例えば厚さ約１．０ｍｍに成形される。絶縁板４２は位置決め時に、絶縁板４２を磁性体コア４３に固定するためのフック部４２ａを有する。絶縁板４２の材質や形状は限定されず、コイルユニット２７にて、電磁誘導コイル４１と磁性体コア４３間を確実に絶縁出来るものであればＰＰＳ樹脂でなくても良いし、その成形温度も任意である。又絶縁板４２の厚さも任意であるが、絶縁性を確保し、且つ磁性体コア４３の磁気効率を損なわないためには、０．５ｍｍ−１．５ｍｍの範囲がより好ましい。
【００３０】
絶縁板４２の厚さを変えて、電磁誘導コイル４１と磁性体コア４３間の距離を調整することにより、ヒートローラ２２の金属導電層２２ｃに流れる誘導電流を管理できる。即ち絶縁板４２の厚さを管理することにより、金属導電層２２ｃの発熱分布を調整可能となる。例えば、同じコイルユニットにおいて、絶縁板４２を薄く形成すれば、金属導電層２２ｃの発熱量を大きく出来る。他方、絶縁板４２を厚く形成すれば、金属導電層２２ｃの発熱量を小さく出来る。
【００３１】
磁性体コア４３は、電磁誘導コイル４１の磁束をヒートローラ２２に集中させて電磁誘導コイル４１の磁気特性を向上する。このため磁性体コア４３の断面は、電磁誘導コイル４１のコイル中央部４１４に沿って両側に傾斜するコア傾斜部４３１を有する、ほぼ屋根形状とされる。磁性体コア４３の中央のコア平坦部４３２は、コイルホルダ４０に支持される位置決め用のコア凸部４３３を有する。
【００３２】
コイルホルダ４０は、絶縁板４２と同じ材質からなり、成型温度が約２８０℃のＰＰＳ樹脂を用いて成形される。コイルホルダ４０は、電磁誘導コイル４１のコイル穴４１３の形状に対応して、細長に形成されたホルダ本体４０１と、ホルダ本体４０１に所定の間隔を開けて複数設けられているホルダボス４０２と、ホルダ本体４０１から下方に延びる複数のホルダリブ４０３を有する。
【００３３】
コイルホルダ４０の、複数のホルダボス４０２は、その両側にて電磁誘導コイル４１が長手方向に移動するのを防止する。更にホルダボス４０２は、上端の爪部材４０４を、磁性体コア４３の中央のコア平坦部４３２に設けられるスリット４３４に嵌められる。ホルダリブ４０３は、電磁誘導コイル４１のコイル中央部４１４の傾きに沿っている。図５に示すように、ホルダリブ４０３は、電磁誘導コイル４１のコイル中央部４１４を下から支持する。又、ホルダリブ４０３の先端に形成されるフック４０６は、電磁誘導コイル４１のコイル中央部４１４の外側を支持する。
【００３４】
コイルホルダ４０は、電磁誘導コイル４１及び磁性体コア４３の間に絶縁板４２を挟んで、電磁誘導コイル４１及び磁性体コア４３を規制することにより、電磁誘導コイル４１、絶縁板４２及び、磁性体コア４３を位置決めする。この時、電磁誘導コイル４１及び磁性体コア４３は、絶縁板４２により、確実に絶縁される。
【００３５】
コイルモールド４４は、絶縁性のモールド材（樹脂材）を液状で射出（injection）した後に、硬化して成形することで形成される。モールド材は、例えば成型温度(硬化温度)が約３２０℃のＰＰＳ樹脂を用いる。尚、モールド材はこれに限られず、例えばフェノール樹脂や、ガラス入りの樹脂、カーボン、あるいはセラミック、等であってもよく、ヒートローラ２２による熱対流により熱変形しない、耐熱性を有する樹脂であることが好ましい。
【００３６】
次に、コイルモールド４４の射出成形について述べる。図６に示すように、コイルホルダ４０により電磁誘導コイル４１、絶縁板４２及び磁性体コア４３を位置決め（予備固定）する。位置決めのため、先ず電磁誘導コイル４１のコイル穴４１３内に、コイルホルダ４０の複数のホルダボス４０２を挿入する。次いで電磁誘導コイル４１のコイル中央部４１４の上に絶縁板４２を配置する。更にその上から、磁性体コア４３を、コイルホルダ４０に予備固定する。即ち、コイルホルダ４０のホルダボス４０２と磁性体コア４３のコア凸部４３３を噛み合わせる。又、コイルホルダ４０の爪部材４０４を磁性体コア４３のスリット４３４に嵌める。これにより、電磁誘導コイル４１及び磁性体コア４３の間に、絶縁板４２を挟んだ状態で、電磁誘導コイル４１、絶縁板４２及び磁性体コア４３がコイルホルダ４０により位置決めされる。
【００３７】
この後図７に示すように、電磁誘導コイル４１、絶縁板４２及び磁性体コア４３を有するコイルホルダ４０を、コイルモールド４４を射出成形するための金型５０内に設置する。金型５０は、第１の金型５１と第２の金型５２とを連結して形成される。第１の金型５１は、電磁誘導コイル４１、絶縁板４２及び磁性体コア４３を有するコイルホルダ４０を安定して載置する。又、第１の金型５１は、金型５０内にコイルモールド４４の材料である液状に溶融されたモールド材を注入したときに、コイルホルダ４０が動かないように固定する。第２の金型５２は、液状のモールド材を充填するための注入口５２ａ及び流路５２ｂを有する。
【００３８】
電磁誘導コイル４１、絶縁板４２及び磁性体コア４３を有するコイルホルダ４０を、第１の金型５１に載置し、第２の金型５２を連結（型締め）すると、金型５０内の電磁誘導コイル４１、絶縁板４２及び磁性体コア４３を有するコイルホルダ４０の周囲に、コイルモールド４４の形状に相当するスペース５３が形成される。次いで第２の金型５２の注入口５２ａから、流路５２ｂを経て、スペース５３内に、液状のモールド材を充填する。
【００３９】
液状のモールド材は、金型５０内で、電磁誘導コイル４１、絶縁板４２、磁性体コア４３及びコイルホルダ４０周囲のスペース５３に充填される。この時、モールド材は、絶縁板４２周囲の空間部分にも充填される。モールド材の充填時に、モールド材は、コイルホルダ４０側から電磁誘導コイル４１を磁性体コア４３側に押す方向の流れを生じる。この流れにより、電磁誘導コイル４１は、磁性体コア４３側に片寄るように変形される場合がある。但し、電磁誘導コイル４１及び磁性体コア４３間に絶縁板４２が介在されているので、電磁誘導コイル４１が変形したとしても、電磁誘導コイル４１と磁性体コア４３が接触する恐れが無い。
【００４０】
モールド材の充填時、成型温度が約２８０℃のコイルホルダ４０及び絶縁板４２は、成型温度が約３２０℃のモールド材との接触部分が、モールド部材の熱により軟化する。これにより、コイルホルダ４０及び絶縁板４２と、モールド材との密着性が良くなる。モールド材が３２０℃以下に冷却されると、コイルモールド４４は、絶縁板４２及びコイルホルダ４０と一体的に成形されて、硬化する。これにより図８に示すように、コイルモールド４４により、電磁誘導コイル４１及び磁性体コア４３が封止されたコイルユニット２７が形成される。
【００４１】
このコイルユニット２７は、絶縁板４２の介在により、電磁誘導コイル４１と磁性体コア４３が確実に１．０ｍｍ隔てられる。尚、コイルユニット２７の、電磁誘導コイル４１側を被覆するコイルモールド４４の厚さは、例えば約０．５ｍｍとされる。従って、この実施例では、定着装置１１の、ヒートローラ２２とコイルユニット２７とのギャップが約２．５ｍｍに設定されることから、電磁誘導コイル４１表面からヒートローラ２２表面までの実質的な距離は約３ｍｍとされる。
【００４２】
このように成形されるセンタコイルユニット２７ａ及びサイドコイルユニット２７ｂを定着装置１１に用いて、ヒートローラ２２の発熱のために、電磁誘導コイル４１に高周波電力を供給すると、電磁誘導コイル４１は、コイルモールド４４によって固定されていることから、高周波電力を原因とする振動を防止される。従って、電磁誘導コイル４１と、ヒートローラ２２の金属導電層２２ｃとの位置関係は一定に保持され、ヒートローラ２２は、全長に亘り一定の発熱温度を得られる。
【００４３】
この実施例によれば、電磁誘導コイル４１をモールド材で固定するために、コイルモールド４４を射出成型するときに、電磁誘導コイル４１と磁性体コア４３との間に絶縁板４２を配置した状態で、これらを、コイルホルダ４０を用いて位置決めする。これにより金型５０内のスペース５３に、モールド材を液状で射出する時に、モールド材の流れによって電磁誘導コイル４１が磁性体コア４３側に押されて変形したとしても、電磁誘導コイル４１と磁性体コア４３間の絶縁性を確実に保持することが出来る。従って、コイルモールド４４の射出成形時に、電磁誘導コイル４１と磁性体コア４３間の絶縁不良を原因とする、不良品を生じることが無く、コイルユニットの製造歩留まりを向上出来る。
【実施例２】
【００４４】
次にこの発明の実施例２について図９を参照して説明する。この実施例２は上述した実施例１における絶縁板の形状或は厚さを制御してなる複数のコイルユニットを用いて、ヒートローラの発熱分布を調整するものである。他は実施例１と同様であることから、前述の実施例１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その詳細な説明を省略する。
【００４５】
実施例２は、図９に示すように、同じ長さの４つのコイルユニット６０を用いて、ヒートローラ２２の全長を発熱させる。これ等４つのコイルユニット６０は、絶縁板６１、６２の厚さが異なるものの、他は、全て同じ構造を有する。シート紙Ｐの通過頻度の高いヒートローラ２２のセンタ領域を発熱させる２つのセンタコイルユニット６０ａの絶縁板６１に比べて、シート紙Ｐの通過頻度の低いヒートローラ２２のサイド領域を発熱する両側のサイドコイルユニット６０ｂの絶縁板６２は厚くなっている。例えばセンタコイルユニット６０ａの絶縁板６１は厚さ０．５ｍｍに形成される。サイドコイルユニット６０ｂの絶縁板６２は、厚さ１．５ｍｍに形成される。
【００４６】
センタコイルユニット６０ａとサイドコイルユニット６０ｂでは、絶縁板６１、６２以外の部品、即ち、コイルホルダ４０、電磁誘導コイル４１及び磁性体コア４３は、共通の部品を使用する。又、センタコイルユニット６０ａとサイドコイルユニット６０ｂでは、電磁誘導コイル４１と磁性体コア４３とを封止するコイルモールド４４も、共通の金型５０を用いて前述の実施例と同様にして射出成形される。
【００４７】
センタコイルユニット６０ａは、絶縁板６１が０．５ｍｍと薄くて、電磁誘導コイル４１と磁性体コア４３との距離が近いので、高周波を印加する電磁誘導コイル４１の駆動時に磁性体コア４３の磁気が有効に作用する。他方、サイドコイルユニット６０ｂは、絶縁板６２が１．５ｍｍと厚くて、電磁誘導コイル４１と磁性体コア４３との距離が離れるので、高周波を印加する電磁誘導コイル４１の駆動時の磁性体コア４３の磁気効率が弱まる。
【００４８】
従って、センタコイルユニット６０ａとサイドコイルユニット６０ｂの電磁誘導コイル４１に、同じ電流を流したとしても、センタコイルユニット６０ａは、サイドコイルユニット６０ｂに比べて、ヒートローラ２２の金属導電層２２ｃに、より効率的に磁束を集中出来る。即ち、同じ電流であっても、センタコイルユニット６０ａの誘導電流により発熱されるヒートローラ２２のセンタ領域の温度は、サイドコイルユニット６０ｂの誘導電流により発熱されるヒートローラ２２のサイド領域の温度より高くなる。この結果、同じ電流であっても、シート紙Ｐの通過頻度の高いヒートローラ２２のセンタ領域と、シート紙Ｐの通過頻度の低いヒートローラ２２のサイド領域との温度調整が可能となる。
【００４９】
尚ヒートローラ２２の全長を同じ長さの複数のコイルユニットを用いて発熱する場合、コイルユニット数は４つに限らない。更に、複数のコイルユニットに用いる絶縁板の厚さも限定されない。
【００５０】
この実施例によれば、前述の実施例１と同様に、コイルモールド４４の射出成形時に、電磁誘導コイル４１と磁性体コア４３間の絶縁不良を原因とする、不良品を生じることが無く、コイルユニットの製造歩留まりを向上する。又、この実施例によれば、コイルユニットの絶縁板の厚さがを変えるのみで、ヒートローラの発熱温度を容易に調整可能となる。更に、この実施例によれば、ヒートローラ２２の全長を発熱するための、磁性特性の異なる複数のコイルユニットを、共通の部品を用いて共通の金型により、封止可能となる。このことから、各種定着装置に用いるコイルユニットの共通化が可能となり、定着装置の生産性の向上を得ることが出来る。このようなコイルユニットを用いることにより、温度制御が可能且つ製造コストを低減できる定着装置を得られる。
【実施例３】
【００５１】
次にこの発明の実施例３について図１０を参照して説明する。この実施例３は前述した実施例２と、絶縁板のパターンが異なるものである。他は実施例２と同様であることから、前述の実施例２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その詳細な説明を省略する。
【００５２】
実施例３は、図１０に示すように、同じ４つのコイルユニット７０を、ヒートローラ２２に対向するよう隣接配置する。但し、コイルユニット７０の絶縁板７１は、両端に薄い領域α１とα２を有し、かつ中央に厚い領域βを有する様にパターン形成される。更にヒートローラ２２の両側のコイルユニット７０ａと７０ｄは、絶縁板７1の薄い領域と厚い領域のパターンが対称に配置される。即ちコイルユニット７０ａと７０ｄは、絶縁板７１の薄い領域α１が外側にあり、薄い領域α２がセンタ寄りにある。又ヒートローラ２２のセンタのコイルユニット７０ｂと７０ｃは、絶縁板７1の薄い領域と厚い領域のパターンが同じ方向を向いている。即ちコイルユニット７０ｂと７０ｃは図１０の右側寄りに絶縁板７１の薄い領域α１があり、図１０の左側寄りに薄い領域α２がある。
【００５３】
これは、図１０にて、コイルユニット７０ｂ、７０ｃ、７０ｄを同じ方向に配置し、コイルユニット７０ａを反対向きに配置することにより構成される。コイルユニット７０の絶縁板７１が薄い領域α１とα２は例えば厚さ０．５ｍｍに形成される。一方、コイルユニット７０の絶縁板７１が厚い領域βは例えば厚さ１．５ｍｍに形成される。従って、コイルユニット７０内で、電磁誘導コイル４１と磁性体コア４３との距離が変化している。
【００５４】
コイルユニット７０において、絶縁板が薄い領域α１、α２では、電磁誘導コイル４１と磁性体コア４３との距離が近いので、電磁誘導コイル４１の駆動時に磁性体コア４３の磁気が有効に作用する。他方、絶縁板が厚い領域βでは、電磁誘導コイル４１と磁性体コア４３との距離が離れるので、電磁誘導コイル４１の駆動時の磁性体コア４３の磁気効率が弱まる。
【００５５】
従って、コイルユニット７０の、領域α１及び領域α２に対応するヒートローラ２２の温度は、領域βに対応するヒートローラ２２の温度より高くなる。このコイルユニット７０を、４つ、図１０に示すように配置することにより、複数のコイルユニット７０ａ−７０ｄのコイルユニット間で生じる温度低下、或は、ヒートローラ２２の両端部で生じる温度低下を補うことが出来る。更に、ヒートローラ２２のセンタ付近では、領域α１、領域α２及び領域βがバランスよく配置されることから、ヒートローラ２２の長手方向の温度の均一化を図れる。
【００５６】
尚絶縁板の薄い領域と、厚い領域とのパターンや、夫々の厚さは、この実施例に限らない。例えば、ヒートローラ全長に渡る温度ムラを調整するために、絶縁板の両端を厚くして、必要部分を薄くすることも可能である。又、絶縁板のパターンを１種類ではなく、複数種類用意することにより、ヒートローラの温度分布をより細かく調整することも可能である。更に、コイルユニットにて、ヒートローラの温度調整を行うために、絶縁板の厚さに傾斜を設けて形成しても良い。このようにすれば、コイルユニットによりヒートローラの発熱分布を無段階に調整可能となる。
【００５７】
この実施例によれば、前述の実施例２と同様に、コイルモールド４４の射出成形時に、電磁誘導コイル４１と磁性体コア４３間の絶縁不良を原因とする、不良品を生じることが無く、コイルユニットの製造歩留まりを向上出来る。又、この実施例によれば、同じコイルユニットを用いて、その絶縁板の厚さのパターンをコイルユニットの領域に適した配置とすることにより、ヒートローラの発熱温度を容易に調整可能となる。使用するコイルユニットが１種類であることから、コイルユニットの生産性を向上できる。このようなコイルユニットを用いることにより、温度制御が可能且つ製造コストを低減できる定着装置を得られる。
【実施例４】
【００５８】
次にこの発明の実施例４について図１１を参照して説明する。この実施例４は上述した実施例１における複数のコイルユニットのヒートローラに対するギャップを調整して、ヒートローラの発熱分布を調整するものである。他は実施例１と同様であることから、前述の実施例１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その詳細な説明を省略する。
【００５９】
実施例４は、図１１に示すように、厚さ０．５ｍｍの絶縁板８１を有する同じタイプのコイルユニット８０を４つ配置して、ヒートローラ２２の全長を発熱させる。但し、４つのコイルユニット８０のうちのセンタの２つは、位置調整部材である例えば厚さ１ｍｍの薄型のコイルギャップ調整体８２を介して、取り付け部２８に取着される。又サイドの２つは、位置調整部材である例えば厚さ２ｍｍの厚型のコイルギャップ調整体８３を介して、取り付け部２８に取着される。
【００６０】
これにより、センタにおけるコイルユニット８０とヒートローラ２２とのギャップは、例えば約１．５ｍｍに設定される。又サイドにおけるコイルユニット８０とヒートローラ２２とのギャップは、例えば約２．５ｍｍに設定される。センタにおいては、ギャップが小さく、電磁誘導コイル４１がヒートローラ２２に近いので、金属導電層２２ｃに生じる誘導電流が多く、ヒートローラ２２は高い発熱を得られる。他方、サイドにおいては、ギャップが大きく金属導電層２２ｃに生じる誘導電流は少なく、ヒートローラ２２の発熱はセンタに比べて低くなる。
【００６１】
従って、ヒートローラ２２に対向して配置される４つの同じコイルユニット８０に、同じ電流を付与したとしても、ヒートローラ２２は、サイド領域に比べてセンタ領域の発熱温度を高く出来る。即ち同じコイルユニット８０を用いて、同じ電流を流した場合であっても、シート紙Ｐの通過頻度の高いヒートローラ２２のセンタ領域と、シート紙Ｐの通過頻度の低いヒートローラ２２のサイド領域とで異なる温度調整を行うことが可能となる。
【００６２】
この実施例によれば、前述の実施例１と同様に、コイルモールド４４の射出成形時に、電磁誘導コイル４１と磁性体コア４３間の絶縁不良を原因とする、不良品を生じることが無く、コイルユニットの製造歩留まりを向上出来る。又、この実施例によれば、同じコイルユニット８０を用いても、ギャップ調整体８２、８３の厚さを変えることにより、ヒートローラの発熱温度を容易に調整可能となる。更にこの実施例によれば、ヒートローラ２２の全長を発熱するための、複数のコイルユニットを同じにすることが可能となる。又これと共に、各種定着装置に用いるコイルユニットの共通化も可能となり、定着装置の生産性の向上を得ることが出来る。このようなコイルユニットを用いることにより、温度制御が可能でありながら低価格の定着装置を得られる。
【００６３】
尚この発明は、上記実施例に限られるものではなく、この発明の範囲内で種々変更可能であり、例えばエンドレスの被加熱部材は、定着ベルトであっても良いし、電磁誘導コイルや、磁性体コアの形状等も任意である。又、巻き線コイルと磁性体コアの間に挿入される絶縁体の材質、形状或はサイズも、巻き線コイルと磁性体コアの接触を防止できるものであれば限定されない。又その成形温度も任意であるが、固定体の成形温度より低い材質を用いれば、固定体の射出成形時に、その接触部分が軟化して両者の密着性を向上可能となる。更に絶縁体は、位置決めホルダによる位置決め時に、巻き線コイル及び磁性体コアに対する位置を特定できれば、磁性体コアに固定されるためのフック部を設けなくても良い。又、固定体の形状や厚さも任意であり、磁性体コアの上面まで覆っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】この発明の実施例１のコイルユニットを用いる定着装置を搭載した画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】この発明の実施例１の定着装置を示す概略構成図である。
【図３】この発明の実施例１のヒートローラと、コイルユニットの配置を示す概略説明図である。
【図４】この発明の実施例１のコイルユニットの分解斜視図である。
【図５】この発明の実施例１のコイルユニットの分解側面図である。
【図６】この発明の実施例１のコイルホルダにより、電磁誘導コイル、絶縁板及び、磁性体コアを位置決めした状態を示す概略側面図である。
【図７】この発明の実施例１のコイルモールドの射出成形を示す概略説明図である。
【図８】この発明の実施例１のコイルユニットを示す概略側面図である。
【図９】この発明の実施例２のヒートローラと、コイルユニットの配置を示す概略説明図である。
【図１０】この発明の実施例３のヒートローラと、コイルユニットの配置を示す概略説明図である。
【図１１】この発明の実施例４のコイルユニットとヒートローラとのギャップを示す概略説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１…画像形成装置
１０…画像形成ユニット
１１…定着装置
１１ａ…フレーム
２２…ヒートローラ
２２ｃ…金属導電層
２３…プレスローラ
２７…コイルユニット
４０…コイルホルダ
４１…電磁誘導コイル
４２…絶縁板
４３…磁性体コア
４４…コイルモールド
５０…金型
【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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