(57)【要約】【課題】誘導コイル５２が巻かれた後の変形も殆ど無く長時間安定した誘導加熱が持続できる支持体を持つ誘導加熱型定着装置を有する画像形成装置の提供。【解決手段】誘導電流により発熱する中空回転体である加熱部材と、該加熱部材に対し圧接しニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱部材に供給する磁束を発生させるために該加熱部材の内側に同心に配置された支持体にスパイラルに巻かれた誘導コイルとを有し、前記ニップ部を通過する転写材を該加熱部材からの熱で加熱する誘導加熱型の定着装置を備えた画像形成装置において、前記誘導コイルの支持体の形状は、中空又は中実の円柱又は角柱に複数のリブが放射状に取り付けられ、前記支持体の軸心に平行で、該支持体の外周上に位置する前記リブの端部が前記軸心と同心で同径の円柱面上に位置させる。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導電流により発熱する中空回転体である加熱部材と、該加熱部材に対し圧接しニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱部材に供給する磁束を発生させるために該加熱部材の内側に同心に配置された支持体にスパイラルに巻かれた誘導コイルとを有し、前記ニップ部を通過する転写材を該加熱部材からの熱で加熱する誘導加熱型の定着装置を備えた画像形成装置において、前記誘導コイルの支持体の形状は、中空又は中実の円柱又は角柱に複数のリブが放射状に取り付けられ、前記支持体の軸心に平行で、該支持体の外周上に位置する前記リブの端部が前記軸心と同心で同径の円柱面上に位置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
誘導電流により発熱する中空回転体である加熱部材と、該加熱部材に対し圧接しニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱部材に供給する磁束を発生させるために該加熱部材の内側に同心に配置された支持体にスパイラルに巻かれた誘導コイルとを有し、前記ニップ部を通過する転写材を該加熱部材からの熱で加熱する誘導加熱型の定着装置を備えた画像形成装置において、前記誘導コイルの支持体の形状は、該支持体の前記同心の軸心に平行なリブを組み合わせて構成され、前記支持体の外周上に位置するリブの端部が前記軸心と同心で同径の円柱面上にあるように形成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記支持体の内部には少なくとも１つのセルが設けられるように形成されたことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記支持体の外周面上に位置するリブの端部は丸みが付けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
誘導電流により発熱する中空回転体である加熱部材と、該加熱部材に対し圧接しニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱部材に供給する磁束を発生させるために該加熱部材の内側に同心に配置された支持体にスパイラルに巻かれた誘導コイルと、該支持体内に設けたコアとを有し、前記ニップ部を通過する転写材を該加熱部材からの熱で加熱する誘導加熱型の定着装置を備えた画像形成装置において、前記誘導コイルの支持体の形状は、該支持体の前記同心の軸心に平行なリブを組み合わせて外周面が母線に直角な方向で波形状にした柱面で形成された殻構造をとり内部が中空にされたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記支持体の外周面上に位置するリブの稜部は丸みが付けられていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記支持体は耐熱性を有することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加熱源として誘導コイルを用いた誘導加熱方式の定着装置を装着した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来画像形成装置に装着される定着装置の加熱源には一般的にハロゲンランプが用いられてきたが、近年、省エネルギー化を図るために、例えば特許文献１に示すように高いエネルギー効率を持つ加熱源として誘導コイルを用いた誘導加熱方式の定着装置が提案されている。
【０００３】
この誘導加熱方式で用いられる定着ローラには、誘導コイルにより発生する大きな誘導電流が流れるようにしてあり、該誘導コイルはボビン状の支持体に巻かれているが熱効率を向上させるため、特許文献２及び特許文献３に示すように支持体である中空の円柱面に沢山の長穴を開けたり、複数に分割された骨組み構造にすることにより、該支持体の軽量化や薄肉化を図り熱容量低下を試みている。しかし、これに伴い、機械的強度が益々十分にとれにくい状況になっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２３５９６４号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１−２４２７３４号公報
【０００６】
【特許文献３】
特開２００１−９２２８３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はそのような薄い構造の支持体を用いても機械的強度が十分であり、誘導コイルを支持体に巻くに当たり、誘導コイルの巻き線を傷つけること無く円滑に巻けることができ、かつ、巻かれたコイルの端部からの戻り配線等も円滑に処理でき、コイルやコアの温度上昇が回避できるようにした構造の支持体に巻かれた誘導コイルを有する誘導加熱型の定着装置を装着した画像形成装置を提供することを課題目的にする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的は次の技術手段（１）〜（７）の何れかによって達成される。
【０００９】
（１）誘導電流により発熱する中空回転体である加熱部材と、該加熱部材に対し圧接しニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱部材に供給する磁束を発生させるために該加熱部材の内側に同心に配置された支持体にスパイラルに巻かれた誘導コイルとを有し、前記ニップ部を通過する転写材を該加熱部材からの熱で加熱する誘導加熱型の定着装置を備えた画像形成装置において、前記誘導コイルの支持体の形状は、中空又は中実の円柱又は角柱に複数のリブが放射状に取り付けられ、前記支持体の軸心に平行で、該支持体の外周上に位置する前記リブの端部が前記軸心と同心で同径の円柱面上に位置することを特徴とする画像形成装置。
【００１０】
（２）誘導電流により発熱する中空回転体である加熱部材と、該加熱部材に対し圧接しニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱部材に供給する磁束を発生させるために該加熱部材の内側に同心に配置された支持体にスパイラルに巻かれた誘導コイルとを有し、前記ニップ部を通過する転写材を該加熱部材からの熱で加熱する誘導加熱型の定着装置を備えた画像形成装置において、前記誘導コイルの支持体の形状は、該支持体の前記同心の軸心に平行なリブを組み合わせて構成され、前記支持体の外周上に位置するリブの端部が前記軸心と同心で同径の円柱面上にあるように形成したことを特徴とする画像形成装置。
【００１１】
（３）前記支持体の内部には少なくとも１つのセルが設けられるように形成されたことを特徴とする（２）項に記載の画像形成装置。
【００１２】
（４）前記支持体の外周面上に位置するリブの端部は丸みが付けられていることを特徴とする（１）〜（３）項の何れか１項に記載の画像形成装置。
【００１３】
（５）誘導電流により発熱する中空回転体である加熱部材と、該加熱部材に対し圧接しニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱部材に供給する磁束を発生させるために該加熱部材の内側に同心に配置された支持体にスパイラルに巻かれた誘導コイルと、該支持体内に設けたコアとを有し、前記ニップ部を通過する転写材を該加熱部材からの熱で加熱する誘導加熱型の定着装置を備えた画像形成装置において、前記誘導コイルの支持体の形状は、該支持体の前記同心の軸心に平行なリブを組み合わせて外周面が母線に直角な方向で波形状にした柱面で形成された殻構造をとり内部が中空にされたことを特徴とする画像形成装置。
【００１４】
（６）前記支持体の外周面上に位置するリブの稜部は丸みが付けられていることを特徴とする（５）項に記載の画像形成装置。
【００１５】
（７）前記支持体は耐熱性を有することを特徴とする（１）〜（６）項の何れか１項に記載の画像形成装置。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１７】
図１に示す画像形成装置の概略説明図は、デジタル方式による画像形成装置１の概要を記したものであって、画像読取り部Ａ、画像処理部Ｂ、画像形成部Ｃ、転写材搬送手段としての転写材搬送部Ｄから構成されている。
【００１８】
画像読取り部Ａの上部には原稿を自動搬送する自動原稿送り手段が設けられていて、原稿載置台１１上に載置された原稿は原稿搬送ローラ１２によって１枚宛分離搬送され読み取り位置１３ａにて画像の読み取りが行われる。原稿読み取りが終了した原稿は原稿搬送ローラ１２によって原稿排紙皿１４上に排出される。
【００１９】
一方、プラテンガラス１３上に置かれた場合の原稿の画像は走査光学系を構成する照明ランプ及び第１ミラーから成る第１ミラーユニット１５の速度ｖによる読み取り動作と、Ｖ字状に位置した第２ミラー及び第３ミラーから成る第２ミラーユニット１６の同方向への速度ｖ／２による移動によって読み取られる。
【００２０】
読み取られた画像は、投影レンズ１７を通してラインセンサである撮像素子ＣＣＤの受光面に結像される。撮像素子ＣＣＤ上に結像されたライン状の光学像は順次電気信号（輝度信号）に光電変換されたのちＡ／Ｄ変換を行い、画像処理部Ｂにおいて濃度変換、フィルタ処理などの処理が施された後、画像データは一旦メモリに記憶される。
【００２１】
画像形成部Ｃでは、画像形成ユニットとして、像担持体であるドラム状の感光体２１と、その外周に、該感光体２１を帯電させる帯電手段２２、帯電した感光体の表面電位を検出する電位検出手段２２０、現像手段２３、転写分離手段である転写極２４及び分離極２５、前記感光体２１のクリーニング装置２６及び光除電手段としてのＰＣＬ（プレチャージランプ）２７が各々動作順に配置されている。また、現像手段２３の下流側には感光体２１上に現像されたパッチ像の反射濃度を測定する反射濃度検出手段２２２が設けられている。感光体２１は、光導電性化合物をドラム基体上に塗布形成したもので、例えば有機感光体（ＯＰＣ）が好ましく使用され、図示の時計方向に駆動回転される。
【００２２】
回転する感光体２１へは帯電手段２２による一様帯電がなされた後、像露光手段としての露光光学系３０により画像処理部Ｂのメモリから呼び出された画像信号に基づいた像露光が行われる。書き込み手段である像露光手段としての露光光学系３０は図示しないレーザーダイオードを発光光源とし、回転するポリゴンミラー３１、ｆθレンズ３４、シリンドリカルレンズ３５を経て反射ミラー３２により光路が曲げられ主走査がなされるもので、感光体２１に対してＡｏの位置において像露光が行われ、感光体２１の回転（副走査）によって潜像が形成される。本実施の形態の一例では文字部に対して露光を行い潜像を形成する。
【００２３】
感光体２１上の潜像は現像手段２３によって反転現像が行われ、感光体２１の表面に可視像のトナー像が形成される。転写材搬送部Ｄでは、画像形成ユニットの下方に異なるサイズの転写材Ｐが収納された転写材収納手段としての給紙ユニット４１（Ａ）、４１（Ｂ）、４１（Ｃ）が設けられ、また側方には手差し給紙を行う手差し給紙ユニット４２が設けられていて、それらの何れかから選択された転写材Ｐは案内ローラ４３によって搬送路４０に沿って給紙され、給紙される転写材Ｐの傾きと偏りの修正を行うレジストローラ対４４によって転写材Ｐは一時停止を行ったのち再給紙が行われ、搬送路４０、転写前ローラ４３ａ、給紙経路４６及び進入ガイド板４７に案内され、感光体２１上のトナー画像が転写位置Ｂｏにおいて転写極２４及び分離極２５によって転写材Ｐ上に転写され、搬送ベルト装置４５の搬送ベルト４５４に載置搬送されながら前記転写材Ｐは感光体２１面より分離し、前記搬送ベルト装置４５により定着手段としての誘導加熱型の定着装置５０に搬送される。
【００２４】
定着装置５０は加熱源を持つ、回転体加熱部材としての定着ローラ５１と加圧部材としての加圧ローラ５９とを有しており、転写材Ｐを定着ローラ５１と加圧ローラ５９との間を通過させることにより、加熱、加圧によってトナーを定着させる。トナー画像の定着を終えた転写材Ｐは排紙トレイ６４上に排出される。
【００２５】
以上は転写材Ｐの片側への画像形成を行う状態を説明したものであるが、両面複写の場合は排紙切換部材１７０が切り換わり、用紙案内部１７７が開放され、用紙としての転写材Ｐは破線矢印の方向に搬送される。
【００２６】
更に、搬送機構１７８により用紙としての転写材Ｐは下方に搬送され、用紙反転部１７９によりスイッチバックさせられ、用紙としての転写材Ｐの後端部は先端部となって両面複写用給紙ユニット１３０内に搬送される。
【００２７】
転写材Ｐは両面複写用給紙ユニット１３０に設けられた搬送ガイド１３１を給紙方向に移動し、給紙ローラ１３２で転写材Ｐを再給紙し、転写材Ｐを搬送路４０に案内する。
【００２８】
再び、上述したように感光体２１の方向に転写材Ｐを搬送し、転写材Ｐの裏面にトナー画像を転写し、定着装置５０で定着した後、排紙トレイ６４上に排紙する。
【００２９】
次に本発明の画像形成装置に装着される誘導加熱型の定着装置５０の加熱部材に内包される支持体５２０の構成について図を用いて詳細に説明する。
【００３０】
これは、図２の模式図に示すように回転体の加熱部材である定着ローラ５１の内側に誘導コイル５２を配置し、更にその内部にはコア５５が設けられ前記誘導コイル５２の両端は高周波電源５３の出力端子に接続されている。
【００３１】
まず、実施の形態の第１例について説明する。誘導電流により発熱する中空回転体である加熱部材としての定着ローラ５１と、該定着ローラ５１に対し圧接しニップ部を形成する加圧部材５９と、前記加熱部材としての定着ローラ５１に供給する磁束を発生させるために該定着ローラ５１の内側に同心に配置された支持体５２０にスパイラルに巻かれた誘導コイル５２とを有し、前記ニップ部を通過する転写材Ｐを前記定着ローラ５１からの熱で加熱する誘導加熱型の定着装置５０を備えた画像形成装置１において、前記誘導コイル５２の支持体５２０の形状は、図３の斜視図、図４の斜視図、図５の斜視図、図６の斜視図、図７の斜視図及び図８の斜視図に示すように、中空又は中実の円柱５２１Ａ，５２１Ｂ又は角柱５２１Ｃ，５２１Ｄ，５２１Ｅに複数のリブ５２２が放射状に取り付けられ、前記支持体５２０の軸心５２０Ｃに平行で、該支持体５２０の外周上に位置する前記リブ５２２の端部５２２Ｋが前記軸心５２０Ｃと同心で同径の円柱面５２０Ｅ上に位置するようにしてある。
【００３２】
次に、実施の形態の第２例について説明する。第１例と同様に、誘導電流により発熱する中空回転体である加熱部材としての定着ローラ５１と、該定着ローラ５１に対し圧接しニップ部を形成する加圧部材５９と、前記加熱部材としての定着ローラ５１に供給する磁束を発生させるために該定着ローラ５１の内側に同心に配置された支持体５２０にスパイラルに巻かれた誘導コイル５２とを有し、前記ニップ部を通過する転写材Ｐを前記定着ローラ５１からの熱で加熱する誘導加熱型の定着装置５０を備えた画像形成装置１において、前記誘導コイル５２の支持体５２０の形状は、図７の斜視図、図９，図１０の断面図に示すように、該支持体５２０の前記同心の軸心５２０Ｃに平行なリブ５２２を組み合わせて構成され、前記支持体５２０の外周上に位置するリブ５２２の端部５２２Ｋが前記軸心５２２Ｃと同心で同径の仮想の円柱面５２０Ｅ上にあるように形成してある。
【００３３】
更に、実施の形態の第３例について説明する。第１例及び第２例と同様に、誘導電流により発熱する中空回転体である加熱部材としての定着ローラ５１と、該定着ローラ５１に対し圧接しニップ部を形成する加圧部材５９と、前記加熱部材としての定着ローラ５１に供給する磁束を発生させるために該定着ローラ５１の内側に同心に配置された支持体５２０にスパイラルに巻かれた誘導コイル５２とを有し、前記ニップ部を通過する転写材Ｐを前記定着ローラ５１からの熱で加熱する誘導加熱型の定着装置５０を備えた画像形成装置１において、前記誘導コイル５２の支持体５２０の形状は、図１１，図１２の断面図に示すように該支持体５２０の前記同心の軸心５２０Ｃに平行なリブ５２２を組み合わせて構成され、前記支持体５２０の外周上に位置するリブ５２２の端部５２２Ｋが前記軸心５２０Ｃと同心で同径の円柱面５２０Ｅ上に位置し、該支持体５２０の内部には少なくとも１つのセル５２４が設けられるように形成されている。
【００３４】
そして、実施の形態の第４例について説明する。誘導コイル５２が擦り傷等の傷害を受けないで円滑に支持体５２０に巻かれるために前記支持体５２０の外周面上に位置するリブ５２２の端部５２２Ｋには丸みＲが付けられるように形成することが望ましい。
【００３５】
更に、実施の形態の第５例について説明する。誘導電流により発熱する中空回転体である加熱部材としての定着ローラ５１と、該定着ローラ５１に対し圧接しニップ部を形成する加圧部材５９と、前記加熱部材としての定着ローラ５１に供給する磁束を発生させるために該定着ローラ５１の内側に同心に配置された支持体５２０にスパイラルに巻かれた誘導コイル５２と、該支持体内に設けたコア５５とを有し、前記ニップ部を通過する転写材Ｐを前記定着ローラ５１からの熱で加熱する誘導加熱型の定着装置５０を備えた画像形成装置１において、前記誘導コイル５２の支持体５２０の形状は、図１３（ａ）の斜視図や（ｂ）の断面図、図１４の断面図に示すように該支持体５２０の前記同心の軸心５２０Ｃに平行なリブ５２２を組み合わせて外周面が母線に直角な方向で波形状にした柱面で形成された殻構造をとり内部が中空にされたものであり、内蔵される前記コア５５の配置や誘導コイル５２の戻り配線がもっとも楽に配置できる形状である。
【００３６】
ここで実施の形態の第６例について説明する。前記支持体５２０の外周面上に波形状の最外周部の円柱面上に位置するリブ５２２の稜部５２２Ｒは丸みが付けられていることが望ましい。前述のリブ５２２の端部５２２Ｋと同様に誘導コイルが円滑に安全に巻かれその状態が長期に維持されるので好ましい。
【００３７】
このような第１例〜第６例における支持体５２０は一体成形も可能で軽量ながら強度もアップされ、製造コストも安く誘導コイル５２との接触面積も小さくて済み、誘導コイル５２が巻かれた後の変形も殆ど無く長時間安定した誘導加熱が持続でき、放熱性も良くコア５５の配置や戻り配線の収納も容易である。
【００３８】
全体にわたって前記支持体５２０は材質的には耐熱性を有することが好ましく例えばセラミック、ガラス、ＰＰＳ（ポリフェニールサルファイド）、ＳＰＳ（シンジオアクチックポリスチレン）、ＰＦ（フェノール樹脂）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等を用いることが好ましい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置に装着されている誘導加熱型の定着装置は、その誘導コイルの支持体が、強度アップされ、誘導コイルと支持体との接触面積が減り、軽くてしかも変形されることがないので誘導コイルが初期の形状を保ち、支持体内部におけるコアの配置や誘導コイル端部の戻り配線も容易になり長期間変形を受けることがなく磁気抵抗値Ｒや、インダクタンス値Ｌが安定するため正しい誘導加熱状態が長時間維持され、高品質の定着性能を有する画像形成装置が得られるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略説明図である。
【図２】本発明の画像形成装置に装着される誘導加熱型の定着装置の模式図である。
【図３】本発明の画像形成装置に装着される誘導加熱型の定着装置の誘導コイルの支持体の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明の画像形成装置に装着される誘導加熱型の定着装置の誘導コイルの支持体の一例を示す斜視図である。
【図５】本発明の画像形成装置に装着される誘導加熱型の定着装置の誘導コイルの支持体の一例を示す斜視図である。
【図６】本発明の画像形成装置に装着される誘導加熱型の定着装置の誘導コイルの支持体の一例を示す斜視図である。
【図７】本発明の画像形成装置に装着される誘導加熱型の定着装置の誘導コイルの支持体の一例を示す斜視図である。
【図８】本発明の画像形成装置に装着される誘導加熱型の定着装置の誘導コイルの支持体の一例を示す斜視図である。
【図９】本発明の画像形成装置に装着される誘導加熱型の定着装置の誘導コイルの支持体の一例を示す断面図である。
【図１０】本発明の画像形成装置に装着される誘導加熱型の定着装置の誘導コイルの支持体の一例を示す断面図である。
【図１１】本発明の画像形成装置に装着される誘導加熱型の定着装置の誘導コイルの支持体の一例を示す断面図である。
【図１２】本発明の画像形成装置に装着される誘導加熱型の定着装置の誘導コイルの支持体の一例を示す断面図である。
【図１３】本発明の画像形成装置に装着される誘導加熱型の定着装置の誘導コイルの支持体の一例を示す斜視図及び断面図である。
【図１４】本発明の画像形成装置に装着される誘導加熱型の定着装置の誘導コイルの支持体の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１　画像形成装置
２１　感光体
２２　帯電手段
２３　現像手段
２４　転写極
２５　分離極
２６　クリーニング装置
３０　露光光学系（露光手段）
４５　搬送ベルト装置
５０　定着装置
５１　定着ローラ
５２　誘導コイル
５３　高周波電源
５５　コア
５９　加圧ローラ
５２０　支持体
５２１Ａ　中空の円柱
５２１Ｂ　中実の円柱
５２１Ｃ，５２１Ｄ　中空の角柱
５２１Ｅ　中実の角柱
５２２　リブ
５２２Ｋ　端部
５２２Ｒ　稜部
５２４　セル
Ｐ　転写材（用紙）
【図１】
2004109441.tif 000003
【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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【図１４】
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