(57)【要約】【課題】  誘導加熱定着装置における加熱部材からの輻射熱を励磁コイルに与えないようにし、励磁コイルＬの温度上昇を削減する誘導加熱定着装置を提供すること。【解決手段】  励磁コイルと被加熱部材との間に断熱部材を配置することを特徴とする誘導加熱定着装置。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部材と、当該加熱部材により加熱される回転体である被加熱部材の外側に励磁コイルを配設した誘導加熱定着装置において、
励磁コイルと被加熱部材との間に断熱部材を配置することを特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項２】
前記断熱部材は非金属であることを特徴とする特徴とする請求項１に記載の誘導加熱定着装置。
【請求項３】
前記断熱部材は、少なくとも前記被加熱部材の周長の１／６〜１／２を被覆することを特徴とする請求項１または２に記載の誘導加熱定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に用いられる誘導加熱定着装置に関し、特に断熱部材を有する誘導加熱定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に用いられる定着装置として、技術的な完成度が高く安定したものとして芯金上にゴム層を有したソフト熱ローラ定着方式が、低速機から高速機までのフルカラー機に幅広く採用されている。
【０００３】
しかしながら、従来のソフト熱ローラ定着方式の定着装置では、転写材やトナーを加熱する際に、熱伝導率が悪く、且つ熱容量の大きな定着ローラ（加熱部材）を加熱する必要があるためエネルギー効果が悪く、省エネ面で不利であり、また、プリント時に定着装置を暖めるのに時間がかかりウォーミングアップ時間（ＷＵＴ）が長くなってしまうという問題がある。
【０００４】
これを解決するための定着装置として、加熱部材として励磁コイルを有するローラ状の電磁誘導定着用回転部材（定着ローラ）を用い、瞬時加熱が可能なクイックスタート定着用の誘導加熱定着装置が知られている（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−４９２６０号公報
【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、上記のような誘導加熱方式を定着装置に採用した誘導加熱定着装置においては、励磁コイルの温度上昇が問題となる。
【０００６】
本発明は上記の不具合を解消し、誘導加熱定着装置における加熱部材からの輻射熱を励磁コイルに与えないようにし、励磁コイルＬの温度上昇を削減する誘導加熱定着装置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】
上記目的は、加熱部材と、当該加熱部材により加熱される回転体である被加熱部材の外側に励磁コイルを配設した誘導加熱定着装置において、励磁コイルと被加熱部材との間に断熱部材を配置することを特徴とする誘導加熱定着装置によって達成される。
【０００８】
本発明は上記の如き構成をとることにより、誘導加熱定着装置における加熱部材からの輻射熱を励磁コイルに与えないようにし、励磁コイルＬの温度上昇を削減する誘導加熱定着装置の提供を図るものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、誘導加熱定着装置における加熱部材からの輻射熱が励磁コイルに与えられないようにされ、励磁コイルの温度上昇が削減される誘導加熱定着装置の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本願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。
【００１１】
（１）本発明にかかわる誘導加熱定着装置が用いられる画像形成装置について、図１にて以下に述べる。
【００１２】
本発明の画像形成装置は、画像処理後のデータに従って像担持体としての感光体ドラム１０上に像露光を行う像露光手段としての露光装置１２、感光体ドラム１０及びその周囲に、帯電手段としての帯電極１１、現像剤担持体を有する磁気ブラシ型現像装置からなる現像手段としての現像器１３、転写分離手段としての転写分離極１４、クリーニング手段としてのクリーニング装置１９等の画像形成手段と、転写材上のトナー像を溶融定着する誘導加熱定着装置１７（或いは誘導加熱定着装置１７Ａ）とを有している。
【００１３】
不図示の画像読取装置により読み取られ、メモリに格納されている画像データが画像形成に応じて呼び出され、当該画像データに従って、例えばレーザ光学系を用いる露光装置１２により感光体ドラム１０上に像露光が行われる。
【００１４】
当該像露光に先立ち、矢印で示す時計方向に回転される感光体ドラム１０は、帯電極１１のコロナ放電作用により所定の表面電位を付与されているが、像露光による潜像部位の電位が露光量に応じて減じ、結果として、画像データに応じた静電潜像が感光体ドラム１０上に形成される。
【００１５】
静電潜像は、現像器１３に設けられる現像剤担持体としての現像ローラ（符号なし）により、帯電極性と同極性（本実施形態においては現像に使用されるトナー極性をマイナス極性とし、帯電極性をマイナス極性とする）のトナー（トナー粉末）を用いて反転現像され、可視化されたトナー像とされる。また図に示すように、現像器１３には、現像位置に対して感光体ドラム１０の回転方向上流側に、現像ウレタンシート１３ｂが設けられる。
【００１６】
一方、感光体ドラム１０上のトナー像の先端部が転写分離極１４の転写領域に到達する前に、給紙トレイ（不図示）内の転写材としての記録紙Ｐが、送り出しローラ（不図示）により給送されてレジストローラ１６に到達し、先端規制される。
【００１７】
記録紙Ｐは、トナー像、即ち感光体ドラム１０上の画像領域と重畳するように、同期を取って回転を開始するレジストローラ１６により、帯電手段および転写手段である転写分離極１４の転写領域に向けて搬送される。
【００１８】
転写領域において、感光体ドラム１０上のトナー像は転写分離極１４の転写コロナ放電により記録紙Ｐ上への転写が行われ、該記録紙Ｐは転写分離極１４の分離コロナ放電による除電により感光体ドラム１０から分離される。
【００１９】
トナー像が転写された記録紙Ｐは、誘導加熱定着装置１７の被加熱部材としての加熱ローラ１７ａと、加圧部材としての加圧ローラ４７ａとの間で形成されるニップ部Ｎで加圧と加熱とにより、トナー像を形成するトナー粉末（トナー）が記録紙Ｐ上に溶融定着され、当該記録紙Ｐは、装置外部に排紙される。なお、加熱ローラ１７ａの外側には、誘導電流によって加熱ローラ１７ａを加熱する加熱部材としての励磁コイルＬＣＬａが配設される。また、励磁コイルＬＣＬａのコイル支持部材としてのコイルボビンＣＬＢが励磁コイルＬＣＬａの外側に設けられる。励磁コイルＬＣＬａによって加熱ローラ１７ａが加熱される。また、後述する定着ベルト２７が加熱ローラ１７ａによって加熱される（図３参照）。
【００２０】
転写後の感光体ドラム１０の周面上に残った転写残トナーは、例えば導電性ブラシを用いるクリーニングローラ１９１ｃと、クリーニング部材としてのクリーニングブレード１９１ａを備えるブレードユニット１９０とからなるクリーニング装置１９によりクリーニングされ、該クリーニング装置１９内に回収され、搬送スクリュー１９１ｈにより不図示のトナー回収容器に回収される。また、ブレードユニット１９０には交換用のクリーニング部材としてのクリーニングブレード１９１ｂが設けられる。
【００２１】
感光体ドラム１０上の転写残トナーがクリーニング装置１９により回収された後、画像形成装置は次の画像形成サイクルに入る。
【００２２】
なお、上記画像形成装置の説明においては、モノクロ画像形成にて説明したが、カラー画像を形成する場合も本発明に含まれるものである。
【００２３】
（２）本発明にかかわる断熱部材を有する誘導加熱定着装置について、図２または図３を用いて以下に説明する。図２は、本発明にかかわる断熱部材を有する誘導加熱定着装置の第１の例の概要断面図であり、図３は、本発明にかかわる断熱部材を有る誘導加熱定着装置の第２の例の概要断面図である。なお、誘導加熱定着装置の各例において機能、構造を同じくする部材には同一の記号を付した。
【００２４】
第１の例の誘導加熱定着装置１７は、図２に示すように、表層のチューブＣＢａを被せたリッツ線ＬＰｔからなるコイル線材ＣＬａを有する加熱部材としての励磁コイルＬＣＬａと、励磁コイルＬＣＬａの外側に設けられるコイルボビンＣＬＢと、転写材としての記録紙Ｐ上のトナー像を定着するための被加熱部材としての上側の加熱ローラ１７ａと、上側の回転体である加熱ローラ１７ａに対して圧接する下側のロール状の加圧部材としての加圧ローラ４７ａと、加熱ローラ１７ａと励磁コイルＬＣＬａとの間に設けられる断熱部材ＤＮａとにより構成される。加熱ローラ１７ａと励磁コイルＬＣＬａとの間に断熱部材ＤＮａことにより、加熱ローラ１７ａからの熱を励磁コイルＬＣＬａに与えないようにする。
加熱ローラ１７ａの外側に励磁コイルＬＣＬａが配設され、励磁コイルＬＣＬａはその外側に設けられるコイルボビンＣＬＢに取り付けて設けられる。
【００２５】
上側に設けられる加熱ローラ１７ａは、例えばステンレス材等の金属部材やポリイミドやポリアミド等の樹脂部材からなる円筒状の中空回転体１７１ａと、当該中空回転体１７１ａの外側（外周面側）の耐熱性のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブ１７１ｂとからなる外径２５〜５０ｍｍ程度のハードローラとして構成される。
【００２６】
加熱ローラ１７ａと対向して設けられる加圧部材としての加圧ローラ４７ａは、例えばステンレス材を用いた中実の丸棒からなる芯金４７１ａと、該芯金４７１ａの外周に形成され、例えばゴム硬度が１０Ｈｓ〜４０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）程度のシリコンゴムの発泡体からなるゴムローラ層４７２ｂと、該ゴムローラ層４７２ｂの表面に設けられるＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブを被覆した離型層４７２ｃとからなるソフトローラとして形成される。加圧ローラ４７ａの芯金４７１ａとしては、例えばステンレスのパイプ材を用いた中空（パイプ状）の丸棒を用いてもよい。またゴムローラ層４７２ｂとしてはゴム硬度が４０Ｈｓ〜８０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）程度とし、加圧ローラ４７ａをハードローラとしてもよい。
【００２７】
励磁コイルＬＣＬａとしては、例えばフェライトコアやパーマロイ等の積層鋼板が用いられ、コイル支持部材としてのコイルボビンＣＬＢに取り付けられる。
【００２８】
励磁コイルＬＣＬａのコイル線材ＣＬａの誘導電流により発せられる磁力線（磁束）により中空回転体１７１ａの内部に交流磁界が形成され、加熱ローラ１７ａが加熱される。励磁コイルＬＣＬａのコイル線材ＣＬａから発せられる磁力線（磁束）により内部に形成される交流磁界により中空回転体１７１ａが加熱され急速加熱が可能なロール状の被加熱部材が形成される。即ち本発明の誘導加熱定着装置１７に用いられる被加熱部材は、加熱部材としての励磁コイルＬＣＬａに電流を流して、磁力線（磁束）により中空回転体１７１ａの内部に０．５〜５０ｋＨｚ程度の交流磁界を形成し、この交流磁界により生じる中空回転体１７１ａ内部の渦電流（誘導電流）により中空回転体１７１ａが加熱されるものである。
【００２９】
不図示の駆動モータの回転により、加熱ローラ１７ａ或いは加圧ローラ４７ａの何れか一方が回転駆動され、他方が従動回転される。
【００３０】
上側のハードローラとして構成される加熱ローラ１７ａと、下側のソフトローラとして構成される加圧ローラ４７ａとの間で形成される、幅５〜２５ｍｍ程度の幅広のニップ部Ｎで記録紙Ｐを挟持し、熱と圧力とを加えることにより、ニップ部Ｎで記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）の良好な定着が行われる。
【００３１】
ＴＳ１は上側の加熱ローラ１７ａに取付けられた温度制御を行うための例えば接触タイプのサーミスタを用いた温度検知手段である温度検知素子であり、ＴＳ２は下側の加圧ローラ４７ａに取付けられた温度制御を行うための例えば接触タイプのサーミスタを用いた温度検知素子である。温度検知素子ＴＳ１、ＴＳ２としては接触タイプの他に、非接触タイプのものを用いることも可能である。
【００３２】
断熱部材ＤＮａとしては、その形状が半円筒形で、コイルボビンＣＬＢより少し長めに設けられ、且つ厚みが２〜３ｍｍ程度で、例えばシリコン、フッ系等のゴム部材やフッ素樹脂等の非金属部材が用いられる。また、少なくとも加熱ローラ１７ａの周長の１／６〜１／２を被覆するように設定する。
【００３３】
上記により、誘導加熱定着装置における加熱部材からの輻射熱が励磁コイルに与えられないようにされ、励磁コイルの温度上昇が削減される誘導加熱定着装置の提供が可能となる。
【００３４】
また、第２の例の誘導加熱定着装置１７Ａは、図３に示すように、表層のチューブＣＢａを被せたリッツ線ＬＰｔからなるコイル線材ＣＬａを有する加熱部材としての励磁コイルＬＣＬａと、励磁コイルＬＣＬａによって加熱される被加熱部材としての加熱ローラ１７ａと、励磁コイルＬＣＬａの外側に設けられるコイルボビンＣＬＢと、転写材としての記録紙Ｐ上のトナー像を定着するための被加熱部材としての上側の加熱ローラ１７ａと、一方の端部にて加熱部材としての励磁コイルＬＣＬａにより加熱される加熱ローラ１７ａを張架し、他方の端部にて、例えばゴム硬度が１０Ｈｓ〜４０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）程度のシリコンゴムの発泡体からなるソフトローラとしての張架ローラ１７ｃを張架する定着ベルト２７と、定着ベルト２７を挟んで張架ローラ１７ｃと対向して設けられるロール状の加圧部材としての加圧ローラ４７ａと、加熱ローラ１７ａと励磁コイルＬＣＬａとの間に設けられる断熱部材ＤＮａとにより構成される。加熱ローラ１７ａと励磁コイルＬＣＬａとの間に断熱部材ＤＮａことにより、加熱ローラ１７ａからの熱を励磁コイルＬＣＬａに与えないようにする。
【００３５】
張架ローラ１７ｃとしては、例えばゴム硬度が１０Ｈｓ〜４０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）程度のシリコンゴムの発泡体からなるソフトローラとして構成される。
【００３６】
定着ベルト２７としては、基体として内径７０〜１２０ｍｍ程度で厚さ２０〜８０μｍ程度の、例えばニッケル電鋳ベルトを用いた金属ベルトや、厚さ４０〜１５０μｍ程度のポリイミドやポリアミド等を用いた耐熱性の樹脂ベルトの外側（外周面）に、厚さ１００〜３００μｍ程度の耐熱性のシリコンゴムを被覆したものに、離型層として表面に厚さ３０〜５０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）コーティング加工やチューブを施したものが用いられる。
【００３７】
図２にて前述したと同様に、励磁コイルＬＣＬａとしては、例えばフェライトコアやパーマロイ等の積層鋼板が用いられ、コイル支持部材としてのコイルボビンＣＬＢに取り付けられる。
【００３８】
励磁コイルＬＣＬａのコイル線材ＣＬａの誘導電流により発せられる磁力線（磁束）により中空回転体１７１ａの内部に交流磁界が形成され、加熱ローラ１７ａが加熱される。励磁コイルＬＣＬａのコイル線材ＣＬａから発せられる磁力線（磁束）により内部に形成される交流磁界により中空回転体１７１ａが加熱され急速加熱が可能なロール状の被加熱部材が形成される。即ち本発明の誘導加熱定着装置１７に用いられる被加熱部材は、加熱部材としての励磁コイルＬＣＬａに電流を流して、磁力線（磁束）により中空回転体１７１ａの内部に０．５〜５０ｋＨｚ程度の交流磁界を形成し、この交流磁界により生じる中空回転体１７１ａ内部の渦電流（誘導電流）により中空回転体１７１ａが加熱されるものである。
【００３９】
また、不図示の駆動モータの回転により、加熱ローラ１７ａが回転駆動され、加熱ローラ１７ａの回転により定着ベルト２７が回転され、定着ベルト２７により加圧ローラ４７ａが従動回転される。
【００４０】
定着ベルト２７を挟んで、上側のハードローラとして構成される張架ローラ１７ｃと、同じくソフトローラとして構成される加圧ローラ４７ａとの間で形成される、幅５〜２５ｍｍ程度の幅広のニップ部Ｎで記録紙Ｐを挟持し、熱と圧力とを加えることにより、ニップ部Ｎで記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）の良好な定着が行われる。
【００４１】
ＴＳ１は加熱ローラ１７ａに取付けられた温度制御を行うための例えば接触タイプのサーミスタを用いた温度検知手段である温度検知素子であり、ＴＳ２は加圧ローラ４７ａに取付けられた温度制御を行うための例えば接触タイプのサーミスタを用いた温度検知素子である。温度検知素子ＴＳ１、ＴＳ２としては接触タイプの他に、非接触タイプのものを用いることも可能である。
【００４２】
断熱部材ＤＮａとしては、その形状が半円筒形で、コイルボビンＣＬＢより少し長めに設けられ、且つ厚みが２〜３ｍｍ程度で、例えばシリコン、フッ系等のゴム部材やフッ素樹脂等の非金属部材が用いられる。また、少なくとも加熱ローラ１７ａの周長の１／６〜１／２を被覆するように設定する。
【００４３】
上記により、誘導加熱定着装置における加熱部材からの輻射熱が励磁コイルに与えられないようにされ、励磁コイルの温度上昇が削減される誘導加熱定着装置の提供が可能となる。
【００４４】
上記の如く、本発明の如き構成をとることにより、誘導加熱定着装置における加熱部材からの輻射熱が励磁コイルに与えられないようにされ、励磁コイルの温度上昇が削減される誘導加熱定着装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明にかかわる誘導加熱定着装置が用いられる画像形成装置の概要断面構成図である。
【図２】本発明にかかわる断熱部材を有る誘導加熱定着装置の第１の例の概要断面図である。
【図３】本発明にかかわる断熱部材を有る誘導加熱定着装置の第２の例の概要断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  感光体ドラム
１１  帯電極
１２  露光装置
１３  現像器
１４  転写分離極
１７，１７Ａ  誘導加熱定着装置
１７ａ  加熱ローラ
１７ｃ  張架ローラ
２７  定着ベルト
４７ａ  加圧ローラ
ＣＬＢ  コイルボビン
ＤＮａ  断熱部材
ＬＣＬａ  励磁コイル
Ｎ  ニップ部
Ｐ  記録紙
【図１】
2005148193.tif 000003
【図２】
2005148193.tif 000004
【図３】
2005148193.tif 000005