(57)【要約】【課題】  省エネルギー化と省スペース化を具現化する電磁誘導加熱方式の定着装置を提供することを目的とする。【解決手段】  複数の電磁誘導発熱体を有し、該発熱体を磁界発生手段と一体的に構成した。また前記複数の発熱体を単一な磁界発生手段によって同時に発熱させる構成。【選択図】  図１
2005173332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界発生手段と、該磁界発生手段で発生した磁界の作用により電磁誘導発熱する電磁誘導発熱体と、該電磁誘導発熱体に圧接してニップ部を形成する加圧ローラとを有し、前記ニップ部に記録材を導入搬送させ、電磁誘導発熱体の熱と加圧ローラの圧力により記録材上の画像を定着する定着装置において、
複数の電磁誘導発熱体を有し、該電磁誘導発熱体を前記磁界発生手段と一体的に構成したこと特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記複数の電磁誘導発熱体を単一な磁界発生手段によって複数同時に電磁誘導発熱させることを特徴とする請求項1記載の定着装置。
【請求項３】
前記複数の電磁誘導発熱体は、両端部で回転可能に支持されたローラであることを特徴とする請求項1記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンターなどの画像形成装置において、記録材上に形成された未定着画像を加熱定着するのに用いられる定着装置に係わり、特に熱源として電磁誘導加熱方式を用いた定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンター等の電子写真方式を用いた画像形成装置では、像坦持体である感光体に形成したトナー画像を記録材（転写紙）に転写させた後、熱及び圧力によって未定着トナー画像を記録材に定着する定着装置が使用されている。
【０００３】
この種の定着装置には、ハロゲンランプ等のヒータを熱源として定着ローラ（熱ローラ）に内装し、該定着ローラと、耐熱弾性部材からなる加圧ローラとでニップ部を形成し、該ニップ部に記録材を導入搬送することで、未定着トナー画像を熱と圧力によって定着する熱ローラ方式の定着装置が一般的である。
【０００４】
１．最近では、ハロゲンランプ等のヒータに替わる熱源として、電磁誘導加熱方式を用いて加熱する定着装置も提案されている。（例えば、特許文献１参照）
この方式は、磁界（磁束）発生手段としての励磁コイルによる磁束で定着ローラ内面に設けた導電層（電磁誘導発熱体）に渦電流を発生させ、そのジュール熱により発熱させて定着ローラを所定の定着温度に加熱するものである。
【０００５】
このような電磁誘導加熱方式の定着装置は、熱発生源（電磁誘導発熱体）をトナー画像の近傍に配置可能であり、定着ローラの局所のみを発熱させることができることから、従来のハロゲンランプを熱源とした熱ローラ方式の定着装置に比して、定着装置起動時に定着ローラ表面温度が所定の温度に達するまでに要する時間を短くできる特徴がある。
【０００６】
また、熱発生源からトナーへの熱伝達経路が短く、単純であるため熱効率が高いという特徴もある。
【０００７】
このような電磁誘導加熱方式を用いた定着装置には、図4、図5、図6に示した構成のものが提案されている。
【０００８】
図4の定着装置は、定着ローラ101と加圧ローラ102とでニップ部を形成し、該ニップ部に未定着トナー画像ｔの載った記録材Pを導入搬送して定着させる構成のものである。
【０００９】
この定着ローラ101は、内部に磁界発生手段103を配置し、定着ローラ101を電磁誘導発熱体としたものである。
【００１０】
磁界発生手段103は、励磁コイル105と芯材（コア部材）104とで構成されている。コア部材104は、フェライト、パーマロイなどの高透磁率で残留磁束密度の低いものを使用している。
【００１１】
図5の定着装置は、外周の所定位置に磁界発生手段106を配置した定着ローラ101と加圧ローラ102とでニップ部を形成し、該ニップ部に未定着トナー画像ｔの載った記録材Pを導入搬送して定着させる構成のものである。
【００１２】
この構成は、定着ローラ101を電磁誘導発熱体とし、外周面から発熱させるものである。
【００１３】
図6の定着装置は、電磁誘導発熱体とした無端ベルト109を断熱ローラ110と支持ローラ111とに掛け渡し、該支持ローラ111の近傍または内部に磁界発生手段112を設け、無端ベルト109を発熱させる。発熱した無端ベルト109は、断熱ローラ110と加圧ローラ102とで形成したニップ部で未定着トナー画像ｔの載った記録材Pを導入搬送して定着させる構成のものである。
【００１４】
上記のように従来提案されている電磁誘導加熱方式を採用した定着装置は、磁界発生手段103、106、112で、電磁誘導発熱体である定着ローラ101や、無端ベルト109を発熱させた後、形成したニップ部まで移動または回転させて記録材上のトナー画像を定着する構成である。
【特許文献１】特公平５−９０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上述した電磁誘導加熱方式の定着装置では、次のような技術的課題がある。
【００１６】
図4で示した定着装置は、定着ローラ101の内部に配置した磁界発生手段103の温度上昇の問題である。特に、励磁コイル105が昇温によって断線するといった問題がある。
【００１７】
また、加圧ローラ102が、発熱した定着ローラ101と常時圧接しているため、定着ローラ101の熱が加圧ローラ102に奪われてしまい、余分な電力を消費してしまう。さらに定着に必要な設定温度に達するまでの時間を必要とする。
【００１８】
図5で示した定着装置は、定着ローラ101を外周の所定位置に配置した磁界発生手段106で加熱するため、定着ローラ101がニップ部まで移動する時間に放熱し、温度低下が発生する。その為、前述の温度低下を見込んで定着ローラ101の温調温度を高めに設定しなければならない。さらに、定着ローラ101の熱が加圧ローラ102に奪われてしまい、余分な電力が必要となる。
【００１９】
図6で示した定着装置は、電磁誘導発熱体である無端ベルト109を支持ローラ111部の位置で発熱させることから、無端ベルト109の発熱部が、定着が行われるニップ部まで移動する間に放熱し、温度低下が発生する。その為、予め無端ベルト109の加熱温度を高めに設定しなければならない。さらに、断熱ローラ110と加圧ローラ102とによって無端ベルト109の熱が少なからずとも奪われてしまい、余分な電力が必要となる。
【００２０】
本発明は、上述した課題を解消し、省エネルギー化と省スペース化を具現化する電磁誘導加熱方式の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】
【００２１】
本発明は、上述の課題を解決するために、下記の構成とした。
【００２２】
請求項１は、磁界発生手段と、該磁界発生手段で発生した磁界の作用により電磁誘導発熱する電磁誘導発熱体と、該電磁誘導発熱体に圧接してニップ部を形成する加圧ローラとを有し、前記ニップ部に記録材を導入搬送させ、電磁誘導発熱体の熱と加圧ローラの圧力により記録材上の画像を定着する定着装置において、複数の電磁誘導発熱体を有し、該電磁誘導発熱体を前記磁界発生手段と一体的に構成したこと特徴とする定着装置。
【００２３】
請求項２は、前記複数の電磁誘導発熱体を単一な磁界発生手段によって同時に電磁誘導発熱させることを特徴とする請求項1記載の定着装置。
【００２４】
請求項３は、前記複数の電磁誘導発熱体は、両端部で回転可能に支持されたローラであることを特徴とする請求項1記載の定着装置。
【００２５】
以上のように、磁界発生手段と一体化した複数の電磁誘導発熱体が直接的に加圧ローラに圧接してニップを形成することにより、効率の良い熱伝達を可能にできる作用がある。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明は、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置において、複数の電磁誘導発熱体を有し、該電磁誘導発熱体と磁界発生手段とを一体的に構成したこと。さらに複数の電磁誘導発熱体を単一な磁界発生手段によって複数同時に電磁誘導発熱させることで次のような効果がある。
【００２７】
本発明の定着装置は、複数の発熱体を同時に発熱させることにより、熱効率が良く、放熱による熱量の損失を最小にすることができる。
【００２８】
また、複数の発熱体と加圧ローラとによって幅の広いニップ部を形成できる。
さらに、磁界発生手段と電磁誘導発熱体とを一体的に構成したことにより、装置の小型化や、保守点検の容易化が実現できる。
【００２９】
このように、本発明によれば、省エネルギー化と小型化と、さらに定着装置起動時に定着ローラ表面温度が所定の温度に達するまでに要する時間を短くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図1は、本発明を実施した定着装置の概略構成斜視図である。
【００３１】
図中の1は、定着装置、2は、電磁誘導加熱装置であり、磁界発生手段3と、複数の電磁誘導発熱体8とで構成し、一部を断面（斜線範囲）にして示している。
【００３２】
磁界発生手段3は、励磁コイル4と磁性体コア5とで構成され、記録材Ｐの搬送方向に対して直交して配設してある。励磁コイル4は、磁性体コア5の端部側から通電7できるように設けてある。
【００３３】
電磁誘導発熱体8は、小径のローラで磁性体コア5の両端に軸受6によって回転可能に支持している。実施例では２本の電磁誘導発熱体8を平行に配置している。
【００３４】
さらに、電磁誘導加熱装置2の電磁誘導発熱体8に対向する下方には加圧ローラ12を設けている。加圧ローラ12は加圧レバー9とバネ等の弾性部材10とにより軸11を支点に電磁誘導発熱体8へと加圧されている。
【００３５】
ここで図2と図3を用いて本発明の電磁誘導加熱装置について詳細に説明する。
【００３６】
図2は本発明を実施した定着装置の断面図であり、図3は、その拡大断面図である。
【００３７】
図2の断面構成図において、磁界発生手段である磁性体コア5は、横断面がＥ型形状のコアであり、励磁コイル4をＥ型コアの中央部に長手に渡って巻き線してある。
【００３８】
このE型磁性体コアは、特開2000-162914で提案されている。
【００３９】
励磁コイル4は、線径0.15〜0.5［mm］程度の絶縁皮膜した導線を20〜150本リッツにしたものを使用している。
【００４０】
磁性体コア5は、フェライト等の高透磁率かつ低損失な材料で、断面をE型とし、両端部をホルダー（不図視）で保持してある。
【００４１】
電磁誘導発熱体8は、ニッケル、鉄、強磁性ステンレス等の強磁性体の材料を円筒状のローラに形成し、両端部を回転可能に軸支したものである。また外周表面にはフッ素系樹脂をライニングして電気的絶縁性とトナーとの離型性を高めている。
【００４２】
この電磁誘導発熱体8はE型磁性体コア5の開放部の2個所に平行に配置してあり、それぞれの外周面を磁性体コア5より所定量突出させて設けている。さらにE型磁性体コア5の突起部（4a、4b、4ｃ）との隙間（a、ｂ）をそれぞれ1［ｍｍ］以下になるように配置している。
【００４３】
加圧ローラ12は、芯金の外周にシリコンゴム層等を設けた弾性ローラであり、前記した加圧部材によって、電磁誘導発熱体8へと加圧される。そのことによって、加圧ローラ12と二つの電磁誘導発熱体8とで図中Nのニップが形成される。
【００４４】
次に、図3の拡大断面図を用いて電磁誘導発熱体の発熱原理を簡単に説明する。
【００４５】
高周波コンバーター（不図示）から励磁コイル4に交流電流を供給することによって誘導された磁界（図中点線で示す磁束線）は、磁性体コア5によって導かれ、電磁誘導発熱体8に渦電流を流し、誘導発熱体8の固有抵抗によってジュール熱を発生させる。このときの磁界は、E型磁性体コア5の中央突起部から左右の突起部と発熱体8を介して再び中央突起部へと戻る。
【００４６】
すなわち、励磁コイル4に交流電流を供給することで二つの電磁誘導発熱体8であるローラが同時に発熱状態となる。
【００４７】
ここで、E型磁性体コア5の中央突起部で二つの電磁誘導発熱体8の間に設けたパッド13のついて説明する。パッド13は二つの電磁誘導発熱体8とに近接又は軽接触するように配置し、該発熱体8の外周面をクリーニングすると共に、定着する記録材Pの巻き込みを防止するためのものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態を示す概略構成斜視図
【図２】本発明の実施形態における断面図
【図３】本発明の実施形態における拡大断面図
【図４】従来の定着装置の概略構成図
【図５】従来の定着装置の概略構成図
【図６】従来の定着装置の概略構成図
【符号の説明】
【００４９】
1  定着装置
2  電磁誘導加熱装置
3  磁界発生手段
4  励磁コイル
5  磁性体コア
6  軸受け
7  通電コード
8  電磁誘導発熱体
9  加圧レバー
10  弾性部材
11  軸
12  加圧ローラ
13  パッド
【図１】
2005173332.tif 000003
【図２】
2005173332.tif 000004
【図３】
2005173332.tif 000005
【図４】
2005173332.tif 000006
【図５】
2005173332.tif 000007
【図６】
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