(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】  電磁誘導発熱体を無端ベルト状とし、該発熱体を磁界発生手段で包含した構成。【選択図】  図２
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【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、
回動自在な無端ベルト状の電磁誘導発熱体を有し、該電磁誘導発熱体を包含する断面形状が略コの字状の磁界発生手段を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記磁界発生手段は、前記無端ベルト状の電磁誘導発熱体を回動支持すると共に、一体的に構成した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】
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】
このような電磁誘導加熱方式を用いた定着装置には、図3、図4、図5に示した構成のものが提案されている。
【０００７】
図3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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
図4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。
【００１１】
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。
【００１２】
図５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。
【００１３】
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】
【００１４】
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。
【００１５】
図3  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。
【００１６】
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に熱伝達し、余分な電力を消費してしまう。さらに加熱された定着ローラのニップ以外の周面が外気に触れ、放熱して温度低下が発生する。
【００１７】
図4  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。
【００１８】
図5  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。
【００１９】
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】
【００２０】
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。
【００２１】
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、回動自在な無端ベルト状の電磁誘導発熱体を有し、該電磁誘導発熱体を包含する断面形状が略コの字状の磁界発生手段を設けたことを特徴とする。
【００２２】
請求項２は、前記磁界発生手段が、前記無端ベルト状の電磁誘導発熱体を回動支持すると共に、一体的に構成したことを特徴とする。
【００２３】
以上のように、磁界発生手段に包含された無端ベルト状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、外気への放熱を防止して効率の良い加熱ができる。
【発明の効果】
【００２４】
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、回動自在な無端ベルト状の電磁誘導発熱体を有し、該電磁誘導発熱体を包含する断面形状が略コの字状の磁界発生手段を設けたことで次のような効果がある。
【００２５】
第1に、電磁誘導発熱体を磁性体コアで包含したことにより、発熱体から外気への放熱を防止できる。
【００２６】
第2に、電磁誘導発熱体と磁性体コアを一体的構成したことで、小型化の実現と、保守点検の容易性が向上された。
【００２７】
また、電磁誘導発熱体の発熱を加圧ローラとで形成したニップ部に直接的に熱伝達することができることで熱効率が向上する。
【００２８】
以上、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】
【００２９】
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。図2は本発明を実施した定着装置の断面である。
【００３０】
図1の1は定着装置であり、2は電磁誘導加熱装置で一部を断面（斜線部）にして示している。3は加圧ローラ、4は加圧ローラ3の加圧手段である。
【００３１】
またＰは記録紙であり矢印方向に搬送される。
【００３２】
電磁誘導加熱装置2は、5の磁性体コアと6の励磁コイルとで磁界（磁束）発生手段を構成している。
【００３３】
磁性体コア5は、水平部5cと左右の突起部5a、5b部とで略コの字状に形成し、長手方向の両端部をホルダー5dで支持されている。
【００３４】
この磁性体コア5は、フェライト、パーマロイなどの材料で、高透磁率で残留磁束密度が低いものを使用するとよいが、磁束を発生できるものであればよい。
【００３５】
励磁コイル6は、磁性体コア5の水平部5cの長手方向に渡って巻き線したもので、磁性体コア5の両端開口部9を通過して数巻きしてある。さらに一端部から給電コード11が引き出されている。
【００３６】
励磁コイル6の線材は、外形0.15〜0.5ｍｍの絶縁皮膜された導線を20〜150本リッツしたものを使用している。
【００３７】
次に、電磁誘導加熱装置2を構成する電磁誘導発熱体について説明する。
【００３８】
電磁誘導発熱体は、二つのプーリー7間に掛け廻した無端状ベルト発熱体8によって構成している。
【００３９】
この無端ベルト状発熱体8は、プーリー7とともに、前記した磁性体コア5の突起部5a、5bとに間に包含されるように配設されている。
【００４０】
プーリー7は非磁性の金属や表面にゴム層を設けたもので、両端部を磁性体コアのホルダー5dに軸受け10によって回転可能に支持されている。
【００４１】
無端ベルト状発熱体8は、ニッケル、磁性ステンレスといった強磁性体の金属を無端のベルト状に成形したもので、その厚みは、400μｍ以下が良い。
【００４２】
なお、プーリー7によって回動支持された無端状ベルト発熱体8は、前記磁性体コア5の突起部5a、5bの先端内面より1ｍｍ以下の隙間を設けて配置している。
【００４３】
次に図1に記載した加圧手段4について説明する。
【００４４】
加圧ローラ3は芯金にシリコンゴム層を有した弾性ローラで、両端を軸受け支持され、加圧手段4によって、前記プーリー7によって回動支持された無端状ベルト発熱体8へと圧接してニップＮを形成する。
【００４５】
加圧手段4は、加圧レバー12とバネ等の弾性部材13によって軸14を支点に加圧する。
【００４６】
ここで、無端状ベルト発熱体の発熱工程を説明する。
【００４７】
高周波コンバーター（不図示）から励磁コイル6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、無端状ベルト発熱体8に渦電流を流し、無端状ベルト発熱体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、磁性体コア5の水平部5cから突起部とベルト発熱体8を介して再び水平部5cへと戻る。
【００４８】
すなわち、励磁コイル6に交流電流を供給することで無端状ベルト発熱体8が発熱状態となる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【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
【符号の説明】
【００５０】
1  定着装置
2  電磁誘導加熱装置
3  加圧ローラ
4  加圧手段
5  磁性体コア
6  励磁コイル
7  プーリー
8  無端状ベルト電磁誘導発熱体
9  開口部
10  軸受け
11  通電コード
12  加圧レバー
13  弾性部材
Ｐ  記録紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005173331.tif 000006
【図５】
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