(57)【要約】【課題】加熱回転体（定着ローラ）の外部に設けられた誘導コイルの漏れ磁束をシールド部材で抑制する構成において、誘導コイルの温度上昇による加熱効率の低下等の問題を解消する。【解決手段】定着ローラ２８の外周面に沿って巻回された誘導コイル３２の該定着ローラ２８と反対側を断面略コ字状のシールド部材３４が覆っており、該シールド部材３４には放熱を促進させるための多数の穴４６が全面に均一に形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導電流により発熱しシート状体に熱を与える加熱回転体と、該加熱回転体の外部に設けられ誘導電流を生じさせる磁束を発生させる誘導コイルと、該誘導コイルを保持する保持部材と、該誘導コイルの磁束漏れを抑制するシールド部材を有する加熱装置において、
上記磁束による上記シールド部材の発熱を抑制可能に構成されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
請求項１記載の加熱装置において、
上記シールド部材が、磁性体層と絶縁体層の積層構造を有し、該積層構造は該シールド部材に発生する渦電流を遮る方向性を有していることを特徴とする加熱装置。
【請求項３】
請求項２記載の加熱装置において、
上記シールド部材が、通気用開口部を有していることを特徴とする加熱装置。
【請求項４】
請求項３記載の加熱装置において、
上記通気用開口部が、上記誘導コイルの温度分布に応じて形成されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項５】
請求項３又は４記載の加熱装置において、
上記通気用開口部が、穴であることを特徴とする加熱装置。
【請求項６】
請求項３又は４記載の加熱装置において、
上記通気用開口部が、スリットであることを特徴とする加熱装置。
【請求項７】
請求項６記載の加熱装置において、
上記スリットが、上記シールド部材に発生する渦電流を遮るように形成されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項８】
請求項２記載の加熱装置において、
上記シールド部材が、放熱面積を拡大されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項９】
請求項８記載の加熱装置において、
上記放熱面積の拡大化が、凸部を形成することによってなされていることを特徴とする加熱装置。
【請求項１０】
請求項８記載の加熱装置において、
上記放熱面積の拡大化が、窪みを形成することによってなされていることを特徴とする加熱装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０記載の加熱装置において、
上記放熱面積の拡大化が、上記磁性体層と絶縁体層のうち熱伝導率の高い方の層のみになされていることを特徴とする加熱装置。
【請求項１２】
請求項１記載の加熱装置において、
上記シールド部材を冷却する冷却手段を有していることを特徴とする加熱装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の加熱装置において、
上記冷却手段が空冷ファンであることを特徴とする加熱装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の加熱装置において、
上記空冷ファンによる気流が温度検知域の雰囲気に影響を与えないように構成されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項１５】
請求項１３記載の加熱装置において、
上記空冷ファンによる気流が上記加熱回転体の温度に影響を与えないように構成されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項１６】
請求項１３記載の加熱装置において、
上記シート状体が未定着画像を担持したものであり、上記空冷ファンによる気流が該未定着画像に影響を与えないように構成されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項１７】
請求項１２乃至１６のうちの一つに記載の加熱装置において、
上記シールド部材が、通気用開口部を有していることを特徴とする加熱装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の加熱装置において、
上記通気用開口部が、上記誘導コイルの温度分布に応じて形成されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項１９】
請求項１７又は１８記載の加熱装置において、
上記通気用開口部が、穴であることを特徴とする加熱装置。
【請求項２０】
請求項１７又は１８記載の加熱装置において、
上記通気用開口部が、スリットであることを特徴とする加熱装置。
【請求項２１】
請求項２０記載の加熱装置において、
上記スリットが、上記シールド部材に発生する渦電流を遮るように形成されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項２２】
請求項１２乃至１６のうちの一つに記載の加熱装置において、
上記シールド部材が、放熱面積を拡大されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項２３】
請求項２２記載の加熱装置において、
上記放熱面積の拡大化が、凸部を形成することによってなされていることを特徴とする加熱装置。
【請求項２４】
請求項２２記載の加熱装置において、
上記放熱面積の拡大化が、窪みを形成することによってなされていることを特徴とする加熱装置。
【請求項２５】
請求項１乃至２４のうちの一つに記載の加熱装置において、
上記誘導コイルが上記シールド部材によって保持されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項２６】
未定着画像を定着する定着装置を有する画像形成装置において、
上記定着装置が、請求項１乃至２５のうちの一つの加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙、フィルム等のシート状体を加熱する加熱装置、及び該加熱装置を定着装置として備える複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、樹脂、磁性体、着色等からなるトナー像を静電的に担持した被記録材を、定着装置に通して定着を行うようになっている。定着装置は、加熱回転体としての定着ローラと、該定着ローラとの間で定着ニップ部を形成する加圧ローラを有しており、被記録材を定着ニップ部で挟持搬送しながら熱と圧力を加え、これによりトナー像が被記録材上に溶融定着される。
【０００３】
このような定着装置における定着ローラの加熱方式としては、例えば特許文献１に記載されているように、加熱源として高周波誘導を利用した誘導加熱方式が知られている。
特許文献１に記載の誘導加熱方式の定着装置では、金属導体からなる中空の定着ローラの内部に誘導コイルが同心状に配置されており、この誘導コイルに高周波電流を流して高周波磁界により定着ローラに誘導渦電流を発生させ、定着ローラ自体の表皮抵抗によって定着ローラそのものを発熱させるようになっている。
この誘導加熱方式の定着装置によれば、電気−熱変換効率が極めて高く、また、熱発生源（定着ローラの発熱層）をトナー像のごく近くに配置することができるので、ハロゲンランプによって定着ローラの内部から加熱する従来の熱ローラ方式に比べ、定着装置起動時に定着ローラ表面の温度が定着を行うのに適当な温度となるまでに要する時間（ウォームアップタイム）を短くできるという特徴がある。
【０００４】
しかしながら、定着ローラの内部に誘導コイルを設ける方式では、定着ローラの内部の温度上昇と誘導コイル自体の電気抵抗による発熱などにより、誘導コイルが高温となり、電力効率が低下するという問題があった。また、誘導コイルは樹脂により被覆されているが、この被覆が高温により溶融し、誘導コイルの絶縁性が損なわれてしまうという問題があった。
また、事故や寿命により定着ローラの交換が必要になったときに、定着ローラの内部から誘導コイルを取り外すなどの手間がかかり、交換に時間を要するため、サービスコストが高くなってしまうという問題があった。
定着ローラとして、剛性を有する金属パイプに代えて、可撓性を有する薄肉の金属スリーブを用いるタイプもあるが、上記問題は同様に生じる。
【０００５】
そこで、例えば特許文献２に開示されているように、誘導コイルの温度上昇を抑えるために、定着ローラ等の内部へ送風する冷却手段を設ける提案がなされている。
しかしながら、誘導コイル及びこれを支持するコアばかりでなく、定着ローラの内面までも冷却するため、これが定着ローラの表面温度にも影響して定着能力が損なわれるという問題があった。
【０００６】
ところで、誘導加熱方式の加熱装置では、上記誘導コイルの温度上昇に係る問題の他に、磁束が外部に漏れ、定着装置の周辺に存在する機器やハーネス等に対して誤作動や磁気的発熱を招く懸念があった。
特許文献３には、定着ローラの内部に誘導コイルを設けるタイプにおいて、誘導コイルの芯材に放熱手段を設けて温度上昇を抑制するとともに、強磁性体からなるシールド部材を設けて磁束漏れを抑制する加熱装置（定着装置）が開示されている。
【０００７】
特許文献４には、磁束を発生させる誘導コイルを定着ローラの外部に設け、該誘導コイルの定着ローラと反対側を磁性体で覆って磁束漏れを防止する加熱装置（定着装置）が開示されている。
誘導コイルを定着ローラの外部に設けるようにすれば、定着ローラの交換も容易となり、定着ローラの内部に設ける場合に比べて誘導コイルの温度上昇も少ないので加熱効率も向上する。
【０００８】
【特許文献１】特開昭５９−３３７８７号公報
【特許文献２】特開昭５４−３９６４５号公報
【特許文献３】特開平９−１６００６号公報
【特許文献４】特開平１１−２９７４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、誘導コイルを加熱回転体（定着ローラ）の外部に設ける方式では、定着ローラの内部に設ける方式に比べ、定着ローラの交換等にかかるメンテナンス性において絶対的有利性がある。
しかしながら、外部への磁束漏れを防止するために、シールド部材（磁性体）で誘導コイルの定着ローラと反対側を覆う構成とした場合、程度の差はあるものの、定着ローラの内部に誘導コイルを設ける場合と同様の問題が生じる。
【００１０】
すなわち、誘導コイル自体の発熱により昇温した空気がシールド部材内に籠もり、この温度上昇がシールド部材による自然放熱作用を上回って誘導コイルをさらに昇温させる。これにより、誘導コイルの電気抵抗が上昇し、消費電力が増大するとともに定着ローラの加熱効率が低減する。また、誘導コイルの絶縁破壊を生じる懸念もある。
また、誘導コイルによって発生する磁束によりシールド部材自体にも渦電流が生じ、シールド部材自体も発熱する。これは、上記誘導コイルの昇温に係る問題をさらに助長させることになる。
【００１１】
そこで、本発明は、誘導コイルを加熱回転体（定着ローラ）の外部に設ける方式において、誘導コイルの温度上昇を抑制でき、該方式の利点を十分に活かせる加熱装置、及びこれを定着装置として備える画像形成装置の提供を、その主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、誘導電流により発熱しシート状体に熱を与える加熱回転体と、該加熱回転体の外部に設けられ誘導電流を生じさせる磁束を発生させる誘導コイルと、該誘導コイルの磁束漏れを抑制するシールド部材を有する加熱装置において、上記シールド部材の放熱を促進可能に構成されている、という構成を採っている。
【００１３】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の加熱装置において、上記シールド部材が、通気用開口部を有している、という構成を採っている。
【００１４】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の加熱装置において、上記通気用開口部が、上記誘導コイルの温度分布に応じて形成されている、という構成を採っている。
【００１５】
請求項４記載の発明では、請求項２又は３記載の加熱装置において、上記通気用開口部が、穴である、という構成を採っている。
【００１６】
請求項５記載の発明では、請求項２又は３記載の加熱装置において、上記通気用開口部が、スリットである、という構成を採っている。
【００１７】
請求項６記載の発明では、請求項５記載の加熱装置において、上記スリットが、上記シールド部材に発生する渦電流を遮るように形成されている、という構成を採っている。
【００１８】
請求項７記載の発明では、請求項１記載の加熱装置において、上記シールド部材が、放熱面積を拡大されている、という構成を採っている。
【００１９】
請求項８記載の発明では、請求項７記載の加熱装置において、上記放熱面積の拡大化が、凸部を形成することによってなされている、という構成を採っている。
【００２０】
請求項９記載の発明では、請求項７記載の加熱装置において、上記放熱面積の拡大化が、窪みを形成することによってなされている、という構成を採っている。
【００２１】
請求項１０記載の発明では、誘導電流により発熱しシート状体に熱を与える加熱回転体と、該加熱回転体の外部に設けられ誘導電流を生じさせる磁束を発生させる誘導コイルと、該誘導コイルを保持する保持部材と、該誘導コイルの磁束漏れを抑制するシールド部材を有する加熱装置において、上記磁束による上記シールド部材の発熱を抑制可能に構成されている、という構成を採っている。
【００２２】
請求項１１記載の発明では、請求項１０記載の加熱装置において、上記シールド部材が、磁性体層と絶縁体層の積層構造を有し、該積層構造は該シールド部材に発生する渦電流を遮る方向性を有している、という構成を採っている。
【００２３】
請求項１２記載の発明では、請求項１１記載の加熱装置において、上記シールド部材が、通気用開口部を有している、という構成を採っている。
【００２４】
請求項１３記載の発明では、請求項１２記載の加熱装置において、上記通気用開口部が、上記誘導コイルの温度分布に応じて形成されている、という構成を採っている。
【００２５】
請求項１４記載の発明では、請求項１２又は１３記載の加熱装置において、上記通気用開口部が、穴である、という構成を採っている。
【００２６】
請求項１５記載の発明では、請求項１２又は１３記載の加熱装置において、上記通気用開口部が、スリットである、という構成を採っている。
【００２７】
請求項１６記載の発明では、請求項１５記載の加熱装置において、上記スリットが、上記シールド部材に発生する渦電流を遮るように形成されている、という構成を採っている。
【００２８】
請求項１７記載の発明では、請求項１１記載の加熱装置において、上記シールド部材が、放熱面積を拡大されている、という構成を採っている。
【００２９】
請求項１８記載の発明では、請求項１７記載の加熱装置において、上記放熱面積の拡大化が、凸部を形成することによってなされている、という構成を採っている。
【００３０】
請求項１９記載の発明では、請求項１７記載の加熱装置において、上記放熱面積の拡大化が、窪みを形成することによってなされている、という構成を採っている。
【００３１】
請求項２０記載の発明では、請求項１８又は１９記載の加熱装置において、上記放熱面積の拡大化が、上記磁性体層と絶縁体層のうち熱伝導率の高い方の層のみになされている、という構成を採っている。
【００３２】
請求項２１記載の発明では、請求項１又は１０記載の加熱装置において、上記シールド部材を冷却する冷却手段を有している、という構成を採っている。
【００３３】
請求項２２記載の発明では、請求項２１記載の加熱装置において、上記冷却手段が空冷ファンである、という構成を採っている。
【００３４】
請求項２３記載の発明では、請求項２２記載の加熱装置において、上記空冷ファンによる気流が温度検知域の雰囲気に影響を与えないように構成されている、という構成を採っている。
【００３５】
請求項２４記載の発明では、請求項２２記載の加熱装置において、上記空冷ファンによる気流が上記加熱回転体の温度に影響を与えないように構成されている、という構成を採っている。
【００３６】
請求項２５記載の発明では、請求項２２記載の加熱装置において、上記シート状体が未定着画像を担持したものであり、上記空冷ファンによる気流が該未定着画像に影響を与えないように構成されている、という構成を採っている。
【００３７】
請求項２６記載の発明では、請求項２１乃至２５のうちの一つに記載の加熱装置において、上記シールド部材が、通気用開口部を有している、という構成を採っている。
【００３８】
請求項２７記載の発明では、請求項２６記載の加熱装置において、上記通気用開口部が、上記誘導コイルの温度分布に応じて形成されている、という構成を採っている。
【００３９】
請求項２８記載の発明では、請求項２６又は２７記載の加熱装置において、上記通気用開口部が、穴である、という構成を採っている。
【００４０】
請求項２９記載の発明では、請求項２６又は２７記載の加熱装置において、上記通気用開口部が、スリットである、という構成を採っている。
【００４１】
請求項３０記載の発明では、請求項２９記載の加熱装置において、上記スリットが、上記シールド部材に発生する渦電流を遮るように形成されている、という構成を採っている。
【００４２】
請求項３１記載の発明では、請求項２１乃至２５のうちの一つに記載の加熱装置において、上記シールド部材が、放熱面積を拡大されている、という構成を採っている。
【００４３】
請求項３２記載の発明では、請求項３１記載の加熱装置において、上記放熱面積の拡大化が、凸部を形成することによってなされている、という構成を採っている。
【００４４】
請求項３３記載の発明では、請求項３１記載の加熱装置において、上記放熱面積の拡大化が、窪みを形成することによってなされている、という構成を採っている。
【００４５】
請求項３４記載の発明では、請求項２１記載の加熱装置において、上記冷却手段が、上記シールド部材内に形成された冷媒通路と、該冷媒通路で冷媒を移動させる冷媒駆動部材を有している、という構成を採っている。
【００４６】
請求項３５記載の発明では、請求項３４記載の加熱装置において、上記冷媒が空気であり、上記冷媒駆動部材がエアーポンプである、という構成を採っている。
【００４７】
請求項３６記載の発明では、請求項３４記載の加熱装置において、上記冷媒が液体であり、上記冷媒駆動部材が液体ポンプである、という構成を採っている。
【００４８】
請求項３７記載の発明では、請求項１乃至３６のうちの一つに記載の加熱装置において、上記誘導コイルが上記シールド部材によって保持されている、という構成を採っている。
【００４９】
請求項３８記載の発明では、未定着画像を定着する定着装置を有する画像形成装置において、上記定着装置が、請求項１乃至３７のうちの一つの加熱装置である、という構成を採っている。
【発明の効果】
【００５０】
請求項１，２，３，４，５又は３８記載の発明によれば、シールド部材の放熱を促進可能に構成されているので、誘導コイルの温度上昇を抑制することができ、加熱回転体の加熱効率の向上、省電力化、誘導コイルの絶縁破壊防止による安全性の向上を図ることができる。
【００５１】
請求項６又は３８記載の発明によれば、スリットがシールド部材に発生する渦電流を遮るように形成されている構成としたので、シールド部材の電磁誘導による発熱をも抑制でき、誘導コイルの温度上昇をハイレベルに抑制することができる。
【００５２】
請求項７，８，９又は３８記載の発明によれば、シールド部材が放熱面積を拡大されている構成としたので、シールド部材の放熱促進によって誘導コイルの温度上昇を抑制することができ、加熱回転体の加熱効率の向上、省電力化、誘導コイルの絶縁破壊防止による安全性の向上を図ることができる。
【００５３】
請求項１０，１１又は３８記載の発明によれば、磁束によるシールド部材の発熱を抑制可能に構成されているので、誘導コイルの温度上昇を抑制することができ、加熱回転体の加熱効率の向上、省電力化、誘導コイルの絶縁破壊防止による安全性の向上を図ることができる。
【００５４】
請求項１２，１３，１４，１５，１６又は３８記載の発明によれば、シールド部材が通気用開口部を有している構成としたので、シールド部材の発熱抑制機能に加えてシールド部材の放熱機能を得ることができ、誘導コイルの温度上昇をハイレベルに抑制することができる。
【００５５】
請求項１７，１８，１９，２０又は３８記載の発明によれば、シールド部材が放熱面積を拡大されている構成としたので、シールド部材の発熱抑制機能に加えてシールド部材の放熱機能を得ることができ、誘導コイルの温度上昇をハイレベルに抑制することができる。
【００５６】
請求項２１、２２又は３８記載の発明によれば、シールド部材を冷却する冷却手段を有している構成としたので、シールド部材の放熱促進によって誘導コイルの温度上昇を抑制することができ、加熱回転体の加熱効率の向上、省電力化、誘導コイルの絶縁破壊防止による安全性の向上を図ることができる。
【００５７】
請求項２３又は３８記載の発明によれば、空冷ファンによる気流が温度検知域の雰囲気に影響を与えないように構成されているので、温度検知手段による誤検知を防止することができる。
【００５８】
請求項２４又は３８記載の発明によれば、空冷ファンによる気流が加熱回転体の温度に影響を与えないように構成されているので、加熱回転体の加熱効率の低減を防止することができる。
【００５９】
請求項２５又は３８記載の発明によれば、空冷ファンによる気流が未定着画像に影響を与えないように構成されているので、画像乱れや紙皺を防止することができる。
【００６０】
請求項２６，２７，２８，２９，３０又は３８記載の発明によれば、シールド部材が通気用開口部を有している構成としたので、冷却手段によるシールド部材の冷却機能に加えて、シールド部材の放熱機能を得ることができ、誘導コイルの温度上昇をハイレベルに抑制することができる。
【００６１】
請求項３１，３２，３３又は３８  記載の発明によれば、シールド部材が放熱面積を拡大されている構成としたので、冷却手段によるシールド部材の冷却機能に加えて、シールド部材の放熱機能を得ることができ、誘導コイルの温度上昇をハイレベルに抑制することができる。
【００６２】
請求項３４，３５，３６又は３８記載の発明によれば、シールド部材内に冷媒を通して冷却する構成としたので、高い冷却機能を得ることができ、誘導コイルの温度上昇をハイレベルに抑制することができる。
【００６３】
請求項３７又は３８記載の発明によれば、誘導コイルがシールド部材によって保持されている構成としたので、別途誘導コイルを保持するための構成を設ける必要がなく、構成の簡易化、低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
まず、図３に基づいて、本実施形態に係る画像形成装置の一例としてのプリンタ２の全体構成の概要を説明する。
プリンタ２は、給紙手段４と、レジストローラ対６と、像担持体としての感光体ドラム８と、転写手段１０と、誘導加熱方式の加熱装置としての定着装置１２等を有している（請求項３８）。
給紙手段４は、記録材としての用紙Ｐが積載状態で収容される給紙トレイ１４と、給紙トレイ１４に収容された用紙Ｐを最上のものから順に１枚ずつ分離して送り出す給紙コロ１６等を有している。
給紙コロ１６によって送り出された用紙Ｐはレジストローラ対６で一旦停止され、姿勢ずれを矯正された後、感光体ドラム８の回転に同期するタイミングで、すなわち、感光体ドラム８上に形成されたトナー像の先端と用紙Ｐの搬送方向先端部の所定位置とが一致するタイミングでレジストローラ対６により転写部位Ｎへ送られる。
【００６５】
感光体ドラム８の周りには、矢印で示す回転方向順に、帯電手段としての帯電ローラ１８と、図示しない露光手段の一部を構成するミラー２０と、現像ローラ２２ａを備えた現像手段２２と、転写手段１０と、クリーニングブレード２４ａを備えたクリーニング手段２４等が配置されている。帯電ローラ１８と現像手段２２の間において、ミラー２０を介して感光体ドラム８上の露光部２６に露光光Ｌｂが照射され、走査されるようになっている。
【００６６】
プリンタ２における画像形成動作は従来と同様に行われる。すなわち、感光体ドラム８が回転を始めると、感光体ドラム８の表面が帯電ローラ１８により均一に帯電され、画像情報に基づいて露光光Ｌｂが露光部２６に照射、走査されて作成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は感光体ドラム８の回転により現像手段２２へ移動し、ここでトナーが供給されて可視像化され、トナー像が形成される。
感光体ドラム８上に形成されたトナー像は、所定のタイミングで転写部位Ｎに進入してきた用紙Ｐ上に転写手段１０による転写バイアス印加により転写される。
【００６７】
トナー像を担持した用紙Ｐは定着装置１２へ向けて搬送され、定着装置１２で定着された後、図示しない排紙トレイへ排出・スタックされる。
転写部位Ｎで転写されずに感光体ドラム８上に残った残留トナーは、感光体ドラム８の回転に伴ってクリーニング手段２４に至り、このクリーニング手段２４を通過する間にクリーニングブレード２４ａにより掻き落とされて清掃される。
その後、感光体ドラム８上の残留電位が図示しない除電手段により除去され、次の作像工程に備えられる。
【００６８】
定着装置１２は、図１に示すように、加熱回転体としての定着ローラ２８と、この定着ローラ２８との間で定着ニップ部ＳＮを形成する加圧部材としての加圧ローラ３０と、定着ローラ２８の外部に設けられた誘導コイル３２と、該誘導コイル３２の定着ローラ２８と反対側を覆い、誘導コイル３２の磁束漏れを抑制するシールド部材３４と、定着ローラ２８の表面温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ３６と、サーミスタ３６の検出信号に基づいて電源３８を介して誘導コイル３２への電力供給を制御する制御手段４０と、シート状体としての用紙Ｐを定着ニップ部ＳＮへ案内する搬送ガイド４２と、定着後の用紙Ｐを定着ローラ２８から分離する分離爪４４等を有している。分離爪４４は定着ローラ２８の表面に当接又は近接して配置される。
【００６９】
制御手段４０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏインターフェース等を包含するマイクロコンピュータを意味し、本実施形態では図示しないプリンタ２のメインコントローラが制御手段４０を兼ねている。
サーミスタ３６は定着ローラ２８の表面に当接するように配置されており、サーミスタ３６の検出信号に基づいて誘導コイル３２への電力供給を増減させることで、定着ローラ２８の表面温度が所定の一定温度になるように制御手段４０により自動制御される。
【００７０】
定着ローラ２８は、外径５０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの鉄製の円筒体として形成されており、図示しないが、その外周表面には離型性を高めるために厚さ１０〜５０μｍのＰＴＦＥやＰＦＡの離型層が形成されている。鉄製の円筒体の内面に断熱層として発泡シリコンゴムなど熱伝導率の低い層を設けてもよい。
加圧ローラ３０は、外径が４０ｍｍであり、アルミニウム製の芯金３０ａと、この芯金３０ａの外周に設けられた厚さが２〜３ｍｍのシリコンゴムからなる弾性層３０ｂを有している。定着ローラ２８と加圧ローラ３０は図示しない支持部材に回転自在に支持されており、定着ローラ２８は図示しない駆動機構に接続されている。加圧ローラ３０は図示しない付勢手段により定着ローラ２８に加圧されており、定着ニップ部ＳＮの幅は約７ｍｍに設定されている。加圧ローラ３０は定着ニップ部ＳＮの摩擦力で従動回転する。条件によっては加圧荷重及び定着ニップ部幅の変更がなされる。
【００７１】
誘導コイル３２は、複数の細線を縒り合わせた縒り線（リッツ線）として形成されており、図２に示すように、定着ローラ２８の外周面に沿って平面的に巻回されている。
誘導コイル３２には１０ｋ〜１Ｍ（Ｈｚ）の交流電流が印加される。交流電流に誘導された磁束が定着ローラ２８の導電層（円筒体）に渦電流を生じさせ、ジュール熱を発生させる。この定着ローラ２８の発熱を増加させるためには、機械的精度の許す限り誘導コイル３２を定着ローラ２８の外周面に非接触状態に近づければよい。
【００７２】
シールド部材３４は、図１に示すように、断面コ字状で定着ローラ２８の軸方向に延びる形状を有している。誘導コイル３２はシールド部材３４の凹部に収容され、且つ、該シールド部材３４に保持されている（請求項３７）。シールド部材３４とは別の保持部材で誘導コイル３２を保持する構成としてもよい。
【００７３】
定着ローラ２８が回転駆動され、誘導コイル３２に交流電流が印加されて定着ローラ２８の表面が所定温度に達した状態において、未定着トナー像を担持した用紙Ｐが搬送ガイド４２に案内されて定着ニップ部ＳＮに進入する。用紙Ｐは定着ローラ２８の回転に伴って挟持・搬送され、定着ローラ２８の熱と圧力によりトナー画像が用紙Ｐに定着される。
【００７４】
定着ローラ２８側のみが開放されたシールド部材３４の断面コ字状の形状により、誘導コイル３２で発生した磁束は定着ローラ２８へ集約的に向かうため、外部（定着ローラ２８に対向する領域以外の領域）への磁束漏れが抑制されるとともに、定着ローラ２８における電磁誘導による発熱効率が高まる。
【００７５】
定着ローラ２８が昇温するに連れてその熱がシールド部材３４へ輻射され、シールド部材３４が温められる。また、誘導コイル３２自体もその電気抵抗により発熱し、さらに磁性体であるシールド部材３４自体も誘導コイル３２で発生した磁束によって発熱する。これらの複合的昇温条件によって誘導コイル３２の雰囲気温度が上昇し、定着ローラ２８側のみが開放されたシールド部材３４の閉塞的形状によって温度上昇は助長される。
このため、誘導コイル３２の温度が上昇して電気抵抗が増加し、消費電力が増大するとともに定着ローラ２８の加熱効率（発熱効率）が低減する。また、誘導コイル３２の絶縁破壊を生じる場合もある。
【００７６】
このような不具合を防止するために、本実施形態における定着装置１２は、シールド部材３４の放熱を促進可能に構成されている（請求項１）。具体的には、シールド部材３４には、シールド部材３４の放熱を促進させる通気用開口部としての多数の穴４６が形成されている（請求項２，４）。
本実施形態における穴４６は直径５ｍｍの円形の穴であり、シールド部材３４の定着ローラ２８の外周面に対応する部分だけでなく、４つの側面にも形成されており、且つ、誘導コイル３２の温度分布に応じて形成されている。穴４６をシールド部材３４の定着ローラ２８の外周面に対応する部分だけでなく、４つの側面にも形成しているのは、シールド機能を低減させないためと、空気の循環を容易にして放熱を促すためである。穴４６の形状は、楕円形、矩形等でもよい。
【００７７】
リッツ線形態の場合、誘導コイル３２自体の発熱分布は誘導コイル３２の縒り線の密度に比例する。従って、誘導コイル３２が均等に巻かれていれば、誘導コイル３２自体の発熱分布は均一であるが、不均一に巻かれていればその発熱分布に差が生じる。
上記の「誘導コイル３２の温度分布に応じて」とは、誘導コイル３２の巻き方に不均一性がある場合には、誘導コイル３２が密に巻かれている部分においては穴４６の数を多くしたり、開口径を大きくしたりするという意味である。
本実施形態においては誘導コイル３２の温度分布を均一としているので、穴４６はシールド部材３４の全面に均一に形成されている。
【００７８】
シールド部材３４の内方（誘導コイル３２の収容空間）に籠もろうとする熱は穴４６を介してシールド部材３４の外方に逃げるので、シールド部材３４の蓄熱化が抑制され、誘導コイル３２の温度上昇が抑制される。
シールド部材３４に通気用開口部を形成することはシールド機能の低減につながるが、用いられる周波数が１０ｋ〜１Ｍ（Ｈｚ）であり、３０〜０．３（ｋｍ）と長波長であることから、１０ｍｍ以下程度の通気用開口部を設けてもシールド機能は十分にある。
また、シールド部材３４に穴４６を形成しても、穴４６から外部へ漏れようとする磁束に対して、シールド部材３４の残りの領域が磁力線のバイパスとなるので、外部への磁束の漏れは起こりにくい。
通気用開口部の大きさやシールド部材３４の厚さは、用いる周波数、材質などによって決められる。
【００７９】
［実施例１］
フェライト製のシールド部材３４に直径５ｍｍの穴４６を全面均一に形成し、誘導コイル３２に３０ｋＨｚの交流電流を印加し、厚さ３０μｍのＰＴＦＥの離型層を有する定着ローラ２８を加熱した結果、漏れ磁束は問題ないレベルであり、定着ローラ２８の加熱効率も良好であった。
［比較例１］
シールド部材３４に穴４６を形成しなかった以外は実施例１と同じ条件で行ったところ、定着ローラ２８の加熱効率が悪化した。
［比較例２］
シールド部材３４の半分のみに穴４６を形成した以外は実施例１と同じ条件で行ったところ、定着ローラ２８の表面に温度ムラが生じた。
【００８０】
誘導コイル３２の巻き方は図１及び図２に示したものに限定されるものではなく、誘導コイル３２が定着ローラ２８の外部に設けられていれば上記と同様の定着ローラ２８の加熱機能を得ることができる。
【００８１】
次に、図４に基づいて他の実施形態を説明する。
本実施形態では、シールド部材３４に通気用開口部としての多数のスリット４８を形成している（請求項５）。その他の構成は上記実施形態と同様である（以下の各実施形態において同じ）。スリット４８の大きさは、長辺４８ａが５０ｍｍ、短辺４８ｂが２ｍｍで、スリット４８間の隙間ｗは１ｍｍである。
上記実施形態と同様に、シールド部材３４の内方に籠もろうとする熱はスリット４８を介してシールド部材３４の外方に逃げるので、シールド部材３４の蓄熱化が抑制され、誘導コイル３２の温度上昇が抑制される。
また、スリット４８はシールド部材３４に発生する渦電流を遮るように形成されている。すなわち、長辺４８ａの向きが誘導コイル３２に流れる電流の向きに対して略垂直となるように形成されている（請求項６）。
スリット４８の向きをこのように設定することにより、スリット４８が絶縁層として機能し、シールド部材３４に生じる渦電流が妨げられ、電磁誘導によるシールド部材３４自体の発熱が抑制される。従って、スリット４８による通気機能とシールド部材３４の発熱抑制機能が相まって、誘導コイル３２の温度上昇抑制機能が向上する。
【００８２】
上記実施形態ではシールド部材３４に通気用開口部を形成してシールド部材３４の放熱を促進させる構成としたが、シールド部材３４の放熱面積を拡大することによっても同様に誘導コイル３２の温度上昇抑制機能を得ることができる（請求項７）。
例えば、図５に示すように、シールド部材３４の外面に凸部としての放熱フィン５０を多数形成すればよい（請求項８）。また、図６に示すように、シールド部材３４の外面に多数の窪み５２を形成してもよい（請求項９）。
【００８３】
次に、図７に基づいて他の実施形態を説明する。
上記各実施形態では、シールド部材３４の放熱を促進することを特徴としたが、本実施形態では、電磁誘導によるシールド部材３４の発熱そのものを抑制することを特徴としている。換言すれば、シールド部材３４の形状的改善によるアプローチではなく、材質的・機能的改善によるアプローチである。
本実施形態におけるシールド部材３４は、磁性体層５４と、絶縁体層５６の積層構造を有しており、且つ、シールド部材３４に発生する渦電流を遮る方向性を有している（請求項１０，１１）。磁性体層５４としては、フェライト、鉄、コバルト、ニッケルなどを採用でき、絶縁体層５６としては、セラミックス、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜などを採用できる。
【００８４】
本実施形態におけるシールド部材３４の積層方向は、定着ローラ２８の軸方向であり、磁性体層５４及び絶縁体層５６は、シールド部材３４に発生する渦電流を遮る方向、すなわち、誘導コイル３２を流れる電流の向きに対して略直交する向きに延びている。かかる積層構成は、成層鉄心における渦電流損抑制機能と同様の機能を有する。
［実施例２］
ニッケルの磁性体層５４とセラミックスの絶縁体層５６を交互に積層したシールド部材３４を用い、誘導コイル３２に２０ｋＨｚの交流電流を印加し、厚さ３０μｍのＰＴＦＥの離型層を有する定着ローラ２８を加熱した結果、漏れ磁束は問題ないレベルであり、定着ローラ２８の加熱効率も良好であった。
【００８５】
図７で示したシールド部材３４において、さらに通気用開口部を形成する構成としてもよい（請求項１２）。この場合、上記実施形態と同様に、穴４６を形成してもよく（請求項１４）、スリット４８を形成してもよい（請求項１５）。
また、これらの通気用開口部を誘導コイル３２の温度分布に応じて形成してもよい（請求項１３）。さらに、上記スリット４８がシールド部材３４に発生する渦電流を遮るように形成されている構成としてもよい（請求項１６）。
［実施例３］
シールド部材３４の全面に穴４６を均一に形成した以外は実施例２と同様に行ったところ、漏れ磁束は問題ないレベルであり、定着ローラ２８の加熱効率は実施例２よりも良好であった。
【００８６】
図７で示したシールド部材３４において、該シールド部材３４が放熱面積を拡大されている構成としてもよい（請求項１７）。そして、該放熱面積の拡大化が凸部（例えば図５で示した放熱フィン５０）を形成することによってなされている構成としてもよく（請求項１８）、窪み（例えば図６で示した窪み５２）を形成することによってなされている構成としてもよい（請求項１９）。
さらに、これらの凸部や窪み等の放熱面積の拡大化が、磁性体層５４と絶縁体層５６のうち熱伝導率の高い方の層のみになされている構成としてもよい（請求項２０）。
【００８７】
次に、図８に基づいて他の実施形態を説明する。
本実施形態では、通気用開口部を有せず且つ電磁誘導による発熱抑制構成も有していない単なるシールド部材３４と、該シールド部材３４を冷却する冷却手段としての空冷ファン６０と（請求項２１、２２）、該空冷ファン６０による気流がサーミスタ３６の温度検知域の雰囲気に影響を与えることを防止する気流ガイド板６２と（請求項２３）、該空冷ファン６０による気流が用紙Ｐ上の未定着画像に影響を与えることを防止する気流ガイド板６４を有している（請求項２５）。
気流ガイド板６２，６４は、空冷ファン６０による気流が定着ローラ２８の温度に影響を与えるのを防止するためにも機能している（請求項２４）。
【００８８】
空冷ファン６０による気流がシールド部材３４に当たることによって、シールド部材３４の放熱が促進される。シールド部材３４に当たった気流は、気流ガイド板６２，６４により案内され、支障を来さないように流れる。
空冷ファン６０による気流が直接未定着画像を担持した用紙Ｐに当たると、未定着画像が飛散したり、用紙Ｐが気流でバタつくことにより定着ニップ部ＳＮに安定して進入しないために紙皺が発生する可能性があるが、本実施形態によればこのような懸念を解消することができる。
【００８９】
本実施形態におけるシールド部材３４において、さらに通気用開口部を形成する構成としてもよい（請求項２６）。この場合、上記実施形態と同様に、穴４６を形成してもよく（請求項２８）、スリット４８を形成してもよい（請求項２９）。また、これらの通気用開口部を誘導コイル３２の温度分布に応じて形成してもよい（請求項２７）。さらに、上記スリット４８がシールド部材３４に発生する渦電流を遮るように形成されている構成としてもよい（請求項３０）。
また、本実施形態におけるシールド部材３４が放熱面積を拡大されている構成としてもよい（請求項３１）。そして、該放熱面積の拡大化が凸部（例えば図５で示した放熱フィン５０）を形成することによってなされている構成としてもよく（請求項３２）、窪み（例えば図６で示した窪み５２）を形成することによってなされている構成としてもよい（請求項３３）。
【００９０】
［実施例４］
上記空冷ファン６０を有する構成において、定着ローラ２８として外径４０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの鉄製の円筒体の外周面に厚さ２０μｍのＰＴＦＥの離型層を設けたものを用いるとともに、図示しないがフェライトの磁性体層５４とアルマイトの絶縁体層５６を交互に積層し、且つ、熱伝導率の高い方の層であるアルマイトの絶縁体層５６の外面に図５で示した放熱フィン５０と同様の凸部を形成し、且つ、図２で示した穴４６と同様の通気用開口部を全面に均一に形成したシールド部材３４を用い、誘導コイル３２に３０ｋＨｚの交流電流を印加し、定着ローラ２８を加熱した結果、漏れ磁束は問題ないレベルであり、定着ローラ２８の加熱効率も良好であった。
【００９１】
次に、図９に基づいて他の実施形態を説明する。
本実施形態では、内部に冷媒通路６６を有するパーマロイ製のシールド部材３４と、該冷媒通路６６で冷媒としての空気を移動させる冷媒駆動部材としての小型のエアーポンプ６８（送風ファン、吸引ファンの概念を含む）を有している（請求項３４，３５）。エアーポンプ６８より吐出された空気は冷媒通路６６の入口６６ａから入り込み、出口６６ｂから噴出する。外気が冷媒通路６６内を移動することでシールド部材３４は冷却される。
冷媒として水を用い、冷媒駆動部材として小型の液体ポンプ（吸引ポンプの概念を含む）を用いてもよい（請求項３６）。また、冷媒としてガスを用いてもよい。
【００９２】
上記各実施形態では、定着装置としての加熱装置を例示したが、本発明に係る加熱装置は、画像を担持した転写紙（用紙）を加熱してその表面性（つや等）を改質する装置として、仮定着を行う装置として、あるいはシート状体を供給してその乾燥処理・ラミネート処理をする装置としても利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の一実施形態に係る加熱装置としての定着装置の概要正面図である。
【図２】定着装置の概要分解斜視図である。
【図３】定着装置を備えた画像形成装置としてのプリンタの概要正面図である。
【図４】他の実施形態におけるシールド部材の斜視図である。
【図５】他の実施形態におけるシールド部材の概要断面図である。
【図６】他の実施形態におけるシールド部材の概要断面図である。
【図７】他の実施形態におけるシールド部材の斜視図である。
【図８】他の実施形態における定着装置の概要正面図である。
【図９】他の実施形態におけるシールド部材の斜視図である。
【符号の説明】
【００９４】
Ｐ  シート状体としての用紙
２８  加熱回転体としての定着ローラ
３２  誘導コイル
３４  シールド部材
４６  通気用開口部としての穴
４８  通気用開口部としてのスリット
５０  凸部としての放熱フィン
５２  窪み
５４  磁性体層
５６  絶縁体層
６０  空冷ファン
６６  冷媒通路
６８  冷媒駆動部材としてのエアーポンプ
【図１】
2007242635.tif 000003
【図２】
2007242635.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007242635.tif 000006
【図５】
2007242635.tif 000007
【図６】
2007242635.tif 000008
【図７】
2007242635.tif 000009
【図８】
2007242635.tif 000010
【図９】
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