(57)【要約】【課題】  温度検知手段の検知温度の精度を上げることのできる誘導加熱定着装置を提供する。【解決手段】  磁気誘導発熱手段と非接触で、温度センサに熱を集めて伝える集熱金属部材を備えた温度検知手段を有する電磁誘導定着装置において、第二の金属からなる環状のショートリング手段を集熱金属部材の周りに配置する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁コイルを有する磁場発生手段と、
磁場発生手段と対向して配置したローラまたはベルト状の磁気誘導発熱手段と磁気誘導発熱手段と非接触で、温度センサに熱を集めて伝える集熱金属部材を備えた温度検知手段を有する電磁誘導定着装置において、
前記集熱金属部材と前期磁気誘導発熱手段との間を避けて、
前記集熱金属部材の周りを第二の金属で囲う環状のショートリング手段を有することを特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ショートリング手段の導電率を前記集熱金属部材の導電率と同じ、またはより高くしたことを特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記ショートリング手段１５と前記集熱金属部材１３との間に熱伝導性の悪い非金属材料または空隙を設けたことを特徴とする誘導加熱定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真式の複写機、プリンタおよびファクシミリなどの画像形成装置に用いられる定着装置に関し、さらに詳しくは、誘導加熱を利用してトナー像を記録媒体に定着する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に示されているように、図３、図４で説明すると、従来の誘導加熱定着装置では、温度センサ２８は、センサホルダ２７によって保持され、薄板２９の伝導部２９ａと接触して薄板２９と一体をなすように形成されている。温度センサ２８には、例えば、比較的小型で温度検知の応答速度も速いサーミスタ、あるいは比較的小型で一定の温度で溶断されるサーモスタ等を用いられている。
【０００３】
また、センサホルダ２７は、コイル２３が発生する交番磁界を遮断可能な磁気遮蔽部材（例えば、アルミニウムホルダ）であり、これにより温度センサ２８への磁気の影響による誤検知及び誤動作が防止されている。
【０００４】
薄板２９は、受熱部２９ｂが加熱ローラ２１とコイル２３の間の間隙（図４参照）に設置可能な形状で形成され、加熱ローラ２１の表面から放出される熱を受けて、その熱を伝導部２９ａを介して温度センサ２８に伝導している。
【特許文献１】特開２００４−１８４７３０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、前述の特許文献１に示される従来の定着装置では、薄板２９に対する磁束の影響に対する対策は何もされておらず、コイル２３から発生した交番磁界が薄板２９を貫通し、薄板２９に渦電流を発生させ、薄板２９にジュール熱を発生させる。薄板２９の温度が上昇し、検知温度を誤って検知してしまう。温度検知の応答速度を速めるため、厚板ではなく、熱容量の小さい薄板にしているので、薄板２９の温度が上昇しやすくなっていて、温度検知の精度がさらに落ちる。
【０００６】
本出願に係る発明の目的は定着ベルトから集熱金属部材への放射による熱移動を疎外することなく、磁場発生手段からの漏れてきた磁束が集熱金属部材を貫通する量を減らし、集熱金属部材における温度上昇を抑制し、温度検知手段の検知温度の精度を上げることができ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】
上記目的を達成するため、本出願に係る発明は、励磁コイルを有する磁場発生手段と、磁場発生手段と対向して配置したローラまたはベルト状の磁気誘導発熱手段と磁気誘導発熱手段と非接触で、温度センサに熱を集めて伝える集熱金属部材を備えた温度検知手段を有する電磁誘導定着装置において、第二の金属からなる環状のショートリング手段を前記集熱金属部材の周りに配置したことを特徴とする電磁誘導定着装置である。
【０００８】
上記構成においてこのように構成される誘導加熱定着装置では、環状のショートリング手段により、磁場発生手段から漏れて、集熱金属部材を貫通してくる磁束の量を低減することにより達成される。
【０００９】
したがって、本出願に係る発明の誘導加熱定着装置によれば、定着ベルトから集熱金属部材への放射による熱移動を疎外することなく、磁場発生手段からの漏れ磁束が集熱金属部材を貫通する量を減らし、集熱金属部材における温度上昇を抑制し、温度検知手段の検知温度の精度を上げることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本出願に係る発明の誘導加熱定着装置によれば、励磁コイルを有する磁場発生手段と、磁場発生手段と対向して配置したローラまたはベルト状の磁気誘導発熱手段と磁気誘導発熱手段と非接触で、温度センサに熱を集めて伝える集熱金属部材を備えた温度検知手段を有する電磁誘導定着装置において、第二の金属からなる環状のショートリング手段を前記集熱金属部材の周りに配置することにより定着ベルトから集熱金属部材への放射による熱移動を疎外することなく、磁場発生手段からの漏れ磁束が集熱金属部材を貫通する量を減らし、集熱金属部材における温度上昇を抑制し、温度検知手段の検知温度の精度を上げることができる
また、磁場発生手段４と定着ベルト１との間の隙間から磁束が漏れてくる磁場発生手段４の側面に、またはコイルの中央部に温度検出手段１５を配置しても、同様の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施例に係る誘導加熱定着装置を概略で示す断面図である。
【００１３】
図２は、図１に示す温度検知手段の構成の詳細図である。
【００１４】
図１、図２において、１は定着ベルト（磁気誘導発熱手段）、２は励磁コイル、３は磁性コア、４は磁場発生手段、５ａ、５ｂは定着ローラの芯金、６ａ、６ｂは定着ローラの弾性材層、７ａ、７ｂは定着ローラ、８ａ、８ｂは加圧ローラの芯金、９ａ、９ｂは加圧ローラの弾性材層、１０ａ、１０ｂは加圧ローラ、１１は加圧ベルト、１２は温度センサ、１３は集熱金属部材、１４は温度検知手段、１５はショートリング手段を示している。
【００１５】
図１に示す誘導加熱定着装置は、誘導加熱される加熱用回転体としての定着ベルト１と加圧ベルト１１との間に未定着トナー画像を形成した記録紙Ｐを導入して搬送させて、定着ベルト１の熱により未定着トナー画像を記録紙Ｐ上に加熱定着させるベルトタイプである。
【００１６】
定着ローラ７ａ、加圧ローラ１０ａは、金属層の円筒状ローラであり、その両端部側を装置の不図示のシャーシ側板間に回転自由に軸受け保持させて配設してある。
【００１７】
この定着ローラ７ａは不図示の駆動系により矢印ａの反時計方向に、加圧ローラ１０ａは不図示の駆動系により矢印ｂの反時計方向に所定の周速度にて回転駆動される。
【００１８】
定着ローラ７ｂは、芯金５ｂと、この芯金回りに同心一体にローラ状に成形被覆させた、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂などの耐熱性・弾性材層６ｂとで構成されており、加圧ローラ１０ｂは、芯金８ｂと、この芯金回りに同心一体にローラ状に成形被覆させた、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂などの耐熱性・弾性材層９ｂとで構成されており、定着ローラ７ｂは定着ローラ７ａの回転駆動に従動して回転する、あるいは回転駆動され、加圧ローラ１０ｂは加圧ローラ１０ａの回転駆動に従動して回転する、あるいは回転駆動される。
【００１９】
４は磁場発生手段であり、励磁コイル２と、横断面Ｅ字型の磁性コア（励磁鉄心）３とのアセンブリである。励磁コイル２を含む磁場発生手段４は定着ローラ１の内側に挿入して配設してある。励磁コイル２は銅線を一方向に複数回巻いて形成され、磁性コア３は励磁コイル２の銅線と直交するように配置され磁路を形成する。磁性コア３は磁性材からなり、例えば、フェライトコアまたは積層コアからなる。
【００２０】
上記の定着ベルト1の面に対向して配設した磁場発生手段４は、その両端部側を装置の不図示のシャーシ側板間に固定して非回転に支持させてあり、定着ローラ１の内周面との間に所定の隙間を存して定着ベルト１の面に対して非接触に配設してある。
【００２１】
而して、定着ローラ７ａ、加圧ローラ１０ａが回転駆動され、定着ベルト１、加圧ベルト１１も回転し、定着ローラ７ｂ、加圧ローラ１０ｂも回転し、磁場発生手段４の励磁コイル２に高周波電流が印加されることで発生する交番磁場により定着ベルト１の金属に高周波誘導電流が誘起されて金属層が電磁誘導発熱し、定着ベルト１が加熱され、所定の温度に立ち上がった状態において、定着ベルトと加圧ベルトとの間に被加熱材としての記録紙Ｐが導入されて挟持搬送されることで、定着ベルト１の熱により未定着トナー画像が記録紙Ｐ上に熱定着させる。
【００２２】
集熱金属部材１３は定着ベルト１の表面からの放射熱を受け、集熱して、温度センサ１２に熱伝導する。温度センサ１２は小型で温度検知の応答速度の速いサーミスタ、一定の温度で回路を切断するサーモスイッチ等で、集熱金属部材１３の温度を検知することにより、定着ベルト１の温度を検知する。温度検知手段１４は集熱金属部材１３と温度センサ１２とのアセンブリである。定着ベルト１の温度が最適温度になるよう、励磁コイル２への通電が制御される。
【００２３】
磁場発生手段４から発生した磁束は、定着ベルトの金属層が薄いため、磁束の一部が突き抜けて集熱金属層１３に到達する。
【００２４】
温度検知手段の外側には集熱金属部材１３を囲む形で環状のショートリング手段１５を設けている。ショートリング手段１５には励磁コイル２に電流を流すことによって生じる磁束のうちショートリング手段１５の内側に貫通する磁束を打ち消す方向に渦電流が発生する。渦電流が発生するとショートリング手段１５の内側に貫通する磁束を打ち消す方向に磁束が発生し、集熱金属部材１３に貫通する磁束を低減し、集熱金属部材１３に流れる渦電流を低減し、集熱金属部材１３に発生するジュール熱を低減し、集熱金属部材１３の温度上昇を防ぐことができる。
【００２５】
ショートリング手段１５は、例えば導電性の高い銅またはアルミを用いることにより、ショートリング手段１５に流れる渦電流に対し、ショートリング手段１５に発生するジュール熱を低減し、温度センサ１２への影響を低減できる。
【００２６】
ショートリング手段１５と集熱金属部材１３との間に熱伝導性の悪い非金属材料または空隙を設けることにより、ショートリング手段１５で発生したジュール熱が集熱金属部材１３へ熱伝導するのを防ぎ、温度センサ１２への影響を低減できる。
【００２７】
すなわち、定着ベルトから集熱金属部材への放射による熱移動を疎外することなく、磁場発生手段からの漏れ磁束が集熱金属部材を貫通する量を減らし、集熱金属部材における温度上昇を抑制し、温度検知手段の検知温度の精度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例に係る誘導加熱定着装置を概略で示す断面図である。
【図２】図１に示す温度検知手段の構成の詳細図である。
【図３】従来例の温度センサ及び薄板の構成の詳細を示す図。
【図４】従来例の定着装置及びその周辺部の構成の詳細を示す図。
【符号の説明】
【００２９】
１  定着ベルト
２  励磁コイル
３  磁性コア
４  磁場発生手段
５ａ、５ｂ  定着ローラの芯金
６ａ、６ｂ  定着ローラの弾性材層
７ａ、７ｂ  定着ローラ
８ａ、８ｂ  加圧ローラの芯金
９ａ、９ｂ  加圧ローラの弾性材層
１０ａ、１０ｂ  加圧ローラ
１１  加圧ベルト
１２  温度センサ
１３  集熱金属部材
１４  温度検知手段
１５  ショートリング手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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