(57)【要約】      （修正有）【課題】誘導加熱定着装置において、特に円筒状の定着加熱スリーブの外部に設けた励磁コイルによる加熱を行う系において、定着スリーブの加圧保持及び回転駆動を可能にするとともに駆動時の振動、騒音を防止する。【解決手段】誘導加熱用インバータ装置、誘導加熱発熱体を有する定着加熱スリーブ１０１、定着加熱スリーブ１０１を定着加圧ローラ１０８に加圧保持する加圧機構、定着加圧ローラ１０８、サーミスタに代表される温度検知素子、サーモスイッチ１０６などの安全素子より構成する。定着加熱スリーブ１０１内部に設けられ、励磁コイル１０５に対向に配置されたスリーブガイドを配置しても良い。【選択図】図１
2009098357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導加熱方式の定着装置を有する画像形成装置において、定着加熱スリーブと、誘導加熱を行うために必要な励磁コイルと、定着加圧ローラを有し、定着加熱スリーブの外部から励磁コイルにより加熱する系において、定着加熱スリーブ内部にスリーブ加圧部材を有する誘導加熱定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
誘導加熱方式の定着装置を有する画像形成装置において、定着加熱スリーブと、誘導加熱を行うために必要な励磁コイルと、定着加圧ローラを有し、定着加熱スリーブの外部から励磁コイルにより加熱する系において、定着加熱スリーブ内部にスリーブ加圧部材を有し、加圧ローラを回転させる手段を有し、加圧ローラを回転させることにより定着加熱スリーブが従動駆動する誘導加熱定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
誘導加熱方式の定着装置を有する画像形成装置において、定着加熱スリーブと、誘導加熱を行うために必要な励磁コイルと、定着加圧ローラを有し、定着加熱スリーブの外部から励磁コイルにより加熱する系において、定着加熱スリーブ内部にスリーブ加圧部材を有し、加圧ローラを回転させる手段を有し、加圧ローラを回転させることにより定着加熱スリーブが従動駆動する構成を有し、定着加熱ローラと定着スリーブの接触幅が装置の通紙可能な最大通紙領域よりも大きい誘導加熱定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
誘導加熱方式の定着装置を有する画像形成装置において、定着加熱スリーブと、誘導加熱を行うために必要な励磁コイルと、定着加圧ローラを有し、定着加熱スリーブの外部から励磁コイルにより加熱する系において、定着加熱スリーブ内部にスリーブ加圧部材を有し、加圧ローラを回転させる手段を有し、加圧ローラを回転させることにより定着加熱スリーブが従動駆動する構成を有し、定着加熱ローラと定着スリーブの接触幅が装置の通紙可能な最大通紙領域よりも大きく、かつ、励磁コイルの長手方向の大きさが装置の通紙可能な最大通紙領域よりも大きい誘導加熱定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
誘導加熱方式の定着装置を有する画像形成装置において、定着加熱スリーブと、誘導加熱を行うために必要な励磁コイルを有し、定着加圧ローラを有し、定着加熱スリーブの外部から励磁コイルにより加熱する系において、定着加熱スリーブ内部にスリーブ加圧部材を有し、定着加熱スリーブ内部のコイルに対向する位置にスリーブガイドを設けた誘導加熱定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
誘導加熱方式の定着装置を有する画像形成装置において、定着加熱スリーブと、誘導加熱を行うために必要な励磁コイルを有し、定着加圧ローラを有し、定着加熱スリーブの外部から励磁コイルにより加熱する系において、定着加熱スリーブ内部にスリーブ加圧部材を有し、定着加熱スリーブ内部のコイルに対向する位置にスリーブガイドを設け、さらにニップ後端にも定着加熱スリーブ内部にスリーブガイドを設けた誘導加熱定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置において、定着加熱スリーブ内部に内接して温度を測定する温度測定素子を少なくとも１つ有する誘導加熱定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置において、定着加熱スリーブ内部に内接して温度を測定する温度測定素子を少なくとも２つ有し、少なくとも１つの温度検知素子は装置の通紙出来る最小通紙領域内に配置し、少なくとも１つの温度検知素子は装置の通紙出来る最小通紙領域外に配置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の画像形成装置において、定着加熱スリーブ内部に励磁コイルに対向する位置に高透磁率材料を配置した誘導加熱定着装置を備え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、ベルト加熱方式の加熱装置、及び前記加熱装置を像加熱装置として備えた電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
便宜上、複写機・プリンタ等の画像形成装置に具備させる、トナー画像を被記録材に加熱定着させる像加熱装置（定着装置）を例にして説明する。
【０００３】
画像形成装置において、電子写真プロセス・静電記録プロセス・磁気記録プロセス等の適宜の画像形成プロセス手段部で被記録材（転写材シート・エレクトロファックスシート・静電記録紙・ＯＨＰシート・印刷用紙・フォーマット紙など）に転写方式あるいは直接方式にて形成担持させた目的の画像情報の未定着画像（トナー画像）を被記録材面に永久固着画像として加熱定着させる定着装置としては熱ローラ方式の装置が広く用いられていた。近時はクイックスタートや省エネルギーの観点からベルト加熱方式の装置が実用化されている。また電磁誘導加熱方式の装置も提案されている。
【０００４】
ａ）熱ローラ方式の定着装置
熱ローラ方式の定着装置は、定着ローラ（加熱ローラ）と加圧ローラとの圧接ローラ対を基本構成とし、該ローラ対を回転させ、該ローラ対の相互圧接部である定着ニップ部を画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導入して挟持搬送させて、定着ローラの熱と、定着ニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着させるものである。
【０００５】
定着ローラは、一般に、アルミニウムの中空金属ローラを基体（芯金）とし、その内空に熱源としてのハロゲンランプを挿入配設してあり、ハロゲンランプの発熱で加熱され、外周面が所定の定着温度に維持されるようにハロゲンランプへの通電が制御されて温調される。
【０００６】
特に、最大４層のトナー画像層を十分に加熱溶融させて混色させる能力を要求される、フルカラーの画像形成を行う画像形成装置の定着装置としては、定着ローラの芯金を高い熱容量を有するものにし、またその芯金外周にトナー画像を包み込んで均一に溶融するためのゴム弾性層を具備させ、そのゴム弾性層を介してトナー画像の加熱を行っている。また、加圧ローラ内にも熱源を具備させて加圧ローラも加熱・温調する構成にしたものもある。
【０００７】
しかし、熱ローラ方式の定着装置は画像形成装置の電源をオンにして同時に定着装置の熱源であるハロゲンランプに通電を開始しても、定着ローラの熱容量が大きく、定着ローラ等が冷え切っている状態時から所定の定着可能温度に立ち上がるまでにはかなりの待ち時間（ウエイトタイム）を要し、クイックスタート性に欠ける。また画像形成装置のスタンバイ状態時（非画像出力時）も何時でも画像形成動作が実行できるようにハロゲンランプに通電して定着ローラを所定の温調状態に維持させておく必要があり、電力消費量が大きい等の問題があった。
【０００８】
また、上述のフルカラーの画像形成装置の定着装置のように特に熱容量の大きな定着ローラを用いるものにおいては、温調と定着ローラ表面の昇温とに遅延が発生するため、定着不良や光沢ムラやオフセット等の問題が発生していた。
【０００９】
このような問題点を解決すべく、近年は薄肉ローラを用いて熱時定数を短くし、温度応答性の良い熱ローラ定着装置も実用化されている。
【００１０】
ｂ）フィルム加熱方式の定着装置
フィルム加熱方式の定着装置は、例えば特開昭６３−３１３１８２号公報・特開平２−１５７８７８号公報・特開平４−４４０７５号公報・特開平４−２０４９８０号公報等に提案されている。
【００１１】
即ち、加熱体としての一般にセラミックヒータと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルム（定着フィルム）を挟ませてニップ部を形成させ、該ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導入してフィルムと一緒に挟持搬送させることでニップ部においてセラミックヒータの熱をフィルムを介して被記録材に与え、またニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着させるものである。
【００１２】
このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができ、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電力）等の利点がある。
【００１３】
ただ、大きな熱量が要求されるフルカラー画像形成装置や高速機種用の定着装置としては熱量的に難点がある。
【００１４】
ｃ）電磁誘導加熱方式の定着装置
実開昭５１−１０９７３９号公報には、磁束により定着ローラに電流を誘導させてジュール熱によって発熱させる誘導加熱定着装置が開示されている。これは、誘導電流の発生を利用することで直接定着ローラを発熱させることができて、ハロゲンランプを熱源として用いた熱ローラ方式の定着装置よりも高効率の定着プロセスを達成している。
【００１５】
又、誘導加熱定着装置の騒音を防止するため、特開平９−８０９５１に示すようなコイルを並列運転してインダクタンスを下げることにより、共振コンデンサとコイルにより共振する共振周波数を可聴周波数帯域外にするような方法が提案されている。
【００１６】
また、定着に作用するエネルギーを高密度で得るために発熱体である定着ローラに励磁コイルを接近させたり、励磁コイルの交番磁束分布を定着ニップ部近傍に集中させたりした、高効率の定着装置が考案されている。
【００１７】
更にスリーブ外部に励磁コイルを配置した定着装置の一例が特開平０８−１２９３１３や特開平０８−２２０９１２に開示されている。
【００１８】
図９−ｂに、励磁コイルの交番磁束分布を定着ニップに集中させて効率を向上させた電磁誘導加熱方式定着装置の一例の概略構成を示した。
【００１９】
１０は電磁誘導発熱層（導電体層、磁性体層、抵抗体層）を有する、電磁誘導発熱性の回転体としての円筒状の定着フィルムである。
【００２０】
１６は横断面略半円弧状樋型のフィルムガイド部材であり、円筒状定着フィルム１０はこのフィルムガイド部材１６の外側にルーズに外嵌させてある。
【００２１】
１５はフィルムガイド部材１６の内側に配設した磁場発生手段であり、励磁コイル１８とＥ型の磁性コア（芯材）１７とからなる。
【００２２】
３０は弾性加圧ローラであり、定着フィルム１０を挟ませてフィルムガイド部材１６の下面と所定の圧接力をもって所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させて相互圧接させてある。上記磁場発生手段１５の磁性コア１７は定着ニップ部Ｎに対応位置させて配設してある。
【００２３】
加圧ローラ３０は駆動手段Ｍにより矢示の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ３０の回転駆動による該加圧ローラ３０と定着フィルム１０の外面との摩擦力で定着フィルム１０に回転力が作用して、該定着フィルム１０がその内面が定着ニップ部Ｎにおいてフィルムガイド部材１６の下面に密着して摺動しながら矢示の時計方向に加圧ローラ３０の回転周速度にほぼ対応した周速度をもってフィルムガイド部材１６の外回りを回転状態になる（加圧ローラ駆動方式）。
【００２４】
フィルムガイド部材１６は、定着ニップ部への加圧、磁場発生手段１５としての励磁コイル１８と磁性コア１７の支持、定着フィルム１０の支持、該フィルム１０の回転時の搬送安定性を図る役目をする。このフィルムガイド部材１６は磁束の通過を妨げない非磁性かつ絶縁性の部材であり、高い荷重に耐えられる材料が用いられる。
【００２５】
励磁コイル１８は不図示の励磁回路から供給される交番電流によって交番磁束を発生する。交番磁束は定着ニップ部Ｎの位置に対応しているＥ型の磁性コア１７により定着ニップ部Ｎに集中的に分布し、その交番磁束は定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム１０の電磁誘導発熱層に渦電流を発生させる。この渦電流は電磁誘導発熱層の固有抵抗によって電磁誘導発熱層にジュール熱を発生させる。
【００２６】
この定着フィルム１０の電磁誘導発熱は交番磁束を集中的に分布させた定着ニップ部Ｎにおいて集中的に生じて定着ニップ部Ｎが高効率に加熱される。
【００２７】
定着ニップ部Ｎの温度は、不図示の温度検知手段を含む温調系により励磁コイル１８に対する電流供給が制御されることで所定の温度が維持されるように温調される。
【００２８】
而して、加圧ローラ３０が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム１０がフィルムガイド部材１６の外回りを回転し、励磁回路から励磁コイル１８への給電により上記のように定着フィルム１０の電磁誘導発熱がなされて定着ニップ部Ｎが所定の温度に立ち上がって温調された状態において、不図示の画像形成手段部から搬送された未定着トナー画像ｔが形成された被記録材Ｐが定着ニップ部Ｎの定着フィルム１０と加圧ローラ３０との間に画像面が上向き、即ち定着フィルム面に対向して導入され、定着ニップ部Ｎにおいて画像面が定着フィルム１０の外面に密着して定着フィルム１０と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。この定着ニップ部Ｎを定着フィルム１０と一緒に被記録材Ｐが挟持搬送されていく過程において定着フィルム１０の電磁誘導発熱で加熱されて被記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔが加熱定着される。被記録材Ｐは定着ニップ部Ｎを通過すると回転定着フィルム１０の外面から分離して排出搬送されていく。
【００２９】
また、外部に励磁コイルを配置した従来例を図９−ａに示す。図９−ａに於いて、１０１は定着スリーブ、１０８は定着加熱ローラ、１０８ａは定着加熱ローラの芯金部分であり、材料としてはアルミニウムが用いられる。１０８ｂは定着加熱ローラのゴム層である。１０５は定着加熱用電力を定着加熱スリーブに供給する励磁コイル、１０６はサーモスイッチ、１０７はサーミスタであり、それぞれ定着加熱スリーブの温度を測定するよう構成されている。１０４は励磁コイルを保持するコイルホルダである。コイルホルダはユーザ可触部である定着スリーブと、電源である励磁コイルの絶縁を取るために規格上必要な厚みを取る構成としている。定着加熱スリーブ１０１はその両端でベアリング１１６により回転摺動性を保ちながら加圧保持されている。
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献３】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献４】特開平４−２０４９８０号公報
【特許文献５】実開昭５１−１０９７３９号公報
【特許文献６】特開平９−８０９５１号公報
【特許文献７】特開平０８−１２９３１３号公報
【特許文献８】特開平０８−２２０９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
しかしながら従来のような構成では、定着スリーブの自由度が大きいために、定着スリーブを励磁コイルにより加熱したとき、励磁コイルからの磁界とスリーブに発生する渦電流により反力が発生し、スリーブが振動してしまうという問題点があった。さらに定着スリーブの振動により、定着スリーブと励磁コイルとの磁気結合の状態が変動するため、安定した電力供給、安定した加熱が行いにくいという問題点があった。
【００３１】
また、定着加熱ローラにより、定着スリーブを回転駆動する際にもその軌道が定まらないために安定した紙送りが困難であるといった問題点が存在した。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
そこで、定着スリーブの内部に、スリーブの軌道を規制する機構を設けることを提案する。特にコイルがスリーブ外部に配置されている場合、定着スリーブを挟んでコイルに対抗する部分に、耐熱樹脂によるスリーブガイドを設けることと、本スリーブガイドに取り付けて一体のユニットとして定着加圧ローラに定着スリーブを押し付けて定着性を高める、加圧機構を配置することを提案する。
【００３３】
安定した加熱を行うことが可能であるとともに低騒音の誘導加熱定着装置を構成することが可能となる。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明したように、定着加熱スリーブを挟んで励磁コイルと対向する位置にスリーブガイドを設ける事により、定着加熱スリーブの励磁コイルからの距離を規制すること、定着加熱スリーブの振動を防止することが可能となる。このために定着加熱スリーブと励磁コイルの磁気結合を安定化させて、安定した加熱を行うことが可能となる。また、定着加熱スリーブの振動を押さえることが出来るために、さらに画質の良い誘導加熱定着装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００３６】
図１に、本件第１の実施例を最も良くあらわす図を示す。図1に於いて、１０１は定着スリーブであり、図のように中空円筒状の形状となっている。１０１ａは定着スリーブの発熱体である金属層であり、鉄、ニッケル、ステンレスといった磁性金属のほか、非磁性ステンレスやアルミニウムなどが用いられる。スリーブ回転方向が用紙の搬送方向となるようスリーブ軸方向と用紙の搬送方向は直角に配置されており、装置の最大通紙幅よりもスリーブの長さは長くなっている。１０１ｂはシリコンゴム層であり、定着性を高めるために用いられる。１０１ｃはスリーブ表層をコートしてスリーブからのトナー等記録材の分離を良くする離型層である。１０１ｄはスリーブ内面の摺動性を良くするためのコーティング層である。１０２はスリーブに内接して配置され、スリーブを定着加圧ローラへ加圧して定着ニップ部を形成するとともに定着ローラの回転をスリーブに伝えてスリーブを摩擦駆動するための加圧部材である。１０３は定着ニップ部における摺動性を向上するための摺動板である。１０４は定着加熱コイルを支持するとともにスリーブおよびその他のユーザ可触部分と定着加熱コイルとの絶縁を確保するコイルホルダである。１０５は定着加熱コイルであり、０．１〜０．３ｍｍ程度の径をもち、絶縁皮膜でコートされた細線を数十本から２００本程度束ねたリッツ線を数回から数十回巻いたコイルを図のようにコイルホルダ内にスリーブ外周に沿うよう湾曲した形に形成したものである。コイルの長手方向はスリーブ軸方向に沿う形で、用紙搬送方向とは直角に配置されており、コイル長手方向は装置の最大通紙幅よりも長く構成されている。励磁コイルをコイルホルダの定着加熱スリーブ対向面側に密着させて固定するために１１３の樹脂製の押さえ部材を設けている。樹脂製の押さえ部材１１３は本実施例ではコイルホルダにネジで止める構成となっているがビスを用いずに取り付けられるよう構成しても良い。コイルホルダと樹脂製の押さえ部材により励磁コイルを覆うように構成することで、ユーザが励磁コイルのリッツ線に触らないよう安全を確保できる構成としている。リッツ線の細線に断線が発生してもそれがユーザに触れないよう、例えば定着装置のフレームに覆われていれば押さえ部材に風路を確保するためのくり抜き部分を設けても良い。
【００３７】
１０６はサーモスイッチであり、本実施例では非接触式の構成としてコイルホルダの一部に取り付けて定着スリーブの温度を検出し、予め定められた温度に達するとバイメタルにより接点が切れるものを用いている。１０７はサーミスタであり、定着スリーブの温度を検出すべく定着スリーブ外部よりサーミスタ素子を接触さるよう配置している。１０８は定着加熱ローラである。１０８ａは定着加熱ローラの芯金部分であり、中空または円柱状の金属からなる。１０８ａの金属の材料としては一般にアルミニウムが用いられることが多い。１０８ｂはゴム層であり、シリコンゴムなどにより形成されている。１０８ｂのゴム部分は、装置の通紙できる最大通紙幅よりも長くなるよう構成しており、最大幅の紙が搬送されてニップに到達し、紙からの水蒸気により通紙部での摩擦係数が低下しても端部の摩擦力によりスリーブをスリップさせることなく従動駆動するよう構成している。
【００３８】
定着スリーブの金属層は制御性と熱応答性を高める理由から熱容量を小さくするためと、スリーブの耐久性を持たせるために、誘導加熱を行う周波数領域である20ｋHz〜数100ｋHzにおける浸み込み深さの１倍〜数百倍程度の厚みとしており、ゴム層や離型層も熱容量を小さくするため、薄くする必要があるため、定着スリーブは剛性が小さく容易に弾性変形してしまう。従って定着スリーブを回転させるために定着スリーブ単独で駆動することは困難であり、上述した定着加熱ローラと定着加熱ローラの駆動機構、及び定着スリーブの定着加熱ローラへの加圧機構により従動駆動を可能としている。
【００３９】
Mはモータであり、回転伝達機構であるベルトやギヤ列により適切な搬送速度が得られるよう減速させて定着加熱ローラを回転駆動する。
【００４０】
図２に定着器要部の横断面図を示す。図２−ａにおいて、２３ａ及び２３ｂは定着加熱スリーブの端部を保護するとともに定着スリーブの回転をスムーズに行わせるための回転ガイド、２５は定着加熱スリーブを定着ニップ部で加圧するためのコイルばねであり、２９の加圧基準面から左右均等に加圧力が配分されるように構成している。２９の基準面は、定着装置のフレームの構造により構成しても良い。先述したように本実施例では定着ローラのゴム部１０８ｂの、定着ローラ回転軸方向の長さLRが、装置の通紙可能な最大通紙幅よりも大きくなるよう構成されている。
【００４１】
図３にこのような構成で加熱を行った際の発熱の状態を示す。励磁コイルにより発生した交番磁界により、定着加熱スリーブの金属層１０１ａ部に渦電流（誘導電流）が流れ、金属層自身が発熱する。図３にスリーブ長手方向中心部分の横断面の発熱分布を示す。コイル中央部を０°としてスリーブ中心からの角度を取った時、図３の右図に示したような分布となる。横軸が発熱量Ｑであり、縦軸が角度である。励磁コイルに沿って２箇所に発熱量の多い部分が存在する。また、参考までに定着加熱スリーブの金属層１０１ａ内部の電磁波の分布を図４に示す。図に於いて横軸はスリーブの厚さであり、縦軸は電界強度の強さを示している。金属層のスリーブ外側（励磁コイルに近い側）を厚さ０とし、そこからスリーブ内側への距離を横軸にとっている。
【実施例２】
【００４２】
図５に、本件第２の実施例を最も良くあらわす図を示す。
【００４３】
図５−ａに於いて、１０１は定着スリーブであり、図のように中空円筒状の形状となっている。本定着スリーブの構造及び構成は、実施例１で説明したものと同じである。
【００４４】
１０２はスリーブに内接して配置され、スリーブを定着加圧ローラへ加圧して定着ニップＮ部を形成するとともに定着ローラの回転をスリーブに伝えてスリーブを摩擦駆動するための加圧部材である。
【００４５】
１０９は定着加熱コイルに対向する位置にスリーブに内接して配置されたスリーブガイドである。実施例１で述べたように定着スリーブの金属層は熱容量を小さくするためと、耐久性を持たせるために、薄い層となっており、剛性が小さく容易に弾性変形してしまう。
【００４６】
その一方で定着加熱スリーブは、励磁コイルによる磁界とスリーブ自身に流れる誘導電流（渦電流）により、励磁コイルから離れる方向に力を受ける。
【００４７】
反発力はインバータの駆動によって発生するため、振動はインバータ駆動周波数で発生することになる。インバータの動作中にジッタが発生したり、スリーブの共振機構にその分周を発生する要因がある場合、振動はインバータ動作周波数を分周した周波数で振動する。この振動周波数がスリーブの固有振動周波数と重なると、大きな振動または共鳴音が発生することになる。
【００４８】
また、定着装置の電源には不図示のインバータ装置を用いており、インバータの周波数を低くすると定着器に投入される電力が大きくなり、インバータの周波数を高くすると定着器に投入される電力は小さくなる。定着加熱スリーブの温度はサーミスタ１０７により検知しており、定着加熱スリーブの温度が目標温度に近づいてくると、電力を下げるためにインバータ装置はその周波数を上昇させる。このため、定着器に大電力を供給して定着加熱スリーブ温度を定着温度まで上昇させる立ち上げ動作時には振動（共鳴音）が発生しなくとも、温度制御に伴うインバータの駆動周波数の変化により定着加熱スリーブの固有振動数とインバータ駆動周波数が重なり、振動（又は共鳴音）が発生する場合がある。
【００４９】
さらに、定着加熱スリーブが励磁コイルから離れる方向に移動してしまうことにより定着加熱スリーブと励磁コイルの磁気結合が弱くなってしまう。従って振動に伴って磁気結合が強くなったり弱くなったりすることとなる。この結果回路の負荷変動が発生したこととなり、安定した加熱が困難と成ってしまう。
【００５０】
従って、定着加熱スリーブに接触して定着加熱スリーブの振動を抑えるとともに励磁コイルからの定着加熱スリーブの逃げを制限する振動防止及び励磁コイルと定着加熱スリーブ間の最大距離規制部材としてスリーブガイド１０９を配置している。
【００５１】
１０９のスリーブガイドの一例を図６に示す。スリーブガイドは定着加熱スリーブ内径に沿うよう定着加熱スリーブの内径以下の曲率を有する中空円柱の一部を切り出したような蒲鉾状の形状をしており、定着加熱スリーブ温度がトナーを定着させる定着温度に成ることから定着温度以上の耐熱性を有する耐熱樹脂により構成されている。
【００５２】
定着加熱スリーブとスリーブガイドの接触面は摺動性を有する必要があることから、定着加熱スリーブ内面にはPI（ポリイミド）やPTFEといった摺動性と耐熱性に優れた材料でコーティングを施しても良い。一方、１０９のスリーブガイドは、定着加熱スリーブの軸方向にリブを持たせて接触面積を少なくするとともに定着加熱スリーブとの接触面にはシリコングリス等耐熱性の高い潤滑材を塗布して摩擦抵抗を低く抑えるようにしている。
【００５３】
スリーブガイドの内部には励磁コイルよりの磁界を効率よく定着加熱スリーブに導くために、フェライト等に代表される透磁率が高く損失の少ない部材１１５を磁路が形成出来るよう配置しても良い。
【００５４】
１１０はスリーブガイドと定着装置のフレームを結合し、スリーブガイドを支持するとともにスリーブガイドの位置を規定する支持部材であるとともに、定着加熱スリーブを定着加圧ローラに加圧してニップを形成するための加圧部材である。スリーブガイドと加圧部材は本実施例では図４のように両端の2ヶ所にて１１１のビスにてビス締めされており、スリーブガイド自身が定着ニップ部N部まで伸びており、ここに摺動板１０３がはめ込まれるような構成となっている。定着加熱コイルのコイルホルダとスリーブガイドは定着装置のフレームに固定されており、スリーブガイドとコイルホルダの対向面は数十ｍｍ程度以下のギャップを有して対向していることになる。コイルホルダは定着加熱スリーブに近接して対向配置されるため、耐熱性を有する非磁性材料や非金属材料であることが望ましく、耐熱樹脂等が用いられている。励磁コイルは実施例１に挙げたようにリッツ線を周回させてコイルとしたものが用いられており、励磁コイルをコイルホルダの定着加熱スリーブ対向面側に密着させて固定するために１１３の樹脂製の押さえ部材を設けている。樹脂製の押さえ部材１１３は本実施例ではネジ止めとなっているがビスを用いずに取り付けられるよう構成しても良い。コイルホルダと樹脂製の押さえ部材により励磁コイルを覆うように構成することで、ユーザが励磁コイルのリッツ線に触らないよう安全を確保できる構成としている。リッツ線の細線に断線が発生してもそれがユーザに触れないよう、例えば定着装置のフレーム１２０に覆われていれば押さえ部材に風路を確保するためのくり抜き部分を設けても良い。
【００５５】
また、コイルホルダの励磁コイルとの接触面は、通気性を確保する目的で１１２のような溝を設けても良い。この溝の方向は定着加熱スリーブの回転方向でも定着加熱スリーブ軸と平行な方向でも良い。さらに、定着ニップ下流側の定着スリーブ内部にも後端スリーブガイド１１４を設けて定着加熱スリーブの回転軌道を安定させ、定着ニップを抜けた後、定着加熱スリーブからの記録紙の分離を容易にするよう構成しても良い。このように構成すると定着加熱コイルに近づく方向に関する定着加熱スリーブの位置の自由度が下がるため、さらに定着加熱スリーブを振動し難くすることが可能となる。
【実施例３】
【００５６】
図７に第３の実施例を最も良く表す図を示す。実施例１、実施例２において説明した内容は省略する。図４に於いて、７０１はサーミスタである。図７のように内接サーミスタとすることで、トナーや紙粉の堆積の影響を受けない、安定した温度検知が可能となる。さらに加熱部分での温度検知を行うことにより、より優れた熱応答性と温度制御性を持った構成とすることが可能であるとともにスリーブが停止した場合の制御性を向上させることが可能となっている。内接したサーミスタの構成の一例を図７−ａ、図７−ｂ、図７−ｃにそれぞれ示す。
【００５７】
図７−ａに於いて、７０１はサーミスタチップ、７０２はサーミスタ取り付け部であり、スリーブガイド同様、非磁性、非金属でかつ、耐熱性の高い材料として耐熱樹脂が用いられている。図７−ｂは、サーミスタとして内接用のガイドレール部を設けたサーミスタであり、スリーブ内部の系よりも小さい角度でＲを有するガイド部７０２ａを有している。７０３はサーミスタチップから信号を引き出す引き出し線であるジュメット線、７０４はスリーブにサーミスタチップを適度に当接圧を持たせて当接させるリードフレームであり、薄肉のステンレス板などが用いられている。７０５はサーミスタチップを保持する耐熱スポンジ、７０６はサーミスタの取り付けの為のビス穴である。このようなサーミスタを取り付けて装置に組み込んだ図を図７−ｂに示している。このようにサーミスタチップが加熱域の温度を測定できるよう構成している。また、ガイドレール部はスリーブに滑らかに接触させるよう構成してスリーブの自由度をさらに押える様構成しても良い。図７−ｃには、サーミスタをスリーブガイド部に取り付けた例を示す。図７−ｃにおいては、スリーブ長手方向２箇所にサーミスタチップを配置して、中央部温度と端部の温度を測定するよう構成しており、端部のサーミスタチップを装置の通紙できる最小通紙幅Ｌｍｉｎの外側で、かつ、装置の通紙できる最大通紙幅Ｌｍａｘ以内に配置して端部温度を検出するよう構成している。
【実施例４】
【００５８】
定着スリーブに充分な厚みがあり、強度がある場合には、図８のようにスリーブ端部での支持機構をベアリング１１６により支持し、回転を滑らかに行えるように構成しても良い。さらに定着加熱スリーブそのものにギヤを配置し、定着加圧ローラとともにモータの回転を伝達する構造としても勿論構わない。このような系に於いて振動防止部材を取り付けた一例を図８に示している。図に於いて、１１８は振動防止部材であり、図に示すように中空円筒の一部を切り出した構造をしており、１１７の支持部材により定着スリーブ内部に当接させるよう構成している。１１７の支持部材はバネ性を有する、例えばコイルバネによる支持機構としても良い。１１０は１１７の支持部材を定着ユニットのフレームに取り付ける取り付け部材である。１１８の振動防止部材の材料は定着温度よりも高い耐熱性を有する耐熱樹脂等が用いられる。１１８の振動防止部材は定着スリーブとの摩擦抵抗を押さえるために、１０９のスリーブガイドで示したような溝を設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１の実施例を説明する図
【図２】（ａ）加熱装置としての定着装置要部の側面模型図、（ｂ）加熱装置としての定着装置要部の横断側面模型図
【図３】磁場発生手段と発熱量Ｑの関係を示した図
【図４】発熱層深さと電磁波強度の関係を示したグラフ
【図５】第２の実施例を説明する図
【図６】スリーブガイドの構造及び取り付け例を表す図
【図７】第３の実施例を説明する図
【図８】第４の実施例を説明する図
【図９】従来例を表す図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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