JPH0816006A - 加熱装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電磁誘導方式の加熱装置について、非通紙部
過昇温現象を防止し、通紙部領域の発熱分布を一様化さ
せて被加熱材の安定した加熱処理を実行させること。 【構成】 固定もしくは移動する導電部材に磁場を作用
させて該導電部材に発生する渦電流による発熱により該
導電部材に直接もしくは間接に接して搬送される被加熱
材を加熱する電磁誘導加熱方式の加熱装置であり、前記
磁場発生手段２・３が被加熱材の搬送方向と交差する方
向において分割２ａ・３ａ、２ｂ・３ｂ、２ｃ・３ｃし
て構成されている事を特徴とする加熱装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電磁（磁気）誘導加熱方
式の加熱装置、および該加熱装置を画像加熱定着装置と
して備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】昨今、ＯＡ機器の省エネルギー動向か
ら、プリンター・複写機等に用いられる加熱装置として
の画像加熱定着装置としては、省エネルギーおよびクイ
ックスタート性を両立させるために、従来一般的な熱ロ
ーラ方式の定着装置に代えて、フィルム加熱方式の定着
装置が低速機分野で一部実用化されている。

【０００３】フィルム加熱方式の装置は特開昭６３−３
１３１８２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。即ち、加熱体（一般にセラミ
ックヒータ、以下ヒータと記す）と、該ヒータに密着し
て移動する耐熱性フィルムを有し、このフィルム介して
被加熱体をヒータに密着させてフィルムと一緒にヒータ
位置を移動させヒータの熱エネルギーをフィルムを介し
て被加熱体に付与する加熱装置である。フィルム・被加
熱体をヒータに密着させる加圧部材を有している。

【０００４】画像定着動作は、フィルムを挟んでヒータ
と加圧部材との圧接により形成される定着ニップ部のフ
ィルムと加圧部材との間に被加熱体としての被記録材を
導入通過させることにより被記録材の顕画像担持体面を
フィルムを介してヒータで加熱して、未定着トナー像に
熱エネルギーを付与し、トナーを軟化・溶融させること
で行なわれる。

【０００５】また、定着装置に限らず、例えば画像を担
持した被記録材を加熱して艶等の表面性を改質する装
置、仮定着する装置等、その他広く被加熱材を加熱処理
する手段・装置として使用できる。

【０００６】このようなフィルム加熱方式の装置には、
低熱容量のヒータを用いることができるので、熱ローラ
方式に比べ、ウェイトタイムの短縮化（クイックスター
ト）が可能となる。また、クイックスタートが可能とな
ったことにより、予めヒータを昇温させておく必要がな
いので、消費電力を小さくすることができ、また機内昇
温も防止できる。

【０００７】しかしながらこのようなフィルム加熱方式
の装置も高速化を図る場合、フィルムの厚膜化を図る必
要があり、その場合にはその厚膜フィルムが熱抵抗とな
ってヒータから被加熱材である被記録材への熱伝達を著
しく損ない、フィルム加熱方式の装置の特長である省エ
ネルギー・クイックスタート性が損なわれる。

【０００８】そこで本発明者等はフィルム自体を発熱さ
せることでフィルムが熱抵抗とならないようにして熱効
率を向上させた電磁誘導加熱方式・フィルム加熱方式の
加熱装置の研究を行なってきた。

【０００９】これは磁界発生手段、例えば磁性体である
芯材とコイルを組み合わせることによって発生する磁場
を励磁回路で変化させ、その磁場の中を移動する導電部
材（誘導磁性材、磁界吸収導電材）としての、フィルム
の中の導電層に渦電流を発生させるものである。この渦
電流が導電層の電気抵抗によって熱（ジュール熱）に変
換し、結果的に被加熱材に密着するフィルムのみが発熱
する加熱装置であり、熱効率が優れている。

【００１０】即ち、変動する磁界が導体中を横切ると
き、その磁界の変化を妨げる磁界を発生させるようにフ
ィルムの導電層には渦電流が発生する。この渦電流がフ
ィルムの導電層の表皮抵抗により、表皮抵抗に比例した
電力でフィルムの導電層を発熱させる。このようにフィ
ルムの表層近くを直接発熱させるので、フィルム基層の
熱伝導率、熱容量によらず急速に加熱できる利点があ
る。また、フィルムの厚さにも依存しない急速加熱が実
現できる。

【００１１】これにより省エネルギー・クイックスター
ト性を損なうことなく、フィルム基層の高剛性の厚膜化
を図り、高速化に対処することが可能である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このような電磁誘導方
式の装置において磁界発生手段は一般に励磁鉄心（芯
材）に巻回してなる励磁コイルから構成され、被加熱材
の搬送方向と交差する方向を長手とする、被加熱材の最
大通紙幅に対応する長さ寸法の一連の横長部材であり、
励磁コイルに対する通電によりその被加熱材の最大通紙
幅に対応する導電部材幅領域が発熱する。

【００１３】そのため最大通紙幅よりも小サイズ幅の被
加熱材を通紙した場合、非通紙部領域において過昇温を
生じて（非通紙部過昇温）、励磁鉄心の透磁率が変化し
通紙部領域においても発熱量が不安定となる。また励磁
コイル部の昇温が大きいと励磁コイルの劣化を促進して
しまうという問題があった。

【００１４】そこで本発明は電磁誘導方式の加熱装置に
ついて、上述の非通紙部過昇温現象を防止し、通紙部領
域の発熱分布を一様化させて被加熱材の安定した加熱処
理が実行できるようにすることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする加熱装置および画像形成装置である。

【００１６】（１）固定もしくは移動する導電部材に磁
場を作用させて該導電部材に発生する渦電流による発熱
により該導電部材に直接もしくは間接に接して搬送され
る被加熱材を加熱する電磁誘導加熱方式の加熱装置であ
り、前記磁場発生手段が被加熱材の搬送方向と交差する
方向において分割して構成されている事を特徴とする加
熱装置。

【００１７】（２）分割して構成された磁場発生手段の
分割磁場発生手段間に補助の磁場発生手段を配設した事
を特徴とする（１）に記載の加熱装置。

【００１８】（３）分割して構成された磁場発生手段の
分割磁場発生手段の少なくとも１部に減磁手段を配設し
た事を特徴とする（１）に記載の加熱装置。

【００１９】（４）磁場発生手段、補助の磁場発生手
段、減磁手段が交番電流が流される励磁コイルもしくは
減磁コイルである事を特徴とする（１）乃至（３）の何
れかに記載の加熱装置。

【００２０】（５）導電部材に被加熱部材を直接もしく
は間接的に密着させる加圧部材を有する事を特徴とする
（１）乃至（４）の何れかに記載の加熱装置。

【００２１】（６）加圧部材が回転駆動されるあるいは
従動回転する加圧回転体である事を特徴とする（５）に
記載の加熱装置。

【００２２】（７）導電部材が回転エンドレス部材ある
いは走行移動有端部材である事を特徴とする（１）乃至
（６）の何れかに記載の加熱装置。

【００２３】（８）導電部材が導電層を含む積層部材も
しくはそれ自体導電性の部材である事を特徴とする
（１）乃至（７）の何れかに記載の加熱装置。

【００２４】（９）被加熱材が未定着画像を担持させた
被記録材であり、該被記録材に未定着画像を加熱定着さ
せる画像加熱定着装置である事を特徴とする（１）乃至
（８）の何れかに記載の加熱装置。

【００２５】（１０）前記（１）乃至（９）の何れかに
記載の加熱装置を被記録材に未定着画像を加熱定着させ
る画像加熱定着装置として備えている事を特徴とする画
像形成装置。

【００２６】

【作用】被加熱材の最大通紙幅にわたる長さ寸法の磁場
発生手段を被加熱材の通紙幅方向、即ち被加熱材の搬送
方向と交差（直交）する方向にいくつかに分割して構成
し、それ等の個々の分割磁場発生手段を装置に使用され
る被加熱材の幅サイズの大小に応じて選択的に磁場発生
制御するものであり、装置に使用される被加熱材が最大
通紙幅に対応する大サイズ幅のものであるときは全ての
分割磁場発生手段を磁場発生状態に制御することで最大
通紙幅に対応する導電部材の幅領域が発熱して該大サイ
ズ幅の被加熱材に対応することができ、装置に使用され
る被加熱材が最大通紙幅よりも小サイズ幅のものである
ときはこの小サイズ幅の被加熱材の通紙部領域に対応し
ている分割磁場発生手段については磁場発生状態に制御
し、非通紙部領域に対応している分割磁界発生手段につ
いては磁場を発生させないように制御することで、該小
サイズ幅の被加熱材の通紙部領域に対応する導電部材幅
領域だけが発熱して、小サイズ幅の被加熱材について非
通紙部過昇温現象を発生させることなく加熱処理を実行
させることが可能となる。

【００２７】また通紙部領域に対応する導電部材部分の
発熱分布を一様化し、安定した被加熱材加熱処理が可能
となった。

【００２８】分割して構成された磁場発生手段の分割磁
場発生手段間に補助の磁場発生手段を配設することで分
割磁場発生手段間の不均一磁界による発熱分布の下降分
を補償できる。

【００２９】

【実施例】

〈実施例１〉（図１〜図３） 図１は本発明に従う電磁誘導方式の加熱装置の一例の構
成を示す摸式図である。

【００３０】（１）装置の全体的な概略構成 １は横断面上向きの略コ字形のフィルム内面ガイドステ
ーであり、このステー１は液晶ポリマー・フェノール樹
脂等で構成され、内側には磁場発生手段としての、鉄心
（芯材）２に巻き付けて構成した励磁コイル３を収納さ
せてある。

【００３１】このステー１および鉄心２・励磁コイル３
のアセンブリ（電磁誘導加熱構造体）は後述するフィル
ム４・被記録材（被加熱材）Ｐの搬送（移動）方向と交
差（直交）する方向を長手とする横長部材であり、鉄心
２・励磁コイル３は後述するようにその長手方向におい
て分割して構成されている（図２・図３）。

【００３２】このアセンブリ１・２・３の外側に導電部
材（加熱部材）としてのエンドレス状（円筒状、シーム
レス）の耐熱性フィルム４をルーズに外嵌させてある。

【００３３】５は加圧ローラであり、芯金の周囲にシリ
コーンゴム、フッ素ゴム等を被覆して構成される。この
加圧ローラ５は不図示の軸受手段・付勢手段により所定
の押圧力をもってステー１の下面に対してフィルム４を
挟ませて圧接してあり、ステー下面との間にフィルム４
を挟んで圧接ニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成する。

【００３４】該加圧ローラ５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５の回転
駆動による該ローラとフィルム外面との摩擦力でフィル
ム４に回転力が作用して、該フィルム４がステー１の下
面に密着摺動してステー１の外回りを回転する。この場
合ステー１の下面とフィルム４の内面間にはグリース・
オイル等の潤滑剤を塗布することが好ましい。

【００３５】導電部材としてのフィルム４は厚さ１０μ
ｍ〜１００μｍのポリイミド・ポリアミドイミド・ＰＥ
ＥＫ・ＰＥＳ・ＰＰＳ・ＰＥＡ・ＰＴＦＥ・ＦＥＰ等の
耐熱性樹脂をエンドレス状フィルムの基層４ａとし、そ
の基層４ａの外周上（被加熱材圧接面側）に導電層４ｂ
として、鉄やコバルトの層、メッキ処理によって例えば
ニッケル・銅・クロム等の金属層を１μｍ〜１００μｍ
の厚みで形成している。更にその導電層４ｂの自由面に
最外層（表面層）として例えばＰＦＡ・ＰＴＦＥ・ＦＥ
Ｐ・シリコン樹脂等のトナー離型の良好な耐熱性樹脂を
混合ないし独立で被覆して離形層４ｃを形成した、３層
構成のものである。この例ではフィルム基層４ａと導電
層４ｂを別々の層としたがフィルム基層４ａそのものを
導電層としてもよい。

【００３６】励磁コイル３に不図示の励磁回路から交番
電流が印加されることでフィルム４の導電層４ｂが電磁
誘導加熱により発熱する。

【００３７】６は加圧ローラ５の表面温度を検知する温
度検知素子であるサーミスタで、このサーミスタ６の検
知温度に基づき励磁コイル３へ印加する電流値を制御す
る。加圧ローラ５が冷えていてサーミスタ６の検知温度
が低い時は通電のデューティー比を大きく、検知温度が
高い時は通電のデューティー比を小さくする。このサー
ミスタ６はステー１のフィルム非摺動面や鉄心２上に設
けることも可能である。

【００３８】７は過昇温時に励磁コイル３への通電を遮
断する温度ヒューズ、サーモスイッチ等の安全素子であ
る。

【００３９】而して、加圧ローラ５の回転によるフィル
ム４の回転がなされ、励磁回路から励磁コイル３への電
流印加がなされてフィルム４の導電層４ｂが発熱した状
態において、圧接ニップ部Ｎに被加熱体としての被記録
材Ｐが導入されてフィルム４面に密着して該フィルムと
一緒に圧接ニップ部Ｎを通過することで、電磁誘導加熱
されたフィルム４の熱が被記録材Ｐに付与された未定着
トナー像Ｔが加熱定着Ｔ′される。圧接ニップ部Ｎを通
った被記録材Ｐはフィルム４の面から分離されて搬送さ
れる。

【００４０】（２）加熱原理 励磁コイル３には励磁回路から交流電流が印加され、こ
れによってコイル３の周囲に矢印Ｈで示した磁束が生成
消滅をくり返す。この磁束Ｈがフィルム４の導電層４ｂ
を横切るように鉄心２は構成される。

【００４１】変動する磁界が導体中を横切るとき、その
磁界の変化を妨げる磁界を生じるように導体中には渦電
流が発生する。この渦電流を矢印Ａで示す。

【００４２】この渦電流は表皮効果のためにほとんど導
電層４ｂのコイル３側の面に集中して流れ、フィルム導
電層４ｂの表皮抵抗Ｒ_S に比例した電力で発熱を生じ
る。

【００４３】Ｒ_S は、角周波数ω、透磁率μ、固有抵抗
ρから得られる表皮深さ

【００４４】

【外１】 と表せる。

【００４５】従って、Ｒ_S を大きくするか、Ｉ_f を大き
くすれば、電力を増すことができ、発熱量を増すことが
可能となる。

【００４６】Ｒ_S を大きくするには周波数ωを高くする
か、透磁率μの高い材料、固有抵抗ρの高いものを使え
ば良い。

【００４７】これからすると、非磁性金属を導電層４ｂ
に用いると加熱しずらいことが推測されるが、導電層４
ｂの厚さｔが表皮深さδより薄い場合には、 Ｒ_S ≒ρ／ｔ となるので加熱可能となる。

【００４８】励磁コイル３に印加する交流電流の周波数
は１０〜５００ｋＨｚが好ましい。

【００４９】１０ｋＨｚ以上になると、導電層４ｂへの
吸収効率が良くなり、５００ｋＨｚ迄は安価な素子を用
いて励磁回路を組むことができる。

【００５０】更には２０ｋＨｚ以上であれば可聴域をこ
えるため通電時に音がすることがなく、２００ｋＨｚ以
下では励磁回路で生じるロスも少なく、周辺への放射ノ
イズも小さい。

【００５１】また１０〜５００ｋＨｚの交流電流を導電
層４ｂに印加した場合、表皮深さは数μｍから数百μｍ
程度である。

【００５２】実際に導電層４ｂの厚みを１μｍより小さ
くすると、ほとんどの電磁エネルギーが導電層４ｂで吸
収しきれないためエネルギー効率が悪くなる。

【００５３】また、もれた磁界が他の金属部を加熱する
という問題も生じる。

【００５４】一方で１００μを越えた導電層４ｂではフ
ィルム４の剛性が高くなりすぎることと、導電層４ｂ中
の熱伝導によって熱が伝わり、離形層４ｃが暖まりにく
くなるという問題が生じる。

【００５５】従って導電層４ｂの厚みは１〜１００μｍ
が好ましい。

【００５６】また導電層４ｂの発熱を増すためにはＩ_f
を大きくすれば良く、そのためにはコイル３によって生
成される磁束を強くする、あるいは磁束の変化を大きく
すれば良い。この方法としてコイル３の巻き線数を増す
か、コイル３の鉄心２をフェライト、パーマロイといっ
た高透磁率で残留磁束密度の低いものを用いると良い。

【００５７】フィルム４の導電層４ｂの抵抗値が小さす
ぎると、渦電流が発生した際の発熱効率が悪化するた
め、導電層４ｂの固有体積低効率は２０℃環境下で１．
５×１０^-8Ωｍ以上が好ましい。

【００５８】本実施例ではフィルム４の導電層４ｂをメ
ッキ処理によって形成したが、真空蒸着・スパッタリン
グ等で形成しても良い。これによりメッキ処理できない
アルミニウムや金属酸化物合金を導電層４ｂに用いるこ
とができる。但し、メッキ処理が膜厚を得られ易いため
１〜１００μｍの層厚を得るためにはメッキ処理が好ま
しい。

【００５９】例えば高透過率の鉄、コバルト、ニッケル
等の強磁性体を付けると、励磁コイル３によって生成さ
れる電磁エネルギーを吸収し易く、効率よく加熱できか
つ、機外へもれる磁気も少なくなり、周辺装置への影響
も減らせる。また、これらのもので高低効率のものを選
ぶともっと良い。

【００６０】また、フィルム４の導電層４ｂは金属のみ
ならず、低熱伝導電性基材に表面離形層を接着するため
の接着剤中に導電性、高透磁率な粒子、ウィスカーを分
散させて導電層としても良い。

【００６１】例えば、マンガン、チタン、クロム、鉄、
銅、コバルト、ニッケル等の粒子やこれらの合金である
フェライトや酸化物の粒子やウィスカーといったものを
カーボン等の導電性粒子と混合し、接着剤中に分散させ
て導電層とすることができる。

【００６２】以上説明したように、フィルム４の表層近
くを直接発熱させるので、フィルム基材（基層）４ａの
熱伝導率、熱容量によらず、急速に加熱できる利点があ
る。

【００６３】またフィルム４の厚さにも依存しないため
に、高速化のためにフィルム４の剛性を向上するためフ
ィルム４の基材４ａを厚くしても迅速に定着温度にまで
加熱できる。

【００６４】更にはフィルム基材４ａは低熱伝導性の樹
脂のため断熱性が良く、フィルム内側にあるコイル等の
熱容量の大きなものとは断熱ができるので連続プリント
を行なっても熱のロスが少なく、エネルギー効率が良
い。かつフィルム内のコイル３に熱が伝わらずコイルと
しての性能低下も生じない。

【００６５】そして熱効率が向上した分、装置内の昇温
も抑えられて、該加熱装置を画像加熱定着装置として用
いた電子写真装置等の画像形成装置の像形成部への影響
も少なくできる。

【００６６】（３）磁場発生手段２・３の分割構成（図
２・図３） 本実施例では磁場発生手段としての励磁鉄心２・コイル
３を図２・図３に示すようにその長手方向、即ちフィル
ム４・被記録材（被加熱材）Ｐの搬送方向と交差（直
交）する方向において第１〜第３の３つの励磁コイルユ
ニット２ａ・３ａ、２ｂ・３ｂ、２ｃ・３ｃに分割して
構成してある。Ｏ−Ｏは被記録材Ｐの片側通紙基準線で
ある。Ｐ１・Ｐ２・Ｐ３は大・中・小３種のサイズ幅の
被記録材にそれぞれ対応する、片側通紙基準線Ｏ−Ｏを
基準とする各通紙幅領域であり、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３の関
係にある。

【００６７】第１〜第３の３つの分割励磁コイルユニッ
ト２ａ・３ａ、２ｂ・３ｂ、２ｃ・３ｃの総長が大サイ
ズ通紙幅領域（最大通紙幅）Ｐ１にほぼ相当し、第１と
第２の２つの分割励磁コイルユニット２ａ・３ａ、２ｂ
・３ｂの総長が中サイズ通紙幅領域Ｐ２にほぼ相当し、
第１の分割励磁コイルユニット２ａ・３ａの長さが小サ
イズ通紙幅領域Ｐ３にほぼ相当している。

【００６８】第１〜第３の分割励磁コイルユニット２ａ
・３ａ、２ｂ・３ｂ、２ｃ・３ｃの各コイル３ａ・３ｂ
・３ｃに対する通電は通紙される被記録材の幅サイズに
応じて独立に選択的になされる。

【００６９】即ち、大サイズの被記録材が通紙されたと
きはサーミスタ６の検知温度に従って通紙幅領域Ｐ１に
対応する第１〜第３の３つの分割励磁コイルユニット２
ａ・３ａ、２ｂ・３ｂ、２ｃ・３ｃの各コイル３ａ・３
ｂ・３ｃに通電されることで、フィルム４の導電層４ｂ
が大サイズ通紙幅領域Ｐ１において発熱して、大サイズ
の被記録材の加熱処理がなされる。

【００７０】中サイズの被記録材が通紙されたときはサ
ーミスタ６の検知温度に従って通紙幅領域Ｐ２に対応す
る第１・第２の２つの励磁コイルユニット２ａ・３ａ、
２ｂ・３ｂの各コイル３ａ・３ｂに通電されることで、
フィルム４の導電層４ｂが中サイズ通紙幅領域Ｐ２にお
いて発熱して、中サイズの被記録材の加熱処理がなされ
る。

【００７１】このとき非通紙部領域に対応する第３の分
割励磁コイルユニット２ｃ・３ｃのコイル３ｃについて
は非通紙部領域のフィルム導電層部分が発熱しないよう
に電流値制御（通電遮断もしくは通電量減少制御）され
る。

【００７２】小サイズの被記録材が通紙されたときはそ
の通紙幅領域Ｐ３に対応する第１の分割励磁コイルユニ
ット２ａ・３ａのコイル３ａにサーミスタ６の検知温度
に従って通電されることで、フィルム４の導電層４ｂが
小サイズ通紙幅領域Ｐ３において発熱して小サイズの被
記録材の加熱処理がなされる。

【００７３】このとき非通紙部領域に対応する第２と第
３の２つの分割励磁コイルユニット２ｂ・３ｂ、２ｃ・
３ｃのコイル３ｂ・３ｃについては非通紙部領域のフィ
ルム導電層部分が発熱しないように電流値制御される。

【００７４】これにより中サイズや小サイズの被記録材
の通紙の場合の非通紙部過昇温現象を防止することがで
きる。

【００７５】磁場発生手段としての励磁鉄心・コイル
が、本発明のように通紙サイズに応じて分割された励磁
コイルユニットから構成されずに、長手方向にわたって
一体の励磁コイルからなる場合においては非通紙部にお
ける温度が被加熱材としての被記録材Ｐによる排熱効果
がないために通紙部の温度に比較して１００〜２００度
高くなり、一体の励磁芯材内の熱伝導によって非通紙部
領域ばかりでなく通紙部領域の励磁芯材まで過昇温し、
そのために芯材内の自発磁化が減少した芯材から発生す
る磁束が減少する。したがってフィルム４の導電層４ｂ
に誘導される渦電流が減少し、発熱量が減少する。結果
として通紙部領域の反通紙基準側で定着不良を発生す
る。更には励磁芯材２の発生磁界減少分を通電の増加で
補うために極めてエネルギー効率を低下させてしまう。

【００７６】これに対して本発明による分割励磁コイル
ユニットの通紙サイズに応じた独立通電制御は非通紙部
過昇温による影響を通紙部領域に与えることなく、高い
エネルギー変換効率で安定した均一な発熱を達成でき
る。

【００７７】〈実施例２〉（図４） 図４は図２・図３ので示した第１〜第３の分割励磁コイ
ルユニット２ａ・３ａ、２ｂ・３ｂ、２ｃ・３ｃ相互の
境界部における発熱分布の更なる一様化を図るために各
励磁コイルユニット間に第１と第２の補助励磁コイルユ
ニット２ｄ・３ｄ、２ｅ・３ｅを千鳥格子状に配置した
ものである。

【００７８】第１と第２の補助励磁コイルユニット２ｄ
・３ｄ、２ｅ・３ｅはそれぞれ第１と第２の分割励磁コ
イルユニット２ａ・３ａ、２ｂ・３ｂの励磁コイル３ａ
・３ｂに通電する場合にも通電することによって励磁コ
イル３ａと３ｂ間の不均一磁界による発熱分布の下降分
を補償するものであり、第２と第３の分割励磁コイルユ
ニット２ｂ・３ｂ、２ｃ・３ｃの励磁コイル励磁コイル
３ｂと３ｃに通電する場合には第２の補助励磁コイルユ
ニット２ｅ・３ｅの励磁コイル３ｅに通電し、同様な励
磁コイル間の不均一磁界を補償してやるものである。

【００７９】〈実施例３〉（図５・図６） 本実施例は減磁コイルユニットを併設して非通紙部領域
に相当する励磁コイルユニットの発生磁界を減磁させて
非通紙部過昇温を防止するようにしたものである。

【００８０】即ち図５のものは、磁場発生手段としての
励磁鉄心・コイルを第１と第２の２つの励磁コイルユニ
ット２ａ・３ａ、２ｂ・３ｂに分割して構成してあり、
第２の分割励磁コイルユニット２ｂ・３ｂの上に減磁コ
イルユニット２ｆ・３ｆを配設したものである。

【００８１】大サイズの被記録材が通紙されたときはサ
ーミスタ６の検知温度に従って大サイズ通紙幅領域Ｐ１
に対応する第１と第２の２つの分割励磁コイルユニット
２ａ・３ａ、２ｂ・３ｂの各コイル３ａ・３ｂに通電さ
れることで、フィルム４の導電層ｂが大サイズ通紙幅領
域Ｐ１において発熱して、大サイズの被記録材の加熱処
理がなされる。

【００８２】それよりも小さいサイズの被記録材が通紙
されたときはその通紙幅領域Ｐ２に対応する第１の分割
励磁コイルユニット２ａ・３ａのコイル３ａにサーミス
タ６の検知温度に従って通電されることで、フィルム４
の導電層４ｂが小サイズ通紙幅領域Ｐ２において発熱し
て小サイズの被記録材の加熱処理がなされる。

【００８３】このとき非通紙部領域に対応する第２の分
割励磁コイルユニット２ｂ・３ｂの励磁コイルにも通電
がなされるが、その上に対応させた減磁コイルユニット
２ｆ・３ｆのコイル３ｆに対する通電によってその下に
ある第２の分割励磁コイルユニット２ｂ・３ｂの形成す
る発生磁界を減磁するものであり、例えば励磁コイル３
ｂのコイル巻き方向と逆向きに減磁コイルユニット２ｆ
・３ｆのコイル３ｆが形成される構成や励磁コイルへの
通電交流波形の位相をずらすことによって達成可能であ
る。このような構成においてもフィルム４の導電層４ｂ
内の磁界が減少するため、その発熱を部分的に抑制する
ことが可能である。

【００８４】図６に示すように最大通紙サイズの１つの
励磁コイルユニット２・３の非通紙領域に減磁コイル３
ｇを配設することによっても同様の効果を達成できる。

【００８５】〈実施例４〉（図７） 本実施例においては、磁場発生手段と導電部材は上下に
向かい合わせて対向もしくは接触させて配設した、線輪
としての界磁コイルプレート８と、誘導磁性材としての
磁性金属材９からなる電磁誘導加熱構造体（ヒータ）で
ある。この電磁誘導加熱構造体８・９を磁性金属材９を
下向きに露呈させて、熱硬化性樹脂等より形成された剛
性・耐熱性を有する横断面略半円樋型のフィルム内面ガ
イドステー１の下面の略中央部にガイド長手に沿って嵌
め込み的に取り付け保持させてある。

【００８６】１０はエンドレスの耐熱性フィルムであ
り、上記の電磁誘導加熱構造体８・９を含むフィルム内
面ガイドステー１にルーズに外嵌させてあり、該フィル
ム１０を加圧ローラ５により電磁誘導加熱構造体８・９
の磁性金属材９の下面に圧接させてある。フィルム１０
には導電層は具備させていない。

【００８７】加圧ローラ５は駆動手段Ｍにより矢示の反
時計方向に回転駆動され、該加圧ローラ５の回転駆動に
よる該ローラとフィルム外面との摩擦力でフィルム１０
に回転力が作用して、該フィルム１０が磁性金属材９の
下面に密着して摺動回転する。

【００８８】界磁コイルプレート８の磁界コイルからの
発生高周波磁界を磁性金属材９に磁気結合させ、磁気が
及ぼす渦電流損によって磁性金属材９を加熱し、該磁性
金属材９の発熱により該磁性金属材９に密着移動する耐
熱性フィルム１０が加熱される。

【００８９】而して、フィルム１０を挟んで磁性金属材
９と加圧ローラ５とで形成される圧接ニップ部Ｎのフィ
ルム１０と加圧ローラ５との間に被加熱材としての画像
定着すべき被記録材Ｐが不図示の画像形成部より導入さ
れてフィルム１０と一緒に圧接ニップ部Ｎを挟持搬送さ
れることにより磁性金属材９の熱がフィルム１０を介し
て被記録材Ｐに付与され被記録材Ｐ上の未定着トナー像
Ｔが被記録材Ｐ面に加熱定着されるものである。圧接ニ
ップ部Ｎを通った被記録材Ｐはフィルム１０の面から分
離されて搬送される。

【００９０】本例のような装置においても、電磁誘導加
熱構造体８・９をその長手方向において分割した構成と
することにより、実施例１のものと同様に非通紙部過昇
温現象をなくすことができる。

【００９１】〈実施例５〉（図８） 図８の（ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれ電磁誘導加熱
方式の加熱装置の他の構成形態例を示したものである。

【００９２】（ａ）のものは電磁誘導加熱構造体１・２
・３のステー１の下面と、駆動ローラ１１と、従動ロー
ラ（テンションローラ）１２との、３部材間にエンドレ
スベルト状の導電部材としてのフィルム４を懸回張設し
て駆動ローラ１１によりフィルム４を回転駆動する構成
のものである。１３はフィルム４を挟んでステー下面に
圧接させた加圧ローラであり、フィルム４の回転移動に
伴ない従動回転する。

【００９３】（ｂ）のものは、電磁誘導加熱構造体１・
２・３のステー１の下面と駆動ローラ１１の２部材間に
エンドレスベルト状の導電部材としてのフィルム４を懸
回張設して駆動ローラ１１により回転駆動する構成のも
のである。

【００９４】（ｃ）のものは、導電部材としてのフィル
ム４として、エンドレスベルト状のものではなく、ロー
ル巻きにした長尺の有端フィルムを用い、これを繰り出
し軸１４側から電磁誘導加熱構造体１・２・３のステー
下面を経由させて巻き取り軸１５側へ所定の速度で走行
させるように構成したものである。

【００９５】〈実施例６〉（図９） 本実施例は前述実施例１の電磁誘導加熱方式の加熱装置
を画像加熱定着装置３１として用いた画像形成装置の一
例の概略構成図である。本例の画像形成装置は電子写真
プロセス利用のレーザービームプリンタである。

【００９６】２１は像担持体としての回転ドラム型の電
子写真感光体（以下、ドラムと記す）であり、矢示の時
計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回
転駆動される。

【００９７】ドラム２１は、その回転過程で一次帯電器
２２により所定の極性・電位に一様に一次帯電処理を受
け、その帯電処理面に対してレーザースキャナー２３に
より目的の画像情報に対応したレーザービーム走査露光
Ｌがなされることで、その周面に目的の画像情報に対応
した静電潜像の形成を受ける。

【００９８】その形成静電潜像は現像器２４によりトナ
ーＴで反転現像処理されて顕像化され、そのトナー像形
成面が転写部としての、ドラム２１と転写ローラ２５と
の圧接ニップ部へ移行していく。

【００９９】２７は被記録材としての転写材シートＰを
積載収納したカセットであり、該カセット２７内のシー
トＰが給送ローラ２８の回転により１枚宛繰出し給送さ
れ、次いでレジストローラ２９により、ドラム２１上の
トナー画像形成部の先端が転写部に到達したとき転写材
シートＰの先端も転写部に丁度到達して両者一致するよ
うにタイミングどりされて同期給送される。

【０１００】そしてその給送シートの面に対して転写ロ
ーラ２５によりドラム２１側のトナー画像が順次に転写
されていく。

【０１０１】転写部でトナー画像転写を受けたシートは
不図示の分離手段でドラム２１面から順次に分離されて
搬送ガイド装置３０によって前述の定着装置３１に導か
れて担持している未定着トナー画像Ｔの加熱定着を受
け、画像形成物（コピー）としてガイド３２・排出ロー
ラ３３を通って機外の排紙トレイ３４上に排出される。

【０１０２】画像転写後のドラム２１の面はクリーニン
グ装置２６により転写残りトナー等の付着汚染物の除去
を受けて繰り返して画像形成に使用される。

【０１０３】ＰＣはプリンタ本体内のカートリッジ着脱
部に着脱されるプロセスカートリッジであり、本例の場
合は、像担持体としてのドラム２１、帯電器２２、現像
器２４、クリーニング装置２６の４つのプロセス機器を
包含させて一括してプリンター本体に対して着脱交換自
在としてある。

【０１０４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電磁誘導
方式の加熱装置について、非通紙部過昇温現象を防止
し、通紙部領域の発熱分布を一様化させて被加熱材の安
定した加熱処理を実行させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の加熱装置の概略構成を示す摸式図

【図２】 第１〜第３の３つの分割励磁コイルユニット
の斜視図

【図３】 その平面図

【図４】 補助励磁コイルユニットを付加した例の平面
図

【図５】 減磁コイルユニットを併設した分割励磁コイ
ルユニットの斜視図

【図６】 減磁コイルを併設した励磁コイルユニットの
斜視図

【図７】 加熱装置の他の構成例の摸式図

【図８】 （ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれ加熱装置
の他の構成形態例の略図

【図９】 画像形成装置例の概略構成図

【符号の説明】

１ フィルム内面ガイドステー ２・３ 磁場発生手段としての鉄心（芯材）と励磁コ
イル ４ 導電部材としてのフィルム ４ａ フィルム基層 ４ｂ 導電層 ４ｃ 離形層 ５ 加圧ローラ Ｎ 圧接ニップ部 Ｐ 被加熱材としての被記録材 ６ 温度検知素子（サーミスタ） ７ 安全素子（温度ヒューズ、サーモスイッチ等） ８ 界磁コイルプレート ９ 誘導磁性材（磁性金属材） １０ 耐熱性フィルム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 義則 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小川 賢一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定もしくは移動する導電部材に磁場を
   作用させて該導電部材に発生する渦電流による発熱によ
   り該導電部材に直接もしくは間接に接して搬送される被
   加熱材を加熱する電磁誘導加熱方式の加熱装置であり、 前記磁場発生手段が被加熱材の搬送方向と交差する方向
   において分割して構成されている事を特徴とする加熱装
   置。
2. 【請求項２】 分割して構成された磁場発生手段の分割
   磁場発生手段間に補助の磁場発生手段を配設した事を特
   徴とする請求項１に記載の加熱装置。
3. 【請求項３】 分割して構成された磁場発生手段の分割
   磁場発生手段の少なくとも１部に減磁手段を配設した事
   を特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
4. 【請求項４】 磁場発生手段、補助の磁場発生手段、減
   磁手段が交番電流が流される励磁コイルもしくは減磁コ
   イルである事を特徴とする請求項１乃至同３の何れかに
   記載の加熱装置。
5. 【請求項５】 導電部材に被加熱部材を直接もしくは間
   接的に密着させる加圧部材を有する事を特徴とする請求
   項１乃至同４の何れかに記載の加熱装置。
6. 【請求項６】 加圧部材が回転駆動されるあるいは従動
   回転する加圧回転体である事を特徴とする請求項５に記
   載の加熱装置。
7. 【請求項７】 導電部材が回転エンドレス部材あるいは
   走行移動有端部材である事を特徴とする請求項１乃至同
   ６の何れかに記載の加熱装置。
8. 【請求項８】 導電部材が導電層を含む積層部材もしく
   はそれ自体導電性の部材である事を特徴とする請求項１
   乃至同７の何れかに記載の加熱装置。
9. 【請求項９】 被加熱材が未定着画像を担持させた被記
   録材であり、該被記録材に未定着画像を加熱定着させる
   画像加熱定着装置である事を特徴とする請求項１乃至同
   ８の何れかに記載の加熱装置。
10. 【請求項１０】 前記請求項１乃至同９の何れかに記載
    の加熱装置を被記録材に未定着画像を加熱定着させる画
    像加熱定着装置として備えている事を特徴とする画像形
    成装置。