JPH09171889A - 加熱装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低消費電力である、ウエイトタイムの短縮が
可能である、非通紙部昇温が防止されて高耐久化が可能
である、フルカラー画像形成装置における定着装置とし
て用いることができる定着不良・光沢ムラ・オフセット
の発生しない高いパフォーマンスを有する、等の性能を
合わせ持った加熱装置を得ること。 【解決手段】 磁束発生手段４・５と、該磁束発生手段
の発生磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導発熱体６
を有し、加熱部Ｎに被加熱材Ｐを導入して前記誘導発熱
体に直接または伝熱材を介して接触させて搬送させ誘導
発熱体の発熱で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、加熱部Ｎにおいて磁束発生手段から誘
導発熱体に対する作用磁束の、被加熱材の搬送方向に交
差する加熱部長尺方向に関する密度分布を変化せしめる
磁束調整手段７・７を有することを特徴とする加熱装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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定着等の
像加熱装置として備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】便宜上、電子写真複写機・プリンタ・フ
ァックス等の画像形成装置における画像加熱定着装置を
例にして説明する。

【０００３】画像形成装置における画像加熱定着装置
は、画像形成装置の作像部において電子写真・静電記録
・磁気記録等の適宜の画像形成プロセス手段により、加
熱溶融性の樹脂等よりなるトナー（顕画剤）を用いて記
録材の面に直接方式若しくは間接（転写）方式で形成し
た未定着のトナー画像を記録材面に永久固着画像として
加熱定着処理する装置である。

【０００４】従来、そのような画像加熱定着装置とし
て、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方
式等の各種装置がある。

【０００５】ａ．熱ローラ方式 これは、ハロゲンランプ等の熱源を内蔵させて所定の定
着温度に加熱・温調した定着ローラ（熱ローラ）と加圧
ローラとの回転ローラ対からなり、該ローラ対の圧接ニ
ップ部（定着ニップ部）に被加熱材としての、未定着ト
ナー画像を形成担持させた記録材を導入して挟持搬送さ
せることで未定着のトナー画像を記録材面に加熱定着す
る装置である。

【０００６】しかしながら、この装置は定着ローラの熱
容量が大きくて、加熱に要する電力が大きい、ウエイト
タイム（装置電源投入時からプリント出力可能状態にな
るまでの待ち時間）が長い等の問題があった。

【０００７】フルカラー画像形成装置用の定着装置の場
合は、最大４層のトナー層を十分加熱溶融させる能力が
要求されるために、定着ローラはその芯金を高い熱容量
を有するものにし、またトナー層を包み込んで均一に溶
融するために芯金外周にゴム弾性層を具備させ、該ゴム
弾性層を介してトナー像の加熱を行なっている。このよ
うに特に熱容量の大きな定着ローラを用いる装置の場合
には、該定着ローラの温調とローラ表面の昇温とに遅延
が発生するため、定着不良、光沢ムラ、オフセット等の
問題が発生していた。

【０００８】ｂ．フィルム加熱方式 これは、加熱体と、一方の面がこの加熱体と摺動し他方
の面が記録材と接して移動するフィルムを有し、加熱体
の熱をフィルムを介して記録材に付与して未定着のトナ
ー画像を記録材面に加熱定着処理する装置である（特開
昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７８７８
号公報、特開平４−４４０７５〜４４０８３、２０４９
８０〜２０４９８４号公報等）。

【０００９】このようなフィルム加熱方式の装置は、加
熱体として低熱容量のセラミックヒータ等を、フィルム
として耐熱性で薄い低熱容量のものを用いることができ
て、熱容量が大きい定着ローラを用いる熱ローラ方式の
装置に比べて格段に省電力化・ウエイトタイム短縮化が
可能となり、クイックスタート性があり、また機内昇温
を抑えることができる等の利点がある。

【００１０】ｃ．電磁誘導加熱方式 これは加熱体として電磁誘導発熱体を用い、該電磁誘導
発熱体に磁場発生手段で磁場を作用させて該電磁誘導発
熱体に発生する渦電流にもとずくジュール発熱で被加熱
材としての記録材に熱を付与して未定着のトナー画像を
記録材面に加熱定着処理する装置である。

【００１１】特公平５−９０２７号公報には強磁性体の
定着ローラを電磁誘導加熱する熱ローラ方式の装置が開
示されており、発熱位置を定着ニップ部に近くすること
ができ、ハロゲンランプを熱源として用いた熱ローラ方
式の装置よりも高効率の定着プロセスを達成している。

【００１２】しかしながら、定着ローラの熱容量が大き
いため、限られた電力で定着ニップ部の温度を上昇させ
るためには大きな電力を必要とするという問題があっ
た。

【００１３】特開平４−１６６９６６号公報には熱容量
を低減したフィルム状の定着ローラを用いた電磁誘導加
熱方式の定着装置が開示されている。

【００１４】しかしながら、熱容量を低減したフィルム
状の定着ローラでは、長尺方向（定着ニップ部長手方
向）の熱流が阻害されるため、小サイズ記録材を通紙し
た場合に非通紙部での過昇温（非通紙部昇温）が発生し
て、フィルムや加圧ローラの寿命を低下させるという問
題が発生していた。この非通紙部昇温の問題は前記ｂ項
のフィルム加熱方式の装置の場合も同様である。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、画像形成
装置の画像加熱定着装置としては、低消費電力である、
ウエイトタイムの短縮が可能である、非通紙部における
過昇温が防止されて高耐久化が可能である、フルカラー
画像形成装置における定着装置として用いることができ
る、定着不良、光沢ムラ、オフセットの発生しない高い
パフォーマンスを有する、等の性能を合わせ持った加熱
装置が要望されている。

【００１６】本発明はこのような要望に応え得る電磁加
熱方式の加熱装置、該加熱装置を用いた装置を提供する
ものである。

【００１７】

【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。

【００１８】（１）磁束発生手段と、該磁束発生手段の
発生磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導発熱体を有
し、加熱部に被加熱材を導入して前記誘導発熱体に直接
または伝熱材を介して接触させて搬送させ誘導発熱体の
発熱で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、加熱部において磁束発生手段から誘導発熱体に
対する作用磁束の、被加熱材の搬送方向に交差する加熱
部長尺方向に関する密度分布を変化せしめる磁束調整手
段を有することを特徴とする加熱装置。

【００１９】（２）誘導発熱体が回転体であることを特
徴とする（１）に記載の加熱装置。

【００２０】（３）回転誘導発熱体が小熱容量のシーム
レスフィルムからなることを特徴とする（２）に記載の
加熱装置。

【００２１】（４）加熱部において誘導発熱体に直接ま
たは伝熱材を介して接触して被加熱材挟持搬送ニップ部
を形成する回転加圧部材を有する（１）ないし（３）の
何れか１つに記載の加熱装置。

【００２２】（５）磁束調整手段は、装置に通紙使用可
能な最大サイズの被加熱材よりも小さいサイズの被加熱
材が通紙されたときの加熱部の非通紙領域部に対応する
誘導発熱体部分に対する作用磁束密度を通紙領域部に対
応する誘導発熱体部分に対する作用磁束密度よりも弱め
ることを特徴とする（１）ないし（４）の何れか１つに
記載の加熱装置。

【００２３】（６）磁束調整手段は、装置に通紙使用さ
れる被加熱材のサイズに応じて機能することを特徴とす
る（１）ないし（５）の何れか１つに記載の加熱装置。

【００２４】（７）磁束調整手段は、可動の磁束遮蔽部
材であることを特徴とする（１）ないし（６）の何れか
１つに記載の加熱装置。

【００２５】（８）磁束調整手段は、磁束発生手段に挿
脱移動される磁性部材であることを特徴とする（１）な
いし（６）の何れか１つに記載の加熱装置。

【００２６】（９）磁束調整手段は、磁束発生手段に付
属させた磁束減衰コイルであることを特徴とする（１）
ないし（６）の何れか１つに記載の加熱装置。

【００２７】（１０）磁束調整手段は、磁束発生手段に
付属させた磁束減衰コイルであり、該減衰コイルに生じ
た誘導電流を負荷回路で消費させることにより磁束発生
手段の該減衰コイルに対応する部分での発生磁束密度を
弱めることを特徴とする（１）ないし（６）の何れか１
つに記載の加熱装置。

【００２８】（１１）被加熱材が画像を担持させた記録
材であり、該画像を加熱処理する像加熱装置であること
を特徴とする（１）ないし（１０）の何れか１つに記載
の加熱装置。

【００２９】（１２）画像を記録材に永久画像として加
熱定着させる画像加熱定着装置であることを特徴とする
（１１）に記載の加熱装置。

【００３０】（１３）前記（１１）に記載の像加熱装置
または（１２）に記載の画像加熱定着装置を備えている
ことを特徴とする画像形成装置。

【００３１】〈作 用〉磁束調整手段により、装置に通
紙使用可能な最大サイズの被加熱材よりも小さいサイズ
の被加熱材が通紙されたときの加熱部の非通紙領域部に
対応する誘導発熱体部分に対する作用磁束密度を通紙領
域部に対応する誘導発熱体部分に対する作用磁束密度よ
りも弱めるように変化させることで、非通紙部における
過昇温（非通紙部昇温）を防止あるいは緩和することが
できて、装置の高耐久化が可能となる。

【００３２】誘導加熱体或は誘導加熱体を含む部材、伝
熱材を小熱容量の部材にすることで加熱部を低消費電力
で所定の温度に迅速に立ち上げることができ、ウエイト
タイムの短縮化、クイックスタート性を具備させること
が可能である。

【００３３】フルカラー画像形成装置における定着装置
として用いることができる、定着不良、光沢ムラ、オフ
セットの発生しない高いパフォーマンスを有する加熱装
置を構成することが可能となる。

【００３４】

【発明の実施の形態】

〈実施形態例１〉（図１〜図６） （１）画像形成装置例 図１は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４色カラープリンタである。

【００３５】１１は有機感光体でできた電子写真感光体
ドラム（像担持体）であり、矢示の時計方向に所定のプ
ロセススピード（周速度）で回転駆動される。

【００３６】感光体ドラム１１はその回転過程で帯電ロ
ーラ等の帯電装置１２で所定の極性・電位の一様な帯電
処理を受ける。

【００３７】次いでその帯電処理面にレーザ光学箱（レ
ーザスキャナ）１３から出力されるレーザ光Ｌによる、
目的の画像情報の走査露光処理を受ける。レーザ光学箱
１３は不図示の画像読取装置等の画像信号発生装置から
の目的画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応し
て変調（オン／オフ）したレーザ光Ｌを出力して回転感
光体面を走査露光するもので、この走査露光により回転
感光体ドラム１１面に走査露光した目的画像情報に対応
した静電潜像が形成される。１３ａはレーザ光学箱１３
からの出力レーザ光を感光体ドラム１１の露光位置に偏
向させるミラーである。

【００３８】フルカラー画像形成の場合は、目的のフル
カラー画像の第１の色分解成分画像、例えばイエロー成
分画像についての走査露光・潜像形成がなされ、その潜
像が４色カラー現像装置１４のうちのイエロー現像器１
４Ｙの作動でイエロートナー像として現像される。その
イエロートナー像は感光体ドラム１１と中間転写体ドラ
ム１６との接触部（或は近接部）である一次転写部Ｔ１
において中間転写体ドラム１６の面に転写される。中間
転写体ドラム１６面に対するトナー像転写後の回転感光
体ドラム１１面はクリーナ１７により転写残りトナー等
の付着残留物の除去を受けて清掃される。

【００３９】上記のような帯電・走査露光・現像・一次
転写・清掃のプロセスサイクルが、目的のフルカラー画
像の、第２（例えばマゼンタ成分画像、マゼンタ現像器
１４Ｍが作動）、第３（例えばシアン成分画像、シアン
現像器１４Ｃが作動）、第４（例えば黒成分画像、黒現
像器１４ＢＫが作動）の各色分解成分画像について順次
に実行され、中間転写体ドラム１６面にイエロートナー
像・マゼンタトナー像・シアントナー像・黒トナー像の
都合４色のトナー像が順次重ねて転写されて、目的のフ
ルカラー画像に対応したカラー画像が合成形成される。

【００４０】中間転写体ドラム１６は、金属ドラム上に
中抵抗の弾性層と高抵抗の表層を有するもので、感光体
ドラム１１に接触して或は近接して感光体ドラム１１と
略同じ周速度で矢示の半時計方向に回転駆動され、金属
ドラムにバイアス電位を与えて感光体ドラム１１との電
位差で感光体ドラム１１側のトナー像を該中間転写体ド
ラム面側に転写させる。

【００４１】上記の回転中間転写体ドラム１６面に合成
形成されたカラートナー画像は、該回転中間転写体ドラ
ム１６と転写ローラ１５との接触ニップ部である二次転
写部Ｔ２において、該二次転写部Ｔ２に不図示の給紙部
から所定のタイミングで送り込まれた記録材Ｐの面に転
写されていく。転写ローラ１５は記録材Ｐの背面からト
ナーと逆極性の電荷を供給することで中間転写体ドラム
１６面側から記録材Ｐ側へ合成カラートナー画像を順次
に一括転写する。

【００４２】二次転写部Ｔ２を通過した記録材Ｐは中間
転写体ドラム１６の面から分離されて画像加熱定着装置
１０へ導入され、未定着トナー像の加熱定着処理を受け
てカラー画像形成物として機外の不図示の排紙トレーに
排出される。

【００４３】画像加熱定着装置１０は本発明に従う電磁
誘導加熱方式の装置である。この定着装置１０について
は次の（２）項で詳述する。

【００４４】記録材Ｐに対するカラートナー像転写後の
回転中間転写体ドラム１６はクリーナ１８により転写残
りトナー・紙粉等の付着残留物の除去を受けて清掃され
る。このクリーナ１８は常時は中間転写体ドラム１６に
非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム１６か
ら記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過
程において中間転写体ドラム１６に接触状態に保持され
る。

【００４５】また転写ローラ１５も常時は中間転写体ド
ラム１６に非接触状態に保持されており、中間転写体ド
ラム１６から記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次
転写実行過程において中間転写体ドラム１６に記録材Ｐ
を介して接触状態に保持される。

【００４６】（２）画像加熱定着装置１０ 図２・図３は画像加熱定着装置１０の一部切欠き側面模
型図、図４は加熱アセンブリの縦断正面模型図、図５は
加熱アセンブリの切欠き斜視図である。

【００４７】この定着装置１０は、加熱アセンブリ１
と、回転加圧部材としての加圧ローラ２を主体とする。

【００４８】加熱アセンブリ１は、円筒状のフィルムガ
イド部材３、その内空に配設した磁束発生手段としての
励磁コイル４と磁性コア（高透過率コア）５、円筒状フ
ィルムガイド部材３にルーズに外嵌した、誘導発熱体と
しての円筒状（シームレス）の定着フィルム６、円筒状
フィルムガイド部材３の一端側の内面円周に沿って上下
方向ａ・ｂにスライド移動自由に配設した、磁束調整手
段としての左右一対の円弧状の磁束遮蔽板７・７等から
なる。

【００４９】加圧ローラ２は芯金２ａと該芯金の外周を
被覆させた２ｍｍ厚のシリコーンゴム層２ｂからなる弾
性ローラである。

【００５０】上記の加熱アセンブリ１と加圧ローラ２は
互いに上下に圧接させて不図示の装置筐体に組み込ん
で、両者１・２間に所定幅の定着ニップ部（加熱ニップ
部）Ｎを形成させてあり、この定着ニップ部Ｎにおいて
定着フィルム１の内面は円筒状フィルムガイド部材３の
下面に密着している。

【００５１】加圧ローラ２は駆動手段Ｍにより図２にお
いて矢示の時計方向に回転駆動され、この加圧ローラ２
の回転駆動による該ローラ２と定着フィルム６の外面と
の定着ニップ部Ｎにおける摩擦力で定着フィルム５に回
転力が作用して、定着フィルム６は円筒状フィルムガイ
ド部材３の外回りを、その内面が定着ニップ部Ｎにおい
て円筒状フィルムガイド部材３の下面に密着摺動しなが
ら矢示の反時計方向に回転する。

【００５２】励磁コイル４は励磁回路４０（図５）から
供給される交番電流によって交番磁束を発生し、交番磁
束は磁性コア５に導かれて定着ニップ部Ｎに作用し、定
着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム６の後述する電磁誘
導発熱層に渦電流を発生させる。その渦電流は電磁誘導
発熱層の固有抵抗によってジュール熱を発生させる。即
ち、励磁コイル４に交番電流を供給することで定着ニッ
プ部Ｎにおいて定着フィルム６が電磁誘導発熱状態にな
る。

【００５３】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１００により励磁回路３０から励磁コ
イル４への供給交番電流が制御されることで所定の定着
温度に温調制御される。

【００５４】而して、加圧ローラ２の回転による定着フ
ィルム６の回転がなされ、励磁回路４０から励磁コイル
４への交番電流の供給がなされて定着ニップ部Ｎの温度
が所定に立ち上がり温調された状態において、定着ニッ
プ部Ｎの回転定着フィルム６と加圧ローラ２との間に、
被加熱材としての、未定着トナー像ｔを担持した記録材
Ｐが導入されることで、記録材Ｐは定着フィルム６の外
面に密着して該定着フィルム６と一緒に定着ニップ部Ｎ
を通過していき、該定着ニップ部通過過程で、電磁誘導
加熱された定着フィルム６の発熱で記録材Ｐと未定着ト
ナー像ｔが加熱されてトナー像の加熱定着がなされる。
定着ニップ部Ｎを通った記録材Ｐは定着ニップ部Ｎの出
口側で定着フィルム６の外面から分離されて搬送され
る。

【００５５】ａ．加熱アセンブリ１において、円筒状フ
ィルムガイド部材３は、磁束の通過を妨げない絶縁性・
耐熱性部材であり、励磁コイル４と磁性コア５を支持す
る共に、該部材２の外側を回転する円筒状定着フィルム
６の内面をガイドして定着フィルム６の回転の安定性を
確保する役目をする。

【００５６】ｂ．本例の励磁コイル４は絶縁被覆電線を
用い、外側形状を円筒状フィルムガイド部材３の内面に
略対応させた横長舟形に巻回成形してなるものであり、
円筒状フィルムガイド部材３の内面の略下半面部に外面
を受けさせて円筒状フィルムガイド部材３内に挿入配設
してある。励磁コイル４としては加熱に十分な交番磁束
を発生するものでなければならないが、そのためには抵
抗成分を低く、インダクタンス成分を高くとる必要があ
る。本例では芯線として細線を束ねた高周波用のφ１の
絶縁被覆電線を用いて、定着ニップ部Ｎを周回するよう
に１２回巻回して励磁コイル４を構成した。該励磁コイ
ル４には励磁回路３０が接続されており、この励磁回路
４０は５０ＫＨｚの交番電流を励磁コイル４へ供給でき
るようになっている。

【００５７】ｃ．磁性コア５は横長のフェライトコアで
あり、横長舟形の励磁コイル４の略中央部に位置させ円
筒状フィルムガイド部材３に支持させて配設してある。
この磁性コア５は励磁コイル４より発生した交番磁束を
効率よく定着ニップ部Ｎで高める役目をする。

【００５８】ｄ．定着フィルム６は電磁誘導発熱層を含
む円筒状部材であり、内径を円筒状フィルムガイド部材
３の外径よりも少し大きくしてあり、円筒状フィルムガ
イド部材３にルーズに外嵌する。

【００５９】図６の（ａ）は該定着フィルム６の層構成
模型図である。本例の定着フィルム６は、内側（フィル
ムガイド部材３側）の電磁誘導発熱層６ａと、その外側
の弾性層６ｂと、更にその外側の離型層（表層；加圧ロ
ーラ２側）６ｃの３層積層の複合層構成である。電磁誘
導発熱層６ａの熱が弾性層６ｂ・離型層６ｃを介して定
着ニップ部Ｎに搬送される記録材Ｐに伝熱されて記録材
Ｐと該記録材上のトナー像ｔを加熱する。

【００６０】発熱層６ａは交番磁束の作用による渦電流
でジュール熱を生じる電磁誘導発熱性を有する材質層で
あり、ニッケルなど１０^-5〜１０^-10 Ω・ｃｍの電気良
導体である金属、金属化合物、有機導電体であればよ
く、より好ましくは透磁率が高い強磁性を示す鉄・コバ
ルト等の純金属若しくはそれらの化合物を用いることが
できる。

【００６１】該発熱層６ａは厚みを薄くすると十分な磁
路が確保できなくなり、外部へ磁束が洩れて発熱層自身
の発熱エネルギーは小さくなる場合があり、また厚くす
ると熱容量が大きくなり昇温に要する時間が長くなる傾
向がある。従って厚みは発熱層６ａに用いた材料の比熱
・密度・透磁率・抵抗率の値によって適正値があり、実
際上１０〜１００μｍの厚み範囲で３℃／ｓｅｃ以上の
昇温速度を得ることができた。

【００６２】弾性層６ｂはシリコーンゴム等のゴム層で
あり、本例においては最大４層のトナー層からなるカラ
ートナー画像の定着を良好にするために設けてあり、ト
ナー像を該層の弾性により包み込んで均一に溶融させる
作用をする。

【００６３】該弾性層６ｂは硬度が高すぎると記録材あ
るいはトナー層の凹凸に追従しきれず画像光沢ムラが発
生してしまう。そこで、弾性層６ｂの硬度としては６０
°（ＪＩＳ−Ａ）以下、好ましくは４５°以下がよい。

【００６４】弾性層６ｂの熱伝導率λに関しては６×１
０^-4〜２×１０^-3[cal/cm・sec・deg.] がよい。熱伝導率
λが６×１０^-4[cal/cm・sec・deg.] よりも小さい場合に
は、熱抵抗が大きく、定着フィルム表層における昇温速
度が遅くなる。

【００６５】該弾性層６ｂの厚さは１００〜３００μｍ
が好ましく、１００μｍよりも小さいとカラー画像形成
装置のようにベタ画像の割合が多い場合に、斑点状の光
沢ムラが発生しやすく、３００μｍを超えると表面と発
熱層６ａとの間に熱勾配が発生して弾性層の熱劣化が発
生しやすい。

【００６６】離型層６ｃは定着フィルム表面へのトナー
の付着を防止するもので、ＰＦＡ・ＰＴＦＥ・ＦＥＰ等
のフッ素樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、フッ
素ゴム等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択すること
ができる。

【００６７】厚さは２０〜１００μｍが好ましく、２０
μｍよりも小さいと塗膜の塗ムラで離型性の悪い部分が
できたり、耐久性が不足するといった問題が発生する。
また１００μｍを超えると熱伝導が悪化するという問題
が発生し、特に樹脂系の離型層の場合は硬度が高くなり
すぎ、弾性層６ｂの効果がなくなってしまう。

【００６８】本例に使用した定着フィルム６は、ニッケ
ルからなる厚み５０μｍの発熱層６ａと、シリコーンゴ
ムからなる厚み２００μｍの弾性層６ｂと、フッ素樹脂
からなる厚み３０μｍの離型層６ｃからなる３層複合層
フィルムである。

【００６９】また図６の（ｂ）に示すように、定着フィ
ルム６の上記層構成において発熱層６ａの内側に断熱層
６ｄを設けた４層構成の定着フィルム６としてもよい。
断熱層６ｄはフッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド
樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹
脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹
脂などの耐熱樹脂がよい。また、厚さとしては１０〜１
０００μｍが好ましい。厚さが１０μｍよりも小さい場
合には断熱効果が得られず、また耐久性も不足する。１
０００μｍを超えると磁性コア５から発熱層６ａの距離
が大きくなり、磁束が十分に発熱層６ａに到達しなくな
る。断熱層６ｄを設けた場合、発熱層６ａに発生した熱
による励磁コイル４や磁性コア５の昇温を防止できるた
め、安定した加熱をすることができる。

【００７０】ｅ．円筒状フィルムガイド部材３の一端側
の内面円周に沿って上下方向ａ・ｂにスライド移動自由
に配設した左右一対の円弧状の磁束遮蔽板７・７は、小
サイズの記録材が通紙使用された場合において、定着ニ
ップ部Ｎの非通紙領域部に対する交番磁束の作用密度を
通紙領域部に対する磁束の作用密度よりも低めて、非通
紙部昇温現象を防止或は緩和する役目をする。この磁束
遮蔽板７・７としてはアルムニウムや銅等の非磁性の電
気良導体が好ましい。

【００７１】本例においては定着装置１０に対する記録
材Ｐの導入は片側基準通紙でなされる。図４・図５にお
いてＯは片側通紙基準線、Ａは大サイズ記録材（装置に
通紙使用可能な最大サイズ記録材）の通紙領域部、Ｂは
小サイズ記録材の通紙領域部、Ｃは小サイズ記録材が通
紙使用されたときの非通紙領域部（Ａ−Ｂ）である。

【００７２】上記左右一対の円弧状の磁束遮蔽板７・７
は、円筒状フィルムガイド部材３の上記非通紙領域部Ｃ
を生じる側の端部内面に設けた円周方向ガイド溝部３ａ
に嵌め入れてあり、それぞれ磁性コア５の左右側におい
て円周方向ガイド溝部３ａに沿って上下方向ａ・ｂにス
ライド移動自由であり、非通紙領域部Ｃの幅に対応する
幅を有する。

【００７３】そしてそれぞれ下方ｂにスライド移動され
ることで図２のように励磁コイル４の左右外面と円筒状
フィルムガイド部材３の内面との間に挿入された状態
（閉じ位置）になる。

【００７４】またそれぞれ上方ａにスライド移動される
ことで図３のように励磁コイル４の左右外面と円筒状フ
ィルムガイド部材３の内面との間から抜け出た状態（開
き位置）になる。

【００７５】．磁束遮蔽板７・７が図２の閉じ位置に
在るときは、定着ニップ部Ｎの長尺方向（長手方向）に
関して、小サイズ記録材を通紙したときの非通紙領域部
Ｃに対する励磁コイル４からの交番磁束はこの閉じた磁
束遮蔽板７・７により定着フィルム６との間で遮断若し
くは低減されて磁束の作用密度が定着ニップ部Ｎの小サ
イズ通紙領域部Ｂに対する磁束の作用密度よりも低めら
れる。その結果、定着ニップ部における小サイズ通紙領
域部Ｂに対応する定着フィルム部分は所定にほぼ均一に
電磁誘導発熱して定着に最適な温度分布となるが、非通
紙領域部Ｃに対応する定着フィルム部分の電磁誘導発熱
はそれよりも低下することで、非通紙部昇温現象の防止
或は緩和がなされる。

【００７６】．磁束遮蔽板７・７が図３の開き位置に
在るときは、該磁束遮蔽板７・７による磁束遮蔽がなさ
れず、励磁コイル４で発生した交番磁束は定着ニップ部
における大サイズ通紙領域部Ａの全域に亘り所定の高い
密度で作用し、定着ニップ部における大サイズ通紙領域
部Ａに対応する定着フィルム部分全域が所定にほぼ均一
に電磁誘導発熱して定着に最適な温度分布となる。

【００７７】磁束遮蔽板７・７はそれぞれアーム部７ａ
・７ａを介して駆動手段７０（図４に連絡させてあり、
閉じ位置・開き位置へ切り替え移動は装置に通紙使用さ
れる記録材のサイズに応じて制御回路１０１と駆動手段
７０で自動的になされる。磁束遮蔽板７・７を開閉動さ
せる駆動手段７０の具体的構造例は図には省略したけれ
ども、モータやソレノイド等の駆動源と、レバー・リン
ク・カム・ベルト等による運動機構で適宜・容易に設計
・構成することができる。

【００７８】制御回路１０１は、装置に通紙使用される
記録材Ｐが小サイズであると不図示の認知手段で検知さ
れたときは、磁束遮蔽板７・７を図２の閉じ位置へ切り
替え移動させるように駆動手段７０を制御する。この磁
束遮蔽板７・７の閉じ位置へ切り替えにより上述のよ
うに非通紙部昇温現象の防止或は緩和がなされる。

【００７９】また制御回路１０１は、装置に通紙使用さ
れる記録材Ｐが大サイズであると認知手段で検知された
ときは、磁束遮蔽板７・７を図３の開き位置へ切り替え
移動させるように駆動手段７０を制御する。これにより
上述のように定着ニップ部の長尺方向に関して定着フ
ィルムに到達する磁束は妨げられることなく全域発熱し
て大サイズの記録材の定着に最適な温度分布となる。

【００８０】前述（１）の画像形成装置は中間転写体ド
ラム１６の採用により様々な記録材に対応できる特徴が
有る。上述した本例の画像加熱定着装置１０の構成はこ
のような記録材への対応において、従来に比較して紙サ
イズの違いによる定着フィルム６の温度分布のムラを低
減して高いスループットでの定着能力を提供する。

【００８１】従来の定着フィルムを採用した像加熱装置
においては大サイズの記録材と同じスループットで小サ
イズの記録材を通紙した場合に最大で６０度の温度分布
ムラが発生していたが、本例においては温度分布ムラが
低く抑えられるため高いフルスループットを維持するこ
とができる。

【００８２】本例においては記録材を長尺方向一方に寄
せて通紙する片側基準通紙の例を示したが、中央基準通
紙の装置においても磁束遮蔽板７を両端側の非通紙領域
部に配設して同様な効果を得ることができる。

【００８３】また、本例では４色カラー画像形成装置に
ついて説明してきたが、モノクロ或いは１パルスマルチ
カラー画像形成装置に利用してもよい。この場合は定着
フィルム６において弾性層６ｂを省略することができ
る。

【００８４】〈実施形態例２〉（図７〜図９） 図７は本実施形態例２の画像加熱定着装置１０の一部切
欠き側面模型図、図８は加熱アセンブリの切欠き斜視
図、図９は定着フィルムの層構成模型図である。

【００８５】本例の定着装置１０において、加熱アセン
ブリ１は、円筒状のフィルムガイド部材３と、該フィル
ムガイド部材３の内側底面に長手に沿って固定配設した
誘導発熱体としての厚さ０．７ｍｍの鉄製の細長板金８
と、この板金８の上に配設した磁束発生手段としての、
横断面下向きコ字型磁性コア（フェライトコア）５及び
これに巻回した励磁コイル４と、磁性コア５の一端側に
おいてコ字型磁性コア５内に進退動自在の、磁束調整手
段としての挿入コア５Ａと、円筒状フィルムガイド部材
３にルーズに外嵌した、伝熱部材としての円筒状（シー
ムレス）の定着フィルム６Ａ等からなる。

【００８６】本例装置における定着フィルム６Ａは電磁
誘導発熱性は具備させておらず、図９に層構成模型図を
示すように、円筒状のベースフィルム６ｅと、その外周
面に積層した弾性層６ｂと、さらにその外周面に積層し
た離型層６ｃの３層構成のものである。本例は、厚さ５
０μｍのシームレスのポリイミドスリーブをベースフィ
ルム６ｅとし、その外周面に弾性層６ｂとしてシリコー
ンゴムを２００μｍ積層し、さらにその外周面に離型層
６ｃとしてフッ素樹脂を約２０μｍほど被覆したものを
用いた。内径を円筒状フィルムガイド部材３の外径より
も少し大きくしてあり、円筒状フィルムガイド部材３に
ルーズに外嵌する。

【００８７】本例装置も前述図２〜５の装置と同様に加
圧ローラ２の回転駆動により円筒状定着フィルム６Ａは
円筒状フィルムガイド部材３の外回りを回転する。

【００８８】励磁コイル４に励磁回路４０から交番電流
が供給されることにより発生する交番磁束で電磁誘導発
熱体としての固定の細長板金８が電磁誘導発熱し、その
発熱で定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム６Ａが加熱
され、定着ニップ部Ｎに搬送される記録材Ｐと該記録材
上のトナー像ｔが加熱される。

【００８９】定着ニップ部Ｎにおいて電磁誘導発熱体と
しての固定の細長板金８の下面に対して直接に定着フィ
ルム６Ａの内面を密着摺動させて定着フィルム６Ａを加
熱する構成にすることもできる。

【００９０】本例の装置構成は、固定型発熱体８を使用
するために定着フィルム６Ａとして電磁誘導発熱層を含
まない、安価で、熱劣化の少ない樹脂製スリーブを用い
ることができる。

【００９１】挿入コア５Ａは高透磁率の部材であり、励
磁コイル４の磁性コア５（フェライトコア）と同材質の
ものでも良い。

【００９２】挿入コア５Ａは駆動手段５０により磁性コ
ア５の一端側（非通紙領域部Ｃを生じる側）においてコ
字型磁性コア５内に、通紙使用される記録材のサイズに
応じて進退動ｃ・ｄされる。駆動手段５０の具体的構造
例は図には省略したけれども、モータやソレノイド等の
駆動源と、レバー・リンク・カム・ベルト・ラック・ピ
ニオン等を利用した運動機構で適宜・容易に設計・構成
することができる。

【００９３】駆動手段５０は通紙使用される記録材のサ
イズに応じて不図示の制御回路で挿入コア５Ａの進退動
量が制御される。

【００９４】．小サイズの記録材が通紙使用されると
きは挿入コア５Ａは非通紙領域部Ｃに対応する部分まで
コ字型磁性コア５内に挿入方向ｃに移動される。

【００９５】これにより、定着ニップ部Ｎの長尺方向に
関して、小サイズ記録材を通紙したときの非通紙領域部
Ｃに対する励磁コイル４からの交番磁束は挿入コア５Ａ
内を通り、電磁誘導発熱体としての固定の細長板金８の
非通紙領域部Ｃに対応する部分を通る磁束を減じて該部
分の発熱量を減らすことができる。その結果、定着ニッ
プ部における小サイズ通紙領域部Ｂは定着に最適な温度
分布となるが、非通紙領域部Ｃはそれよりも低下するこ
とで、非通紙部昇温現象の防止或は緩和がなされる。

【００９６】．大サイズの記録材が通紙使用されると
きは挿入コア５Ａは大サイズ通紙領域部Ａの外に位置す
るようにコ字型磁性コア５内から抜き方向ｄに移動され
る。

【００９７】これにより挿入コア５Ａによる磁束遮蔽が
なされず、電磁誘導発熱体としての固定の細長板金８は
大サイズ通紙領域部Ａに対応する全域が所定にほぼ均一
に電磁誘導発熱して大サイズ記録材の定着に最適な温度
分布となる。

【００９８】本構成は記録材サイズの幅に一対一対応し
て制御可能であるため、温度分布のムラをより一層減ら
すことができる。

【００９９】本例においては記録材を長尺方向一方に寄
せて通紙する片側基準通紙の例を示したが、中央基準通
紙の装置においても挿入コア５Ａを両端の非通紙領域部
に配設することで同様な効果を得ることができる。

【０１００】〈実施形態例３〉（図１０・図１１） 図１０は本実施形態例３の画像加熱定着装置１０の一部
切欠き側面模型図、図１１は磁界発生手段の構成模型図
である。

【０１０１】本例の装置は前述図２〜図５の装置との対
比において、磁束遮蔽板７・７を具備させていない点、
磁束発生手段の構成が違う点で異なり、他の構成は同じ
である。

【０１０２】即ち本例装置における磁束発生手段は小サ
イズ記録材の通紙使用の場合の非通紙領域部Ｃに相当す
る部分に減衰コイル２０６を配してある。減衰コイル２
０６の端子は不図示の負荷回路にスイッチング素子を介
して接続されており、画像形成装置の信号に連動して負
荷が加わるように設定されている。

【０１０３】減衰コイル２０６は小サイズ通紙時に磁界
エネルギーを負荷回路において消費し、これにより定着
ニップ部における小サイズ通紙領域部Ｂに対応する定着
フィルム部分は所定にほぼ均一に電磁誘導発熱して定着
に最適な温度分布となるが、非通紙領域部Ｃに対応する
定着フィルム部分の電磁誘導発熱はそれよりも低下する
ことで、非通紙部昇温現象の防止或は緩和がなされる。

【０１０４】本例においては記録材を長尺方向一方に寄
せて通紙する片側基準通紙の例を示したが、中央基準通
紙の装置においても減衰コイル２０６を両端の非通紙領
域部に配設することで同様な効果を得ることができる。

【０１０５】また、前述の実施形態例２（図７〜図９）
の固定方式発熱体８を用いた装置について磁界発生手段
４・５に前述の挿入コア５Ａを具備させる代わりに本構
成に用いた減衰コイル２０６を利用することができる。
この場合には安価な定着フィルム６Ａを用いることがで
きるという利点がある。

【０１０６】而して、本実施形態によれば非通紙部の過
昇温を防止し、良好な加熱処理を行なうことができる。
特に、磁界エネルギーを負荷回路で消費する構成では、
磁界発生手段と別の励磁回路を備える必要がなく（即ち
本例において励磁回路は磁界発生手段の１つのみであ
る）簡易な構成とすることができる。

【０１０７】〈その他〉 ａ）上記の各実施形態例の画像加熱定着装置のように、
円筒状の定着フィルム６・６Ａをフィルムガイド部材３
にルーズに外嵌させ、定着ニップ部Ｎを形成させた加圧
ローラを回転駆動させることで（加圧ローラ駆動方式）
定着フィルム６・６Ａを回転させる装置構成は、定着フ
ィルム回転時に定着ニップ部及びその近傍以外のフィル
ム部分にはテンションが加わらず（テンションレス）、
定着フィルム回転時にフィルムガイド部材の長手に沿う
フィルムの寄り移動力が小さい。そのためにフィルムの
寄り移動を規制する手段は図には省略したがフィルム端
部を受ける単純なフランジ部材等の簡単な手段構成でた
りる利点がある。

【０１０８】ｂ）定着フィルム６・６Ａはエンドレスベ
ルト状のものを２以上の部材間に懸回張設して加圧ロー
ラあるいは加圧ローラ以外の駆動手段で回転駆動する装
置構成であってもよいし、ロール巻きにした有端の長尺
の定着フィルム６・６Ａを走行移動させる装置構成であ
ってもよい。

【０１０９】ｃ）固定配設の電磁誘導発熱体８に被加熱
材を直接に接触させて加熱処理する装置構成にすること
もできる。

【０１１０】ｄ）本発明の加熱装置は各実施形態例の画
像加熱定着装置にかぎらず、画像を担持した記録材を加
熱して艶等の表面性を改質する加熱装置、仮定着する加
熱装置等の像加熱装置、その他、被加熱材の加熱乾燥装
置、加熱ラミネート装置など、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。

【０１１１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
磁誘導加熱方式の加熱装置として、低消費電力である、
ウエイトタイムの短縮が可能である、非通紙部における
過昇温が防止されて高耐久化が可能である、フルカラー
画像形成装置における定着装置として使用できる、定着
不良、光沢ムラ、オフセットの発生しない高いパフォー
マンスを有する、等の性能を合わせ持った加熱装置を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１における画像形成装置例の概略構
成図

【図２】画像加熱定着装置の一部切欠き側面模型図（磁
束遮蔽板閉じ状態時）

【図３】画像加熱定着装置の一部切欠き側面模型図（磁
束遮蔽板開き状態時）

【図４】加熱アセンブリの縦断正面模型図

【図５】加熱アセンブリの切欠き斜視図

【図６】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ定着フィルム
（誘導発熱体フィルム）の層構成模型図

【図７】実施形態例２における画像加熱定着装置の加熱
アセンブリの一部切欠き側面模型図

【図８】加熱アセンブリの切欠き斜視図

【図９】定着フィルムの層構成模型図

【図１０】実施形態例３における画像加熱定着装置の加
熱アセンブリの一部切欠き側面模型図

【図１１】磁界発生手段の構成模型図

【符号の説明】

１０ 加熱定着装置 １ 加熱アセンブリ ２ 加圧ローラ ３ 円筒状フィルムガイド部材 ４ 励磁コイル ５ 磁性コア ６・６Ａ 定着フィルム ７ 磁束遮蔽板 ８ 挿入コア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木須 浩樹 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 (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁束発生手段と、該磁束発生手段の発生
   磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導発熱体を有し、
   加熱部に被加熱材を導入して前記誘導発熱体に直接また
   は伝熱材を介して接触させて搬送させ誘導発熱体の発熱
   で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、 加熱部において磁束発生手段から誘導発熱体に対する作
   用磁束の、被加熱材の搬送方向に交差する加熱部長尺方
   向に関する密度分布を変化せしめる磁束調整手段を有す
   ることを特徴とする加熱装置。
2. 【請求項２】 誘導発熱体が回転体であることを特徴と
   する請求項１に記載の加熱装置。
3. 【請求項３】 回転誘導発熱体が小熱容量のシームレス
   フィルムからなることを特徴とする請求項２に記載の加
   熱装置。
4. 【請求項４】 加熱部において誘導発熱体に直接または
   伝熱材を介して接触して被加熱材挟持搬送ニップ部を形
   成する回転加圧部材を有する請求項１ないし３の何れか
   １つに記載の加熱装置。
5. 【請求項５】 磁束調整手段は、装置に通紙使用可能な
   最大サイズの被加熱材よりも小さいサイズの被加熱材が
   通紙されたときの加熱部の非通紙領域部に対応する誘導
   発熱体部分に対する作用磁束密度を通紙領域部に対応す
   る誘導発熱体部分に対する作用磁束密度よりも弱めるこ
   とを特徴とする請求項１ないし４の何れか１つに記載の
   加熱装置。
6. 【請求項６】 磁束調整手段は、装置に通紙使用される
   被加熱材のサイズに応じて機能することを特徴とする請
   求項１ないし５の何れか１つに記載の加熱装置。
7. 【請求項７】 磁束調整手段は、可動の磁束遮蔽部材で
   あることを特徴とする請求項１ないし６の何れか１つに
   記載の加熱装置。
8. 【請求項８】 磁束調整手段は磁束発生手段に挿脱移動
   される磁性部材であることを特徴とする請求項１ないし
   ６の何れか１つに記載の加熱装置。
9. 【請求項９】 磁束調整手段は、磁束発生手段に付属さ
   せた磁束減衰コイルであることを特徴とする請求項１な
   いし６の何れか１つに記載の加熱装置。
10. 【請求項１０】 磁束調整手段は、磁束発生手段に付属
    させた磁束減衰コイルであり、該減衰コイルに生じた誘
    導電流を負荷回路で消費させることにより磁束発生手段
    の該減衰コイルに対応する部分での発生磁束密度を弱め
    ることを特徴とする請求項１ないし６の何れか１つに記
    載の加熱装置。
11. 【請求項１１】 被加熱材が画像を担持させた記録材で
    あり、該画像を加熱処理する像加熱装置であることを特
    徴とする請求項１ないし１０の何れか１つに記載の加熱
    装置。
12. 【請求項１２】 画像を記録材に永久画像として加熱定
    着させる画像加熱定着装置であることを特徴とする請求
    項１１に記載の加熱装置。
13. 【請求項１３】 請求項１１に記載の像加熱装置または
    請求項１２に記載の画像加熱定着装置を備えていること
    を特徴とする画像形成装置。