JP2000035724A - 像加熱装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の像加熱装置は、ウォーミングアップ時
間を短くするために熱容量を小さくしていくと、温度制
御が不安定になりホットオフセットが生じ易い。 【解決手段】 磁性層を有する発熱部材を励磁して発熱
させる像加熱装置で、発熱部材をキュリー点以上での発
熱量が常温でのそれの２分の１以下になるように構成し
て、自己温度制御性を持たせ安定な温度制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁誘導加熱を利
用した像加熱装置に関し、特に電子写真装置、静電記録
装置等の画像形成装置に用いられ未定着のトナー像を熱
定着する定着装置に適する像加熱装置と、これを用いた
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】加熱定着装置に代表される像加熱装置と
しては、従来から熱ローラ方式、フィルム加熱方式等の
接触加熱方式が一般に用いられている。

【０００３】近年これらの接触加熱方式の熱源として、
ウォームアップ時間の短縮や省エネルギなどの要望か
ら、発熱効率がすぐれかつ集中加熱のできる電磁誘導加
熱を利用する試みがなされている。

【０００４】特開平７−１１４２７６はフィルム加熱方
式に電磁誘導を利用した代表的な例で、図９にその構造
を示す。エンドレスの回転するフィルム２０１の内部
に、芯材２０２に巻いた励磁コイル２０３を設置して、
フィルム２０１に交番磁界を貫通させる。発熱体として
のフィルム２０１に発生する誘導電流による熱により、
加圧ローラ２０４との間を通した被記録材２０５上のト
ナー像２０６を定着する。２０７は加圧ローラの表面温
度を検知するサーミスタで、この検知温度に基づいて励
磁コイル２０３へ印加する電流を制御する。この例で
は、フィルム２０１で発生する熱を励磁コイル側に伝え
にくくするためにフィルムの層構成を工夫している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例も含めて一
般に、電磁誘導加熱を利用した像加熱装置は必要部分を
集中的に効率よく加熱できるため、ウォームアップ時間
の短縮や省エネルギを達成するための一手段として有効
である。

【０００６】しかしながら、ウォームアップ時間の短縮
や省エネルギを高度に達成するためには効率的な発熱手
段に加えて、さらに発熱体の低熱容量化が必要であり、
この低熱容量化に伴なう課題が新たに発生する。

【０００７】すなわち、発熱体や加熱体をどんどん低熱
容量化していくとそれだけ発熱量や逃げる熱量の変化に
対して敏感に発熱体や加熱体の温度が反応し温度変化が
し易くなる。またそれらの内部での熱移動もしにくくな
るため部分的な温度差も生じ易く、発熱体全体を均一に
安定した温度に制御することが困難になる。上記従来例
のフィルム加熱方式はこのことが顕著に現われる例であ
る。

【０００８】一般にフィルム加熱方式では、ウォームア
ップ時間を短縮するためにフィルムの熱容量を極力小さ
く設定するが、そのために発熱部の過昇温の問題があっ
た。発熱部の温度が異常に上昇すると、発熱が不安定に
なったり、あるいはホットオフセットが生じたり、ひい
ては発熱部やその周辺の破壊につながる。これは、上記
従来例の像加熱装置の図９の奥行き方向の幅の大きさに
対して幅の狭い被記録材を連続で通す時に顕著な問題と
なる。すなわち被記録材の通る部分はどんどん被記録材
に熱を奪われるためにそれに応じて加熱しなければなら
ないが、被記録材の通らない部分が同様に加熱される
と、発熱体等の熱容量が小さく幅方向の熱伝導性も悪い
ためその部分だけ温度がどんどん上昇する。そして異常
に上昇すると、その状態で幅広の被記録材を通すとホッ
トオフセットを起こしたり、あるいは発熱量が不安定に
なったり、ひいては発熱手段である励磁コイル等を損傷
してしまうことにもなる。このような部分的な昇温につ
いては上記従来例のように発熱体もしくはその他の部品
の一部分の温度を検出しても制御することは不可能であ
る。

【０００９】これらの温度制御の不安定性はフィルム加
熱方式に限らず、ハロゲンランプや電磁誘導を用いた熱
ローラ方式でウォームアップ時間の短縮をはかるために
ローラの肉厚をどんどん薄くして熱容量を小さくしてい
った場合も同様である。

【００１０】一方、上記従来発明の一部実施例ではキュ
リー温度を設定したフィルムを用いて自己温度制御性を
得ようという試みが開示されているが、本発明者らの実
験によれば上記従来例の構成の発熱体では適切な自己温
度制御は困難である。すなわち、上記従来例ではフィル
ム導電層は後述の表皮深さに比べてかなり薄くなるよう
に設定しておりキュリー温度の上下で誘導電流の流れる
通路の断面積が変わらないため、発熱量にほとんど変化
がない。したがって像加熱装置のための適切な制御が不
可能で、温度検知手段の省略や、上記のような部分的な
過昇温の問題の解決をすることはできない。

【００１１】すなわち、本発明者らは、「自己温度制御
特性を得るためには、昇温時は抵抗の高い部分にほとん
どの誘導電流を流してより多く発熱させ、キュリー温度
を超えたら抵抗の低い部分に電流を多く流して発熱を少
なくすることによって、その発熱量の差が所定量以上現
われるような一定の構成が必要である。」という知見を
得るに到ったのである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、少なくとも一部は所定のキュリー温度に
設定された磁性層でなる発熱部材と、前記発熱部材に対
向してこれを交番磁界で励磁する励磁部材と、トナー像
を担持した被記録材を挟持搬送して前記発熱部材の熱に
より加熱するためのニップを形成するニップ形成手段と
を有し、前記発熱部材は励磁されたときの常温での発熱
量に対しキュリー温度以上での発熱量が２分の１以下に
なるように構成された発熱部材である像加熱装置と、こ
れを用いた画像形成装置である。

【００１３】また本発明は、少なくとも一部は所定のキ
ュリー温度に設定された磁性層とこれに近接した前記磁
性層より抵抗の低い導電層とでなる発熱部材と、前記発
熱部材に対向してこれを交番磁界で励磁する励磁部材
と、トナー像を担持した被記録材を挟持搬送して前記発
熱部材の熱により加熱するためのニップを形成するニッ
プ形成手段とを有し、前記発熱部材は励磁されたときの
常温での発熱量に対しキュリー温度以上での発熱量が２
分の１以下になるように構成された発熱部材である像加
熱装置と、これを用いた画像形成装置である。

【００１４】また本発明は、少なくとも一部が所定のキ
ュリー温度に設定された磁性層でなる発熱部材と、前記
発熱部材に対向してこれを交番磁界で励磁する励磁部材
と、トナー像を担持した被記録材を挟持搬送して前記発
熱部材の熱により加熱するためのニップを形成するニッ
プ形成手段とを有し、さらに前記キュリー温度は、装置
動作時において前記キュリー温度近傍での前記磁性体の
比透磁率低下により前記発熱部材の安定する温度が前記
トナーのコールドオフセット開始温度より高く、かつそ
の安定時のニップ出口における温度が前記トナーのホッ
トオフセット開始温度より低くなるように、設定されて
いることを特徴とする像加熱装置と、これを用いた画像
形成装置である。

【００１５】また本発明は、少なくとも一部が所定のキ
ュリー温度に設定された磁性層とこれに近接した前記磁
性層より抵抗の低い導電層とでなる発熱部材と、前記発
熱部材に対向してこれを交番磁界で励磁する励磁部材
と、トナー像を担持した被記録材を挟持搬送して前記発
熱部材の熱により加熱するためのニップを形成するニッ
プ形成手段とを有し、さらに前記キュリー温度は、装置
動作時において前記キュリー温度近傍での前記磁性体の
比透磁率低下により前記発熱部材の安定する温度が前記
トナーのコールドオフセット開始温度より高く、かつそ
の安定時のニップ出口における温度が前記トナーのホッ
トオフセット開始温度より低くなるように、設定されて
いることを特徴とする像加熱装置と、これを用いた画像
形成装置である。

【００１６】

【発明の実施の形態】図８は本発明の実施例の像加熱装
置を定着装置として用いた画像形成装置の断面図であ
る。以下にこの装置の構成と動作を説明する。

【００１７】１は電子写真感光体（以下感光ドラム）で
ある。感光ドラム１は矢印の方向に所定の周速度で回転
駆動されながら、その表面が帯電器２によりマイナスの
所定の暗電位Ｖ０に一様に帯電される。

【００１８】３はレーザビームスキャナであり、図示し
ない画像読取装置やコンピュータ等のホスト装置から入
力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応
して変調されたレーザビームを出力する。上記のように
一様帯電された感光ドラム１の表面が、このレーザビー
ムで走査露光されて、露光部分は電位絶対値が小さくな
って明電位ＶＬとなり、感光ドラム１面に静電潜像が形
成される。

【００１９】次いでその潜像は現像器４によりマイナス
に帯電した粉体トナーで反転現像されて顕像化される。

【００２０】現像器４は回転駆動される現像ローラ４ａ
を有し、そのローラ外周面にマイナスの電荷をもったト
ナーの薄層が形成されて感光ドラム１面と対抗してお
り、その現像ローラ４ａにはその絶対値が感光ドラム１
の暗電位Ｖ０より小さく、明電位ＶＬより大きな現像バ
イアス電圧が印加されていることで、現像ローラ４ａ上
のトナーが感光ドラム１の明電位ＶＬの部分にのみ転移
して潜像が顕像化される。

【００２１】一方給紙部１０からは被記録材１５が一枚
ずつ給送され、レジストローラ対１１、１２を経て、感
光ドラム１とこれに当接させた転写ローラ１３とのニッ
プ部へ、感光体ドラム１の回転と同期した適切なタイミ
ングで送られる。転写バイアスの印加された転写ローラ
１３の作用によって、感光ドラム１上のトナー像は被記
録材１５に順次転写される。転写部を通った被記録材１
５は感光ドラム１から分離され、定着装置１６へ導入さ
れ、転写トナー像の定着が行われる。定着されて像が固
定された被記録材１５は排紙トレイ１７へ出力される。

【００２２】被記録材分離後の感光ドラム１面はクリー
ニング装置５で転写残りトナー等の感光ドラム面残留物
の除去を受けて清浄にされ、繰り返し次の作像に供され
る。

【００２３】次に、本発明の実施例の像加熱装置を詳細
に説明する。 （実施例１）図１は本発明の第１の実施例の像加熱装置
として、磁性体で構成した加熱ローラを用いた定着装置
の斜視図である。発熱部材としての加熱ローラ２１は、
約２１０℃のキュリー温度となるように調整した直径４
５ｍｍ、肉厚１ｍｍの磁性合金を基体として、その表面
にトナーとの間の離型性を得るために厚さ１５μｍのフ
ッ素樹脂をコーティングしたものである。本実施例では
磁性合金として、鉄とニッケルとクロムの合金を使用し
ている。合金の材料や組成割合は、必要な飽和磁束密度
や目的のキュリー温度の設定に応じて変更できるもので
ある。

【００２４】前記加熱ローラ２１は定着装置本体に対し
回転可能に図示しない軸受けによって支持され、その内
部にはこれを誘導加熱する誘導加熱部が定着装置本体に
対し固定支持、設置されている。誘導加熱部は、加熱ロ
ーラの内側に配置したボビン２２に巻き回した励磁部材
としての励磁コイル２３と、励磁コイル２３に高周波の
交番電流を供給する交番電源２４とによって構成してい
る。本実施例では、加熱効率を良くするためにボビン２
２の内部に芯材としてフェライト２５を挿入している。
また励磁コイル２３としては、細い導線を束ねた構成の
リッツ線を使用している。

【００２５】２６は表面がシリコンゴムで構成された加
圧ローラで、加熱ローラに押圧されシリコンゴムが変形
することによって、加熱ローラとの間に所定の押圧部で
あるニップ部２７を形成した状態で回転可能に定着装置
本体に軸受け支持されている。すなわち、加熱ローラ２
１と加圧ローラ２６により、ニップ形成手段が構成され
る。ニップを形成した状態で、加熱ローラ２１は図示さ
れない駆動手段によって回転され、これに従動して加圧
ローラ２６も回転される。２８はニップ部２７の出口近
傍における加熱ローラ表面の温度を検出するサーミスタ
である。

【００２６】被記録材１５はその表面に未定着のトナー
像３１を乗せた状態で、矢印Ｘの方向に定着装置に挿入
され、ニップ部２７を通過することによって、トナーが
定着固定される。

【００２７】以上のように構成された定着装置を、常温
からのウォーミングアップとしてまず交番電源２４によ
り周波数２３ｋＨｚの交番電流で励磁コイルを駆動し加
熱開始した後一定時間後に、加熱ローラ２１の周速２０
０ｍｍ／ｓｅｃになる速度で回転動作させた。その経過
の加熱ローラ２１の表面温度をサーミスタ２８により検
出していると、常温から立ち上がったのち一定時間後に
約１９０℃に安定していく状態を示した。

【００２８】安定温度に落ち着いた後に、被記録材を連
続で通すと加熱ローラ２１のニップ部出口近傍の表面は
約１６５℃で安定して制御されていた。

【００２９】以上のような状態の、加熱ローラでの発熱
量と制御されている温度の関係を以下に説明する。

【００３０】まず励磁コイル２３に高周波の交番電流が
供給されると、それに応じた高周波交番磁界が発生しこ
れが加熱ローラ２１と鎖交し、加熱ローラ２１内に誘導
電流が発生しこれを誘導加熱する。この時加熱ローラ２
１はキュリー温度が２１０℃になるように組成を調整さ
れた合金で構成されているので、キュリー温度以下であ
る間と、キュリー温度近傍あるいはこれを超えた温度に
なった後とではその中に流れる電流の状態が格段に相違
する。すなわち加熱ローラ２１は自己温度制御特性を備
えている。図２（ａ）（ｂ）はこの自己温度制御特性を
説明するものである。

【００３１】図２（ａ）は加熱ローラが常温近くにある
ときに発生する誘導電流の流れる部分をハッチングで示
したもので、表皮効果によって表面部の一定厚さの部分
に集中している。この時の電流の大部分が流れる部分の
厚さすなわち表皮深さδは理論的には次の式で表され
る。

【００３２】 δ＝５０３．３｛ρ／（ｆ＊μ）｝＾０．５ ただし δ：表皮深さ ｍ ρ：材料の固有抵抗 Ωｍ ｆ：励磁周波数 Ｈｚ μ：材料の比透磁率 本実施例で用いた合金は、固有抵抗が７．２＊１０＾−
７Ωｍ、常温での比透磁率が約１００のものを用いたの
で計算上では表皮深さは約０．２８ｍｍとなる。すなわ
ち常温近くではほとんどの誘導電流は加熱ローラ２１の
内面約０．２８ｍｍ以内に集中して流れる。

【００３３】一方図２（ｂ）は加熱ローラ２１がキュリ
ー温度以上になった時に誘導電流が流れる範囲をハッチ
ングで示したものであり、この場合には上記の比透磁率
が約１になるので表皮深さに相当する厚さは常温の場合
の約１０倍になるため、加熱ローラの厚さ１ｍｍの全体
に渡って電流が流れることになる。

【００３４】以上の誘導電流の状態の変化により、電流
の流れる部分の厚さが常温近くに比べてキュリー温度以
上では約３倍に増加するので、それだけ総抵抗が減った
ことになる。一定電流で励磁したとすると発熱量は抵抗
に比例するので約３分の１になる。材料の温度状態に対
する発熱量の変化の様子を図３の発熱曲線Ｂａで示す。
この図では横軸に加熱ローラ材料の温度（仮にローラ全
体が均一温度として）、縦軸に発熱量を表している。比
透磁率は実際にはキュリー温度Ｔｋでいきなり１００か
ら１に変わるのではなく、キュリー温度Ｔｋに向かって
徐々に低下していくので発熱量も図のように温度上昇に
伴って徐々に低下しキュリー温度Ｔｋ近傍で急速に下が
っていく。そしてキュリー温度Ｔｋ以上では電流の流れ
る範囲が厚さ全体となって一定しているので一定発熱量
に落ち着く。本実施例の構成では常温Ｔｎでの発熱量Ｑ
１とキュリー温度以上での発熱量Ｑ２との比は約３対１
となる。

【００３５】以上のような誘導発熱による発熱量に対し
て、加熱ローラ自体が最終安定する温度はこれらの発熱
量と加熱ローラから奪われる熱量とがバランスしたとき
の温度である。一般に定着装置の加熱ローラからは軸受
け支持部や加圧ローラでの熱伝導あるいは雰囲気中への
放射、対流により一定熱量が逃げる。これらの逃げる熱
量は加熱ローラの温度が高いほど大きくなる。この逃げ
る熱量を熱負荷曲線として図３で表すとＤの様になる。
この熱負荷曲線Ｄと発熱曲線Ｂａの交点Ｅａが安定温度
である。本実施例で被記録材を通さないで加熱した場合
に安定した温度が１９０℃になったのはこの交点Ｅａが
１９０℃であることを示している。ただし詳細に加熱ロ
ーラの温度を点検すれば温度分布が存在し、発熱量と温
度がバランスしている点も部分によって微妙に異なった
位置にあると思われるが、加熱ローラ全体の平均的な関
係としては上記のようになっているとみてよい。

【００３６】次に被記録材を通したときニップ出口近傍
での温度が１６５℃で安定したのは、加熱ローラに対す
る全体の熱負荷が被記録材への逃げる熱量によって増加
したことによる。計測温度はニップ出口のものなので、
ここでは被記録材に奪われた後の表面の低い温度が現わ
れているが、加熱ローラ全体の平均温度としても被記録
材無しの温度よりは全体に低い温度で制御されていると
みてよい。図３に、この被記録材を連続で通したときの
熱負荷曲線をＦ、その時の熱の収支のつりあう安定点を
それぞれＧとして示す。点Ｇは加熱ローラ全体の平均温
度を代表的に表しているので、上記で計測された温度１
６５℃よりは若干高く約１７５℃である。

【００３７】次に発明者らは一般の代表的な構成の定着
器に於ける熱の損失を測定した。これによればプロセス
速度１５０ｍｍ／ｓｅｃ、ローラ制御温度１８０℃にお
いて総熱量は約４９０Ｗでそのうち被記録材へ奪われる
熱量が約２３０Ｗで約４７％、その他の５３％が加圧ロ
ーラや支持部分で逃げる熱量及び雰囲気中への放散熱量
であった。プロセス速度が変わると総熱量とともに被記
録材に奪われる熱量が変わるが、最も一般的によく使わ
れる１００〜２５０ｍｍ／ｓｅｃの速度でのニップ排出
後の被記録材の温度測定による熱量計算では、定着温度
周辺での総熱量に対する被記録材に奪われる熱量は約２
分の１程度もしくはそれを超えない範囲であり、その割
合は大きく変わらないことがわかった。

【００３８】このことから多くの場合、図３における被
記録材を通さない場合の安定点Ｅａでの熱量は、被記録
材を通した場合の安定点Ｇにおける熱量の２分の１以上
にあることがわかる。

【００３９】被記録材の有無に関わらず安定的に加熱ロ
ーラの温度を制御するためには、安定点Ｅａ、Ｇの何れ
もが発熱曲線Ｂａにおいてキュリー温度近傍で発熱量が
急速に降下する坂の部分に位置することが望ましい。す
なわち発熱量Ｑ１に対するＱ２の比が２分の１より大き
くなる発熱曲線Ｂｂ（破線で示す）の場合に、例えば安
定点Ｇを前記の急速降下部分に設定すると被記録材を通
さないときの安定点がキュリー温度以上の一定発熱の部
分Ｅｂになってしまうため、負荷曲線が水平に近い場合
には非常に不安定な温度制御になってしまう。

【００４０】以上のことから、発熱量Ｑ１に対するＱ２
の比は２分の１以下が必要で、望ましくは３分の１以下
であれば被記録材の有無に関わらず非常に安定した温度
制御が可能である。

【００４１】したがって、前記の加熱ローラ２１の磁性
合金の構成としては励磁される周波数に対応した表皮深
さの２倍以上の厚さを持っていれば常温時とキュリー温
度以上で発熱量が２分の１以下となり上記の安定した制
御が可能である。

【００４２】次に、本実施例における温度設定の関係を
説明する。本実施例に用いた加熱ローラとトナーに対し
てハロゲンランプとサーミスタを用いて各種の温度設定
でオフセット範囲を調べたところ、本実施例の設定速度
下ではニップ入り口付近の加熱ローラの温度が１６０℃
を下回った時にコールドオフセット（トナーが溶融しき
れずに加熱ローラに付着する現象）が開始し、ニップ出
口付近の温度が２１０℃を上回った時にホットオフセッ
ト（溶融したトナーが加熱ローラに付着する現象）が開
始した。したがってこのトナーのコールドオフセット開
始温度Ｔｃは１６０℃でホットオフセット開始温度Ｔｈ
は２１０℃であることが分かった。

【００４３】前述のように発熱体である加熱ローラ２１
の自己温度制御による安定温度はキュリー温度そのもの
になるものではなく、発熱曲線と逃げる熱すなわち熱負
荷との関係で定まる温度に安定する。一方未定着のトナ
ー像を加熱体等へのオフセット無く安定した定着を行う
ためには、トナーがコールドオフセットしないためには
溶融固着できる最低温度Ｔｃ以上がニップ内の何れかの
部分で必要であり、かつ一方では少なくともニップ出口
における温度がトナーがホットオフセット開始する温度
Ｔｈより低く設定されていることが必要である。

【００４４】まず、想定され得る各種の発熱曲線及び負
荷曲線において、制御温度は最高の場合キュリー温度付
近で安定制御される可能性があることから、キュリー温
度Ｔｋは最低要件としてＴｃ以上であることが必要であ
る。

【００４５】一方、キュリー温度Ｔｋをどこまで高く設
定できるかは、所定のキュリー温度に対してどれだけず
れた温度で制御されるか、すなわち図３の安定点Ｇとそ
れからさらにニップ出口で温度低下した分がキュリー温
度に対して何度低くなるかによる。ニップ出口温度とキ
ュリー温度の間の可能性ある最大のずれ温度分αをＴｈ
に加えた値以下であることが、キュリー温度Ｔｋに必要
な最低要件となる。このずれ温度は発熱曲線Ｂａの形
と、定着装置の構成や速度等によって定まる負荷曲線と
で決まってくる。

【００４６】上記からキュリー温度Ｔｋに必要な条件は Ｔｃ≦Ｔｋ≦Ｔｈ＋α である。

【００４７】本実施例では、加熱ローラのニップ出口近
傍の温度はキュリー温度Ｔｋより約４５℃低い１６５℃
で安定し、これはホットオフセット温度２１０℃より充
分低く、したがってホットオフセットも無い状態になっ
ている。一般の定着装置で最大ずれ温度αが何度程度に
なる可能性があるかは後述する。

【００４８】以上のように構成した定着装置に、図８の
画像形成装置でトナー像を転写された被記録材１５を、
図１に示すようにトナー３１のある面を上側にして矢印
の方向から突入させ、被記録材１５上のトナーを定着し
た。

【００４９】以上の実施例によれば、発熱部材自身が自
己温度制御特性を持つので、キュリー温度を定着温度に
対して適切な値に設定しておくことによって、温度制御
が自動的に行えるので制御のためのサーミスタなどの温
度検出部材や制御回路部が不要である。また加熱体を低
熱容量にしていくと被記録材幅方向の部分的な温度差が
発生し易いのに対して、自己温度制御は部分的にも発熱
作用の差が生じるので、幅の狭い被記録材を連続で通し
ても、被記録材の通過しない部分が異常に高温になるこ
とがなく、またその後幅広の被記録材を通してもホット
オフセットすることがない。したがって自己温度制御が
可能な構成の範囲で、加熱ローラの熱容量を小さくで
き、ウォーミングアップ時間を短くできる。

【００５０】以上が第１の実施例の説明である。 （実施例２）次に第２の実施例の定着装置を説明する。
本実施例は第１の実施例の定着装置とは加熱ローラの構
成が異なるのみで他は同様であるので、全体構成の図は
省略し前と同じ働きをする構成部材は同じ番号を用いて
説明する。図４（ａ）（ｂ）は本実施例の発熱部材とし
ての加熱ローラの断面の構成を示すとともに、第１の実
施例と同様にその自己温度制御特性を説明するものであ
る。本実施例の加熱ローラ４１は、内側に約２１０℃の
キュリー温度となるように調整した肉厚０．３ｍｍの磁
性合金層４２を設け、その外側に厚さ０．３ｍｍの高導
電層としてのアルミニウム層４３を形成し、かつその表
面にトナーとの間の離型性を得るために厚さ１５μｍの
フッ素樹脂をコーティングしたものである。本実施例の
磁性合金は、第１の実施例と同様、鉄とニッケルとクロ
ムの合金を使用している。

【００５１】以上のように構成された加熱ローラを第１
の実施例と同様、周波数２３ｋＨｚの交番電流で励磁コ
イル２３を駆動し加熱した。この例では常温から立ち上
がったのち一定時間後に約１９５℃に安定していく状態
を示した。安定温度に落ち着いた後に、被記録材を連続
で通すと加熱ローラ４１のニップ部出口近傍の表面は約
１７５℃で安定して制御されていた。

【００５２】前と同様に加熱ローラ４１内では、キュリ
ー温度以下である間と、キュリー温度近傍あるいはこれ
を超えた温度になった後とでは流れる電流の状態が格段
に相違する。

【００５３】図４（ａ）は加熱ローラが常温近くにある
ときに発生する誘導電流の流れる部分をハッチングで示
したもので、表皮効果によってほとんどの電流が磁性合
金層４２のみに集中して流れる。第１の実施例と同じ磁
性合金を用いているので、この時の表皮深さは約０．２
８ｍｍでありこの磁性合金の厚さはこの表皮深さと同等
となっている。

【００５４】一方図４（ｂ）は加熱ローラ４１がキュリ
ー温度以上になった時に誘導電流が流れる範囲をハッチ
ングで示したものであり、この時はほとんどの電流は外
側のアルミニウム層４３内に流れる。この場合には磁性
合金層４２の比透磁率が約１になるので磁束が磁性合金
層を貫いて発散し、加熱ローラの厚さの全体に渡って電
流が流れようとするが、磁性合金層４２に比べてアルミ
ニウム層４３の電気抵抗は著しく小さいのでほとんどの
誘導電流がアルミニウム層４３に流れるとみてよい。

【００５５】これらの発熱量を比較すると、本実施例で
用いた磁性合金は第１の実施例と同じく固有抵抗が７．
２＊１０＾−７Ωｍであるのに対して、アルミニウムの
固有抵抗は２．５＊１０＾−８と磁性合金の約２９分の
１であり、かつ電流の流れる部分の厚さはほぼ０．３ｍ
ｍで同等なので、定電流で駆動したとすると（ｂ）では
（ａ）の約２９分の１の発熱しか起こらない。

【００５６】以上のように本実施例のような２層構成の
発熱体の場合には全体の層の厚さをそれほど増やすこと
なく、常温の時の発熱量に対してキュリー温度近傍ある
いはキュリー温度以上での発熱量を著しく小さくするこ
とができる。本実施例では高導電層としてアルミニウム
を用いたが、銅、ニッケル等他の高導電性の材料であっ
ても同様の効果を得ることができる。前述のように、一
般の定着器において被記録材の有無に関わらず安定的に
加熱ローラの温度を制御するためには、キュリー温度以
上での発熱量が常温での発熱量に対して少なくとも２分
の１以下であることが必要である。本実施例の２層構成
では、高導電層（本実施例ではアルミニウム層）全体の
電気抵抗が磁性層全体の電気抵抗同等以下であれば、高
周波電流の周波数による表皮深さを磁性合金層の厚さ程
度に設定することによって、発熱量を２分の１以下にで
きる。すなわち磁性層の固有抵抗と厚さをそれぞれρ
１、ｔ１、高導電層の固有抵抗と厚さをそれぞれρ２、
ｔ２とすると、 ρ１／ｔ１≧ρ２／ｔ２ であれば、少なくとも発熱量を２分の１以下にできる。
すなわち高導電層に用いる材料の固有抵抗が非常に小さ
ければそれだけ薄い層構成で同等の効果が得られるもの
である。このことはウォームアップ短縮等のために発熱
体の熱容量を小さくする必要がある場合さらに有利であ
る。

【００５７】一方本実施例の２層構成では発熱量の比を
容易に大きくすることができるとともに、前記のキュリ
ー温度に近づく時の発熱量の降下曲線も急激となるの
で、それに伴ない制御温度もキュリー温度に近くなるよ
うに設定できる。本実施例の場合、前述のニップ出口に
おける温度とキュリー温度のずれ温度は約３５℃であっ
た。

【００５８】なお本実施例では、磁性層に高導電層を積
層して２層構造の加熱ローラとしたが、加熱ローラは磁
性層のみで構成し、これに近接してニップ部を除いて周
囲を取り囲む形で非接触の高導電層を設置してもよい。
このように非接触の２層で構成した場合には、さらに加
熱体としての加熱ローラの熱容量が小さくできる。

【００５９】（実施例３）次に第３の実施例の定着装置
を説明する。図５は本発明の第３の実施例の像加熱装置
としての定着装置の断面図である。

【００６０】薄肉のフィルム５１はＮｉを電鋳によって
エンドレス状に作成した直径３０ｍｍ厚さ５０μｍのフ
ィルムであって、その表面には離型性を付与するため、
フッ素樹脂の厚さ２０μｍの離型層５２が被覆してあ
る。フィルム５１の材質としてはＦｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｃ
ｒなどの何れかの金属を単独あるいは合成で形成しても
よい。またこの実施例では発熱は後述の発熱部材で行わ
れるので、フィルム５１としては金属以外のポリイミド
樹脂、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂をフィルム状にしたも
のを用いることもできる。また表面の離型層５２はＰＴ
ＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、シリコンゴム、フッ素ゴム等の
離型性の良好な樹脂やゴムを単独あるいは混合で被覆し
てもよい。モノクロ画像の定着用としては離型性のみを
確保すればよいが、カラー画像の定着用として用いる場
合には弾性を付与するのが望ましく、その場合にはやや
厚いゴム層を形成する必要がある。

【００６１】５３は発熱部材としての励磁コイルで、フ
ェライトで構成された芯材５４に巻き付けられており、
芯材５４は紙面奥行き方向の端部で画像形成装置本体に
固定支持されている。芯材５４は鉄、パーマロイ等の高
透磁率の材料を用いることもできる。図６は芯材５４と
励磁コイル５３の構成の斜視図で、励磁コイル５３には
励磁回路５５から３０ｋＨｚの交番電流が印加され、こ
れによって、励磁コイル５３の周囲に矢印Ｈで示した磁
束が生成消滅を繰り返す。

【００６２】再び図５に戻り励磁コイル５３と芯材５４
に対向した位置には微少な間隙を介して発熱部材５６が
設置され、これは下面がフィルム５１の内面に接するよ
うにバネ付勢（図示せず）されて画像形成装置本体に支
持されている。励磁コイルにより発生した磁束は主にこ
の発熱部材５６に集中して貫通するように芯材５４の形
状が構成され配置されている。本実施例では芯材５４は
断面がＥ状をなしている。本実施例では励磁コイル５
３、芯材５４と発熱部材５６との間に間隙を設けたが、
ここに間隙の代わりに断熱材をつめてもよい。

【００６３】発熱部材５６は２枚の金属板を密着させた
構成で成り、励磁コイルに対向した側は厚さ０．３ｍｍ
の鉄・ニッケル・クロムの合金でなる磁性層としての磁
性板５７であり、そのキュリー温度が材料中に混合する
クロム量により２００度Ｃになるように調整されて製造
されている。発熱部材のフィルムに接する側は高導電層
としての厚さ０．４ｍｍのアルミニウムでなる導電板５
８で構成されている。フィルムは後述の回転移動の際、
発熱部材５６の導電板５８の面に接して摺動しながら移
動する。発熱部材５６は全体には円弧状であるが、その
中央部には平坦部５９が設けてある。

【００６４】本実施例では、上記の発熱部材５６の構成
によってこれに自己温度制御特性を持たしている。第２
の実施例と同様に、常温下では表皮効果によって電流は
磁性板５７に集中して流れ、発熱部材がキュリー温度近
くになると磁性板５７の磁性がなくなっていくため磁束
が外側の導電板５８の方にも発散して、誘導電流は電気
抵抗の低い導電板５８内の部分で圧倒的に流れだし、こ
の時は電気抵抗が低いので熱の発生が格段に少なくな
る。計算によれば常温下での表皮効果による電流の流れ
る部分の深さは、励磁電流の周波数が３０ｋＨｚのとき
０．２５ｍｍ程度の厚さになる。磁性板５７の厚さはこ
の表皮深さと同等かそれ以上であれば、低温時には電流
がほとんど磁性板５７内で発生する。電流周波数を上げ
ればそれだけ表皮深さは小さくなり、それだけ薄い磁性
板を用いることができる。しかし励磁電流の周波数はあ
まり高くするとコストがかかり、外部に出るノイズも大
きくなる。

【００６５】本実施例では発熱体は上記構成でプロセス
速度を１００ｍｍ／ｓｅｃに設定し、約１８０℃の安定
した温度制御が実現でき、その時のニップ出口近傍の温
度を測定すると約１７０℃であった。したがって本実施
例の場合、前述のニップ出口における温度とキュリー温
度のずれ温度は約３０℃である。

【００６６】本実施例では発熱体として２層構成のもの
を用いたが、発熱体として表皮深さの２倍程度以上の厚
さの磁性体単体で構成してもよい。

【００６７】また発熱体として表皮深さ程度の磁性板の
１層構成を用いて、フィルムに例えば銅等の高導電性の
材料を用いて、キュリー温度以下のときにはこの部分に
電流を流して発熱を少なくすることも可能である。この
場合にも発熱体である磁性層の固有抵抗と厚さをそれぞ
れρ１、ｔ１、高導電層としてのフィルム基材の固有抵
抗と厚さをそれぞれρ２、ｔ２とすると、 ρ１／ｔ１≧ρ２／ｔ２ であれば、少なくとも発熱量を２分の１以下にできる。
例えばフィルム基材が銅であればその固有抵抗は１．７
＊１０＾−８であるので前述の磁性合金のそれの４２分
の１であり、したがってフィルムの厚さとしては約７μ
ｍ以上あれば上記の条件を満たす。

【００６８】またさらには、表皮深さ程度の磁性板の１
層構成を用いて、後述のこれと対向する加圧ローラの内
部にアルミニウム等高導電性の材料を用いて、キュリー
温度以下のときにはこの部分に電流を流して発熱をほと
んどなくすことも可能である。

【００６９】なおこの実施例では導電板としてアルミニ
ウムを用いたが他の銅などの導電性の高い金属を用いる
こともできる。また磁性板もキュリー温度を設定できる
他の合金でも同様の効果を得ることが可能である。また
さらに導電板５８のフィルム５１と摺動する面には熱伝
導性に大きな影響を与えない程度のフッ素樹脂等の数μ
ｍのごく薄い滑剤層を設けてもよい。

【００７０】６１は加圧手段としての加圧ローラで、金
属軸６２に一体に成型された直径３５ｍｍの低硬度（Ｊ
ＩＳＡ２５度）の弾力性のあるシリコーンゴムでなり、
図５のように発熱部材の平坦部５９に沿うように表面を
変形させながらフィルム５１を介して発熱部材５６に圧
接されてニップ５４を形成し、その位置で回転できるよ
うに、画像形成装置本体に回転可能に支持されている。
図示しない駆動手段によって、加圧ローラを矢印Ｙ方向
に回転させることによって、摩擦でフィルムを回転させ
る。

【００７１】加圧ローラ６１の材質は他のフッ素ゴム、
フッ素樹脂等の耐熱性樹脂やゴムで構成しても良い。ま
た加圧ローラ６１の表面には耐摩耗性や離型性を高める
ために、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の樹脂あるいはゴ
ムを単独あるいは混合で被覆してもよい。熱の放散を防
ぐため、加圧ローラは熱伝導性の小さい材料で構成され
ることが望ましい。

【００７２】以上のように構成した定着装置に、図８の
画像形成装置でプロセス速度を１００ｍｍ／ｓｅｃに設
定し、トナー像を転写された被記録材１５を、図５に示
すようにトナー３１のある面を上側にして矢印の方向か
ら突入させ、被記録材１５上のトナーを定着した。

【００７３】以上の実施例によれば、発熱部やフィルム
は熱容量が小さく、ウォームアップ時間が短くできる。
また発熱部材自身が自己温度制御特性を持つので、発熱
部が異常に高温になったりすることはなく、キュリー温
度を定着温度に対して適切な値に設定しておくことによ
って、定着温度にほぼ近い温度の温度制御が自動的に行
えるものである。また特に本実施例のようにフィルムの
ような低熱容量の加熱体を用いる場合には、図５の奥行
き方向の部分的な温度差が発生し易い。これに対して自
己温度制御は部分的な発熱作用の差も発生するので、幅
の狭い被記録材を連続で通しても、被記録材の通過しな
い部分が異常に高温になることがなく、またその後幅広
の被記録材を通してもホットオフセットすることがな
い。

【００７４】また、発熱体の材質・厚さ等はフィルムと
は独立して設定できるので、自己温度制御を行うために
最適な材料・厚さ・形状を選ぶことができ、フィルムの
熱容量もそれとは別に設定できる。

【００７５】（実施例４）次に第４の実施例の像加熱装
置として、特にカラー像を定着するのに適した定着装置
を図７を用いて説明する。

【００７６】第４の実施例において、第３の実施例の定
着装置と同様の構成で同じ役割をする部分は、その詳細
な説明を省略する。

【００７７】本実施例では、フィルム８１の基材は直径
が８０ｍｍの大きさに設定されている点を除いて、材質
・厚さ等は第３の実施例のフィルム基材と同様である。
その表面８２には、カラー画像の定着のために５０μｍ
のシリコンゴムを被覆した。またこの実施例でも発熱は
後述の発熱部材で行われるので、フィルム８１としては
金属以外のポリイミド樹脂、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂
をフィルム上にしたものを用いることもできる。フィル
ム８１は、表面が低硬度（ＡＳＫＥＲＣ３５度）の弾力
性ある発泡体のシリコンゴムで構成された低熱伝導性ロ
ーラとしての直径３０ｍｍの第１ローラ８３と、表面が
硬度ＪＩＳＡ６０度のシリコンゴムで構成された直径４
０ｍｍの第２ローラ８４に所定の張力をもって懸架さ
れ、矢印Ｚ方向に回転移動可能となっている。第１ロー
ラ８３、第２ローラ８４はそれぞれ金属軸８５、８６に
それぞれのゴムを一体的に成型されたものであり、図示
しない装置本体の駆動手段によって金属軸８５がフィル
ムを回転移動するように駆動される。加圧ローラ８７は
硬度ＪＩＳＡ６０度のシリコンゴムで構成され、フィル
ム８１を介して図７のように第１ローラ８３に対して圧
接し、その状態で金属軸８８を軸に従動で回転可能にし
た。

【００７８】第１ローラ８３と第２ローラ８４の間に
は、フィルム８１の背面に軽く接するように発熱部材８
９が像形成装置本体に対し図７の下側に向かってバネ付
勢支持されている。発熱部材８９は第３の実施例と同様
に内側の磁性層としての磁性板９０とフィルム側の高導
電層としての導電板９１の２層でなり、その材質と厚さ
は第３の実施例と同じ設定にしている。また導電板９１
のフィルム移動方向の先端部８９ａは、フィルム８１と
加圧ローラ８７の間に形成されたニップ９２の部分まで
伸びてニップ部９２の一部をフィルム背面から軽く押す
ようにしている。発熱部材８９と対向して、フィルム８
１の反対側には小さな間隙を有して、発熱手段としての
励磁コイル９３と、フェライトで構成された芯材９４が
像形成装置本体に対し固定されて設置されている。この
励磁コイル部の形状は図６で示された第３の実施例に用
いられる励磁コイル部とほぼ同様である。

【００７９】フィルム８１の上部では離型オイルを含浸
したオイルローラ９５が従動で回転可能に軽く圧接され
おり、フィルム８１の移動に伴って定量の離型オイルが
フィルム８１のシリコンゴム８２表面に供給される。

【００８０】以上のように構成した定着装置をプロセス
速度１５０ｍｍ／ｓｅｃで動作させ、図示しないカラー
画像形成装置で形成したカラー画像を乗せた被記録材９
６を図７の矢印の方向から突入させて、被記録材９６上
のカラートナー９５を定着した。

【００８１】用いたカラートナー９５はポリエステルを
基材としたシャープメルトのカラートナーで、５８℃の
ガラス転移点と１０７℃の軟化点を有している。このカ
ラートナーは本実施例のオイル塗布されたフィルムとの
間では、本実施例の設定速度下でフィルム最高温度が１
５０℃を下回るとコールドオフセットを起こし、ニップ
出口におけるフィルム温度が１９０℃を超すとホットオ
フセットを起こすことが分かっている。

【００８２】本実施例では磁性板９０のキュリー温度は
２３０℃に設定し、被記録材を連続で通している時の発
熱部材の平均温度が約２００℃で安定する自己温度制御
特性を得た。また被記録材が通過する時のニップ出口近
傍のフィルム８１表面の温度を測定すると約１７０℃で
安定していた。本実施例の構成ではフィルム８１は発熱
部材８９から熱を供給された後、ニップ部９２において
被記録材に熱を奪われながら走行する。しかもフィルム
８１は熱容量が小さく設定されているためニップ出口に
おけるフィルム温度はニップ開始点に比べて大きく低下
する。したがって第１の実施例あるいは第２の実施例の
加熱ローラに比べて、ニップ出口における温度とキュリ
ー温度のずれ温度は６０度と大きくなっている。

【００８３】このニップ出口における温度低下は、フィ
ルムの熱容量が小さくなるほど大きくなる。本実施例に
用いたフィルム８１は基材が５０μｍ厚のニッケルでそ
の上に厚さ５０μｍのシリコンゴムを形成したものであ
るが、その熱容量を計算すると１ｃｍ＾２当たり約０．
００５ｃａｌ／度Ｃになる。本構成のようなニップ前で
フィルムを熱してその保有熱で定着する方式では、これ
以上熱容量を小さくするとニップ突入時の温度低下が激
しくなってコールドオフセットが発生し易くなり、ニッ
プ前での温度設定を異常に高くしなければならない。し
たがって、本実施例でのニップ出口における温度とキュ
リー温度のずれ温度は各種定着方式でも最も大きくなっ
ていると考えられる。

【００８４】よって、本実施例を含めて第１から第４の
実施例を考慮した各種の定着方式において、ニップ出口
における温度とキュリー温度のずれ温度の最大値は６０
〜７０℃程度とみてよい。

【００８５】以上のことから、キュリー温度Ｔｋに必要
な条件は各種の定着方式において Ｔｃ≦Ｔｋ≦Ｔｈ＋７０ であることがわかる。

【００８６】一般的にカラー用も含めたトナーと、表面
にフッ素樹脂、シリコンゴム、フッ素ゴム等の離型層を
形成した加熱ローラやフィルムとの間の、コールドオフ
セット開始温度Ｔｃおよびホットオフセット開始温度Ｔ
ｈは、それぞれ１４０℃程度以上および２１０℃程度以
下である場合が多い。したがって上記の条件は具体的に
は １４０≦Ｔｋ≦２８０ となる。

【００８７】本実施例では、発熱部はニップ近傍まで伸
びてニップ部で必要な発熱が得られる一方、励磁コイル
や芯材はその上流側に設置できるので、励磁コイル等が
ニップ部の温度の影響を受けて昇温しにくく、発熱量を
安定に保つことができる。

【００８８】さらに本実施例では、強い圧力が必要なニ
ップ９２の形成は第１ローラ８３と加圧ローラ８７との
間の押圧によって行われているので、そのために強い摩
擦力を受けながら摺動する部分が無く、高速・長時間の
運転にも適する。フィルム８１と発熱部材８９との圧接
は、トナーを定着するためのニップ形成とは無関係で、
熱伝導ができればよいため軽い圧接力でよい。

【００８９】また、本実施例では発熱部やフィルムは熱
容量が小さく、ウォームアップ時間が短くできる。また
フィルムの熱容量が小さいことから、フィルムが被記録
材に接しはじめると被記録材に熱が奪われはじめ、発熱
部材８９の先端部８９ａを過ぎると急速に温度が下が
り、ニップ部を通過して離れる時にはトナーがホットオ
フセットしにくい状態になる。よってニップ部に入ると
きの温度をかなり高く設定してもホットオフセットが起
こることはない。本実施例では発熱部材８９の先端がニ
ップ近傍まで伸びているのでニップ前半における温度を
微妙にコントロールできる。したがって、トナーの半溶
融状態の期間が比較的短いシャープメルトのカラートナ
ーでも一旦充分溶かしながらホットオフセット無しに定
着できるものである。またフィルムの熱容量が小さくて
も、発熱部材の構成により第３の実施例と同様の自己温
度制御特性を得ることができ、過昇温やホットオフセッ
トの無い優れたカラー像定着用の定着装置が得られる。

【００９０】一方フィルム８１内部の弾性ローラ８３は
材料自身熱伝導率が低いうえに発泡体で構成されている
ので内部の空隙の存在で、フィルム８１で発生した熱は
逃げにくく効率が良いものとなっている。

【００９１】なお本実施例では、磁性層に高導電層を積
層して２層構造の発熱体としたが、発熱体はは磁性層の
みで構成し、フィルムを例えば銅等で構成して高導電層
とし、キュリー温度以上ではここに多くの電流を流すよ
うにしてもよい。この場合にも発熱体である磁性層の固
有抵抗と厚さをそれぞれρ１、ｔ１、高導電層としての
フィルム基材の固有抵抗と厚さをそれぞれρ２、ｔ２と
すると、 ρ１／ｔ１≧ρ２／ｔ２ であれば、少なくとも発熱量を２分の１以下にできる。

【００９２】またさらに、磁性層で構成された発熱体に
対向した位置でかつフィルムの外側に近接した位置に、
非接触で高導電層を設置してもよい。この時の両層の距
離も第２の実施例で述べた距離程度以内にあれば自己温
度制御性が得られることになる。これらの高導電層を発
熱体と別体にする方法ではさらに発熱体の熱容量が小さ
くできる。

【００９３】

【発明の効果】以上のように本発明では、定着に最適な
発熱体自身の自動的な自己温度制御が可能であり、サー
ミスタ等の温度検出部材や温度制御回路が省略できる。

【００９４】また、加熱ローラやフィルム等の加熱体の
熱容量を小さく設定しても、自己温度制御により部分的
な温度偏移や過昇温が防止できる。したがって、幅の狭
い被記録材を連続で通しても、被記録材の通らない部分
が過昇温することなく、ホットオフセットを起こした
り、あるいは発熱量が不安定になったりすることがな
い。さらに励磁コイルやフィルム等加熱部の熱による破
損を防止できる。

【００９５】また加熱体の熱容量を小さくできるため、
ウォーミングアップ時間を短くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の像加熱装置の斜視図

【図２】本発明の第１の実施例の加熱ローラ内を流れる
電流の説明図

【図３】本発明の第１の実施例の像加熱装置の加熱ロー
ラの熱量と温度の関係を説明する図

【図４】本発明の第２の実施例の像加熱装置に用いる発
熱ローラの構成とその中を流れる電流の説明図

【図５】本発明の第３の実施例の像加熱装置の断面図

【図６】本発明の第３実施例の像加熱装置に用いる励磁
コイル部の斜視図

【図７】本発明の第４の実施例の像加熱装置の断面図

【図８】本発明の実施例の像加熱装置を用いた画像形成
装置の断面図

【図９】従来例の像加熱装置の断面図

【符号の説明】

１ 感光ドラム １５，９６ 被記録材 １６ 定着装置 ２１，４１ 加熱ローラ ２３，５３，９３ 励磁コイル ２５，５４，９４ 芯材 ２６，６１，８７ 加圧ローラ ２７，５４，９２ ニップ部 ５１，８１ フィルム ５６，８９ 発熱部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊田 昭則 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 元治 伸夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 石丸 直昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 中津川 達雄 東京都目黒区下目黒２丁目３番８号 松下 電送システム株式会社内 (72)発明者 内藤 雅和 東京都目黒区下目黒２丁目３番８号 松下 電送システム株式会社内 Ｆターム(参考） 2H033 BA25 BA31 BE03 BE06 3K059 AA08 AB20 AB23 AB28 AC10 AC34 AC54 AC69 AD02 AD03 AD04 AD32 AD34 AD37 CD52 CD63 CD74 CD75 CD77

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一部は所定のキュリー温度に設
   定された磁性層でなる発熱部材と、前記発熱部材に対向
   してこれを交番磁界で励磁する励磁部材と、トナー像を
   担持した被記録材を挟持搬送して前記発熱部材の熱によ
   り加熱するためのニップを形成するニップ形成手段とを
   有し、前記発熱部材は励磁されたときの常温での発熱量
   に対しキュリー温度以上での発熱量が２分の１以下にな
   るように構成された発熱部材であることを特徴とする像
   加熱装置。
2. 【請求項２】磁性層の厚さが表皮深さの２倍以上の厚さ
   である請求項１記載の像加熱装置。
3. 【請求項３】少なくとも一部は所定のキュリー温度に設
   定された磁性層とこれに近接した前記磁性層より抵抗の
   低い導電層とでなる発熱部材と、前記発熱部材に対向し
   てこれを交番磁界で励磁する励磁部材と、トナー像を担
   持した被記録材を挟持搬送して前記発熱部材の熱により
   加熱するためのニップを形成するニップ形成手段とを有
   し、前記発熱部材は励磁されたときの常温での発熱量に
   対しキュリー温度以上での発熱量が２分の１以下になる
   ように構成された発熱部材であることを特徴とする像加
   熱装置。
4. 【請求項４】磁性層の固有抵抗と厚さをそれぞれρ１、
   ｔ１、導電層の固有抵抗と厚さをそれぞれρ２、ｔ２と
   すると ρ１／ｔ１≧ρ２／ｔ２ なる関係にある請求項３記載の像加熱装置。
5. 【請求項５】磁性層の厚さが、表皮深さ同等以上の厚さ
   である請求項３または４記載の像加熱装置。
6. 【請求項６】少なくとも一部が所定のキュリー温度に設
   定された磁性層でなる発熱部材と、前記発熱部材に対向
   してこれを交番磁界で励磁する励磁部材と、トナー像を
   担持した被記録材を挟持搬送して前記発熱部材の熱によ
   り加熱するためのニップを形成するニップ形成手段とを
   有し、さらに前記キュリー温度は、装置動作時において
   前記キュリー温度近傍での前記磁性体の比透磁率低下に
   より前記発熱部材の安定する温度が前記トナーのコール
   ドオフセット開始温度より高く、かつその安定時のニッ
   プ出口における温度が前記トナーのホットオフセット開
   始温度より低くなるように、設定されていることを特徴
   とする像加熱装置。
7. 【請求項７】少なくとも一部が所定のキュリー温度に設
   定された磁性層とこれに近接した前記磁性層より抵抗の
   低い導電層とでなる発熱部材と、前記発熱部材に対向し
   てこれを交番磁界で励磁する励磁部材と、トナー像を担
   持した被記録材を挟持搬送して前記発熱部材の熱により
   加熱するためのニップを形成するニップ形成手段とを有
   し、さらに前記キュリー温度は、装置動作時において前
   記キュリー温度近傍での前記磁性体の比透磁率低下によ
   り前記発熱部材の安定する温度が前記トナーのコールド
   オフセット開始温度より高く、かつその安定時のニップ
   出口における温度が前記トナーのホットオフセット開始
   温度より低くなるように、設定されていることを特徴と
   する像加熱装置。
8. 【請求項８】前記ニップにおけるトナーのコールドオフ
   セット開始温度をＴｃ度Ｃ、キュリー温度をＴｋ度Ｃ、
   前記ニップ出口におけるトナーのホットオフセット開始
   温度をＴｈ度Ｃとすると Ｔｃ≦Ｔｋ≦Ｔｈ＋７０ なる関係にあるようにキュリー温度が設定された請求項
   ６または７記載の像加熱装置。
9. 【請求項９】キュリー温度Ｔｋ度Ｃが １４０≦Ｔｋ≦２８０ となるように設定された請求項６または７記載の像加熱
   装置。
10. 【請求項１０】ニップ形成手段が前記発熱部材の少なく
    とも一部と、これに押圧接触する加圧手段でなる請求項
    １ないし９の何れかに記載の像加熱装置。
11. 【請求項１１】発熱部材の少なくとも磁性層がローラで
    ある請求項１０記載の像加熱装置。
12. 【請求項１２】発熱部材の少なくとも磁性層がエンドレ
    スのフィルムである請求項１０記載の像加熱装置。
13. 【請求項１３】発熱部材の少なくとも導電層がエンドレ
    スのフィルムである請求項１０記載の像加熱装置。
14. 【請求項１４】ニップ形成手段が前記発熱部材に近接す
    るエンドレスのフィルムと、前記フィルムに押圧接触す
    る加圧手段でなる請求項１ないし９の何れかに記載の像
    加熱装置。
15. 【請求項１５】被記録材に未定着画像を形成担持させる
    画像形成手段と、未定着画像を被記録材に熱定着させる
    熱定着装置を有する画像形成装置であって、熱定着装置
    が請求項１ないし１４の何れかに記載の像加熱装置であ
    ることを特徴とする画像形成装置。