JP2000181258A

JP2000181258A - 定着装置

Info

Publication number: JP2000181258A
Application number: JP10360301A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kinouchi; 聡木野内; Osamu Takagi; 修高木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2000-06-30
Anticipated expiration: 2018-12-18
Also published as: JP4166886B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電磁誘導加熱方式の定着装置において、コイ
ルの温度上昇によるコイルの劣化、芯材のキュリー点の
問題により安定した加熱ができない。さらに、発生する
磁場が外部に影響を与えていた。【解決手段】磁場発生手段として空芯コイルを用い、
加熱ローラと磁場遮断部材で挟むよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘導加熱方式を用
いた定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、加熱ローラ型の定着装置は、粉体
現像剤からなる現像剤像を坦持した用紙を加熱する加熱
ローラおよび加圧しつつ搬送する加圧ローラとを備え、
これら加熱ローラと加圧ローラとの圧接部（ニップ部）
である定着ポイントを用紙が通過することで、この用紙
上の現像剤を融着圧着して定着するようになっている。
従来の電子写真装置の定着装置では加熱源として、ハロ
ゲンランプ等を用いてこれを金属ローラの内側に設置
し、このローラを輻射熱によって加熱し、被定着物をこ
のローラに加圧接触させるために弾性ローラを押し当
て、これらのローラを回転させ、上述のように被定着物
を通過させる方式が一般的で、その他にフラッシュ加熱
方式、オーブン加熱式、熱板加熱方式など種々のものが
実用化されている。

【０００３】ハロゲンランプを用いた定着装置において
は、ハロゲンランプの光が加熱ローラの全周方向に放射
されて全体が加熱される。この場合、光が熱に変換され
る際の損出と、ローラ内の空気を暖めてローラに熱を伝
達する際の効率等を考えると熱変換効率が６０〜７０％
となり、熱効率が低く、省エネに不利であった。また、
熱効率が低いため、ウォーミングアップ時間も長くなる
という問題があった。

【０００４】このようなことから、近年では、円筒状の
耐熱性のフィルム材を用いた加熱式の定着装置も実用化
されている。加熱体と上記加熱体に密着して移動する耐
熱性フィルムを有し、このフィルムを介して被加熱材を
加熱体に密着させてフィルムと一緒に移動させ、加熱体
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。この場合、加熱体のライン状発熱体の
長手方向の温度を均一に管理する必要があり、製造時の
均一性や動作時の高精度な温度制御が要求される等、現
実に製造する場合の障害は大きい。また、高速な複写機
では、加熱体に高熱量のものが要求され、消費電力を低
減する上での障害になってしまう問題があった。

【０００５】上記問題等を解決するため、誘導加熱の手
法を用いた定着装置として、特開平９−２５８５８６、
特開平８−７６６２０等がある。特開平９−２５８５８
６記載のものは、定着ローラの回転軸にそって設けられ
たコアにコイルを巻いた形状でローラに渦電流を流して
加熱する方式である。また、特開平８−７６６２０で
は、磁場発生手段によって導電フィルムを加熱して密着
させた記録媒体を定着する装置であり、磁場発生手段を
アセンブリしている部材と加熱ローラの間に発熱ベルト
を挟ませてニップを形成している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような電磁誘導加熱装置にも以下のような問題があっ
た。すなわち磁場発生手段として加熱用コイルが用いら
れているが、上記誘導加熱コイルは、定着ニップ部およ
びその周辺に磁束を集中させるため、芯材を用いてい
る。芯材としては、鉄、フェライト材を用いて構成して
いる。この加熱用コイル及びコアは、ローラ、あるい
は、発熱ベルトの内側に配置されているため、ローラ、
発熱ベルトに与えられた熱が内部にこもり、コア及びコ
イルの温度上昇を引き起こしてしまう。長時間連続運転
を行うと、コイルの耐熱温度を越えて、コイルが破損し
たり、芯材としてフェライト材を用いた場合は、キュー
リ温度を越えてしまってコア特性が急激に低下して、磁
束を集中させることが出来なくなるという問題点があっ
た。上記問題を軽減するためファンでローラ、発熱ベル
ト内部の空気を空冷して、コア、コイル温度を維持する
という特許があるが、空冷することによって発熱効率が
低下することは周知の事実である。

【０００７】上記の問題点を解決するため、特開平７−
２９５４１４のように加熱ローラの外周面にコイルを配
置しているものがある。この場合は、コイルで発生する
熱はコイル外周面に放熱されるので、コイルの温度上昇
を抑えることができる。しかしながら、この構成の定着
装置の場合、加熱ローラ外側にコイルが配置されてお
り、さらに芯材等で磁束を一定の方向に集中させている
わけではないので、コイルから発生する磁場が加熱ロー
ラ外周面だけに作用するのではなく、ローラと対向する
方向に磁場を発生させる。これがノイズとなって定着器
外に漏れたり、その他の金属部材を加熱してしまうとい
った障害になる。また、磁束が集中しないため、効率も
低下していた。

【０００８】また、ローラ長手方向に対して発熱量を調
整したい場合にコイル及びコイルが巻かれている芯材の
形状を変更しなければならなかった。芯材が一体成形さ
れている場合は、調整することができず、改めて芯材の
形状を変更して巻き直さなければならない。上記のよう
な問題を解決するには、芯材及びコイルの組立、加工精
度を上げて寸法精度で位置決めしなければならない。さ
らに温度検知手段をローラに設置しているので、その部
分の温度低下考慮したりするといった局所的な場所での
発熱量調整は困難であった。

【０００９】コイルが巻かれている芯材を分割して移動
可能として発熱量を調整するといった特許があるが、こ
の場合、芯材の位置を調整するためにコイルを取り外し
て個々に調整を行わなければならず、調整に時間を要し
てしまう。また、局所部分の発熱量を調整するために
は、芯材の分割数を多くする必要があるが、発熱量を一
定にするためには、１つ１つ、芯材の位置出しを行わな
ければならず、均一に加熱すること自体が困難になる要
因となってしまう。

【００１０】本発明は上述した問題を解決を鑑みてなさ
れたものであり、定着装置の温度上昇による不具合、加
熱ローラの温度を均一にすることを容易とした定着装置
を提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る定着装置
は、導電性を有する加熱手段と、この加熱手段に圧接す
る圧接手段と、導電性線材によりコイル状に形成され、
発生する磁場を前記加熱手段に作用させて渦電流を発生
させることにより発熱させる磁場発生手段と、この磁場
発生手段より発生する磁場を遮断する磁場遮断手段とか
らなり、前記磁場発生手段が前記加熱手段と前記磁場遮
蔽手段との間に挟まれるよう配置したことを特徴として
いる。

【００１２】本発明に係る定着装置は、導電性を有する
加熱手段と、この加熱手段に圧接する圧接手段と、導電
性線材によりコイル状に形成され、発生する磁場を前記
加熱手段に作用させて渦電流を発生させることにより発
熱させる磁場発生手段と、この磁場発生手段より発生す
る磁場を遮断する複数の磁場遮蔽部材からなる磁場遮断
手段とからなり、前記磁場発生手段が前記加熱手段と前
記磁場遮蔽手段との間に挟まれるよう配置したことを特
徴としている。

【００１３】本発明に係る定着装置は、導電性を有する
加熱手段と、この加熱手段に圧接する圧接手段と、少な
くとも導電性線材をコイル状に形成し、発生する磁場を
前記加熱手段に作用させて発熱させる磁場発生手段と、
磁性材から構成され、その配置位置により前記加熱手段
の発熱量を調節する発熱量調節手段とから構成されてい
る。

【００１４】本発明に係る定着装置は、導電性を有する
加熱手段と、この加熱手段に圧接する圧接手段と、少な
くとも導電性線材をコイル状に形成し、発生する磁場を
前記加熱手段に作用させて渦電流を発生させることによ
り発熱させる磁場発生手段と、複数の磁性材が前記磁場
発生手段に対して接離可能に構成され、その配置位置に
より前記加熱手段の発熱量を調節する発熱量調節手段と
からなり、前記磁場発生手段が前記加熱手段と前記発熱
量調整手段との間に挟まれるよう配置したことを特徴と
している。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しながら
本発明の第１の実施例について説明する。図１は定着器
の全体構成を示した簡略図である。定着装置１は、加熱
ローラ２（φ４０ｍｍ）と加圧ローラ３（φ４０）とを
備えた構成となっている。加圧ローラ３は、加圧機構
（図示せず）によって前記加熱ローラ２に対して圧接さ
れていて、一定のニップ幅を持つように維持されてお
り、加熱ローラ２は駆動モータ（図示せず）により矢印
方向に駆動され、加圧ローラ３は従動で矢印方向に回転
するようになっている。加熱ローラ２の材質は鉄を用い
ており、肉厚１ｍｍとしている。ローラ表面には、テフ
ロン等の離型層を被覆されている。本実施例では、ロー
ラ材質として鉄を用いているが、そのほか、ステンレ
ス、アルミ、ステンレスとアルミの複合材等でも良い。

【００１６】加圧ローラ３は、芯金の周囲にシリコンゴ
ム、フッ素ゴム等を被覆して構成されている。これら加
熱ローラ２と加圧ローラ３との圧接部（ニップ部）であ
る定着ポイントを用紙Ｐが通過することで、この用紙上
の現像剤を融着圧着して定着するようになっている。

【００１７】加熱ローラ２の周上には、加熱ローラ２と
加圧ローラ３との接触位置（ニップ部）よりも回転方向
下流側に、用紙Ｐを加熱ローラ３から剥離させる剥離爪
５、加熱ローラ２上にオフセットされたトナーや紙屑等
のごみを除去するクリーニング部材６、オフセット防止
用離型剤を塗布する離型剤塗布装置８、及び加熱ローラ
２の温度検出をするサーミスタ９が設けられている。

【００１８】加熱原理は誘導加熱装置（磁場発生手段）
１０を用いている。誘導加熱装置１０は、励磁コイル１
１から構成されており、加熱ローラ２の外周面に配置さ
れている。励磁コイル１１は、線形０．５ｍｍの銅線材
を用いており、お互いに絶縁された線材を複数本束ねた
リッツ線として構成されている。リッツ線にすることで
浸透深さより線径を小さくすることができ、交流電流を
有効に流すことが可能となる。本実施例では、φ０．５
ｍｍを１６本束ねている。コイルの被覆線は、耐熱性の
ポリアミドイミドを用いている。磁場発生手段は、コイ
ルの磁束を集中させるために用いる芯材（コア部材）を
使用しておらず、空芯コイルを用いている。空芯コイル
を用いることで複雑な形状をした芯材を用いることがな
いので作成が比較的容易となる。また、励磁回路も簡単
なものでよくなる。

【００１９】図示しない励磁回路（インバータ回路）か
ら励磁コイル１１に印加される高周波電流で発生する磁
束によって、磁界の変化を妨げるように、加熱ローラ２
に磁束と渦電流を発生させる。この渦電流と加熱ローラ
抵抗によってジュール熱が発生し、加熱ローラ２が加熱
される。本実施例では、励磁コイル１１に周波数２０ｋ
Ｈｚ、出力９００Ｗの高周波電流を流した。加熱ローラ
２の表面温度は、１８０゜Ｃに設定し制御されている。
表面温度をサーミスタ９によって検知し、フィードバッ
ク制御によって加熱ローラ２の加熱を行っている。この
とき、ローラ全体の温度分布を均一にするため、加熱ロ
ーラ２、加圧ローラ３は回転している。ローラを回転さ
せることでローラ全面に一定の熱量を与えている。加熱
ローラ表面温度が１８０℃に達するとコピー動作が開始
し、用紙Ｐが加熱ローラ２と加圧ローラ３との圧接部
（ニップ部）である定着ポイントを用紙Ｐが通過するこ
とで、この用紙上の現像剤を融着圧着して定着する。ま
た、励磁回路への電流は加熱ローラ表面に圧接された温
度ヒューズであるサーモスタット１３を介して供給され
る。このサーモスタットは加熱ローラ２の表面温度があ
らかじめ設定されており、異常温度に達すると回路に供
給する電流を遮断するものである。

【００２０】図２に本実施例の加熱ローラ２と磁場発生
手段を簡略的に示した斜視図を示す。図２に示すように
空芯コイル１１（点線で示す）が加熱ローラ外周面に配
置されている。加熱ローラ２と空芯コイル１１の距離
は、１ｍｍに設定されている。この空芯コイル１１を介
して加熱ローラ２と反対側に磁場遮蔽材１６が配置され
ている。磁場遮蔽材１６の材料は、磁性材がよく、本実
施例では透磁率が高く、発熱しにくいフェライト材を用
いている。

【００２１】空芯コイル１１と磁場遮蔽材１６との距離
は５ｍｍに設定されている。磁場遮蔽材１６を配置する
ことによって加熱ローラ外周に空芯コイルを配置しても
外に漏れる磁場が遮蔽されるため、ノイズ等の問題を解
決できる。また、磁場遮蔽材１６を配置することによっ
て、コイル自身がローラ側以外に磁場を発生させても問
題にならないので、成形が容易な芯材なしの空芯コイル
を用いることができる。遮蔽部材がない場合でローラ外
側に磁場発生手段を配置する場合は、外側に磁場もれな
いような形状の芯材を用いなければならず、形状が制限
されたり、芯材を複雑な形状にしなければならない。本
実施例では、磁場遮蔽材１６は、磁場発生手段と全く別
に配置すればよく、磁場発生手段に依存しない。また複
雑な形状にする必要がないので、コストもかからない。
本実施例では、円周面を持っているが、平板でも遮蔽効
果を得ることが可能である。

【００２２】図３、４に磁場遮蔽材の効果を調べるため
に行った磁場解析結果を示す。図３は、磁場遮蔽部材を
用いない場合の磁束の発生のようすを示している。計算
を簡易的にするために平板を加熱するモデルとしてい
る。この結果から平板に与えられる磁束以外にコイル２
０を介して平板２１と反対側に磁束２２が発生している
ことが、顕著にわかる。すなわち外側に磁束２２が漏れ
てノイズ、回路の誤動作等の問題が生じる可能性があ
る。一方、図４では、磁場遮蔽材２３を配置することに
よって磁場がコイル２２を介して平板２１と反対側に発
生する磁場を遮蔽していることがわかる。この解析によ
って磁場遮蔽材を配置することによって空芯コイルをロ
ーラ外側に配置しても外に磁場が漏れ出すことがなくな
った。これにより、磁場発生手段を加熱ローラ内側に入
れる必要がないので、ローラ内の輻射熱によってコイル
が発熱して劣化したり、芯材が発熱して特性が落ちて熱
効率が低下するといった問題を解決することができた。
本実施例では、磁場遮蔽部材としてフェライト材を用い
ているが、その他の磁性部材を用いても同様の効果を得
ることができる。また、本実施例では、磁場遮蔽材と空
芯コイルの距離は、５ｍｍに設定しているが、空芯コイ
ルに磁場遮蔽材を接触させた構成でも効果を得られるこ
とは言うまでもない。

【００２３】次に本発明にかかる第２の実施例について
説明する。定着装置概要は第1の実施例と同様なので説
明を省略する。図５に本実施例の加熱ローラと磁場発生
手段を簡略的に示した斜視図を示す。図５に示すように
空芯コイル１１が加熱ローラ外周面に配置されている。
加熱ローラ２と空芯コイル１１の距離は、１ｍｍに設定
されている。この空芯コイル１１を介して加熱ローラ２
と反対側に磁場遮蔽材３２が配置されている。磁場遮蔽
材３２は、図５に示すようにその長手方向（ローラ長手
方向）に垂直に分割されている。本実施例では、さらに
分割された磁場遮蔽材３２が一定の間隔（Ｙ）で配置さ
れている。

【００２４】第１の実施例では、磁場遮蔽部材が一体で
空芯コイル全体を覆う構成であったが、本実施例におい
ては、複数の磁場遮蔽材３２を一定の間隔で配置した構
成をとっている。この理由としては、実際の定着装置に
おいて、空芯コイルを介してローラと反対側に磁場が発
生するが、この磁場を遮蔽する際、透磁率の大きい部材
を用いることによって、空芯コイル全体を完全に覆わな
くても、一定の間隔を持って配置することで、遮蔽材同
士により磁束が制御され、遮蔽材を通り過ぎて外側に漏
れ出すことを防ぐことができる。遮蔽材の特性によっ
て、間隔は異なってくるが、本実施例では、遮蔽材幅１
５ｍｍに対して、遮蔽材間隔を２０ｍｍとして配置し
た。この条件で定着器外に磁場が漏れることなく、ノイ
ズ等も問題も解消できた。これにより、遮蔽材がコイル
全体を覆う必要がないため、個々の遮蔽材を小さくする
ことができるので、型成形が容易になった。また、遮蔽
材を小さくできるので、大型のものより寸法精度を出し
やすい。一定の間隔を空けているので、遮蔽材の材料も
削減できる。

【００２５】次に本発明に係る第３の実施例について説
明する。定着装置概要は第１の実施例と同様なので説明
を省略する。図６に加熱ローラと磁場遮蔽材との配置構
成を示す図（上面図）を示す。図６に示すように加熱ロ
ーラ外周に空芯コイル１１が配置されており、空芯コイ
ル１１を介して加熱ローラ２と反対側に複数の磁場遮蔽
材３２が配置されている。本実施例では、空芯コイル１
１の端部（ローラ長手方向端部付近）に配置した磁場遮
蔽材片４２ａ、４２ｂの配置条件をその他の磁場遮蔽部
材と変えている。これは、端部の磁束の発生の仕方がそ
のほかの場所と異なっているため、端部の磁束発生形態
に合わせた磁場遮蔽材片４２ａ、４２ｂを用いることで
効率的に磁場を遮蔽することができる。また、図７のよ
うに長手方向に平行な分割片４３を行っても同様の効果
が得られる。

【００２６】上記第３の実施例の磁場遮蔽材は材料を１
種類で構成したが、複数の材料を用いて、コイル端部の
磁束を遮蔽したも同様の効果が得られる。また、第２の
実施例においても磁場遮蔽手段に複数の材料を用いても
それぞれの効果が得られることはいうまでもない。

【００２７】また、上記第２の実施例では、長手方向
（ローラ長手方向）に垂直に分割されているが、複数の
磁場遮蔽材の成型方法として、型成形で行うので、この
際、抜き勾配を考慮して、一定の角度を持ってローラ長
手方向に配置されていてもよい。

【００２８】次に本発明に係る第４の実施例を説明す
る。定着装置概要は第１の実施例と同様なので説明を省
略する。図８に加熱ローラと磁場発生手段を簡略的に示
した斜視図を示す。図８に示すよう加熱ローラ外周面に
空芯コイルが配置されており、空芯コイルを介して加熱
ローラ２と反対側に磁場遮蔽材５１が配置されている。
磁場遮蔽部材は複数の磁場遮蔽部材要素５２ａ、５２ｂ
…を長手方向（ローラ回転軸方向）に積層接着して一体
化している。本実施例では、磁場遮蔽材５１の材料とし
てフェライト材を用いている。

【００２９】また、この第４の実施例では、遮蔽部材の
材料としてフェライトを用いているが、鉄、珪素鋼板、
パーマロイ、等を用いても良い。鉄や珪素鋼板、パーマ
ロイの場合は、本実施例で用いているフェライトと異な
り、導電性部材である。このため、材料そのものを一体
成形で製作すると遮蔽部材に渦電流が生じて熱損失を起
こしやすい。しかし、この第４の実施例のように積層接
着して一体化してある場合は、渦電流が閉ループを描き
にくくなり、渦電流の発生を防ぐことが可能となる。ま
た、積層接着しているので遮蔽部材の機械的強度は一体
成形したものと同等であり、遮蔽材を特別のケース等で
保持する必要がない。さらにフェライト材料を一体成型
で作成すると正確な寸法精度を出すことが困難である。
長手方向にそりが発生する原因になる。仮に寸法精度を
維持するとしても製造に大幅なコストＵＰの要因とな
る。しかし、本実施例のように積層接着で一体化すれ
ば、個々の遮蔽材要素は比較的容易にに寸法精度出すこ
とが可能である。それぞれのコア要素を一体化すること
でコストＵＰも抑えることができる。磁場発生手段のロ
ーラ外への磁束の漏れが大きく、コイルを全体を覆う必
要のある場合には、上記実施例が有効である。

【００３０】次に本発明に係る第５の実施例を説明す
る。図９は定着器の全体構成を示した簡略断面図であ
る。定着器の形状、基本構成は、第１の実施例と同等な
ので省略する。構成の異なる磁場発生手段のみ以下に述
べる。加熱原理は誘導加熱装置（磁場発生手段）６０を
用いている。誘導加熱装置６０は、励磁コイル１１から
構成されており、加熱ローラ２の外周面に配置されてい
る。励磁コイル１１は、線形０．５ｍｍの銅線材を用い
ており、お互いに絶縁された線材を複数本束ねたリッツ
線として構成されている。リッツ線にすることで浸透深
さより線径を小さくすることができ、交流電流を有効に
流すことが可能となる。本実施例では、φ０．５ｍｍを
１６本束ねている。コイルの被覆線は、耐熱性のポリア
ミドイミドを用いている。本実施例では、磁場発生手段
は、コイルの磁束を集中させるために用いる芯材を使用
しておらず、空芯コイルを用いている。しかし、図１０
に示すようなコア材６３を使って磁束を集中させるタイ
プでも良い。

【００３１】図示しない励磁回路（インバータ回路）か
ら励磁コイル１１に印加される高周波電流で発生する磁
束によって、磁界の変化を妨げるように、加熱ローラに
磁束と渦電流を発生させる。この渦電流と加熱ローラ抵
抗によってジュール熱が発生し、加熱ローラが加熱され
る。本実施例では、コイルに周波数２０ｋＨｚ、出力９
００Ｗの高周波電流を流した。

【００３２】本実施例の磁場発生手段について、加熱ロ
ーラと磁場発生手段を簡略的に示した断面図を用いて説
明する。図１１に示すように励磁コイル１１を介して加
熱ローラ２と反対側に複数の磁性材７２を配置してい
る。これは、加熱ローラ２長手方向に対して発熱量を調
整するために用いる。すなわち、本実施例では、過熱ロ
ーラ内部ａ部、ｂ部に温度検知手段が取り付けられてい
るため、ａ、ｂ部の温度検出手段に熱伝導で熱が伝わ
り、加熱ローラ２の表面温度が低下してしまう。この局
部的な発熱量の調整を行うため、複数の磁性材７２を配
置している。本実施例では、磁性材７２を配置した場所
の磁場が強くなり、その部分の発熱量を増すことができ
る。これにより、温度検出手段によって低下した分の熱
量を補うことができる。このように磁性材を複数、長手
方向に配列することで局所的な場所での温度調整を行う
ことができる。

【００３３】また、第５の実施例の変形例を説明する。
加熱ローラを加熱する場合、加熱ローラ端部の温度分布
がローラ中央部に比べて低くなる傾向にある。これは、
ローラ端部の外への放熱がローラ中央部よりも多いため
である。つまり、空気中への熱の逃げと端部を支持する
支持部材等から熱を奪われるためである。このため、こ
の第５の実施例の変形例では、図１２に示すように磁性
材８０が配置されている。端部の磁性材８１ａ、８１ｂ
と励磁コイル１１との距離を中央部の磁性材８２に比べ
て近づけることで加熱ローラ２の端部が受ける磁束が増
すので端部に与える熱量を増すことができる。このよう
にコイル自体の形状を変更させることなしに、容易に加
熱ローラ２の長手方向の発熱量を変更することができる
ので効率よく調整が可能となる。

【００３４】磁性材の支持方法としては、図１３に示す
ように励磁コイル１１との距離を一定の保つためのケー
ス８６によって支持されている。ケース８６は、耐熱性
の樹脂材料で成形されている。ケース８６の材料は、非
磁性なので、磁束を制御する磁性材８０に影響を与える
ことはない。磁性材８０と励磁コイル１１の位置を調整
する機構としてスペーサ８８を用いている。励磁コイル
１１との距離を離す場合は、各磁性材の下にスペーサ８
８を挿入している。このスペーサ８８の材料もケースの
材料と同じにしている。コイルと磁性材の距離を近づけ
る場合は、ケース８６全体を励磁コイル１１に近づける
位置決め機構を持っている。図１４のように局所的な部
分にのみ磁性材７２を配置する場合は、磁性材７２をケ
ース８６に接着しても良いし、磁性材の間にスペーサを
挿入しても良い。本実施例では、ケース８６に接着して
いる。

【００３５】また、本発明の第６の実施例では、図１５
に示すように磁性材９５同士を一定の間隔で配置してい
る。磁性体を一定の間隔で空けた場合、磁性材７２のあ
るところのローラ温度とないところのローラ温度で差が
生じるが、上記による温度ムラが定着画像に影響しない
レベルまで間隔を空けて、磁性体自体の個数を減らして
コストダウン、軽量化を図っている。また、一定の間隔
を空けることでお互いの磁性材に熱伝導によっる熱の伝
わりを削減できるので、放熱性を良くして発熱効率が向
上する効果を得ている。また図１６のように磁性材７２
の上側に放熱部材９７を取り付けて、さらに放熱効果を
向上させることもできる。

【００３６】さらに上記に上げたそれぞれの実施例は、
磁束を制御してローラ長手方向の発熱量を調整する目的
で配置されているが、その効果とともに上記磁性材によ
って磁場を遮蔽するための遮蔽部材としての役割も兼用
することもできる。

【００３７】次に本発明に係る第７の実施例を説明す
る。定着器の形状、基本構成は、第５の実施例と同等な
ので省略する。構成のことなる磁場発生手段のみ以下に
述べる。磁場発生手段は、実施例と同様に加熱ローラ外
周に配置されている。コイルを介して加熱ローラと反対
側に磁束を制御する複数の磁性材が配置されている。複
数の磁性材は、コイルに対して一定の距離を維持するた
め耐熱樹脂製のケースに収納されている。上述したコイ
ルと磁性材の断面図を図１７に示す。第７の実施例で
は、定着装置に送られてくる用紙サイズによって、磁性
材１００と励磁コイル１１の距離を可変できる機構とし
ている。本実施例は、一例としてＡ４縦サイズ、Ａ４横
サイズの紙が挿入された場合で磁性材１００と励磁コイ
ル１１の位置を可変させている。構成としては、磁性材
１００を支持するケースが３つに分割されている。中央
部にあるケース１０２ａがＡ４縦サイズの大きさとほぼ
一致している。両側にＡ４横サイズに対応したケース１
０２ｂ、１０２ｃに収納された磁性材１００が配置され
ている。両側のケース１０２ａ、１０２ｂには、ケース
自体を上下方向に移動させる機構１０３が設けてある。
軸１０４の回転に合わせてスライド部分１０５が上下す
る機構である。軸１０４の回転は両側のケースで連結さ
れており、図示しない駆動源によって駆動される。この
ため同時に上下に移動し、コイル１０１と磁性材１００
の位置関係が可変出来る。

【００３８】Ａ４横サイズが通紙されている場合には、
ローラから奪われる熱量はローラ長手方向で差がないの
で、ローラ長手方向の温度分布は生じにくい。この場合
は、ケースを３つとも同じ位置に保つことでローラの温
度分布を維持できる。一方、Ａ４縦サイズの用紙が連続
通紙されるとＡ４縦サイズの領域のローラ部分の熱の消
費量が端部に比べて大きいので、中央部の温度を一定に
制御しようとするとローラ端部の温度が上昇してしま
う。これにより、ローラ端部を支持するブッシュ等がロ
ーラの温度上昇によって破損、劣化ししまう。また、ロ
ーラに温度ムラが出来て定着性能を維持できなくなって
しまう。

【００３９】そこで本実施例のように磁性材位置を可変
する移動機構を付けることにより、Ａ４縦サイズが連続
通紙されて、ローラ端部の温度上昇が発生し始めた場
合、ケース１０２ｂ、１０２ｃをコイルから離れる方向
に移動させる（上側に移動する。図１８）。ケース１０
２ｂ、１０２ｃの磁性材１００がコイル１１から離れる
ことによって、その部分のローラへ到達する磁束が弱ま
るので、ローラ端部で発生する渦電流が減り、端部の温
度上昇を抑えることができる。このように磁性材とコイ
ルの位置を可変できるようにすることで、通紙サイズの
違いによるローラ長手方向の温度ムラの発生を防ぎ、良
好な定着性能を得ることができた。本実施例では、Ａ４
たて、よこのサイズで可変したが、ハガキサイズなどに
対応して可変することができることは言うまでもない。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、コ
イルの温度上昇によるコイル劣化を防ぎつつ、コイルか
ら発生する磁場が外部に影響を与えないような定着装置
を提供することができた。更に、コイルや芯材の形状、
その位置を変えることなく加熱ローラの発熱量を調整す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る定着装置の断面図。

【図２】加熱ローラと磁場発生装置の位置関係を示した
斜視図。

【図３】磁場遮蔽部材を用いない場合の磁場解析結果を
示した図。

【図４】磁場遮蔽部材を用いた場合の磁場解析結果を示
した図。

【図５】本発明の第２の実施例における加熱ローラと磁
場発生装置の位置関係を示した斜視図。

【図６】本発明の第３の実施例における励磁コイルと磁
場遮蔽材との位置関係を示した図。

【図７】磁場遮蔽材の分割方法を示した図。

【図８】本発明の第４の実施例における加熱ローラと磁
場遮蔽材との位置関係を示した図。

【図９】本発明の第５の実施例に係る定着装置の断面
図。

【図１０】コア材を用いた場合の第５の実施例に係る定
着装置の断面図。

【図１１】第５の実施例に係る磁性材の配置例を示した
図。

【図１２】第５の実施例に係る磁性材の配置例を示した
図。

【図１３】磁性材のケース指示方法を示した図。

【図１４】磁性材のケース指示方法を示した図。

【図１５】本発明の第６の実施例に係る定着装置の磁性
材の配置例を示した図。

【図１６】放熱板を取り付けた例を示した図。

【図１７】本発明の第７の実施例に係る定着装置の移動
機構を示した断面図。

【図１８】磁性材の移動例を示した図。

【符号の説明】

１定着装置２加熱ローラ３加圧ローラ５剥離爪６クリーニング部材８離型剤塗布装置９サーミスタ１０誘導加熱装置１１励磁コイル１３サーモスタット１６磁場遮蔽材２０コイル２１平板２２磁束３２磁場遮蔽材４２磁場遮蔽材片４３分割片５２磁場遮蔽部材要素６０誘導加熱装置６３コア材７２磁性材８０磁性材８６ケース８８スペーサ９７放熱部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性を有する加熱手段と、この加熱手段に圧接する圧接手段と、導電性線材によりコイル状に形成され、発生する磁場を
前記加熱手段に作用させて渦電流を発生させることによ
り発熱させる磁場発生手段と、この磁場発生手段より発生する磁場を遮断する磁場遮断
手段と、からなり、前記磁場発生手段が前記加熱手段と
前記磁場遮蔽手段との間に挟まれるよう配置したことを
特徴とする定着装置。
【請求項２】前記磁場遮蔽手段が少なくとも磁性材で
構成されていることを特徴とする請求項１記載の定着装
置。
【請求項３】導電性を有する加熱手段と、この加熱手段に圧接する圧接手段と、導電性線材によりコイル状に形成され、発生する磁場を
前記加熱手段に作用させて渦電流を発生させることによ
り発熱させる磁場発生手段と、この磁場発生手段より発生する磁場を遮断する複数の磁
場遮蔽部材からなる磁場遮断手段と、からなり、前記磁
場発生手段が前記加熱手段と前記磁場遮蔽手段との間に
挟まれるよう配置したことを特徴とする定着装置。
【請求項４】前記複数の磁場遮断部材を少なくとも一
方向に配列したことを特徴とする請求項３記載の定着装
置。
【請求項５】前記複数の磁場遮蔽材部がそれぞれ接着
され、一体化されたことを特徴とする請求項３記載の定
着装置。
【請求項６】前記複数の磁場遮蔽部材が前記磁場発生
手段への接離方向に移動可能に構成されたことを特徴と
する請求項３記載の定着装置。
【請求項７】前記複数の磁場遮蔽部材の材質が1種類
以上であることを特徴とする請求項３記載の定着装置。
【請求項８】前記複数の磁場遮蔽部材が少なくとも一
方向に配列され、その両端部に位置する磁場遮蔽部材が
前記磁場発生手段の磁束の閉ループにあわせて、他の磁
場遮蔽部材とは配置方向を異とすることを特徴とする請
求項３記載の定着装置。
【請求項９】導電性を有する加熱手段と、この加熱手段に圧接する圧接手段と、少なくとも導電性線材をコイル状に形成し、発生する磁
場を前記加熱手段に作用させて渦電流を発生させること
により発熱させる磁場発生手段と、磁性材から構成され、その配置位置により前記加熱手段
の発熱量を調節する発熱量調節手段と、を具備したこと
を特徴とする定着装置。
【請求項１０】導電性を有する加熱手段と、この加熱手段に圧接する圧接手段と、少なくとも導電性線材をコイル状に形成し、発生する磁
場を前記加熱手段に作用させて渦電流を発生させること
により発熱させる磁場発生手段と、複数の磁性材が前記磁場発生手段に対して接離可能に構
成され、その配置位置により前記加熱手段の発熱量を調
節する発熱量調節手段と、からなり、前記磁場発生手段
が前記加熱手段と前記発熱量調整手段との間に挟まれる
よう配置したことを特徴とする定着装置。
【請求項１１】前記発熱量調整手段が前記磁場発生手
段の磁場を遮蔽することを特徴とする請求項９及び１０
記載の定着装置。
【請求項１２】前記発熱量調整手段が複数あり、その
材質が一種類以上であることを特徴とする請求項９記載
の定着装置。
【請求項１３】前記複数の磁性材の材質が1種類以上
であることを特徴とする請求項１０記載の定着装置。
【請求項１４】前記発熱量調整手段を少なくとも一方
向に配置したことを特徴とする請求項１０記載の定着装
置。