JP2000215973A - 励磁コイル、定着装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被加熱体に近接して配設され、被加熱体に誘導
電流を生じさせて発熱させる励磁コイルについて、被加
熱体を効率よく発熱させること、被加熱体表面温度を長
手方向に渡って均一化すること、簡素な構成により量産
性を向上させて低コスト化等を可能にすること。これに
より電磁誘導加熱方式の定着装置および該定着装置を備
えた画像形成装置の高性能化、低コスト化等を可能にす
ること。 【解決手段】被加熱体に近接して配設され、被加熱体に
誘導電流を生じさせて発熱させる励磁コイル３１であ
り、コイル線材が被加熱体長手方向に巻き線されてい
て、被加熱体に対向する部分の面積が長手方向で異なっ
ていること。被加熱体に対向する部分の面積が他所に比
べて広くなっている部分において、コイル線材の間に電
気絶縁性・非磁性の部材３１ｄが配設されており、これ
により被加熱体に対向する部分の面積が他所に比べて広
くされていること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、励磁コイル、定着
装置、及び画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機・プリンタ等の画像形成装
置において、電子写真プロセス・静電記録プロセス等の
適宜の作像プロセス手段により転写方式あるいは直接方
式で記録材上に形成担持させた未定着のトナー画像（樹
脂・磁性体・着色料等からなる加熱溶融性の顕画剤（ト
ナー）の像）を記録材に溶融定着する定着装置としては
熱ローラ方式の装置が汎用されている。

【０００３】熱ローラ方式の定着装置は互いに圧接・回
転している定着ローラ（熱ローラ）と加圧ローラとの圧
接ニップ部（定着ニップ部）で未定着トナー画像を担持
させた記録材を狭持搬送しながら熱と圧力を加えること
で未定着トナー画像を溶融定着せしめるもので、熱ロー
ラである定着ローラを加熱する手段として、定着ローラ
に熱源としてハロゲンランプを内蔵させ、該ハロゲンラ
ンプで定着ローラを内部から加熱して、定着ローラ表面
の温度を定着に適当な温度に温調するものが一般的であ
った。

【０００４】熱ローラである定着ローラを加熱する他の
手段として、励磁コイルによる磁束（磁界）で定着ロー
ラ内面に設けた導電層に渦電流を発生させてジュール熱
により導電層を発熱させ、その発熱により定着ローラを
加熱するようにした電磁誘導加熱方式の定着装置が提案
されている。

【０００５】この電磁誘導加熱方式の定着装置は熱発生
源をトナー像のごく近くに置くことができるので、ハロ
ゲンランプを用いた定着装置に比して、装置起動時に定
着ローラ表面の温度が定着に適当な温度になるまでに要
する時間が短くできるという特徴がある。また熱発生源
からトナー画像への熱伝達経路が短く単純であるため熱
効率が高いという特徴もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の様な励磁コイルによる磁束で定着ローラ内面に設
けた導電層に渦電流を発生させてジュール熱により導電
層を発熱させ、その発熱により定着ローラを加熱するよ
うにした電磁誘導加熱方式の定着装置において、効率よ
く導電層を発熱させるためには励磁コイルを定着ローラ
内面に沿わせて配設しなければならず励磁コイルの形状
が複雑にならざるを得ず、励磁コイルの量産性が悪くな
り高コストになってしまうといった欠点があった。

【０００７】また、励磁コイル一つという構成で定着ロ
ーラの長手方向両端部からの熱の逃げを補って定着ロー
ラ長手方向の表面温度を均一化する事は難しく、例えば
図６の破線グラフＢに示す様に定着ローラ表面温度が長
手方向中央部では定着目標温度Ｔｃであるのに対し、両
端部では定着目標温度Ｔｃに対して４５℃温度が下がっ
てしまい不均一な温度分布になってしまう。定着ローラ
表面温度を長手方向に渡って均一化するためには励磁コ
イルを長手方向に複数個に分割してそれぞれ独立に制御
するなどといった構成が必要で、定着装置が複雑で効果
なものになってしまうといった欠点があった。

【０００８】そこで本発明は、被加熱体に近接して配設
され、被加熱体に誘導電流を生じさせて発熱させる励磁
コイルについて、被加熱体を効率よく発熱させること、
かつ被加熱体表面温度を長手方向に渡って均一化するこ
と、しかも簡素な構成により量産性を向上させて低コス
ト化等を可能にすることを目的とする。またこれにより
電磁誘導加熱方式の定着装置および該定着装置を備えた
画像形成装置の高性能化、低コスト化等を可能にするこ
とを目的とする。

【０００９】

【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、励磁コイル、定着装置、及び画像形成装置で
ある。

【００１０】（１）被加熱体に近接して配設され、被加
熱体に誘導電流を生じさせて発熱させる励磁コイルであ
り、コイル線材が被加熱体長手方向に巻き線されてい
て、被加熱体に対向する部分の面積が長手方向で異なっ
ていることを特徴とする励磁コイル。

【００１１】（２）被加熱体に対向する部分の面積が長
手方向中央部では広く、両端部では狭くなっていること
を特徴とする（１）に記載の励磁コイル。

【００１２】（３）被加熱体に対向する部分の面積が他
所に比べて広くなっている部分において、コイル線材の
間に電気絶縁性・非磁性の部材が配設されており、これ
により被加熱体に対向する部分の面積が他所に比べて広
くされていることを特徴とする（１）又は（２）に記載
の励磁コイル。

【００１３】（４）回転体と、この回転体に近接して配
設され回転体に誘導電流を生じさせて発熱させるための
励磁コイルとを有し、回転体の発熱により記録材上に形
成されたトナー画像を溶融定着する定着装置であって、
励磁コイルはコイル線材を回転体長手方向に巻き線した
ものであり、この励磁コイルの回転体に対向する部分の
面積が長手方向で異なっていることを特徴とする定着装
置。

【００１４】（５）回転体に対向する部分の面積が長手
方向中央部では広く、両端部では狭くなっていることを
特徴とする（４）に記載の定着装置。

【００１５】（６）回転体に対向する部分の面積が他所
に比べて広くなっている部分において、コイル線材の間
に電気絶縁性・非磁性の部材が配設されており、これに
より回転体に対向する部分の面積が他所に比べて広くさ
れていることを特徴とする（４）又は（５）に記載の定
着装置。

【００１６】（７）回転体とニップを形成する加圧部材
を有し、該ニップに記録材を導入して挟持搬送させて記
録材上に形成されたトナー画像を溶融定着することを特
徴とする（４）ないし（６）の何れかに記載の定着装
置。

【００１７】（８）記録材にトナー画像を形成する作像
手段と、記録材上に形成されたトナー画像を溶融定着さ
せる定着手段を有する画像形成装置において、定着手段
は（４）ないし（７）の何れかに記載の定着装置である
ことを特徴とする画像形成装置。

【００１８】〈作 用〉上記構成において、励磁コイル
はコイル線材を被加熱体長手方向に巻き線して構成し、
これを被加熱体（回転体）に近接して配設することで、
励磁コイルの被加熱体に面する面積が広く、励磁コイル
と被加熱体との距離が励磁コイル全体にわたって均一に
なるように作用して被加熱体を効率よく発熱させること
ができ、かつ励磁コイルの形状が簡単で製法が簡素化さ
れて量産性を向上させることができて低コスト化が可能
となる。

【００１９】また、該励磁コイルの被加熱体に対向する
部分の面積を長手方向で異ならせることで、被加熱体を
貫く磁束密度が長手方向で異なり、被加熱体の長手方向
位置での発熱量が異なる様に作用するので、被加熱材の
表面温度の長手方向での分布を制御することができ、例
えば、被加熱体の局部的な熱の逃げ等による被加熱体の
長手方向の局部的表面温度変化に対応させて励磁コイル
の被加熱体に対向する部分の面積を長手方向で異ならせ
るようにすることで被加熱体の長手方向の表面温度を均
一化する事ができる。

【００２０】またこれにより電磁誘導加熱方式の定着装
置および該定着装置を備えた画像形成装置について高性
能化、低コスト化等をすることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】〈第一の実施例〉（図１〜図６） 図１は本実施例における定着装置の要部の横断面模型図
である。

【００２２】１は被加熱体としての電磁誘導発熱性の定
着ローラ、２は加圧ローラ、３は磁束発生手段としての
励磁コイル−磁性体コアユニット、４は高周波コンバー
ター（励磁回路）、５は温度センサー、６は制御回路、
７は記録材搬送ガイド、８は分離爪、Ｐは記録材（用
紙）、ｔはこの記録材上の未定着トナー像である。

【００２３】定着ローラ１と加圧ローラ２は上下に並行
に配列してそれぞれ両端側を不図示の軸受部材に回転自
在に支持させてあり、加圧ローラ２をバネなどを用いた
不図示の加圧機構によって定着ローラ１の回転軸方向に
付勢して定着ローラ１の下面部に所定の加圧力で圧接さ
せて圧接ニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成させてい
る。定着ローラ１は不図示の駆動機構により矢印の時計
方向に所定の周速度で回転駆動される。加圧ローラ２は
圧接ニップ部Ｎでの定着ローラ１との圧接摩擦力で定着
ローラ１の回転に従動して回転する。

【００２４】ａ）定着ローラ１ 被加熱体としての電磁誘導発熱性の定着ローラ１は、本
例では、外径３２ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの鉄製の芯金シ
リンダ１１を主体とするものである。電磁誘導発熱性の
芯金シリンダ１１はその他の材料として例えば磁性ステ
ンレスのような磁性材料（磁性金属）といった、比較的
透磁率μが高く、適当な抵抗率ρを持つ物を用いてもよ
い。

【００２５】芯金シリンダ１１の外周面には定着ローラ
表面の離型性を高めるために、例えばＰＴＦＥやＰＦＡ
等のフッ素系樹脂の厚さ１０〜５０μｍの離型層１２を
設けてもよい。

【００２６】また芯金シリンダ１１と離型層１２の間に
所望の機能層、例えば、記録材と定着ローラ表面との密
着性を高めるために耐熱性・弾性を有するゴム材や樹脂
材の厚さ数１００μｍの弾性層などを設けてもよい。

【００２７】ｂ）加圧ローラ２ 加圧ローラ２は、外径２０ｍｍの鉄製の芯金２１の外周
に、厚さ５ｍｍのＳｉゴムの層２２を設けたものであ
る。さらに定着ローラ１と同様に表面の離型性を高める
ために例えばＰＴＦＥやＰＦＡ等のフッ素系樹脂の厚さ
１０〜５０μｍの離型層２３を設けてもよく、総外径は
約３０ｍｍのローラである。

【００２８】加圧ローラ２は定着ローラ１に対して約３
０Ｋｇ重で加圧されており、その場合圧接ニップ部Ｎの
ニップ幅は約４ｍｍになる。都合によっては荷重を変化
させてニップ幅を変えてもよい。

【００２９】ｃ）励磁コイル−磁性体コアユニット３ 図２は励磁コイル−磁性体コアユニットの一部切欠きの
外観斜視図、図３は分解斜視図、図４は励磁コイルの作
製要領図である。

【００３０】．磁束発生手段としての励磁コイル−磁
性体コアユニット３は、励磁コイル３１、磁性体コア３
２・３３・３４、アルミニウム製の保持ホルダー３５、
絶縁性の熱収縮性チューブ外被３６等からなり、定着ロ
ーラ１内に挿入して配設してある。

【００３１】励磁コイル３１は次の要領で作製したもの
である。即ち、図４の（ａ）のようなコイル線材巻き込
み用の横長直方体形状の芯棒材１００を芯にしてその長
手方向に沿う外回りに図４の（ｂ）のようにコイル線材
を平面的にうず巻き状に巻き付けて横長の角丸四角形状
の平板状うず巻き型の励磁コイル３１にし、プレス加工
等を施して成形してから芯棒材１００を外す。

【００３２】本実施例においては、励磁コイル３１の定
着ローラ１の内面に対向する部分の面積を定着ローラ長
手方向中央部で広くするために、コイル線材を芯棒材１
００に順次に巻き付けていく際に、コイル線材間に電気
絶縁性・非磁性のスペーサ部材３１ｄとして厚さ１ｍｍ
の４フッ化エチレン樹脂板（テフロン板）を長手方向長
さ１５０ｍｍに渡って挟み込ませて介在させた。

【００３３】図４の（ｃ）は芯棒材１００を外した状態
の平板状うず巻き型の励磁コイル３１であり、定着ロー
ラ１の長手方向寸法に略対応した長さ寸法を有する。３
１ａ・３１ｂは励磁コイル３１のコイル線材の一端部と
他端部に設けた給電用電気端子である。３１ｃは励磁コ
イル３１の中央分の横長の芯棒材抜き孔部である。

【００３４】励磁コイル３１のコイル線材は、外径０．
１５〜０．５０ｍｍの絶縁被覆した導線を２０〜１５０
本リッツにしたものを用いている。より具体的に本例で
は、外径０．２ｍｍ、８４本、総外径３ｍｍのリッツ線
をコイル線材として用いている。励磁コイル３１が昇温
した場合を考えて絶縁被覆には耐熱性の物を使用した。

【００３５】定着ローラ１の電磁誘導発熱を増加させる
ためには励磁コイル３１に印加する交流電流の電流振幅
を大きくすると良く、励磁コイル３１のコイル線材の巻
き数を減らしてやることが可能となるが、同時に励磁コ
イル３１の電気抵抗による発熱も増加するので、本実施
例では励磁コイル３１のコイル線材の巻き数は８巻きと
した。

【００３６】図５の（ａ）と（ｂ）はそれぞれ図４の
（ｂ）のａ−ａ線とｂ−ｂ線に沿う拡大断面模型図であ
る。励磁コイル３１の断面は、コイル線材間にスペーサ
部材３１ｄを挟ませた励磁コイル長手方向中央部では図
５の（ａ）のようになり、スペーサ部材を挟ませていな
い励磁コイル長手方向両端部では図５の（ｂ）のように
なる。

【００３７】．磁性体コア３２・３３・３４におい
て、磁性体コア３２は中央部磁性体コアであり、励磁コ
イル３１の長手方向中央部に対応する。磁性体コア３３
・３４は端部磁性体コアであり、励磁コイル３１の長手
方向両端部に対応する。磁性体コア３２・３３・３４は
高透磁率かつ低損失のものを用いると良く、磁気回路の
効率を上げるためと磁気遮蔽のために用いている。

【００３８】中央部磁性体コア３２は長手方向長さを図
４でコイル線材を巻き付けた直方体形状の芯棒材１００
の長手方向長さと略等しくした、横断面略半円状の中実
の横長部材で、半円弧面は定着ローラ内曲面に沿った形
状に加工したものである。３２ａはこの中央部磁性体コ
ア３２の半円弧面部の円周方向の略中央部に磁性体コア
長手に沿って具備させた横長突起部である。この横長突
起部３２ａは前記した励磁コイル３１のコイル線材巻き
込み用の横長直方体形状芯棒材１００と略同じ形状とし
てある。３２ｂは磁性体コア３２の背面平面部の幅方向
略中央部に長手に沿って具備させた横長凹溝部である。

【００３９】端部磁性体コア３３・３４はそれぞれ定着
ローラ内曲面に沿った半円弧面形状に加工したアーチ型
部材であり、中央部磁性体コア３２の長手方向両端部側
に中央部磁性体コア３２を延長した形でならべて配設さ
れる。

【００４０】．アルミニウム製の保持ホルダー３５は
定着ローラ１の長手方向寸法よりも長い長さ寸法を有
し、中央部磁性体コア３２の背面平面部の幅寸法に略対
応した幅寸法を有し、比較的肉厚で剛性の有る横長板状
部材である。

【００４１】３５ａは保持ホルダー３５の内面側の幅方
向略中央部に長手に沿って具備させた横長突起部であ
り、中央部磁性体コア３２の背面平面部の横長凹溝部３
２ｂと対応嵌合する関係にある。

【００４２】．そして、図３の分解斜視図に示すよう
に、中央部磁性体コア３２の半円弧面部に対して平板状
うず巻き型の励磁コイル３１をその中心部の横長の芯棒
材抜き孔部３１ｃを中央部磁性体コア３２の半円弧面部
の横長突起部３２ａに対応させて嵌合係合させて合体さ
せ、中央部磁性体コア３２の背面平面部に対して保持ホ
ルダー３５をその内面側の横長突起部３５ａを中央部磁
性体コア３２の背面平面部の横長凹溝部３２ｂに嵌合係
合させて合体させる。

【００４３】また、中央部磁性体コア３２の長手方向両
端部側にそれぞれ端部磁性体コア３３・３４を中央部磁
性体コア３２を延長した形でならべて配設する。このと
き、励磁コイル３１の巻き始め側のコイル線材の端部を
その側の端部磁性体コア３３のアーチ形状の内側空間を
通して端部磁性体コア３３の外側に導き出す。端部磁性
体コア３３・３４は励磁コイル３１の長手方向両端部で
中央部磁性体コア３２の長手方向両端部からはみ出した
部分に対応位置する。

【００４４】上記の励磁コイル３１、磁性体コア３２・
３３・３４、保持ホルダー３５の組み付け体の外側に絶
縁性の熱収縮性チューブ３６を被せて該チューブを十分
に熱収縮させる。絶縁性の熱収縮性チューブ３６は例え
ばシリコン樹脂系あるいはフッ素樹脂系のものであり、
本例では熱収縮前の外径４０ｍｍ・厚さ０．３ｍｍで、
外径３０ｍｍに熱収縮させたとき肉厚が０．４ｍｍとな
る熱収縮性チューブを用いた。

【００４５】熱収縮性チューブ３６を十分に熱収縮させ
ることで、平板状うず巻き型の励磁コイル３１の中央部
は中央部磁性体コア３２の半円弧面部に対応して該半円
弧面部に沿って成形され、また励磁コイル３１の長手方
向両端部はそれぞれ端部励磁コイル３３・３４の半円弧
面部に対応して該半円弧面部に沿って成形される。即ち
定着ローラ内曲面に沿った形状に成形される。また励磁
コイル３１、磁性体コア３２・３３・３４、保持ホルダ
ー３５が一体に固定化されて励磁コイル−磁性体コアユ
ニット３が構成される。図２はこの励磁コイル−磁性体
コアユニット３の一部切欠きの外観斜視図である。

【００４６】励磁コイル−磁性体コアユニット３の特に
励磁コイル３１の定着ローラ内曲面との対向面が絶縁性
の熱収縮性チューブ３６で覆われることで、該チューブ
３６が励磁コイル３１と定着ローラ内曲面とを電気絶縁
する役目も果たし、電気的安全性が向上する。

【００４７】励磁コイル３１のコイル線材の端部を内側
に通さない側の端部磁性体コア３４は中実の磁性体コア
でもよい。

【００４８】．上記の励磁コイル−磁性体コアユニッ
ト３を定着ローラ１の中空内に挿入し、定着ローラ内曲
面に沿った形状に成形されている励磁コイル３１面部分
を定着ローラ内曲面に近接させた所定の位置・角度姿勢
にユニット３を調整して該ユニット３の保持ホルダー３
５の両端部を装置本体側の不図示の不動支持部にビス止
めして固定支持させる。３５ｂは保持ホルダー３５の両
端部に具備させた止めビス挿通孔である。

【００４９】本実施例では、定着ローラ１の横断面にお
いて、励磁コイル３１の中央部（中央部磁性体コア３２
の半円弧面部の横長突起部３２ａ）が定着ローラ１と加
圧ローラ２との圧接ニップ部Ｎよりも定着ローラ１の回
転方向上流側にずれて位置するように励磁コイル−磁性
体コアユニット３を図１のように傾かせた角度姿勢で配
設している。これは励磁コイル３１が対向している定着
ローラ１の導電層が局部的に発熱するため、その発熱部
が圧接ニップ部Ｎの直前になる様にすることで効率よく
圧接ニップ部Ｎでトナー画像ｔと記録材Ｐに供給するた
めである。

【００５０】ｄ）定着ローラ１の加熱と温調制御 励磁コイル３１は高周波コンバーター４に接続してあり
１０〜１００［ｋＨｚ］の交流電流が印加され、２００
０［Ｗ］程度までの高周波電力が供給される。励磁コイ
ル３１に流れる交流電流によって誘導された磁界は導電
性である定着ローラ１の芯金シリンダ１１の内面付近に
渦電流を流し、芯金シリンダ１１にジュール発熱を発生
させる（電磁誘導発熱）。この芯金シリンダ１１の電磁
誘導発熱で定着ローラ１が加熱状態となる。

【００５１】温度センサー５は例えばサーミスタであ
り、定着ローラ１の局所的に発熱する部分の表面に当接
するように配置され、この温度センサー５の定着ローラ
表面温度検出信号が制御回路６に入力する。制御回路６
は温度センサー５から入力する定着ローラ表面温度検出
信号をもとに高周波コンバーター４を制御して高周波コ
ンバーター４から励磁コイル３１への電力供給を増減さ
せることで、定着ローラ１の表面温度が所定の一定温度
になる様自動制御される。

【００５２】ｅ）定着動作 定着ローラ１が回転駆動され、これに伴い加圧ローラ２
も従動回転し、磁束発生手段としての励磁コイル−磁性
体コアユニット３の発生磁束の作用により定着ローラ１
の芯金シリンダ１１が電磁誘導発熱して定着ローラ１の
表面温度が所定の一定温度になる様自動制御された状態
において、定着ローラ１と加圧ローラ２との圧接ニップ
部Ｎに、不図示の作像機構部から搬送された未定着トナ
ー画像ｔを形成担持した記録材Ｐが搬送ガイド７で案内
されて導入される。この場合、記録材Ｐの未定着トナー
画像形成担持面側が定着ローラ１に対面する。

【００５３】定着ローラ１と加圧ローラ２との圧接ニッ
プ部Ｎに導入された記録材Ｐは圧接ニップ部Ｎを挟持搬
送され、定着ローラ１で加熱されて、未定着トナー画像
ｔが記録材Ｐに溶融定着される。

【００５４】圧接ニップ部Ｎを通った記録材Ｐは定着ロ
ーラ１から分離して排出搬送されていく。分離爪８は定
着ローラ１の表面に当接させて配置され、記録材Ｐが圧
接ニップ部通過後に定着ローラ１面に張り付いてしまっ
た場合に定着ローラ１面から強制的に分離させてしてジ
ャムを防止するためのものである。

【００５５】而して、本実施例では、一旦平面形状に成
形した励磁コイル３１を予め定着ローラ１の内曲面に沿
った形状に加工されている磁性体コア３２・３３・３４
の面に熱収縮チューブ３５を用いて再成形して励磁コイ
ル−磁性体コアユニット３とすることで、励磁コイル３
１の定着ローラ導電層（芯金シリンダ１１）に面する面
積が広く、励磁コイル３１と定着ローラ導電層１１との
距離が励磁コイル全体にわたって均一になるように作用
して被加熱体を効率よく発熱させることができ、かつ励
磁コイル３１の形状が簡単で製法が簡素化されて量産性
を向上させることができて低コスト化が可能となる。

【００５６】また本実施例においては、励磁コイル３１
の定着ローラ１の内面に対向する部分の面積は、定着ロ
ーラ長手方向中央部に対応する部分ではコイル線材間に
電気絶縁性・非磁性のスペーサ部材３１ｄを挟ませてい
ることで広く、定着ローラ長手方向両端部に対応する部
分ではスペーサ部材を挟ませていないことで狭い。コイ
ル線材の巻き線の本数は定着ローラ長手方向中央部に対
応する部分も両端部に対応する部分も同じである。

【００５７】そのために、励磁コイル３１のコイル線材
間に電気絶縁性・非磁性のスペーサ部材３１ｄを挟ませ
ている長手方向中央部では定着ローラ１を貫く磁束密度
が小さくなって発熱量が減少し、スペーサ部材を挟ませ
ていない両端部では中央部に比べて定着ローラ１を貫く
磁束密度が大きいので、発熱量が増加することになる。
温度センサー５を用いて定着ローラ長手中央の位置で定
着ローラ１の表面温度を制御しているので、定着ローラ
１の中央部に比べて発熱量の多い両端部での発熱は定着
ローラ１の両端部からの熱の逃げと相殺して、定着ロー
ラ表面の定着ローラ長手方向に渡る温度分布を均一化す
る。

【００５８】その結果、励磁コイル３１の定着ローラ１
に対向する部分の面積が長手方向に渡って同一である構
成の場合には定着ローラ長手方向の表面温度分布が図６
の破線グラフＢの様に不均一で中央部と両端部で４５℃
の温度差があったのに対して、本実施例のように励磁コ
イル３１の定着ローラ１に対向する部分の面積を長手方
向中央部では広く、両端部では狭くするように長手方向
に渡って変化させる構成によって実線グラフＡの様に中
央部と両端部での温度差を１０℃以内に均一化すること
ができる。

【００５９】またこれにより電磁誘導加熱方式の定着装
置および該定着装置を備えた画像形成装置について高性
能化、低コスト化等をすることができる。

【００６０】〈第二の実施例〉（図７） 本実施例においては、上記第一の実施例の励磁コイル−
磁性体コアユニット３の中央部磁性体コア３２を図７の
励磁コイル−磁性体コアユニット３の分解斜視図に示す
ように複数枚の直方体形状の磁性体コアを組み合わせて
用いて横断面がＴ字となる様に配設して構成した。本実
施例においては直方体形状の磁性体コアを合計９個用い
ており、Ｔ字型の断面で３分割、長手で３分割してあ
る。

【００６１】また励磁コイル３１は図４の要領で作成し
た平板状うず巻き型の励磁コイルを定着ローラ１の内面
形状に沿う様に予めプレス加工などを施した立体的形状
のものである。

【００６２】その他の励磁コイル−磁性体コアユニット
３の構成部材、組み立て要領については第一の実施例の
励磁コイル−磁性体コアユニット３と同様である。

【００６３】本実施例の励磁コイル−磁性体コアユニッ
ト３及び定着装置も第一の実施例のものと同様の作用効
果を有する。

【００６４】また本実施例では中央部磁性体コア３２を
複数枚の直方体形状の磁性体コアを組み合わせて用いて
断面がＴ字になる様に配設して構成することで、励磁コ
イル３１の定着ローラ１に対向する部分の面積を長手方
向中央部では広く、両端部では狭くするように長手方向
に渡って変化させる構成と、端部磁性体コア３３・３４
との協同で、定着ローラ表面温度の長手方向の分布は均
一のままにして簡単な形状の安価な磁性体コアを用いる
事が可能で定着装置のコストを下げることができる。

【００６５】〈第三の実施例〉本実施例は、第一または
第二の実施例において、励磁コイル３１の定着ローラ１
に対向する部分の面積を長手中央部で両端部に比べて広
くするために、コイル線材の間に挟ませた４フッ化エチ
レン樹脂製のスペーサ部材３１ｄを４フッ化エチレン樹
脂製のスペーサ部材に比べて安価なフェノール樹脂製の
スペーサ部材に変更したものである。

【００６６】このように本実施例では、スペーサ部材３
１ｄとして４フッ化エチレン樹脂製のスペーサ部材の代
わりにフェノール樹脂製のスペーサ部材を用いること
で、励磁コイル３１や定着装置のコストを下げることが
できる。

【００６７】〈第四の実施例〉（図８） 図８は上記例の誘導加熱装置を画像加熱定着装置として
具備させ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転写式電子写真プロセス利用のレー
ザビームプリンタである。

【００６８】４１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、感光体ドラムと記す）であり、矢
印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。

【００６９】感光体ドラム４１はその回転過程におい
て、まず、帯電装置としての帯電ローラ４２によって所
定の極性・電位に一様に帯電される。

【００７０】次に、露光装置としてのレーザ光学系（レ
ーザスキャナ）４３による、目的の画像情報パターンに
対応したレーザビーム走査露光Ｌを受ける。これにより
感光体ドラム４１面に目的の画像情報パターンに対応し
た静電潜像が形成される。

【００７１】感光体ドラム４１面に形成された静電潜像
は現像装置４４でトナー現像されて可視化される。現像
方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法等が
用いられ、イメージ露光と反転現像との組み合わせで用
いられることが多い。

【００７２】感光体ドラム４１面に形成されたトナー画
像は、感光体ドラム４１と転写ローラ４５とで形成され
る転写ニップ部４６において、給紙部４７から該転写ニ
ップ部４６に所定の制御タイミングにて給送された記録
材（転写材）Ｐに対して順次に転写される。感光体ドラ
ム４１上のトナー画像は転写ローラ４５にトナーの帯電
極性とは逆の極性の電圧が印加されることで記録材Ｐ上
に順次に転写される。

【００７３】本例の画像形成装置において給紙部４７は
カセット給紙部であり、給紙カセット内に積載収納させ
た記録材Ｐが給紙ローラ４８と不図示の１枚分離部材と
によって１枚分離給送され、搬送ローラ対４９、トップ
センサー５０を含むシートパス５１を通って転写ニップ
部４６に所定の制御タイミングにて給送される。

【００７４】カセット給紙部４７からシートパス５１を
通って転写ニップ部４６に給送される記録材Ｐはシート
パス５１の途中に設けたトップセンサー５０で先端が認
識され、これに同期して感光体ドラム４１上に画像が形
成される。

【００７５】転写ニップ部４６にてトナー画像の転写を
受けた記録材Ｐは感光体ドラム４１面から順次に分離さ
れてガイド５３を通って定着装置５４へ搬送され、該定
着装置でトナー画像の加熱定着処理を受ける。定着装置
５４は上記例の誘導加熱装置である。

【００７６】定着装置５４をでた画像定着済みの記録材
Ｐは搬送ローラ対５５を含むシートパス５６を通って排
出ローラ対５７で排紙トレイ部５８に排出される。

【００７７】一方、記録材Ｐに対するトナー画像転写後
（紙分離後）に感光体ドラム４１上に残留する転写残留
トナーや紙粉等の汚染付着物はクリーナー５２により感
光体ドラム４１表面より除去され、表面清掃された感光
体ドラム４１は繰り返して作像に供される。

【００７８】画像形成装置に関して、記録材に対する顕
画剤像の形成原理・プロセスは任意である。

【００７９】本発明の定着装置には、画像を担持じた記
録材を加熱して艶等の表面性を改質したり、仮定着する
等の像加熱装置も含まれる。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、被加熱体
に近接して配設され、被加熱体に誘導電流を生じさせて
発熱させる励磁コイルについて、被加熱体を効率よく発
熱させること、かつ被加熱体表面温度を長手方向に渡っ
て均一化すること、しかも簡素な構成により量産性を向
上させて低コスト化等を可能にする。またこれにより電
磁誘導加熱方式の定着装置および該定着装置を備えた画
像形成装置の高性能化、低コスト化等を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第一の実施例における定着装置の要部の横断
面模型図

【図２】 励磁コイル−磁性体コアユニットの一部切欠
きの外観斜視図

【図３】 励磁コイル−磁性体コアユニットの分解斜視
図

【図４】 励磁コイルの作製要領図

【図５】 巻き上げた励磁コイルの長手方向中央部部分
と端部部分の拡大横断面模型図

【図６】 定着ローラの長手に沿う表面温度分布グラフ

【図７】 第二の実施例における励磁コイル−磁性体コ
アユニットの分解斜視図

【図８】 第四の実施例における画像形成装置例の概略
構成図

【符号の説明】

１・・定着ローラ １１・・芯金シリンダ（導電層） １２・・離型層 ２・・加圧ローラ ３・・励磁コイル−磁性体コアユニット（磁束発生手
段） ３１・・励磁コイル ３２〜３４・・磁性体コア（中央部磁性体コア、端部磁
性体コア） ３５・・保持ホルダー ３６・・熱収縮性チューブ ４・・高周波コンバーター（励磁回路） ５・・温度センサー ６・・制御回路 ７・・記録材搬送ガイド ８・・分離爪 Ｐ・・記録材 ｔ・・未定着トナー画像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 智市郎 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 藤田 岳 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 Ｆターム(参考） 2H033 BA25 BE06 3K059 AA08 AA14 AB00 AB27 AB28 AC33 AD03 AD05 AD35 AD37 CD44 CD52 CD73 CD74 CD77

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加熱体に近接して配設され、被加熱体
   に誘導電流を生じさせて発熱させる励磁コイルであり、
   コイル線材が被加熱体長手方向に巻き線されていて、被
   加熱体に対向する部分の面積が長手方向で異なっている
   ことを特徴とする励磁コイル。
2. 【請求項２】 被加熱体に対向する部分の面積が長手方
   向中央部では広く、両端部では狭くなっていることを特
   徴とする請求項１に記載の励磁コイル。
3. 【請求項３】 被加熱体に対向する部分の面積が他所に
   比べて広くなっている部分において、コイル線材の間に
   電気絶縁性・非磁性の部材が配設されており、これによ
   り被加熱体に対向する部分の面積が他所に比べて広くさ
   れていることを特徴とする請求項１又は２に記載の励磁
   コイル。
4. 【請求項４】 回転体と、この回転体に近接して配設さ
   れ回転体に誘導電流を生じさせて発熱させるための励磁
   コイルとを有し、回転体の発熱により記録材上に形成さ
   れたトナー画像を溶融定着する定着装置であって、励磁
   コイルはコイル線材を回転体長手方向に巻き線したもの
   であり、この励磁コイルの回転体に対向する部分の面積
   が長手方向で異なっていることを特徴とする定着装置。
5. 【請求項５】 回転体に対向する部分の面積が長手方向
   中央部では広く、両端部では狭くなっていることを特徴
   とする請求項４に記載の定着装置。
6. 【請求項６】 回転体に対向する部分の面積が他所に比
   べて広くなっている部分において、コイル線材の間に電
   気絶縁性・非磁性の部材が配設されており、これにより
   回転体に対向する部分の面積が他所に比べて広くされて
   いることを特徴とする請求項４又は５に記載の定着装
   置。
7. 【請求項７】 回転体とニップを形成する加圧部材を有
   し、該ニップに記録材を導入して挟持搬送させて記録材
   上に形成されたトナー画像を溶融定着することを特徴と
   する請求項４ないし６の何れかに記載の定着装置。
8. 【請求項８】 記録材にトナー画像を形成する作像手段
   と、記録材上に形成されたトナー画像を溶融定着させる
   定着手段を有する画像形成装置において、定着手段は請
   求項４ないし７の何れかに記載の定着装置であることを
   特徴とする画像形成装置。