JP2001244062A

JP2001244062A - 加熱装置および画像形成装置

Info

Publication number: JP2001244062A
Application number: JP2000053549A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Sato; 仁佐藤; Tokuyoshi Abe; 篤義阿部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2001-09-07

Abstract

(57)【要約】【課題】芯材に製造上の寸法のばらつきを許容しても、
芯材と励磁コイル及び導電部材を所定位置に配置できる
ようにし、発熱体の発熱幅のばらつきを抑え、かつ部分
的な発熱量のばらつきによる温度むらを抑えて局部的な
加熱の過不足をなくした加熱装置および画像形成装置を
提供すること【解決手段】芯材１６ａ，１６ｂ及び該芯材に巻かれ
る励磁コイル１５からなる磁場発生手段により導電部材
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
該導電部材の発熱により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、前記芯材１６ａ，１６ｂが複
数の分割芯材からなり、該分割芯材をホルダー部材１４
ａで配列保持していること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱装置及び画像
形成装置に関するものであり、例えば電子写真装置、静
電記録装置等の画像形成装置に用いられ、電磁誘導を利
用して渦電流を発生させて加熱し、被記録材上に形成さ
れた未定着トナー画像を定着する画像加熱定着装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】画像加熱定着装置としては、従来から熱
ローラ、フィルム加熱方式等の接触加熱方式が広く用い
られている。その中でも、最大４層のトナー層を有する
カラーの画像加熱定着装置では、ハロゲンヒータを発熱
させ、定着ローラの芯金、ゴム弾性層を介してトナー像
の加熱定着を行っている。

【０００３】しかし、このような熱ローラ方式では、定
着ローラの熱容量が大きいため、定着ローラ表面を定着
温度まで上げるのには非常に多くの時間を要していた。
このため、画像出力動作を速やかに実行するためには、
機械を使用していない時にもローラ表面をある程度の温
度に温調していなければならないという問題があった。

【０００４】すなわち、ウォーミングアップに時間がか
かるのでファーストプリントを速くするためにスタンバ
イ状態を設けて常時定着ローラを加熱状態に置いておく
ことが必要であった。

【０００５】また、フラッシュ定着方式、オーブン加熱
方式、熱板加熱方式など種々の方式・構成のものが知ら
れており、実用されている。米国特許第３５７８７９７
号明細書に記載されているようにベルト加熱方式も知ら
れている。

【０００６】最近では、フィルム加熱方式の加熱装置、
即ち固定支持された加熱体（サーマルヒーター）と、該
ヒーターに対向圧接しつつ搬送される耐熱性フィルム
と、該フィルムを介して被加熱材をヒーターに密着させ
る加圧部材を有し、該フィルムと加圧部材とのニップ部
に被加熱材を通し、該フィルムを介してヒーターからの
熱を被加熱材へ付与する構成の装置が利用されるように
なった。

【０００７】本出願人の先の提案に係る例えば特開昭６
３−３１３１８２号公報・特開平２−１５７８７８号公
報・特開平４−４４０７５号公報・特開平４−２０４９
８０号公報等に開示の方式・装置等がこれに属し、薄肉
の耐熱性フィルム（定着フィルム）と、該フィルムの移
動駆動手段と、該フィルムの一方面側に固定支持された
加熱体と、他方面側に該加熱体と対向して配置され、該
加熱体に対して該フィルムを介して画像定着すべき被記
録材の顕画像担持面を密着させる加圧部材を有し、該フ
ィルムは少なくとも画像定着実行時は該フィルムと加圧
部材との間に搬送導入される画像定着すべき被記録材と
順方向に同一速度で走行移動させて、該走行移動フィル
ムを挟んで加熱体と加圧部材の圧接で形成される定着ニ
ップ部に被記録材を導入して該フィルムと共に搬送する
ことにより被記録材の顕画像担持面を該フィルムを介し
て該加熱体で加熱して画像に熱エネルギーを付与して軟
化・溶融せしめ、次いで定着点通過後のフィルムと被記
録部材を分離点で離間させることを基本とする装置であ
る。

【０００８】このようなフィルム加熱方式においては、
ヒーターとして、低熱容量の加熱体を用いることができ
る。このため従来の接触加熱方式である熱ローラ方式や
ベルト定着方式に比べて省電力化及びウェイトタイム短
縮化（クイックスタート）が可能になる。またクイック
スタートができることにより非プリント時の予熱（スタ
ンバイ時加熱）が必要なくなり、総合的な意味での省電
力化もはかることができる。

【０００９】しかし、このようなフィルム加熱方式の加
熱装置にも次のような欠点があった。

【００１０】省エネルギー・クイックスタート性を実現
するためには、熱抵抗とならない熱容量が小さい薄いフ
ィルムを使わなければならず、耐久性が低く、また装置
の高速化等が困難である。

【００１１】また、フィルムが薄いと、剛性が得られず
フィルムの走行制御機構が必要となり、装置が大型化
し、複雑な構成となってしまう。

【００１２】耐熱性を要求されるフィルムは素材が限定
されてしまう。また、樹脂フィルムは断熱性が良いた
め、フィルム内側で熱の蓄積が生じ、フィルム内側に配
置される部品についても耐熱性が必要とされ、高価かつ
限定された材料を使わざるを得なくなる。

【００１３】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
の研究を行ってきた。

【００１４】これは磁界発生手段、例えば磁性体である
芯材と励磁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る。即ちコイルに高周波を加
えてその発生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）としてのフィルムに磁界が発生消
滅を繰り返すようにして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）に変換され、被加熱材に密
着するフィルムのみが発熱するので熱効率がすぐれてい
る。

【００１５】即ち、変動する磁界が導体中を横切る時、
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比例して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。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな電磁誘導加熱方式の加熱装置にも、装置構成上次の
ような問題点があった。

【００１７】励磁コイルが巻かれる芯材は、高透磁率の
フェライトが好ましいが、フェライトは製造上多くの制
約がある。

【００１８】フェライトの製造工程の概略は次の通りで
ある。フェライトの粉体を金型内に充填し、圧縮成形し
所定の形状にする。その後所定温度に保たれた炉内に一
定時間保持されて焼成され、固体となる。

【００１９】このような工程で製造されたフェライトの
芯材は、焼成時に大きく収縮するため、寸法精度のばら
つきが大きい。具体的には、称呼の寸法に対して２〜１
０％のばらつきが生じてしまう。即ち２００ｍｍのフェ
ライトを製造する場合、４〜２０ｍｍものばらつきが生
じてしまう。また部分的な収縮のばらつきにより、大き
なそりを生じてしまう場合もある。

【００２０】このようなばらつきを持ったフェライトの
芯材と励磁コイル及び発熱体を所定の位置に配置するこ
とは困難であり、導電部材の発熱幅がばらついたり、導
電部材に発生させる熱量を均一にすることができず、温
度むらを生じたりしまい、定着不良を起こしてしまうと
いう問題があった。

【００２１】そこで本発明は、上記問題点を解決し、芯
材に製造上の寸法のばらつきを許容しても、芯材と励磁
コイル及び導電部材を所定位置に配置できるようにし、
発熱体の発熱幅のばらつきを抑え、かつ部分的な発熱量
のばらつきによる温度むらを抑えて局部的な加熱の過不
足をなくした加熱装置および画像形成装置の提供を目的
としている。

【００２２】

【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。

【００２３】（１）芯材及び該芯材に巻かれる励磁コイ
ルからなる磁場発生手段により導電部材に磁場を作用さ
せ、該導電部材に発生する渦電流による該導電部材の発
熱により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、前記芯材が複数に分割され、該分割芯材が配
列保持されることを特徴とする加熱装置。

【００２４】（２）芯材及び該芯材に巻かれる励磁コイ
ルからなる磁場発生手段により導電部材に磁場を作用さ
せ、該導電部材に発生する渦電流による該導電部材の発
熱により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、前記芯材が複数に分割され、該分割芯材が隣
接する分割芯材との距離が０．３ｍｍから４ｍｍに配列
保持されることを特徴とする加熱装置。

【００２５】（３）芯材及び該芯材に巻かれる励磁コイ
ルからなる磁場発生手段により導電部材に磁場を作用さ
せ、該導電部材に発生する渦電流による該導電部材の発
熱により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、前記芯材が複数に分割され、該分割芯材の最
大寸法が１５ｍｍから５０ｍｍであることを特徴とする
加熱装置。

【００２６】（４）芯材及び該芯材に巻かれる励磁コイ
ルからなる磁場発生手段により導電部材に磁場を作用さ
せ、該導電部材に発生する渦電流による該導電部材の発
熱により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、前記芯材が複数に分割され、同一形状の分割
芯材を組み合わせ、その配列方向と直交する断面が略Ｔ
字状に配置されることを特徴とする加熱装置。

【００２７】（５）前記分割芯材を配列保持するセルま
たは仕切り部材を設けたホルダー部材を有していること
を特徴とする（１）乃至（５）の何れかに記載の加熱装
置。

【００２８】（６）被記録材に画像を形成する画像形成
手段と、（１）乃至（５）の何れかに記載の加熱装置を
具備し、前記加熱装置を前記画像形成手段により被記録
材上に形成した画像を加熱処理する像加熱装置として備
えたことを特徴とする画像形成装置。

【００２９】〔作用〕芯材を複数に分割し、該分割芯材
を、おのおのを配列保持するセルを設けたホルダーで配
列保持するようにしたことにより、芯材の寸法精度を良
くすることができ、芯材それぞれを精度良く配置するこ
とができるため発熱幅のばらつきを抑えることができ
る。

【００３０】該分割芯材を、隣接する分割芯材との距離
が０．３ｍｍから４ｍｍに配列保持するようにしたこと
により、芯材を分割配置した場合に問題となる分割芯材
の間隔による被発熱体の発熱ばらつき・温度むらおよび
それに起因する画像不良を防止できる。

【００３１】該分割芯材の最大寸法は１５ｍｍから５０
ｍｍにすることにより、芯材の個数を必要以上に増やす
必要がない。

【００３２】同一形状の分割芯材を組み合わせその断面
が略Ｔ字状に配置することにより、芯材の製造コストを
低く抑えることができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】〈第１の実施形態〉以下図により
本発明に係る加熱装置及びこれを備えた画像形成装置の
一例としての電子写真カラープリンタについて説明す
る。図１は本発明に係る加熱装置（画像加熱定着装置）
の構成を示す断面図、図２は回転体内部の励磁コイルと
芯材の配置を示す斜視図、図５は本発明に係る画像加熱
定着装置を備えた画像形成装置の記録部及び定着部の構
成を示す模式断面説明図である。

【００３４】図５において、１は有機感光体やアモルフ
ァスシリコン感光体でできた感光体ドラム（像担持体）
であり、２は該感光体１に一様に帯電を行うための帯電
ローラである。

【００３５】３は図示しない画像信号発生装置発生から
の信号をレーザ光のオン／オフに変換し、感光体ドラム
１の表面に静電潜像を形成するレーザ光学箱である。４
は該レーザ光学箱３から出射されるレーザ光であって、
５は該レーザ光学箱３からのレーザ光４を反射させて感
光体ドラム１に導くためのミラーである。

【００３６】感光体ドラム１の静電潜像は現像器６によ
ってトナーを選択的に付着させることで顕像化される。
現像器６はイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、カラー
現像器と、ブラックＢｋの現像器から構成され、一色ず
つ感光体ドラム１の上に形成された潜像を対応する色の
トナー画像として現像し、このトナー画像を中間転写ド
ラム７上に順次重ねてカラー画像を得るようになってい
る。

【００３７】中間転写ドラム７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、該金属ドラム
にバイアス電位を与えて感光体ドラム１との電位差でト
ナー画像の転写を行うものである。

【００３８】一方、図示しない給送カセットから給送ロ
ーラによって送り出された被記録材Ｐは感光体ドラム１
の静電潜像と同期するように搬送手段でもある転写ロー
ラ８と中間転写ドラム７との間のニップ部に送りこまれ
る。そして、転写ローラ８は被記録材Ｐの背面からトナ
ーと逆極性の電荷を供給することで、中間転写ドラム７
上のトナー画像を被記録材Ｐ上に転写する。

【００３９】こうして、被記録材上Ｐに転写された未定
着のトナー画像は、画像加熱定着装置９で加熱及び加圧
されて被記録材Ｐ上に永久固着された後、図示しない排
出トレーヘと排出される。

【００４０】感光体ドラム１、中間転写体ドラム７上に
残ったトナーや紙粉等は、夫々クリーナ１０，１１によ
って除去され、感光体ドラム１は前述の帯電以降の工程
を繰り返す。

【００４１】次に図１〜図４を用いて画像加熱定着装置
９の構成を詳細に説明する。図において、画像加熱定着
装置９は、被記録材Ｐの搬送路の下部に配置された加圧
部材としての加圧ローラ１２と、該加圧ローラ１２に対
向して被記録材Ｐの搬送路の上部に配置された回転体と
なる筒状の定着フィルム１３とを有しており、該定着フ
ィルム１３の内側にはフィルムガイド１４ａ，１４ｂが
配置され、該フィルム１３の回転を案内している。

【００４２】定着フィルム１３は、図１（ｂ）に示すよ
うに、円筒状の導電層（導電体）でもある発熱層１３ａ
の外表面に弾性層１３ｂを設け、更に該弾性層１３ｂの
外表面に離型層１３ｃを設けてエンドレスフィルムとし
て成形される。

【００４３】定着フィルム１３は画像加熱定着装置９本
体に対して固定されたフィルムガイド１４ａ，１４ｂに
対して周長に余裕をもって外嵌されると共に、摺動回転
可能に構成されている。従って、図１の矢印ａ方向に回
転駆動される加圧ローラ１２に圧接された定着フィルム
１３は、固定されたフィルムガイド１４ａ，１４ｂに対
して図１の矢印ｂ方向に摺動回転する。

【００４４】図１に示すように、フィルムガイド１４ａ
は、該フィルムガイド１４ａの内部に交番磁場を発生さ
せるための耐熱電線で構成される励磁コイル１５と、該
励磁コイル１５の芯材１６を所定位置に配置して支持し
ており、該励磁コイル１５は複数列巻回されている。

【００４５】加圧ローラ１２は定着フィルム１３に圧接
されて該定着フィルム１３とニップ部Ｎを形成し、該ニ
ップ部Ｎに導入された記録材Ｐをフィルム１３と共に搬
送する。

【００４６】加圧ローラ１２は鉄等で構成される芯金１
２ａと、該芯金１２ａの外周に設けられたシリコーンゴ
ム、フッ素ゴム、フッ素樹脂等を被覆した弾性部材１２
ｂを有して構成される。この加圧ローラ１２は図示しな
い駆動機構により図１の矢印ａ方向に回転駆動される。
なお、必要に応じて加圧ローラ１２側から被記録材Ｐに
熱エネルギーを供給するために加圧ローラ１２に発熱手
段を設けても良い。

【００４７】励磁コイル１５の芯材１６は、フェライト
やパーマロイ等のトランスのコアに用いられる材料が好
ましく、本実施形態では、１００［ｋＨｚ］以上でも損
失の少ないフェライトを用いている。このため以下の明
細書では部材１６はフェライトコアと呼ぶこととする。

【００４８】励磁コイル１５には図２に示す励磁回路１
８が接続されており、この励磁回路１８は２０［ｋＨ
ｚ］から５００［ｋＨｚ］の高周波をスイッチング電源
で発生できるようになっている。また、１７は、導電体
即ちフィルム１３の表面温度を測定するためのサーミス
タである。この検知温度に基づいて該励磁回路１８から
励磁コイル５へ供給される電力を制御することにより、
このフィルム１３と加圧ローラ１２で形成されたニップ
部Ｎが所定の温度(定着温度)となるようにしている。

【００４９】このニップ部Ｎでの加熱原理は、励磁回路
１８によって励磁コイル１５に印加される電流で発生す
る磁束がフェライトコア１６に導かれて定着フィルム１
３の発熱部となる発熱層１３ａに磁場を入れることで渦
電流を発生させる。この渦電流と発熱層１３ａの固有抵
抗によって熱エネルギーであるジュール熱が発生する。
発熱したジュール熱は弾性層１３ｂ、離型層１３ｃを介
してニップ部Ｎを搬送される被記録材Ｐと該被記録材Ｐ
上の未定着トナーｔｌを加熱する。これによりニップ部
Ｎ内において未定着トナーｔ１を溶融させ、ニップ部Ｎ
を通過後に自然冷却して定着トナーｔ２とし、永久固着
像とする。

【００５０】励磁コイル１５及びフェライトコア１６で
発生した磁界を定着フィルム１３の発熱層１３ａに効率
よく吸収させるためには、励磁コイル１５及びフェライ
トコア１６と、定着フィルム１３の発熱層１３ａとの距
離は出来るだけ近いほうがよい。

【００５１】また、フィルムガイド１４ａ，１４ｂは、
定着フィルム１３の発熱層１３ａとの摺動摩擦にも十分
耐え得る材料が使用される。また、定着フィルム１３の
内側には潤滑用のグリスが塗布してあり、円滑な回転を
行えるようになっている。

【００５２】定着フィルム１３の基層となる導電性発熱
層１３ａは金属フィルムからなる発熱層であり、非磁性
の金属でも良いが、より好ましくは磁束の吸収の良いニ
ッケル、鉄、強磁性ステンレス、ニッケル−コバルト合
金等といった強磁性体の金属を用いると良い。また厚さ
は、１〜１００［μｍ］が良い。発熱層１３ａの厚さが
１［μｍ］よりも小さい場合、殆どの電磁エネルギーが
吸収しきれないため、効率が悪くなる。また、発熱層１
３ａの厚さが１００［μｍ］を超えると剛性が高くなり
すぎて屈曲性が悪くなり、回転駆動されるフィルムとし
て使用するには現実的でないからである。

【００５３】弾性層１３ｂはシリコーンゴム、フッ素ゴ
ム、フルオロシリコーンゴム等で耐熱性が良く、熱伝導
率が良い材質で構成される。弾性層１３ｂの厚さは、１
０〜１０００［μｍ］が好ましい。これは定着画像品質
を確保するために必要な厚さである。

【００５４】カラー画像を印刷する場合、特に写真画像
等では被記録材Ｐ上で比較的大きな面積に亘ってベタ画
像が形成される。この場合、被記録材Ｐの凹凸或いはト
ナー層の凹凸に加熱面である離型層１３ｃが追従できな
いと加熱ムラが発生し、伝熱量が多い部分と少ない部分
で画像に光沢ムラが発生する。即ち、伝熱量が多い部分
は光沢度が高く、伝熱量が少ない部分では光沢度が低く
なる。

【００５５】該弾性層１３ｂの厚さを１０［μｍ］以下
とした場合、被記録材Ｐ或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することがある。また、弾
性層１３ｂの厚さを１０００［μｍ］以上とした場合に
は、弾性層１３ｂの熱抵抗が大きくなりクイックスター
トを実現するのが難しくなる。そして、より好ましくは
該弾性層１３ｂの厚さを５０〜５００［μｍ］とするの
が良い。

【００５６】また、弾性層１３ｂの硬度が高すぎると、
被記録材Ｐ或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１３ｂの硬
度としては、６００（ＪＩＳ−ＫＡ型試験機）以下で
あることが好ましく、より好ましくは、４５０（ＪＩＳ
−ＫＡ型試験機）以下であることが好ましい。

【００５７】弾性層１３ｂの熱伝導率入は、２．５×１
０^-1〜８．４×１０^-1[W/m・℃]（６×１０^-4〜２×１０
^-3[cal/cm・sec・deg]）が良い。熱伝導率λが２．５×１
０^-1[W/m・℃]（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１３の表
層における温度上昇が遅くなる。また、熱伝導率入が
８．４×１０^-1[W/m・℃]（２×１０^-3[cal/cm・sec・de
g]）よりも大きい場合には、硬度が高くなり過ぎたり、
圧縮永久歪みが悪化する。より好ましくは、熱伝導率入
は、３．３×１０^-1〜６．３×１０^-1[W/m・℃]（８×１
０^-4〜１．５×１０ ^-3[cal/cm・sec・deg]）が良い。

【００５８】離型層１３ｃは、フッ素樹脂、シリコーン
樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコー
ンゴム、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオ
ロアルキルピニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリ
テトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエ
チレン−ヘキサフルオロプロピレン）等の離型性かつ耐
熱性の良い材料を選択する。

【００５９】離型層１３ｃの厚さは、１〜１００［μ
ｍ］が好ましい。離型層１３ｃの厚さが１［μｍ］より
も小さいと、塗膜の塗りムラで離型性の悪い部分ができ
たり、耐久性が不足したりといった問題が発生する。ま
た、離型層１３ｃの厚さが１００［μｍ］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、硬度が高くなり過ぎ、弾性層１３ｂの効
果がなくなってしまう。

【００６０】次に本発明の特徴である励磁コイル１５と
フェライトコア１６と定着フィルム１３との位置関係及
び支持方法について図１〜図４を用いて説明する。フェ
ライトコア１６はＴの字の形状がよいが、異形断面とな
り製造上困難なため１６ａ、１６ｂの二つによりＴの字
形状を形成している。

【００６１】またフェライトコア１６ａ、１６ｂはそれ
ぞれ長手を複数に分割されている。本実施形態では図２
に示すように、フェライトコア１６ａ，１６ｂが、それ
ぞれ９個の分割芯材１６ａ’，１６ｂ’から構成されて
いる。

【００６２】フェライトコア１６ａ、１６ｂはその製造
上、最大寸法と最小寸法の差が前述のように２〜１０％
生じるため一体で成型した場合大きな寸法誤差を生じ、
発熱幅がばらつくことになる。このためフェライトコア
１６ａ、１６ｂを複数に分割し、それぞれを所定位置に
配置するようにして発熱幅のばらつきを抑えるようにし
ている。

【００６３】フェライトコア１６ａは、フィルムガイド
１４ａに設けられたセル１４ｃにそれぞれ配置されてい
る。セル１４ｃの長手長さは、フェライトコア１６ａの
製造上の公差上限寸法に設定してある。隣接するセル１
４ｃの間に設けられた隔壁１４ｄは１ｍｍとしている。

【００６４】フェライトコア１６ｂは、フィルムガイド
１４ａに設けられた仕切り部材１４ｅに位置決めされ、
それぞれ配置されている。仕切り部材１４ｅのガイド長
手方向の間隔は、フェライトコア１６ｂの製造上の公差
上限寸法に設定してある。仕切り部材１４ｅの厚みは１
ｍｍとしている。

【００６５】フェライトコア１６ａ、１６ｂを分割した
場合、夫々の間隔が重要となる。すなわち間隔が大きく
なると、磁束密度にむらが生じ、その結果として発熱量
のばらつきとなり、温度むらとなる。フェライトコア１
６ａ、１６ｂの間隔と被発熱体１３の温度むらを図４で
模式的に示している。またフェライトコア１６ａ，１６
ｂの間隔Δと、発熱体１３の温度むら及び画像への影響
との関係を実験で求め、この結果を表１に示す。

【００６６】

【表１】

【００６７】表１より、画像に実用上影響の無い様にす
るためにはフェライトコア間隔Δは４ｍｍ以下に抑える
必要がある。

【００６８】フェライトコア間隔を４ｍｍ以下にするた
めには、隔壁１４ｄ、仕切り部材１４ｅの厚みを１ｍｍ
とするとそれぞれのフェライトコアの寸法誤差を１．５
ｍｍ以下にしなければならない。寸法誤差を１．５ｍｍ
に抑えるためには、称呼寸法に対し６％の誤差を考える
と、１個当たり２５ｍｍ程度にする必要がある。

【００６９】本実施形態では必要発熱幅を２２０ｍｍと
しており、フェライトコアの総幅も２２０ｍｍとなりこ
れを約２５ｍｍずつに分割すると９分割となる。

【００７０】寸法誤差を称呼寸法に対し１０％まで許容
する場合は、１個当たり１５ｍｍ程度まで小さくする必
要があり、この場合の分割数は１５程度となる。寸法誤
差を称呼寸法に対し３％とした場合は１個当たり５０ｍ
ｍ程度にすることができ、この場合の分割数は４〜５と
なる。

【００７１】なおフェライトコアの分割数は、フェライ
トコアの寸法公差と発熱幅に応じて決定すれば良く、本
形態の値に特定されるものではない。

【００７２】本実施形態では、隔壁１４ｄおよび仕切り
部材１４ｅの厚みは１ｍｍとしたが、フィルムガイド１
４ａの成型上問題がなければ、できる限り薄くするのが
良く、射出成型の樹脂で成型する場合は０．３ｍｍ程度
まで薄くすることが可能である。

【００７３】本実施形態では、４色カラー画像形成装置
について説明したが、モノクロ或いは１パスマルチカラ
ー画像形成装置に適用しても良い。この場合は、図１に
示した定着フィルム１３において、弾性層１３ｂを省略
して、発熱層１３ａと離型層１３ｃのみで構成しても良
い。

【００７４】以上のように本実施形態によれば、発熱幅
のばらつきや、温度むら、およびそれらに起因する画像
不良を防止できる。また、分割芯材間の距離や分割芯材
の最大寸法を適切に設定したことにより、分割芯材の個
数を必要以上に増やす必要がない。更に、分割したこと
により、芯材のそりが問題とならず、良品率を向上させ
ることができる。

【００７５】〈第２の実施形態〉次に、図６を用いて本
発明に係る画像加熱定着装置の第２の実施形態について
説明する。図６は第２の実施形態における芯材の構成を
示す平面図である。本実施形態は、前述の実施形態と比
べて芯材の構成が異なり、その他の構成は略同じであ
る。

【００７６】本実施形態では、全て同一形状であるフェ
ライトコア（分割芯材）３０を図５のように組み合わせ
てＴの字型を形成するよう配置されている。本実施形態
では、フェライトコア３０は２７個使用されており、そ
れぞれがフィルムガイドに形成されたセル及び仕切り部
材に位置決めされ所定位置に配置されている。

【００７７】本実施形態では、２７個のフェライトコア
３０で構成されているため、一つのフェライトコア３０
の寸法は２４×１１×３程度となり、寸法精度を向上さ
せることが出来、また、良品率を向上させることが出来
るため、コストの低減を図ることが出来る。

【００７８】また形状の異なる複数のフェライトコアを
必要としなくなるため、製造上必要となる型投資が少な
くなり、同一形状のフェライトコアを数多く使用するた
め量産効果によりコストの低減を図ることができる。

【００７９】〈第３の実施形態〉次に、図６を用いて本
発明に係る画像加熱定着装置の第３実施形態について説
明する。第３の実施形態は第２の実施形態と異なる配置
により、フェライトコア３０を複数組み合わせてＴの字
型を形成するようにしたものであり、図１中垂直に位置
するコア１６ｂに相当するコア３０は、その短辺をガイ
ド長手方向に向けて１８枚配置され、図１中水平に位置
するコア１６ａに相当するコア３０は、その長辺をガイ
ド長手方向に向けて９枚配置される。

【００８０】なお、第１、第２、第３の実施形態では、
いずれも分割したフェライトコアをフィルムガイドで位
置決め配置するようにしているが、フィルムガイド以外
のホルダー部材で位置決め配置するようにしても良い。

【００８１】〈その他〉上記の実施形態では、フィルム
方式の加熱装置について示したが、本発明はこれに限ら
ず、図８（ａ）のように、導電体として金属ローラ３１
を用い、該金属ローラ３１を回転駆動させ、これと従動
する加圧ローラ１２との間で加熱ニップＮを形成し、磁
場発生手段５，１６により金属ローラ３１を発熱させる
構成でも良い。

【００８２】また、導電体３２をフィルムガイド１４で
固定支持し、これに導電層を有しないフイルム３３を外
嵌し、該フィルム３３を挟み、加圧ローラ１２を導電体
３２に対して圧接し、加熱ニップ部Ｎを形成したもので
も良い。

【００８３】いづれの構成であっても芯材１６を複数の
分割芯材から構成することで、前述の実施形態と同様の
効果が得られる。

【００８４】上記第１の実施形態では、分割芯材１６
ａ’を夫々セル１４ｃの中で自由に位置させた場合に図
９（ａ）のように、分割芯材１６ａ’が最大限離れた場
合でもフェライトコア間隔Δを４ｍｍ以下にできるよう
に、フェライトコア１６の公差を１．５ｍｍとしたが、
図９（ｂ）のように分割芯材１６ａ’を片側の隔壁１４
ｄに寄せた状態で固定し、フェライトコア１６の公差を
３ｍｍとして構成しても良い。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、芯
材に製造上の寸法のばらつきを許容しても、芯材と励磁
コイル及び導電部材を所定位置に配置できるようにし、
発熱体の発熱幅のばらつきを抑え、かつ部分的な発熱量
のばらつきによる温度むらを抑えて局部的な加熱の過不
足をなくした加熱装置および画像形成装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】加熱装置としての画像加熱定着装置の要部横
断側面模型図

【図２】第１の実施形態に用いた加熱装置の要部縦断
側面模型図

【図３】第１の実施形態に用いたフィルムガイドの概
略構成図

【図４】フェライトコアの間隔と被発熱体の温度むら
を模式的に示す図

【図５】第１の実施形態における画像形成装置の概略
構成図

【図６】第２の実施形態における芯材の構成及び配置
を示す図

【図７】第３の実施形態における芯材の構成及び配置
を示す図

【図８】その他の実施形態の説明図

【図９】その他の実施形態の説明図

【符号の説明】

９画像加熱定着装置１２加圧部材としての加圧ローラ１３定着フィルム１３ａ定着フィルムの発熱層１３ｂ定着フィルムの弾性層１３ｃ定着フィルムの離型層１４ａ、１４ｂフィルムガイド１４ｃフィルムガイドのセル１４ｄフィルムガイドの隔壁１４ｅフィルムガイドの仕切り部材１５励磁コイル１６、１６ａ、１６ｂ、３０芯材（フェライトコア）１７温度検知素子（サーミスタ）１８励磁回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯材及び該芯材に巻かれる励磁コイルか
らなる磁場発生手段により導電部材に磁場を作用させ、
該導電部材に発生する渦電流による該導電部材の発熱に
より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、前記芯材が複数に分割され、該分割芯材が配列保持され
ることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】芯材及び該芯材に巻かれる励磁コイルか
らなる磁場発生手段により導電部材に磁場を作用させ、
該導電部材に発生する渦電流による該導電部材の発熱に
より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、前記芯材が複数に分割され、該分割芯材が隣接する分割
芯材との距離が０．３ｍｍから４ｍｍに配列保持される
ことを特徴とする加熱装置。
【請求項３】芯材及び該芯材に巻かれる励磁コイルか
らなる磁場発生手段により導電部材に磁場を作用させ、
該導電部材に発生する渦電流による該導電部材の発熱に
より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、前記芯材が複数に分割され、該分割芯材の最大寸
法が１５ｍｍから５０ｍｍであることを特徴とする加熱
装置。
【請求項４】芯材及び該芯材に巻かれる励磁コイルか
らなる磁場発生手段により導電部材に磁場を作用させ、
該導電部材に発生する渦電流による該導電部材の発熱に
より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、前記芯材が複数に分割され、同一形状の分割芯材を組み
合わせ、その配列方向と直交する断面が略Ｔ字状に配置
されることを特徴とする加熱装置。
【請求項５】前記分割芯材を配列保持するセルまたは
仕切り部材を設けたホルダー部材を有していることを特
徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の加熱装置。
【請求項６】被記録材に画像を形成する画像形成手段
と、請求項１乃至５の何れかに記載の加熱装置を具備
し、前記加熱装置を前記画像形成手段により被記録材上
に形成した画像を加熱処理する像加熱装置として備えた
ことを特徴とする画像形成装置。