JP2001318545A - 加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小サイズの被加熱材を加熱する場合の領域２
（非通紙部）における過昇温を防止すると共に、高速
化、高耐久化を図ることが可能な加熱装置及び画像形成
装置を提供すること。 【解決手段】 磁場発生手段３の発生する磁界を磁性コ
ア４により導電性の加熱部材１に導いて誘導電流を発生
させ、該誘導電流による加熱部材１の発熱により被加熱
材Ｐを加熱する電磁誘導加熱方式の加熱装置において、
多種サイズの被加熱材Ｐに対して加熱可能であって、搬
送方向と直角長手方向に関して使用可能なすべてのサイ
ズの被加熱材Ｐが通過する領域を領域１、該領域１を除
く領域を領域２とした場合、領域２の一部もしくは全部
に、領域１の磁性コア４よりもキュリー点の低い磁性コ
ア４を配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、電子写真装置、静
電記録装置等の画像形成装置とこれに使用する定着装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、加熱定着装置に代表される像加熱
装置としては、熱ローラ方式の定着装置が広く用いられ
ている。

【０００３】熱ローラ方式は、定着ローラ（加熱ロー
ラ）と加圧ローラとの圧接ローラ対を基本構成とし、該
ローラ対を回転させ、該ローラ対の相互圧接部である定
着（加熱）ニップ部に未定着画像が形成された被記録材
を導入して挟持搬送させて、定着ローラの熱と、定着ニ
ップ部の加圧力にて未定着画像を被記録材に熱圧定着さ
せるものである。

【０００４】定着ローラは、一般に、アルミニウムの中
空金属ローラを基体（芯金）とし、その内空に熱源とし
てのハロゲンランプを挿入配設してあり、ハロゲンラン
プの発熱で加熱され、外周面が所定の定着温度に維持さ
れるようにハロゲンランプヘの通電が制御されて温調さ
れる。

【０００５】一方、特開昭６３−３１３１８２号公報、
特開平２−１５７８７８号公報、特開平４−４４０７５
号公報、特開平４−２０４９８０号公報等には、フィル
ム加熱方式の定着装置が提案されている。即ち、セラミ
ックヒータ等の加熱体と、加圧部材としての加圧ローラ
との間に耐熱性フィルム（定着フィルム）を挟ませてニ
ップ部を形成させ、該ニップ部のフィルムと加圧ローラ
との間に画像定着すべき未定着トナー画像を形成させた
被記録材を導入してフィルムと一緒に挟持搬送させるこ
とでニップ部に於いてセラミックヒータの熱をフィルム
を介して被記録材に与え、またニップ部の加圧力にて未
定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着させるものであ
る。このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒ
ータおよびフィルムとして低熱容量の部材を用いて構成
することができ、熱ローラ方式に比べ、画像形成装置の
電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短
く、スタンバイ時の消費電力を小さくすることが可能と
なる。

【０００６】また、特開平７−１１４２７６号公報に
は、磁束により定着フィルムに電流を誘導させてジュー
ル熱によって発熱させる誘導加熱定着装置が開示されて
いる。これは、誘導電流の発生を利用することで、直接
定着フィルムを発熱させることができ、より高効率の定
着プロセスの達成が可能となるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たフィルム方式の定着装置に関しては、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。この間題を解決する
方法として、小サイズの記録材を使用する場合に給紙間
隔を広げてスループットを下げることにより、定着フィ
ルム等の冷却時間を設ける方法が考えられるが、必要な
冷却時間を得るためには装置本来の画像形成速度を著し
く低下させなければならないという問題があった。

【０００８】そこで、本発明の目的は、小サイズの被加
熱材を加熱する場合の領域２（非通紙部）における過昇
温を防止すると共に、高速化、高耐久化を図ることが可
能な加熱装置及び画像形成装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の加熱装置及び画
像形成装置は、上記課題を解決するために下記の構成を
特徴とするものである。

【００１０】〔１〕：磁場発生手段の発生する磁界を磁
性コアにより導電性の加熱部材に導いて誘導電流を発生
させ、該誘導電流による加熱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において、多種
サイズの被加熱材に対して加熱可能であって、搬送方向
と直角長手方向に関して使用可能なすべてのサイズの被
加熱材が通過する領域を領域１、該領域１を除く領域を
領域２とした場合、領域２の一部もしくは全部に、領域
１の磁性コアよりもキュリー点の低い磁性コアを配する
ことを特徴とする加熱装置。

【００１１】〔２〕：領域２に配した低キュリー点の磁
性コアの周囲に、磁束発生手段による発生磁束の一部を
周回するように形成され、開放又は閉鎖状態にスイッチ
ング可能な環状の導電性部材を配置させたことを特徴と
する〔１〕に記載の加熱装置。

【００１２】〔３〕：前記環状の導電性部材が、閉鎖状
態の場合に誘導電流が生じて発熱し、該熱によって低キ
ュリー点の磁性コアを加熱することを特徴とする〔２〕
に記載の加熱装置。

【００１３】〔４〕：前記加熱部材が中空の回転体であ
り、その内面側に断熱部材を有し、該断熱部材の内側に
前記磁場発生手段及び磁性コアが配置されていることを
特徴とする〔２〕又は〔３〕に記載の加熱装置。

【００１４】〔５〕：前記磁性コアを冷却する冷却装置
を有することを特徴とする〔１〕，〔２〕，〔３〕又は
〔４〕に記載の加熱装置。

【００１５】〔６〕：小サイズの被加熱材を連続して加
熱したのち、該被加熱材より大きいサイズの被加熱材を
加熱する場合に前記冷却装置が、前記低キュリー点の磁
性コアを冷却することを特徴とする〔５〕に記載の加熱
装置。

【００１６】〔７〕：記録材上に画像を形成する像形成
手段と、該記録材上の画像を加熱する像加熱手段とを有
する画像形成装置において、該像加熱手段として〔１〕
乃至〔６〕の何れか１項に記載の加熱装置を備えること
を特徴とする画像形成装置。

【００１７】〔８〕：被帯電体としての像担持体と、該
像担持体を帯電する帯電手段と、前記像担持体を露光し
て静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナ
ーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、前記像
担持体上のトナー像を転写材に転写する転写手段と、転
写材に転写されたトナー像を永久固着像とする定着手段
としての〔１〕乃至〔６〕の何れか１項に記載の加熱装
置とを備えることを特徴とする画像形成装置。

【００１８】〈作 用〉上記のように構成することで、
小サイズの被加熱材を加熱する場合において、領域２
（非通紙部）が昇温すると該領域２に配置された磁性コ
アの温度がキュリー点を超えて、領域２が過昇温となる
前に、領域２の発熱が抑制されるので、過昇温によるフ
ィルム破損、しわ等の不具合の発生を防止して高寿命化
が可能となる。従って領域２の冷却時間をとる必要が無
くなり、温度給紙間隔を短くできるので、スループット
向上も可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】〈第一の実施形態〉図１０は本発
明の実施形態の像加熱装置を４色カラー画像形成装置の
定着装置として用いた場合の画像形成装置の断面図であ
る。まずこの装置の動作を以下に説明する。１０１は有
機感光体やアモルファスシリコン感光体でできた電子写
真感光ドラム（像担持体）であり、矢示の反時計方向に
所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。

【００２０】感光体ドラム１０１はその回転過程で帯電
ローラ等の帯電装置１０２で所定の極性・電位の一様な
帯電処理を受ける。

【００２１】次いでその帯電処理面にレーザ光学箱（レ
ーザスキャナー）１１０から出力されるレーザ光１０３
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１１０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１０３を
出力して回転感光体ドラム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１０１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。１
０９はレーザ光学箱１１０からの出力レーザ光を感光体
ドラム１０１の露光位置に偏向させるミラーである。

【００２２】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、たとえばイエロー
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１０４のうちのイエロー現像
器１０４Ｙの作動でイエロートナー画像として現像され
る。そのイエロートナー画像は感光体ドラム１０１と中
間転写体ドラム１０５との接触部（あるいは近接部）で
ある一次転写部Ｔ１において中間転写ドラム１０５の面
に転写される。中間転写ドラム１０５面に対するトナー
画像転写後の回転感光体ドラム１０１面はクリーナ１０
７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。

【００２３】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の色分解成分画像（たとえばマゼンタ成分画
像、マゼンタ現像器１０４Ｍが作動）、第３の色成分画
像（たとえばシアン成分画像、シアン現像器１０４Ｃが
作動）、第４の色成分画像（たとえば黒成分画像、黒現
像器１０４ＢＫ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１０５面にイエロートナ
ー画像・マゼンタトナー画像・シアントナー画像・黒ト
ナー画像の都合４色のトナー画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トナー画像
が合成形成される。

【００２４】中間転写体ドラム１０５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１０１に接触してあるいは近接して感光体ドラ
ム１０１と略同じ周速度で矢示の時計方向に回転駆動さ
れ、中間転写体ドラム１０５の金属ドラムにバイアス電
位を与えて感光体ドラム１０１との電位差で感光体ドラ
ム１０１側のトナー画像を該中間転写体ドラム１０５面
側に転写させる。

【００２５】上記の中間転写体１０５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１０５
と転写ローラ１０６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被記録材Ｐの面に転写
されていく。転写ローラ１０６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体ドラ
ム１０５面側から被記録材（転写材）Ｐ側へ合成カラー
トナー画像を転写する。

【００２６】二次転写部Ｔ２を通過した被記録材Ｐは中
間転写体ドラム１０５の面から分離されて像加熱装置
（定着装置）１００へ導入され未定着トナー画像の加熱
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。定着装置については後程、
詳述する。

【００２７】被記録材Ｐに対するカラートナー画像転写
後の回転中間転写体ドラム１０５はクリーナ１０８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１０８は、通常、中間転写体
ドラム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写
体ドラム１０５から被記録材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１０５
に接触状態に保持される。

【００２８】また、転写ローラ１０６も通常時は中間転
写体ドラム１０５に非接触状態に保持されており、中間
転写体ドラム１０５から被記録材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１
０５に被記録材Ｐを介して接触状態に保持される。

【００２９】次に定着装置について説明する。

【００３０】図１は、本例の定着装置１００の要部の横
断面模型図、図２は要部の正面模型図、図３は要部の縦
断面模型図である。

【００３１】本例装置１００は、円筒状の電磁誘導発熱
性フィルムを用いた、加圧ローラ駆動方式、電磁誘導加
熱方式の装置である。

【００３２】回転体としてのエンドレス状の定着フィル
ム（加熱部材）１は、図４に示すように電磁誘導発熱性
の基層となる金属フィルム等でできた発熱層１ａと、そ
の外面に積層した弾性層１ｂと、その外面に積層した離
型層１ｃの３層複合構造のものである。発熱層１ａは、
ニッケル、鉄、強磁性ＳＵＳ、ニッケルーコバルト合金
等といった強磁性体の金属を用いるのが好ましく、電磁
エネルギーの吸収効率とフィルムの剛性との関係上、１
〜１００μｍの厚さが好ましい。弾性層１ｂは、カラー
画像などを定着する際に、被記録材の凹凸あるいはトナ
ー層の凹凸に加熱面（離型層１ｃ）を追従させて画像の
光沢ムラを防止するために必要な層であり、シリコーン
ゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコンゴム等の耐熱性が
よく熱伝導率の良いものが用いられ、厚さ１０〜５００
μｍ、硬度６００（ＪＩＳ−KＡ型試験機）以下とする
のが好ましい。離型層１ｃは、厚さ１〜１００μｍの、
フッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコンゴム、
フッ素ゴム、シリコーンゴム、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥ
Ｐ等の離型性かつ耐熱性の良いものが用いられる。

【００３３】フィルムガイド２は、励磁コイル３とフィ
ルム１との絶縁性確保のため、フェノール樹脂、ポリイ
ミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、Ｐ
ＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、Ｐ
ＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂、ＬＣＰ樹脂等の絶縁性及び耐
熱性の良い材料が用いられ、圧接部（ニップ部Ｎ）への
加圧、磁場発生手段としての励磁コイル３と磁性コア４
の支持、定着フィルム１の支持、該フィルム１の回転時
の搬送安定性を図る役目をする。

【００３４】ニップ部Ｎのフィルム１とフィルムガイド
２間に配設された摺動部材１０は、フィルム１とフィル
ムガイド２との摺動性を向上させるためものもので、Ｐ
Ｉや、アルミナにガラスをコートしたものなど、耐熱性
に優れフィルムとの摺動性のよいものが用いられる。ま
た、摺動性をより向上させるため、摺動部材１０に加え
てフィルム１内面にグリースなどの潤滑剤が塗布されて
いる。

【００３５】励磁コイル３は、一本ずつがそれぞれ絶縁
被覆された銅製の細線を複数本束ね、この束線を複数回
巻くことによってコイル（線輪）を形成しており、不図
示の励磁回路に接続されている。本例においては、耐熱
性の絶縁被膜としてポリイミドを用い、巻き数を８回
（８ターン）としたものを用い、コイルをフィルムガイ
ド２に沿わせて形成・配設し、大面積での加熱を可能に
している。また、細線の直径や、束線の断面積等は励磁
コイル３に流す電流量によって決まるが、本例では直径
０．２ｍｍの細線を９８本束ねたもの（束線断面積約
３．１ｍｍ²）を用いている。

【００３６】磁性コア４は、断面形状が長方形状の高透
磁率のコアであり、フェライトやパーマロイ等といった
トランスのコアに用いられる材料（より好ましくは１０
０ｋＨｚ以上でも損失の少ないフェライト）が用いられ
る。

【００３７】温度検知部材１１は、定着フィルム１の温
度を検知するもので、サーミスタ等の温度センサを、図
に示すように、長手方向中央部（領域１）の、定着フィ
ルム１の内面側で定着ニップ後である回転方向下流側に
配設している。この温度検知部材による検知温度によっ
て、フィルム温度を所定の定着温度（１８０℃）となる
ように、コイル３に流す電流量を調整するなどして温調
制御する。

【００３８】加圧部材としての加圧ローラ５は、芯金５
ａと、芯金周りに成形被覆させた、シリコーンゴム・フ
ッ素ゴム・フッ素樹脂などの耐熱性・弾性材層５ｂとで
構成されており、芯金５ａの両端部を装置の不図示のシ
ャーシ側板金間に回転自由に軸受け保持させて配設して
ある。また、図２、及び図３に示すように、この加圧ロ
ーラ５の上側にフィルム１、フィルムガイド２、励磁コ
イル３、励磁コア４、加圧用剛性ステイ６、フランジ部
材７ａ・７ｂからなる加熱手段ユニットが配設され、加
圧用剛性ステイ６の両端部と装置シャーシ側のバネ受け
部材８ａ・８ｂとの間にそれぞれ加圧バネ９ａ・９ｂを
縮設することで加圧用剛性ステイ６に押し下げ力を作用
させている。これにより、フィルムガイド２の下面と加
圧ローラ５の上面とが定着フィルム１、摺動部材１０を
挟んで圧接して所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。
このニップ部Ｎでのフィルム１及び加圧ローラ５の接触
によって、加圧ローラ５の駆動とともに、フィルム１が
回転駆動される。

【００３９】フィルム１の加熱原理は以下に示すとおり
である。

【００４０】励磁コイル３に、励磁回路（不図示）から
２０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの交番電流を流すことにより
交番磁束を発生させる。その交番磁束は、定着フィルム
１の発熱層１ａに渦電流を発生させ、この渦電流は発熱
層１ａの固有抵抗によりジュール熱を発生させる。発生
した熱は弾性層１ｂ、離型層１ｃを介してニップ部Ｎに
挟持搬送される被記録材Ｐと被記録材Ｐ上のトナーｔを
加熱する。

【００４１】なお、本例に於いて、被記録材Ｐは、装置
の長手方向中央部を基準に通紙され、例えば、大サイズ
紙（通紙可能な最大幅の被記録材）を通紙する場合には
図中の領域Ｓに、小サイズ紙（通紙可能な最小幅）を通
紙する場合には図中の領域１に通紙される。従って、小
サイズ紙通紙時の非通紙部は、領域Ｓのうち領域１以外
の領域２となる。

【００４２】次に、この定着器の駆動制御に関して説明
する。

【００４３】定着器の動作命令を受けると、駆動手段Ｍ
によって加圧ローラ５を回転駆動させるとともに、励磁
コイル３に定格電流を流しフィルム１の加熱を開始す
る。この加圧ローラ５の回転駆動による該加圧ローラ５
と定着フィルム１の外面との摩擦力で定着フィルム１に
回転力が作用して、該定着フィルム１は、加熱されなが
ら、その内面が定着ニップ部Ｎにおいて摺動部材１０
（及びフィルムガイド２）に密着して摺動しながら加圧
ローラ５の回転速度にほぼ対応した周速度をもってフィ
ルムガイド２の外回りを回転する。そして、温度検知部
材１１による検知温度によって、コイル３に流す電流量
を制御するなどして、フィルム温度が所定の定着温度
（例えば１８０℃）となるように温調され、定着画像形
成可能状態となるように制御されている。フィルム温度
が定着温度となった時点で、被記録材Ｐがニップ部Ｎ内
に通紙され、加圧、加熱によって被記録材Ｐ上のトナー
画像が定着される。なお、通紙中は、被記録材Ｐによっ
て熱量が奪われ通紙部の温度も低下するため、検知温度
に従って、その都度、通電が行われフィルム温度が定着
温度を保つように温調される。

【００４４】本例では、中央部に配置された温度検知部
材による検知温度によって温度制御しているため、小サ
イズ紙連続通紙の場合、非通紙部となる両端部領域（領
域２）の温度は、上昇する（すなわち、通紙による温度
検知部材の検知温度の低下にともない、温調によって、
通紙部のフィルム温度は定着温度に保たれるが、通紙に
よって熱量が奪われない非通紙部の温度は上昇する）。

【００４５】非通紙部では、この温度上昇に伴い、伝熱
によって、内部に配置されたコア温度も上昇するが、コ
ア材は一般に温度依存性があり、温度がキュリー点に達
すると急激に透磁率が低下する。そこで該キュリー点を
適切に設定し、非通紙部昇温が生じた場合には、コア材
の透磁率が低下して発熱量が減少するように構成する。

【００４６】本例では、図５に示すように、回転方向に
直交する長手方向に複数個（本例では８個）に分割した
コアを用い、小サイズ紙の通紙域である中央部（領域
１）の４個のコア４ａとしてキュリー点が２５０℃のも
の、小サイズ紙通紙時の非通紙部に相当する両端部分の
４個のコア４ｂとしてキュリー点が２００℃のものを配
置し、非通紙部に相当する部分のコア４ｂに通紙部のコ
ア４ａより低キュリー点のものを用いている。

【００４７】これにより、非通紙部昇温が生じ、コア温
度が非通紙部コア４ｂのキュリー点である２００℃に達
すると、透磁率の低下によって、発生磁束が減少し、こ
の部分の誘導加熱部材中の渦電流も減少して発熱量が減
少する（シャットダウン）。その結果、非通紙部はそれ
以上の温度上昇が防止され、非通紙部過昇温によってフ
ィルム等が破損する以前に、自発的に過昇温が防止され
る。すなわち、自身の温度上昇に伴って自動的に発熱量
が減少されるため、小サイズ紙を連続通紙する場合に於
いても、過昇温を防止できる。

【００４８】なお、本例では、非通紙部に通紙部のコア
４ａに比べ定着温度に近い低キュリー点のコアを使用し
ているため、昇温部からの伝熱によるコア温度の上昇に
よってコア４ｂがシャットダウンするまでの時間（キュ
リー点に到達するまでの時間）を短くでき、非通紙部の
昇温に対して、比較的応答性よく発熱量を抑制でき、非
通紙部の過昇温によるフィルム１、加圧ローラ５等の破
損を防止でき、装置の高寿命化が可能となる。また、領
域１のコア４ａにキュリー点が２５０℃と定着温度に比
ベ７０ｄｅｇ高いものを用いたことにより、例えばジャ
ム時などで装置全体が昇温しコア温度が上昇しても、全
体の透磁率が急激に変化せず、非通紙部昇温時の高い応
答性と、通常時の安定性とを両立可能となる。

【００４９】図６（ａ）に、本例の定着器にて、小サイ
ズ紙としての封筒を、通常紙の給紙スピードで１００枚
連続通紙した場合の、通紙部及び非通紙部の温度を計測
した結果を示す。また、図６（ｂ）に比較例として、通
紙部と非通紙部とに同じキュリー点（キュリー点２５０
℃）のコアを用いた場合の例も示す。

【００５０】図からわかるように、比較例では、非通紙
部は、５０枚通紙後にコア温度がキュリー点２５０℃に
達するが、このときのフィルム温度は２８０℃以上とな
っており、非通紙部のフィルム破損が生じたり、非通紙
部昇温による加圧ローラ劣化によって、紙しわ、ジャム
等の不具合が発生することがあった。

【００５１】一方、本例の装置では、１０枚通紙後にコ
アはキュリー点である２００℃に達し、シャットダウン
によって発熱量が減少しフィルム昇温を防止するため、
非通紙部のフィルム温度は２２０℃以下に保たれる。こ
のため、非通紙部の過昇温は防止され、紙しわ、ジャム
等の不具合の発生もなく、良好な定着画像が得られた。

【００５２】従って、本例の定着装置を用いることで、
非通紙部における過昇温が防止されて、フィルム破損や
加圧ローラ劣化を防止し、装置の高速化、高耐久化が可
能となる。

【００５３】なお、本例では、非通紙部の昇温に対し、
伝熱によってコア温度をキュリー点に昇温させ、過昇温
を防止するものであったが、例えば、非通紙部のコア部
に良熱伝導性の伝熱部材を設け、小サイズ紙通紙時にコ
ア温度がキュリー点に到達するまでの時間を、より短く
する構成としてもよい。

【００５４】〈第二の実施形態〉図７、図８は、本発明
の第２の実施形態である定着装置の断面図を示す図であ
る。本実施形態は第１の実施形態の定着装置に加え、回
転体の内面に断熱部材を配し、低キュリー点の磁性コア
の周囲に、環状の導電性部材を配した構成である。な
お、その他の構成は略同じであるので、第１の実施形態
と同様の働きのものには同符号を付し、再度の説明を省
略してある。

【００５５】断熱部材としての断熱スリーブ１２は、ポ
リイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂
等の絶縁性及び耐熱性の良い材料からなる厚さ１０〜５
００μｍの円筒状のスリーブであり、回転体と、支持部
材との間に配置して、発熱部である回転体から支持部材
側への伝熱を抑制し、回転体の発熱効率を向上させて、
立ち上げ時間の短縮が可能となるようにしている。な
お、本例では断熱部材として、円筒状のスリーブを、回
転体と支持部材との間に配置する構成としたが、発熱層
１ａの内側に、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミ
ド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦ
Ａ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂等の耐熱樹脂からな
る断熱層を設ける構成としてもよい。

【００５６】環状導電部材１３は、図８に示すように、
銅等の板状の導電性部材をＰＩ等の耐熱性絶縁性部材で
絶縁被覆したものを、折り曲げるなどして非通紙部のコ
アの周りに巻いて配置させたもので、スイッチング回路
１４により、開放状態、閉鎖状態に制御され、閉鎖状態
時に環状を形成する。本例では、コアの周囲に配置した
が、閉鎖時に、磁束発生手段により発生する磁束の一部
を周回するように巻いたものであればよい。

【００５７】環状部材１３は、閉鎖状態とすることで、
例えば磁束発生手段により磁束が発生している場合に於
いては、その磁束を打ち消すように電流が流れる。さら
に電流が流れることによって、自身が発熱し、その発熱
によってコア温度を昇温させる。本例は、断面積が２ｍ
ｍ²の銅板を１回巻いたもので、磁場発生手段により発
生する磁束によって、閉鎖時に０〜１３０Ａrms流れ
る。この場合、環状部材は、１秒あたり平均して２．５
ｄｅｇの割合で、同様にコア温度は１秒あたり平均１．
０ｄｅｇの割合で昇温し、通紙開始から２０秒ほどで、
非通紙部のコア温度はキュリー温度に達するように構成
されている。なお、環状部材の形状や断面積、巻き数等
は、自身に流れる電流量等によって、最適に設定される
ものであり、装置構成によって、適宜設定される。

【００５８】而して、不図示の操作部からの入力や、給
紙カセットのサイズ検知センサ等からの検知信号に基づ
いて小サイズ紙が連続通紙される場合には、スイッチン
グ回路１４によって非通紙部に配置された環状部材１３
が閉鎖状態に設定され、励磁コイル３に通電される電流
によって生じる発生磁束を打ち消すように非通紙部の環
状部材中に電流が流れる。環状部材中に電流が流れるこ
とによる環状部材自身の昇温によって、コア４ｂは加熱
され、コア温度がキュリー点に達するまで上昇し、透磁
率の低下により発熱量が減少し、過昇温が防止される。

【００５９】本例では、小サイズ紙通紙の場合、環状部
材を閉鎖状態とすることで、非通紙部での磁束を減少さ
せるように構成されているため、非通紙部昇温の昇温速
度は、環状部材１３のない場合に比べ遅く、非通紙部昇
温には有利である。

【００６０】なお、本例の温度検知部材１１は、断熱ス
リーブ１２を介して定着フィルム１の温度を検知するこ
とになるので、これを見越した温度等で制御を行ってい
る。また該温度検知部材１１は定着フィルム外周面に当
接するタイプとしても良い。

【００６１】本例のように、小サイズ紙通紙時、環状部
材１３を閉鎖状態とすることで、非通紙部の磁束を減じ
て非通紙部の発熱量を減少させて非通紙部の昇温を抑制
するのと同時に、環状部材１３の昇温によって非通紙部
のコア温度をキュリー点に上昇させることにより、発熱
部１ａの内側に断熱部材１２を有し、発熱部１ａからの
伝熱によるコア昇温が阻害される定着器の場合に於いて
も、小サイズ紙通紙時の非通紙部過昇温を防止でき、フ
ィルム破損や加圧ローラ劣化を防止し、装置の高速化、
高耐久化が可能となる。

【００６２】なお、環状部材１３のスイッチングは、小
サイズ紙通紙時のコア昇温に対し最適となるようにオン
オフされるものであり、銅板の耐熱性と、コア昇温能力
とに応じて、例えば小サイズ紙の通紙中、すべてオンと
したり、一定間隔おきにオンオフを繰り返すように制御
したり、また、励磁コイル３の入力電力に応じて制御し
てもよい。本例では、小サイズ紙通紙時に環状部材１３
を閉鎖状態とすることにより、励磁コイル３によって生
じる磁束を減じて、非通紙部の発熱量を抑制するのと同
時に、環状部材１３の通電によって生じる熱によりコア
材を昇温させて非通紙部過昇温を防止するものであった
が、非通紙部のコア周辺に加熱部材を配置させ、小サイ
ズ通紙時に加熱部材により積極的にコアを加熱し、コア
温度のキュリー点到達時間をより短くして、過昇温を防
止するという構成としてもよい。

【００６３】〈第三の実施形態〉本例は、図９に示すよ
うに、第１の実施形態の定着装置に加え、非通紙部にも
温度検知部材１５を設け、さらにコア４を冷却するファ
ンなどの冷却装置１６を設けたものである。

【００６４】本例では、非通紙部の温度検知部材１５に
より、非通紙部の温度検知を行い、定着動作中にフィル
ム温度が所定温度以下となった場合、冷却装置１６を作
動させ、コア温度をキュリー温度以下まで低下させ、再
びフィルム１を加熱する様にして、非通紙部及び通紙部
の温度を常に均一に保つように構成されたものである。

【００６５】このように構成することで、例えば、小サ
イズ紙を連続通紙した直後に、大サイズ紙を定着しよう
とした場合に於いても、小サイズ紙の非通紙部にあたる
大サイズ端部の定着不良を防止できる。

【００６６】すなわち、非通紙部がコア昇温によりコア
温度がキュリー点に達し、シャットダウンした場合、そ
の直後に大サイズ紙を定着するには、コア温度がキュリ
ー温度以下に減少するまで一定時間をあけるなどして、
通紙間隔を置かなければ、非通紙部は加熱されない。こ
の場合、通紙間隔を置かずに連続通紙すると、通紙によ
って熱量が奪われて温度が低下し、定着温度以下となっ
て定着不良等の不具合が発生してしまう。

【００６７】これに対して、本例では、小サイズ紙通紙
直後に大サイズ紙通紙命令を受けると、冷却装置（冷却
ファン）１６が作動し、コア温度をキュリー点以下とな
るように積極的に冷却し、小サイズ紙の非通紙部にあた
る大サイズ紙端部を発熱可能となるようにしている。よ
って、小サイズ紙通紙後に於いても、常に、フィルム温
度を定着温度に保つことが可能で、大サイズ通紙時に定
着不良等の不具合の発生を防止できる。

【００６８】なお、本例では、小サイズ通紙後、大サイ
ズ紙が通紙される場合に於いて、冷却ファン１６を作動
させる構成であったが、大サイズ紙の通紙時に常に冷却
ファン１６を作動させることにより、励磁コイル３の昇
温を防止し入力電力ヘの負荷を軽減するとともに、小サ
イズ紙通紙時には冷却ファン１６を停止させ、非通紙部
のコア昇温の応答性を上げる構成としてもよい。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
小サイズの被加熱材を加熱する場合の領域２（非通紙
部）における過昇温を防止すると共に、高速化、高耐久
化を図ることが可能な加熱装置及び画像形成装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施形態における加熱装置の断面図

【図２】 第１の実施形態における加熱装置の正面模型
図

【図３】 第１の実施形態における加熱装置の長手方向
断面図

【図４】 定着フィルムの層構成模型図

【図５】 第１の実施形態における加熱装置のコア材の
長手方向断面図

【図６】 第１の実施形態における加熱装置の温度変化
を示す図

【図７】 第２の実施形態における加熱装置の断面図

【図８】 第２の実施形態に用いた加熱装置の一部省略
斜視断面図

【図９】 第３の実施形態に用いた加熱装置の長手方向
断面図

【図１０】 本発明の画像形成装置の概略構成図

【符号の説明】

１ 該定着フィルム（加熱部材） １ａ 発熱層 １ｂ 弾性層 １ｃ 離型層 ２ フィルムガイド ３ 励磁コイル ４ 磁性コア ５ 加圧ローラ ５ａ 芯金 ５ｂ 耐熱性・弾性材層 １０ 摺動部材 １１ 温度検知部材 １２ 断熱スリーブ １３ 環状部材（環状導電部材） １４ スイッチング回路 １５ 温度検知部材 １６ 冷却装置 １００ 定着装置 １０１ 回転感光体ドラム １０２ 帯電装置 １０４ ４色カラー現像装置 １０５ 中間転写体ドラム １０６ 転写ローラ １０７ クリーナ １０８ クリーナ １１０ レーザ光学箱 Ｎ ニップ部 Ｐ 被記録材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久米 隆生 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 野村 崇 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 AA23 BA25 BA27 BA29 BB18 BE06 CA53 3K059 AA08 AB23 AB28 AC33 AD00 AD02 CD44 CD48

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁場発生手段の発生する磁界を磁性コア
   により導電性の加熱部材に導いて誘導電流を発生させ、
   該誘導電流による加熱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において、 多種サイズの被加熱材に対して加熱可能であって、搬送
   方向と直角長手方向に関して使用可能なすべてのサイズ
   の被加熱材が通過する領域を領域１、該領域１を除く領
   域を領域２とした場合、領域２の一部もしくは全部に、
   領域１の磁性コアよりもキュリー点の低い磁性コアを配
   することを特徴とする加熱装置。
2. 【請求項２】 領域２に配した低キュリー点の磁性コア
   の周囲に、磁束発生手段による発生磁束の一部を周回す
   るように形成され、開放又は閉鎖状態にスイッチング可
   能な環状の導電性部材を配置させた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】 前記環状の導電性部材が、閉鎖状態の場
   合に誘導電流が生じて発熱し、該熱によって低キュリー
   点の磁性コアを加熱す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】 前記加熱部材が中空の回転体であり、そ
   の内面側に断熱部材を有し、該断熱部材の内側に前記磁
   場発生手段及び磁性コアが配置されていることを特徴と
   する請求項２又は３に記載の加熱装置。
5. 【請求項５】 前記磁性コアを冷却する冷却装置を有す
   ることを特徴とする請求項１，２，３又は４に記載の加
   熱装置。
6. 【請求項６】 小サイズの被加熱材を連続して加熱した
   のち、該被加熱材より大きいサイズの被加熱材を加熱す
   る場合に前記冷却装置が、前記低キュリー点の磁性コア
   を冷却することを特徴とする請求項５に記載の加熱装
   置。
7. 【請求項７】 記録材上に画像を形成する像形成手段
   と、該記録材上の画像を加熱する像加熱手段とを有する
   画像形成装置において、 該像加熱手段として請求項１乃至６の何れか１項に記載
   の加熱装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
8. 【請求項８】 被帯電体としての像担持体と、該像担持
   体を帯電する帯電手段と、前記像担持体を露光して静電
   潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付
   着させてトナー像を形成する現像手段と、前記像担持体
   上のトナー像を転写材に転写する転写手段と、転写材に
   転写されたトナー像を永久固着像とする定着手段として
   の請求項１乃至６の何れか１項に記載の加熱装置とを備
   えることを特徴とする画像形成装置。