JP2002231434A - 加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁誘導加熱方式の加熱装置１００におい
て、電磁誘導発熱するフィルムからなる誘導発熱体５
の、発熱部θにおける磁束発生手段４−１，４−２との
間隔の誘導発熱体長手方向左右の偏りによる温度勾配を
低減させて誘導発熱体長手方向左右の発熱分布を均一化
させる。 【解決手段】 磁束発生手段４−１，４−２と、少なく
とも該磁束発生手段の発生磁束の作用により電磁誘導発
熱する誘導発熱層を有するフィルムからなる誘導発熱体
５と、該誘導発熱体に当接し、被加熱材Ｐを挟持して搬
送を補助する回転加圧部材３とを有する加熱装置におい
て、磁束発生手段と誘導発熱体とで形成される発熱領域
θにおける間隔を維持する間隙維持手段１・６を有する
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、磁束発生手段と、
該磁束発生手段の発生磁束の作用により電磁誘導発熱す
るフィルムからなる誘導発熱体（誘導加熱体）と、該誘
導発熱体に直接または伝熱材を介して当接し、被加熱材
を挟持して搬送を補助する回転加圧部材とを有して被加
熱材を加熱する、電磁（磁気）誘導加熱方式の加熱装置
（ＩＨＦ加熱装置）、および該加熱装置を画像定着等の
像加熱装置として備えた画像形成装置に関する。

【０００２】ここで、被加熱材を加熱とは、具体的に
は、例えば、被記録材上に形成担持させた未定着画像の
加熱定着処理、仮定着する像加熱処理、画像を担持した
被記録材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱処
理、シート状の被加熱材の加熱乾燥処理、加熱ラミネー
ト処理、しわ取り等のための熱プレス処理等である。

【０００３】

【従来の技術】便宜上、電子写真複写機・プリンタ・フ
ァックス等の画像形成装置における画像加熱定着装置を
例にして説明する。

【０００４】画像形成装置における画像加熱定着装置
は、画像形成装置の作像部において電子写真・静電記録
・磁気記録等の適宜の画像形成プロセス手段により、加
熱溶融性の樹脂等よりなるトナー（顕画剤）を用いて被
記録材の面に直接方式若しくは間接（転写）方式で形成
した未定着のトナー画像を被記録材面に永久固着画像と
して加熱定着処理する装置である。

【０００５】従来、そのような画像加熱定着装置として
は、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方
式等の各種装置がある。

【０００６】ａ．熱ローラ方式 これは、ハロゲンランプ等の熱源を内蔵させて所定の定
着温度に加熱・温調した定着ローラ（熱ローラ）と加圧
ローラとの回転ローラ対からなり、該ローラ対の圧接ニ
ップ部（定着ニップ部）に被加熱材としての、未定着ト
ナー画像を形成担持させた被記録材を導入して挟持搬送
させることで未定着のトナー画像を被記録材面に加熱定
着する装置である。

【０００７】しかしながら、この装置は定着ローラの熱
容量が大きくて、加熱に要する電力が大きい、ウエイト
タイム（装置電源投入時からプリント出力可能状態にな
るまでの待ち時間）が長い等の問題があった。

【０００８】フルカラー画像形成装置用の定着装置の場
合は、最大４層のトナー層を十分加熱溶融させる能力が
要求されるために、定着ローラはその芯金を高い熱容量
を有するものにし、またトナー層を包み込んで均一に溶
融するために芯金外周にゴム弾性層を具備させ、該ゴム
弾性層を介してトナー像の加熱を行なっている。このよ
うに特に熱容量の大きな定着ローラを用いる装置の場合
には、該定着ローラの温調とローラ表面の昇温とに遅延
が発生するため、定着不良、光沢ムラ、オフセット等の
問題が発生していた。

【０００９】ｂ．フィルム加熱方式 これは、加熱体と、一方の面がこの加熱体と摺動し他方
の面が被記録材と接して移動するフィルムを有し、加熱
体の熱をフィルムを介して被記録材に付与して未定着の
トナー画像を被記録材面に加熱定着処理する装置である
（特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７
８７８号公報、特開平４−４４０７５〜４４０８３、２
０４９８０〜２０４９８４号公報等）。

【００１０】このようなフィルム加熱方式の装置は、加
熱体として低熱容量のセラミックヒータ等を、フィルム
として耐熱性で薄い低熱容量のものを用いることができ
て、熱容量が大きい定着ローラを用いる熱ローラ方式の
装置に比べて格段に省電力化・ウエイトタイム短縮化が
可能となり、クイックスタート性があり、また機内昇温
を抑えることができる等の利点がある。

【００１１】しかしながら、セラミックヒータなどの加
熱原からフィルムを介して被記録材を加熱するため、フ
ィルムは非常に薄く、低熱容量のものを用いる必要があ
り、トナー層を包み込みながら溶融定着するカラー画像
形成装置の加熱装置としては不適切であった。

【００１２】ｃ．電磁誘導加熱方式 これは加熱体として電磁誘導発熱体を用い、該電磁誘導
発熱体に磁場発生手段で磁場を作用させて該電磁誘導発
熱体に発生する渦電流に基づくジュール発熱で被加熱材
としての被記録材に熱を付与して未定着のトナー画像を
被記録材面に加熱定着処理する装置である。

【００１３】特公平５−９０２７号公報には強磁性体の
定着ローラを電磁誘導加熱する熱ローラ方式の装置が開
示されており、発熱位置を定着ニップ部に近くすること
ができ、ハロゲンランプを熱源として用いた熱ローラ方
式の装置よりも高効率の定着プロセスを達成している。

【００１４】しかしながら、定着ローラの熱容量が大き
いため、限られた電力で定着ニップ部の温度を上昇させ
るためには大きな電力を必要とするという問題があり、
特に、カラー画像形成装置への応用を考慮した場合、ウ
エイトタイムの短縮化は困難であった。

【００１５】上記問題を鑑み、特開平４−１６６９６６
号公報には熱容量を低減したフィルム状の定着ローラを
用いた電磁誘導加熱方式の定着装置が開示されている。

【００１６】本方式の場合、フィルム自体が発熱するた
め、薄層であればゴム表層を形成することも可能であ
り、最大４層のトナー層を十分加熱溶融させ、かつ、ト
ナー層を包み込んで均一に溶融する能力があり、省電力
化・ウエイトタイム短縮化が可能なカラー画像形成装置
への応用が可能となった。

【００１７】このフィルム状の定着ローラを用いた電磁
誘導加熱方式の定着装置の構成例を図１２で説明する。

【００１８】この定着装置は、上下に並行に配列して圧
接させて定着ニップ部（加熱ニップ部）Ｎを形成させた
上側の加熱アセンブリ２と、下側の回転加圧部材として
の加圧ローラ３を主体とする。

【００１９】加熱アセンブリ２は図面に垂直方向を長手
方向（長尺方向）とする横長の部材であり、横断面略円
筒状のコアホルダ４（ａ，ｂ）、その内側に配設した磁
束発生手段としての励磁コイル４−１と磁性コア（高透
過率コア）４−２、コアホルダ４の外側にルーズに外嵌
した、誘導発熱体としての円筒状（シームレス）で可撓
性を有する定着フィルム５（フィルム状の定着ローラ、
ＩＨＦスリーブ）、コアホルダ４の内側に挿通して配設
した加圧ステイ９、磁束発生手段と加圧ステイ９を仕切
る絶縁部材１０等からなる。

【００２０】コアホルダ４は剛性を有する耐熱性樹脂成
型品であり、横断面略Ｃ字型の左側部の第１のコアホル
ダ４（ａ）と、横断面略四分の一円弧型の右側部の第２
のコアホルダ４（ｂ）との分割部品を組み合わせた部材
である。磁束発生手段としての励磁コイル４−１と磁性
コア４−２は左側部の第１のコアホルダ４（ａ）内に横
向き配設して保持させてある。加圧ステイ９は横断面下
向きコ字型の金属製剛性部材であり、第２のコアホルダ
４（ｂ）の内側係合部に係合させて配設してある。

【００２１】加圧ローラ３は、芯金３ａと、この芯金周
りに同心一体にローラ状に成形被覆させたシリコーンゴ
ム・フッ素ゴムなどの耐熱性・弾性材層３ｂ、およびそ
の表層にフッ素樹脂などの離型性の良い離型層３ｃを被
覆した構成であり、芯金３ａの両端部を装置筐体（シャ
ーシ）の側板間に軸受を介して回転自由に保持させて配
設してある。

【００２２】前記の加熱アセンブリ２はこの加圧ローラ
３の上側に並行に配置して、加圧ステイ９の両端部に付
勢手段にて下向きの所定の押圧力を印加することでコア
ホルダ４の扁平下面を定着フィルム５を挟ませて加圧ロ
ーラ３の上面に弾性材層３ｂの弾性に抗して圧接させ、
これにより所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させている。
この定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム５の内面は、
コアホルダ４の下面に密着している。

【００２３】加圧ローラ３は駆動手段Ｍにより図におい
て矢示の時計方向に回転駆動され、この加圧ローラ３の
回転駆動による該ローラ３と定着フィルム５の外面との
定着ニップ部Ｎにおける摩擦力で定着フィルム５に回転
力が作用して、定着フィルム５はコアホルダ４の外回り
を、その内面が定着ニップ部Ｎにおいてコアホルダ４の
下面に密着摺動しながら矢示の反時計方向に回転する。

【００２４】定着フィルム回転状態時のコアホルダ４の
外面と定着フィルム５の内面との接触摺動抵抗を低減化
させるために、第１のコアホルダ４（ａ）の外面は長手
方向に並行の凹凸ストライプ面にしてある。

【００２５】励磁コイル４−１は励磁回路（不図示）か
ら供給される交番電流によって交番磁束を発生し、交番
磁束は磁性コア４−２に導かれて定着フィルム５に作用
し、定着フィルム５の電磁誘導発熱層に渦電流を発生さ
せる。その渦電流は電磁誘導発熱層の固有抵抗によって
ジュール熱を発生させる。励磁コイル４−１は定着ニッ
プ部Ｎよりも定着フィルム５の回転方向上流側の角度θ
の範囲部分に対応対向させてあり、励磁コイル４−１に
交番電流を供給することで、定着ニップ部Ｎの上流の上
記角度θの範囲部分を発熱領域（発熱部）として定着フ
ィルム５が電磁誘導発熱状態になる。

【００２６】定着フィルム５の温度は不図示の温度検知
手段を含む温調手段により励磁回路から励磁コイル４−
１への供給交番電流が制御されることで所定の定着温度
に温調制御される。

【００２７】而して、加圧ローラ３の回転による定着フ
ィルム５の回転がなされ、励磁回路から励磁コイル４−
１への交番電流の供給がなされて定着フィルム５の温度
が所定に立ち上がり温調された状態において、定着ニッ
プ部Ｎの定着フィルム５と加圧ローラ３との間に、被加
熱材としての、未定着トナー像Ｔを担持した被記録材Ｐ
が導入されることで、被記録材Ｐのトナー像Ｔは加熱定
着される。

【００２８】以上説明した、誘導発熱体であるフィルム
状の定着ローラ５を用いた磁気誘導加熱方式の定着装置
では、省電力化・ウエイトタイム短縮化、小型化などが
可能となる利点があるものの、フィルム状の定着ローラ
特有の問題も存在する。フィルム状の定着ローラは、柔
軟性に富み、定着ニップ部Ｎにおける変形にも追従する
利点があるものの、フィルム自体が薄く、剛性が無いた
めに、前述したコアホルダ４のごときガイド部材に遊嵌
することで定着ニップ部Ｎ以外は余裕を持ってその位置
を保っている。このような構成は、前述したフィルム定
着方式も同様であるが、フィルム定着方式が直接定着ニ
ップ部Ｎでヒータからの熱をフィルムに伝達するのに対
し、磁気誘導加熱方式では、非接触の励磁コイル４−１
から供給される交番磁束によって発生した渦電流により
定着フィルム５の電磁誘導発熱層に定着ニップ部Ｎの上
流にてジュール熱を発生させる構成である。

【００２９】したがって、定着フィルム５は、励磁コイ
ル４−１を内包するコアホルダ４との間において、可能
な限り磁束の影響が最も強く作用する位置に配置される
ことが望ましい。すなわち、定着フィルム５とコアホル
ダ４との距離ｔは、両者が強く押し付けられ、摩擦抵抗
が大きくなることで定着フィルム５の回転に支障が生じ
ない限り、小さく、かつ、その間隔が安定していること
が望ましい。

【００３０】上記定着装置の各部品が理想的な位置にて
組み立てられた場合、上述したように定着フィルム５と
コアホルダ４とは、加圧ローラ３の対向位置である定着
ニップ部Ｎで接触する以外には、常に微小間隔を持って
配置されることになる。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば、部品
公差で加圧ローラ３の軸線と定着フィルム５の回転軸が
若干ねじれている場合などには、定着フィルム５とコア
ホルダ４との間隙の大きさには定着フィルム長手方向で
左右差が生じる。磁気誘導加熱方式の場合、磁束発生手
段と被加熱部材（定着フィルムの電磁誘導発熱層）の距
離が変わると、被加熱部材への作用磁束が変化し、発熱
量も変化する。

【００３２】本発明者が、Ａ３ノビサイズの定着フィル
ム５を用いて部品公差の最も大きい定着装置にて実測し
た結果、図１３に示すように、定着フィルム５とコアホ
ルダ４との間にねじれが生じ、そのために定着フィルム
５とコアホルダ４との間隙の大きさに定着フィルム長手
方向で左右差が生じて、称呼値としては定着フィルム５
とコアホルダ４の間隙は約１ｍｍであるのに対し、片側
は概略２ｍｍであり、その反対側は定着フィルム５とコ
アホルダ４が接触していた。

【００３３】また、この状態での定着フィルム長手方向
左右端部での発熱差は、端部故に中央部の温度からは温
度ダレによって低下しているものの、低下した状態で左
右差約１０℃が生じていた。

【００３４】すなわち、コアホルダ４から２ｍｍ離れた
定着フィルム５の端部は、端部故に発生する放熱による
端部ダレ（約１５℃）と、定着フィルム５のコアホルダ
４からの離間による発熱量の低下により、定着フィルム
５の中央部より約２５℃程低下していることになる。こ
の温度低下は、記録材端部の定着性を低下させ、軽微の
場合でも定着後のトナー像の表面光沢（グロス）やＯＨ
Ｔの透過性の面内均一性を著しく低下させる原因となっ
ていた。特に、ＯＨＴにおいては、透過性を確保できる
温度領域が狭く、適正な定着温度（本例では１８０℃）
から２０℃以上低下すると、著しく透過性が低下してし
まい、実用に耐えない。すなわち、定着フィルム５内の
温度ムラは、端部の温度ダレも含んだ状態で常に２０℃
以内に留めておかなくてはならないことになる。

【００３５】本発明者が、実験にて使用した定着フィル
ム５の長手寸法は、Ａ３サイズであるため、実際に回転
する定着フィルム５の回転軸と、理想的な回転をした場
合のそれとのズレは、極めて少なく、部品公差内であっ
た。よって、この問題を、各部品の精度ばらつきおよび
組立公差を小さくすることで抑えるには、加熱アセンブ
リ２と加圧ローラ３をはじめ全ての部品精度を向上しな
くてはならず、それに対するコスト上昇も大きく、コス
トパフォーマンスも悪かった。

【００３６】本発明の目的は、この種の電磁誘導加熱方
式の加熱装置、および該加熱装置を画像定着等の像加熱
装置として備えた画像形成装置において、上記の、電磁
誘導発熱するフィルムからなる誘導発熱体の、発熱部に
おける磁束発生手段との間隔の誘導発熱体長手方向左右
の偏りによる温度勾配を低減させて誘導発熱体長手方向
左右の発熱分布を均一化させることにある。

【００３７】また像加熱装置としてグロスムラやＯＨＴ
の透過性にムラの無い、コストパフォーマンスの高い電
磁誘導加熱方式の加熱装置および該加熱装置を用いた装
置を提供するものである。

【００３８】

【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。

【００３９】（１）磁束発生手段と、少なくとも該磁束
発生手段の発生磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導
発熱層を有するフィルムからなる誘導発熱体と、該誘導
発熱体に当接し、被加熱材を挟持して搬送を補助する回
転加圧部材とを有する加熱装置において、磁束発生手段
と誘導発熱体とで形成される発熱領域における間隔を維
持する間隙維持手段を有することを特徴とする加熱装
置。

【００４０】（２）間隙維持手段が、誘導発熱体の両端
に外嵌する端部ガイド部材を付勢する付勢手段であるこ
とを特徴とする（１）に記載の加熱装置。

【００４１】（３）端部ガイド部材を付勢する付勢手段
が、磁束発生手段と誘導発熱体とで形成される発熱領域
において誘導発熱体を磁束発生手段方向に付勢しうる位
置に配置された端部ガイドの外輪に従動回転する回転体
であることを特徴とする（２）に記載の加熱装置。

【００４２】（４）端部ガイド部材を付勢する付勢手段
が、磁束発生手段と誘導発熱体とで形成される発熱領域
において誘導発熱体を磁束発生手段方向に付勢しうる位
置に配置された端部ガイドの外輪に摺動する摺動部材で
あることを特徴とする（２）に記載の加熱装置。

【００４３】（５）端部ガイド部材を付勢する付勢手段
が、端部ガイドの内輪に従動し、誘導発熱体と磁束発生
手段で形成される発熱領域において端部ガイドの内輪を
磁束発生手段方向へ付勢しうる位置に配置された従動回
転する回転体あることを特徴とする（２）に記載の加熱
装置。

【００４４】（６）端部ガイド部材を付勢する付勢手段
が、端部ガイドの内輪に摺動し、誘導発熱体と磁束発生
手段で形成される発熱領域において端部ガイドの内輪を
磁束発生手段方向へ付勢しうる位置に配置された摺動リ
ブであることを特徴とする（２）に記載の加熱装置。

【００４５】（７）付勢手段が、磁束発生手段を内包す
る部材を保持する部材と同一な部材上に保持された部材
に配置されていることを特徴とする（３）から（６）の
何れかに記載の加熱装置。

【００４６】（８）付勢手段が、磁束発生手段を内包す
る部材に配置されていることを特徴とする（３）から
（６）の何れかに記載の加熱装置。

【００４７】（９）前記（１）から（８）の何れかの加
熱装置は、被加熱材が画像を担持した被記録材であり、
該被記録材上の画像を加熱して定着する、或いは仮定着
する、或いはつや等の表面性を改質する像加熱装置であ
ることを特徴とする加熱装置。

【００４８】（１０）被記録材上に未定着画像を形成担
持させる画像形成手段部と、被記録材上の未定着画像を
加熱定着させる定着手段を有する画像形成装置におい
て、前記定着手段が前記（１）から（８）の何れかに記
載の加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。

【００４９】〈作 用〉間隙維持手段により、磁束発生
手段から誘導発熱体に対する作用磁束が、長尺方向に均
一化するため、誘導発熱体の長尺方向両端部での温度差
は解消される。これにより、誘導加熱体には、その長尺
方向中央部を中心に長尺方向両端部に向かい放熱量の部
分的な差違による緩やかなの温度分布（端部ダレ）のみ
が生じることになり、像加熱装置にあってはその温度降
下分がＯＨＴ透過性やグロスのムラなどを生じさせない
許容できる温度降下範囲とすることが可能となる。

【００５０】また、本構成では、、磁束発生手段と誘導
発熱体とで形成される発熱領域における間隔を一定の間
隔に維持する間隙維持手段として、誘導発熱体の端部ガ
イド部材を付勢する方法を用いたことにより、この端部
ガイドとそれを付勢する付勢手段の取り付け精度を上げ
るだけで目的を達成でき、多くの部品の精度アップの必
要はなく、低コストでより高いパフォーマンスを実現で
きる。

【００５１】

【発明の実施の形態】〈実施形態例１〉 （１）画像形成装置 図１は画像形成装置の一例の構成略図である。本実施形
態例の画像形成装置は電子写真プロセスを用いたカラー
レーザプリンタである。

【００５２】１０１は有機感光体やアモルファスシリコ
ン感光体でできた感光ドラム（像担持体）であり、矢示
の時計方向に所定のプロセス速度（周速度）で回転駆動
される。

【００５３】感光ドラム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。

【００５４】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
により、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は不図示の画像読み取り装置等の画像信
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１０
３を出力し、感光ドラム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。１０９はレー
ザ光学箱１１０からの出力レーザ光１０３を感光ドラム
１０１の露光位置に偏向させるミラーである。

【００５５】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、例えばイエロー成
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ドラム１０１と中間
転写ドラム１０５との接触部（或いは近接部）である１
次転写部Ｔ１において中間転写ドラム１０５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
後の感光ドラム１０１面はクリーナ１０７により転写残
トナー等の付着残留物の除去を受けて清掃される。

【００５６】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（例えはマゼンタ成分画像、
マゼンタ現像器１０４Ｍが作動）、第３の色分解成分画
像（例えばシアン成分画像、シアン現像器１０４Ｃが作
動）、第４の色分解成分画像（例えば黒成分画像、黒現
像器１０４ＢＫが作動）の各色分解成分画像について順
次実行され、中間転写ドラム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形成
される。

【００５７】中間転写ドラム１０５は、金属ドラム上に
中抵抗の弾性層と高抵抗の表層を設けたもので、感光ド
ラム１０１に接触して或いは近接して感光ドラム１０１
とほぼ同じ周速度で矢示の反時計方向に回転駆動され、
中間転写ドラム１０５の金属ドラムにバイアス電位を与
えて感光ドラム１０１との電位差で感光ドラム１０１側
のトナー画像を前記中間転写ドラム１０５面側に転写さ
せる。

【００５８】上記の中間転写ドラム１０５面に形成され
たカラートナー画像は、前記中間転写ドラム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、前記二次転写部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（転写材）Ｐの
面に転写されていく。転写ローラ１０６は記録材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１０５面倒から被記録材Ｐ側へ合成カラートナー
画像を順次に一括転写する。

【００５９】二次転写部Ｔ２を通過した被記録材Ｐは中
間転写ドラム１０５面から分離されて定着装置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、
機外の不図示の排紙トレーに排出される。

【００６０】被記録材Ｐに対するカラートナー画像転写
後の中間転写ドラム１０５はクリーナ１０８により転写
残トナー・紙粉等の付着残留物の除去を受けて清掃され
る。

【００６１】このクリーナ１０８は常時は中間転写ドラ
ム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写ドラ
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ドラム１０５に接触状
態に保持される。

【００６２】また転写ローラ１０６も常時中間転写ドラ
ム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写ドラ
ム１０５から記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次
転写実行過捏において中間転写ドラム１０５に被記録材
Ｐを介して接触状態に保持される。

【００６３】本例装置は、白黒画像などモノカラー画像
のプリントモードも実行できる。また両面画像プリント
モードも実行できる。

【００６４】両面画像プリントモードの場合は、定着装
置１００を出た１面目画像プリント済みの被記録材Ｐは
不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されて再び二
次転写部Ｔ２へ送り込まれて２面に対するトナー画像転
写を受け、再度、定着装置１００に導入されて２面に対
するトナー画像の定著処理を受けることで両面画像プリ
ントが出力される。

【００６５】（２）定着装置１００ 定着装置１００は本発明に従う電磁誘導加熱方式の加熱
装置である。図２はこの定着装置１００の横断面模型
図、図３は途中部分省略の正面模型図、図４は途中部分
省略、一部切り欠きの正面模型図である。

【００６６】この定着装置１００は前述した図１２の定
着装置と同様に、誘導発熱体としてフィルム状の定着ロ
ーラを用いた電磁誘導加熱方式の定着装置であり、上下
に並行に配列して圧接させて定着ニップ部Ｎを形成させ
た上側の加熱アセンブリ２と、下側の回転加圧部材とし
ての加圧ローラ３を主体とする。前述した図１２の定着
装置と共通する構成部材・部分には共通の符号を付して
再度の説明を省略する。

【００６７】７・７は装置筐体の手前側と奥側の側板で
あり、回転加圧部材としての加圧ローラ３は芯金３ａの
両端部をこの装置筐体の側板７・７間に軸受２１・２１
を介して回転自由に支持させて配設してある。

【００６８】Ｇは加圧ローラ３の芯金３ａの一端部に固
着させたドライブギヤであり、このギヤＧに駆動手段Ｍ
から回転力が伝達されて加圧ローラ３が回転駆動され
る。

【００６９】８・８は加熱アセンブリ２側の加圧ステイ
９の両端部にそれぞれ嵌着させた加圧ブロックである。
この各加圧ブロック８の上面と、その上方に位置させた
不動のバネ受け部材（不図示）との間に付勢手段として
の加圧バネ２２・２２を縮設して加熱アセンブリ２に下
向きの所定の押圧力を印加することでコアホルダ４の扁
平下面を定着フィルム５を挟ませて加圧ローラ３の上面
に弾性材層３ｂの弾性に抗して圧接させ、これにより所
定幅の定着ニップ部Ｎを形成させている。この定着ニッ
プ部Ｎにおいて定着フィルム５の内面は、コアホルダ４
の下面に密着している。

【００７０】６・６はコアホルダ４の両端側にそれぞれ
回転自在に配設した端部ガイド部材（以下、端部フラン
ジと記す）である。

【００７１】この各端部フランジ６は円筒状の定着フィ
ルム５の外径とほぼ同じ内径で、幅ほぼ５ｍｍの短円筒
部６ａと、この短円筒部６ａの一方側の口縁部に内向き
に設けた環状凸リブ部６ｂを有する。この各端部フラン
ジ６はそれぞれ円筒状の定着フィルム５の両端部に短円
筒部６ａを外嵌させ、内向きの環状凸リブ部６ｂをそれ
ぞれコアホルダ４の両端部の外周部に設けた環状溝部４
１に係合させてある。この環状凸リブ部６ｂと環状溝部
４１の係合により、各端部フランジ６はコアホルダ４に
対して回転自由で、且つスラスト方向への移動が阻止さ
れてコアホルダ４に装着される。

【００７２】上記の各端部フランジ６は、それぞれ短円
筒部６ａの内周面部で定着フィルム５の両端部の外周面
部を受け止め、環状凸リブ部６ｂの内側面部で定着フィ
ルム５の両端部の端面を受け止め、定着フィルム５の回
転に伴い連れ回る。上記の端部フランジ６・６は定着フ
ィルム５の回転に伴う、コアホルダ４の長手に沿う寄り
移動を規制するとともに、定着フィルム５の端部・端面
を保護する。

【００７３】本実施形態例に使用した定着フィルム５
は、内側から順に、ニッケルからなる厚み５０μｍの発
熱層と、シリコーンゴムからなる厚み２００μｍの弾性
層と、フッ素樹脂からなる厚み３０μｍの離型層からな
る３層複合層フィルムである。定着フィルム５の寸法
は、外径３４ｍｍ、長さ３７０ｍｍである。

【００７４】本実施形態例では、上記の各端部フランジ
６を位置規制コロ１で付勢することで内部の定着フィル
ム５を付勢する構成を取る。

【００７５】すなわち、加熱アセンブリ２の磁束発生手
段と誘導発熱体である定着フィルム５とで形成される発
熱領域θ側において、定着フィルム５の両端部を保護す
る各端部フランジ６の短円筒部６ａの外周面部に接触さ
せて、端部フランジ６の回転に従動回転する、間隙維持
手段としての位置規制コロ１を配置してある。

【００７６】各位置規制コロ１は支持軸１ａを中心に回
転自由であり、各支持軸１ａは、本例では端部フランジ
６を含む加熱アセンブリ２を位置決めする装置筐体の手
前側と奥側の側板７・７に各々植設してある。

【００７７】各位置規制コロ１は、定着フィルム５がコ
アホルダ４内に配設した磁束発生手段としての励磁コイ
ル４−１および磁性コア４−２に対向する発熱領域θに
て端部フランジ６を磁束発生手段方向に付勢している。
この位置規制コロ１は、定着フィルム６の長手方向の両
端部を発熱領域θにおいて規制するため、コアホルダ４
と定着フィルム５との遊嵌により生じる両者の間隙は少
なくともこの発熱領域θ内では減少し、かつ、定着フィ
ルム６の長手方向左右ともにそれらが支持されている装
置筐体の側板７から同位置になることになる。

【００７８】すなわち、定着フィルム両端の端部フラン
ジ６をコアホルダ４側に付勢することで発熱領域θにお
いて定着フィルム５とコアホルダ４間のガタつきを無く
すもので、従来例で説明した定着フィルム５のコアホル
ダ４との間隙ｔの偏りは、少なくとも発熱領域θにおい
ては、減少することになる。よって、定着フィルム６の
長手方向左右両端部での作用磁束の差違は少なくなり、
定着フィルム５上の温度分布も中央部を中心に左右対称
な温度分布となる。

【００７９】さらに、端部での温度降下は、ＯＨＴの透
過性ムラやグロスのムラを生じさせない端部からの放熱
による緩やかな温度降下量に収めることが可能になる。

【００８０】本実施形態例では、位置規制コロ１の外周
面は、コアホルダ４に定着フィルム５が接触したときの
端部フランジ６の外周面が描く軌道から約０．２ｍｍ程
度外側にくるように配置した。

【００８１】また、定着フィルム５を端部フランジ６を
介して付勢する位置は、定着フィルム５と加圧ローラ３
で形成される定着ニップＮ近傍の定着フィルム５回転方
向上流側に位置している。端部フランジ６を規制する位
置規制コロ１の位置としては、その数にもよるが定着フ
ィルム５回転方向上流側ならより上流位置においても可
能である。しかし、本発明者の検討結果では、距離ｔの
変動による発熱領域θ内での温度変化のうち、定着ニッ
プＮ直前の温度変化が定着ニップＮ内への影響力が最も
大きいため、位置規制コロ１の位置としては、発熱領域
θ内でも定着ニップＮ近傍の規制に重点を置くことが最
も重要である。

【００８２】したがって、例えば構成上の問題などから
一つの位置規制コロ１でのみ端部フランジ６を付勢する
場合などには、発熱領域θの中心位置より、さらに定着
ニップＮ近傍の回転方向上流側の位置に位置規制コロ１
を配置するのが良い。

【００８３】ここで、誘導発熱体としての定着フィルム
５に関して、本実施形態例では、定着フィルム５の基層
である電磁誘導発熱層としてニッケルを用いたが、１０
^-5〜１０^-10Ω・ｃｍ程度の電気良導体である金属、金
属化合物、有機導電体で構成されていれば良く、さらに
好ましくは透磁率が高い強磁性を示す鉄・コバルト等の
純金属若しくはそれらの化合物を用いることもできる。

【００８４】さらに、弾性層としても他の耐熱性ゴムを
用いることもできるが、その硬度としては６０°（ＪＩ
Ｓ−Ａ、即ちＪＩＳ Ｋ６３０１のＡ型硬度系により規
定される硬度）以下、好ましくは４５°以下が良く、熱
伝導率λに関しては０．２５〜０．８４［Ｗ／ｍ・℃］
が良い。また、厚さは１００〜３００μｍ程度が好まし
い。

【００８５】離型層としては、ＰＦＡ・ＰＴＦＥ・ＦＥ
Ｐ等のフッ素樹脂のほか、シリコーン樹脂、シリコーン
ゴム、フッ素ゴム等の離型性かつ耐熱性のよい材料を用
いることができる。ただし、その厚さは熱伝導性の悪
化、硬度アップの弊害をもたらさない２０〜１００μｍ
程度が望ましい。

【００８６】〈実施形態例２〉上記の実施形態例１で
は、間隙維持手段として端部フランジ６の回転に従動回
転する位置規制コロ１を用いたが、図５・図６に示した
ような、例えば端部フランジ６に摺動するリブ等の位置
規制部材１Ａでも良い。この位置規制部材１Ａは装置筐
体の側板７・７にビス２３で取り付け支持させてある。

【００８７】この場合、端部フランジ６との摩擦が定着
フィルム６の回転に影響しないように摺動性の良い部材
やエンボスなどの表面処理を端部フランジ６や位置規制
部材１Ａの相互摺動面に施すと良い。

【００８８】本構成を用いた場合、コロ１を用いた位置
規制よりコロの支持軸などが不要になり、装置筐体の側
板７・７の加工が簡略化できるので、コストを下げられ
る利点がある。

【００８９】また、多点にて端部フランジ６を支持する
ため、１点を付勢する事で発生する定着フィルム５の変
形によって他の規制されていない加熱部での定着フィル
ム６とコアホルダ４との上流部での離間も防止できる。

【００９０】〈実施形態例３〉実施形態例１や２では端
部フランジ６の外輪（外面）を位置規制コロ１やリブ等
の位置規制部材１Ａで規制することで定着フィルム５を
付勢する手段を説明したが、図７や図８のように、端部
フランジ６の内輪（内面）を位置規制コロ１やリブ等の
位置規制部材１Ａで規制しても同様な効果がえられる。

【００９１】〈実施形態例４〉本実施形態は、前述の実
施形態例１において端部フランジ６の位置を規制する位
置規制コロ１を装置筐体の側板７・７に設置するのでは
なく、図９・図１０のように、加熱アセンブリ２側の加
圧ステイ９の両端部に嵌着させている加圧ブロック８に
設置したものである。

【００９２】加圧ブロック８は端部フランジ６を介して
定着フィルム５のコアホルダ４長手方向の規制を行って
いる。また、磁束発生手段としての励磁コイル４−１と
磁性コア４−２は、コアホルダ４に内包され、コアホル
ダ４は加圧ステイ９に位置決めされている。したがっ
て、本実施形態例では、加熱アセンブリ２単独でコアホ
ルダ４と定着フィルム５の間隔を規制できることにな
る。

【００９３】前述した実施形態例１では、装置筐体の側
板７・７に位置規制コロ１を配置していたので、加熱ア
センブリ２と装置筐体との嵌合ガタ分の余裕を持って位
置規制コロ１を配置しなくてはならなかったのに対し
て、本実施形態例ではコアホルダ４と位置規制コロ１が
加圧ステイ９を基準に位置出しできるため、より精度良
く位置規制コロ１を端部フランジ６に対して配置できる
ことになる。

【００９４】本実施形態例では、位置規制コロ１の外周
面は、コアホルダ４に定着フィルム５が接触したときの
端部フランジ６の外周面が描く軌道から約０．１ｍｍ程
度外側にくるように配置した。

【００９５】もちろんは本実施形態例でも、実施形態例
２や３のように、位置規制コロ１の代わりにリブ形状の
位置規制部材１Ａでも良い。また、端部フランジ６の外
側ではなく、内側を規制しても良い。

【００９６】〈実施形態例５〉図１１は本発明の第５の
実施形態例である。本図において、第１のコアホルダ４
（ａ）の両端部には、コアホルダ４（ａ）の定着フィル
ム５との摺動曲面の曲率中心とは発熱部において定着フ
ィルム５がコアホルダ４に近づく方向と同方向に移動し
た位置に曲率中心を持った摺動溝１１が形成されてい
る。また、第２のコアホルダ４（Ｂ）の曲面は、上記曲
率中心を持った平面で形成されている。端部フランジ６
には、この摺動溝１１および曲面から形成される摺動曲
面の外径と概略同等な内径を持ったリブ１２が形成され
ている。さらに、両コアホルダ４（ａ）、４（ｂ）の両
端には、端部フランジ６の定着フィルム６長手方向の規
制およびスナップフィット（圧入）にて固定されるよう
に端部フランジ６のリブ１２の内径より大きく、かつ、
端部フランジ６を圧入した際、その変形により乗り越え
られる程度の段差が設けられている。本実施形態例にお
いては、定着フィルム５は、コアホルダ４に遊嵌された
後に、その端部を位置決めする端部フランジ６のリブ１
２が第１のコアホルダ４（ａ）の摺動溝１１及び第２の
コアホルダ４（ｂ）の摺動曲面により規制されること
で、発熱部θにおいてコアホルダ４側に付勢されること
になる。

【００９７】本構成では、磁気発生手段であるコアホル
ダ４と定着フィルム５の距離を、コアホルダ４を基準に
位置決めできるので、上記実施形態例４より、さらに精
度良くコアホルダ４と定着フィルム５の距離を規制でき
る。

【００９８】さらに、耐熱摺動樹脂で成型されているコ
アホルダ４および端部フランジ６の形状変更のみで達成
できるので、定着フィルム６の端部位置規制のためだけ
の部品としての部品を新規に設ける必要がなく、部品点
数の低減、コストダウンが可能である。

【００９９】ここで本発明の加熱装置は、実施形態例の
画像加熱定着装置としてばかりではなく、画像を担持し
た記録材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装
置、仮定着処理する像加熱装置、シート状物を給送して
乾燥処理・ラミネート処理する等の加熱装置など、広く
被加熱材の加熱処理装置として使用できることは勿論で
ある。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
磁誘導加熱方式の加熱装置、および該加熱装置を画像定
着等の像加熱装置として備えた画像形成装置において、
電磁誘導発熱するフィルムからなる誘導発熱体の、発熱
部における磁束発生手段との間隔の誘導発熱体長手方向
左右の偏りによる温度勾配を低減させて誘導発熱体長手
方向左右の発熱分布を均一化させることができる。

【０１０１】また、像加熱装置としてグロスムラやＯＨ
Ｔの透過性にムラの無い、コストパフォーマンスの高い
電磁誘導加熱方式の加熱装置および該加熱装置を用いた
装置を提供することができる。

【０１０２】また、磁束発生手段と誘導発熱体とで形成
される発熱領域における間隔を均一にする間隙維持手段
として、端部ガイド部材を付勢する方法を用いたことに
より、この端部ガイドとそれを付勢する付勢手段の取り
付け精度を上げるだけで目的を達成でき、多くの部品の
精度アップの必要はなく、低コストでより高いパフォー
マンスを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態例１における画像形成装置の一例の
構成略図である。

【図２】 同じく定着装置の横断面模型図である。

【図３】 同じく定着装置の途中部分省略の正面模型図
である。

【図４】 同じく定着装置の途中部分省略、一部切り欠
きの正面模型図である。

【図５】 実施形態例２における定着装置の横断面模型
図である。

【図６】 同じく定着装置の途中部分省略の正面模型図
である。

【図７】 実施形態例３における定着装置の横断面模型
図（その１）である。

【図８】 同じく定着装置の横断面模型図（その２）で
ある。

【図９】 実施形態例４における定着装置の途中部分省
略の正面模型図である。

【図１０】 位置規制コロを具備させた加圧ブロックの
斜視図である。

【図１１】 実施形態例５における定着装置の要部の分
解斜視図である。

【図１２】 フィルム状の定着ローラを用いた電磁誘導
加熱方式の定着装置例の横断面模型図である。

【図１３】 問題点の説明図である。

【符号の説明】

１、１Ａは位置規制部材（コロ、リブ等） ２は加熱アセンブリ ３は加圧ローラ ４（ａ，ｂ）はコアホルダ ４−１は励磁コイル ４−２は磁性コア ５は定着フィルム ６は端部フランジ ７は装置筐体側板 ８は加圧ブロック ９は加圧ステイ １０は絶縁部材 １１は摺動溝 １００は定着装置の全体符号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H033 AA03 BA25 BB18 BB33 BB37 BB38 BE03 BE06 3K059 AA08 AB19 AB28 AD05 AD35 CD75 CD77

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁束発生手段と、少なくとも該磁束発生
   手段の発生磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導発熱
   層を有するフィルムからなる誘導発熱体と、該誘導発熱
   体に当接し、被加熱材を挟持して搬送を補助する回転加
   圧部材とを有する加熱装置において、 磁束発生手段と誘導発熱体とで形成される発熱領域にお
   ける間隔を維持する間隙維持手段を有することを特徴と
   する加熱装置。
2. 【請求項２】 間隙維持手段が、誘導発熱体の両端に外
   嵌する端部ガイド部材を付勢する付勢手段であることを
   特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
3. 【請求項３】 端部ガイド部材を付勢する付勢手段が、
   磁束発生手段と誘導発熱体とで形成される発熱領域にお
   いて誘導発熱体を磁束発生手段方向に付勢しうる位置に
   配置された端部ガイドの外輪に従動回転する回転体であ
   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】 端部ガイド部材を付勢する付勢手段が、
   磁束発生手段と誘導発熱体とで形成される発熱領域にお
   いて誘導発熱体を磁束発生手段方向に付勢しうる位置に
   配置された端部ガイドの外輪に摺動する摺動部材である
   ことを特徴とする請求項２に記載の加熱装置。
5. 【請求項５】 端部ガイド部材を付勢する付勢手段が、
   端部ガイドの内輪に従動し、誘導発熱体と磁束発生手段
   で形成される発熱領域において端部ガイドの内輪を磁束
   発生手段方向へ付勢しうる位置に配置された従動回転す
   る回転体あることを特徴とする請求項２に記載の加熱装
   置。
6. 【請求項６】 端部ガイド部材を付勢する付勢手段が、
   端部ガイドの内輪に摺動し、誘導発熱体と磁束発生手段
   で形成される発熱領域において端部ガイドの内輪を磁束
   発生手段方向へ付勢しうる位置に配置された摺動リブで
   あることを特徴とする請求項２に記載の加熱装置。
7. 【請求項７】 付勢手段が、磁束発生手段を内包する部
   材を保持する部材と同一な部材上に保持された部材に配
   置されていることを特徴とする請求項３から６の何れか
   に記載の加熱装置。
8. 【請求項８】 付勢手段が、磁束発生手段を内包する部
   材に配置されていることを特徴とする請求項３から６の
   何れかに記載の加熱装置。
9. 【請求項９】 請求項１から８の何れかの加熱装置は、
   被加熱材が画像を担持した被記録材であり、該被記録材
   上の画像を加熱して定着する、或いは仮定着する、或い
   はつや等の表面性を改質する像加熱装置であることを特
   徴とする加熱装置。
10. 【請求項１０】 被記録材上に未定着画像を形成担持さ
    せる画像形成手段部と、被記録材上の未定着画像を加熱
    定着させる定着手段を有する画像形成装置において、前
    記定着手段が請求項１から８の何れかに記載の加熱装置
    であることを特徴とする画像形成装置。