JP2003007446A

JP2003007446A - 加熱装置、加熱定着装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2003007446A
Application number: JP2001186156A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Shida; 仕田　　知経
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-06-20
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2003-01-10

Abstract

(57)【要約】【課題】交番磁束を発生する手段としての励磁コイル
及び磁性コアが、フィルムガイド部材にに固定されずに
接触して保持されている場合、磁性コアには交番磁束に
よる力が作用するため、磁性コアが振動し、磁性コアと
フィルムガイド部材、あるいは磁性コア同士がぶつかっ
て、騒音が発生したり、エネルギーのロスとなる等の問
題点があった。【解決手段】磁束発生手段は磁束発生手段保持部材に
保持し、前記磁束発生手段のうちの少なくとも高透磁率
磁性部材を、前記磁束発生手段保持部材に耐熱性接着剤
により接着固定させたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加熱材としての
被記録材を加圧・加熱する加熱装置、及び前記加熱装置
を用いて被記録材に形成されたトナー画像（未定着トナ
ー画像）を該被記録材に加熱定着処理する加熱定着装
置、及びこの加熱定着装置を具備した電子写真装置・静
電記録装置等の画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】便宜上、複写機・プリンタ等の画像形成
装置に具備させて、トナー画像を被記録材に加熱定着さ
せる加熱定着装置（定着装置）を例にして説明する。

【０００３】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・磁気記録プロセス等の適宜の画像
形成プロセス手段により、被記録材（転写材シート・エ
レクトロファックスシート・静電記録紙・ＯＨＰシート
・印刷用紙・フォーマット紙など）に転写方式あるいは
直接方式にて形成担持させた目的の画像情報のトナー画
像を、被記録材面に永久固着画像として加熱定着させる
定着装置としては熱ローラ方式の装置が広く用いられて
いた。近時はクイックスタートや省エネルギーの観点か
らフィルム加熱方式の装置が実用化されている。

【０００４】また、特開平７−１１４２７６号公報に
は、フィルム自身あるいはフィルムに近接させた導電性
部材に渦電流を発生させ、ジュール熱によって発熱させ
る電磁誘導加熱方式による加熱装置が提案されている。
この電磁誘導加熱方式は、発熱域を被加熱体に近くする
ことができるため、消費エネルギーの効率アップが達成
できる。

【０００５】この電磁誘導加熱方式の加熱装置におい
て、回転体としての円筒状もしくはエンドレスフィルム
状のフィルム駆動方法としては、フィルム内周面を案内
するフィルムガイド部材と加圧ローラとで圧接されたフ
ィルムを、加圧ローラの回転駆動によって従動回転させ
る方法（加圧ローラ駆動方式）や、逆に駆動ローラとテ
ンションローラによって張架されたエンドレスフィルム
状のフィルムの駆動によって加圧ローラを従動回転させ
る方法（フイルム駆動方式）等がある。

【０００６】フィルムガイド部材は、ニップ部（加熱・
定着ニップ部）への加圧、磁場発生手段としての励磁コ
イルと磁性コアの支持、フィルムの支持および回転時の
搬送安定性を図る役目を有する。このフィルムガイド部
材は磁束の通過を妨げない絶縁性の部材であり、必要な
荷重に耐えられる材料が用いられる。

【０００７】励磁コイルは励磁回路から供給される交番
電流によって交番磁束を発生する。その交番磁束は高透
磁率磁性部材に導かれ、フィルムの電磁誘導発熱層に渦
電流を発生させる。この渦電流は電磁誘導発熱層の固有
抵抗によって電磁誘導発熱層にジュール熱を発生させ
る。すなわち、フィルムが電磁誘導発熱する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】交番磁束を発生する手
段としての励磁回路および励磁コイルと、磁束を電磁誘
導発熱フィルムに導く磁性コアを有し、励磁コイル及び
磁性コアはフィルムガイド部材に保持される構成である
電磁誘導加熱方式の加熱装置において、従来のように磁
性コアがフィルムガイド部材に固定されずに接触して保
持されている場合、磁性コアには交番磁束による力が作
用するため、磁性コアが振動し、磁性コアとフィルムガ
イド部材、あるいは磁性コア同士がぶつかって、騒音が
発生したり、エネルギーのロスとなる等の問題点があっ
た。

【０００９】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、エンドレスベルト状の電磁誘導
発熱フィルムをフィルムとして用い、このフィルムのフ
ィルムガイド部材に磁性コアが保持されている電磁誘導
加熱方式の加熱装置について、静粛かつエネルギー効率
の向上を図ったことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を有
することを特徴とする加熱装置および画像形成装置であ
る。

【００１１】（１）回転体と、前記回転体を支持する回
転体ガイド部材と、前記回転体と相互圧接してニップを
形成する加圧部材と、励磁コイル及び高透磁率磁性部材
からなる磁束発生手段と、磁束発生手段を保持する磁束
発生手段保持部材とを有し、前記回転体は前記磁束発生
手段により磁束を受けて電磁誘導発熱する加熱装置にお
いて、前記磁束発生手段は前記磁束発生手段保持部材に
保持され、前記磁束発生手段のうちの少なくとも高透磁
率磁性部材が、前記磁束発生手段保持部材に耐熱性接着
剤により接着固定されていることを特徴とする加熱装
置。

【００１２】（２）前記接着固定のための耐熱性接着剤
は、前記加熱のための温度より高い耐熱温度を有するこ
とを特徴とする（１）に記載の加熱装置。

【００１３】（３）回転体と、前記回転体を支持する回
転体ガイド部材と、前記回転体と相互圧接してニップを
形成する加圧部材と、励磁コイル及び高透磁率磁性部材
からなる磁束発生手段と、磁束発生手段を保持する磁束
発生手段保持部材とを有し、前記回転体は前記磁束発生
手段により磁束を受けて電磁誘導発熱する加熱装置にお
いて、前記磁束発生手段は前記磁束発生手段保持部材に
保持され該磁束発生手段のうちの少なくとも前記高透磁
率磁性部材と該磁束発生手段保持部材との間に振動吸収
層を有することを特徴とする加熱装置。

【００１４】（４）前記振動吸収層は、前記加熱のため
の温度より高い耐熱温度を有することを特徴とする
（３）に記載の加熱装置。

【００１５】（５）前記高透磁率磁性部材が複数に分割
されていることを特徴とする（１）又は（３）に記載の
加熱装置。

【００１６】（６）前記高透磁率磁性部材間に振動吸収
層を有することを特徴とする（５）に記載の加熱装置。

【００１７】（７）前記回転体は磁束発生手段を内包
し、前記回転体ガイド部材が磁束発生手段保持部材とし
ての役目も果たすことを特徴とする（１）乃至（６）の
いずれか１項に記載の加熱装置。

【００１８】（８）前記高透磁率磁性部材は、回転体の
軸線と直交する断面において略T字状に配置されている
ことを特徴とする（７）に記載の加熱装置。

【００１９】（９）前記電磁誘導発熱性回転体はエンド
レスフィルムであることを特徴とする（１）乃至（８）
のいずれか１項に記載の加熱装置。

【００２０】（１０）被記録材上に形成されたトナー画
像を該被記録材に加熱定着する装置として、（１）乃至
（９）のいずれか１項に記載の加熱装置を備えたことを
特徴とする加熱定着装置。

【００２１】（１１）被記録材上にトナー画像を形成す
る画像形成手段と、前記被記録材上のトナー画像を該被
記録材に加熱定着する加熱定着手段とを有する画像形成
装置において、前記加熱定着手段として前記（１０）記
載の加熱定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装
置。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を説
明する。

【００２３】〈第１の実施形態例〉（１）画像形成装置例図１は画像形成装置の一例を示す概略構成図である。本
例の画像形成装置は電子写真カラープリンタである。図
１において、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体ドラム（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。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。

【００２４】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を出力して、回転感光体ドラム１０１面に走査露光
し、目的画像情報に対応した静電潜像を形成する。１０
９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。

【００２５】フルカラー画像形成の場合は、目的のフル
カラー画像における第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におけるイエロー
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（或いは近接部）
である１次転写部Ｔ１において該中間転写体ドラム面に
転写される。中間転写体ドラム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。

【００２６】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（例えばマゼンタ成分画像、
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。

【００２７】中間転写体ドラム１０５は、金属ドラム１
０５ａ上に中抵抗の弾性層１０５ｂと高抵抗の表層１０
５ｃを有するもので、感光体ドラム１０１に接触して或
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１０５ａにバイアス電位を与えて、感光体ド
ラム１０１との電位差で該感光体ドラム側のトナー画像
を前記中間転写体ドラム１０５面側に転写させる。

【００２８】上記の回転中間転写体ドラム１０５面に合
成形成されたカラートナー画像は、前記回転中間転写体
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、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１
０５面側から被記録材Ｐ側へ合成カラートナー画像を順
次に一括転写する。

【００２９】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定着装置１０
０へ導入され、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１００については次の（２）項で詳述す
る。

【００３０】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は常時、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該中間転写体ドラムに接触状
態に保持される。

【００３１】また転写ローラ１０６も常時、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１０
５に被記録材Ｐを介して接触状態に保持される。

【００３２】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、或い
は多重画像プリントモードも実行できる。

【００３３】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、再
び二次転写部Ｔ２へ送り込まれて２面目に対するトナー
画像転写を受け、再度、定着装置１００に導入されて２
面目に対するトナー画像の加熱定着処理を受けることで
両面画像プリントが出力される。

【００３４】多重画像プリントモードの場合は、定着装
置１００を出た１回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ずに
再び二次転写部Ｔ２へ送り込まれ、１回目画像プリント
済みの面に２回目のトナー画像転写を受け、再度、定着
装置１００に導入されて２回目のトナー画像の加熱定着
処理を受けることで多重画像プリントが出力される。

【００３５】（２）定着装置１００図２は本発明における電磁誘導加熱方式の加熱装置を定
着装置１００として適用した要部を示す横断模型図であ
る。磁場発生手段は磁性コア１７及び励磁コイル１８か
らなる。磁性コア１７は高透磁率の部材であり、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
る材料がよく、より好ましくは１００ｋＨｚ以上でも損
失の少ないフェライトを用いるのがよい。

【００３６】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、焼成されて固体となる。

【００３７】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。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。

【００３８】このようなばらつきを持ったフェライトの
磁性コア１７と励磁コイル１８及び被発熱体を所定の位
置に配置することは困難であり、被加熱体の発熱幅がば
らついたり、被発熱体に与える熱量を均一にすることが
できず、温度むらを生じてしまい、定着不良を起こして
しまうという問題があった。従って、磁性コア１７は複
数に分割されてフィルムガイド部材１６に保持されるこ
とが好ましい。

【００３９】また、定着フィルム（以下、フイルムとも
称する）１０に効率よく磁束を導くためには、定着装置
１００における回転体の軸線に直交する断面において、
磁性コア１７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、磁性コア１７ａ、１７ｂの二つによ
りＴの字形状を形成している。

【００４０】励磁コイル１８はコイル（線輪）を構成さ
せる導線（電線）として、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たもの（束線）を用い、
これを複数回巻いて励磁コイル１８を形成している。本
例では１２ターン巻いて励磁コイル１８を形成してい
る。

【００４１】絶縁被覆は定着フィルム１０の発熱による
熱伝導を考慮して耐熱性を有する被覆を用いるのがよ
い。本実施形態例においてはポリイミドによる被覆を用
いており、耐熱温度は２２０℃である。ここで、励磁コ
イル１８の外部から圧力をかけて密集度を向上さてもよ
い。

【００４２】フィルムガイド部材１６ｂは磁場発生手段
１５と加圧用剛性ステイ２２を絶縁する絶縁板としての
役目も果たす。フィルムガイド部材１６ｂの材質として
は絶縁性に優れ、耐熱性がよいものがよい。例えば、フ
ェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミ
ド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ
樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ
樹脂、ＬＣＰ樹脂などを選択するとよい。

【００４３】励磁コイル１８には給電部１８ａ・１８ｂ
に励磁回路２７（図５）を接続してある。この励磁回路
２７は２０ｋＨｚから５００ｋＨｚ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、励磁コ
イル１８は励磁回路２７から供給される交番電流（高周
波電流）によって交番磁束を発生する。

【００４４】図６は交番磁束の発生の様子を模式的に表
したものである。図６（ａ）は磁束Ｃは発生した交番磁
束の一部を表す。磁性コア１７に導かれた交番磁束Ｃは
フィルム１０の電磁誘導発熱層１に渦電流を発生させ
る。この渦電流は電磁誘導発熱層１の固有抵抗によって
該電磁誘導発熱層にジュール熱（渦電流損）を発生させ
る。

【００４５】ここでの発熱量Ｑは電磁誘導発熱層１を通
る磁束の密度によって決まり、図６（ｂ）のグラフよう
な分布を示す。縦軸は定着フィルム１０の電磁誘導発熱
層１での発熱量Ｑを表す。ここで、発熱域Ｈは最大発熱
量をＱとした場合、発熱量がＱ／ｅ以上の領域と定義す
る。これは、定着に必要な発熱量が得られる領域であ
る。

【００４６】この発熱量によるニップ部Ｎの温度は、不
図示の温度検知手段を含む温調系により、励磁コイル１
８に対する電流供給が制御されることで所定の温度が維
持されるように温調される。２６は定着フィルム１０の
温度を検知するサーミスタなどの温度センサであり、本
例においては温度センサ２６で測定した定着フィルム１
０の温度情報をもとにニップ部Ｎの温度を制御するよう
にしている。

【００４７】加圧部材としての加圧ローラ３０は、芯金
３０ａと、前記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・フッ素樹脂な
どの耐熱性・弾性材層３０ｂとで構成されており、芯金
３０ａ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。

【００４８】図３は加熱装置１００の要部を示す正面模
型図、図４はその縦断正面模型図である。加圧用剛性ス
テイ２２の両端部と装置シャーシ側のバネ受け部材２９
ａ・２９ｂとの間に、それぞれ加圧バネ２５ａ・２５ｂ
を縮設することで、加圧用剛性ステイ２２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部材１６
ａの下面、すなわち摺動面と加圧ローラ３０の上面とが
定着フィルム１０を挟んで圧接して所定幅のニップ部Ｎ
が形成される。

【００４９】加圧ローラ３０は駆動手段Ｍにより矢示の
反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ３０の回
転駆動による前記加圧ローラ３０と定着フィルム１０の
摩擦力で該定着フィルムに回転力が作用して、前記定着
フィルム１０の内面がニップ部Ｎにおいてフィルムガイ
ド部材１６ａの下面、すなわち摺動面と摺動しながら矢
示の時計方向に加圧ローラ３０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部材１６の外回りを回
転状態になる。

【００５０】定着フィルム１０とフィルムガイド部材１
６ａの摺動面には、フィルムガイド部材１６ａとは別体
の、摺動性の良い摺動部材４０を設けてもよい。またフ
ィルムガイド部材１６ａに摺動性の高い材質を用い、摺
動面とフィルムガイド部材１６ａを一体部材として形成
しても良い。本実施例では摺動部材４０を用いている。

【００５１】而して、加圧ローラ３０が回転駆動され、
それに伴ってフィルム１０が回転し、励磁回路２７から
励磁コイル１８への給電により、上記のように定着フィ
ルム１０の電磁誘導発熱がなされて、ニップ部Ｎが所定
の温度に立ち上がって温調された状態において、画像形
成手段部から搬送されたトナー画像ｔが形成された被記
録材Ｐがニップ部Ｎの定着フィルム１０と加圧ローラ３
０との間に画像面が上向き、即ち定着フィルム面に対向
して導入され、ニップ部Ｎにおいて画像面が定着フィル
ム１０の外面に密着して該定着フィルムと一緒にニップ
部Ｎを挟持搬送されていく。

【００５２】このニップ部Ｎを定着フィルム１０と一緒
に被記録材Ｐが挟持搬送されていく過程において、定着
フィルム１０の電磁誘導発熱で加熱されて被記録材Ｐ上
のトナー画像ｔが加熱定着される。この際、入口ガイド
４０上で被記録材Ｐとトナー画像ｔが予備加熱される。
被記録材Ｐはニップ部Ｎを通過すると、回転フィルム１
０の外面から分離して排出搬送されていく。被記録材上
の加熱トナー画像はニップ部通過後、冷却して永久固着
像となる。

【００５３】フランジ部材２３ａ・２３ｂは定着フィル
ム１０の回転時に該定着フィルム１０の端部を受けて、
定着フィルム１０のフィルムガイド部材長手に沿う寄り
移動を規制する役目をする。このフランジ部材２３ａ・
２３ｂは定着フィルム１０に従動で回転する構成にして
もよい。

【００５４】本例ではトナーｔに低軟化物質を含有させ
たトナーを使用したため、加熱装置１００にオフセット
防止のためのオイル塗布機構を設けていないが、低軟化
物質を含有させていないトナーを使用した場合にはオイ
ル塗布機構を設けてもよい。また、低軟化物質を含有さ
せたトナーを使用した場合にもオイル塗布や冷却分離を
行ってもよい。

【００５５】図７は本例における定着フィルム１０の層
構成模型図である。本例の定着フィルム１０は、フィル
ムの基層となる電磁誘導発熱性の金属フィルム等ででき
た発熱層１と、その外面に積層した弾性層２と、その外
面に積層した離型層３の複合構造のものである。発熱層
１と弾性層２との間の接着、弾性層２と離型層３との接
着のため、各層間にプライマー層（不図示）を設けても
よい。

【００５６】定着フィルム１０において発熱層１が内面
側であり、離型層３が外面側である。前述したように、
発熱層１に交番磁束が作用することで前記発熱層１に渦
電流が発生して前記発熱層１が発熱する。その熱が弾性
層２・離型層３を介して定着フィルム１０を加熱し、前
記ニップＮに通紙される被記録材を加熱してトナー画像
の加熱定着がなされる。

【００５７】ａ．発熱層１発熱層１はニッケル、鉄、
強磁性ＳＵＳ、ニッケル−コバルト合金といった強磁性
体の金属を用いるとよい。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、磁性ステ
ンレス、コバルト−ニッケル合金等の金属が良い。

【００５８】その厚みは次の式で表される表皮深さより
厚くかつ２００μｍ以下にすることが好ましい。表皮深
さσ［ｍ］は、励磁回路の周波数ｆ［Ｈｚ］と透磁率μ
と固有抵抗ρ［Ωｍ］で σ＝５０３×（ρ／ｆμ）^1/2 と表される。これは電磁誘導で使われる電磁波の吸収の
深さを示しており、図９に示すように、表皮深さσ
［ｍ］より深いところでは電磁波の強度は１／ｅ以下に
なっており、逆にいうと殆どのエネルギーはこの深さま
でで吸収されている。

【００５９】発熱層1の厚さは好ましくは１〜１００μ
ｍがよい。発熱層1の厚みが１μｍよりも小さいとほと
ん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、発熱層が１００μｍを超えると剛性が高く
なりすぎ、また屈曲性が悪くなり回転体として使用する
には現実的ではない。従って、発熱層１の厚みは１〜１
００μｍが好ましい。

【００６０】ｂ．弾性層２弾性層２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よく、熱伝導率がよい材質で
ある。弾性層２の厚さは１０〜５００μｍが好ましい。
この弾性層２は定着画像品質を保証するために必要な厚
さである。

【００６１】カラー画像を印刷する場合、特に写真画像
などでは被記録材Ｐ上で大きな面積に渡ってベタ画像が
形成される。この場合、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３）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。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い。

【００６２】弾性層２の厚さとしては、１０μｍ以下で
は被記録材ある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。また、弾性層２が１０００
μｍ以上の場合には弾性層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。より好ましくは
弾性層２の厚みは５０〜５００μｍがよい。

【００６３】弾性層２の硬度は、硬度が高すぎると被記
録材ある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２の硬度としては
６０゜（ＪＩＳ−Ａ）以下、より好ましくは４５゜（Ｊ
ＩＳ−Ａ）以下がよい。弾性層２の熱伝導率λに関して
は２．５×１０^-3〜８．４×１０^-3［Ｗ／ｃｍ・℃］がよい。

【００６４】熱伝導率λが２．５×１０^-3［Ｗ／ｃｍ・
℃］よりも小さい場合には、熱抵抗が大きく、フィルム
の表層（離型層３）における温度上昇が遅くなる。熱伝
導率λが８．４×１０^-3［Ｗ／ｃｍ・℃］よりも大きい
場合には、硬度が高くなりすぎたり、圧縮永久歪みが悪
化する。

【００６５】よって熱伝導率λは２．５×１０^-3〜８．
４×１０^-3［Ｗ／ｃｍ・℃］がよい。より好ましくは
３．３×１０^-3〜６．３×１０^-3［Ｗ／ｃｍ・℃］がよ
い。

【００６６】ｃ．離型層３離型層３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、Ｐ
ＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択
することができる。

【００６７】離型層３の厚さは１〜１００μｍが好まし
い。離型層３の厚さが１μｍよりも小さいと塗膜の塗ム
ラで離型性の悪い部分ができたり、耐久性が不足すると
いった問題が発生する。また、離型層が１００μｍ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すぎ、弾性層２の効
果がなくなってしまう。

【００６８】また図８に示すように、定着フィルム１０
構成において、発熱層１の弾性層２とは反対面側に摺動
層４を設けてもよい。

【００６９】ｄ．摺動層４摺動層４としては、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ
アミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、Ｐ
ＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、Ｆ
ＥＰ樹脂などの摺動性が高く、耐熱性のある樹脂がよ
い。摺動層４を設けることにより、定着装置１００使用
初期において回転起動トルク（駆動ローラとしての加圧
ローラ軸におけるトルク）を低く抑えられることに加
え、定着フィルム１０の発熱層１の摩耗を防ぐことがで
きるため、定着装置１００を長時間使用しても回転駆動
トルクの上昇を抑えることができる。

【００７０】摺動層４は、発熱層１に発生した熱が定着
フィルムの内側に向かわないように断熱する効果もある
ため、摺動層４がない場合と比較して被記録材Ｐ側への
熱供給効率が良くなる。よって、消費電力を抑えること
もできる。

【００７１】また、摺動層４の厚さとしては１０〜１０
００μｍが好ましい。摺動層４の厚さが１０μｍよりも
小さい場合には耐久性が不足するうえ、断熱性も小さ
い。一方、１０００μｍを超えると磁性コア１７及び励
磁コイル１８から発熱層１の距離が大きくなり、磁束が
十分に発熱層１に吸収されなくなる。

【００７２】本構成において、磁場発生手段である磁性
コア１７及び励磁コイル１８はフィルムガイド部材１６
に保持されている。加熱・定着時には励磁コイル１８に
よって交番磁束を発生させているため、磁性コア１７及
び励磁コイル１８には磁界の方向に応じた力が作用す
る。磁性コア１７及び励磁コイル１８はフィルムガイド
部材１６ａと１６ｂに挟まれて保持されており、励磁コ
イル１８はフィルムガイド部材１６に対して容易にほぼ
不動に保持可能である。

【００７３】一方磁性コア１７は製造上の寸法や形状の
ばらつきが大きく、そのばらつきを最小限にするために
磁性コア１７を複数に分割しても、フィルムガイド部材
１６ａと１６ｂの挟みつけによっては位置が十分に固定
されない。

【００７４】また磁性コア１７を複数に分割し、各々を
小さくしたことで磁性コア１７は交番磁束によって振動
しやすくなっている。この振動により、磁性コア１７と
フィルムガイド部材１６、あるいは磁性コア１７同士が
ぶつかって騒音を発生する。またエネルギーのロスにも
なってしまう。また長時間使用すると磁性コア１７が割
れ、フィルム１０の温度むらが生じ、画像乱れの原因と
なる。

【００７５】そこで本実施例では、図１０、図１１に示
すように、磁性コア１７とフィルムガイド部材１６との
間に厚さ７０μｍのポリイミドを振動吸収弾性部材５０
として挿入する構成とした。フィルムガイド部材また磁
性コア１７ａと磁性コア１7ｂの間にもポリイミドを配
設した。

【００７６】このような構成の定着装置において、磁性
コア１７の振動に起因する可聴域振動音の発生の有無を
調べた。なお、定着条件は温調温度１８０℃、プロセス
スピード９４ｍｍ／ｓｅｃ（１６ｐｐｍ）とした。

【００７７】

【表１】

【００７８】表１からわかるように、フィルムガイド部
材１６と磁性コア１７との間、及び磁性コア１７ａと磁
性コア１７ｂとの間に振動吸収弾性部材５０を配設する
ことにより、振動が吸収され騒音が発生しなくなった。

【００７９】本実施例では振動吸収部材５０として厚さ
７０μｍのポリイミドシートを用いたが、本定着条件に
おいては耐熱温度が１８０℃以上であるポリアミドイミ
ド、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、シリコーンゴムなどの厚さ１０
μｍ〜１ｍｍのシートでも同様の効果が得られた。

【００８０】〈第２の実施形態例〉本実施形態例は、図
１２に示すように、磁性コア１７（１７ａ，１７ｂ）を
ポリイミドで全面コートした以外は第１の実施形態例と
同様の構成である。コートの厚さは７０μｍとした。

【００８１】本構成においても、磁性コア１７の振動に
起因する騒音の発生は見られなかった。また本構成によ
れば、磁性コア１７と振動吸収部材５０が一体の部品で
あるため、加熱装置１００の組み立てにおいて、磁性コ
ア１７とフィルムガイド部材１６の接触面それぞれに振
動吸収部材を配設する労力、時間を軽減することができ
る。

【００８２】〈第３の実施形態例〉本実施形態例は、図
１３に示すように、磁性コア１７をフィルムガイド１６
に接着固定した以外は第１の実施形態例と同様の構成で
ある。

【００８３】本構成においても、磁性コア１７の振動に
起因する騒音の発生は見られなかった。磁性コア１７と
フィルムガイド部材１６の接着は、耐熱性接着剤５１を
用いるとよい。加熱温度が１８０℃である場合、耐熱性
接着剤５１としては、シリコーン系、エポキシ樹脂系、
セラミック系など１８０℃以上の耐熱性を有するものが
好ましい。

【００８４】図１３においては、磁性コア１７全面に耐
熱性接着剤５１がついているが、磁性コア１７がフィル
ムガイド部材１６に接着固定される限りにおいて、最低
限の接着剤量、接着面積で良い。

【００８５】本構成によれば、磁性コア１７の振動自体
を抑制していること、また定着フィルム１０と磁性コア
１７、磁性コア１７同士の距離を小さくできることか
ら、エネルギー効率を高めることが可能である。装置を
長時間停止した後、１０枚連続プリントをおこない、電
力投入開始からの平均消費電力を測定した。その結果を
表２に示す。なお、温調温度は１８０℃、プロセススピ
ードは９４ｍｍ／ｓｅｃ（１６ｐｐｍ）で測定をおこな
った。

【００８６】

【表２】

【００８７】表２からわかるように、磁性コア１７とフ
ィルムガイド部材１６を接着することにより、プリント
に必要な電力を軽減することができた。実際に定着をお
こなったところ、上記の消費電力で同程度の定着性であ
った。

【００８８】〈その他の実施形態例〉１）電磁誘導発熱性の定着フィルム１０は、モノクロあ
るいは１パスマルチカラー画像などの加熱定着用の場合
は弾性層２を省略した形態のものとすることもできる。
発熱層１は樹脂に金属フィラーを混入して構成したもの
とすることもできる。発熱層単層の部材とすることもで
きる。

【００８９】２）加熱装置としての定着装置１００の装
置構成は実施形態例の加圧ローラ駆動方式に限られるも
のではない。例えば、図１４に示すように、フィルムガ
イド部材１６と、駆動ローラ３１と、テンションローラ
３２との間に、電磁誘導発熱性のエンドレスフィルム状
の定着フィルム１０を懸回張設し、フィルムガイド部材
１６の下面部と加圧部財としての加圧ローラ３０とを定
着フィルム１０に挟んで圧接させて定着ニップ部Ｎを形
成させ、定着フィルム１０を駆動ローラ３１によって回
転駆動させる装置構成にすることもできる。この場合、
加圧ローラ３０は従動回転ローラである。

【００９０】３）加圧部材３０はローラ体に限らず、回
動フィルム型など他の形態の部材にすることもできる。
また加圧部材３０側からも被記録材に熱エネルギーを供
給するために、加圧部材３０側にも電磁誘導加熱などの
発熱手段を設けて所定の温度に加熱・温調する装置構成
にすることもできる。

【００９１】４）本発明の加熱装置は実施形態例の加熱
定着装置に限らず、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加熱装置、仮定着する加熱装
置、その他、被加熱材の加熱乾燥装置、加熱ラミネート
装置など、広く被加熱材を加熱処理する手段・装置とし
て使用できる。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁束発生手段保持部材に保持された磁束発生手段のうち
の少なくとも高透磁率磁性部材が、前記磁束発生手段保
持部材に耐熱性接着剤により接着固定されているので、
静粛かつエネルギー効率の高い加熱装置を得ることがで
きる。

【００９３】本発明によれば、接着固定のための耐熱性
接着剤は、加熱のための温度より高い耐熱温度を有する
ので、耐熱性に優れた加熱装置を得ることができる。

【００９４】本発明によれば、磁束発生手段保持部材に
保持された磁束発生手段のうちの少なくとも高透磁率磁
性部材と該磁束発生手段保持部材との間に振動吸収層を
有するように構成したので、振動が吸収され、騒音が発
生しなくなるとともに、エネルギー効率の高い加熱装置
を得ることができる。

【００９５】本発明によれば、振動吸収層は、加熱のた
めの温度より高い耐熱温度を有するので、耐熱性に優れ
た加熱装置を得ることができる。

【００９６】本発明によれば、高透磁率磁性部材を複数
に分割して構成したので、異形断面構造も容易に作成す
ることができる。

【００９７】本発明によれば、高透磁率磁性部材間に振
動吸収層を有する構成としたので、振動が吸収され、騒
音が発生しなくなる。

【００９８】本発明によれば、回転体ガイド部材を磁束
発生手段保持部材として構成したので、振動が吸収され
騒音が発生しなくなるとともに、エネルギー効率を高め
ることができる。

【００９９】本発明によれば、高透磁率磁性部材は、回
転体の軸線と直交する断面において略Ｔ字状に配置され
ているので、エネルギー効率を高めることができる。

【０１００】本発明によれば、電磁誘導発熱性回転体は
エンドレスフィルムとしたので、駆動ローラとテンショ
ンローラの径を小さくすることにより、高さ寸法を低く
することができ、装置の小型化に有効である。

【０１０１】本発明によれば、被記録材上に形成された
トナー画像を該被記録材に加熱定着する加熱定着装置と
して、前記（１）乃至（９）のいずれか１項に記載の加
熱装置を適用するので、効率よく加熱定着処理を行うこ
とができる加熱定着装置を得ることができる。

【０１０２】本発明によれば、被記録材上にトナー画像
を形成する画像形成手段と、前記被記録材上のトナー画
像を該被記録材に加熱定着する加熱定着手段とを有する
画像形成装置において、前記加熱定着手段として前記
（１０）記載の加熱定着装置を適用したことにより、高
品質の画像形成を行うことができる画像形成装置を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態例に用いた画像形成装置の概略
構成図

【図２】加熱装置としての定着装置の要部を示す横断側
面模型図

【図３】同じく要部の正面模型図

【図４】同じく要部の横断正面模型図

【図５】磁場発生手段と発熱量Ｑの関係を示した図

【図６】磁場発生手段と発熱量Ｑの関係を示した図

【図７】発熱層深さと電磁波強度の関係を示したグラフ

【図８】電磁誘導発熱性の定着フィルムの一例を示す層
構成模型図

【図９】電磁誘導発熱性の定着フィルムの他例を示す層
構成模型図

【図１０】フィルムガイド部材内部模型図

【図１１】第１の実施形態例を示したフィルムガイド部
材側面横断模型図

【図１２】第２の実施形態例を示した図

【図１３】第３の実施形態例を示した図

【図１４】その他の電磁誘導加熱方式の加熱装置の一例
の構成略図

【符号の説明】

１発熱層２弾性層３離型層４断熱層１０定着フィルム１６フィルムガイド部材１７磁性コア１８励磁コイル２３ａ・２３ｂ定着フィルム端部の規制・保持用フ
ランジ部材２６温度検知素子（サーミスタ）２７安全用温度検知素子３０加圧部材としての加圧ローラ３１駆動ローラ３２テンションローラ４０摺動部材５０振動吸収層５１フィルムガイド部材-磁性コア接着層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転体と、前記回転体を支持する回転体ガ
イド部材と、前記回転体と相互圧接してニップを形成す
る加圧部材と、励磁コイル及び高透磁率磁性部材からな
る磁束発生手段と、磁束発生手段を保持する磁束発生手
段保持部材とを有し、前記回転体は前記磁束発生手段に
より磁束を受けて電磁誘導発熱する加熱装置において、
前記磁束発生手段は前記磁束発生手段保持部材に保持さ
れ、前記磁束発生手段のうちの少なくとも高透磁率磁性
部材が、前記磁束発生手段保持部材に耐熱性接着剤によ
り接着固定されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】前記接着固定のための耐熱性接着剤は、前
記加熱のための温度より高い耐熱温度を有することを特
徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】回転体と、前記回転体を支持する回転体ガ
イド部材と、前記回転体と相互圧接してニップを形成す
る加圧部材と、励磁コイル及び高透磁率磁性部材からな
る磁束発生手段と、磁束発生手段を保持する磁束発生手
段保持部材とを有し、前記回転体は前記磁束発生手段に
より磁束を受けて電磁誘導発熱する加熱装置において、
前記磁束発生手段は前記磁束発生手段保持部材に保持さ
れ該磁束発生手段のうちの少なくとも前記高透磁率磁性
部材と該磁束発生手段保持部材との間に振動吸収層を有
することを特徴とする加熱装置。
【請求項４】前記振動吸収層は、前記加熱のための温度
より高い耐熱温度を有することを特徴とする請求項３に
記載の加熱装置。
【請求項５】前記高透磁率磁性部材が複数に分割されて
いることを特徴とする請求項１又は３に記載の加熱装
置。
【請求項６】前記高透磁率磁性部材間に振動吸収層を有
することを特徴とする請求項５に記載の加熱装置。
【請求項７】前記回転体は磁束発生手段を内包し、前記
回転体ガイド部材が磁束発生手段保持部材としての役目
も果たすことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１
項に記載の加熱装置。
【請求項８】前記高透磁率磁性部材は、回転体の軸線と
直交する断面において略Ｔ字状に配置されていることを
特徴とする請求項７に記載の加熱装置。
【請求項９】前記電磁誘導発熱性回転体はエンドレスフ
ィルムであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれ
か１項に記載の加熱装置。
【請求項１０】被記録材上に形成されたトナー画像を該
被記録材に加熱定着する装置として、請求項１乃至９の
いずれか１項に記載の加熱装置を備えたことを特徴とす
る加熱定着装置。
【請求項１１】被記録材上にトナー画像を形成する画像
形成手段と、前記被記録材上のトナー画像を該被記録材
に加熱定着する加熱定着手段とを有する画像形成装置に
おいて、前記加熱定着手段として前記請求項１０記載の
加熱定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。