JP2006078809A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電磁誘導加熱方式の定着装置であって、比較的低廉で小型化された定着装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】 トナー像Ｔを記録媒体Ｐに定着する定着装置２０であって、通電によって磁束を発生させる磁束発生部材２５と、その磁束によって加熱される加熱部材３１と、を備える。この磁束発生部材２５は、加熱部材３１の表裏面にそれぞれ対向するように配設された線状部材である。
【選択図】 図２

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置とそこに設置される定着装置とに関し、特に、電磁誘導加熱方式の定着装置及び画像形成装置に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、装置の立ち上がり時間を低減して省エネルギー化することを目的として、電磁誘導加熱方式の定着装置を用いたものが多く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１等において、電磁誘導加熱方式の定着装置は、支持ローラ（発熱ローラ）、定着補助ローラ（定着ローラ）、支持ローラと定着補助ローラとによって張架された定着ベルト、支持ローラに定着ベルトを介して対向する誘導加熱部、定着補助ローラに定着ベルトを介して当接する加圧ローラ、等で構成される。誘導加熱部は、幅方向（記録媒体の搬送方向に直交する方向である。）に延設された励磁コイルや、励磁コイルに対向する芯材等で構成される。

そして、定着ベルトは、誘導加熱部との対向位置で加熱される。加熱された定着ベルトは、定着補助ローラ及び加圧ローラの位置に搬送される記録媒体上のトナー像を加熱して定着する。詳しくは、励磁コイルに高周波の交番電流を流すことで、励磁コイルの周囲に磁界が形成されて、支持ローラ表面近傍に渦電流が生じる。支持ローラに渦電流が生じると、支持ローラ自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、支持ローラに巻装された定着ベルトが加熱される。
このような電磁誘導加熱方式の定着装置は、少ないエネルギー消費で短い立ち上げ時間にて、定着ベルトの表面温度（定着温度）を所望の温度まで昇温できるものとして知られている。

一方、特許文献２等には、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置であって、定着ローラの内側・外側の両側に、電線を複数回巻線してなる励磁コイルを配設する技術が開示されている。

特許第３５０４９４３号明細書 特開２００３−２５５７３１号公報

上述した従来の定着装置は、励磁コイルや芯材等で構成される誘導加熱部の構造が複雑で、装置が高価になるとともに大型化するという問題があった。
特に、励磁コイルは電線を複数回巻線したものであって、装置の低廉化・小型化の障害になっていた。さらに、複数回巻線した励磁コイルは、それを保持する部材の構成が複雑であった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電磁誘導加熱方式の定着装置であって、比較的低廉で小型化された定着装置及び画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、通電によって磁束を発生させる磁束発生部材と、前記磁束によって加熱される加熱部材と、を備え、前記磁束発生部材を、前記加熱部材の表裏面にそれぞれ対向するように配設された線状部材としたものである。

また、請求項２記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１に記載の発明において、前記加熱部材は、磁性金属材料からなるものである。

また、請求項３記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項２に記載の発明において、前記磁性金属材料を、所定のキューリー点を有する整磁合金としたものである。

また、請求項４記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生部材を複数備えたものである。

また、請求項５記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項４に記載の発明において、前記複数の磁束発生部材は、それぞれ、ＡＣ電源又はＤＣ電源によって独立して通電制御されるものである。

また、請求項６記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記線状部材は、単線構造からなるものである。

また、請求項７記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記線状部材は、互いに絶縁された複数の単線を束ねたリッツ線構造からなるものである。

また、請求項８記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の発明において、前記線状部材は、銅からなるものである。

また、請求項９記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１〜請求項８のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生部材は、その周囲に電気絶縁層を備えたものである。

また、請求項１０記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１〜請求項９のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生部材は、その断面積が１〜２８ｍｍ²の範囲になるように形成されたものである。

また、請求項１１記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生部材の外周の一部を覆うフェライトコアを備えたものである。

また、請求項１２記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材と前記磁束発生部材との間隙であって幅方向の加熱有効範囲の外側に強磁性体を設置したものである。

また、請求項１３記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材と前記磁束発生部材との間隙を０．５〜５ｍｍの範囲にしたものである。

また、請求項１４記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生部材に交番電流を印加するものである。

また、請求項１５記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材を、その厚さが０．１〜０．５ｍｍの範囲に形成された薄肉部材としたものである。

また、請求項１６記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１〜請求項１５のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材を、トナー像を溶融する定着部材としたものである。

また、請求項１７記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１６に記載の発明において、前記定着部材は、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接する定着ローラであって、前記磁束発生部材は、前記定着ローラの外周面及び内周面に対向するように配設されたものである。

また、請求項１８記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１６に記載の発明において、前記定着部材は、周状に張架された定着ベルトであって、前記磁束発生部材は、前記定着ベルトの外周面及び内周面に対向するように配設されたものである。

また、請求項１９記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１８に記載の発明において、前記定着ベルトは、支持ローラと定着補助ローラとに張架され、前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたものである。

また、請求項２０記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１９に記載の発明において、前記磁束発生部材は、前記支持ローラを介して前記定着ベルトの内周面に対向するように配設されたものである。

また、請求項２１記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１〜請求項２０のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材は、トナー像を溶融する定着部材を加熱するものである。

また、請求項２２記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項２１に記載の発明において、前記定着部材は、定着ベルトであって、前記加熱部材は、定着補助ローラとともに前記定着ベルトを張架する支持ローラであって、前記磁束発生部材は、前記定着ベルトの外周面に対向するとともに、前記支持ローラを介して前記定着ベルトの内周面に対向するように配設され、前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたものである。

また、この発明の請求項２３記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項２２のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。

本発明は、電磁誘導加熱方式の定着装置であって、加熱部材の表裏面にそれぞれ対向する磁束発生部材としての線状部材を配設している。これによって、比較的低廉で小型化された定着装置及び画像形成装置を提供することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１〜図４にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのレーザープリンタの装置本体、３は画像情報に基いた露光光Ｌを感光体ドラム１８上に照射する露光部、４は装置本体１に着脱自在に設置される作像部としてのプロセスカートリッジ、７は感光体ドラム１８上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する転写部、１０は出力画像が載置される排紙トレイ、１１、１２は転写紙等の記録媒体Ｐが収納された給紙部、１３は記録媒体Ｐを転写部７に搬送するレジストローラ、１５は手差し給紙部、１８は像担持体としての感光体ドラム、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置を示す。

図１を参照して、画像形成装置における、通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、露光部３から、画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Ｌが、プロセスカートリッジ４の感光体ドラム１８上に向けて発せられる。感光体ドラム１８は図中の反時計方向に回転しており、所定の電子写真プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程）を経て、感光体ドラム１８上に画像情報に対応したトナー像が形成される。
その後、感光体ドラム１８上に形成されたトナー像は、転写部７で、レジストローラ１３により搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。

一方、転写部７に搬送される記録媒体Ｐは、次のように動作する。
まず、画像形成装置本体１の複数の給紙部１１、１２、１５のうち、１つの給紙部が自動又は手動で選択される（例えば、最上段の給紙部１１が選択されたものとする。）。そして、給紙部１１に収納された記録媒体Ｐの最上方の１枚が、搬送経路Ｋの位置に向けて搬送される。その後、記録媒体Ｐは、搬送経路Ｋを通過してレジストローラ１３の位置に達する。そして、レジストローラ１３の位置に達した記録媒体Ｐは、感光体ドラム１８上に形成されたトナー像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部７に向けて搬送される。

そして、転写工程後の記録媒体Ｐは、転写部７の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置２０に達する。定着装置２０に達した記録媒体Ｐは、定着ローラと加圧ローラとの間に送入されて、定着ローラから受ける熱と加圧ローラから受ける圧力とによってトナー像が定着される。トナー像が定着された記録媒体Ｐは、定着ローラと加圧ローラとの間から送出された後に、出力画像として画像形成装置本体１から排出されて、排紙トレイ１０上に載置される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２〜図４にて、画像形成装置本体１における定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２に示すように、定着装置２０は、主として、加熱部材としての定着ローラ３１（定着部材）、加圧ローラ３０、誘導加熱部２４、剥離爪３９、離型剤塗布ローラ３７、等で構成される。

ここで、定着ローラ３１は、所定のキューリー点（キューリー温度）を有する磁性金属材料からなる。詳しくは、定着ローラ３１は、整磁合金からなる肉厚が０．２ｍｍの加熱層、シリコーンゴム等からなる肉厚が３００μｍの中間層、フッ素樹脂等からなる離型層、等で構成される。ここで、定着ローラ３１は、加熱効率を考慮して、その肉厚が０．１〜０．５ｍｍの範囲になる薄肉ローラ（薄肉部材）とすることが好ましい。

加圧ローラ３０は、アルミニウム、銅等からなる芯金３０ａ上にシリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性層３０ｂが形成されたものである。加圧ローラ３０は、定着ローラ３１に圧接している。そして、定着ベルト２２と加圧ローラ３０との当接部（定着ニップ部である。）に、記録媒体Ｐが搬送される。

誘導加熱部２４は、線状部材２５、高周波電源部４０、等で構成される。線状部材２５は、線径が５ｍｍの銅からなる単線（銅線材）であって、その外周面は電気絶縁層２６で被覆されている。なお、電気絶縁層２６は、定着ローラ３１から線状部材２５への漏電を抑止するためのものであって、ポリイミドアミド等の耐熱性を有する材料を用いることが好ましい。電気絶縁層２６は、硝子クロス状に線状部材２５上に被覆させることができる。

図３を参照して、線状部材２５は、定着ローラ３１の表裏面（内周面及び外周面）に対向するように幅方向に略平行に延設された一続きの単線構造体である。詳しくは、線状部材２５の幅方向の一端は内周面側と外周面側とを結ぶ折返し部になっていて、他端には励磁回路（インバータ回路）を有する高周波電源部４０が接続されている。そして、高周波電源部４０から、周波数が１ｋ〜１ＭＨｚ（好ましくは、２０ｋ〜２００ｋＨｚである。）であって出力が１２００Ｗの交番電流が線状部材２５に印加される。

このように構成された線状部材２５は、通電によって磁束を発生させる磁束発生部材として機能して、発生した磁束によって定着ローラ３１を加熱する。すなわち、線状部材２５に交番電流が供給されることで、線状部材２５のループ内に磁力線が形成されて、電磁誘導により定着ローラ３１が加熱される。このようにして、加熱された定着ローラ３１は、矢印Ｙ方向から搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像を加熱・溶融して記録媒体Ｐに定着する。

ここで、図４を参照して、定着ローラ３１と線状部材２５との間隙Ｇは、電磁誘導による加熱性を考慮して、０．５〜５ｍｍの範囲に設定することが好ましい。本実施の形態１では、電磁誘導による加熱効率と安全性とを考慮して、定着ローラ３１と線状部材２５との間隙Ｇを２ｍｍに設定している。

また、線状部材２５の断面積は、電磁誘導による加熱効率を考慮して、１〜２８ｍｍ²の範囲とすることが好ましい。本実施の形態１では、線状部材２５の断面が円形であって、その線径を５ｍｍとした。これに対して、例えば、線状部材２５の断面を３ｍｍ×５ｍｍの矩形とすることもできる。

なお、本実施の形態１では、線状部材２５を一続きの単線構造としたが、線状部材２５を互いに絶縁された複数の単線を束ねてなる一続きのリッツ線構造とすることもできる。その場合にも、単線構造のものと同様に、定着ローラ３１の表裏面を挟むように線状部材２５を配設することで、定着ローラ３１を電磁誘導によって加熱することができる。

図４を参照して、本実施の形態１では、定着ローラ３１の表裏面において、定着ローラ３１と線状部材２５との間隙であって、幅方向の加熱有効範囲Ｌ（通紙可能な最大サイズの記録媒体Ｐの通紙幅とほぼ同等の長さである。）の外側に、フェライト等の強磁性体２８を配設した。これによって、強磁性体２８を設置した範囲における電磁誘導加熱が低下して、定着ローラ３１の幅方向両端部における過昇温が抑止される。さらには、加熱有効範囲Ｌ外に設置された軸受４１、ギア４２等の構成部材が温度上昇することによる不具合が抑止される。

図２を参照して、定着ローラ３１と加圧ローラ３０との当接部の出口側には、記録媒体Ｐが定着ローラ３１から剥離するのを促す剥離爪３９が配設されている。
また、定着ローラ３１の外周面には、定着工程におけるオフセットを抑止するために定着ローラ３１上に離型剤を供給する離型剤塗布ローラ３７が配設されている。

また、図示は省略するが、定着ローラ３１の外周面には、その温度（定着温度）を検知するサーミスタが配設されている。そして、サーミスタの検知結果に基いて、誘導加熱部２４の出力が調整される。
さらに、定着ローラ３１の外周面には、その温度が過昇することを防止するための、サーモスタットが配設されている。そして、定着ローラ３１上の表面温度が所定の温度を超えた場合には、サーモスタットによって誘導加熱部２４への通電が切断される。

なお、本実施の形態１では、キューリー点を有する整磁合金（ニッケルと鉄との合金である。）で定着ローラ３１を形成しているために、サーモスタット等の過昇温を抑止する温度検知手段を設置することなく、定着ローラ３１の過昇温を抑止することができる。すなわち、定着ローラ３１の表裏面を線状部材２５で挟むように配設する場合には、定着ローラ３１の片面側のみに励磁コイルを配設する場合とは異なり、アルミニウム等の低抵抗金属の設置をおこなうことなくキューリー点での昇温防止が可能になる。これによって、少ない部品点数で低廉に定着ローラ３１の過昇温を確実に防止することができる。

このように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
不図示の駆動部によって、定着ローラ３１は図２中の矢印方向に回転駆動するとともに、加圧ローラ３０も矢印方向に回転する。定着ローラ３１は、誘導加熱部２４との対向位置で加熱される。

詳しくは、高周波電源部４０から線状部材２５に高周波交番電流を流すことで、線状部材２５のループ内に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、定着ローラ３１の磁性金属材料からなる加熱層の温度がキューリー点以下である場合に、定着ローラ３１の加熱層に渦電流が生じてその電気抵抗によってジュール熱が発生して、定着ローラ３１の加熱層が加熱される。こうして、加熱層が加熱されると、中間層及び離型層へも伝熱されて定着ローラ３１全体が加熱される。

その後、誘導加熱部２４によって加熱した定着ローラ３１表面は、加圧ローラ３０との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔを加熱して溶融する。
詳しくは、先に説明した作像プロセスを経てトナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐが、不図示のガイド板に案内されながら定着ローラ３１と加圧ローラ３０との間に送入される（矢印Ｙの搬送方向の移動である。）。そして、定着ローラ３１から受ける熱と加圧ローラ３０から受ける圧力とによってトナー像Ｔが記録媒体Ｐに定着されて、記録媒体Ｐは定着ローラ３１と加圧ローラ３０との間から送出される。

加圧ローラ３０の位置を通過した定着ローラ３１表面は、剥離爪３９、離型剤塗布ローラ３７の位置を順次通過した後に、再び誘導加熱部２４との対向位置に達する。このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。

このような定着工程において、定着ローラ３１の加熱層の温度がキューリー点を超えた場合には、定着ローラ３１の加熱層の加熱が制限されることになる。
すなわち、誘導加熱部２４によって加熱された定着ローラ３１の加熱層の温度がキューリー点を超えた場合には、加熱層が磁性を失うために、その表面近傍での渦電流の発生が制限される。これにより、定着ローラ３１の加熱層におけるジュール熱の発生量が低下して、過昇温が抑止される。

以上説明したように、本実施の形態１では、定着ローラ３１の表裏面にそれぞれ対向する磁束発生部材としての線状部材２５を配設している。この線状部材２５は単線構造であるために、単線を複数回巻線したものとは異なり、構造が簡易で低廉かつ小型で、その保持部材も簡易なものとなる。これによって、比較的低廉で小型化された、加熱効率の高い定着装置２０を提供することができる。

実施の形態２．
図５にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図５は、実施の形態２における定着装置を示す断面図であって、前記実施の形態１の図２に相当する図である。本実施の形態２の定着装置は、線状部材２５の外周の一部をフェライトコア２７で覆っている点が、前記実施の形態１のものとは相違する。

図５に示すように、電気絶縁層２６で被覆した線状部材２５における、定着ローラ３１に対向しない側の外周には、フェライトコア２７が所定のギャップをあけて覆設されている。フェライトコア２７は、フェライト等の強磁性体からなる半円筒形状の励磁コイルコアである。本実施の形態２では、フェライトコア２７として、比透磁率が３５００のものを用いている。

このようにフェライトコア２７を誘導加熱部２４に配設することによって、線状部材２５から発生される磁束が効率よく定着ローラ３１側に向けられることになる。したがって、磁力線の発散が低減されて、定着ローラ３１の加熱効率が向上する。

以上説明したように、本実施の形態２は、定着ローラ３１の表裏面にそれぞれ対向する磁束発生部材としての線状部材２５を配設している。さらに、線状部材２５の外周の一部をフェライトコアで覆っている。これによって、比較的低廉で小型化された、加熱効率の高い定着装置２０を提供することができる。

実施の形態３．
図６にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図６は、実施の形態３における定着装置を示す断面図であって、前記実施の形態２の図５に相当する図である。本実施の形態３の定着装置は、線状部材２５が複数設けられている点が、前記実施の形態２のものとは相違する。

図６に示すように、本実施の形態３では、定着ローラ３１の表裏面に対向する線状部材２５を備えた２つの誘導加熱部２４Ａ、２４Ｂが設けられている。それらの線状部材２５は、それぞれ、その外周面に電気絶縁層２６が設けられ、外周の一部がフェライトコア２７で覆われている。これらの線状部材２５は、それぞれ、独立した高周波電源部４０に接続されていて、独立して通電制御される。

このように複数の誘導加熱部２４Ａ、２４Ｂを配設してそれらを独立して通電制御することによって、定着ローラ３１の周方向の２箇所で、それぞれ、前記実施の形態２と同等の加熱効率にて加熱することになる。したがって、定着ローラ３１の加熱効率がさらに向上して、装置２０の立ち上げ時間がさらに短縮される。

ここで、２つの誘導加熱部２４Ａ、２４Ｂ（線状部材２５）は、それぞれ、ＡＣ電流又はＤＣ電流によって独立して通電制御される。具体的な通電制御の態様としては、次の３つとなる。１つ目の態様は、２つの誘導加熱部２４Ａ、２４ＢがいずれもＡＣ電流によって独立して通電制御されるものである。２つ目の態様は、２つの誘導加熱部２４Ａ、２４ＢがいずれもＤＣ電流によって独立して通電制御されるものである。３つ目の態様は、２つの誘導加熱部２４Ａ、２４Ｂのうち一方がＡＣ電流によって通電制御され、他方がＤＣ電流にて通電制御されるものである。いずれの態様においても、ＡＣ電源又はＤＣ電源から励磁回路（インバータ回路）を介して高周波電流に変換されて誘導加熱部２４Ａ、２４Ｂに電流が供給される。

以上説明したように、本実施の形態３は、定着ローラ３１の表裏面にそれぞれ対向する磁束発生部材としての線状部材２５を複数配設している。これによって、比較的低廉で小型化された、加熱効率の高い定着装置２０を提供することができる。

実施の形態４．
図７にて、この発明の実施の形態４について詳細に説明する。
図７は、実施の形態４における定着装置を示す断面図である。本実施の形態４の定着装置は、定着部材として定着ベルト２２が用いられている点が、定着部材として定着ローラ３１が用いられている前記実施の形態１のものとは相違する。

図７に示すように、定着装置２０は、主として、定着補助ローラ２１、定着ベルト２２、支持ローラ２３、誘導加熱部２４、加圧ローラ３０、ガイド板３５、分離板３６等で構成される。

ここで、定着補助ローラ２１は、ステンレス鋼等からなる芯金の表面に、シリコーンゴム等の弾性層を形成したものである。定着補助ローラ２１は、不図示の駆動部によって図７の反時計方向に回転駆動される。

加熱部材としての支持ローラ２３は、整磁合金からなる加熱層（円筒部）を備えている。支持ローラ２３の円筒部は、その肉厚（層厚）が０．５ｍｍ程度となるように形成されている。支持ローラ２３は、図７の反時計方向に回転する。支持ローラ２３の表裏面（外周面及び内周面である。）に対向するように、線状部材２５が配設されている。
なお、本実施の形態４では、線状部材２５として、その断面が矩形のものを用いている。また、本実施の形態４では、支持ローラ２３を加熱層のみの構成としたが、支持ローラ２３の加熱層上に補強層、弾性層、断熱層等を設けることもできる。

加熱部材としての定着ベルト２２（定着部材）は、支持ローラ２３と定着補助ローラ２１とに張架・支持されている。定着ベルト２２は、基材上に加熱層、弾性層、離型層が順次形成された、多層構造のエンドレスベルトである。定着ベルト２２の加熱層は、所定のキューリー点を有する整磁合金で形成されている。

誘導加熱部２４の線状部材２５は、加熱部材としての支持ローラ２３及び定着ベルト２２の加熱層の表裏面にそれぞれ対向するように配設されている。換言すると、定着ベルト２２及び支持ローラ２３の一部が、ループ状の線状部材２５のループ内に挟入されている。線状部材２５の幅方向の一端は内周面側と外周面側とを結ぶ折返し部になっていて、他端には高周波電源部が接続されている。そして、高周波電源部から、１ｋ〜１ＭＨｚの交番電流が線状部材２５に印加される。

加圧ローラ３０は、アルミニウム、銅等からなる円筒部材上にフッ素ゴム、シリコーンゴム等の弾性層が形成されたものである。加圧ローラ３０は、定着ベルト２２を介して定着補助ローラ２１に圧接している。そして、定着ベルト２２と加圧ローラ３０との当接部（定着ニップ部である。）に、記録媒体Ｐが搬送される。

定着ベルト２２と加圧ローラ３０との当接部の入口側には、記録媒体Ｐの搬送を案内するガイド板３５が配設されている。
定着ベルト２２と加圧ローラ３０との当接部の出口側には、記録媒体Ｐの搬送を案内するとともに記録媒体Ｐが定着ベルト２２から分離するのを促進する分離板３６が配設されている。

このように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
定着補助ローラ２１の回転駆動によって、定着ベルト２２は図７中の矢印方向に周回するとともに、支持ローラ２３も反時計方向に回転して、加圧ローラ３０も矢印方向に回転する。定着ベルト２２は、線状部材２５との対向位置（支持ローラ２３の位置である。）で加熱される。

詳しくは、高周波電源部から線状部材２５に高周波交番電流を流すことで、線状部材２５のループ内に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、支持ローラ２３及び定着ベルト２２の加熱層の温度がキューリー点以下である場合に、支持ローラ２３表面と定着ベルト２２の加熱層とに渦電流が生じて、支持ローラ２３及び加熱層の電気抵抗によってジュール熱が発生して、支持ローラ２３及び加熱層が加熱される。こうして、定着ベルト２２は、発熱した支持ローラ２３から受ける熱と、自身の加熱層の発熱と、によって加熱される。

その後、線状部材２５によって加熱された定着ベルト２２表面は、加圧ローラ３０との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔを加熱して溶融する。
詳しくは、トナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐが、ガイド板３５に案内されながら定着ベルト２２と加圧ローラ３０との間に送入される（矢印Ｙの搬送方向の移動である。）。そして、定着ベルト２２から受ける熱と加圧ローラ３０から受ける圧力とによってトナー像Ｔが記録媒体Ｐに定着されて、記録媒体Ｐは定着ベルト２２と加圧ローラ３０との間から送出される。

加圧ローラ３０の位置を通過した定着ベルト２２表面は、その後に再び線状部材２５との対向位置に達する。このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。
このような定着工程において、支持ローラ２３及び定着ベルト２２の加熱層の温度がキューリー点を超えた場合には、支持ローラ２３及び加熱層の過熱が制限されることになる。

以上説明したように、本実施の形態４では、定着ベルト２２及び支持ローラ２３の表裏面にそれぞれ対向する磁束発生部材としての線状部材２５を配設している。この線状部材２５は単線構造であるために、単線を複数回巻線したものとは異なり、構造が簡易で低廉かつ小型である。これによって、比較的低廉で小型化された、加熱効率の高い定着装置２０を提供することができる。

なお、本実施の形態４では、加熱層を有する定着ベルト２２と、加熱層を有する支持ローラ２３と、を加熱部材として用いた。これに対して、定着ベルト２２及び支持ローラ２３のうちいずれか一方のみを加熱部材として用いることもできる。その場合も、加熱部材の表裏面にそれぞれ対向する線状部材２５を設けることで、本実施の形態４と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、上記各実施の形態の中で示唆した以外にも、上記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。 図１の画像形成装置における定着装置を示す断面図である。 図２の定着装置を示す斜視図である。 図２の定着装置の幅方向を示す断面図である。 この発明の実施の形態２における定着装置を示す断面図である。 この発明の実施の形態３における定着装置を示す断面図である。 この発明の実施の形態４における定着装置を示す断面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置本体（装置本体）、 ３ 露光部、
４ プロセスカートリッジ（作像部）、 ７ 転写部、 １８ 感光体ドラム、
２０ 定着装置、 ２１ 定着補助ローラ、
２２ 定着ベルト（加熱部材、定着部材）、 ２３ 支持ローラ（加熱部材）、
２４、２４Ａ、２４Ｂ 誘導加熱部、
２５ 線状部材（磁束発生部材）、 ２６ 電気絶縁層、
２７ フェライトコア、 ２８ フェライト（強磁性体）、
３０ 加圧ローラ、 ３０ａ 芯金、 ３０ｂ 弾性層、
３１ 定着ローラ（加熱部材、定着部材）、
３７ 離型剤塗布ローラ、 ３９ 剥離爪、 ４０ 高周波電源部。

Claims (23)

1. トナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、
   通電によって磁束を発生させる磁束発生部材と、
   前記磁束によって加熱される加熱部材と、を備え、
   前記磁束発生部材は、前記加熱部材の表裏面にそれぞれ対向するように配設された線状部材であることを特徴とする定着装置。
2. 前記加熱部材は、磁性金属材料からなることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記磁性金属材料は、所定のキューリー点を有する整磁合金であることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記磁束発生部材を複数備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記複数の磁束発生部材は、それぞれ、ＡＣ電源又はＤＣ電源によって独立して通電制御されることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記線状部材は、単線構造からなることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の定着装置。
7. 前記線状部材は、互いに絶縁された複数の単線を束ねたリッツ線構造からなることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記線状部材は、銅からなることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の定着装置。
9. 前記磁束発生部材は、その周囲に電気絶縁層を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の定着装置。
10. 前記磁束発生部材は、その断面積が１〜２８ｍｍ²の範囲になるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の定着装置。
11. 前記磁束発生部材の外周の一部を覆うフェライトコアを備えたことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の定着装置。
12. 前記加熱部材と前記磁束発生部材との間隙であって幅方向の加熱有効範囲の外側に強磁性体を設置したことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の定着装置。
13. 前記加熱部材と前記磁束発生部材との間隙を０．５〜５ｍｍの範囲にしたことを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の定着装置。
14. 前記磁束発生部材に交番電流を印加することを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の定着装置。
15. 前記加熱部材は、その厚さが０．１〜０．５ｍｍの範囲に形成された薄肉部材であることを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の定着装置。
16. 前記加熱部材は、トナー像を溶融する定着部材であることを特徴とする請求項１〜請求項１５のいずれかに記載の定着装置。
17. 前記定着部材は、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接する定着ローラであって、
    前記磁束発生部材は、前記定着ローラの外周面及び内周面に対向するように配設されたことを特徴とする請求項１６に記載の定着装置。
18. 前記定着部材は、周状に張架された定着ベルトであって、
    前記磁束発生部材は、前記定着ベルトの外周面及び内周面に対向するように配設されたことを特徴とする請求項１６に記載の定着装置。
19. 前記定着ベルトは、支持ローラと定着補助ローラとに張架され、
    前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたことを特徴とする請求項１８に記載の定着装置。
20. 前記磁束発生部材は、前記支持ローラを介して前記定着ベルトの内周面に対向するように配設されたことを特徴とする請求項１９に記載の定着装置。
21. 前記加熱部材は、トナー像を溶融する定着部材を加熱することを特徴とする請求項１〜請求項２０のいずれかに記載の定着装置。
22. 前記定着部材は、定着ベルトであって、
    前記加熱部材は、定着補助ローラとともに前記定着ベルトを張架する支持ローラであって、
    前記磁束発生部材は、前記定着ベルトの外周面に対向するとともに、前記支持ローラを介して前記定着ベルトの内周面に対向するように配設され、
    前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたことを特徴とする請求項２１に記載の定着装置。
23. 請求項１〜請求項２２のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
    

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