JP2008203311A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着回転体の発熱に伴うコイル支持部材の変形を抑制してコイル各部と定着回転体間の距離を所定距離に変動少なく維持し、それによりトナー像定着にとって好ましくない温度勾配が定着回転体に発生することを抑制し、品質良好なトナー像定着画像を得る。
【解決手段】定着回転体６１と、これに圧接される加圧回転体６２と、定着回転体６１の電磁誘導発熱層６１３を発熱させる磁束発生装置６０とを備え、磁束発生装置６０は励磁コイル６４を支持して定着回転体６１に臨むコイル支持部材６３を含んでおり、コイル支持部材６３の定着回転体６１に臨む正面部６３１には、コイル支持部材６３の正面部６３１の温度と背面部６３２の温度とを均一化するための放熱用熱伝導部材６７が設けられている定着装置６。定着装置６を採用した画像形成装置Ａ。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、記録紙等の記録媒体上に形成された未定着トナー像を加熱溶融して該記録媒体に定着させる定着装置に関し、特に、熱源として誘導加熱方式の熱源を利用した定着装置に関する。本発明は該定着装置を備えた画像形成装置にも関係している。

電子写真方式等の画像形成装置において採用される定着装置は、通常、回転可能の定着ローラ等の定着回転体と、該定着回転体に圧接される回転可能の加圧ローラ等の加圧回転体と、該定着回転体を加熱する熱源とを備えており、該熱源で定着回転体を加熱し、該定着回転体及び加圧回転体間のニップ部に、トナー像を保持した記録媒体を通過させることで、該トナー像を記録媒体に加圧下に溶融定着させる。

かかる熱源としては、定着回転体の内部或いは外周面等に設けられた発熱体（ヒータ等）が採用されてきたが、今日の省エネルギーの要請から、高い熱変換効率が達成される電磁誘導加熱方式の熱源が注目されている。例えば、特許第２６１６４３３号公報には、支持体上に渦巻きパターンに形成したコイルに通電して磁束を発生させ、該発生磁束で金属製の、定着ローラとして使用するヒートローラを電磁誘導発熱させる定着装置が記載されている。

最近では、旧来のハロゲンランプヒータを用いた熱回転体方式の定着装置と同等或いはそれ以上の熱変換効率が得られ、トナー像定着のための定着温度への立ち上がりが迅速で、定着装置のコンパクト化が可能な定着装置として、コイルへの通電により発生する磁束をフェライトコアなどのコア材で、定着回転体に設けた電磁誘導発熱層に導く構成の定着装置も提案されている。

その一つに、電磁誘導発熱層を有する回転可能の定着回転体と、該定着回転体に圧接される回転可能の加圧回転体と、該定着回転体の電磁誘導発熱層を電磁誘導発熱させるための磁束を発生させる磁束発生装置とを備え、該磁束発生装置は励磁コイルを支持して前記定着回転体に臨むコイル支持部材を含んでおり、該磁束発生装置の発生磁束によって定着回転体の電磁誘導発熱層を発熱させることで定着回転体を加熱する定着装置がある。

このタイプの定着装置は例えば特開２００５−３５１９２９号公報や特開２００５−３５１９３１号公報に記載されている。

このタイプの定着装置においては、熱変換効率を最大化するためにコイル支持部材上の励磁コイルと定着回転体間の距離をできるだけ小さく保つことが重要であり、そのためにコイルを支持しているコイル支持部材各部と定着回転体間の距離を所定の距離に精度よく維持する必要がある。

特許第２６１６４３３号公報 特開２００５−３５１９２９号公報 特開２００５−３５１９３１号公報

しかしながら、電磁誘導発熱層を有する回転可能の定着回転体と、該定着回転体に圧接される回転可能の加圧回転体と、該定着回転体の電磁誘導発熱層を電磁誘導発熱させるための磁束を発生させる磁束発生装置とを備え、該磁束発生装置は励磁コイルを支持して前記定着回転体に臨むコイル支持部材を含んでおり、該磁束発生装置の発生磁束によって定着回転体の電磁誘導発熱層を発熱させることで定着回転体を加熱する定着装置では次の問題がある。

すなわち、定着装置使用時には、定着回転体の電磁誘導発熱層が発熱するため、その熱が該定着回転体に臨んでいるコイル支持部材に伝わり、コイル支持部材の該定着回転体に臨む正面部が背面部より昇温し、それによりコイル支持部材の正面部と背面部との間に大きい温度差が生じ、それにより該正面部と背面部との間で熱膨張に差が生じてコイル支持部材が反り変形する。その結果、該コイル支持部材に支持されたコイル各部においてコイルと定着回転体との距離が所定のものから変動し、そのため定着回転体において温度勾配が発生して該定着回転体によるトナー像の定着性能が悪化するという恐れがある。

定着装置稼働時に過熱防止のために励磁コイル及びこれを支持するコイル支持部材が存在する領域をファンで強制冷却する場合でも、加熱された定着回転体により近い位置にあるコイル支持部材の正面部側の温度は背面部側温度より高温になる。従ってそのようなファンを採用しても、正面部と背面部との間で熱膨張に差が生じてコイル支持部材が反り変形する恐れがある。

そこで、コイル支持部材に補強手段（例えば補強リブ）を設けることが考えられるが、補強手段がコイル支持部材の反り変形を有効に防止し得る領域にはコイルを設けることができなくなってしまので、実際には補強リブのような補強手段を設けて反り変形を防止することは困難である。

そこで本発明は、電磁誘導発熱層を有する回転可能の定着回転体と、該定着回転体に圧接される回転可能の加圧回転体と、該定着回転体の電磁誘導発熱層を発熱させる磁束発生装置とを備え、該磁束発生装置は励磁コイルを支持して前記定着回転体に臨むコイル支持部材を含んでおり、該磁束発生装置により該定着回転体の電磁誘導発熱層を発熱させ、該定着回転体及び該加圧回転体間のニップ部にトナー像を保持する記録媒体を通過させることで該トナー像を該記録媒体に定着させる定着装置であって、定着回転体の発熱に伴うコイル支持部材の変形を抑制して該コイル支持部材に支持されたコイル各部と定着回転体間の距離を所定の距離に変動少なく維持でき、それによりトナー像定着にとって好ましくない温度勾配が定着回転体に発生することを抑制でき、それだけ品質良好なトナー像定着画像を得ることができる定着装置を提供することを第１の課題とする。

また本発明は、像担持体上に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像とし、該トナー像を記録媒体に定着装置で定着させる画像形成装置であって、該定着装置において品質良好なトナー像定着画像を得ることができ、それだけ良好な画像を形成することができる画像形成装置を提供することを第２の課題とする。

前記第１の課題を解決するため本発明は、
電磁誘導発熱層を有する回転可能の定着回転体と、該定着回転体に圧接される回転可能の加圧回転体と、該定着回転体の電磁誘導発熱層を発熱させる磁束発生装置とを備え、該磁束発生装置は励磁コイルを支持して前記定着回転体に臨むコイル支持部材を含んでおり、該磁束発生装置により該定着回転体の電磁誘導発熱層を発熱させ、該定着回転体及び該加圧回転体間のニップ部にトナー像を保持する記録媒体を通過させることで該トナー像を該記録媒体に定着させる定着装置であり、
前記コイル支持部材の前記定着回転体に臨む正面部に、該コイル支持部材の正面部の温度と背面部の温度とを均一化するための、放熱部材に熱伝導可能に接続された放熱用熱伝導部材が設けられている定着装置を提供する。

前記第２の課題を解決するため本発明は、
像担持体上に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像とし、該トナー像を記録媒体に定着装置で定着させる画像形成装置であって、該定着装置として上記本発明に係る定着装置を採用した画像形成装置を提供する。

本発明に係る定着装置及び本発明に係る画像形成装置における定着装置によると、磁束発生装置における励磁コイルを支持しているコイル支持部材は、定着回転体に対向している正面部に該コイル支持部材の正面部の温度と背面部の温度とを均一化するための、放熱部材に熱伝導可能に接続された放熱用熱伝導部材を備えている。

従って、定着装置使用において定着回転体の電磁誘導発熱層の発熱によりコイル支持部材の正面部側が背面部側より高温に加熱されようとしても、定着回転体からコイル支持フレーム正面部へ流れ込む熱は該正面部に設けられた放熱用熱伝導部材を介して放熱部材から外部へ放出させることができ、それによりコイル支持部材の正面部の温度と背面部の温度とを均一化して正面部と背面部の熱膨張割合を均一化し、該コイル支持部材の熱変形を抑制することができ、かくしてコイル支持部材に支持されたコイル各部と定着回転体間の距離を所定の距離に変動少なく維持でき、それによりトナー像定着にとって好ましくない温度勾配が定着回転体に発生することを抑制でき、それだけ品質良好なトナー像定着画像を得ることができる。

本発明に係る画像形成装置においては、定着装置として本発明に係る定着装置を採用しているので、それだけ該定着装置において品質良好なトナー像定着画像を得ることができ、ひいてはそれだけ良好な画像を形成することができる。

前記放熱用熱伝導部材としては、例えば２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の熱伝導率を示す高熱伝導率の材料からなる部材を挙げることができる。放熱用熱伝導部材は単一の材料からなっていても複数種類の材料からなっていてもよい。いずれにしても放熱用熱伝導部材は非磁性材料から形成されていることが望ましい。このような放熱用熱伝導部材として熱伝導率が略２４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であるアルミニウム材料からなるものを例示できる。

このような高熱伝導率を有する放熱用熱伝導部材の形態及び放熱部材それぞれの形態は放熱を円滑に行えるものであればよく、板状部材、帯状部材、棒状部材等各種形態のものを採用できる。

放熱用熱伝導部材の他の例としてヒートパイプ機能を有する部材を挙げることもできる。このヒートパイプ機能を有する放熱用熱伝導部材の例として、作動媒体流路を有し、該作動媒体流路に例えばヒートパイプに採用されている水、アルコール等の作動媒体を封入したものを挙げることができる。

このヒートパイプ機能を有する放熱用熱伝導部材についても、その形態は放熱を円滑に行えるものであればよく、板状部材、帯状部材、棒状部材等各種形態のものを採用できる。

いずれにしても、放熱用熱伝導部材が直接或いは適当な接続部材を介して接続される放熱部材としては、例えば放熱フィン付きの放熱部材を挙げることができるが、前記磁束発生装置が磁束発生装置支持フレームに支持されている場合、放熱用熱伝導部材を該支持フレームに直接又は接続部材を介して熱伝導可能に接続し、該支持フレームに記放熱用熱伝導部材からの熱を外部へ放出する放熱部材を兼ねさせてもよい。

本発明に係る画像形成装置はモノクロ画像を形成するものでも、カラー画像を形成するものでもよい。

モノクロ画像形成装置の場合は、静電潜像担持体上に形成されたトナー像は、直接、或いは中間転写体を介して記録媒体に転写され、定着装置により定着される。
カラー画像形成装置では、一般的には、静電潜像担持体に形成されたトナー像は、一旦中間転写体に転写され、中間転写体から記録媒体に転写され、定着装置で定着される。
いずれにしても、静電潜像担持体に形成されたトナー像は記録媒体に転写され、定着装置により定着される。

以上説明したように本発明によると、電磁誘導発熱層を有する回転可能の定着回転体と、該定着回転体に圧接される回転可能の加圧回転体と、該定着回転体の電磁誘導発熱層を発熱させる磁束発生装置とを備え、該磁束発生装置は励磁コイルを支持して前記定着回転体に臨むコイル支持部材を含んでおり、該磁束発生装置により該定着回転体の電磁誘導発熱層を発熱させ、該定着回転体及び該加圧回転体間のニップ部にトナー像を保持する記録媒体を通過させることで該トナー像を該記録媒体に定着させる定着装置であって、定着回転体の発熱に伴うコイル支持部材の変形を抑制して該コイル支持部材に支持されたコイル各部と定着回転体間の距離を所定の距離に変動少なく維持でき、それによりトナー像定着にとって好ましくない温度勾配が定着回転体に発生することを抑制でき、それだけ品質良好なトナー像定着画像を得ることができる定着装置を提供することができる。

また本発明は、像担持体上に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像とし、該トナー像を記録媒体に定着装置で定着させる画像形成装置であって、該定着装置において品質良好なトナー像定着画像を得ることができ、それだけ良好な画像を形成することができる画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
〔１〕画像形成装置（図１参照）
図１は本発明に係る定着装置の１例を備えた画像形成装置例を示している。図１の画像形成装置はカラー画像を形成できるタンデム型カラープリンタＡである。
カラープリンタＡは、駆動ローラ３１とこれに対向するローラ３２に巻き掛けられた無端中間転写ベルト４を有している。転写ベルト４は、図示省略のベルト駆動部により駆動される駆動ローラ３１により図中反時計方向（図中矢印方向）に回転させることができる。

対向ローラ３２上の転写ベルト部分には転写ベルト４上の２次転写残トナー等を清掃するクリーナ４０が臨んでいる。駆動ローラ３１上の転写ベルト部分には、２次転写ローラ５が臨んでいる。

２次転写ローラ５の表層部は弾性材料で形成されており、図示省略の押圧手段にて中間転写ベルト４に押圧され、中間転写ベルト４との間にニップ部を形成し、中間転写ベルト４の回転に従動して、或いは、後述するように該ニップ部に送り込まれる記録媒体Ｐの移動に従動して回転する。２次転写ローラ５には、図示省略の２次転写バイアス電源装置から２次転写バイアスを印加することができる。

２次転写ローラ５の下方には、タイミングローラ７が配置されており、さらにその下方に、記録媒体を収容した記録媒体収容カセット８が配置されている。
転写ローラ５の上方には定着装置６が配置されている。定着装置６は本発明に係る定着装置の１例である。定着装置６については後ほど詳述する。

記録媒体収容カセット８に収容された記録媒体Ｐは、媒体供給ローラ８１にて１枚ずつ引き出してタイミングローラ７へ供給することができる。
記録媒体Ｐとしては、記録紙、オーバーヘッドプロジエクタ用シート等を例示できる。

中間転写ベルト４を巻き掛けたローラ３１、３２の間には、転写ベルト４に沿って、ローラ３２から３１に向けて、イエロー画像形成部Ｙ、マゼンタ画像形成部Ｍ、シアン画像形成部Ｃ及びブラック画像形成部Ｋがこの順序で配置されている。

Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各画像形成部は、静電潜像担持体としてドラム型の感光体１１を備えており、該感光体の周囲に帯電装置１２、画像露光装置１３、現像装置１４、１次転写ローラ２、感光体上の１次転写残トナーを除去清掃するクリーニング装置１５等がこの順序で配置されている。

各画像形成部における感光体１１、帯電装置１２、現像装置１４及びクリーニング装置１５はカートリッジケースに設けられており、該カートリッジケースとともにプロセスカートリッジを形成している。すなわち、イエロー画像形成部Ｙを形成するためのイエロープロセスカートリッジＹＣ、マゼンタ画像形成部Ｍを形成するためのマゼンタプロセスカートリッジＭＣ、シアン画像形成部Ｃを形成するためのシアンプロセスカートリッジＣＣ、ブラック画像形成部Ｋを形成するためのブラックプロセスカートリッジＫＣである。
各プロセスカートリッジはプリンタ本体に対し着脱可能である。

１次転写ローラ２は転写ベルト４を間にして感光体１１に対向しており、ベルトの走行に従動回転する。１次転写ローラ２には、感光体１１上に形成されるトナー像をベルト４へ１次転写するための１次転写バイアスを図示省略の１次転写バイアス電源装置から印加できる。
露光装置１３は、図示省略のパーソナルコンピュータ等から提供される画像情報に応じて、レーザービームを用いて感光体１１に画像露光を施す。

各画像形成部における感光体１１は、ここでは負帯電性の感光体であり、図示省略の感光体駆動モータにて図中時計方向回りに回転駆動できる。
各画像形成部における帯電装置１２には、図示省略の帯電用電源装置から所定のタイミングで帯電電圧を印加できる。

各画像形成部における現像装置１４は、本例では、負帯電性トナーを採用するもので、感光体１１上に形成される静電潜像を、図示省略の現像バイアス印加電源装置から現像バイアス電圧が印加される現像ローラ１４１で反転現像することができる。

ブラック画像形成部Ｋとベルト４の駆動ローラ３１との間には、レジストセンサを兼ねるＡＩＤＣ（画像濃度）センサ１００が配置されている。このセンサ１００による情報は図示省略の制御部に入力され、該制御部はその入力情報に応じて、中間転写ベルト４上に形成される各色のパターンの間隔を求め、その間隔を予め定められた基準値と比較することで、各色の画像の書き出し開始タイミングを調整する。

プリンタＡによると、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成部のうち１又は２以上を用いて画像を形成することができる。
画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、先ず、イエロー画像形成部Ｙにおいてイエロートナー像を形成し、これを転写ベルト４に１次転写する。

すなわち、イエロー画像形成部Ｙにおいて、感光体１１が図中時計方向に回転駆動され、帯電装置１２にて表面が一様に所定電位に帯電せしめられた感光体１１の該帯電域に画像露光装置１３からイエロー画像用の画像露光が施され、感光体１１上にイエロー用静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像装置１４の現像バイアスが印加された現像ローラ１４１にて現像されて可視イエロートナー像となり、該トナー像が１次転写ローラ２にて転写ベルト４上に１次転写される。このとき、１次転写ローラ２には図示省略の電源装置から１次転写バイアス電圧が印加される。

同様にして、マゼンタ画像形成部Ｍにおいてマゼンタトナー像が形成されて転写ベルト４に転写され、シアン画像形成部Ｃにおいてシアントナー像が形成されて転写ベルト４に転写され、ブラック画像形成部Ｋにおいてブラックトナー像が形成されて転写ベルト４に転写される。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト４上に重ねて転写されるタイミングで形成される。転写ベルト４上に形成された多重トナー像は転写ベルト４の回動により２次転写ローラ５へ向け移動する。

一方、記録媒体Ｐが記録媒体収容カセット８から媒体供給ローラ８１にて引き出され、タイミングローラ７へ供給され、待機している。

タイミングローラ７のところで待機する記録媒体Ｐは、中間転写ベルト４にて送られてくる多重トナー像に合わせて転写ベルト４と２次転写ローラ５とのニップ部へ供給されるようにタイミングローラ７が記録媒体Ｐを搬送開始することで該ニップ部へ送り込まれ、図示省略の電源装置から２次転写バイアスが印加された２次転写ローラ５にて該多重トナー像が記録媒体Ｐ上に２次転写される。

その後記録媒体Ｐは定着装置６に通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体Ｐに定着される。記録媒体Ｐはひき続き、排出ローラ９１にて排出トレイ９へ排出される。中間転写ベルト４上に残留する転写残トナー等はクリーナ４０により除去清掃され、各画像形成部において感光体１１上に残留する転写残トナー等はクリーニング装置１５により除去清掃される。

〔２〕定着装置６（図２等参照）
（２−１）定着装置６の全体構成及び動作
図２は定着装置６の断面図である。
定着装置６は、定着ローラ６１、定着ローラ６１に圧接された加圧ローラ６２及び定着ローラ６１に臨む磁束発生装置６０並びに磁束発生装置６０を支持する支持フレーム６００を含んでいる。

定着ローラ６１と加圧ローラ６２は並行に配列され、該各ローラは両端で図示省略の軸受部材にて回転可能に支持されている。加圧ローラ６２は、図示省略の押圧バネを含む押圧装置で所定圧力下に定着ローラ６１に圧接され、定着ローラ６１と共に圧接ニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成している。記録媒体Ｐの搬送方向においてニップ部Ｎの出口側には記録媒体Ｐを定着ローラ６１から分離するための分離爪６８が配置されており、入口側には定着ローラ表面温度を検出する温度センサＳＥが配置されている。

加圧ローラ６２は図示省略の駆動機構により図２において矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。定着ローラ６１は圧接ニップ部Ｎでの加圧ローラ６２との圧接摩擦力により、或いはニップ部Ｎにて挟持搬送される記録媒体Ｐとの圧接摩擦力等により加圧ローラ６２の回転に従動回転する。なお、定着ローラ６１を駆動して加圧ローラ６２を従動回転させてもよい。

定着ローラ６１の加熱は、定着ローラ６１に設けられた電磁誘導発熱層６１３を磁束発生装置６０にて発生させる磁束で発熱させる電磁誘導加熱方式で行われる。この加熱方式によると、定着ローラ６１における低熱容量の発熱層６１３を高効率で発熱させることができ、定着装置６の起動時に定着ローラ表面の温度をトナー像定着に適する温度まで上昇させるのに要する時間を短くすることができる。

磁束発生装置６０の発生磁束の作用により定着ローラ６１の誘導発熱層６１３が電磁誘導発熱して定着ローラ６１の表面がトナー像定着温度へ向け加熱される。

トナー像定着処理においては、このように定着ローラ６１の少なくとも記録媒体通過領域の表面温度がトナー像定着に適する温度に制御された状態において、前記２次転写ローラ５と転写ベルト４のニップ部から出てきた未定着トナー像Ｐｔを保持した記録媒体Ｐが定着ローラ６１と加圧ローラ６２とのニップ部Ｎに送り込まれる。このとき、記録媒体Ｐの未定着トナー像担持面が定着ローラ６１に対面する。

定着ローラ６１と加圧ローラ６２との圧接ニップ部Ｎに供給された記録媒体Ｐは圧接ニップ部Ｎに挟持搬送され、定着ローラ６１で加熱されて、未定着トナー像Ｐｔが記録媒体Ｐに加圧下に溶融定着される。圧接ニップ部Ｎを通ってきた記録媒体Ｐはそのままで、或いは分離爪６８により定着ローラ６２から分離され、排出ローラ９１にて排出トレイ９へ排出される。

（２−２）定着ローラ６１について（図２参照）
定着ローラ６１は、内側から外側に順に、支持層６１１、断熱層６１２、電磁誘導発熱層６１３及び離型層６１５の少なくとも４層で構成さていればよいが、本例では、カラー画像定着をより良好に行えるように、弾性層６１４が発熱層６１３と離型層６１５との間に設けられている。

定着ローラ６１の外側に配置されてローラ６１に臨む磁束発生装置６０は発生磁束を電磁誘導発熱層６１３に作用させ、渦電流を発生させる。電磁誘導発熱層６１３は薄い層であり、熱容量が小さくて断熱層６１２により断熱保持されるために定着ローラ表層側にある弾性層６１４、さらには離型層６１５を迅速に加熱することができ、定着ローラ６１の表面温度をトナー像定着に必要な温度に迅速に到達させることができるとともに、記録媒体に熱が奪われても必要な熱を供給しやすい。

支持層（芯金）６１１は、ここではアルミニウム製のものであるがこれに限定されない。いずれにしても、支持層６１１が発熱するのを防ぐために、電磁誘導加熱の影響が少ない非磁性材料を用いることが望ましい。

断熱層６１２は電磁誘導発熱層６１３を断熱保持するためのものである。
本例での電磁誘導発熱層６１３は、無端状のニッケル電鋳ベルト層であるがこれに限定されるものではない。

弾性層６１４は、記録媒体と定着ローラ６１の表面との密着性を高める役目をするものである。
最外層の離型層６１５は定着ローラ表面の離型性を高めるためのもので、定着温度での使用に耐えることができ、さらにトナー離型性を有するものであればよい。

（２−３）加圧ローラ６２について（図２参照）
加圧ローラ６２は芯金６２１の外周に断熱層６２２を設け、さらに定着ローラ６１と同様に表面の離型性を高めるために、該層６２２の外周面に離型層６２３を設けたローラである。

なお、加圧ローラ６２の芯金６２１は、強度が確保できれば、種々材料から形成できるが、芯金６２１が発熱することを防ぐために電磁誘導加熱の影響が少ない非磁性材料を用いるのが望ましい。

なお、ローラなどの材質や構成は本例に限定されない。画像形成装置や定着装置等に応じて適宜変更しても構わない。

（２−４）磁束発生装置６０について（図２〜図４参照）
図２は定着装置６の要部の断面図である。図３は定着装置６を図２において左側から、且つ、磁束発生装置支持フレーム６００及びコア保持フレーム６６を取り外して見た図である。図４は定着装置６を図２において右側から、且つ、定着ロール６１及び加圧ローラ６２を除いて見た図である。

図２〜図４に示すように磁束発生装置６０は定着ローラ６１に対向させて定着ローラ６１の長手方向に沿わせて配置してある。
磁束発生装置６０は、図２に示すようにコイル支持部材の１例であるコイル支持フレーム６３と、これに支持された励磁コイル６４と、磁性体コア６５とを含んでいる。コイル支持フレーム６３は、それには限定されないが、例えば液晶ポリマー或いは液晶ポリエステルと呼ばれている材料で形成でき、本例では溶融液晶性芳香性ポリエステルで形成されている。フレーム６３のの正面部６３１が定着ローラ６１に対向している。

該正面部６３１は、該正面部における各部が定着ローラ６１の表周面から所定の等距離に位置するように凹湾曲形状に形成されている。正面部６３１とは反対側の背面部６３２も正面部に倣って湾曲形成さており、該背面部上にコイル６４が巻き設けられ、支持されている。

励磁コイル６４は図３に示すように、定着ローラ６１の長手方向に沿わせて導線を巻いたような構造であり、励磁コイル６４の外面を覆うように磁性体コア６５が設けられている。

磁性体コア６５は、励磁コイル６４に背後から臨んでいる。磁性体コア６５は横断面が台形状の主たる部分６５１とその上下両側の部分６５２とからなっている。主たる部分６５１はこれに背後から臨むコア保持フレーム６６に保持されており、上下部分６５２はコイル支持フレーム６３の上下端部に保持されている。
この磁束発生装置６０はコア保持フレーム６６の背後から被せ付けられた磁束発生装置支持フレーム６００に支持されている。

磁性体コア６５の主部分６５１及び上下の部分６５２はいずれも、本例ではフェライトで形成されている。磁性体コア６５の主部分６５１は図３から分かるように、長手方向（定着ローラ６１の回転中心軸線方向）に間欠的に透孔６５ａが形成されており、梯子状の形態を示している。

コア保持フレーム６６は、それには限定されないが、例えば液晶ポリマー或いは液晶ポリエステルと呼ばれている材料で形成でき、本例では溶融液晶性芳香性ポリエステルで形成されている。
フレーム６００は本例ではアルミニウムで形成されている。

ここで重要なことは、コイル支持フレーム６３の定着ローラ６１に対向する正面部６３１には高熱伝導性の放熱用熱伝導部材６７が設けられている点である。
放熱用熱伝導部材６７はヒートパイプ機能を有する部材である。ヒートパイプ機能を有する部材６７は、それとは限定されないが、ここでは銅製の板状部材６７１の内部に設けた作動媒体流路（図示省略）に作動媒体として水を封入したものである。部材６７（板状部材６７１）はコイル支持フレーム６３の定着ローラ６１に対向する正面部６３１に沿って、且つ、該正面部６３１に接触する状態で固定されている。

放熱用熱伝導部材６７のコイル支持フレーム６３への固定は、例えば板状部材６７１を耐熱温度２５０℃〜３５０℃程度の耐熱性接着材でコイル支持フレーム６３の正面部６３１に貼着することで行える。ここでは、板状部材６７１を耐熱性エポキシ樹脂接着材にてコイル支持フレーム６３の正面部６３１に貼着固定してある。

ヒートパイプ機能を有する放熱用熱伝導部材６７は、その板状部材６７１の長手方向の片側端部が該板状部材に連設された接続部材６７３により磁束発生装置支持フレーム６００に熱伝導可能に接続されている。それとは限定されないが、ここでは接続部材６７３は銅製接続部材であり、それは、板状部材６７１の長手方向の全長の略１０％以内の幅で板状部材６７１の長手方向片側端部に接続されている。

磁束発生装置６０によると、励磁コイル６４は図示省略の高周波インバータによる励磁コイル駆動回路に接続されて１０〔ｋＨｚ〕〜１００〔ｋＨｚ〕、１００〔Ｗ〕〜２０００〔Ｗ〕の高周波電力が供給される。

交流電流によって誘導される磁束は、図２に点線で示すように磁性体コア６５（主部分６５１、上下部分６５２）の内部を外部に漏れることなく通り、主部分６５１の中央部で磁性体コア外部に漏れ、定着ローラ６１の電磁誘導発熱層６１３を貫き、これにより電磁誘導発熱層６１３に渦電流が流れて発熱層自体がジュール発熱する。この電磁誘導発熱層６１３の発熱で定着ローラ６１が加熱される。

定着ローラ６１の表面温度は温度センサＳＥで検出され、該センサによる検出温度に基づいて、図示省略の温調制御部が高周波インバータによる励磁コイル駆動回路を制御して励磁コイル６４への電力供給を増減させる。それにより定着ローラ６１の表面温度がトナー像定着に適する定着温度になるように制御される。

そして、加圧ローラ６２が回転駆動され、これに伴い定着ローラ６１も従動回転し、磁束発生装置６０の発生磁束の作用により定着ローラ６１の電磁誘導発熱性層６１３が電磁誘導発熱して定着ローラ６１の表面温度が前記定着温度になるように制御されている状態で、定着ローラ６１と加圧ローラ６２との圧接ニップ部Ｎへタイミングローラ７から搬送されて２次転写領域で２次転写ローラ５によりベルト４上のトナー像が転写されることで未定着トナー像を担持した記録媒体Ｐが送り込まれる。

ニップ部Ｎへ突入した記録媒体Ｐは、未定着トナー像保持面側が定着ローラ６１に対面しつつローラ６１、６２間の圧接ニップ部Ｎを挟持搬送され、かくしてトナー像が定着ローラ６１で加熱されて、記録媒体Ｐに溶融定着される。

圧接ニップ部Ｎを通った記録媒体Ｐは定着ローラ６１から分離して排出搬送されていく。このとき、記録媒体Ｐが圧接ニップ部通過後に定着ローラ６１面に貼りついてしまった場合、定着ローラ６１の表面に当接配置されている分離爪６８が該記録媒体Ｐをローラ６１から強制的に分離させてジャムを防止する。

この定着装置６では、定着ローラ６の電磁誘導発熱層６１３の発熱により定着ローラ表面温度が上昇し、その熱が磁束発生装置６０のコイル支持フレーム６３の定着ローラ６１る対向する正面部６３１へ伝わろうとする。ここでもし放熱用熱伝導部材６７がフレーム正面部６３１に設けられていないとすると、該コイル支持フレーム６３の正面部６３１は背面部６３２より高温に加熱され、正面部６３１と背面部６３２との間に大きい温度差が生じ、それにより該正面部と背面部との間で熱膨張に差が生じてコイル支持フレーム６３に反り変形が生じる。そうすると、コイル支持フレーム６１に支持された励磁コイル６４の各部において該コイルと定着ローラ６１との距離が所定のものから変動し、そのため定着ローラ６１においてトナー像定着にとって好ましくない温度勾配（温度不均一）が発生して該定着ローラによるトナー像の定着性能が悪化する。

しかし定着装置６では、磁束発生装置６０のコイル支持フレーム６３の正面部６３１にヒートパイプ機能を有する放熱用熱伝導部材６７が設けられているので、定着ローラ６１から流れ込む熱はこの部材６７から接続部材６７３を介して磁束発生装置支持フレーム６００に伝達され、該フレーム６００から外部へ放出される。

このときヒートパイプ機能を有する放熱用熱伝導部材６７では、作動媒体が、板状部材６７１内部に形成された作動媒体流路（図示省略）を、図４に矢印α、βで示す流れ６７２で循環する。すなわち、定着ローラ６１からの熱が板状部材６７１に伝わり、それにより内蔵された作動媒体が熱せられて温度上昇し、沸騰を経て気化する。この気化に際して熱が潜熱として変換され、周辺領域の熱が高効率で取り込まれる。作動媒体の蒸気は接続部材６７３が設けられた端部領域６７ａで熱交換により凝縮して液化し、この凝縮の際に潜熱を放出する。作動媒体の蒸気から放出された熱は接続部材６７３を介して磁束発生装置支持フレーム６００に伝達され、空気中に放出される。一方作動媒体は毛細管作用により板状部材６７１の内壁に沿って還流する。
なお、接続部材６７３は板状部材６７１の１箇所だけでなく、例えば板状部材６７１長手方向の両端部など複数箇所に設けてもよく、また、板状部材６７１内部の作動媒体流路は接続部材の位置や数に応じて、該接続部材を介して放熱可能なものに設計すればよい。

かくして、コイル支持フレーム６３の正面部６３１の温度と背面部６３２の温度はそれだけ均一化され、ひいては正面部６３１と背面部６３２の熱膨張割合がそれだけ均一化され、コイル支持フレーム６３の熱変形を抑制することができる。

これによりコイル支持フレーム６３に支持された励磁コイル６４各部と定着ローラ６１間の距離が所定の距離に変動少なく維持され、トナー像定着にとって好ましくない温度勾配が定着ローラ６１に発生することが抑制され、それだけ品質良好なトナー像定着画像を得ることができる。

以上説明した定着装置６ではコイル支持フレーム６３の正面部６３１に接触固定した放熱用熱伝導部材６７はヒートパイプ機能を備えたものであったが、それに代えて熱伝導率２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の高熱伝導率を有する材料、例えば非磁性材料であるアルミニウム（熱伝導率約２４０Ｗ／（ｍ・Ｋ））からなる、フレーム正面部６３１に沿う板状、帯状、棒状等の部材であってもよい。

形態がいずれであれ、そのような放熱用熱伝導部材を採用する場合についても、例えばその長手方向のいずれか一方の端部又は両端部で、接続部材（例えば放熱用熱伝導部材に連設された接続部材）でフレーム６００に熱伝導可能に接続すればよい。

以上説明した画像形成装置Ａは、タンデム型のカラー画像形成装置であったが、本発明は、他のタイプのカラー画像形成装置やモノクロ画像形成装置にも適用できる。
さらに、複写機、プリンタ、ファクシミリ機、これらのうち２以上を組み合わせた複合機等、各種画像形成装置に適用可能である。

本発明は複写機やプリンタ等の画像形成装置において、記録媒体上に形成された未定着トナー像を加熱溶融して該記録媒体に定着させる定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置を提供することに利用できる。

本発明に係る定着装置例を備えた画像形成装置例の構成の概略を示す図である。 図１の画像形成装置における定着装置の要部の断面図である。 図２に示す定着装置を同図において左側から、且つ、磁束発生装置支持フレーム及びコア保持フレームを取り外して見た図である。 図２に示す定着装置を同図において右側から、且つ、定着ロール及び加圧ローラを除いて見た図である。

符号の説明

Ａ カラープリンタ
Ｙ イエロー画像形成部
Ｍ マゼンタ画像形成部
Ｃ シアン画像形成部
Ｋ ブラック画像形成部
ＹＣ イエロープロセスカートリッジ
ＭＣ マゼンタプロセスカートリッジ
ＣＣ シアンプロセスカートリッジ
ＫＣ ブラックプロセスカートリッジ
１１ 感光体
１２ 帯電装置
１３ 画像露光装置
１４ 現像装置
１４１ 現像ローラ
１５ クリーニング装置
２ １次転写ローラ
３１ 駆動ローラ
３２ 対向ローラ
４ 中間転写ベルト
５ ２次転写ローラ
４０ クリーナ
７ タイミングローラ
Ｐ 記録媒体
Ｐｔ トナー像

６ 定着装置
６１ 定着ローラ
６１１ 支持層
６１２ 断熱層
６１３ 電磁誘導発熱層
６１４ 弾性層
６１５ 離型層
６２ 加圧ローラ
６２１ 芯金
６２２ 芯金外周上の層
６２３ 離型層
Ｎ 圧接ニップ部（定着ニップ部）
６８ 分離爪
ＳＥ 温度センサ

６０ 磁束発生装置
６３ コイル支持フレーム
６３１ コイル支持フレーム正面部
６３２ コイル支持フレーム背面部
６４ 励磁コイル
６５ 磁性体コア
６５１ コアの主たる部分
６５１ａ 透孔
６５２ コアの上下部分
６６ コア保持フレーム
６００ 磁束発生装置支持フレーム
６７ 放熱用熱伝導部材
６７１ 板状部材
６７２ 作動液流路
６７３ 接続部材

Claims (5)

1. 電磁誘導発熱層を有する回転可能の定着回転体と、該定着回転体に圧接される回転可能の加圧回転体と、該定着回転体の電磁誘導発熱層を発熱させる磁束発生装置とを備え、該磁束発生装置は励磁コイルを支持して前記定着回転体に臨むコイル支持部材を含んでおり、該磁束発生装置により該定着回転体の電磁誘導発熱層を発熱させ、該定着回転体及び該加圧回転体間のニップ部にトナー像を保持する記録媒体を通過させることで該トナー像を該記録媒体に定着させる定着装置であり、
   前記コイル支持部材の前記定着回転体に臨む正面部に、該コイル支持部材の正面部の温度と背面部の温度とを均一化するための、放熱部材に熱伝導可能に接続された放熱用熱伝導部材が設けられていることを特徴とする定着装置。
2. 前記放熱用熱伝導部材は非磁性材料からなる部材である請求項１記載の定着装置。
3. 前記放熱用熱伝導部材はヒートパイプ機能を有する部材である請求項１記載の定着装置。
4. 前記磁束発生装置は磁束発生装置支持フレームに支持されており、前記放熱用熱伝導部材は該支持フレームに熱伝導可能に接続されており、該支持フレームは前記放熱部材を兼ねている請求項１、２又は３記載の定着装置。
5. 像担持体上に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像とし、該トナー像を記録媒体に定着装置で定着させる画像形成装置であって、該定着装置として請求項１から４のいずれかに記載の定着装置を採用したことを特徴とする画像形成装置。