JP2010122489A - 画像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱部材３４の外部に磁場発生手段３３を設けた、電磁誘導加熱方式の画像加熱装置２０において、省エネルギーを達成しつつ、発熱部材３４の端部の過昇温を抑え、熱的な劣化も抑制する。
【解決手段】発熱部材３４の端部側面に近接または接触して、磁性体で出来ている磁性部材３９Ｌ・３９Ｒが配置されており、磁場発生コイル３３ａの長手方向長さをＬ１、発熱部材３４の長手方向長さをＬ３としたとき、Ｌ１＞Ｌ３であることを特徴とする画像加熱装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式・静電記録方式・磁気記録方式などによって画像形成を行う複写機・プリンタ・ファクシミリ等の画像形成装置に搭載される画像加熱定着装置として用いて好適な電磁（磁気）誘導加熱方式の画像加熱装置に関する。

画像加熱装置としては、記録材上の未定着画像を定着或いは仮定着する定着装置、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢を増大させる光沢増大化装置を挙げることができる。また、インクジェット方式などの、染料や顔料を含む液体により画像形成を行う画像形成装置においてインクを速く乾かすため画像加熱装置等を挙げることができる。

上記のような画像形成装置においては、記録材上に形成された未定着のトナー画像を固着画像として定着させるために定着装置が備えられている。定着装置としては、近年、加熱ローラなどの加熱媒体を電磁誘導作用により生じるジュール熱で加熱する電磁誘導加熱方式によるものが省エネルギーの観点から注目されている。

特に加熱媒体に無端帯状の加熱ベルトを用いた構成では、加熱ローラよりも熱容量が小さくなるため、温度の立ち上がりが早く、消費電力をより一層削減することができる。

例えば、特許文献１のように、磁界発生手段により無端ベルト状の導電発熱部材に磁界を作用させて、導電発熱層に発生する渦電流による発熱でベルトに密着させた被加熱材を加熱する電磁加熱方式の加熱装置などがある。磁界発生手段はベルトを押圧してニップを形成する手段と一体化しており、無端ベルトの内部に配置されている。

特許文献２の定着装置は、磁界発生手段を定着部材（発熱部材）の外周面に沿って配設することで、磁界発生手段としての誘導（励起）コイルが放熱しやすくなるようにしている。

ところで、磁界発生手段を定着部材の外周面に沿って配置した定着装置においては、特許文献３に記載の様に、定着部材よりもコイルの長手方向の長さは小さい。
特開平０８−０７６６２０号公報 特開平０７−２９５４１４号公報 特開２００４−３４１１６４号公報

一方、画像形成装置の小型化のため、定着部材の長手方向の長さを小さくすることが好ましい。その結果、画像領域の幅と定着部材の端部との距離が狭まるため、画像領域の端部の温度を確保するために、コイルの長手方向の長さを定着部材の同方向の長さ以上とする必要がある。

そのような構成にすると、コイルの長さが長い分、定着部材の端部に磁束が集中し、定着部材の端部昇温が大きくなる。

そこで、本発明においては、発熱部材の外部に磁場発生手段を設けた、電磁誘導加熱方式の画像加熱装置において、省エネルギーを達成しつつ、発熱部材の端部の過昇温を抑え、熱的な劣化も抑制することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な構成は、磁束を生ずるコイルと、磁束により発熱し、生じた熱により記録材上の画像を加熱する回転可能な発熱部材と、を有する画像加熱装置において、前記発熱部材の回転軸線方向における前記コイルの長さは前記方向における前記発熱部材の長さ以上であり、前記発熱部材の端部には磁性を有する磁性部材が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、コイルの長さが発熱部材の長さが長くても、発熱部材端部の昇温を低減することができる。

以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。なお実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は実施例にて説明する各種構成にのみ限定されるものではない。即ち、本発明の思想の範囲内において実施例において説明する各種構成を他の公知の構成に代替可能である。

［実施例１］
（１）画像形成部
図１８は本発明に従う画像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置の一例である電子写真フルカラープリンタの概略構成を示す縦断面模式図である。まず、画像形成部の概略を説明する。

このプリンタは、制御部を有する制御回路部（制御基板：ＣＰＵ）１００と通信可能に接続した外部ホスト装置２００からの入力画像情報に応じて作像動作して、記録材上にフルカラー画像を形成して出力することができる。

外部ホスト装置２００は、コンピュータ、イメージリーダー等である。制御回路部１００は、外部ホスト装置２００と信号の授受をする。また各種作像機器と信号の授受をし、作像シーケンス制御を司る。

８は無端状でフレキシブルな中間転写ベルト（以下、ベルトと略記する）であり、二次転写対向ローラ９とテンションロ−ラ１０との間に張架されていて、ローラ９が駆動されることにより矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。１１は二次転写ローラであり、上記の二次転写対向ローラ９に対してベルト８を介して二次転写ローラ１１が圧接されている。ベルト８と二次転写ローラ１１との当接部が二次転写部である。

１Ｙ・１Ｍ・１Ｃ・１Ｂｋは第１乃至第４の４つの画像形成部であり、ベルト８の下側においてベルト移動方向に沿って所定の間隔をおいて一列に配置されている。各画像形成部はレーザ露光方式の電子写真プロセス機構であり、それぞれ、矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、ドラムと略記する）２を有する。各ドラム２の周囲には、一次帯電器３、現像装置４、転写手段としての転写ローラ５、ドラムクリーナ装置６が配置されている。各転写ローラ５はベルト８の内側に配置されていて、ベルト８の下行き側ベルト部分を介して対応するドラム２に対して圧接している。各ドラム２とベルト８との当接部がそれぞれ一次転写部である。７は各画像形成部のドラム２に対するレーザ露光装置であり、与えられる画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行うレーザ発光手段、ポリゴンミラー、反射ミラー等で構成されている。

制御回路部１００は外部ホスト装置２００から入力されたカラー色分解画像信号に基づいて、各画像形成部を作像動作させる。これにより、第１乃至第４の画像形成部１Ｙ・１Ｍ・１Ｃ・１Ｂｋにおいて、それぞれ回転するドラム２の面に対して所定の制御タイミングで、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色トナー像が形成される。なお、ドラム２にトナー像を形成する電子写真作像原理・プロセスは公知に属するからその説明は省略する。

各画像形成部のドラム２の面に形成される上記のトナー像はそれぞれ一次転写部にて、各ドラム２の回転方向と順方向に、かつ各ドラム２の回転速度に対応した速度で回転駆動されているベルト８の外面に対して順次に重畳転写される。これにより、ベルト８の面に上記の４つのトナー像の重ね合わせによる未定着のフルカラートナー像が合成形成される。

一方、所定の給紙タイミングにて、それぞれ大小各種幅サイズの記録材Ｐを積載収容させた上下多段のカセット給紙部１３Ａ・１３Ｂ・１３Ｃのうちの選択された段位の給紙カセットの給紙ローラ１４が駆動される。これにより、その段位の給紙カセットに積載収納されている記録材Ｐが１枚分離給紙されて縦搬送パス１５を通ってレジストローラ１６に搬送される。手差し給紙が選択されているときには、給紙ローラ１８が駆動される。これにより、手差しトレイ（マルチ・パーパス・トレイ）１７上に積載セットされている記録材が１枚分離給紙されて縦搬送パス１５を通ってレジストローラ１６に搬送される。

レジストローラ１６は、回転するベルト８上の上記のフルカラートナー像の先端が二次転写部に到達するタイミングに合わせて記録材Ｐの先端部が二次転写部に到達するように記録材Ｐをタイミング搬送する。これにより、二次転写部において、ベルト８上のフルカラーのトナー像が一括して記録材Ｐの面に順次に二次転写されていく。二次転写部を出た記録材は、ベルト８の面から分離され、縦ガイド１９に案内されて、画像加熱装置である定着装置（定着器）２０に導入される。この定着装置２０により、上記の複数色のトナー像が溶融混色されて記録材表面に固着像として定着される。定着装置２０を出た記録材はフルカラー画像形成物として搬送パス２１を通って排紙ローラ２２により排紙トレイ２３上に送り出される。

二次転写部にて記録材分離後のベルト８の面はベルトクリーニング装置１２により二次転写残トナー等の残留付着物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供される。

モノ黒プリントモードの場合には、ブラックトナー像を形成する第４の画像形成部１Ｂｋのみが作像動作制御される。両面プリントモードが選択されている場合には、第１面プリント済みの記録材が排紙ローラ２２により排紙トレイ２３上に送り出されていき、後端部が排紙ローラ２２を通過する直前の時点で排紙ローラ２２の回転が逆転に変換される。これにより、記録材はスイッチバックされて再搬送パス２４に導入される。そして、表裏反転状態になって再びレジストローラ１６に搬送される。以後は、第１面プリント時と同様に、二次転写部、定着装置２０に搬送されて、両面プリント画像形成物として排紙トレイ２３上に送り出される。

（２）定着装置２０
以下の説明において、定着装置２０又はこれを構成している部材に関し、正面とは装置を記録材入口側からみた面、背面とはその反対側の面（記録材出口側）、左右とは装置を正面から見て左又は右である。また、長手方向とは、発熱磁束により発熱する回転可能な発熱部材の回転軸線方向又はその方向に平行な方向である。また短手方向とは長手方向に直交する方向である。上流側と下流側とは記録材搬送方向に関して上流側と下流側である。記録材の通紙幅とは、記録材面において記録材搬送方向に直交する方向の記録材寸法である。

本実施例における定着装置２０は、定着部材の外部に磁場発生手段を設けた電磁加熱方式の画像加熱装置である。図１は定着装置２０の要部の横断右側面模式である。図２は定着装置２０の途中部分省略の正面模式図、図３は同じく途中部分省略の縦断正面模式図である。

この定着装置２０は、装置枠体（シャーシー、フレーム）５０の左右の対向側板５１Ｌ・５１Ｒ間に長手方向両端部を保持させて、定着部材としてのベルトアセンブリ３１が配設されている。また、側板５１Ｌ・５１Ｒ間に長手方向両端部を保持させて、回転可能な加圧部材としての弾性を有する加圧ローラ３２が配設されている。上記のベルトアセンブリ３１と加圧ローラ３２を圧接させて、ベルトアセンブリ３１側の、磁束により発熱する回転可能な発熱部材３４と加圧ローラ３２との間に記録材搬送方向において所定幅のニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成させている。また、ベルトアセンブリ３１の加圧ローラ３２側とは１８０°反対側に、側板５１Ｌ・５１Ｒ間に長手方向両端部を保持させて、磁場発生手段としての励磁コイルアセンブリ３３が配設されている。この励磁コイルアセンブリ３３は、ベルトアセンブリ３１の発熱部材３４の外側に所定の隙間を存して対向している。

１）ベルトアセンブリ３１
ベルトアセンブリ３１は、磁束により発熱し、生じた熱により記録材上の画像を加熱する回転可能な発熱部材としての、円筒状で可撓性を有する定着ベルト３４（可撓性を有する無端状ベルト：以下、ベルトと略記する）を有する。このベルト３４はコイルアセンブリ３３から発生される磁界（磁束、磁場）が存在する領域を通過したときに電磁誘導発熱する磁性部（導電層）を有する。また、ベルト３４の内側に挿通して配設された、横断面略半円弧状で樋型の耐熱性・剛性を有するベルトガイド部材３５（以下、ガイド部材と略記する）を有する。また、ガイド部材３５の内側に挿通して配設された、横断面下向きコ字型の剛性加圧ステー３６（以下、ステーと略記する）を有する。また、このステー３６の外側を覆って配設された、横断面下向きコ字型の磁性体コア（ベルト３４の内側に配設されている磁性体コア：自制体磁気遮蔽コア）３７を有する。また、ステー３６の左端部側と右端部側にそれぞれ装着された左フランジ部材３８Ｌと右フランジ部材３８Ｒを有する。

図４は本実施例におけるベルト３４の層構成模型図である。このベルト３４は、円筒状の基層３４ａと、この基層３４ａの内周面に設けた内面層３４ｂと、基層３４ａの外周面に順次に積層して設けた弾性層３４ｃ及び離型層３４ｄと、の４層の複合層構成の部材であり、全体に可撓性を有している。

基層３４ａは電磁誘導発熱する磁性部材の導電層である。即ちコイルアセンブリ３３の磁界の作用により誘導電流（渦電流）を発生してジュール熱により発熱する電磁誘導発熱層である。本実施例では、この基層３４ａとして、直径３０ｍｍ・厚さ５０μｍのＮｉ電鋳層（ニッケル電鋳層）を用いている。基層３４ａは、クイックスタート性を向上させるためには薄い方が好ましいが、電磁誘導加熱の効率も考慮してある程度の厚みも必要であり、１０〜１００μｍ程度の厚さが好ましい。

内面層３４ｂはベルト内面に接触する部材との摺動性を確保するために設けられている。本実施例では、この内面層３４ｂとして、厚さ１５μｍのポリイミド（ＰＩ）層を用いている。この内面層ｂは厚すぎるとベルト内面に接触させたサーミスタ等の温度検知手段の熱応答性や、クイックスタート性にも影響を及ぼすため、１０〜１００μｍ程度の厚さが好ましい。

弾性層３４ｃは、なるべく薄くすることがクイックスタート性を向上させるためには好ましいが、ベルト表面を柔らかくし、トナーを包み込み溶かす効果を持たせるためにある程度の厚さが必要である。１００〜１０００μｍ程度の厚さが好ましい。本実施例においては、ゴム硬度１０°（ＪＩＳ−Ａ）、熱伝導率０．８Ｗ／ｍ・Ｋ、厚さ４００μｍのゴム層を用いた。

離型層３４ｄは、ＰＦＡチューブやＰＦＡコートを用いることができる。ＰＦＡコートは厚さが薄く出来、材質的にもＰＦＡチューブに比較してトナーを包み込む効果がより大きい点で優れている。一方で、機械的及び電気的強度はＰＦＡチューブがＰＦＡコートよりも優っているので、場合により使い分けることができる。熱を記録材になるべく多く伝えるためには、どちらにしても、離型層は薄いほうが好ましいが、機械の使用で摩耗することなどを考慮すると１０〜１００ミクロン程度であることが望ましい。本実施例においては、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを用いた。

ガイド部材３５はベルト３４のバックアップと回転案内をする部材であり、ベルト３４はこのガイド部材３５にルーズに外嵌している。ガイド部材３５としては、耐熱性の樹脂を用いることができ、本実施例においてはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を使用した。本実施例では、ガイド部材３５の厚みは３ｍｍのものである。

ステー３６は、ガイド部材３５の加圧と磁性体コア３７の支持を担う部材である。ステー３６は、ベルトアセンブリ３１と加圧ローラ３２を圧接させた際に、ガイド部材３５が撓んでしまうのを抑える働きをしており、金属材が主に使われる。本実施例においてはＳＵＳにてステー３６を構成している。

磁性体コア３７は、ベルト３４の内側にあってコイルアセンブリ３３と対向しており、コイルアセンブリ３３からベルト３４へ作用する誘導磁場の大きさを調整する。磁性体コア３７はベルト３４の発熱効率を向上させる働きを有する。また、金属材であるステー３６の外面を覆うことで、該ステー３６への磁束を遮断し、ステー３６が誘導加熱で温まることを抑制する働きもしている。磁性体コア３７は高透磁率かつ低損失のものを用いる。磁性体コア３７は磁気回路の効率を上げるためと、ステー３６に対する磁気遮蔽のために用いている。代表的なものとしてはフェライトコアが挙げられる。

左右のフランジ部材３８Ｌ・３８Ｒはベルト３４の回転時におけるガイド部材３５の長手に沿う左方向又は右方向への寄り移動を規制する働きをする。図５の（ａ）は左フランジ部材３８Ｌと、ステー３６の左端部と、ガイド部材３５の左端部の分解斜視図、（ｂ）は右フランジ部材３８Ｒと、ステー３６の右端部と、ガイド部材３５の右端部と、の分解斜視図である。

左右のフランジ部材３８Ｌ・３８Ｒは、それぞれ、ベルト３４の左端部と右端部に対向する円盤状のフランジ部３８ａと、ステー３６の左端部と右端部に対して上から被さって嵌着する受圧部３８ｂを有する。また、受圧部３８ｂの正面側と背面側の側面にそれぞれ具備させた縦方向のガイド溝３８ｃを有する。左右のフランジ部材３８Ｌ・３８Ｒは、一般には、耐熱性の高い樹脂で構成され、代表例としては、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）が挙げられる。本実施例において、この左右のフランジ部材３８Ｌ・３８ＲはＰＰＳ（ポリフェイレンスルファイド）の成型品である。また、各フランジ部材３８Ｌ・３８Ｒのフランジ部３８ａの内面側には、それぞれ、ベルト３４の端部を受け止めてベルト３４の長手方向の寄りを規制するベルト端部突き当て部材を兼ねる、磁性体で出来ている磁性部材３９Ｌ・３９Ｒが取り付けられている。この磁性部材３９Ｌ・３９Ｒについては後述する。左右のフランジ部材３８Ｌ・３８Ｒは、それぞれ、装置枠体５０の左右の対向側板５１Ｌ・５１Ｒに具備させた縦方向のガイドスリット部５２Ｌ・５２Ｒに対してガイド溝３８ｃが係合されている。これにより、左右のフランジ部材３８Ｌ・３８Ｒは、それぞれ、ガイドスリット部５２Ｌ・５２Ｒにガイドされて、左右の対向側板５１Ｌ・５１Ｒに対して加圧ローラ３２に向かう方向とその逆の方向にスライド移動可能に配設されている。

ベルト３１の内側には、ベルト３４の温度制御のためにベルト温度を検知する第１の温度検知手段としてのサーミスタ４０が配設されている。このサーミスタ４０は、基部をガイド部材３５に固定させた弾性部材４１の先端部に保持させて温度検知部をベルト３４の内面に弾性部材４１のバネ性により弾性的に接触させてある。このサーミスタ４０は、画像形成領域内に対応するベルト部分であって、ベルト３４のコイルアセンブリ３３による発熱量が最も高い部分、即ちベルト内面においてベルト回転方向に関して発熱量が最も高い部分に当接させている。

また、ベルト３１の内側には、ベルト温度を検知する第２の温度検知手段としてのサーモスイッチ４２が配設されている。このサーモスイッチ４２は、基部をガイド部材３５に固定させた弾性部材４３の先端部に保持させて温度検知部をベルト３４の内面に弾性部材４２のバネ性により弾性的に接触させてある。このサーモスイッチ４２は、ベルト３４のコイルアセンブリ３３による発熱量が最も高い部分、即ちベルト内面においてベルト回転方向に関して発熱量が最も高い部分に当接させている。

２）加圧ローラ３２
加圧部材としての加圧ローラ３２は、芯金３２ａに、シリコンゴム等の弾性層３２ｂを設けて硬度を下げたものである。表面性を向上させるために更に外周に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂層３２ｃを設けてもよい。

本実施例における加圧ローラ３２は、外径が３０．０６ｍｍである。芯金３２ａは半径８．５ｍｍで、中実のＳＵＳ製である。弾性層３２ｂはシリコンゴムで、厚さは６．５ｍｍである。離型層３２ｃはＰＦＡチューブで、厚さは３０ミクロンである。

加圧ローラ３２は、芯金３２ａの左右両端部を、それぞれ、装置枠体５０の左右の対向側板５１Ｌ・５１Ｒに軸受部材４４Ｌ・４４Ｒを介して回転可能に支持されて配設されている。また、芯金３２ａの右端部にはドライブギアＧが固定されて配設されている。

前述したベルトアセンブリ３１の左右のフランジ部材３８Ｌ・３８Ｒの各受圧部３８ｂと、装置枠体５０に設けられた左右のばね受け座５３Ｌと５３Ｒの間には、それぞれ、加圧ばね５４Ｌと５４Ｒが縮設されている。この左右の加圧ばね５４Ｌ・５４Ｒの所定の突っ張り力Ｆが、左右のフランジ部材３８Ｌ・３８Ｒの受圧部３８ｂ、ステー部材３４を介してガイド部材３５に作用する。これにより、ガイド部材３５がベルト３４を挟んで弾性層３２ｂの弾性に抗して加圧ローラ３２に対して圧接して、ベルト３４と加圧ローラ３２との間に記録材搬送方向に関して所定幅のニップ部Ｎが形成されている。

３）励磁コイルアセンブリ３３
コイルアセンブリ３３は、横断面において、円筒状のベルト３４の外周面の略半周範囲に沿うように湾曲している。そして、ベルトアセンブリ３１を中にして加圧ローラ３２側とは反対側において、長手方向をベルトアセンブリ３１の長手方向に並行にして、ベルト３４の外面との間に所定の隙間をあけて対向させた状態にして配設されている。コイルアセンブリ３３は、左端部側と右端部側をそれぞれ支持部材５５Ｌ・５５Ｒを介して装置枠体５０の左右の対向側板５１Ｌ・５１Ｒ間に配設されている。図６はコイルアセンブリ３３の平面模式図である。コイルアセンブリ３３は、ベルト３４の基層３４ａに誘導電流を発生させる磁場発生コイル（励磁コイル：磁束を生ずるコイル、以下、コイルと記す）３３ａと磁性体コイルコア（磁性体コア：以下、コイルコアと記す）３３ｂを有する。コイル３３ａとコイルコア３３ｂは樹脂モールドされている。あるいはケーシング（不図示）に収納されている。

コイル３３ａは１０〜２０００［ｋＷ］の高周波電力が供給されるため、コイルの温度上昇を抑える目的で、導体表面積を大きくするために、エナメル線の細いものを複数本より合わせて、いわゆるリッツ線にしたものを用いている。被覆には耐熱性のものを使用した。コイルコア３３ｂは、高透磁率かつ低損失のものを用いる。コイルコア３３ｂは磁気回路の効率を上げるためと磁気遮蔽のために用いている。代表的なものとしてはフェライトコアが挙げられる。このような定着装置の部品として使用されるコアに必要な特性は、高透磁率ある。高透磁率とは、ここでは、少なくとも１００ｋＨｚにおける交流透磁率が１０００以上を指す。透磁率が１０００とは、空気層に対して１０００倍磁気を通しやすいことを表しており磁路を形成するためのコア材として、適しているといえる。

４）定着動作
図７は制御系統のブロック図である。制御回路部１００は外部ホスト装置２００から入力する画像形成開始信号に基づく所定の制御タイミングにおいて、定着モータＭを駆動させる。この定着モータＭの駆動力が動力伝達系（不図示）を介してドライブギアＧに伝達されて、加圧ローラ３２が図１において矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。この加圧ローラ３２の回転により、定着ニップ部Ｎにおける加圧ローラ３２の表面とベルト３４の表面との摩擦力でベルト３４に回転力が作用する。これにより、ベルト３４はその内面が定着ニップ部Ｎにおいてガイド部材３５に密着して摺動しながらガイド部材３５の外周りを矢印の時計方向に加圧ローラ３２の回転速度とほぼ同じ速度で従動回転する。

また、制御回路部１００は、電磁誘導加熱駆動回路（励磁回路、高周波コンバータ）１０１をオンする。これによりＡＣ電源１０２からコイルアセンブリ３３のコイル３３ａに高周波電流が流されて、コイル３３ａによって発生した磁界によりベルト３４の基層３４ａが誘導発熱する。この基層３４ａの発熱により、回転するベルト３４が昇温する。そして、ベルト３４の温度がサーミスタ４０で検知され、検知温度に関する電気的な情報がＡ／Ｄコンバータ１０３を介して制御回路部１００へ入力する。制御回路部１００はサーミスタ４０からの検知温度情報に基づいてベルト３４が所定の温度（定着温度）に昇温して維持されるように電磁誘導加熱駆動回路１０１を制御する。即ち、ＡＣ電源１０２からコイル３３ａに対する供給電力を制御する。サーモスイッチ４２はコイル３３ａに対する給電回路に直列に挿入されていて、ベルト３４の温度が所定の許容温度よりも昇温したとき作動して、コイル３３ａに対する電力供給を遮断する。

上記のようにして、加圧ローラ３２が駆動され、また、ベルト３４が所定の定着温度に立ち上がって温調される。そして、この状態において、定着ニップ部Ｎに、未定着トナー画像ｔを有する記録材Ｐがそのトナー画像担持面側をベルト３４側にして導入される。記録材Ｐは定着ニップ部Ｎにおいてベルト３４の外周面に密着し、ベルト３４と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。これにより、記録材Ｐにベルト３４の熱が付与され、またニップ圧を受けて未定着トナー画像ｔが記録材Ｐの表面に固着画像として熱圧定着される。定着ニップ部Ｎを通った記録材Ｐはベルト３４の外周面から分離されて定着装置外へ搬送される。

５）磁性部材３９Ｌ・３９Ｒ
前述したように、左右の各フランジ部材３８Ｌ・３８Ｒのフランジ部３８ａの内面側には、それぞれ、磁性体で出来ている円筒形状である磁性部材３９Ｌ・３９Ｒが取り付けられている。磁性部材３９Ｌ・３９Ｒは、フェライトまたは鉄を含み、少なくとも１００ｋＨｚにおける交流透磁率が１０００以上である。

交流透磁率は、東英工業株式会社製の振動試料型磁力計ＶＳＭ−５型を用いて測定した。本測定装置は、均一磁場中に置いた試料を一定の周波数８０Ｈｚ・振幅０．５ｍｍで振動させ、試料近辺に配置した検出コイルに誘起される起電力をロックインアンプを用いて検出することにより、試料の磁化特性を測定する装置である。本実施例においては、均一磁場を０（Ｏｅ）から３０００（Ｏｅ）まで１００（Ｏｅ）づつ振って測定した。

本実施例において、この磁性部材３９Ｌ・３９Ｒはベルト３４の長手方向の寄りを規制するベルト端部突き当て部材を兼ねる。即ち、ベルト３４が回転中にガイド部材３５の長手に沿って左方に寄ったときには左側の磁性部材３９Ｌがベルト３４の左側の端部側面を受け止めてベルト３４の左方への寄りを規制する。また、ベルト３４が回転中にガイド部材３５の長手に沿って右方に寄ったときには右側の磁性部材３９Ｒがベルト３４の右側の端部側面を受け止めてベルト３４の右方への寄りを規制する。

本実施例では、ベルト部材の回転軸線方向において磁性部材の外側の端部がベルト部材の端部よりも外側にあり、磁性部材がベルト部材の端部覆う構成である。しかしながら、本発明は、必ずしもベルト部材の端部を完全に覆う必要はない。本発明においては、ベルト部材の端部とは、記録材の搬送方向と直交する方向において通紙可能な最大幅の記録材の通紙領域外で、ベルト部材の端部から２０ｍｍ以内の領域であって、この領域に磁性部材の少なくとも一部があればいい。

図８は本実施例における左右の磁性部材３９Ｌ・３９Ｒの斜視模型図である。この磁性部材３９Ｌ・３９Ｒは、それぞれ、左右の各フランジ部材３８Ｌ・３８Ｒのフランジ部３８ａの形状に略対応した形状の円盤状（円筒形状）部分３９ａと、その円盤状部分３９ａの外周に沿って具備させた内向きの凸縁部３９ｂを有する。本実施例においては、左右の各フランジ部材３８Ｌ・３８Ｒ自体は、厚さ１．５ｍｍのフェライトコアで構成した。本実施例では、周波数１００ｋＨｚ付近において交流透磁率が１８００のフェライトコアを用いた。凸縁部３９ｂの突出量は本実施例では２．５ｍｍとしてある。左右の磁性部材３９Ｌ・３９Ｒは、それぞれ、円盤状部分３９ａの外側面を対応するフランジ部材３８Ｌ・３８Ｒのフランジ部３８ａの内面に接着剤などにより固定して配設される。そして、ベルト３４の左側の端部を左側の磁性部材３９Ｌの凸縁部３９ｂの内側に進入させて、ベルト３４の左側の端部側面と端部外周面を磁性部材３９Ｌで覆わせている。ベルト３４の右側の端部を右側の磁性部材３９Ｒの凸縁部３９ｂの内側に進入させて、ベルト３４の右側の端部側面と端部外周面を磁性部材３９Ｒで覆わせている。本実施例ではベルト３４の左右の各端部の約２．５ｍｍ長さ範囲の部分がそれぞれ左右の磁性部材３９Ｌ・３９Ｒにより覆われることになる。左右の各磁性部材３９Ｌ・３９Ｒの円盤状部分３９ａの内面がベルト３４の端部側面の突き当て面となる。

図９は本実施例の定着装置における、コイル３３ａの長手方向長さＬ１と、ベルト３４の長さＬ３との長さ関係を模式図である。ここでいう長手方向とは、発熱部材の回転軸線方向である。また、ここで、コイルの長手方向長さは、コイルの両端部間の距離である。本実施例における構成では、Ｌ１＝３７０ｍｍ，Ｌ＝３４０ｍｍであり、Ｌ１＞Ｌ３、となっている。また、コイルコア３３ｂの長手方向長さＬ２は、Ｌ２＝３３０ｍｍとしている。ベルト３４は３２１ｍｍ／ｓの速度で回転させた。なお、本実施例では、Ｌ１＞Ｌ３であったが、Ｌ１＝Ｌ２の構成であっても、同様の効果を得ることができる。

比較例１として、ベルト端部突き当て部材を磁性部材３９Ｌ・３９Ｒではなくて、ＰＰＳ（ポリフェイレンスルファイド）製の非磁性部材３９Ｌ´・３９Ｒ´に変更した定着装置構成にした。

比較例２として、比較例１において、Ｌ１＝３７０ｍｍ、Ｌ＝３８０ｍｍにして、Ｌ３＞Ｌ１、の定着装置構成にした。

表１に上記の実施例１、比較例１、比較例２の各定着装置のフペックをまとめて示した。また、実施例１、比較例１、比較例２の各定着装置について駆動させて、ベルト３４の長手中央部分を室温から１９０℃に温めた場合のベルト３４の長手に沿う温度分布を図１０に示す。

実施例１では、図１１に示す様に、ベルト３４の左右の端部において、コイル３３ａにより生成される磁場が、左右の磁性部材３９Ｌ・３９Ｒの中を通り、ベルト端部の昇温は抑制される。図１１は、ベルト端部が磁性部材３９Ｌ・３９Ｒで覆われている部分の断面図である。

一方、比較例１では、コイル３３ａに生成される磁場が、図１２に示す様に、特にベルト端部に集中してしまい、ベルト端部の温度が上昇してしまう。図１２も、図１１と同様に、ベルト端部が非磁性（ＰＰＳ）のベルト端部突き当て部材３９Ｌ´・３９Ｒ´で覆われている部分の断面図である。比較例１の磁束の様子をベルト長手で表すと図１３の様になり、ベルト端部に磁束が集中してしまう様子がわかる。

実施例１も同様にベルト端部に磁束が集中するが、端部に集中した磁束は、ベルト端部の突き当て部材である磁性体で出来た磁性部材３９Ｌ・３９Ｒの中を通るので、ベルトの端部昇温は問題にならない。

実施例１と比較例２では、ほぼ同様に長手の温度分布が均一に出来ている。しかし、比較例２は、実施例１に比べて、ベルト３４の長手方向長さＬ３がコイル３３ａの長手方向長さＬ１よりも長いために、コピー時などにその分余計に電力がかかってしまうという欠点がある。

また、実施例１と比較例１の場合で、ベルト３４の長手中央部の温度を１９０℃に維持したまま、装置の空回転を続けると、ベルト３４の硬度が、図１４に示す様に、特にベルト端部で差が出ることがわかる。これは、比較例１の方のベルト３４の弾性層３４ｃが熱的に劣化しているためと考えられる。ここでのベルト硬度とは、マイクロゴム硬度計（高分子計器（株）製、商品名：ＭＤ−１（Ｃタイプ）、プローブ：φ１ｍｍ半球タイプ）での測定値である。

実施例１の様に、ベルト３４の左右両端部の位置を、突き当て部材３９Ｌ・３９Ｒに突き当てながら規制する場合、ベルト端部の強度が弱まることは、好ましくない。実施例１の構成は、ベルト端部の熱劣化を起こさせない意味でも有効である。

即ち、ベルト３４の端部温度垂れ防止のために３４よりもコイル３３ａを長くすると、ベルト３４の端部で磁束密度が集中し温度が上がってしまう。ベルト３４の端部突き当て部材３９Ｌ・３９Ｒを磁性部材で作成することにより、ベルト３４の端部への磁束の集中を避け、端部の温度上昇を抑制し、また、ベルト３４の端部の熱的な劣化も抑制する。

このように、実施例１の、ベルト３４の外部に磁場発生手段３３を設けた、電磁誘導加熱方式の画像加熱装置は、省エネルギーを達成しつつ、発熱部材３４の端部の過昇温を抑え、熱的な劣化も抑制することができる。

ここで、実施例１においては、左右の磁性部材３９Ｌ・３９Ｒを、ベルト端部突き当て部材に兼ねさせている。したがって、ベルト３４の端部側面と端部外側面が磁性部材３９Ｌ・３９Ｒで覆われた例となっている。左右の磁性部材３９Ｌ・３９Ｒは、ベルト端部突き当て部材としての機能はせずに、図１５の（ａ）に示すように、ベルト３４の端部側面に接触して配置されている構成をとってもよい。また、（ｂ）のように、左右の磁性部材３９Ｌ・３９Ｒは、ベルト３４の端部側面に接触せずに近接して配置されている構成をとってもよい。ここで、（ｂ）の近接距離αは３．０ｍｍ以下程度にすることが好ましい。図１５の（ａ）や（ｂ）の配設形態であっても実施例１と同様の効果のあることがわかっている。

［実施例２］
本実施例における画像形成部は実施例１と同様である。図１６により本実施例における定着装置の構成を説明する。本実施例における定着装置は、実施例１の定着装置において、コイル３３ａの長手方向長さＬ１＝３７０ｍｍ、コイルコア３３ｂの長手方向長さＬ２＝３５０ｍｍ、ベルト３４の長手方向長さＬ３＝３４０ｍｍの設定にした。即ち、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３、となっている。ベルト３４は実施例１と同じく３２１ｍｍ／ｓの速度で回転させた。

比較例３として、実施例２の定着装置において、Ｌ１＝３７０ｍｍ、Ｌ２＝３３０ｍｍ、Ｌ３＝３４０ｍｍにした。即ち、Ｌ１＞Ｌ３＞Ｌ２としている。

表２に上記の実施例２、比較例３の各定着装置のフペックをまとめて示した。また、実施例２、比較例３の各定着装置について駆動させて、ベルト３４の長手中央部分を室温から１９０℃に温めた場合のベルト３４の長手に沿う温度分布を図１７に示す。

比較例３に比べると、実施例２の方が、コイルコア３３ｂをベルト３４より長くしたことで、ベルト端部の温度が上がっていることがわかる。

従って、Ｌ１＞Ｌ３＞Ｌ２よりも、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３の構成の方が、よりベルト３４の長手に沿う温度を均一にするためには、好ましいことがわかる。実施例２の方が、比較例３の場合よりも、ベルトに及ぼされる磁場が強まるためと思われる。

以上説明した実施例２の、発熱部材３４の外部に磁場発生手段３３を設けた、電磁誘導加熱方式の画像加熱装置は、省エネルギーを達成しつつ、発熱部材３４の端部の過昇温を抑え、熱的な劣化も抑制することができる。

以上の実施例１と２においては、発熱部材３４としてベルト部材を用いる構成であったが、発熱部材３４としてより薄膜のフィルム部材を用いる構成であってもベルト部材を用いる構成と同様の効果を得ることができる。
また、本実施例では、磁性部材が円筒形状の構成であるが、完全な円筒でない構成であっても同様の効果を得ることができる。また、円筒の一部に間隔が設けられている略円筒形状である構成であっても、同様の効果を得ることができる。

本発明の画像加熱装置は実施例の画像加熱定着装置としてばかりではなく、その他、例えば、画像を担持した記録材を加熱して光沢等の表面性を改質する画像加熱装置、仮定着する画像加熱装置等としても使用できる。また、インクジェット方式の画像形成装置において、インクジェット方式で画像形成された記録材を乾燥させる画像加熱装置としても使用できる。

実施例１における定着装置の要部の横断右側面模式である。 同定着装置の途中部分省略の正面模式図である。 同定着装置の途中部分省略の縦断正面模式図である。 定着ベルト（発熱部材）の層構成模型図である。 （ａ）は左フランジ部材と、ステーの左端部と、ガイド部材の左端部の分解斜視図、（ｂ）は右フランジ部材と、ステーの右端部と、ガイド部材の右端部の分解斜視図である。 コイルアセンブリの平面模式図である。 制御系統のブロック図である。 磁性部材の斜視模型図である。 実施例１の定着装置における、コイルの長手方向長さと、ベルトの長さの関係を示す模式図である。 実施例１、比較例１、比較例２の各定着装置について駆動させて、ベルトの長手中央部分を室温から１９０℃に温めた場合のベルトの長手に沿う温度分布図である。 ベルト端部が磁性部材で覆われている部分の断面図である。 比較例１において、ベルト端部が非磁性（ＰＰＳ）のベルト端部突き当て部材で覆われている部分の断面図である。 比較例１の磁束の様子をベルト長手で表わした模式図である。 実施例１と比較例１における、空回転時間の経過に伴う硬度変化グラフである。 （ａ）は磁性部材がベルトの端部側面に接触して配置されている構成を示した模式図、（ｂ）は磁性部材が３端部側面に近接して配置されている構成を示した模式図である。 実施例２の定着装置における、コイルの長手方向長さと、コイルコアの長手方向長さと、ベルトの長さの関係を示す模式図である。 実施例２、比較例３の各定着装置について駆動させて、ベルトの長手中央部分を室温から１９０℃に温めた場合のベルトの長手に沿う温度分布図である。 画像形成装置の一例の概略構成を示す縦断面模式図である。

符号の説明

２０・・画像加熱装置、３１・・ベルトアセンブリ、３２・・加圧部材（加圧ローラ）、３３・・磁場発生手段（励磁コイルアセンブリ）、３３ａ・・磁場発生コイル、３３ｂ・・磁性体コイルコア、３４・・発熱部材（定着ベルト）、３９Ｌ・３９Ｒ・・磁性部材、Ｎ・・ニップ部、Ｐ・・記録材、ｔ・・画像、Ｌ１・・磁場発生コイルの長手方向長さ、Ｌ２・・磁性体コイルコアの長手方向長さ、Ｌ３・・発熱部材の長手方向長さ

Claims (7)

1. 磁束を生ずるコイルと、磁束により発熱し、生じた熱により記録材上の画像を加熱する回転可能な発熱部材と、を有する画像加熱装置において、
   前記発熱部材の回転軸線方向における前記コイルの長さは前記方向における前記発熱部材の長さ以上であり、前記発熱部材の端部には磁性を有する磁性部材が設けられていることを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記磁性部材は、円筒形状であることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
3. 前記磁性部材は、前記発熱部材の端部の側面を覆っていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像加熱装置。
4. 前記磁性部材は、少なくとも１００ｋＨｚにおける交流透磁率が１０００以上のフェライトまたは鉄を含む磁性体で出来ていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の画像加熱装置。
5. 前記コイルは磁性体コアを有し、前記コイルの長手方向長さをＬ１、前記磁性体コアの長手方向長さをＬ２、前記発熱部材の長手方向長さをＬ３としたとき、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の画像加熱装置。
6. 前記発熱部材が可撓性を有する無端状ベルトからなることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の画像加熱装置。
7. 前記磁性部材が前記無端状ベルトの長手方向の寄りを規制する突き当て部材を兼ねることを特徴とする請求項６に記載の画像加熱装置。