JP2011232734A - 定着装置及びこれを搭載した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コア部に対する接着剤の固定箇所をなくす定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供する。
【解決手段】加熱部材(46)の外面に沿って配置され、搬送される記録媒体の幅方向に延びて加熱部材を誘導加熱するための磁界を発生させるコイル(52)、及び、コイルを載置するコイル保持部(53)と、コイルを挟んで加熱部材の反対側に配置されており、記録媒体の搬送方向に延びてコイルの外側を覆い、記録媒体の幅方向に間隔をおいて複数箇所に配置されるアーチコア(54)、及び、アーチコアとコイル保持部との間にて記録媒体の幅方向に延びてコイルの外側を覆い、アーチコアの間隔を埋めるサイドコア(56)をそれぞれ備え、コイルの周囲にて磁路を形成するコア部と、弾性部材(68a,68s)を介してコア部をコイル保持部に向けて押圧するコア固定部材(70)とを具備し、コア部は、コア固定部材とコイル保持部との締結により、コイル保持部に押圧固定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、トナー画像を担持した記録媒体を、定着ローラ対の間のニップや加熱ベルトとローラとのニップ間に通しながら、未定着トナーを加熱溶融させて記録媒体に定着させる定着装置及びこれを搭載した画像形成装置に関するものである。

この種の画像形成装置においては近年、定着装置でのウォームアップタイム（画像形成装置の電源ＯＮから定着装置における定着が可能になるまでの時間）の短縮や省エネルギー化等の要望から、熱容量を少なく設定できるベルト定着方式が注目されている。また、近年、急速加熱や高効率加熱の可能性をもった電磁誘導加熱方式（ＩＨ）が注目されており、カラー画像を定着させる際の省エネルギー化の観点から、電磁誘導加熱をベルト定着方式と組み合わせたものが多数製品化されている。

詳しくは、この電磁誘導加熱方式においては、ベルトの外側に電磁誘導のための磁界を発生させるコイルを配置した構造（いわゆる外包ＩＨ）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。詳しくは、外包ＩＨを採用した電磁誘導加熱装置では、コイルはコイルボビンに載置される。また、コイルやコイルボビンを挟んでヒートローラの反対側にはフェライト製のコア部が配置されており、コイルの周囲にて磁路を形成する。

特開２００６−２４４９１号公報

ところで、上述したフェライト製のコア部は、コア部の内側のコイルボビンやコア部の外側のコアホルダなどの樹脂製の部材に、耐熱性のシリコン接着剤等の接着剤で接着固定される。このようなコア部を固定するための接着剤の層は、誘導加熱時の高温への耐久性を有するのみならず、コア部の製造上の寸法バラツキを吸収する機能をも有する。具体的には、粉体を押し固めてコア部を焼成する際の収縮による寸法バラツキを吸収できる。また、コイルで生じた高周波磁束との共振によるコア部の振動音（びびり音）も緩和できる。

しかしながら、接着剤による固定では、定着装置の製造の効率という面では以下のような問題がある。コイルボビンやコアホルダへの接着剤の塗布作業という効率の悪い作業があり、さらに、この接着剤の硬化時間や、接着剤が硬化するまで接着剤を塗布した構成部品を保管するためのスペースが必要になるというような解決が必要な問題がある。
このように、製造の効率化を図るためには、接着剤でコア部を固定していた箇所をなくすための措置が必要と考えられるが、上記従来の技術ではこの点については格別な配慮がなされていない。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、コア部を接着剤によって固定する作業等をなくすことができる定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するための第１の発明は、記録媒体に画像を定着するための定着装置であって、加熱部材の外面に沿って配置され、加熱部材を誘導加熱するための磁界を発生させるコイル、及び、このコイルを載置するコイル保持部と、コイルを挟んで加熱部材の反対側に配置されており、コイルの外側を覆い、この記録媒体の幅方向に間隔をおいて複数箇所に配置されるアーチコア、及び、このアーチコアとコイル保持部との間においてコイルの外側を覆うサイドコアを備え、コイルの周囲にて磁路を形成するコア部と、弾性部材を介してこのコア部をコイル保持部に向けて押圧するコア固定部材とを具備し、コア部は、これらコア固定部材とコイル保持部との締結により、このコイル保持部に押圧固定される。

第１の発明によれば、加熱部材がその外面に沿って配置されたコイルの磁束で誘導加熱され、トナー画像の加熱溶融を行う方式（外包ＩＨ）を採用する。詳しくは、コイル保持部の他、アーチコア及びサイドコアを備えたコア部も同じく加熱部材の外面に沿って配置され、コイルで発生した磁束を導く磁路を形成し、この磁束はコア部に導かれて磁気誘導加熱を行う。

ここで、アーチコア及びサイドコアは、弾性部材を介してコア固定部材でコイル保持部に向けて押圧されており、コア固定部材をコイル保持部に締結することによって、弾性部材でアーチコア及びサイドコアをコイル保持部に押圧固定する。
これにより、アーチコア及びサイドコアの寸法バラツキやびびり音を弾性部材で吸収しつつ、コイル保持部に固定できるため、従来の如くのコア部のコイル保持部への固定には接着剤が不要になり、定着装置の製造の効率化を達成できる。

第２の発明は、第１の発明の構成において、コア固定部材は、コイルの外側に配置されてアーチコアを保持し、サイドコアをコイル保持部に向けて押圧するアーチコアホルダであることを特徴とする。
第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、アーチコアホルダでサイドコアをコイル保持部に向けて押圧すれば、既存の構造でサイドコアの固定が可能になる。

第３の発明は、第２の発明の構成において、サイドコアは、このアーチコアホルダとコイル保持部との締結により、このコイル保持部に押圧固定されることを特徴とする。
第３の発明によれば、第２の発明の作用に加えてさらに、アーチコアホルダをコイル保持部に締結することにより、弾性部材でサイドコアをコイル保持部に押圧固定でき、サイドコアは、接着剤を用いることなくコイル保持部に確実に固定される。

第４の発明は、第１から第３の発明の構成において、コア部は、アーチコアと加熱部材との間に介挿され、アーチコア及びサイドコアとともに磁路を形成するセンタコアを備え、コア固定部材は、コイルの外側に配置されてアーチコアを保持し、センタコアをコイル保持部に向けて押圧するアーチコアホルダであることを特徴とする。

第４の発明によれば、第１から第３の発明の作用に加えてさらに、アーチコアホルダでセンタコアをコイル保持部に向けて押圧すれば、既存の構造でセンタコアの固定が可能になる。
第５の発明は、第４の発明の構成において、センタコアは、このアーチコアホルダとコイル保持部との締結により、このコイル保持部に押圧固定されることを特徴とする。

第５の発明によれば、第４の発明の作用に加えてさらに、アーチコアホルダをコイル保持部に締結することにより、弾性部材でセンタコアをコイル保持部に押圧固定でき、センタコアの寸法バラツキ等を吸収しつつ、センタコアは、接着剤を用いることなくコイル保持部に確実に固定される。
第６の発明は、第１から第５の発明の構成において、コア固定部材は、アーチコアの外側に配置され、このアーチコアをコイル保持部に向けて押圧するシールドカバーであり、アーチコアは、このシールドカバーとコイル保持部との締結により、このコイル保持部に押圧固定されることを特徴とする。

第６の発明によれば、第１から第５の発明の作用に加えてさらに、シールドカバーでアーチコアをコイル保持部に向けて押圧すれば、既存の構造でアーチコアの固定が可能になる。
しかも、シールドカバーをコイル保持部に締結することにより、弾性部材でアーチコアをコイル保持部に押圧固定でき、アーチコアは、接着剤を用いることなくコイル保持部に確実に固定できる。

また、このシールドカバーはアーチコアの外側に配置されるため、シールドカバーとコイル保持部との締結によって、サイドコアやセンタコアについては、コイル保持部により一層確実に固定される。
第７の発明は、第１から第６の発明の構成において、コア固定部材とコイル保持部との締結は、ビスとナットを用いて行われていることを特徴とする。

第７の発明によれば、第１から第６の発明の作用に加えてさらに、ビスとナットでコア固定部材とコイル保持部とを締結しており、簡易な構造で、かつ、コア固定部材とコイル保持部との締結にも接着剤が不要になる。
第８の発明は、第１から第６の発明の構成において、コア固定部材とコイル保持部との締結は、弾性を利用した凹凸の嵌合によるスナップフィットを用いて行われていることを特徴とする。

第８の発明によれば、第１から第６の発明の作用に加えてさらに、スナップフィットを用いてコア固定部材とコイル保持部とを締結しており、この場合にも、簡易な構造で、かつ、コア固定部材とコイル保持部との締結にも接着剤が不要になる。
第９の発明は、第１から第８の発明の定着装置を画像形成装置に搭載し、これを用いて画像形成部で形成されたトナー画像を記録媒体に定着させる画像形成装置であることを特徴とする。

第９の発明によれば、第１から第８の発明の作用に加えてさらに、コア部の寸法バラツキは弾性部材で吸収されており、発熱性能を満たして良好なトナー画像を形成できることから、画像形成装置の信頼性が向上する。

本発明によれば、コア部はコア固定部材で押圧され、弾性部材を介してコイル保持部に押圧固定されるため、コア部に対する接着剤の固定箇所をなくした定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することができる。

一実施形態の画像形成装置の構成を示した概略図である。 定着ユニットの構造例を示す横断面図である。 図２のＩＨコイルユニットからシールドカバー及びアーチコアホルダを外した状態の平面図である。 図２のアーチコアホルダの平面図である。 図２のシールドカバーの平面図である。 定着ユニットの他の構造例を示す横断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、一実施形態の画像形成装置１の構成を示した概略図である。画像形成装置１は、例えば外部から入力された画像情報に基づいて記録媒体の一例としての用紙Ｔの表面にトナー画像を転写して印刷を行うプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、それらの機能を併せ持つ複合機等としての形態をとることができる。また、以下の実施形態では、記録媒体は用紙に限らず、用紙以外の記録媒体（ＯＨＰシートなど）であっても本発明を実施可能である。

図１に示される画像形成装置１は、例えばタンデム型のカラープリンタである。画像形成装置１は、内部で用紙Ｔにカラー画像を形成（プリント）する四角箱状の装置本体２を備え、この装置本体２の上面部には、カラー画像が印刷された用紙Ｔを排出するための排出トレイ３が設けられている。
装置本体２内の下部には、用紙Ｔを収納する給紙カセット５が配設されている。また、装置本体２内の右側面には、給紙カセット５に収容していない種類の用紙Ｔを装置本体２へ供給するスタックトレイ６が配設されている。そして、装置本体２の上部には画像形成部７が設けられており、画像形成部７は、画像形成装置１と接続されたＰＣ等の上位装置から送信される文字や絵柄などの画像データに基づいて用紙Ｔに画像を形成する。

図１でみて装置本体２の左部には、給紙カセット５から送出された用紙Ｔを後述の二次転写部２３に搬送する第１の搬送路９が配設されており、装置本体２の右部から左部にかけては、スタックトレイ６から送出された用紙Ｔを二次転写部２３に搬送する第２の搬送路１０が配設されている。また、装置本体２内の左上部には、二次転写部２３でトナー画像が転写された用紙Ｔに対して定着処理を行う定着ユニット（定着装置）１４と、定着処理の行われた用紙Ｔを排出トレイ３に搬送する第３の搬送路１１とが配設されている。

給紙カセット５は、装置本体２の外部（例えば図１の手前側）に引き出すことにより用紙Ｔの補充をすることができる。給紙カセット５は収納部１６を備えており、収納部１６には、給紙方向のサイズが異なる少なくとも２種類の用紙Ｔを選択的に収納可能である。なお、用紙Ｔに画像を形成する際には、収納部１６に収納されている用紙Ｔは、給紙ローラ１７及び捌きローラ対１８により１枚ずつ第１の搬送路９側に送出される。

スタックトレイ６は、装置本体２の外面に対して開閉可能であり、その手差し部１９には用紙Ｔが１枚ずつ載置されるか、又は複数枚が積載される。なお、用紙Ｔに画像を形成する際には、手差し部１９に載置された用紙Ｔはピックアップローラ２０及び捌きローラ対２１により１枚ずつ第２の搬送路１０側に繰り出される。
第１の搬送路９と第２の搬送路１０とはレジストローラ対２２の手前で合流している。レジストローラ対２２に到達した用紙Ｔは停止しているレジストローラ対２２に突き当たって一旦待機し、スキュー調整とタイミング調整を受けた後、レジストローラ対２２が回転を開始することによって二次転写部２３に向けて送出される。

送出された用紙Ｔには、二次転写部２３で中間転写ベルト４０上のフルカラーのトナー画像が二次転写される。この後、定着ユニット１４でトナー画像が定着された用紙Ｔは、必要に応じて第４の搬送路１２で反転され、最初とは反対側の面にも二次転写部２３でフルカラーのトナー画像が二次転写される。そして、反対面に二次転写されたトナー画像が定着ユニット１４で定着された後、両面にカラー画像が形成された第３の搬送路１１を通って排出ローラ対２４により排出トレイ３に排出される。

画像形成部７は、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の各トナー画像を形成する４つの画像形成ユニット２６〜２９を備える。画像形成部７は、さらに、画像形成ユニット２６,２７,２８及び２９の上方に中間転写部３０、画像形成ユニット２６,２７,２８及び２９の下方にレーザ走査ユニット３４を備えている。なお、中間転写部３０は形成した各色別のトナー画像を重畳して一時的に担持し用紙Ｔに二次転写するためのものであり、レーザ走査ユニット３４は後述の感光体ドラム（像担持体）３２に形成すべき画像の画像情報に応じて変調されたレーザビームを照射するためのものである。
各画像形成ユニット２６〜２９は、感光体ドラム３２と、感光体ドラム３２の周面に対向して配設された帯電部３３と、帯電部３３から見て感光体ドラム３２の回転方向下流側であって感光体ドラム３２の周面に対向して配設された現像部３５と、現像部３５から見て感光体ドラム３２の回転方向下流側であって感光体ドラム３２の周面に対向して配設されたクリーニング部３６とを備えている。なお、レーザ走査ユニット３４によって照射される感光体ドラム３２の周面上の位置は、帯電部３３と対向する感光体ドラム３２の周面上の位置から見て感光体ドラム３２の回転方向下流側であって現像部３５と対向する感光体ドラム３２の周面上の位置から見て感光体ドラム３２の回転方向上流側に位置する。

なお、各画像形成ユニット２６〜２９の感光体ドラム３２は、図示しない駆動モータにより図１に矢印で示したように反時計回り方向に回転する。また、各画像形成ユニット２６〜２９の現像部３５の各現像装置５１にブラックトナー、イエロートナー、シアントナー及びマゼンタトナーをそれぞれ含む二成分現像剤がそれぞれ収納されている。

中間転写部３０は、画像形成ユニット２６の近傍位置に配設された後ローラ３８と、画像形成ユニット２９の近傍位置に配設された前ローラ３９と、後ローラ３８と前ローラ３９とに跨って配設された中間転写ベルト４０と、各画像形成ユニット２６〜２９の現像部３５から見て感光体ドラム３２の回転方向下流側の位置に中間転写ベルト４０を介して圧接可能に配設された４つの一次転写ローラ４１とを備えている。

中間転写部３０では、各画像形成ユニット２６〜２９の一次転写ローラ４１の位置で、対応するそれぞれの感光体ドラム３２から中間転写ベルト４０上に各色別のトナー画像がそれぞれ重ね合わせて転写されて、最後的にはフルカラーのトナー画像が中間転写ベルト４０上に形成される。なお、中間転写部３０と二次転写部２３によって転写部８が構成される。
第１の搬送路９や第２の搬送路１０は、給紙カセット５やスタックトレイ６から繰り出されてきた用紙Ｔを二次転写部２３側に搬送するものであり、装置本体２内で所定の位置に配設された複数の搬送ローラ対４３と、二次転写部２３の手前に配設され、画像形成部７における画像形成動作と用紙Ｔの搬送動作とのタイミングを取るためのレジストローラ対２２とを備えている。

定着ユニット１４は、画像形成部７でトナー画像が転写された用紙Ｔを加熱及び加圧することにより、用紙Ｔに二次転写された未定着トナー画像を用紙Ｔに定着させる処理を行うものである。定着ユニット１４は、例えば加圧ローラ（加圧回転体）４４と定着ローラ４５（定着回転体）からなるローラ対を備え、このうち加圧ローラ４４が例えば金属製の芯材と弾性体の表層（例えば、シリコンゴム）及び離型層（例えば、ＰＦＡ）を有するものであり、定着ローラ４５が金属製の芯材と弾性体の表層（例えば、シリコンスポンジ）を有するものである。また、定着ローラ４５に隣接してヒートローラ（加熱部材）４６が設けられており、この円筒形のヒートローラ４６と定着ローラ４５には加熱ベルト（加熱部材）４８が掛け回されている。なお、定着ユニット１４の詳細な構造についてはさらに後述する。

用紙Ｔの搬送方向でみて、定着ユニット１４の上流側及び下流側にはそれぞれ搬送路４７，４７が設けられており、二次転写部２３を通って搬送されてきた用紙Ｔは上流側の搬送路４７を通じて加圧ローラ４４と定着ローラ４５との間の定着ニップに導入される。そして、定着ニップを通過した用紙Ｔは下流側の搬送路４７を通じて第３の搬送路１１に案内される。

第３の搬送路１１は、定着ユニット１４で定着処理の行われた用紙Ｔを排出トレイ３に搬送するためのものである。このため第３の搬送路１１には、適切な位置に搬送ローラ対４９が配設されるとともに、その出口には上記の排出ローラ対２４が配設されている。
〔定着ユニットの詳細〕
次に、本実施形態の画像形成装置１に適用された定着ユニット１４の詳細について説明する。

図２は、定着ユニット１４の構造例を示す横断面図である。なお、図２では、装置本体２に実装した状態から向きを約９０°反時計回りに回転させた定着ユニット１４を示している。したがって、図１中でみて下方から上方への用紙搬送方向は、図２でみると右方から左方となる。なお、装置本体２がより大型（複合機等）である場合、図２に示される向きで定着ユニット１４が装置本体２に装着されることもある。また、この他の定着ユニット１４の装置本体２における配置として、図２に示される定着ユニット１４の装置本体２における姿勢から左右いずれかに傾斜した姿勢で定着ユニット１４が装置本体２内に配置される場合もある。

本実施例の定着ユニット１４は、上記のように加圧ローラ４４、定着ローラ４５、ヒートローラ４６及び加熱ベルト４８を備えている。加圧ローラ４４は、例えば金属製（例えば、ＳＵＳ）の芯金上に厚み２〜５ｍｍ程度のシリコンゴム層を形成し、さらにその表層に離型層（例えばＰＦＡ）を積層した直径５０ｍｍ程度のローラである。定着ローラ４５は、例えば金属製（例えば、ＳＵＳ）の芯金上に厚み５〜１０ｍｍ程度のシリコンゴムスポンジ層を積層して直径４５ｍｍ程度のローラである。

また、ヒートローラ４６は、例えば直径３０ｍｍ程度、厚み０．２〜１．０ｍｍ程度の磁性金属（例えば、Ｆｅ）で形成された芯金と、その表面に形成された離型層（例えば、ＰＦＡ）とを有し、図示しない軸の回転駆動に伴って回転する。
さらに、加熱ベルト４８は、厚みが例えば３５μｍ（１μｍ＝１×１０^−６ｍ）の強磁性材料（例えばＮｉ電鋳基材）で形成された基材と、その表層に形成された厚み２００〜５００μｍ程度の薄膜の弾性層（例えば、シリコンゴム）と、その外面に形成された離型層（例えば、ＰＦＡ）とを有する。加熱ベルト４８は発熱温度が例えば１５０〜２００℃の範囲に調整される直径６５ｍｍ程度の無端状のベルトである。なお、加熱ベルト４８に発熱機能を持たせない場合は、加熱ベルト４８はＰＩ（ポリイミド）等の樹脂製ベルトで構成されていてもよい。

上記のように定着ローラ４５が表層にシリコンゴムスポンジの弾性層を有することから、加熱ベルト４８と加圧ローラ４４との間にはフラットニップが形成される。なお、加圧ローラ４４は中空円筒状であり、その内部空間には、ハロゲンヒータ４４ａが設けられている。
この他に定着ユニット１４は、ヒートローラ４６及び加熱ベルト４８の外側にＩＨコイルユニット５０を備えている（図１には示されていない）。ＩＨコイルユニット５０は、誘導加熱コイル５２やコア部を有する。なお、コア部には、詳しくは、複数のアーチコア５４、一対のサイドコア５６及びセンタコア５８が含まれる。

〔コイル〕
図２の例では、ＩＨコイルユニット５０と対向したヒートローラ４６及び加熱ベルト４８の断面視で円弧状の部分で誘導加熱を行うため、誘導加熱コイル（コイル）５２はヒートローラ４６の円弧状の外面に沿う断面視で仮想的な円弧面上に配置されている。実際には、ヒートローラ４６及び加熱ベルト４８の外側に、コイルボビン（コイル保持部）５３が配置されており、コイルボビン５３上に誘導加熱コイル５２が巻線状に配置される構成である。コイルボビン５３は、ヒートローラ４６の外面に沿う断面視で半円筒形状の部分を有して成形されている。なお、コイルボビン５３の材質は、耐熱性樹脂（例えばＰＰＳ：ポリフェニレンサルファイド樹脂、ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート樹脂、ＬＣＰ：液晶ポリマー樹脂）であることが好ましく、また、コイル５２のコイルボビン５３への固定は、例えば耐熱性接着剤（例えばシリコン系接着剤）を用いて行う。

〔コア部〕
図２に示すようにセンタコア５８はＩＨコイルユニット５０の中央に位置し、その両側で対をなすように上記のアーチコア５４及びサイドコア５６が配置されている。このうちアーチコア５４は、センタコア５８を挟んで対称な形状を有し、その断面形状がアーチ形のフェライト製コアであり、各アーチコア５４は例えば後述のコア固定部材７０（図４参照）の長手方向に交差する方向、つまり、用紙Ｔの搬送方向に上面視で細長い形状を有し、誘導加熱コイル５２が配置された領域の外側を覆う。

また、アーチコア５４は、後述のアーチコアホルダ７２の長手方向に間隔をおいて複数箇所に配置されている（図４）。なお、図４は図２に示したアーチコアホルダの平面図である。本実施形態では、アーチコア５４の用紙幅方向の幅は１０ｍｍ程度としている。また、アーチコア５４の用紙幅方向の配置密度は、高ければ高いほど磁界の誘導性能がよいが、ある程度アーチコア５４の配置密度を減らしても磁界の誘導性能の低下は少ないので、充分な性能を発揮できる範囲で高いコストパフォーマンスが得られるようにアーチコア５４の配置密度を設定することが好ましい。また、軸方向の加熱ベルト４８の温度分布を調整する場合、アーチコア５４の配置密度を調整することで対応することが可能である。本実施形態では、例えばアーチコア５４の配置密度はアーチコア５４が占める領域がアーチコア５４を配置可能な領域全体の１／２〜１／３程度となるように設定している。さらに、加熱ベルト４８の長手方向の両端部でのアーチコア５４の配置密度を中央付近よりも高めに設定することで、加熱ベルト４８の長手方向の端部領域での温度低下の改善も行っている。

一方、両側のサイドコア５６は、ブロック形状に成形されたフェライト製のコアであり、本実施形態では、各アーチコア５４の一端（図２では下端）に後述のように接着剤を用いずに連結し、同じく接着剤を用いることなくコイルボビン５３上に配置される。サイドコア５６もまた、アーチコア５４と同様に、誘導加熱コイル５２が配置された領域の外側を覆っている。

サイドコア５６は、複数に分割されており、その１つの用紙幅方向の長さは３０〜６０ｍｍ程度の長さであり、複数のサイドコア５６が加熱ベルト４８の長手方向に間隔をあけずに連続して配置されている（図３）。なお、図３は図２に示したＩＨコイルユニットからシールドカバー及びアーチコアホルダを外した状態の平面図である。サイドコア５６を配置する範囲の全長は誘導加熱コイル５２が配置された領域の長さに対応している。このようにサイドコア５６を連続的に複数配置することで、アーチコア５４の配置による温度分布の振れ幅を均す効果がある。なお、これら各コア５４，５６の配置は、例えば誘導加熱コイル５２の磁束密度（磁界強度）分布に合わせて決定されており、アーチコア５４がある程度の間隔をおいて配置されている分、その抜けた箇所でサイドコア５６が磁束の集束効果を補い、加熱ベルト４８の長手方向での磁束密度分布（温度分布）を均している。

アーチコア５４及びサイドコア５６の外側（アーチコア５４及びサイドコア５６に関して誘導加熱コイル５２の反対側）には、金属製（例えばアルミニウム）のシールドカバー８２が設けられており（図２，５）、後述の如く、シールドカバー８２によってアーチコア５４及びサイドコア５６がコイルボビン５３に支持される構造である。
センタコア５８は、例えばその断面形状が四角のフェライト製コアであり、本実施形態では、各アーチコア５４（図２ではその中央部分）に後述の如く接着剤を用いることなく連結し、同じく接着剤を用いずにコイルボビン５３上に配置される。なお、センタコア５８はアーチコア５４と一体形成されていてもよい。

なお、図２の例では、ヒートローラ４６の内側にサーミスタ６２が設置されている。サーミスタ６２は、ヒートローラ４６の特に誘導加熱による発熱量の大きい箇所の内側に配置される。また、より実用的には、非接触タイプのセンサをＩＨコイルユニット５０の下方に配置して、加熱ベルト４８の外面温度を検出することもできる。

〔コア固定部材〕
上述のように、本実施形態では、コイルボビン５３に対してアーチコア５４、サイドコア５６、及びセンタコア５８を固定する際に接着剤を用いておらず、アーチコア５４、サイドコア５６、及びセンタコア５８は、コア固定部材７０とコイルボビン（コイル保持部）５３との締結によってコイルボビン５３に押圧固定される。

詳しくは、本実施形態のコイルボビン５３は、図２に示されるように、断面視で半円筒形状に成形されたコイル支持部５３ａを備えており、コイル支持部５３ａの上面に誘導加熱コイル５２が配置され、誘導加熱コイル５２が配置されている位置の内側のコイル支持部５３ａの上面にはセンタコア支持部５３ｃ，５３ｃが立設されている（図３）。各センタコア支持部５３ｃは、コイルボビン５３の長手方向（用紙幅方向）に延び、その間にセンタコア５８を狭持してセンタコア５８の位置決めを行う。なお、本実施形態のセンタコア５８は、ヒートローラ４６及び加熱ベルト４８の長手方向の発熱分布のむら、より具体的には加熱ベルト４８の端部付近の温度の低下を防止すべく複数個に分割され、最小サイズの用紙Ｔの通紙領域の外側の領域に分割されたセンタコア５８のそれぞれが配置されている。なお、通紙領域とは定着ニップにおいて該当する大きさの用紙Ｔが通過しうる領域のことである。

また、上記用紙Ｔの搬送方向でみてコイル支持部５３ａの上流側及び下流側には、サイドコア支持部５３ｓ，５３ｓが形成されている。各サイドコア支持部５３ｓもまたコイルボビン５３の長手方向（用紙幅方向）に延び、サイドコア５６を載置する。各サイドコア支持部５３ｓの適切な位置には、後述のアーチコアホルダ７２との連結に利用されるビス孔５３ｈが穿設されている（図３）。

さらに、図３に示されるように、各サイドコア支持部５３ｓには連結部５３ｒがそれぞれ連なる。各連結部５３ｒの適切な位置にもビス孔５３Ｈが穿設され、ビス孔５３Ｈは連結部５３ｒと後述のシールドカバー８２との連結に利用される。
そして、本実施例のコア固定部材７０としてはアーチコアホルダ７２及びシールドカバー８２が含まれる。

図４に示されるように、このアーチコアホルダ７２はアーチコア支持部７２ａを有する。アーチコア支持部７２ａは、上記用紙Ｔの搬送方向に延びた各アーチコア５４と同様にセンタコア５８を挟んで対称な形状を有しその断面形状がアーチ形である。アーチコア支持部７２ａはアーチコア５４の左右及び下側をそれぞれ狭持し、その一端（図２では下端）がサイドコア５６の上面に対峙する。なお、各アーチコア支持部７２ａの一端は、コイルボビン５３の長手方向（用紙幅方向）に延びて連結部７２ｒに連なり、連結部７２ｒには、上記コイルボビン５３（サイドコア支持部５３ｓ）のビス孔５３ｈに対峙するビス孔７２ｈが穿設される。

図５は図２に示したシールドカバーの平面図である。図５に示すようにシールドカバー８２は、コイルボビン５３の連結部５３ｒに当接する連結部８２ｒを備え、連結部８２ｒには、上記コイルボビン５３のビス孔５３Ｈに対峙するビス孔８２Ｈが穿設されている。そして、シールドカバー８２は、連結部５３ｒやコイルボビン５３の長手方向を覆う大きさで構成され、ＩＨコイルユニット５０で生じた磁束がＩＨコイルユニット５０の外部に漏れないように遮蔽する。なお、このシールドカバー８２の適切な位置には通風孔８２ａが形成され、図示しないファンからの冷却風が通風孔８２ａからコイル５２に向けて送られることにより、コイル５２を冷却できる。

一方、図２及び図５に示すようにシールドカバー８２の内面において、上記用紙Ｔの搬送方向でみた上流側の通風孔８２ａと下流側の通風孔８２ａと間には凸部８２ｔが形成されている。詳しくは、この凸部８２ｔは、アーチコア５４のアーチの頂上付近（センタコア５８の位置に相当）に向けて突出し、シールドカバー８２の長手方向（用紙幅方向）に向けて延びており、アーチコア５４の固定に利用される。

ところで、本実施形態では、図２に示すようにサイドコア５６とアーチコア５４やアーチコアホルダ７２との間、センタコア５８とアーチコア５４との間、並びに、アーチコア５４とシールドカバー８２との間には、弾性部材６８ｓ，６８ｃ，６８ａがそれぞれ介挿されている。
具体的には、まず、弾性部材６８ｓは、サイドコア５６とアーチコア５４やアーチコアホルダ７２との間に配置され（計２個）、コイルボビン５３に対するサイドコア５６の押圧固定に用いられる。

より詳しくは、各弾性部材６８ｓは、図３に示されるように、連続配置されたサイドコア５６の全長よりも長く形成され、その長手方向両端には、上記コイルボビン５３のビス孔５３ｈに対峙するビス孔６８ｈが穿設されている。
次に、弾性部材６８ｃは、センタコア５８とアーチコア５４との間に配置される（計２個）。各弾性部材６８ｃは、最小サイズの用紙Ｔの通紙領域の外側の領域に分割して配置されたセンタコア５８の合計の長さに相当する長さを有し、コイルボビン５３に対するセンタコア５８の押圧固定に用いられる。

また、弾性部材６８ａは、アーチコア５４とシールドカバー８２との間に配置され（計１個）、図４に示される如く、アーチコアホルダ７２の長手方向に配置された各アーチコア５４の総てを跨ぐ長さを有し、シールドカバー８２の凸部８２ｔからの押圧によって、コイルボビン５３に対するアーチコア５４の押圧固定に用いられる。

弾性部材６８ｓ，６８ｃ，６８ａには、１ｍｍ程度の厚みを有した例えば耐熱性のシリコンゴムやフェルト材が用いられ、押圧されることによって０．２〜０．５ｍｍ程度潰れることが想定されている。なお、この潰し量は、後述のビス９１及びナット９２の係合長さで管理することも可能である。
図２を参照して本実施形態のＩＨコイルユニット５０の組み立てを説明する。本実施形態のＩＨコイルユニット５０の組み立ては、サイドコア５６及びセンタコア５８をコイルボビン５３にセットした後、弾性部材６８ｓをサイドコア５６の上に、弾性部材６８ｃをセンタコア５８の上にそれぞれ載せる。

続いて、その上方からアーチコアホルダ７２を被せ、ビス孔５３ｈ，６８ｈ，７２ｈに図示しないビスを通してナットで共締めする。これにより、アーチコアホルダ７２は、その一端（図２では下端）が弾性部材６８ｓを介してサイドコア５６をコイルボビン５３に向けて押圧するとともに、アーチの頂上部分が弾性部材６８ｃを介してセンタコア５８をコイルボビン５３に向けて押圧するので、サイドコア５６及びセンタコア５８はコイルボビン５３に押圧固定される。

次に、アーチコア５４をアーチコアホルダ７２にセットした後、弾性部材６８ａをアーチコア５４のアーチ頂上部分に載せ、その上方からシールドカバー８２を被せ、ビス孔５３Ｈ，８２Ｈにビス９１を通してナット９２で共締めする。これにより、シールドカバー８２は、その凸部８２ｔが弾性部材６８ａを介してアーチコア５４をコイルボビン５３に向けて押圧するため、アーチコア５４はコイルボビン５３に押圧固定される。

しかも、このビス９１及びナット９２によるシールドカバー８２とコイルボビン５３との締結によって、凸部８２ｔからの押圧力はアーチコア５４やアーチコアホルダ７２に伝わると同時に、アーチコアホルダ７２、弾性部材６８ｓ及び弾性部材６８ｃを介して、サイドコア５６やセンタコア５８にも伝わることになる。

〔定着ユニットの他の構造例〕
ところで、上記実施形態では、加熱ベルト４８の内側に、定着ローラ４５やヒートローラ４６を配置する２軸型の例で説明したが、本発明は、図６に示す１軸型にも適用可能である。
詳しくは、上記実施形態と同一の機能を奏する構成については同一の符号を付してその説明を省略すると、図６の構造例では、断熱性のある弾性層を有した定着ローラ（加熱部材）４５の外周面には、加熱ベルト（加熱部材）４８が定着ローラ４５の全周に亘って巻かれており、ベルト４８の熱容量を小さくでき、ウォームアップタイムがより短縮可能になる。なお、これら各構造例の他、本発明は外包ＩＨ方式の種々の定着ユニットにも適用可能である。

以上のように、各実施形態によれば、ヒートローラ４６（或いは定着ローラ４５）及び加熱ベルト４８がその外面に沿って配置されたコイル５２の磁束で誘導加熱され、トナー画像の加熱溶融を行う方式（外包ＩＨ）を採用する。詳しくは、コイルボビン５３の他、アーチコア５４及びサイドコア５６も同じくヒートローラ４６等の外面に沿って配置され、コイル５２で発生した磁束を導く磁路を形成し、磁束は各コア５４，５６に導かれてヒートローラ４６等の磁気誘導加熱を行う。

ここで、サイドコア５６及びセンタコア５８は、弾性部材６８ａ，６８ｓを介してコア固定部材７０でコイルボビン５３に向けて押圧されており、コア固定部材７０をコイルボビン５３に締結することによって、弾性部材６８ａ，６８ｓでアーチコア５４及びセンタコア５８をコイルボビン５３に押圧固定する。
これにより、アーチコア５４及びセンタコア５８の寸法バラツキやびびり音を弾性部材６８ａ，６８ｓで吸収しつつ、アーチコア５４及びセンタコア５８をコイルボビン５３に固定できるため、従来の如くの各コアのコイルボビン５３への固定には接着剤が不要になり、定着ユニット１４の製造の効率化を達成できる。

また、コア用固定部材７０の一態様としてアーチコアホルダ７２を採用し、アーチコアホルダ７２でサイドコア５６をコイルボビン５３に向けて押圧すれば、既存の構造でサイドコア５６の固定が可能になる。
さらに、アーチコアホルダ７２をコイルボビン５３に締結することにより、弾性部材６８ｓを介してサイドコア５６をコイルボビン５３に押圧固定でき、サイドコア５６は、接着剤を用いることなくコイルボビン５３に確実に固定される。

さらにまた、アーチコアホルダ７２でセンタコア５８をコイルボビン５３に向けて押圧すれば、既存の構造でセンタコア５８の固定が可能になる。
また、アーチコアホルダ７２をコイルボビン５３に締結することにより、弾性部材６８ｃを介してセンタコア５８をコイルボビン５３に押圧固定でき、センタコア５８の寸法バラツキ等を吸収しつつ、センタコア５８は、接着剤を用いることなくコイルボビン５３に確実に固定される。

さらに、コア用固定部材７０の一態様としてシールドカバー８２を採用し、シールドカバー８２でアーチコア５４をコイルボビン５３に向けて押圧すれば、既存の構造でアーチコア５４の固定が可能になる。
また、シールドカバー８２をコイルボビン５３に締結することにより、弾性部材６８ａを介してアーチコア５４をコイルボビン５３に押圧固定でき、アーチコア５４は、接着剤を用いることなくコイルボビン５３に確実に固定できる。

しかも、シールドカバー８２はアーチコア５４の外側に配置されるため、シールドカバー８２とコイルボビン５３との締結によって、サイドコア５６やセンタコア５８については、コイルボビン５３により一層確実に固定される。
さらに、ビス９１とナット９２でシールドカバー８２やアーチコアホルダ７２とコイルボビン５３とを締結しており、簡易な構造で、かつ、シールドカバー８２やアーチコアホルダ７２とコイルボビン５３との締結にも接着剤が不要になる。

さらにまた、各コア５４，５６，５８の寸法バラツキは弾性部材６８ａ，６８ｓ，６８ｃで吸収されており、発熱性能を満たして良好なトナー画像を形成できることから、画像形成装置１の信頼性が向上する。
本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施可能である。例えばコア部の構成について云えば、回転若しくは固定のセンタコアにも適用可能である。

さらに、上記実施例では、アーチコアホルダ７２をコイルボビン５３に組み付けた後に、シールドカバー８２を改めてコイルボビン５３に組み付けている。
しかしながら、アーチコアホルダ７２とシールドカバー８２を一緒にコイルボビン５３に共締めしてもよい。つまり、サイドコア５６やセンタコア５８もまた、アーチコア５４と同様に、シールドカバー８２とコイルボビン５３との締結により、コイルボビン５３に押圧固定されてもよい。

さらにまた、シールドカバー８２やアーチコアホルダ７２とコイルボビン５３との締結には、上記ビス９１及びナット９２に替えて、スナップフィットを用いてもよい。弾性を利用した凹凸の嵌合によるスナップフィットを用いても、簡易な構造で済み、かつ、シールドカバー８２やアーチコアホルダ７２とコイルボビン５３との締結にも接着剤が不要になるからである。

また、本実施例では画像形成装置としてプリンタに具現化した例を示しているものの、本発明の画像形成装置は、複合機、複写機やファクシミリ等にも当然に適用可能である。
そして、これらいずれの場合にも上記と同様に、コア部に対する接着剤の固定箇所をなくすことができるとの効果を奏する。

１ プリンタ（画像形成装置）
７ 画像形成部
１４ 定着ユニット（定着装置）
４６ ヒートローラ（加熱部材）
５０ ＩＨコイルユニット
５２ 誘導加熱コイル（コイル）
５３ コイルボビン（コイル保持部）
５４ アーチコア（コア部）
５６ サイドコア（コア部）
５８ センタコア（コア部）
６８ａ 弾性部材
６８ｓ 弾性部材
６８ｃ 弾性部材
７０ コア固定部材
７２ アーチコアホルダ
８２ シールドカバー
９１ ビス
９２ ナット

Claims (9)

1. 記録媒体に画像を定着するための定着装置であって、
   加熱部材の外面に沿って配置され、前記加熱部材を誘導加熱するための磁界を発生させるコイル、及び、前記コイルを載置するコイル保持部と、
   前記コイルを挟んで前記加熱部材の反対側に配置されており、前記コイルの外側を覆い、前記記録媒体の幅方向に間隔をおいて複数箇所に配置されるアーチコア、及び、前記アーチコアと前記コイル保持部との間において前記コイルの外側を覆うサイドコアを備え、前記コイルの周囲にて磁路を形成するコア部と、
   弾性部材を介して前記コア部を前記コイル保持部に向けて押圧するコア固定部材とを具備し、
   前記コア部は、前記コア固定部材と前記コイル保持部との締結により、前記コイル保持部に押圧固定されることを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置であって、
   前記コア固定部材は、前記コイルの外側に配置されて前記アーチコアを保持し、前記サイドコアを前記コイル保持部に向けて押圧するアーチコアホルダであることを特徴とする定着装置。
3. 請求項２に記載の定着装置であって、
   前記サイドコアは、前記アーチコアホルダと前記コイル保持部との締結により、前記コイル保持部に押圧固定されることを特徴とする定着装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の定着装置であって、
   前記コア部は、前記アーチコアと前記加熱部材との間に介挿され、前記アーチコア及び前記サイドコアとともに磁路を形成するセンタコアを備え、
   前記コア固定部材は、前記コイルの外側に配置されて前記アーチコアを保持し、前記センタコアを前記コイル保持部に向けて押圧するアーチコアホルダであることを特徴とする定着装置。
5. 請求項４に記載の定着装置であって、
   前記センタコアは、前記アーチコアホルダと前記コイル保持部との締結により、前記コイル保持部に押圧固定されることを特徴とする定着装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の定着装置であって、
   前記コア固定部材は、前記アーチコアの外側に配置され、前記アーチコアを前記コイル保持部に向けて押圧するシールドカバーであり、
   前記アーチコアは、前記シールドカバーと前記コイル保持部との締結により、前記コイル保持部に押圧固定されることを特徴とする定着装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の定着装置であって、
   前記コア固定部材と前記コイル保持部との締結は、ビスとナットを用いて行われていることを特徴とする定着装置。
8. 請求項１から６のいずれか一項に記載の定着装置であって、
   前記コア固定部材と前記コイル保持部との締結は、弾性を利用した凹凸の嵌合によるスナップフィットを用いて行われていることを特徴とする定着装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の定着装置を画像形成装置に搭載し、これを用いて画像形成部で形成されたトナー画像を前記記録媒体に定着させることを特徴とする画像形成装置。

Images