JP2012185364A - 像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電磁誘導加熱方式の像加熱装置において、通常回転時の温度制御を容易にし、部分的な発熱部材の温度ムラを低減する。
【解決手段】 電磁誘導発熱する回転可能な発熱部材３１ａと、発熱部材とニップ部Ｎを形成する回転可能な加圧部材３２と、磁場発生コイル３３ａを備えていて、発熱部材の外側に対向して配設された磁場発生手段３３と、発熱部材の内側に配設されていて、磁場発生手段によって生じる発熱部材内の誘導磁場の大きさを調整するための磁性体コア３１ｄと、発熱部材の温度を検知する温度検知手段３１ｇと、を有し、ニップ部で画像ｔを担持した記録材Ｐを加熱する像加熱装置であって、温度検知手段３１ｇは、磁場発生コイル３３ａと磁性体コア３１ｄとに挟まれた位置に配置され、温度検知手段３１ｆ、３１ｅが磁性体コア３１ｄを貫通して露出するための欠け部が磁束方向断面において厚みを有する。
【選択図】 図１

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電磁（磁気）誘導加熱方式の像加熱装置に関する。

像加熱装置としては、記録材上の未定着画像を定着する装置、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装置を挙げることができる。

一般に、現像剤として粉状のトナーを用いる画像形成装置において、記録材に形成担持させた未定着のトナー像を定着（加熱）する工程は、像加熱部材と加圧部材との間に記録材を挟みこんでトナー像を加熱して記録材に圧着する方法が広く採用されている。像加熱部材と加圧部材は互いに圧接してニップ部を形成している回転部材である。また、少なくとも像加熱部材は加熱手段により所定の温度に加熱される。像加熱部材を加熱する加熱手段の中でも、電磁誘導加熱方式は、励磁コイルを導電層と対向するように配置し、発生磁界内に存在する導電層に磁束を発生させることにより、導電層に渦電流が生じ発熱するものである。電磁誘導加熱方式によれば、像加熱部材を直接加熱することができ、極めて短い時間で像加熱部材を発熱させることができる。

特許文献１に記載の定着装置は、無張架の状態で支持されたベルト部材と、ベルト部材の内周面に近接して配置されたベルトガイド部材と、ベルト部材に圧接された加圧ローラと、ベルト部材を加熱する電磁誘導加熱装置を備えている。ベルト部材が定着部材であり、加圧ローラが加圧部材である。そして、ベルト部材の内周面、加圧ローラ圧接部の回転方向下流側に、接触するように温度検知手段であるサーミスタが設けられている。

特許文献１では、サーミスタは、コイルと対向する部分の温度、即ち発熱する高温領域の温度を検知する構成ではないため、ベルト温度が異常昇温を生ずるような場合には、レスポンスが低下する問題が生ずる。そのような場合に対してレスポンスを高めるためには、発熱部、即ちコイルに対向している部分の温度を検知する構成が望ましい。そのため、ベルトの内周面でコイルに対向する部分に温度検知部材を設けことが望ましい。

一方、像加熱部材の一例であるベルトのような膜厚が薄い場合には、表皮深さがベルトの導電層の厚みよりも大きくなる。そのため、ベルト内面に向かって磁束が洩れることになる。その洩れた磁束が拡散した状態では、ベルトに磁束が集中しにくく、発熱効率が低下する。そのため、特許文献２に記載されているように、ベルトの内側に磁性体コアを配置し、磁性体コアとベルトの間にサーミスタや感温部を設ける構成がある。

特開２０００−０７５６９９号公報 特開２０００−０７５７００号公報

しかし、発熱効率を高めるためには像加熱部材と磁性体コアとの間隔を小さくする必要がある。そのような構成では、温度検知部材の電気線を像加熱部材と磁性体コアとの間にはい回させて、像加熱部材の内部から外側に出す構成にすると、電気線と像加熱部材とが接触しやすくなる。像加熱部材は回転するために、電気線と像加熱部材との接触頻度が高くなると、電気線と像加熱部材とが磨耗しやすくなり、それぞれの長寿命化を図ることが出来ない。

そのため、磁性体コアの一部に貫通した貫通部を設け、その貫通部を介して電気線を磁性体コアよりも内側の空間にはい回すことで、電気線と像加熱部材との接触頻度を小さくできる。

しかし、電気線は磁性体コアを斜めに横切るような構成にする場合には、図７に示すように電気線が通る領域全てを貫通するような貫通部にすると、貫通部の像加熱部材側の開口部が大きくなることによる磁束ムラが生ずる。それを避けるために、貫通部は像加熱部材における発熱の影響が小さいところに配置するといった配置領域の制限が生じ、設計の自由度が低下してしまう。

そのため、貫通部の配置の制限を受けないために、磁束ムラを小さくできるような貫通部が要望される。

そこで、本発明は、磁束を生ずるコイルと、磁束により発熱する導電層を有し、記録材上の画像を加熱する回転可能な像加熱部材と、像加熱部材の内側に配設されている磁性体コアと、前記コイルに対向する像加熱部材の領域と磁性体コアとに挟まれた領域に配置され、前記像加熱部材の温度を検知する温度検知部と、前記温度検知部の出力に基づきコイルへの通電を制御する制御回路に前記温度検知部を電気的に接続する電気線と、を有し、前記コイルは前記像加熱部材の外側に配置されている像加熱装置において、前記像加熱部材を介して前記コイルと対向する領域内に前記磁性体コアは前記磁性体コアを貫通する貫通部を有し、前記電気線は前記貫通部を通して前記像加熱部材の外部に出されていて、内部側にある貫通部の開口部の法線方向において内部側にある貫通部の開口部と磁性体コアとが重なり合う領域を有するように貫通部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、像加熱部材と像加熱部材の内部に配置された磁性体コアに貫通部を設けた際に、貫通部により生ずる磁束ムラを低減することができる。

実施例１における定着装置の概略構成を示す拡大横断面模式図である。 実施例１における画像形成装置の概略構成を示す縦断面模式図である。 定着ベルトの層構成模型図である。 実施例１における磁性体コアの欠け部形状の断面図である。 ベルト停止時の、ベルトの周方向の温度分布である。 変形例の磁性体コアの欠け部形状の断面図である。 従来の磁性体コアの欠け部形状の断面図である。 従来の磁性体コアの欠け部と本実施例１における磁性体コアの欠け部でベルトの周方向の温度分布を比較したグラフである。

以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。なお、これらの実施例は、本発明における最良の実施携帯の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。

（第１の実施例）
（１）画像形成部図２は本発明に従う像加熱装置である定着装置２０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（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Ｐ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。制御回路を有する制御部１００は、外部ホスト装置２００や画像形成装置の操作部３００と信号の授受をする。また、制御部１００は、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）である。この中間転写ベルト８は、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に対して中間転写ベルト８を介して圧接させてある。中間転写ベルト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〜第４の４つの画像形成部であり、中間転写ベルト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は中間転写ベルト８の内側に配置してあり、中間転写ベルト８の下行き側ベルト部分を介して対応するドラム２に対して圧接させてある。各ドラム２と中間転写ベルト８との当接部が一次転写部である。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〜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作像プロセスについて説明する。画像入力信号が入力されると、ドラム２が回転する。その後、ドラム２は１次帯電器３により帯電される。レーザ露光装置７が帯電されたドラム２に像露光することで、ドラム２上に静電潜像が形成される。ドラム２上に形成された静電潜像は現像装置４により現像され、ドラム２上にトナー像が形成される。この作像プロセスは、それぞれの画像形成部で行われる。各画像形成部に形成された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中間転写ベルト８の外面に対して順次に重畳転写される。これにより、中間転写ベルト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、回転する中間転写ベルト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、中間転写ベルト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、中間転写ベルト８の面から分離され、縦ガイド１９に案内されて、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中間転写ベルト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く。そして、後端部が排紙ローラ２２を通過する直前時点で排紙ローラ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、定着装置又はこれを構成している部材について長手方向とは記録材搬送路面内において記録材搬送方向に直交する方向に平行な方向である。この長手方向は、後述するベルト部材３１ａの回転軸線方向と実質的に同じである。また上流側と下流側は後述するベルト部材３１ａの回転方向に関して上流側と下流側である。図１は、本実施例における像加熱装置としての定着装置２０の概略構成を示す拡大横断面模式図である。この定着装置２０は、装置枠体（不図示）の対向側板間に長手方向両端部を保持させて互いに並行に、像加熱部材であるベルト部材３１ａを有するベルトアセンブリ３１が配置されている。回転可能な加圧部材としての弾性を有する加圧部材としての加圧ローラ３２を有する。また、コイル３３ａを有する磁場発生手段としてのコイルユニット３３が配設されている。ベルト部材３１ａと加圧ローラ３２は圧接し、両者間に記録材搬送方向において所定幅のニップ部Ｎが形成されている。コイルユニット３３はベルト部材３１ａの外部に配置され、所定の隙間をあけて非接触に対向させて配設されている。

ａ）ベルトアセンブリ３１
ベルトアセンブリ３１は、回転可能な像加熱部材としての、円筒状で可撓性を有するベルト部材３１ａを有する。ベルト部材３１ａはコイルユニット３３から発生される磁界（磁束）が存在する領域を通過したときに電磁誘導発熱する導電層を有する。ベルト部材３１ａは、導電層で発熱した熱により、記録材上のトナー像を加熱する。また、ベルト部材３１ａの内側（発熱部材内）に配設された、ニップＮを形成する加圧パッド４１及び加圧パッド４１を保持する耐熱性・剛性を有する加圧パッドホルダ４２を有する（以下ホルダと略記する）。また、ホルダ４２の上部で、かつベルト部材３１ａ内側に配設された横断面コ字型の金属製の剛性加圧ステー３１ｃ（以下、ステーと略記する）を有する。また、ステー３１ｃの外側かつベルト部材３１ａ内側で、ステー３１ｃを覆うように配設された、磁気遮蔽部材としての、磁性体コア（磁気遮蔽コア）３１ｄを有する。図３は本実施例におけるベルト部材３１ａの層構成模型図である。このベルト部材３１ａは、円筒状の基層ａと、この基層ａの内周面に設けた内面層ｂと、基層ａの外周面に順次に積層して設けた弾性層ｃ及び離型層ｄ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ａは電磁誘導発熱する磁性部材の層である。即ち導電層（導電部材）であり、コイルユニット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ａ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ａ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ｂ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ｂ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ｃ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ｄ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１０〜１００μｍ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。ホルダ４２はベルト部材３１ａのバックアップと回転案内も兼ねる部材であり、ベルト部材３１ａはこのホルダ４２にルーズに外嵌している。ホルダ４２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、ホルダ４２の厚みは３ｍｍのものである。ステー３１ｃは、ホルダ４２及び加圧パッド４１の加圧と磁性体コア３１ｄの支持を担う部材である。ステー３１ｃ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、ホルダ４２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３１ｃを構成している。本実施例では、ベルト部材３１ａの回転軸線方向と直交する平面におけるステー３１ｃの断面はコの字形状となっており、ステー３１ｃの内部は空洞となっている。磁性体コア３１ｄは、ベルト部材３１ａの内側にあってコイルユニット３３と対向しており、コイルユニット３３によって生じるベルト部材３１ａ内（発熱部材内）への磁束をより集中させる役割を有する。また、磁性体コア３１ｄは、金属材であるステー（金属ステー）３１ｃの外面を覆うことで、該ステー３１ｃへの磁束を遮断し、ステー３１ｃ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３１ｄは高透磁率かつ低損失のものを用いる。磁性体コア３１ｄは磁気回路の効率を上げるためと、ステー３１ｃ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。本実施例においては、磁性体コア３１ｄの寸法は、図４に示される厚さＬ１＝２ｍｍ、Ｌ２＝１ｍｍ、Ｌ３＝３ｍｍ、Ｌ４＝３ｍｍとしている。

ベルト３１ａの内側には、ベルト部材３１ａの温度制御のためにベルト温度を検知する第１の温度検知部材としてのサーミスタ３１ｅが配設されている。このサーミスタ３１ｅは、基部をホルダ４２或いはステー３１ｃの支持部３７に固定させた弾性部材３１ｆの先端部に保持させて温度検知部をベルト部材３１ａの内面に弾性部材３１ｆ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３１ｅは、画像形成領域内に対応するベルト部分であって、ベルト部材３１ａのコイルユニット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。なお、本実施例では、発熱量が最も高い部分にサーミスタ３１ｅを配置したが、必ずしも最も高い部分に配置する必要はなく、比較的温度の高い部分に配置することが望ましい。そのためには、少なくともベルト部材３１ａを介してコイル３３ａと対向する領域であって、磁性体コア３１ｄとベルト部材３１ａとに挟まれた空間に配置する必要がある。サーミスタ３１ｅから出力される温度に関する電気的検知情報（検出温度情報）がＡ／Ｄコンバータ１００ａを介して制御部１００へ入力される。制御部１００はサーミスタ３１ｅからの検出温度情報に基づいてベルト温度を予め設定された目標温度（像加熱温度）に維持するように電磁誘導加熱駆動回路（高周波コンバーター）１００ｂを制御する。即ち、ＡＣ電源１００ｃからコイルユニット３３の励磁コイル３３ａに対する供給電力を制御する。また、このサーミスタ３１ｅをベルト部材３１ａの異常温度検知手段として使用する場合は、制御部１００は次のような制御を行う。即ち、サーミスタ３１ｅが予め設定された温度に所定の連続する時間以上達している場合に、ＡＣ電源１００ｃから励磁コイル３３ａへの電力供給を遮断するように制御する。即ち、この場合には、制御部がＡＣ電源１００ｃから励磁コイル３３ａへの電力供給を遮断する遮断部の役割を有する構成である。また、ベルト３１ａの内側には、ベルト温度を検知する第２の温度検知部材（感温部材）としてのサーモスイッチ３１ｇが配設されている。このサーモスイッチ３１ｇは、ベルト温度を感知するものである。基部をガイド部材３１ｂ或いは磁性体コア３１ｄに固定させた弾性部材３１ｈの先端部に保持させて温度検知部をベルト部材３１ａの内面に弾性部材３１ｈ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３１ｇは、ベルト部材３１ａのコイルユニット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。なお、本実施例では、発熱量が最も高い部分にサーモスイッチ３１ｇを配置したが、必ずしも最も高い部分に配置する必要はなく、比較的温度の高い部分に配置することが望ましい。そのためには、少なくともベルト部材３１ａを介してコイル３３ａと対向する領域であって、磁性体コア３１ｄとベルト部材３１ａとに挟まれた空間に配置する必要がある。サーモスイッチ３１ｇはコイルユニット３３の磁場発生コイル（励磁コイル）３３ａに対する給電線３３ｂに対してサーモスイッチ配線３１ｉを介して直列に接続されている。そして、ベルト部材３１ａの温度が所定の異常温度以上になったことを検知するとＡＣ電源１００ｃからコイル３３ａへの電力供給を遮断する。図４に本実施例のサーモスイッチ３１ｇの斜視図を示す。矢印部が温度検知面３１ｇ−１であり、本実施例ではこの部分３１ｇ−１が８ｍｍの円である。また、サーモスイッチ３１ｇの温度検知面３１ｇ−１の反対面から電気線３１ｇ−２が配設されている。本実施例においては、サーモスイッチ検知面３１ｇ−１が、ベルト部材３１ａの内面の最も温度が高い部分に比べて８０％以上の温度部分に当接していれば適切に動作させることができることがわかった。

ｂ）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３０μｍである。ベルトアセンブリ３１と加圧ローラ３２は、平行に配列され、ホルダ４２の外周方向の略中央部においてベルト部材３１ａを挟ませて、加圧ローラ３２の弾性に抗して所定の押圧力で圧接させている。これにより、ベルトアセンブリ３１と加圧ローラ３２の両者間に記録材搬送方向において所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させている。加圧ローラ３２は、駆動手段（モータ）Ｍにより駆動伝達系（不図示）を介して駆動が伝達されて、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の表面とベルト部材３１ａの表面との摩擦力でベルト部材３１ａに回転力が作用する。これにより、ベルト部材３１ａはその内面が定着ニップ部Ｎにおいてガイド部材３１ｂの下面に密着して摺動しながらガイド部材３１ｂ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。

ｃ）コイルユニット３３
コイルユニット３３は、横断面において、円筒状のベルト部材３１ａの外周面の略半周範囲（略１８０°範囲）に沿うように湾曲している。そして、ベルト部材３１ａに平行にして、ベルト部材３１ａの外面との間に所定の隙間をあけてベルト部材３１ａに対向させた状態にして配設されている。コイルユニット３３は、ベルト部材３１ａの磁性部材である基層ａに誘導電流を発生させる磁場発生コイル３３ａと、磁性体コア３３ｃ（３３ｃ−１・３３ｃ−２・３３ｃ−３）を有する。コイル３３ａは電磁誘導加熱駆動回路１００ｂに接続されていて１０〜２０００［ｋＷ］の高周波電力が供給される。本実施例においては、励磁コイル３３ａは、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おり、被覆には耐熱性のものを使用した。コア３３ｃは、高透磁率かつ低損失のものを用いる。磁性体コア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。本実施例においては、コア３３ｃとして、第１〜第３の並行３本のコア３３ｃ−１・３３ｃ−２・３３ｃ−３を用いている。第１のコア３３ｃ−１はコイルユニット３３の横断面においてベルト部材３１ａの回転方向上流側に位置している。第３のコア３３ｃ−３はコイルユニット３３の横断面においてベルト部材３１ａの回転方向下流側に位置している。第２のコア３３ｃ−２は第１と第３のコア３３ｃ−１及び３３ｃ−３との間を埋めるように中間に位置している。コイル３３ａは、本実施例においては、上記のリッツ線を用いて、第２のコア３３ｃ−２の中央突起部周囲を周回するように８周巻かれて構成されている。３３ａ−１は、コイル３３ａの、第１のコア３３ｃ−１と第２のコア３３ｃ−２突起部との間のコイル束部分（上流側コイル束部分）である。３３ａ−２は、コイル３３ａの、第２のコア３３ｃ−２突起部と第３のコア３３ｃ−３との間のコイル束部分（下流側コイル束部分）である。上流側コイル束部分３３ａ−１のコイルと下流側コイル束部分３３ａ−２のコイルとに流れる電流の向きはベルト長手方向に沿って互いに逆向きとなる。第１、第３の平行２本のコア３３ｃ−１・３３ｃ−３の断面形状の寸法は互いに同じであり、長辺Ｌ５＝１０ｍｍ、短辺Ｌ６＝３ｍｍとしている。

ｄ）定着動作
制御部１００は、画像形成開始信号に基づいて、少なくとも画像形成実行時には、駆動手段である駆動モータＭと電磁誘導加熱駆動回路１００ｂをオンする。駆動モータＭのオンにより加圧ローラ３２が回転駆動され、ベルト部材３１ａが従動して回転する。また、電磁誘導加熱駆動回路１００ｂのオンにより励磁コイル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部材３１ａの基層ａが誘導発熱する。この基層ａの発熱により、回転するベルト部材３１ａが昇温する。そして、ベルト部材３１ａの温度がサーミスタ３１ｅで検知され、検出温度情報がＡ／Ｄコンバータ１００ａを介して制御部１００へ入力する。制御部１００はサーミスタ３１ｅからの検出温度情報に基づいてベルト温度を予め設定された目標温度（像加熱温度）に昇温して維持されるように電磁誘導加熱駆動回路１００ｂを制御する。即ち、ＡＣ電源１００ｃから励磁コイル３３ａに対する供給電力を制御する。上記のようにして、加圧ローラ３２が駆動され、また、ベルト部材３１ａが所定の像加熱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、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部材３１ａ側にして導入される。記録材Ｐは定着ニップ部Ｎにおいてベルト部材３１ａの外周面に密着し、ベルト部材３１ａ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にベルト部材３１ａの熱が付与され、また定着ニップ部Ｎの加圧力を受けて未定着トナー画像ｔが記録材Ｐの表面に熱圧定着される。定着ニップ部Ｎを通った記録材Ｐはベルト部材３１ａの外周面から分離されて定着装置外へ搬送される。

（３）温度検知部の位置
以上のような構成で、ベルト部材３１ａを回転せずに定着装置２０の加熱検討を行った場合、ベルト部材３１ａの周方向の温度分布は図５に示す様になった。本実施例の定着装置２０においては、コイルユニット３３は、ベルトアセンブリ３１の直径約３０ｍｍの円筒状ベルト部材３１ａのほぼ半周面領域（ほぼ１８０°領域）を覆って対向している。図５の横軸のベルト部材３１ａの周方向位置において、Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ、コイルユニット３３の第１のコア３３ｃ−１、第２のコア３３ｃ−２突起部、第３の体コア３３ｃ−２に対応するベルト周方向位置である。位置Ａを０ｍｍ位置としている。位置Ｂは位置Ａからベルト周方向２３．５５ｍｍの位置である。位置Ｃは位置Ａからベルト周方向４７．１ｍｍの位置である。つまり、コイルユニット３３は、ベルト部材３１ａの周方向４７．１ｍｍの部分を覆っている。図５から分かるように、コイルユニット３３側のコア３３ｃ−１、３３ｃ−２突起部、３３ｃ−３に対向する部分のベルト温度は低くなっている。従って、サーミスタ３１ｅを、ベルト部材３１ａのなるべく温度が高いところに配置するためには、コイルユニット３３のコア対向位置でなく、コイル対向位置に配置することが必要であることがわかる。本実施例では、サーミスタ３１ｅの配置について説明する。サーミスタ以外の構成である、例えば、サーモスイッチのような温度検知部材の温度検知部を同様の位置に配置する構成であっても、本発明と同様の効果を得ることができる。即ち、サーモスイッチにより検知される温度が像加熱温度よりも高い温度である予め設定された温度に達すると、制御部１００は異常と判断することで、コイル３３ａへの給電を停止するものである。

（４）コア欠け部の位置及び形状
本例の場合は、ベルト部材３１ａ内のコア３１ｄの上面の部分に貫通部としてのコア欠き部Ｄを作る。

図４にコア欠き部Ｄの拡大図を示す。
コア３１ｄは周方向において欠け部を挟み２つのコアが段重なりで配置され、複数のコアがベルト部材３１ａの回転軸線方向に並べて配置されている。ベルト部材３１ａの回転軸線方向の磁性体コア間の間隔は磁束を集中させるために、約１ｍｍとなっており、磁性体コアが密に配置されている。段重なり部における各磁性体コアの幅は前述の通り、Ｌ１＝２ｍｍ、Ｌ２＝１ｍｍ、Ｌ３＝３ｍｍ、Ｌ４＝３ｍｍとしている。また、図１において、欠け部Ｄのベルト部材３１ａ側の開口部３６、欠け部Ｄの内部側の開口部３５は、本実施例では、円形である。なお、開口部の形状は、円形に限定されるものではなく、四角形等他の形状であっても問題ない。

本実施例では、開口部３５を形成する面の法線方向において、開口部３５とコアとが重なり合う位置関係にある。なお、開口部３５を形成する面の法線方向とは、面の中心点の法線方向である。図６において、法線方向は矢印Ｘである。そして、欠け部Ｄは、法線方向を横切るように斜めにコアを貫通する領域を有し、像担持体側の開口部３６に到達する。本実施例では、法線方向Ｘにおいて、開口部３５と開口部３６とは重なりあう位置関係にない。本実施例のように、弾性部材３１ｆが斜めにコアを横切るような構成であっても、図７のように、弾性部材が通過する領域全面を切り欠くような欠け部を形成するものではない。そのため、欠け部のベルト部材側の開口部３６のコア間の間隔を小さくできことで、発熱効率の低下を小さくしている。

具体的に説明する。磁性体コアの段重なり先端部厚みであるＬ２は本実施例において１ｍｍに設定されるが、それぞれ段重なりにおけるＬ２に対向するＬ５部分における厚みは２ｍｍに設定される。これは段重なりしない領域Ｌ３部において、磁束方向断面厚さが少なくともＬ１と同等以上の厚みを確保するためであり、これにより、磁性体コアの磁束方向における断面厚みは全領域においてＬ１と同等以上の厚みを確保することが可能になる。欠け部の欠け形状を持つことにより、磁束進行方向において磁性体コアが必要厚み以上を確保することができ、磁束の発散を抑えることが可能になる。その結果としてベルト部材３１ａの発熱効率を低下を小さくしてサーミスタを磁性体コア内部からベルト部材３１ａの任意の場所へ欠け部を通して露出させることができる。

また、本実施例では、コアに法線方向に対して傾斜する傾斜面４０を有する構成である。この傾斜面は、開口部３５に対向する傾斜面を示す。図４において、法線と傾斜面のなす角度θは、本実施例では６０°である。このθは、４５°以上９０°未満の構成であることが望ましい。

図７に示すのは段重なり欠け部を採用しない場合のサーミスタ露出用欠け部の拡大図であり、図７におけるＬ６はサーミスタ露出用の欠け部である。従来の方式によれば、Ｌ６は８ｍｍに設定され、その時のベルト部材３１ａ周方向の温度分布と本実施例における段重なり欠け部を用いた時のベルト部材３１ａ周方向の温度分布を比較した図が図８である。図８を見ると、欠け部が段重なりになることで、単純に穴を設けた場合に比べ磁束の発散が抑えられ、発熱効率が向上していることが分かる。

上記の構成では、重なり合うコアの形状を同じ構成にしたものであるが、図６のような構成であっても、欠け部のベルト部材側の開口部３６のコア間の間隔を小さくできことで、発熱効率の低下を小さくすることができる。図６では、コアの内部側の開口部３９の大きさがコアのベルト部材側の開口部３８の大きさよりも大きくしたものである。このような構成であっても、弾性部材３１ｆを斜めにコアを貫通する構成においては、開口部３９の法線方向において開口部３９の一部とコアとが重なり合う関係を有する形状となっている。

具体的には、開口部３９の上方に位置するコアの形状は傾斜形状となっている。この傾斜形状にすることにより、弾性部材３１ｆがコアを横切る構成であっても、弾性部材の弾性変形に対してコアの干渉を小さくすることができる。

以上説明したように、本実施例の構成により、像加熱部材と像加熱部材の内部に配置された磁性体コアに貫通部を設けた際に、貫通部により生ずる磁束ムラを低減することができる。

２０ 像加熱装置
３１ａ 発熱部材
ａ 基層（磁性部材）
３１ｄ 磁性体コア
３１ｅ 温度検知手段（サーミスタ）
３２ 加圧部材
３３ 磁場発生手段
３３ａ 磁場発生コイル
３５，３９ 内部側開口部
３６、３８ ベルト部材側開口部
３７ 支持部
４０ 傾斜部
Ｎ ニップ部
Ｐ 記録材
ｔ トナー像（画像）

Claims (4)

1. 磁束を生ずるコイルと、磁束により発熱する導電層を有し、記録材上の画像を加熱する回転可能な像加熱部材と、像加熱部材の内側に配設されている磁性体コアと、前記コイルに対向する像加熱部材の領域と磁性体コアとに挟まれた領域に配置され、前記像加熱部材の温度を検知する温度検知部と、前記温度検知部の出力に基づきコイルへの通電を制御する制御回路に前記温度検知部を電気的に接続する電気線と、を有し、前記コイルは前記像加熱部材の外側に配置されている像加熱装置において、
   前記像加熱部材を介して前記コイルと対向する領域内に前記磁性体コアは前記磁性体コアを貫通する貫通部を有し、前記電気線は前記貫通部を通して前記像加熱部材の外部に出されていて、内部側にある貫通部の開口部の法線方向において内部側にある貫通部の開口部と磁性体コアとが重なり合う領域を有するように貫通部が設けられていることを特徴とする像加熱装置。
2. 前記貫通部は、前記法線方向に対して斜めの方向に前記磁性体コアを貫通する領域を有することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
3. 前記貫通部の内部側の開口部の大きさは、前記貫通部の像加熱部材の側の開口部の大きさよりも大きいことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の像加熱装置。
4. 温度検知部を弾性的に支持する弾性部材を有し、磁性体コアの内部側に設けられ、弾性部材を支持する支持部と、を有し、前記弾性部材は貫通部を通して配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の像加熱装置。

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