JP3912874B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁（磁気）誘導加熱方式の加熱装置、及び該加熱装置を像加熱装置として備えた電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
便宜上、複写機・プリンタ等の画像形成装置においてトナー画像を被記録材に加熱定着させる像加熱装置（定着装置）を例にして説明する。
【０００３】
画像形成装置において、電子写真プロセス・静電記録プロセス・磁気記録プロセス等の適宜の画像形成プロセス手段部で被記録材（転写材シート・エレクトロファックスシート・静電記録紙・ＯＨＰシート・印刷用紙・フォ一マット紙など）に転写方式あるいは直接方式にて形成担持させた目的の画像情報の未定着画像（トナー画像）を被記録材面に永久固着画像として加熱定着させる定着装置としては熱ローラ方式の装置が広く用いられていた。また近時は、省エネルギー化やウェイトタイムの短縮化等を図るうえで有利なフイルム加熱方式の装置が実用化されている。同様に電磁誘導加熱方式の装置も提案されている。
【０００４】
実開昭５１−１０９７３６号公報には、磁束により定着ローラに電流を誘導させ、ジュール熱によって発熱させる誘導加熱定着装置が開示されている。これは、誘導電流の発生を利用して直接定着ローラを発熱させることにより、ハロゲンランプを熱源として用いた熱ローラ方式の定着装置よりも高効率の定着プロセスを達成している。
【０００５】
しかしながら、磁場発生手段としての励磁コイルによる交番磁束のエネルギーが定着ローラ全体の昇温に使われるため放熱損失が大きく、投入エネルギーに対する定着エネルギーの密度が低く効率が悪いという欠点があった。
【０００６】
そこで、定着に作用するエネルギーを高密度で得るために発熱体である定着ローラに励磁コイルを接近させたり、励磁コイルの交番磁束分布を定着ニップ部近傍に集中させたりして、高効率の定着装置が考案された。
【０００７】
図１３に、励磁コイルの交番磁束分布を定着ニップに集中させて効率を向上させた電磁誘導加熱方式の定着装置の一例の概略構成を示した。
【０００８】
１０は電磁誘導発熱層（導電体層、磁性体層、抵抗体層）を有する、電磁誘導発熱性の回転体としての円筒状の定着フィルムである。
【０００９】
１６は横断面略半円弧状樋型のフィルムガイド部材であり、円筒状定着フィルム１０はこのフィルムガイド部材１６の外側にルーズに外嵌させてある。
【００１０】
１５はフィルムガイド部材１６の内側に配設した磁場発生手段であり、励磁コイル１８とＥ型の磁性コア（芯材）１７とからなる。
【００１１】
３０は弾性加圧ローラであり、定着フィルム１０を挟ませてフィルムガイド部材１６の下面と所定の圧接力をもって所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させて相互圧接させてある。上記磁場発生手段１５の磁性コア１７は定着ニップ部Ｎと対応した位置に配設してある。加圧ローラ３０は駆動手段Ｍにより矢示の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ３０の回転駆動による該加圧ローラ３０と定着フィルム１０の外面との摩擦力で定着フィルム１０に回転力が作用して、該定着フィルム１０がその内面を定着ニップ部Ｎにおいてフィルムガイド部材１６の下面に密着させて摺動しながら矢示の時計方向に加圧ローラ３０の回転周速度にほぼ対応した周速度をもってフィルムガイド部材１６の外回りを回転駆動せられる（加圧ローラ駆動方式）。
【００１２】
フィルムガイド部材１６は、定着ニップ部Ｎへの加圧、磁場発生手段１５としての励磁コイル１８と磁性コア１７の支持、定着フィルム１０の支持、該フィルム１０の回転時の搬送安定性を図る役目をする。このフィルムガイド部材１６は磁束の通過を妨げない絶縁性の部材であり、高い荷重に耐えられる材料が用いられる。
【００１３】
定着ニップ部Ｎの温度は、加圧ローラ３０に当接させた温度検知手段２６によって検知され、これに基づいて励磁コイル１８に対する電流供給が制御されることで所定の温度が維持されるように温調される。
【００１４】
而して、加圧ローラ３０が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム１０がフィルムガイド部材１６の外回りを回転し、励磁回路から励磁コイル１８への給電により上記のように定着フィルム１０の電磁誘導発熱がなされて定着ニップ部Ｎが所定の温度に立ち上がって温調された状態において、不図示の画像形成手段部で未定着トナー画像ｔが形成された被記録材Ｐが、定着ニップ部Ｎの定着フィルム１０と加圧ローラ３０との間に画像面を上向き即ち定着フィルム面に対向させて導入され、該画像面を定着フィルム１０の外面に密着させた状態で挟持されて定着フィルム１０と一緒に該定着ニップ部Ｎ内を搬送されていく。この定着ニップ部Ｎを搬送されていく過程において、定着フィルム１０の電磁誘導発熱で加熱されて被記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔが加熱定着される。被記録材Ｐは定着ニップ部Ｎを通過すると回転定着フィルム１０の外面から分離して排出搬送されていく。
【００１５】
また、特開平７−２９５４１４号公報には円筒状回転発熱部材の外側に電磁誘導加熱部材（磁場発生手段）を設ける構成が開示されている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、磁場発生手段が電磁誘導発熱部材の外周面側に設けられている定着手段を搭載する画像形成装置のメンテナンス性を課題とするものである。
【００２３】
上述の課題を解決するための本発明は、被記録材に未定着画像を形成する画像形成部と、未定着画像を担持する被記録材と接触する電磁誘導発熱部材と、前記電磁誘導発熱部材の外周面に対向しており前記電磁誘導発熱部材を発熱させるための磁場を発生する磁場発生手段と、前記電磁誘導発熱部材と共に定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、前記定着ニップ部で被記録材上の未定着画像を被記録材に加熱定着した後、被記録材を画像形成装置本体外に排出する画像形成装置において、前記電磁誘導発熱部材と前記加圧ローラは画像形成装置本体に対して引き出し可能な 1 つの定着ユニットに取り付けられており、前記磁場発生手段は画像形成装置本体に取り付けられており前記定着ユニットを画像形成装置本体から引き出しても画像形成装置本体に残る構成であることを特徴とする。
【００３７】
〔作用〕
磁場発生手段を画像形成装置本体に取り付け、加圧ローラと電磁誘導発熱部材は画像形成装置本体に引き出し可能な１つの定着ユニットに取り付けられるため、定着ユニットの交換時のメンテナンス時に、該メンテナンスに不用の磁場発生手段を装置本体から取り外すことなく、メンテナンスすることが可能となり、メンテナンス時の作業軽減、交換作業による部品破損率低下を実現できる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
（１）画像形成装置例
図１は画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は電子写真カラープリンタである。
【００３９】
１０１は有機感光体やアモルファスシリコン感光体でできた感光体ドラム（像担持体）であり、矢示の反時計方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００４０】
感光体ドラム１０１はその回転過程で帯電ローラ等の帯電装置１０２で所定の極性・電位の一様な帯電処理を受ける。
【００４１】
次いでその帯電処理面にレーザ光学箱（レーザスキャナー）１１０から出力されるレーザ光１０３による目的の画像情報の走査露光処理を受ける。レーザ光学箱１１０は不図示の画像読み取り装置等の画像信号発生装置からの目的画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調（オン／オフ）したレーザ光１０３を出力して回転感光体ドラム１０１面を走査露光することにより、該ドラム１０１面に目的画像情報に対応した静電潜像を形成する。１０９はレーザ光学箱１１０からの出力レーザ光１０３を感光体ドラム１０１の露光位置に偏向させるミラーである。
【００４２】
フルカラー画像形成の場合は、目的のフルカラー画像の第１の色分解成分画像、例えばイエロー成分画像についての走査露光・潜像形成がなされ、その潜像が４色カラー現像装置１０４のうちのイエロー現像器１０４Ｙの作動でイエロートナー画像として現像される。そのイエロートナー画像は感光体ドラム１０１と中間転写体ドラム１０５との接触部（或いは近接部）である１次転写部Ｔ１において中間転写体ドラム１０５の面に転写される。該中間転写体ドラム１０５は、金属ドラム上に中抵抗の弾性層と高抵抗の表層を有するもので、感光体ドラム１０１に接触して或いは近接して感光体ドラム１０１と略同じ周速度で矢示の時計方向に回転駆動され、バイアス電位を与えられて感光体ドラム１０１との電位差で感光体ドラム１０１側のトナー画像を該中間転写体ドラム１０５面側に転写させる。
【００４３】
該中間転写体ドラム１０５面に対するトナー画像転写後の回転感光体ドラム１０１面はクリーナ１０７により転写残りトナー等の付着残留物の除去を受けて清掃される。
【００４４】
上記のような帯電・走査露光・現像・一次転写・清掃のプロセスサイクルが、目的のフルカラー画像の第２の色分解成分画像（例えばマゼンタ成分画像、マゼンタ現像器１０４Ｍが作動）、第３の色分解成分画像（例えばシアン成分画像、シアン現像器１０４Ｃが作動）、第４の色分解成分画像（例えぱ黒成分画像、黒現像器１０４ＢＫが作動）の各色分解成分画像について順次実行され、中間転写体ドラム１０５面にイエロートナー画像・マゼンタトナー画像・シアントナー画像・黒トナー画像の都合４色のトナー画像が順次重ねて転写されて、目的のフルカラー画像に対応したカラートナー画像が合成形成される。
【００４５】
そして該カラートナー画像は、該回転中間転写体ドラム１０５と転写ローラ１０６との接触ニップ部である二次転写部Ｔ２において、該二次転写部Ｔ２に不図示の給紙部から所定のタイミングで送り込まれた被記録材Ｐの面に転写されていく。転写ローラ１０６は被記録材Ｐの背面からトナーと逆極性の電荷を供給することで中間転写体ドラム１０５面側から被記録材Ｐ側へ合成カラートナー画像を一括転写する。
【００４６】
二次転写部Ｔ２を通過した被記録材Ｐは、中間転写体ドラム１０５の面から分離されて像加熱装置（定着装置）１００へ導入され、未定着トナー画像の加熱定着処理を受けてカラー画像形成物として機外の不図示の排紙トレーに排出される。定着装置１００については次の（２）項で詳述する。
【００４７】
被記録材Ｐに対するカラートナー画像転写後の回転中間転写体ドラム１０５はクリーナ１０８により転写残りトナー・紙粉等の付着残留物の除去を受けて清掃される。このクリ−ナ１０８は、通常時（トナー画像の合成時）、中間転写体ドラム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム１０５から被記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において、トナー画像転写後の中間転写体ドラム１０５面に接触状態に保持される。
【００４８】
また転写ローラ１０６も常時は中間転写体ドラム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム１０５から被記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム１０５に被記録材Ｐを介して接触状態に保持される。
【００４９】
本例装置は、自黒画像などモノカラー画像のプリントモードも実行できる。また両面画像プリントモード、或いは多重画像プリントモードも実行できる。
【００５０】
両面画像プリントモードの場合は、像加熱装置１００を出た１面目画像プリント済みの被記録材Ｐが不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されて再び二次転写部Ｔ２へ送り込まれて２面目に対するトナー画像転写を受け、再度、像加熱装置１００に導入されて２面目に対するトナー画像の定着処理を受けることで両面画像プリントが出力される。
【００５１】
多重画像プリントモードの場合は、像加熱装置１００を出た１回目画像プリント済みの被記録材Ｐが不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されずに再び二次転写部Ｔ２へ送り込まれて１回目画像プリント済みの面に２回目のトナー画像転写を受け、再度、像加熱装置１００に導入されて２回目のトナー画像の定着処理を受けることで多重画像プリントが出力される。
【００５２】
本例においては、トナーは低軟化物質を含有させたものを用いている。
【００５３】
（２）定着装置（加熱手段）１００
図２は本例の定着装置１００の要部の横断面模型図、図３は要部の正面模型図（外部磁場発生部材省略）である。本例装置は、図１３の定着装置と同様に、円筒状の電磁誘導発熱性フィルムを用いた、加圧ローラ駆動方式・電磁誘導加熱方式の装置である。
【００５４】
２ａ）定着装置１００の全体構成
図２、図３において、１０は電磁誘導発熱部材としての円筒形状の定着フィルムであり、後述するように磁場の作用によって発熱する発熱層を基層とし、その外周に弾性層と離型層を有した積層構成となっている。１６は横断面略半円弧状のフィルムガイド部材であり、円筒状の定着フィルム１０をルーズに外嵌させてある。２２はフィルムガイド部材１６の上方に配設した横長の加圧用剛性ステイであり、この両端部と定着装置カバー４０ａのバネ支持部４０ｃとの間に縮設された加圧バネ（加圧手段）２５ａ，２５ｂによる加圧力をフィルムガイド部材１６に伝えている。２３ａ、２３ｂは、フィルムガイド部材１６の長手方向両端部に外嵌し、該長手方向の位置が固定で回転自在に取り付けられて、定着フィルム１０の端部を規制・保持するフランジ部材である。このフランジ部材２３ａ、２３ｂは、定着フィルム１０の端部でカップリングしており、定着フィルム１０といっしょに回転するとともに定着フィルム１０を円筒形に維持し、左右への寄りと定着フィルム１０の損傷を防止している。
【００５５】
１５はフィルムガイド部材１６の外側に配設した磁場発生手段であり、励磁コイル１８とＥ型の磁性コア（芯材）１７とからなっている。２１は定着フィルム１０の温度を検知する温度検知素子であり、温度制御用のサーミスタや磁場発生装置への供給電力を遮断するヒューズ・サーモスタットなどを意味する。
【００５６】
３０は弾性加圧ローラであり、定着フィルム１０を挟ませてフィルムガイド部材１６の下面と所定の圧接力をもって相互に圧接し、定着ニップ部Ｎを形成している。加圧ローラ３０は不図示の駆動手段により矢示の反時計方向に回転駆動され、この回転駆動によって被記録材（被加熱材）Ｐの搬送及び定着ローラ１０の駆動を行なっている（加圧ローラ駆動方式）。
【００５７】
而して、加圧ローラ３０が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム１０がフィルムガイド部材１６の外回りを回転し、励磁コイル１８への給電により定着フィルム１０の電磁誘導発熱がなされて定着ニップ部Ｎが所定の温度に立ち上がって温調された状態において、前述の如く未定着トナー画像ｔが形成された被記録材Ｐが定着ニップ部Ｎの定着フィルム１０と加圧ローラ３０との間に画像面を上向き即ち定着フィルム面に対向させて導入され、該画像面を定着フィルム１０の外面に密着させた状態で挟持搬送し、この過程において、定着フィルム１０の電磁誘導発熱で加熱して未定着トナー画像ｔを被記録材Ｐに加熱定着させる。被記録材Ｐは定着ニップ部Ｎを通過すると回転定着フィルム１０の外面から分離して排出搬送されていく。
【００５８】
２ｂ）定着装置１００の要部
本形態例では、磁性コア１７の形状として断面がＥ型のものを用い、その窪み部分にコイル１８を組み込んでいる。この磁性コア１７および励磁コイル１８からなる磁場発生手段１５は、支持部材２０により定着フィルム１０と近接させた状態で画像形成装置本体に対して固定に支持されている。
【００５９】
そして磁場発生手段１５を除いた、定着フィルム１０、フィルムガイド部材１６、加圧ローラ３０、定着装置カバー４０ａ等よりなる定着ユニット１００ａを画像形成装置本体から引き出し可能に設けている。これにより、定着ユニット１００ａを引き出した状態では、該定着ユニット１００ａの磁場発生手段対向部がむき出し状態となるので、定着フィルム１０に巻き付いた被記録材Ｐの除去処理を容易に行うことができる。
【００６０】
さらに、定着ユニット１００の引き出し作業時に磁場発生手段対向部を不図示のカバー部材が覆う構成にすることにより定着ユニット１００ａの不用意な破損を防止することも可能である。
【００６１】
また、このような構成にすることにより定着ユニット１００ａの交換時に磁場発生手段１５をはずしたりする工程が必要なくなるためメンテナンス性（作業性および作業時間等）を向上させることが可能である。
【００６３】
また、本形態例では、温度検知素子２１を定着フィルム１０の内部で励磁コイル１８と対向する部分に設置し、該温度検知素子２１と定着フィルム１０とを非接触状態としたが、応答性の向上および精度の向上の目的で接触状態に設置することも可能である。
【００６４】
このように温度検知素子２１を定着フィルム１０の内側であって磁場発生手段１５の対向部に配置したことにより、定着フィルム１０の温度が最も高くなる磁場発生手段１５の対向部で温度を検知できるので精度良く温度検知することが可能となった。
【００６５】
更に、本形態例では、磁場発生手段１５の支持部材２０側または定着フィルム１０側にギャップ保持部材を設けて常にこの磁場発生手段１５と定着フィルム１０とのギャップ（間隔）Ｌを保持するようにしている。
【００６６】
磁場発生手段１５と定着フィルム１０の発熱層１との間の間隔Ｌはできる限り近づけた方が磁束の吸収効率が高いのであるが、特にこの間隔Ｌが５ｍｍを越えるとこの効率が著しく低下するため５ｍｍ以内にするのがよい。また、５ｍｍ以内であれば定着フィルム１０の発熱層１と励磁コイル１８の間隔Ｌが一定である必要はない。
【００６７】
本例においては、フランジ部材２３ａ、２３ｂをそのギャップ保持部材とし、図５に示すようにその外周部を支持部材２０に設けたコロ部材２４に当接させて動作時の間隔Ｌを保持する構成をとっている。（図５にはフランジ部材２３ａ側のみを示したが、反対側も同様（左右対称）である。）このように、フランジ部材（ギャップ保持部材）２３ａ、２３ｂを用いたことにより、定着フィルム１０を磁場発生手段１５に対して移動させた場合でも定着フィルム１０と磁場発生手段１５との間隔Ｌを適切に保つことができる。
【００６８】
２ｃ）定着装置１００の細部
次に本実施例の定着装置１００を構成する各要素について説明する 磁性コア１７は高透磁率の部材であり、フェライトやパーマロイ等といったトランスのコアに用いられる材料がよく、より好ましくは１００ｋＨｚ以上でも損失の少ないフェライトを用いるのがよい。
【００６９】
加圧ローラ３０は、芯金３０ａと、該芯金周りに同心一体にローラ状に成形被覆させた、シリコーンゴム・フッ素ゴム・フッ素樹脂などの耐熱性・弾性材層３０ｂとで構成されており、芯金３０ａの両端部を装置のシャーシ側板（不図示）間に軸支させてある。
【００７０】
加圧ローラ３０は不図示の駆動手段により、図２中矢示の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ３０の回転駆動による該加圧ローラ３０と定着フィルム１０の外面との摩擦力で定着フィルム１０に回転力が作用して、該定着フィルム１０が定着ニップ部Ｎにおいてその内面をフィルムガイド部材１６の下面に密着させて摺動しながら矢示の時計方向に加圧ローラ３０の回転周速度にほぼ対応した周速度をもってフィルムガイド部材１６の外回りを回転状態になる。
【００７１】
この場合、定着ニップ部Ｎにおけるフィルムガイド部材１６の下面と定着フィルム１０の内面との相互摺動摩擦力を低減化させるために定着ニップ部Ｎのフィルムガイド１６の下面と定着フィルム１０の内面との間に耐熱性グリスなどの潤滑剤を介在させる、あるいはフィルムガイド部材１６の下面を潤滑部材で被覆するようにすることもできる。フィルムガイド部材１６は、定着ニップ部Ｎへの加圧および定着フィルム１０を支持し、該フィルム１０の回転時の搬送安定性を図る役目をする。
【００７２】
１６ｅ（図４）はフィルムガイド部材１６の側面にフィルムガイド部材長手に沿って間隔をおいて形成具備させた複数本の下側フィルムガイド周方向の凸リブ部である。この凸リブ部１６ｅはフィルムガイド部材１６の下面と定着フィルム１０の内面との接触摺動抵抗を低減させて定着フィルム１０の回転負荷を少なくする作用をする。
【００７３】
また、励磁コイル１８には不図示の励磁回路を接続してある。この励磁回路は２０ｋＨｚから５００ｋＨｚの高周波をスイッチング電源で発生できるようになっている。
【００７４】
励磁コイル１８は励磁回路から供袷される交番電流（高周波電流）によって交番磁束を発生する。
【００７５】
2c-1．励磁コイル１８
励磁コイル１８はコイル（線輪）を構成させる導線（電線）として、一本ずつがそれぞれ絶縁被覆された銅製の細線を複数本束ねたもの（束線）を用い、これを複数回巻いて励磁コイルを形成している。
【００７６】
絶縁被覆は定着フィルム１０の発熱による熱伝導を考慮して耐熱性を有する被覆を用いるのがよい。本例においてはポリイミドによる被覆を用いており耐熱温度は２２０℃である。また、励磁コイル１８の外部から圧力をかけて密集度を向上させてもよい。
【００７７】
フィルムガイド部材１６の材質としては、定着フィルム１０との絶縁を確保するために絶縁性に優れ、耐熱性がよいものがよい。例えば、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂、ＬＣＰ樹脂などを選択するとよい。
【００７８】
2c-2．定着フィルム１０
図７は本例における定着フィルム１０の層構成模型図である。本例の定着フィルム１０は、基層となる電磁誘導発熱性の発熱層１と、その外面に積層した弾性層２と、その外面に積層した離型層３の複合構造のものである。発熱層１と弾性層２との間や、弾性層２と離型層３との間の接着のため、各層間にプライマー層（不図示）を設けてもよい。このような層構成であって円筒形状である本例の定着フィルム１０は、発熱層１を内面側とし、離型層３を外面側としている。前述したように、発熱層１に交番磁束が作用することで該発熱層１に渦電流が発生して該発熱層１が発熱する。その熱が弾性層２・離型層３を介して定着ニップＮに通紙される被記録材Ｐを加熱してトナー画像ｔの加熱定着がなされる。
【００７９】
ａ．発熱層１
発熱層１は非磁性の金属でも良いが、ニッケル、鉄、強磁性ＳＵＳ、ニッケル−コバル卜合金といった強磁性体の金属を用いるとよい。
【００８０】
その厚みは次の式で表される表皮深さより厚くかつ２００μｍ以下にすることが好ましい。表皮深さσ［ｍ］は、励磁回路の周波数ｆ［Ｈｚ］と透磁率μと固有抵抗ρ［Ωｍ］で、
σ＝５０３×（ρ／ｆμ）^1/2
と表される。
【００８１】
これは電磁誘導で使われる電磁波の吸収の深さを示しており、これより深いところでは電磁波の強度は１／ｅ以下になっており、逆にいうと殆どのエネルギーはこの深さまでで吸収されている（図７）。
【００８２】
そこで発熱層１の厚さは好ましくは１〜１００μｍがよい。発熱層１の厚みが１μｍよりも小さいとほとんどの電磁エネルギーが吸収しきれないため効率が悪くなる。また、発熱層が１００μｍを超えると剛性が高くなりすぎ、また屈曲性が悪くなり回転体として使用するには現実的ではない。従って、発熱層１の厚みは１〜１００μｍが好ましい。
【００８３】
ｂ．弾性層２
弾性層２は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等で耐熱性がよく、熱伝導率がよい材質である。
【００８４】
弾性層２の厚さは１０〜１０００μｍが好ましい。この弾性層２は定着画像品質を保証するために必要な厚さである。
【００８５】
カラー画像を印刷する場合、特に写真画像などでは被記録材Ｐ上で大きな面積に渡ってベタ画像が形成される。この場合、被記録材の凹凸あるいはトナー層の凹凸に加熱面（離型層３）が追従できないと加熱ムラが発生し、伝熱量が多い部分と少ない部分で画像に光沢ムラが発生する。伝熱量が多い部分は、光沢度が高く、伝熱量が少ない部分では光沢度が低い。弾性層２の厚さとしては、１０μｍ以下では被記録材あるいはトナー層の凹凸に追従しきれず画像光沢ムラが発生してしまう。また、弾性層２が１０００μｍ以上の場合には弾性層の熱抵抗が大きくなりクイックスタートを実現するのが難しくなる。より好ましくは弾性層２の厚みは５０〜５００μｍがよい。
【００８６】
また、弾性層２の硬度が高すぎても被記録材あるいはトナー層の凹凸に追従しきれず画像光沢ムラが発生してしまう。そこで、弾性層２の硬度としては６０°（ＪＩＳ−Ａ）以下、より好ましくは４５°（ＪＩＳ−Ａ）以下がよい。弾性層２の熱伝導率λに関しては、
６×１０^-4〜２×１０^-3[cal/cm・sec・deg.］
がよい。
【００８７】
熱伝導率λが６×１０^-4[cal/cm・sec・deg.］よりも小さい場合には、熱抵抗が大きく、定着フィルムの表層（離型層３）における温度上昇が遅くなる。
【００８８】
また、熱伝導率λが２×１０^-3[cal/cm・sec・deg.］よりも大きい場合には、硬度が高くなりすぎたり、圧縮永久歪みが悪化する。
【００８９】
よって熱伝導率λは６×１０^-4〜２×１０^-3[cal/cm・sec・deg.］がよい。より好ましくは８×１０^-4〜１．５×１０^-3[cal/cm・sec・deg.］がよい。
【００９０】
ｃ．離型層３
離型層３はフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択することができる。
【００９１】
離型層３の厚さは１〜１００μｍが好ましい。離型層３の厚さが１μｍよりも小さいと塗膜の塗ムラで離型性の悪い部分ができたり、耐久性が不足するといった問題が発生する。また、離型層が１００μｍを超えると熱伝導が悪化するという問題が発生し、特に樹脂系の離型層の場合は硬度が高くなりすぎ、弾性層２の効果がなくなってしまう。
【００９２】
なお、本形態例中では励磁コイル１８の周りにコア１７を配置した構成を説明したが、コア１７は必ずしも必要ではない。
【００９３】
（３）本実施形態例の効果
以上のように本形態例によれば、磁場発生手段１５を画像装置本体側に残したまま定着ユニット１００ａを像形成装置本体から引き出し可能に設けたことにより、定着ユニット１００ａの交換時に磁場発生手段１５をはずしたりする工程が必要なくなるためメンテナンス性（作業性および作業時間等）を向上させることが可能である。
【００９５】
また、本形態例では、温度検知素子２１を定着フィルム１０の内部で励磁コイル１８と対向する部分に設置したことにより、精度の良い温度検知を可能にし、また、定着フィルム１０に巻き付いた被記録材Ｐの除去の邪魔にならないようにし、定着フィルム１０が不意に止まってしまった場合等でも温度検知が行なえるようにしている。
【００９６】
更に、本形態例では、ギャップ保持部材２３ａ，２３ｂを設けたことにより、定着フィルム１０を被記録材Ｐの除去等のために磁場発生手段１５近傍の所定位置から移動させ、そののち定着フィルム１０を該所定位置に戻した場合にも、該磁場発生手段１５と定着フィルム１０との間隔を適切に保つことを可能とし、該移動による発熱効率の悪化を防止している。
【００９７】
〈第二の実施形態例〉
図８は定着装置１００の電磁誘導発熱部材にローラを使用した場合の実施形態例である。図２、図３、図１３の装置と共通の構成部材・部分には同一の符号を付して再度の説明を省略するとともに、図８、図９、図１０を用いて本発明の説明を行う。
【００９８】
本実施形態例において、磁性コア１７およびコイル１８からなる磁場発生手段１５は支持部材２０により画像形成装置本体側に支持されるとともに電磁誘導発熱部材としての定着ローラ１０の外部に設置されている。
【００９９】
該定着ローラ１０は、図９に示すように上記フィルムの場合とほぼ同じ層構成であるが、本例ではこのローラ自体を剛体とし、加圧ローラ３０と圧接して所定のニップ圧が得られるようにしている。この定着ローラ１０の発熱層１としては、強磁性ＳＵＳ、ニッケル−コバルト合金といった強磁性体の金属が適している。
【０１００】
このようにローラ自体を剛性としたため変形の心配がなく第一の実施形態例に示したようなフィルムガイド部材１６、ステイ２２、フランジ部材２３ａ，２３ｂ等が不要となり部品点数を減少させ構造を簡潔にできる。
【０１０１】
また、定着ローラ１０が剛体であるため不図示のギヤまたはベルト等の駆動手段により定着ローラ自身を駆動させることが可能となる。
【０１０２】
本例では温度検知素子２１を定着ローラ１０の発熱層１に接触させている。さらに剛性の定着ローラ１０を使用したことによりコロ状等のギャップ保持部材を支持部材２０側に設けてそれを定着ローラ１０側に突き当てることにより、容易に定着ローラ１０と磁場発生手段１５との間隔Ｌを任意の距離で保持することができる。本例では弾性層２及び離型層３で被覆されていないローラ両端部の剛性部表面にコロ状ギャップ保持部材２４を押し付けることでさらに精度よく任意の距離を保持させている。
【０１０３】
ただしギャップ保持部材２４を弾性層２或は離型層３に押し当てて任意の距離を保持させることも可能である。
【０１０４】
なお、本形態例中では励磁コイル１８の周りにコア１７を配置した構成を説明したが、コア１７は必ずしも必要ではない。
【０１０５】
〈第一の参考例〉
図１１は第一の参考例に係る定着装置１００の概略構成図である。本参考例は、支持部材２０を定着装置１００側に設置したものであり、その他の構成は前記第二の実施形態例と同じであるので、同一の要素には同符番を付して再度の説明を省略している。
【０１０６】
本例では支持部材２０が定着装置上カバー４０ａに支持軸５５等によって回動可能に支持されており、磁場発生手段１５を含めて定着装置１００を画像形成装置本体から一体で取り外すことができるように構成している。
【０１０７】
磁場発生手段１５を発熱動作時の定着フィルム対向位置から変位させる場合には不図示の突き当て機構を解除した後、磁場発生手段１５を支持軸５５を中心に上方に回転させる（矢印方向）。この操作によりそれまで磁場発生手段１５が設置されていた定着フィルム対向部分にスペースができるため定着フィルム１０に巻き付いてしまった被記録材Ｐ等を容易に除去することができるようになる。
【０１０８】
なお、本参考例中では電磁コイル１８の周りにコア１７を配置したが、コア１７は必ずしも必要ではない。
【０１０９】
〈第二の参考例〉
図１２は第二の参考例に係る定着装置１００の概略構成図である。
【０１１０】
本参考例は、第一の参考例と比べ、温度検知素子２１を定着ローラ１０の外側である支持部材２０の内部に設けた点が異なり、その他の構成は同じである。
【０１１１】
本参考例では、定着ローラ１０と別に温度検知用の発熱部材５６を、磁場発生手段１５の定着ローラ１０と反対側の支持部材２０内に設け、発熱部材５６の磁場発生手段１５と反対側の支持部材２０内に温度検知素子２１を設けている。なお、支持部材２０は画像形成装置本体側に設置されていてもよい。
【０１１２】
また発熱部材５６および温度検知素子２１は必ずしも支持部材２０内に設置されている必要はなく画像形成装置本体側に設置されていても何ら問題無い。
【０１１３】
このような構成をとることにより定着ローラ１０を小径化したり、定着ローラ１０の内部構造を簡潔にすることが可能となる。
【０１１４】
【発明の効果】
本発明によれば、電磁誘導発熱部材と加圧ローラを有する定着ユニット交換時に磁場発生手段１５を取り外したりする工程が必要なくなるため、定着ユニット交換時のメンテナンス性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一の実施形態例である画像形成装置の概略構成図
【図２】 第一の実施形態例の加熱装置の概略構成図
【図３】 図２の装置の正面模型図
【図４】 フィルムガイド部材の斜視図
【図５】 ギャップ保持部材の説明図
【図６】 電磁誘導発熱性の定着フイルムの層構成模型図
【図７】 発熱層深さと電磁波強度の関係を示したグラフ
【図８】 第二の実施形態例の概略構成図
【図９】 電磁誘導発熱性の定着ローラの層構成模型図
【図１０】 ローラを用いた場合のキャップ保持部材の説明図
【図１１】 第一の参考例の概略構成図
【図１２】 第二の参考例の概略構成図
【図１３】 従来の電磁誘導加熱方式の加熱装置（定着装置）の一例の概略構成図
【符号の説明】
１０ 電磁誘導発熱部材（定着フィルム、定着ローラ）
１７ 磁性コア
１８ 励磁コイル
２０ 支持部材
２１ 温度検知素子
３０ 加圧ローラ
１００ 定着装置
Ｐ 被記録材
ｔ トナー像

Claims (1)

1. 被記録材に未定着画像を形成する画像形成部と、未定着画像を担持する被記録材と接触する電磁誘導発熱部材と、前記電磁誘導発熱部材の外周面に対向しており前記電磁誘導発熱部材を発熱させるための磁場を発生する磁場発生手段と、前記電磁誘導発熱部材と共に定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、前記定着ニップ部で被記録材上の未定着画像を被記録材に加熱定着した後、被記録材を画像形成装置本体外に排出する画像形成装置において、
   前記電磁誘導発熱部材と前記加圧ローラは画像形成装置本体に対して引き出し可能な 1 つの定着ユニットに取り付けられており、前記磁場発生手段は画像形成装置本体に取り付けられており前記定着ユニットを画像形成装置本体から引き出しても画像形成装置本体に残る構成であることを特徴とする画像形成装置。

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