JP4438033B2

JP4438033B2 - 定着装置

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Publication number: JP4438033B2
Application number: JP2000086399A
Authority: JP
Inventors: 肇関口; 敏則中山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2020-03-27
Also published as: JP2001272871A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁（磁気）誘導加熱方式の定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の画像形成装置にあっては、転写工程を経て紙等の転写材に静電的に形成されたトナー像を転写材に定着固定する必要がある。このための手段として、従来から、圧接する一対の加熱ローラ間にトナー像を担持する転写材を通過させ、トナーに熱と圧力を加えて定着するような手段が広く実用されていることはよく知られているとおりである。図１０は公知の電磁（磁気）誘導加熱方式定着装置の典型的な一例を示すものである。
【０００３】
誘導加熱方式とは、磁界の中を金属が横切ると、磁束の変化によって該金属の動きを抑制する向きに誘導電流が流れるという電磁誘導現象（ファラデーの法則）を用い、発熱部材としての金属にこの誘導電流を発生させて該金属の電気抵抗により発熱させ、この熱を画像形成装置のトナー像の定着に用いている。
【０００４】
該方式の定着装置内には、ヒータなどの熱源の替わりに、磁束発生手段４が配置されている。磁束発生手段４は励磁コイル５と芯材（コア）６から構成されている。コア部材はフェライト、パーマロイなどの高透磁率で残留磁束密度の低いものを用いると良い。
【０００５】
コア６とコイル５はホルダー９によって支持されている。また、コイル面を覆うように，その外周に耐熱性の熱収縮チューブ７を用いている。
【０００６】
不図示の電源より励磁コイル５に電力が入力されると、その周囲に磁束が発生する。図１１は発生した磁束の磁力線Ｊのイメージ図である。実際には磁力線Ｊは透磁率の高い定着ローラの内部を通るが、説明をわかりやすくするために図１１のように示した。
【０００７】
同図のように、磁力線Ｊはコア６の垂直部、定着ローラ１の一部、コア６の水平部を通過する。また、コイル５は定着ローラ１の長手方向に略楕円形状をしており、定着ローラ１の内面に沿うように配置される。磁気回路はコア６の垂直部に対して対称形である。
【０００８】
図１１からわかるように、上記定着装置では、磁束発生手段４と定着ローラ１とにより閉磁路が形成されており、磁束の漏れの少ない構成としている。
【０００９】
電磁誘導加熱による発熱ヶ所としては、磁力線が通る定着ローラ１部である。
【００１０】
また、コイルの一本一本によって発生する磁束（不図示）によっても定着ローラ１は発熱される。これだけでは、定着ローラ１の略半分しか発熱しないが、定着ローラ１が回転することで温度のムラなく加熱される。
【００１１】
磁束はコア６の内部を交互に通過する向きで発生させる。従って電源からの入力電力には電流が交互に流れる交流電流が適している。発生した磁束の通過するところに定着ローラ１の金属部がある。その金属部では磁束が交互に通過しているため、磁束を金属が横切るのと同じ効果になり、金属部で発熱が起こる。
【００１２】
発熱部となる金属には強磁性の金属である鉄・ニッケル・コバルトなどが適している。図１０，図１１の従来例では、定着ローラ１に鉄系の合金を使用している。
【００１３】
上記定着器では定着ローラ自体が発熱体となるために、公知のハロゲンヒータを用いた定着器に比べて、電力効率が良い。一般的に、ハロゲンヒータの寿命に比べると、磁束発生手段の寿命は永いために、消耗部品とならない。そのためにサービス性の向上にも一役買っている。
【００１４】
さらに、磁束発生手段は電力をスムーズに変化できるので、高周波のフリッカーの対策も容易である。
【００１５】
このようなメリットが近年、熱発生手段として注目を集めている。
【００１６】
上記定着器を画像形成装置に用いたときの動作の説明をする。
【００１７】
定着ローラ１に圧接してニップ部Ｎを形成する加圧ローラ８が配設してある。定着ローラ１と加圧ローラ８はお互いに圧接して、回転可能に支持されている。加圧ローラ８は定着ローラ１に対し不図示の加圧手段によって加圧される。加圧手段は一般にバネを用いた構成で、２０〜９８０Ｎ（２〜１００ｋｇｆ）で荷重される。このときのニップ部の幅は６ｍｍ程度が一般的である。この荷重（ひいてはニップ幅）はトナー定着性を考えて設定される値である。
【００１８】
定着ローラ１の外側表面に不図示のトナー離型層がある。該トナー離型層は、一般にはＰＴＦＥ１０〜５０μｍやＰＦＡ１０〜５０μｍで構成されている。また、トナー離型層の内側にゴム層を用いる構成も公知とされている。
【００１９】
加圧ローラ８は鉄製の芯金の外周にシリコーンゴム層を設け、定着ローラ１と同様最外周にトナー離型層を設けた構成である。
【００２０】
定着ローラ１は不図示の端部のギアにより矢印Ａの方向に回転し、それに従動して加圧ローラ８も矢印Ｂの方向に回転する。
【００２１】
不図示の転写部位において静電的に形成されたトナー像を担持する転写材Ｓが転写材搬送路Ｈ（一転鎖線）を矢印Ｃ方向から前記ニップ部Ｎに搬送され、該ニップ部Ｎを通過する際に加熱及び加圧されてトナー像が転写材に溶融固着されて機外に排出される。
【００２２】
また、ニップ部Ｎの下流側には、転写材Ｓが定着ローラ１に巻き付くのを抑え、定着ローラ１から分離させる分離爪１０が配置されている。さらに、定着ローラ１の表面温度を検知するための検知手段（サーミスタ）１１が定着ローラ表面に摺接されており、この検知温度に基づいて定着ローラ１の表面温度が一定に保たれるように温調制御される。
【００２３】
このような定着器を備えた画像形成装置においては、電源を投入してから定着ローラが所定温度となり、画像形成動作がスタート可能となるまでの時間（以下ウエイトタイムと言う）をできる限り短くすることで、生産性の向上を図れる。
【００２４】
電磁誘導加熱方式の定着器は、ハロゲンヒータを熱源とした熱ローラ方式の定着器と比べて電力効率が良く低熱容量であるため、ウエイトタイムを短くできる。
【００２５】
また磁束発生手段は、一般的にハロゲンヒータと比べて寿命が永いために、消耗部品とならない。そのためにサービス性が高い。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように電磁誘導加熱方式の定着器は、比較的ウエイトタイムの短い装置であるが、近年、更なるウエイトタイムの短縮化が求められている。
【００２７】
しかしながら、ウエイトタイムを短縮するため、単に大きな電力を定着器に供給した場合、消費電力がかさむという問題がある。特に供給電力が大きくなり過ぎると、磁束発生手段自体の発熱により、効率が悪くなってくる。
【００２８】
これに対し、磁束発生手段を複数配置すれば、効率を落とさずに多くの磁束を発生させることができるが、複数の磁束発生手段を設けるスペースが必要になるため、装置の大型化を招いてしまう。
【００２９】
また、定着ローラの肉厚を薄くしたり、ベルト状の薄い金属を用いて、誘導発熱体の熱容量を小さくすれば、供給電力を増加させずにウエイトタイムを短縮できるが、誘導発熱体の強度が減少し、少ない加圧力しか加圧できなくなってくる。そのため、画像形成装置の仕様によっては使いこなすことができるが、さらなる性能向上のためには工夫が必要である。
【００３０】
そこで本発明は、定着ローラ全域を発熱させることができる磁束発生手段を複数設けていても、片側の磁束発生手段のコイルのみに電流を流しても、ニップ部周辺での発熱量を大きくすることができる定着装置を提供することを目的とする。また本発明は、定着ローラ全域を発熱させることができる磁束発生手段を複数設ける構成において、一部の磁束発生手段のコイルへの通電を停止しても、ニップ部周辺での発熱のＯＮとＯＦＦを複数段階に切換えることができ、エネルギー効率を高められる定着装置を提供することを目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
本発明の定着装置は、上記課題を解決するために下記の構成を特徴とするものである。
【００３２】
〔１〕：磁束により発熱し、記録材上の画像を定着するための回転可能な定着ローラと、前記定着ローラを圧し、記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材と、第一コイルを有し、磁束を生じさせるための前記定着ローラの回転軸線と直交する断面の形状が半円形状であり、前記定着ローラの内部に配置された第一磁束発生手段と、第二コイルを有し、磁束を生じさせるための前記定着ローラの回転軸線と直交する断面の形状が半円形状であり、前記定着ローラの内部に配置された第二磁束発生手段と、前記第一磁束発生手段と前記第二磁束発生手段との間に配置された共通磁性体コアと、前記第一コイルと前記第二コイルとのそれぞれに独立して通電可能である通電手段と、を有し、前記定着ローラの回転軸線と直交する断面において前記第一コイルと前記第二コイルとは前記定着ローラの内面に沿うように前記定着ローラに対向して配置されることで前記定着ローラの全域が発熱可能である定着装置において、前記共通用磁性体コアと前記ニップ部全域とが前記定着ローラを介して対向しない位置に前記共通用磁性体コアがあるように前記第一磁束発生手段と前記第二磁束発生手段とが配置され、前記ニップ部全域に対向する位置には前記第一磁束発生手段が配置されていることを特徴とする定着装置。
【００３３】
〔２〕：磁束により発熱し、記録材上の画像を定着するための回転可能な定着ローラと、前記定着ローラを圧し、記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材と、第一コイルを有し、前記定着ローラの内部に配置された第一磁束発生手段と、第二コイルを有し、前記定着ローラの内部に配置され、前記定着ローラの回転軸線と直交する断面の形状が前記第一磁束発生手段とあわせることで半円形状となる第二磁束発生手段と、第三コイルを有し、磁束を生じさせるための前記定着ローラの回転軸線と直交する断面の形状が半円形状であり、前記定着ローラの内部に配置された第三磁束発生手段と、前記第一コイルと前記第二コイルと前記第三コイルのそれぞれに独立して通電可能である通電手段と、を有し、前記定着ローラの回転軸線と直交する断面において前記第一コイルと前記第二コイルと前記第三コイルは前記定着ローラの内面に沿うように前記定着ローラに対向して配置されることで前記定着ローラの全域が発熱可能である定着装置において、前記第一磁束発生手段と前記第二磁束発生手段及び前記第一磁束発生手段と前記第三磁束発生手段及び前記第二磁束発生手段と前記第三磁束発生手段間に配置された共通磁性体コアを有し、前記共通用磁性体コアと前記ニップ部全域とが前記定着ローラを介して対向する位置に前記共通用磁性体コアがあるように前記第一磁束発生手段と前記第二磁束発生手段と前記第三磁束発生手段とが配置され、前記ニップ部に対向する位置には前記第一磁束発生手段と前記第二磁束発生手段とが配置されていることを特徴とする定着装置。
【００３４】
【００３５】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【００４３】
【発明の実施の形態】
〈第一の実施例〉
図１に本実施例の定着装置の概略構成を示す。従来例と同一の要素については本実施例においても同一の符号とした。
【００４４】
本実施例の定着装置は、図１に示すように、定着ローラ１の内部に２つの磁束発生手段を配置している。
【００４５】
まず本実施例の定着装置の要点である２つの磁束発生手段４ａ，４ｂについて説明する。
【００４６】
磁束発生手段４ａ，４ｂは、それぞれ従来と同様にホルダー９に支持されている。本実施例では、励磁コイル（第一コイル（以下コイルと称す））５ａと磁性体コア（以下コアと称す）６ａ，６ａｂからなる第一磁束発生手段４ａと、コイル（第二コイル）５ｂとコア６ｂ，６ａｂからなる第二磁束発生手段４ｂとを具備し、第一磁束発生手段４ａが定着ローラ内下側（ニップ部Ｎ側）、第二磁束発生手段４ｂが定着ローラ内上側に保持された構成である。なお、本実施例はホルダーの構成を規定するものではない。
【００４７】
図２に本実施例の定着装置における磁気回路を説明するためのイメージ図を示す。
【００４８】
図２（ａ）は第一磁束発生手段４ａに不図示の電源（通電手段）から電力を入力したときに発生する磁力線Ｊａ（破線）の磁気回路を示したものであり、従来例と同じように発生する。該磁力線Ｊａはコア(第一磁性体コア）６ａ（垂直部）、定着ローラ部、共通コア（共通用磁性体コア）６ａｂ（水平部）を通過する。また、コイル５ａは定着ローラ１の長手方向を長軸とした略楕円形状で、且つローラ内周面に沿うように捲回されている。磁気回路はコア６ａに対して対称形である。
【００４９】
図２（ｂ）は第二磁束発生手段４ｂに不図示の電源（通電手段）から電力を入力したときに発生する磁力線Ｊｂ（破線）の磁気回路を示したものである。磁力線Ｊｂはコア６ｂ（垂直部）、定着ローラ部、共通コア６ａｂ（水平部）を通過する。また、コイル５ａは定着ローラの長手方向に略楕円形状をしており、定着ローラの内面に沿うように配置される。磁気回路はコア６ｂに対して対称形である。
【００５０】
図２（ｃ）は第一・第二磁束発生手段４ａ、４ｂの両方に不図示の電源（通電手段）から電力を入力したときに発生する磁力線Ｊａｂ（破線）の磁気回路を示したものである。図２（ｃ）は図２（ａ），（ｂ）を重ね合わせた磁気回路となる。
【００５１】
実際には磁力線は透磁率の高い定着ローラの内部を通るが、説明をわかりやすくするために図２のように示した。
【００５２】
図２から分かるように、磁束の漏れを少なくした磁気回路となっている。
【００５３】
また、コイル５ａ，５ｂの一本一本によって発生する磁束（不図示）によっても定着ローラ１は発熱される。この作用によって定着ローラ１の全域が発熱部となる。さらに、定着ローラ１が回転することでローラ全周にわたって温度ムラなく加熱される。
【００５４】
これにより、本実施例の定着装置は、定着ローラ１の熱容量を変えることなくウエイトタイムを短縮できるのである。
【００５５】
そして本実施例の定着装置では、２つの磁束発生手段４ａ，４ｂが隣接する側のコア６ａｂを共通に用いているため、コアの個数を削減でき、低コスト化、省スペース化に貢献する。
【００５６】
以上から分かるように、従来例の図１０に示す定着装置では定着ローラ１の局所（略半分）しか発熱箇所として利用できていなかったが（回転停止状態で考えたとき）、本実施例の定着装置では定着ローラ１の全域を発熱させることができるので、定着ローラ１の熱容量が大きい場合でも定着ローラ全域を温めることができ、ウエイトタイムの短縮が図られる。
【００５７】
さらに、従来例の定着装置のように一つの磁束発生手段のときに、コイルに流す電流を大きくしてウエイトタイムの短縮をすると、コイル自身が発熱することにより、コイルの電気抵抗が増え、電気損失が大きくなるという問題があった。
【００５８】
これに対し本実施例の定着装置では、２つの磁束発生手段４ａ，４ｂがあるので、コイル１つあたりの供給電力を増やす必要がなく、コイル５ａ，５ｂの発熱が抑えられ、電流の損失を抑え、効率良くウエイトタイムを短縮できる。
【００５９】
このようにして本実施例の定着装置は、ウエイトタイムの短縮をしたときの、低消費電力化にも寄与する。
【００６０】
次に本実施例の定着装置の動作を説明する。
【００６１】
定着ローラ１は不図示の定着ローラ端部のギアにより矢印Ａの方向に回転し、それにともない加圧ローラ８も従動して矢印Ｂの方向に回転する。
【００６２】
加圧ローラ８は鉄製の芯金の外周にシリコーンゴム層を設け、最外周に定着ローラ１と同様にトナー離型層を設けた構成である。該定着ローラ１と加圧ローラ８は不図示の付勢手段により所定圧力で圧接して圧接ニップ部Ｎを形成している。
【００６３】
該定着ローラ外周のニップ部Ｎより回転方向下流側には、分離爪１０が配置され、転写材Ｓが定着ローラ１に巻付くのを抑えている。また、検知手段（温度検知部材（サーミスタ））１１が定着ローラ表面に摺接され、この検知手段が検知した検知温度に基づいて定着ローラ１の表面温度が一定に保たれるように温調制御される。
【００６４】
不図示の転写部位において静電的に形成されたトナー像を担持する転写材（記録材）Ｓが転写材搬送路Ｈ（一点鎖線）を矢印Ｃ方向から前記ニップ部Ｎに搬送され、該ニップ部Ｎを通過する際に、加熱及び加圧されてトナー像Ｔが転写材Ｓに溶融固着され、その後曲率分離又は分離爪１０で定着ローラ表面から分離されて機外に排出される。
【００６５】
なお、コア６はフェライト、パーマロイなどの高透磁率で残留磁束密度の低いものを用いると良いが、磁束を発生できるものであれば良く特に規定するものではない。
【００６６】
また、定着ローラ１としては、鉄、ニッケル、コバルトなどの金属を用いることが良い。強磁性の金属（透磁率の大きい金属）を使うことで、磁束発生手段から発生する磁束を強磁性の金属内により多く拘束させることができる。すなわち、磁束密度を高くすることができる。それにより、効率的に強磁性金属の表面にうず電流を発生させ、発熱させられる。
【００６７】
定着ローラ１には従来例と同様に定着ローラの外側表面に不図示のトナー離型層がある。一般にはＰＴＦＥ１０〜５０μｍやＰＦＡ１０〜５０μｍで構成されている。また、トナー離型層の内側にはゴム層を用いる構成にしても良い。
【００６８】
さらに、定着ローラ１の内面または外面に断熱部材の層を構成しても本発明の効果を損なうものではない。これらは、定着ローラ１の径・転写材の搬送スピード・トナーの性質などにより変わってくるものである。
【００６９】
ところで、本実施例の定着装置は、コア６の形状を規定するものではない。したがって、本実施例の定着装置における第一コア６ａ、第二コア６ｂ、共通コア６ａｂを一体成形で十文字型にしてもよい。
【００７０】
また、共通コア６ａｂを定着ローラの中心（回転軸線）ｏを通る線Ｃ１（一点鎖線）上に平行に配置することで、コア６から出入りする磁力線をより多く定着ローラと直交させることができる。これは、定着ローラ１に２つ以上の磁束発生手段を用いる場合に、省スペースのために重要な条件となる。
【００７１】
また、それぞれの磁束発生手段専用のコア６ａ、６ｂについても図１のように、定着ローラ１の中心を通る線の上に平行に配置することで省スペースでコンパクトな設計ができる。
【００７２】
〈第一の参考例〉
図３に本参考例の定着装置の概略構成を示す。
【００７３】
本参考例の定着装置は、磁束発生手段を定着ローラの外部に配置した定着装置である。
【００７４】
本参考例の定着装置では、第一磁束発生手段４ａと第二磁束発生手段４ｂのコア６を一体成形したものである。
【００７５】
本参考例の定着装置も、第一の実施例の定着装置と同様に、第一コイル５ａ、第二コイル５ｂおよび、一体型のコア６から構成されている。コア６の中央部の凸部６ａｂが第一の実施例の共通コア部に相当する箇所である。
【００７６】
第一の実施例の定着装置と同様に、コア６を分割してもよい。本参考例の定着装置は、コア６の形状・材質を規定するものではない。
【００７７】
第一の実施例のように、共通コア６ａｂ（凸部）を定着ローラ１の中心ｏを通る線Ｃ１（一点鎖線）上に沿って配置することで、コア６ａｂから出入りする磁力線をより多く定着ローラと直交させることができる。
【００７８】
また、それぞれの磁束発生手段専用のコア凸部についても同様に、定着ローラ１の中心を通る線に沿って配置することにより、省スペースでコンパクトな設計にできる。
【００７９】
図４（ａ）に第一磁束発生手段４ａに電力を入力したときの磁力線を第一の実施例と同様に示した。第一磁束発生手段４ａによる磁力線Ｊａはコア６及び定着ローラ１の一部を通る。第一の実施例と同じく磁力線は対称に通る。
【００８０】
同様に、図４（ｂ）に第二磁束発生手段４ｂによる磁力線Ｊｂを示している。
【００８１】
図４（ｃ）は第一磁束発生手段４ａと第二磁束発生手段４ｂに電力を入力したときの磁力線Ｊａ、Ｊｂを示した。これは、図４（ａ），（ｂ）を重ね合わせたように磁力線ができる。
【００８２】
以上のように、磁束発生手段４ａ，４ｂを定着ローラ１の外部に配置しても効果を得ることができる。
【００８３】
また、コア６の形状を一体で成形するには、紙面に対して垂直方向の大きさ（定着ローラの長手方向）に制約があることがある。たとえば、フェライトを用いると、型抜きの関係から図３の定着ローラ側の突起部（５ヶ所）は定着ローラ側に型を抜いて、形成することができない。そのため、紙面に対して垂直方向に型抜きすることになる。その時、紙面に対して垂直方向の大きさが、３０ｍｍ程度が最大となる。そこで定着ローラ１の長手方向に、断面形状が図３のコア６のものをいくつも並べてコアを構成している。
【００８４】
【００８５】
〈第二の実施例〉
図５に本実施例の定着装置の概略構成を示す。
【００８６】
本実施例の定着装置は、第一の実施例の構成に加え、加圧ローラ側（ニップ側）に磁束発生手段を増やした構成であり、第一、第二、第三磁束発生手段の３つの磁束発生手段を有している。
【００８７】
本実施例の定着装置も磁束発生手段はそれぞれ、コイル、コアから構成されている。
【００８８】
第一の磁束発生手段４ａは第一コイル５ａ、第一コア６ａ、第一・第二共通コア６ａｂ、第一・二・三共通コア(共通用磁性体コア）６ａｂｃから構成されている。第一磁束発生手段４ａに電力を入力したときの磁力線Ｊａを図６（ａ）に示した。
【００８９】
図６（ａ）の第一磁束発生手段４ａによる磁力線Ｊａは、コア６ａに対して対称形で、コア６ａ、定着ローラ１の一部、共通コア６ａｂ（垂直部）又は共通コア６ａｂｃ（水平部）を通過する。該コイル５ａは定着ローラ１の長手方向に略楕円形状をしており、定着ローラ１の内面に沿うように配置される。
【００９０】
第二の磁束発生手段４ｂは第二コイル５ｂ、第二コア６ｂ、第一・二共通コア６ａｂ、第一・二・三共通コア６ａｂｃから構成されている。第二磁束発生手段４ｂに、電力を入力したときの磁力線Ｊｂを第一の実施例と同様に図６（ｂ）に示した。
【００９１】
図６（ｂ）の第二磁束発生手段４ｂによる磁力線Ｊｂは、コア６ｂ・定着ローラ１の一部・共通コア６ａｂ（垂直部）又は共通コア６ａｂｃ（水平部）を通過する。該コイル５ｂは定着ローラ１の長手方向に略楕円形状をしており、定着ローラ１の内面に沿うように配置される。磁気回路はコア６ｂに対して対称形である。
【００９２】
第三の磁束発生手段４ｃは第三コイル５ｃ、第三コア６ｃ、第一・二・三共通コア６ａｂｃから構成されている。第一磁束発生手段４ｃに、電力を入力したときの磁力線Ｊｃを第一の実施例と同様に図６（ｃ）に示した。
【００９３】
図６（ｃ）の第三磁束発生手段４ｃによる磁力線Ｊｃは、コア６ｃ、定着ローラ１の一部、共通コア６ａｂｃ（水平部）を通過する。また、コイル５ｃは定着ローラ１の長手方向に略楕円形状をしており、定着ローラ内面に沿うように配置される。磁気回路もコア６ｃに対して対称形である。
【００９４】
３つの磁束発生手段に電力を入力したときを図６（ｄ）に示す。第一の実施例と同様にそれぞれの磁束発生手段を合わせたように磁力線が通る。
【００９５】
該磁束発生手段は、ニップ部Ｎにおいて転写材Ｓに奪われる熱によって定着ローラ１の表面の温度が低下しないように構成する必要がある。
【００９６】
特に略５０ｍｍ以上に大型化した定着ローラ１では、加圧ローラ８に対向していない外周部が広くなり空気中に熱が逃げる効果が大きくなる。そして、ニップ部Ｎが広くなると、ニップ突入直後と通過する直前では定着ローラ１のニップ部Ｎの温度低下が大きくなる。
【００９７】
そこで本実施例の定着装置では、定着ローラ１の全周域を温めるだけでなく、ニップ部Ｎを効果的に温めるため、図５のようにニップ部Ｎに対応する磁束発生手段を２つに増やして、ローラの発熱部を増やし、ニップ部Ｎの近傍の発熱を強化している。これにより大口径の定着ローラ１に対しても、温度ムラのない定着装置を提供できる。
【００９８】
共通コア６ａｂ，６ａｂｃの配置は、第一の実施例と同様に、定着ローラ１の中心ｏを通る線ｃ１上に配置した。また、他のコア６ａ，６ｂ，６ｃも中心線ｃ１の上に配置することで定着ローラ内部にコンパクトに磁束発生手段を配置している。
【００９９】
〈第二の参考例〉
図７に本参考例の定着装置の概略構成を示す。本参考例の定着装置は、誘導発熱体として定着ローラの替わりにフィルム状の定着ベルトを用いたものである。
【０１００】
本参考例の定着装置は、図７に示すように、磁束発生手段を定着ベルトの内部に配置した定着装置である。
【０１０１】
本参考例の定着装置では、第一磁束発生手段４ａと第二磁束発生手段４ｂのコア６を一体成形したものである。本参考例の定着装置の効果は、コア６が別部材を組み合わせたものでも一体成形でも変わるものではない。一体成形にすることで、組立て性の向上、コストダウン、型代削減のメリットがあることは第一の参考例と同様である。
【０１０２】
本参考例の定着装置において、第一磁束発生手段４ａは第一コイル５ａ及びコア６から構成され、第二磁束発生手段４ｂは第二コイル５ｂ及びコア６から構成されている。コア６の中央の平行部６ａｂが第一の実施例の共通コア部に相当する箇所である。
【０１０３】
図８に電力を入力したときの磁力線を第一の実施例と同様に示した。
【０１０４】
図８（ａ）に第一磁束発生手段４ａに電力を入力したときの磁力線を第一の実施例と同様に示した。第一磁束発生手段４ａよる磁力線Ｊａはコア６、定着ベルト部を通る。第一の実施例と同様に対称に磁力線Ｊａは通る。
【０１０５】
同様に、図８（ｂ）に第二磁束発生手段４ｂによる磁力線Ｊｂを示している。
【０１０６】
図８（ｃ）は第一磁束発生手段４ａと第二磁束発生手段４ｂに電力を入力したときの磁力線Ｊａ、Ｊｂを示した。これは、図８（ａ）、（ｂ）を重ね合わせたように磁力線ができる。
【０１０７】
本参考例の定着装置では、定着ベルト１の加圧ローラ側だけではなく、反対側の定着ベルト１を発熱させて温めることができる。
【０１０８】
これにより、２ヶ所の磁束発生手段を用いて定着ベルト１のほぼ全周域を発熱させることができる。定着ベルト１が長く熱容量が大きい場合や空気中へ熱の逃げが大きい場合に特に効果的である。定着ベルト１のほぼ全周域を温めることで、ウエイトタイムの短縮が図られる。また、第一の実施例と同様に、省消費電力に貢献できる。
【０１０９】
なお、図７の定着ベルト１は、駆動ローラ２０，２１にかけわたされ、この下面側に設けられた加圧ローラ８との間で張設されてニップ部Ｎを形成しており、駆動ローラ２０および２１によって駆動される。このような構成であると、定着ローラ１を用いたものと比べて該ニップ部Ｎを増やすことができるので、転写材Ｓに熱を与える時間を増やすことができ、トナーを溶融する性能がアップする。しかし、逆に加圧力は小さくなる。したがって、定着ベルト構成の定着装置は、トナーの性質・転写紙の搬送スピードなどを検討して選択するとよい。
【０１１０】
本参考例の定着装置における定着ベルト１はニッケル電鋳ベルトを利用した。定着ベルト１の場合についても、転写材Ｓの接する側にトナー離型層、その内側にゴム層を設けた構成は定着ローラと同様である。
【０１１１】
なお本参考例の定着装置は、定着ベルト１の材質、構成を規制するものではない。耐熱性のフィルムに磁性金属をメッキ、蒸着などの公知の表面処理をした部材を定着ベルトとして用いてもよい。
【０１１２】
また、第一の参考例の磁束発生手段のように定着ベルト（誘導発熱体）の外部に磁束発生手段を配置する構成でもよい。
【０１１３】
このように本参考例の定着装置は、第一の参考例の磁束発生手段と組み合わせることでいくつものバリエーションができる。スペース、仕様などから適時、組み合わせて設計するとよい。
【０１１４】
〈画像形成装置例〉
図９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プロセス利用のレーザービームプリンターである。
【０１１５】
２１は第１の像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）であり、矢示の時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動され、その回転過程で一次帯電器２２によりマイナスの所定の暗電位ＶＤに一様に帯電処理される。
【０１１６】
２３はレーザービームスキャナであり、不図示の画像読取装置・ワードプロセッサ・コンピュータ等のホスト装置から入力される目的の画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して変調されたレーザービームＬを出力し、前記の回転感光ドラム２１の一様帯電処理面を走査露光する。
【０１１７】
このレーザービーム走査露光により、回転感光ドラム２１の一様帯電処理面の露光部分は電位絶対値が小さくなって明電位ＶＬとなり、回転感光ドラム２１面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。次いでその潜像は現像器２４によりマイナスに帯電した粉体トナーで反転現像（感光ドラム面のレーザー露光明電位ＶＬ部にトナーが付着）されてトナー画像Ｔとして顕像化される。
【０１１８】
一方、給紙トレイＳｔ上から給紙された記録材Ｓは、転写バイアスを印加した転写部材としての転写ローラ２５と感光ドラム２１との圧接ニップ部（転写部）ｍへ感光ドラム２１の回転と同期どりされた適切なタイミングをもって給送され、該記録材Ｓの面に感光ドラム２１面側のトナー画像Ｔが順次に転写されていく。
【０１１９】
そして、これらの各要素２１，２２，２３，２４，２５等で構成された像形成手段により未定着トナー画像Ｔが形成された記録材Ｓは、回転感光ドラム２１面から分離され、第一及び第二の実施例に示した定着装置Ｒに導入されてトナー画像Ｔの定着処理を受け、画像形成物（プリント）として機外へ排紙される。
【０１２０】
【発明の効果】
本発明の定着装置によれば、定着ローラ全域を発熱させることができる磁束発生手段を複数設けていても、片側の磁束発生手段のコイルのみに電流を流しても、ニップ部周辺での発熱量を大きくすることができる。また、定着ローラ全域を発熱させることができる磁束発生手段を複数設ける構成において、一部の磁束発生手段のコイルへの通電を停止しても、ニップ部周辺での発熱のＯＮとＯＦＦを複数段階に切換えることができ、エネルギー効率を高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施例の定着装置の概略構成図
【図２】第一の実施例の定着装置における磁気回路の説明図
【図３】第一の参考例の定着装置の概略構成図
【図４】第一の参考例の定着装置における磁気回路の説明図
【図５】第二の実施例の定着装置の概略構成図
【図６】第二の実施例の定着装置における磁気回路の説明図
【図７】第二の参考例の定着装置の概略構成図
【図８】第二の参考例の定着装置における磁気回路の説明図
【図９】画像形成装置の概略構成図
【図１０】従来の定着装置の概略構成図
【図１１】従来の定着装置における磁気回路の説明図
【符号の説明】
１定着ローラ
４磁束発生手段
４ａ第一の磁束発生手段
４ｂ第二の磁束発生手段
４ｃ第三の磁束発生手段
５コイル
５ａ第一のコイル
５ｂ第二のコイル
５ｃ第三のコイル
６コア
６ａ第一のコア
６ｂ第二のコア
６ｃ第三のコア
６ａｂ第一・第二共通のコア
６ａｂｃ第一・第二・第三共通のコア
８加圧ローラ
９ホルダー
Ｎニップ部
Ｊａ第一の磁束発生手段の磁力線（磁気回路）
Ｊｂ第二の磁束発生手段の磁力線（磁気回路）
Ｊｃ第三の磁束発生手段の磁力線（磁気回路）

Claims

磁束により発熱し、記録材上の画像を定着するための回転可能な定着ローラと、前記定着ローラを圧し、記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材と、第一コイルを有し、磁束を生じさせるための前記定着ローラの回転軸線と直交する断面の形状が半円形状であり、前記定着ローラの内部に配置された第一磁束発生手段と、第二コイルを有し、磁束を生じさせるための前記定着ローラの回転軸線と直交する断面の形状が半円形状であり、前記定着ローラの内部に配置された第二磁束発生手段と、前記第一磁束発生手段と前記第二磁束発生手段との間に配置された共通磁性体コアと、前記第一コイルと前記第二コイルとのそれぞれに独立して通電可能である通電手段と、を有し、前記定着ローラの回転軸線と直交する断面において前記第一コイルと前記第二コイルとは前記定着ローラの内面に沿うように前記定着ローラに対向して配置されることで前記定着ローラの全域が発熱可能である定着装置において、
前記共通用磁性体コアと前記ニップ部全域とが前記定着ローラを介して対向しない位置に前記共通用磁性体コアがあるように前記第一磁束発生手段と前記第二磁束発生手段とが配置され、前記ニップ部全域に対向する位置には前記第一磁束発生手段が配置されていることを特徴とする定着装置。
前記第一磁束発生手段は第一磁性体コアを有し、前記第一磁性体コアは前記ニップ部に対向していることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記通電手段は、前記第一コイルにのみ通電する場合と、前記第二コイルにのみ通電する場合と、前記第一コイルと前記第二コイルの両方に通電する場合と、の通電状態を選択可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
前記定着ローラの温度を検知する温度検知部材を有し、前記温度検知部材は前記定着ローラを介して前記第二磁束発生手段に対向し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定着装置。
磁束により発熱し、記録材上の画像を定着するための回転可能な定着ローラと、前記定着ローラを圧し、記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材と、第一コイルを有し、前記定着ローラの内部に配置された第一磁束発生手段と、第二コイルを有し、前記定着ローラの内部に配置され、前記定着ローラの回転軸線と直交する断面の形状が前記第一磁束発生手段とあわせることで半円形状となる第二磁束発生手段と、第三コイルを有し、磁束を生じさせるための前記定着ローラの回転軸線と直交する断面の形状が半円形状であり、前記定着ローラの内部に配置された第三磁束発生手段と、前記第一コイルと前記第二コイルと前記第三コイルのそれぞれに独立して通電可能である通電手段と、を有し、前記定着ローラの回転軸線と直交する断面において前記第一コイルと前記第二コイルと前記第三コイルは前記定着ローラの内面に沿うように前記定着ローラに対向して配置されることで前記定着ローラの全域が発熱可能である定着装置において、
前記第一磁束発生手段と前記第二磁束発生手段及び前記第一磁束発生手段と前記第三磁束発生手段及び前記第二磁束発生手段と前記第三磁束発生手段間に配置された共通磁性体コアを有し、前記共通用磁性体コアと前記ニップ部全域とが前記定着ローラを介して対向する位置に前記共通用磁性体コアがあるように前記第一磁束発生手段と前記第二磁束発生手段と前記第三磁束発生手段とが配置され、前記ニップ部に対向する位置には前記第一磁束発生手段と前記第二磁束発生手段とが配置されていることを特徴とする定着装置。
前記通電手段は、前記第一コイルにのみ通電する場合と、前記第二コイルにのみ通電する場合と、前記第三コイルにのみ通電する場合と、前記第一コイルと前記第二コイルと前記第三コイルに通電する場合と、の通電状態を選択可能であることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
前記定着ローラの温度を検知する温度検知部材を有し、前記温度検知部材は前記定着ローラを介して前記第三磁束発生手段に対向していることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の定着装置。