JP4827178B2

JP4827178B2 - 定着装置及び画像形成装置

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Publication number: JP4827178B2
Application number: JP2006180127A
Authority: JP
Inventors: 嘉紀山口
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2026-06-29
Also published as: JP2008009169A

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置とそこに設置される定着装置とに関し、特に、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置及び画像形成装置に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、装置の立ち上がり時間を低減して省エネルギー化することを目的として、電磁誘導加熱方式の定着装置が広く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１等において、電磁誘導加熱方式の定着装置は、主として、支持ローラ（発熱ローラ）と定着補助ローラ（定着ローラ）とによって張架された定着部材としての定着ベルトや、支持ローラに定着ベルトを介して対向する誘導加熱部（励磁手段）や、定着補助ローラに定着ベルトを介して対向する加圧ローラ、等で構成される。誘導加熱部は、幅方向（記録媒体の搬送方向に直交する方向である。）に延設されたコイル部（励磁コイル）や、コイル部に対向するコア部（芯材）、等で構成される。

そして、定着ベルトは、誘導加熱部との対向位置で加熱される。加熱された定着ベルトは、定着補助ローラ及び加圧ローラの位置に搬送される記録媒体上のトナー像を加熱して定着する。詳しくは、コイル部に高周波の交番電流を流すことで、コイル部に対向する定着ベルト及び支持ローラの位置に磁力線が形成されて、支持ローラ表面に渦電流が生じる。支持ローラに渦電流が生じると、支持ローラ自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、支持ローラに巻装された定着ベルトが加熱される。
このような電磁誘導加熱方式を用いた定着装置は、定着ベルトの表面温度（定着温度）を所望の温度まで昇温するのに、少ないエネルギー消費で短い立ち上げ時間でおこなうことができるものとして知られている。

一方、特許文献２等には、定着ローラの外周面側にコイル部（磁界発生手段）を配置した電磁誘導加熱方式の定着装置であって、コイル部の昇温によって装置の加熱効率が低下してしまう不具合等を抑止することを目的として、コイル部の中央部に通気路を設ける技術が開示されている。

また、特許文献３等には、定着ローラの内周面側にコイル部（誘導コイル）を配置した電磁誘導加熱方式の定着装置であって、定着ローラからコイル部へ伝わる熱を遮断することを目的として、定着ローラの内周面とコイル部との間に筒状断熱部材を設けるとともに、筒状断熱部材内を冷却する技術が開示されている。

特開２００２−８２５４９号公報特開２００１−６６９２２号公報特開２０００−１０５５１６号公報

上述した従来の定着装置は、誘導加熱部(磁束発生手段)が定着部材（定着ベルト）の外周面側に対向するように配設されているために、誘導加熱部が定着部材（定着ローラ）の内周面側に対向するように配設されているものに比べると、コイル部の昇温を軽減することができる。しかし、誘導加熱部を定着部材の外周面側に配設した場合であっても、コイル部の昇温はまだまだ充分には軽減されていなかった。

詳しくは、以下の通りである。
定着部材（発熱部材）を加熱するために誘導加熱部のコイル部に電力を供給すると、コイル部自身の電気抵抗によってコイル部が発熱して高温に達する。また、コイル部の周辺温度も、電磁誘導により加熱される定着部材による熱伝導によって昇温されるために、コイル部の温度はさらに高くなる。

コイル部が昇温されると、コイル部の電気抵抗が増すことで電力効率が低下して、定着部材の加熱効率が低下する。すなわち、定着部材を所定の温度に昇温するのに必要な電力が大きくなってしまう。
また、コイル部が昇温されると、コイル部を覆う絶縁被覆材が損傷する場合もある。このような場合には、コイル部の絶縁性が損なわれて、局所的な短絡が生じてしまうことになる。

ここで、コイル部（誘導加熱部）が定着部材の内周面側に配設されている場合には、コイル部の周囲の熱が放散されにくいために、コイル部が特に昇温しやすくなる。
これに対して、コイル部（誘導加熱部）が定着部材の外周面側に配設されている場合には、コイル部の周囲の熱が比較的放散されやすいために、コイル部の昇温がある程度軽減される。しかし、それでもコイル部の昇温は完全には低減されておらず、上述した問題が生じてしまっていた。

このような問題を解決するために、定着部材の外周面側に配設されたコイル部と定着部材との空隙（通常、空気の流動を妨げるような部材が存在しない。）を利用して、その空隙に空気を積極的に送入（又は送出）してコイル部を空冷する方策が考えられる。しかし、その場合、定着部材も同時に空冷されてしまうために、定着部材の加熱効率が低下してしまう。すなわち、コイル部の冷却と、定着部材（発熱部材）の加熱効率と、がトレードオフの関係になってしまう。

一方、特許文献２等の技術は、コイル部の中央部に通気路を設けて、コイル部の昇温を軽減することを目的としている。しかし、コイル部の中央部に通気路を設けているために、コイル部から定着部材に向けて形成される磁束が中央部で弱くなる可能性がある。すなわち、通気路を設けることで、コイル部の本来の機能が損なわれる可能性がある。

また、特許文献３等の技術は、定着ローラの内周面とコイル部との間に筒状断熱部材を設けて筒状断熱部材内を冷却しているために、コイル部を効率的に冷却できる効果がある程度期待できる。しかし、特許文献３等の技術は、コイル部が定着ローラに内設されていてコイル部の昇温が大きいために、冷却手段の能力を相当大きくする必要があった。また、定着ローラに筒状断熱部材を設けているために、定着ローラの大型化や組み付け性低下が生じていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、発熱部材の加熱効率を低下させることなく、磁束発生手段の昇温が効率的かつ確実に軽減される、定着装置及び画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる定着装置は、磁束を発生させる磁束発生手段と、前記磁束によって直接的又は間接的に加熱されて、トナー像を溶融するとともに、前記磁束発生手段に外周面側で対向する定着部材と、前記磁束発生手段と前記定着部材との空隙を複数の空間に仕切る仕切り部材と、を備え、前記磁束発生手段は、交番電流が入力されるコイル部を前記定着部材の側で保持するコイルガイドを具備し、前記仕切り部材は、前記コイルガイドに一体的に形成されるとともに、当該仕切り部材によって仕切られた前記複数の空間のうち前記磁束発生手段の側の空間に隔絶された空気層を形成し、前記空気層に対して気体を送入又は送出して前記磁束発生手段の側の空間を冷却するファンを幅方向端部に設置したものである。

また、請求項２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記定着部材は、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接する定着ローラであって、前記磁束発生手段は、前記定着ローラの外周面に対向するように配設されたものである。

また、請求項３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記定着部材は、周状に張架された定着ベルトであって、前記磁束発生手段は、前記定着ベルトの外周面に対向するように配設されたものである。

また、請求項４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項３に記載の発明において、前記定着ベルトは、支持ローラと定着補助ローラとに張架され、前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたものである。

また、請求項５記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項４に記載の発明において、前記磁束発生部材は、前記定着ベルトを介して前記支持ローラに対向するように配設され、前記支持ローラは、前記磁束によって加熱されて、前記定着ベルトを加熱するものである。

また、請求項６記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。

本発明は、磁束発生手段と発熱部材との空隙を仕切り部材によって複数の空間に仕切っているために、発熱部材の加熱効率を低下させることなく、磁束発生手段の昇温が効率的かつ確実に軽減される、定着装置及び画像形成装置を提供することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１〜図３にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、７は転写紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙部、９は記録媒体Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される感光体ドラム、１２は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上を帯電する帯電部、１３は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像部、１４は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐ上に重ねて転写する転写バイアスローラ、１５は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。

また、１６は転写ベルト１７を清掃する転写ベルトクリーニング部、１７は複数色のトナー像が記録媒体Ｐ上に重ねて担持されるように記録媒体Ｐを搬送する転写ベルト、１９は記録媒体Ｐ上のトナー像（未定着画像）を定着する電磁誘導加熱方式の定着装置、を示す。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、現像部１３との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、転写ベルト１７の内周面に当接するように転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、転写バイアスローラ１４の位置で、転写ベルト１７上の記録媒体Ｐに、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（転写工程である。）。

そして、転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された記録媒体Ｐは、図中の矢印方向に走行して、分離チャージャ１８との対向位置に達する。そして、分離チャージャ１８との対向位置で、記録媒体Ｐに蓄積された電荷が中和されて、トナーのちり等を生じさせることなく記録媒体Ｐが転写ベルト１７から分離される。
その後、転写ベルト１７表面は、転写ベルトクリーニング部１６の位置に達する。そして、転写ベルト１７上に付着した付着物が転写ベルトクリーニング部１６に回収される。

ここで、転写ベルト１７上に搬送される記録媒体Ｐは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された記録媒体Ｐが、不図示の搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達した記録媒体Ｐは、タイミングを合わせて、転写ベルト１７の位置に向けて搬送される。

そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、転写ベルト１７から分離された後に定着装置１９に導かれる。定着装置１９では、定着ローラと加圧ローラとのニップにて、カラー画像（トナー）が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、不図示の排紙ローラによって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、画像形成装置本体１に設置される定着装置１９の構成・動作について詳述する。
図２に示すように、定着装置１９は、磁束発生手段としての誘導加熱部２４、発熱部材としての定着ローラ２０、加圧ローラ３０、等で構成される。
ここで、発熱部材としての定着ローラ２０（定着部材）は、ＳＵＳ３０４等の非磁性材料からなる中空構造の芯金２３の表面に、弾性層２２、発熱層２１等を形成した多層構造体である。

詳しくは、定着ローラ２０は、芯金２３上に、弾性層２２、発熱層２１、酸化防止層（不図示である。）、離型層（不図示である。）、等が積層されている。
弾性層２２は、シリコーンゴム等の弾性材料からなり、その厚さは５０〜５００μｍになっている。これにより、熱容量がそれ程大きくなく、良好な定着画像を得ることができる。

発熱層２１は、第１非磁性層と第２非磁性層との２層構造とすることができる。
第１非磁性材料層としては、非磁性材料層としてのＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３１６（いずれも非磁性ステンレス）等を用いることができる。
第２非磁性材料層としては、銅（Ｃｕ）を用いることができる。第２非磁性材料層は、その層厚が５〜３５μｍの範囲内になるように、第１非磁性材料層上にめっき処理にて形成されている。第２非磁性材料層の体積抵抗率は１．７×１０^-8Ω・ｍとなっていて、第１非磁性材料層の体積抵抗率よりも小さくなっている。なお、第２非磁性材料層としては、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）等を用いることもできる。
第１非磁性材料層及び第２非磁性材料層からなる発熱層２１は、誘導加熱部２４（磁束発生手段）から発せられる磁束によって電磁誘導加熱される。

定着ローラ２０の酸化防止層は、ニッケル（Ｎｉ）で形成され、その厚さは５μｍ以下になるように設定されている。酸化防止層は、銅層としての第２非磁性材料層の酸化を防止するためのものである。
定着ローラ２０の離型層は、ＰＦＡ等のフッ素化合物で形成され、その厚さは３０μｍになっている。離型層は、トナー像（トナー）Ｔが直接的に接する定着ローラ２０表面のトナー離型性を高めるためのものである。
このように本実施の形態１における定着ローラ２０は、トナー像を溶融する定着部材として機能するとともに、誘導加熱部２４によって直接的に加熱される発熱部材としても機能することになる。

なお、本実施の形態１では、発熱層２１を第１非磁性層と第２非磁性層との２層構造としたが、発熱層２１を磁性金属材料からなる単層構造とすることもできる。その場合、発熱層２１を形成する磁性金属材料として、鉄、コバルト、ニッケル、銅、又は、それらの合金等を用いることができる。

また、図示は省略するが、定着ローラ２０の表面には、サーミスタが当接されている。サーミスタは、熱応答性の高い感温素子であって、定着ローラ２０上の温度（定着温度）を検知する。そして、サーミスタによる検知結果に基いて、誘導加熱部２４による加熱量を調整する。

図２を参照して、加圧ローラ３０は、アルミニウム、銅等からなる円筒部材３２上にフッ素ゴム、シリコーンゴム等の弾性層３１が形成されたものである。加圧ローラ３０の弾性層３１は、肉厚が０．５〜２ｍｍで、アスカー硬度が６０〜９０度となるように形成されている。加圧ローラ３０は、定着ローラ２０に圧接している。そして、定着ローラ２０と加圧ローラ３０との当接部（定着ニップ部である。）に、記録媒体Ｐが搬送される。

磁束発生手段としての誘導加熱部２４は、定着ローラ２０の外周面側に対向するように配設されている。誘導加熱部２４は、コイル部２５（励磁コイル）、コア部２６（励磁コイルコア）、コイルガイド２７、カバー部材２８、等で構成される。コイル部２５は、細線を束ねたリッツ線を巻回して幅方向（図２の紙面垂直方向である。）に延設したものである。コイルガイド２７は、耐熱性の高い樹脂材料等からなり、定着ローラ２０との対向面の側でコイル部２５を保持する。コア部２６は、フェライト等の強磁性体（比透磁率が１０００〜３０００程度である。）からなり、発熱層２１に向けて効率のよい磁束を形成するためにセンターコアやサイドコアが設けられている。コア部２６は、幅方向に延設されたコイル部２５に対向するように設置されている。カバー部材２８は、コイル部２５及びコア部２６を覆うように構成されている。
なお、定着ローラ２０の内部に、フェライト等の強磁性体からなる内部コア（コア）を設置したり、内部コアの外周の一部を覆う磁束遮蔽部材を設置することもできる。

ここで、本実施の形態１では、誘導加熱部２４（磁束発生手段）と定着ローラ２０（発熱部材）との空隙を２つの空間Ａ１、Ａ２に仕切る仕切り部材２７ａが設けられている。詳しくは、仕切り部材２７ａは、コイルガイド２７に一体的に設けられていて、コイル部２５（誘導加熱部２４）の側に第１空気層Ａ１を形成して、定着ローラ２０の側に第２空気層Ａ２を形成している。具体的に、コイルガイド２７は、中空構造体となっていて、定着ローラ２０に対向する面が仕切り部材２７ａとして機能している。仕切り部材２７ａは、コイル部２５から定着ローラ２０の発熱層２１に達する磁束を減じないように透磁性の高い材料で形成されるとともに、定着ローラ２０からコイル部２５への伝熱を遮断するために断熱性を有する材料で形成されている。
このような構成により、電磁誘導による定着ローラ２０の加熱効率を低下させることなく、コイル部２５の昇温が効率的かつ確実に軽減される。仕切り部材２７ａによって、誘導加熱部２４と定着ローラ２０との間に複数の空気層Ａ１、Ａ２を設けることで、コイル部２５で生じた熱が放熱されやすくなるとともに、定着ベルト２０で生じた熱が誘導加熱部２４に達しにくくなる。

このように構成された定着装置１９は、次のように動作する。
不図示の駆動モータによって、定着ローラ２０が図２の時計方向に回転駆動されると、加圧ローラ３０も反時計方向に回転する。そして、定着部材としての定着ローラ２０は、誘導加熱部２４との対向位置（対向面）で、誘導加熱部２４から発生される磁束によって直接的に加熱される。

詳しくは、不図示の電源部からコイル部２５に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ（好ましくは、２０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚである。）の高周波交番電流を流すことで、コイル部２５から発熱層２１に向けて磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、定着ローラ２０の発熱層２１に渦電流が生じて、発熱層２１はその電気抵抗によってジュール熱が発生して誘導加熱される。こうして、定着ローラ２０は、自身の発熱層２１の誘導加熱によって加熱される。

その後、誘導加熱部２４によって加熱された定着ローラ２０表面は、加圧ローラ３０との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔ（トナー）を加熱して溶融する。
詳しくは、先に説明した作像プロセスを経てトナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐが、不図示のガイド板に案内されながら定着ローラ２０と加圧ローラ３０との間に送入される（矢印Ｙ１の搬送方向の移動である。）。そして、定着ローラ２０から受ける熱と加圧ローラ３０から受ける圧力とによってトナー像Ｔが記録媒体Ｐに定着されて、記録媒体Ｐは定着ローラ２０と加圧ローラ３０との間から送出される。

定着位置を通過した定着ローラ２０表面は、その後に再び誘導加熱部２４との対向位置に達する。
このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。

ここで、図３を参照して、本実施の形態１では、仕切り部材２７ａによって仕切られた２つの空間Ａ１、Ａ２のうち、コイル部２５の側の空間Ａ１を、冷却手段としてのファン５５を用いて積極的に冷却している。具体的に、仕切り部材２７ａによって隔絶された第１空気層Ａ１は、その一端にダクト５８を介してファン５５が接続され、他端に開口が設けられている。そして、ファン５５によって第１空気層Ａ１に空気（気体）が送入されて、コイル部２５から放出された熱が空気とともに開口から排出される（図３中の破線矢印方向の空気の流動である。）。これにより、上述した仕切り部材２７ａによる効果（コイル部２５の昇温を低減する効果である。）がさらに高められる。
なお、本実施の形態１では、ファン５５を用いて第１空気層Ａ１に空気を積極的に送入することでコイル部２５を空冷したが、ファンを用いて第１空気層Ａ１から空気を積極的に送出（吸引）することでコイル部２５を空冷することもできる。

以上説明したように、本実施の形態１では、誘導加熱部２４（磁束発生手段）と定着ローラ２０（発熱部材）との空隙を仕切り部材２７ａによって複数の空間Ａ１、Ａ２に仕切っているために、定着ローラ２０の加熱効率を低下させることなく、誘導加熱部２４（コイル部２５）の昇温を効率的かつ確実に軽減することができる。

なお、本実施の形態１では、定着ローラ２０として、芯金２３上に、弾性層２２、発熱層２１（第１非磁性材料層及び第２非磁性材料層）、酸化防止層、離型層、が積層されたものを用いた。しかし、定着ローラ２０の構成はこれに限定されることなく、例えば、定着ローラ２０として、芯金上に、断熱層、発熱層、弾性層、離型層が順次積層されたものを用いることもできる。

実施の形態２．
図４にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図４は、実施の形態２における定着装置１９を示す断面図である。本実施の形態２における定着装置１９は、コイルガイド２７の構成が、前記実施の形態１のものとは相違する。

本実施の形態２における定着装置１９も、前記実施の形態１のものと同様に、誘導加熱部２４（磁束発生手段）と定着ローラ２０（発熱部材）との空隙を２つの空間Ａ１、Ａ２に仕切る仕切り部材２７ａが、コイルガイド２７と一体的に設けられている。さらに、図示は省略するが、前記実施の形態１と同様に、仕切り部材２７ａによって隔絶された第１空気層Ａ１の幅方向端部に、冷却手段としてのファン５５が設けられている。

ここで、本実施の形態２では、図４に示すように、コイルガイド２７の一部に複数の貫通穴が形成されている。詳しくは、コイル部２５に当接するコイルガイド２７の当接面がメッシュ状に形成されている。このような構成によって、コイル部２５で生じた熱が第１空気層２７ａに放散されやすくなるために、コイル部２５の昇温を低減する効果がさらに高められることになる。

以上説明したように、本実施の形態２においても、前記実施の形態１と同様に、誘導加熱部２４と定着ローラ２０との空隙を仕切り部材２７ａによって複数の空間Ａ１、Ａ２に仕切っているために、定着ローラ２０の加熱効率を低下させることなく、誘導加熱部２４（コイル部２５）の昇温を効率的かつ確実に軽減することができる。

実施の形態３．
図５にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図５は、実施の形態３における定着装置１９を示す断面図である。本実施の形態３における定着装置１９は、定着部材として定着ベルト６０を用いている点が、定着部材として定着ローラ２０を用いている前記実施の形態１のものとは相違する。

図５に示すように、本実施の形態３における定着装置１９は、誘導加熱部２４、発熱部材としての定着ベルト６０（定着部材）、加熱部材としての支持ローラ４１、定着補助ローラ５０、加圧ローラ３０、等で構成される。

ここで、定着補助ローラ５０は、ステンレス鋼等からなる芯金の表面に、シリコーンゴム等の弾性層を形成したものである。定着補助ローラ５０の弾性層は、肉厚が１〜５ｍｍで、アスカー硬度が３０〜６０度となるように形成されている。

加熱部材としての支持ローラ４１は、ＳＵＳ３０４（非磁性ステンレス）で形成された第１非磁性材料層４１ａと、銅のめっき層からなる第２非磁性材料層４１ｂ（銅層）と、で構成される発熱層を有する。支持ローラ４１の第１非磁性材料層４１ａ及び第２非磁性材料層４１ｂの構成は、前記実施の形態１における定着ローラ２０の第１非磁性材料層及び第２非磁性材料層の構成とほぼ同等である。
支持ローラ４１は、図５の時計方向に回転する。そして、支持ローラ４１の発熱層４１ａ、４１ｂは、誘導加熱部２４から発せられる磁束によって誘導加熱される。

発熱層を備えた定着ベルト６０は、支持ローラ４１及び定着補助ローラ５０（２つのローラ部材である。）に張架・支持されている。
定着ベルト６０は、内周面側から、発熱層（第１非磁性材料層及び第２非磁性材料層で構成されている。）、ニッケルからなる酸化防止層、シリコーンゴム等からなる弾性層、フッ素化合物からなる離型層、が積層されている。定着ベルト６０の各層の構成は、前記実施の形態１における定着ローラ２０の各層の構成とほぼ同等である。
定着ベルト６０は、図５の時計方向に周回する。そして、定着ベルト６０の発熱層は、誘導加熱部２４から発せられる磁束によって直接的に誘導加熱される。
磁束発生手段としての誘導加熱部２４は、前記実施の形態１のものと同様に、コイル部２５、コア部２６、コイルガイド２７、カバー部材２８、等で構成される。そして、前記実施の形態１と同様に、コイルガイド２７には、２つの空気層Ａ１、Ａ２を形成するための仕切り部材２７ａが設置されている。さらに、図示は省略するが、前記実施の形態１と同様に、仕切り部材２７ａによって隔絶された第１空気層Ａ１の幅方向端部に、冷却手段としてのファン５５が設けられている。

このように構成された定着装置１９は、次のように動作する。
定着補助ローラ５０の回転駆動によって、定着ベルト６０は図５中の時計方向に周回するとともに、支持ローラ４１も時計方向に回転して、加圧ローラ３０も反時計方向に回転する。定着ベルト６０は、誘導加熱部２４との対向位置で加熱される。

詳しくは、不図示の電源部からコイル部２５に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ（好ましくは、２０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚである。）の高周波交番電流を流すことで、コイル部２５から支持ローラ４１及び定着ベルト６０に向けて磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、支持ローラ４１表面と定着ベルト６０の発熱層とに渦電流が生じて、支持ローラ４１及び発熱層の電気抵抗によってジュール熱が発生して、支持ローラ４１及び発熱層が加熱される。こうして、定着ベルト６０は、発熱した支持ローラ４１から受ける熱と、自身の発熱層の発熱と、によって加熱される。すなわち、定着ベルト６０は、誘導加熱部２４によって直接的に加熱される発熱部材として機能するとともに、誘導加熱部２４によって間接的に加熱される（支持ローラ４１を介して加熱される。）発熱部材として機能することになる。

その後、誘導加熱部２４によって加熱された定着ベルト６０表面は、加圧ローラ３０との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔ（トナー）を加熱して溶融する。
定着位置を通過した定着ベルト６０表面は、その後に再び誘導加熱部２４との対向位置に達する。
このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。

以上説明したように、本実施の形態３においては、誘導加熱部２４と定着ベルト６０（発熱部材）との空隙を仕切り部材２７ａによって複数の空間Ａ１、Ａ２に仕切っているために、定着ベルト６０の加熱効率を低下させることなく、誘導加熱部２４（コイル部２５）の昇温を効率的かつ確実に軽減することができる。

なお、本実施の形態３では、定着ベルト６０と支持ローラ４１とがどちらも誘導加熱部２４によって電磁誘導加熱される構成とした。これに対して、定着ベルト６０及び支持ローラ４１のうちいずれか一方のみが、誘導加熱部２４によって電磁誘導加熱される構成とすることもできる。例えば、定着ベルト６０に発熱層を設けない場合には、支持ローラ４１のみが誘導加熱部２４によって電磁誘導加熱されて、定着ベルト６０を加熱する加熱部材として機能する。すなわち、定着ベルト６０は誘導加熱部２４によって間接的に加熱される発熱部材として機能することになる。その場合も、本実施の形態３と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態３では、定着ベルト６０の外周面に対向する位置に誘導加熱部２４を配設したが、加熱部材としての支持ローラ４１の外周面に対向するように誘導加熱部２４を配設することもできる。すなわち、誘導加熱部２４を、定着ベルト６０を介することなく、支持ローラ４１に直接的に対向させることができる。その場合にも、支持ローラ４１と誘導加熱部２４との空隙を仕切り部材によって複数の空間に仕切ることで、本実施の形態３と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。図１の画像形成装置に設置された定着装置を示す断面図である。図２の定着装置を幅方向にみた概略図である。この発明の実施の形態２における定着装置を示す断面図である。この発明の実施の形態３における定着装置を示す断面図である。

符号の説明

１画像形成装置本体（装置本体）、
１９定着装置、
２０定着ローラ（定着部材、発熱部材）、
２１発熱層、２２弾性層、２３芯金、
２４誘導加熱部（磁束発生手段）、
２５コイル部、２６コア部、
２７コイルガイド、
２７ａ仕切り部材、
３０加圧ローラ、４１支持ローラ（加熱部材）、
５０定着補助ローラ、
５５ファン（冷却手段）、５８ダクト、
６０定着ベルト（定着部材、発熱部材）、
Ａ１第１空気層、Ａ２第２空気層。

Claims

磁束を発生させる磁束発生手段と、
前記磁束によって直接的又は間接的に加熱されて、トナー像を溶融するとともに、前記磁束発生手段に外周面側で対向する定着部材と、
前記磁束発生手段と前記定着部材との空隙を複数の空間に仕切る仕切り部材と、
を備え、
前記磁束発生手段は、交番電流が入力されるコイル部を前記定着部材の側で保持するコイルガイドを具備し、
前記仕切り部材は、前記コイルガイドに一体的に形成されるとともに、当該仕切り部材によって仕切られた前記複数の空間のうち前記磁束発生手段の側の空間に隔絶された空気層を形成し、
前記空気層に対して気体を送入又は送出して前記磁束発生手段の側の空間を冷却するファンを幅方向端部に設置したことを特徴とする定着装置。
前記定着部材は、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接する定着ローラであって、
前記磁束発生手段は、前記定着ローラの外周面に対向するように配設されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記定着部材は、周状に張架された定着ベルトであって、
前記磁束発生手段は、前記定着ベルトの外周面に対向するように配設されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記定着ベルトは、支持ローラと定着補助ローラとに張架され、
前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
前記磁束発生部材は、前記定着ベルトを介して前記支持ローラに対向するように配設され、
前記支持ローラは、前記磁束によって加熱されて、前記定着ベルトを加熱することを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。