JP5747013B2 - 定着装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等に用いる定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、電磁誘導加熱方式の定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式の画像形成装置では、記録媒体にトナー像を定着する定着装置の熱源としてハロゲンヒーター等が広く使用されていたが、近年のウォームアップ時間の短縮や、省エネルギーの要請から、交番磁界を磁性導体に鎖交させ、渦電流を発生させることによって加熱する誘導加熱（ＩＨ：Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）方式が提案されている。

誘導加熱方式では、加熱ローラーや定着ベルト等の加熱部材の幅方向（用紙搬送方向と直交する方向）に延在するボビンの外周面に沿ってリッツ線が巻回された誘導加熱コイルに高周波電流を印加することにより、高周波磁束が発生する。この高周波磁束が加熱ローラーまたは定着ベルトの誘導発熱層に作用し、誘導発熱層の磁束の周りに渦電流が生じるため、誘導発熱層内の材質固有の抵抗に起因するジュール熱が発生して加熱ローラー、或いは定着ベルト等の加熱部材が加熱される。ＩＨ方式の定着装置では、加熱部材の熱容量を小さくできるので、ウォームアップ時間が短縮され、コンパクトで高い熱変換効率が得られる。

上記のＩＨ方式においては、加熱部材に対するコイルの配置方法として各種の構成が提案されている。そのうち、加熱部材の外部にコイルを配置する一形態として、加熱部材が加熱ローラーの場合は回転軸方向（長手方向）に、加熱部材が加熱ベルトの場合はベルト幅方向に誘導加熱コイルを巻回する構成がある。以下、この構成を外包型（軸方向巻き）コイルと称する。

一方、ＩＨ方式の定着装置においては、コイルの温度が耐熱温度以上に上昇するのを防ぐために、ファンを用いてコイルに送風する冷却機構を備えたものがある。例えば特許文献１〜４には、コイルの長手方向に通風する冷却機構を備えたＩＨ方式の定着装置が開示されている。

また、特許文献５には、用紙の通紙方向（コイルの長手方向と直交する方向）に通風する冷却機構を備え、コイルの冷却に用いた空気流を定着ニップ部における用紙の分離に使用するＩＨ方式の定着装置が開示されている。

特開２０００−３２１９０３号公報 特開２００２−７２７６４号公報 特開２００５−３２１６２２号公報 特開２００６−２８５２１６号公報 特開２０１２−８８３５５号公報

特許文献１〜４のようにコイルの長手方向に通風する構成では、通風ダクトを比較的容易に、且つコンパクトに設計できるという長所を有している。しかし、通風ダクトを通過する空気流を、通風方向に対し上流側の端部において適切な冷却効果が得られる流速に調整すると、通風方向に対し下流側の端部では上流側に比べて流速が低下する。その結果、下流側の端部におけるコイルの冷却効果が低下するという問題点があった。

一方、特許文献５のようにコイルの長手方向と直交する方向に通風する構成では、コイルの冷却効果は長手方向全域に亘ってほぼ等しくなる。従って、コイルの長手方向における温度差は発生し難くなる。しかし、通風ダクトの設計が困難であり、ダクトの大型化、複雑化に繋がるという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、コイルの長手方向における冷却効果を略均一にすることができ、且つ構成も簡単なコイル冷却機構を備えた誘導加熱方式の定着装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、誘導発熱層を有する加熱部材と、加熱部材に所定の圧力で圧接される加圧部材と、から成る定着部材と、加熱部材の誘導発熱層を磁束によって誘導加熱する誘導加熱部と、を備え、定着部材の定着ニップ部に記録媒体を挿通させてトナー像の定着処理を行う定着装置である。誘導加熱部は、加熱部材の長手方向に沿ってループ状に巻回され前記加熱部材を誘導加熱する磁束を発生させるコイルと、コイルの近傍に記録媒体の搬送方向に直交する方向に配設され、加熱部材の誘導発熱層に磁束を導く磁性体コアと、加熱部材の表面に対向して配置され、前記加熱部材に対向する面と反対側の取り付け面にコイルが取り付けられるコイルボビンと、コイルボビンに対向して配置され、磁性体コアが取り付けられるコアホルダーと、磁性体コアとコイルを覆うようにコイルボビンに取り付けられるカバー部材と、カバー部材とコアホルダーとの間に配置され、カバー部材の長手方向の一端に設けた吸気口に連通するとともにコアホルダーに形成された複数のホルダー開口部の一部に重なる開口穴を有する補助ダクトと、を有している。そして、吸気口から補助ダクト及びホルダー開口部を介してコアホルダーとコイルボビンとの間に空気流を流入させ、コイルの熱により暖められた空気流をカバー部材の他端に形成された排気口から排出することにより、コイルの長手方向における空気流の流量を調整することを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、カバー部材の吸気口とコアホルダーのホルダー開口部との間に補助ダクトを配置してコイルの長手方向における空気流の流量を調整することにより、簡単なダクト構成で、コイルの長手方向全域に亘ってコイルを略均一に、且つ効率良く冷却することができる。

本発明の定着装置５を備えた画像形成装置１００の概略構成図 本発明の一実施形態に係る定着装置５の側面断面図 本実施形態の定着装置５に用いられる誘導加熱部３０の構成を示す側面断面図 図３の下側（コイルボビン３８側）から見たアーチコアホルダー４５に対するアーチコア４１の配置を示す平面図 図３の上側（アーチコアホルダー４５側）から見たコイルボビン３８に対するコイル３７とセンターコア４２及びサイドコア４３の配置を示す平面図 カバー部材４７を図３の上側から見た平面図 誘導加熱部３０を長手方向Ｘに沿って切断した側面断面図 カバー部材４７の吸気口４７ａと補助ダクト６０の上流側立壁部６０ｂとの間に隙間６１を設けた構成を示す誘導加熱部３０の部分断面図 補助ダクト６０の位置決め機構を示す部分断面図 本発明の定着装置５の他の実施形態を示す側面断面図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の定着装置５を備えた画像形成装置１００の概略構成を示す図である。画像形成装置１００は、その下部に配設された給紙部２と、この給紙部２の側方に配設された用紙搬送部３と、この用紙搬送部３の上方に配設された画像形成部４と、この画像形成部４よりも排出側に配設された定着装置５と、画像形成部４及び定着装置５の上方に配設された画像読取部６とを備えている。

給紙部２は、記録媒体である用紙９を収容する複数の給紙カセット７を備えており、給紙ローラー８の回転により、複数の給紙カセット７のうち選択された給紙カセット７から用紙９を１枚ずつ用紙搬送部３に送り出す。

用紙搬送部３に送られた用紙９は、用紙搬送部３に備えられた用紙搬送経路１０を経由して画像形成部４に向けて搬送される。画像形成部４は、電子写真プロセスによって、用紙９にトナー像を形成するものであり、図１の矢印方向に回転可能に支持された感光体ドラム１１と、この感光体ドラム１１の周囲にその回転方向に沿って、帯電部１２、露光部１３、現像部１４、転写部１５、クリーニング部１６、及び除電部１７を備えている。

帯電部１２は、高電圧を印加される帯電ワイヤーを備えており、この帯電ワイヤーからのコロナ放電によって感光体ドラム１１表面に所定電位を与えると、感光体ドラム１１表面が一様に帯電させられる。そして、画像読取部６によって読み取られた原稿の画像データに基づく光が、露光部１３により感光体ドラム１１に照射されると、感光体ドラム１１の表面電位が選択的に減衰され、感光体ドラム１１表面に静電潜像が形成される。

次いで、現像部１４が感光体ドラム１１表面の静電潜像を現像し、感光体ドラム１１表面にトナー像が形成される。このトナー像が転写部１５によって感光体ドラム１１と転写部１５との間に供給される用紙９に転写される。

トナー像が転写された用紙９は、画像形成部４の用紙搬送方向の下流側に配置された定着装置５に向けて搬送される。定着装置５では用紙９が加熱及び加圧され、用紙９上にトナー像が溶融定着される。次いで、トナー像が定着された用紙９は、排出ローラー対２０によって排出トレイ２１上に排出される。

転写部１５による用紙９へのトナー像の転写後、感光体ドラム１１表面に残留しているトナーは、クリーニング部１６により除去され、また感光体ドラム１１表面の残留電荷は除電部１７により除去される。そして、感光体ドラム１１は帯電部１２によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われる。

図２は、本発明の一実施形態に係る定着装置５を概略的に示す側面断面図である。定着装置５は、誘導加熱方式の熱源を用いたＩＨ方式を採用しており、加熱部材である加熱ベルト２６と、加圧部材である加圧ローラー１９と、加熱ベルト２６の内側に配置される定着ローラー１８と、加熱ベルト２６に磁束を供給する誘導加熱部３０と、を備える。加圧ローラー１９及び定着ローラー１８は定着装置５のハウジング（図略）の長手方向に回転可能に支持され、誘導加熱部３０はハウジングに固定支持される。

加熱ベルト２６は、無端状の耐熱ベルトであり、内周側から順に、例えば厚み３０〜５０μｍの電鋳ニッケルからなる誘導発熱層２６ａと、例えば厚み２００〜５００μｍのシリコーンゴム等からなる弾性層２６ｂと、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等のフッ素樹脂からなりニップ部Ｎで未定着トナー像を溶融定着する際の離型性を向上させる離型層２６ｃと、が積層されて構成される。

定着ローラー１８は、加熱ベルト２６と一体となって回転可能とするために、加熱ベルト２６の内周面を張架している。例えば、定着ローラー１８は、外径３９．８ｍｍに設定され、ステンレス鋼の芯金１８ａ上に厚み５〜１０ｍｍのシリコーンゴム製の弾性層１８ｂを有し、弾性層１８ｂは加熱ベルト２６を張架している。

加圧ローラー１９は、円筒型の芯金１９ａと、芯金１９ａ上に形成される弾性層１９ｂと、弾性層１９ｂの表面を覆う離型層１９ｃと、を備える。例えば、加圧ローラー１９は、外径３５ｍｍに設定され、ステンレス鋼の芯金１９ａ上に厚み２〜５ｍｍのシリコーンゴム製の弾性層１９ｂを有し、弾性層１９ｂ上にＰＦＡ等のフッ素樹脂からなる離型層１９ｃを有する。また、加圧ローラー１９は図示しないモーター等の駆動源によって回転駆動させられ、加圧ローラー１９の回転によって加熱ベルト２６は従動回転する。加圧ローラー１９と加熱ベルト２６との圧接する部分にニップ部Ｎが形成され、ニップ部Ｎでは、搬送される用紙９上の未定着トナー像を加熱及び加圧し用紙９上にトナー像を定着する。

誘導加熱部３０は、コイル３７と、コイルボビン３８と、磁性体コア３９とを備え、電磁誘導により加熱ベルト２６を発熱させるものである。誘導加熱部３０は、長手方向（図２の紙面と垂直な方向）に延びて、加熱ベルト２６の外周の略半分を囲うように加熱ベルト２６に対向して配設される。

コイル３７は、加熱ベルト２６の幅方向（図２の紙面と垂直な方向）に沿ってループ状に複数回巻回してコイルボビン３８に取り付けられる。またコイル３７は、図示しない電源に接続され、電源から供給される高周波電流により交流磁束を発生させる。さらに、図示しないサーミスターによって加熱ベルト２６の長手方向（軸方向）中央部と端部の表面温度が検知され、検知結果に基づいて電源からコイル３７に供給される高周波電流が制御される。コイル３７からの磁束は磁性体コア３９を通過し、図２の紙面に平行な方向に導かれ、加熱ベルト２６の誘導発熱層２６ａに沿って通過する。誘導発熱層２６ａを通過する磁束の交流的な強さの変化によって誘導発熱層２６ａには渦電流が生じる。誘導発熱層２６ａに渦電流が流れると、誘導発熱層２６ａの電気抵抗によってジュール熱が発生して、加熱ベルト２６が発熱（自己発熱）することになる。

加熱ベルト２６が加熱され所定の温度に昇温すると、ニップ部Ｎで挟持された用紙９が加熱されるとともに、加圧ローラー１９によって加圧されることにより、用紙９上の粉体状態のトナーが用紙９に溶融定着される。このように、加熱ベルト２６は薄肉の熱伝導性の良好な材質からなり熱容量が小さいため、短時間でウォームアップを行なうことができ、画像形成が迅速に開始される。

図３は、本実施形態の定着装置５に用いられる誘導加熱部３０の側面断面図である。誘導加熱部３０は、前述のようにコイル３７と支持部材であるコイルボビン３８と磁性体コア３９とを備え、磁性体コア３９は第１コアであるアーチコア４１と、第２コアであるセンターコア４２、及びサイドコア４３からなる。さらに誘導加熱部３０は、アーチコア４１を取り付けるためのアーチコアホルダー４５と、磁性体コア３９とコイル３７を覆うカバー部材４７と、を備える。

コイルボビン３８は、加熱ベルト２６の表面と所定の間隔を隔てて定着ローラー１８の回転中心軸と同心に配置され、加熱ベルト２６の円周表面の略半分を囲う円弧部３８ｉと、円弧部３８ｉの両端に延設されるフランジ部３８ｄとを有する。円弧部３８ｉとフランジ部３８ｄは、コイルボビン３８の主たる骨格を構成し、その骨格部における強度を維持するために例えば厚み１〜２ｍｍ、望ましくは厚み１．５ｍｍであって、また、加熱ベルト２６からの放熱に耐えるためにＬＣＰ樹脂（液晶ポリマー）、ＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート樹脂）、ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）等の耐熱性樹脂にて形成される。

コイルボビン３８の円弧部３８ｉは、加熱ベルト２６の表面と所定の間隔を隔てて対向する対向面３８ａと、この対向面３８ａの反対側に位置する円弧状の取り付け面３８ｂとを有する。取り付け面３８ｂの略中央、つまり、定着ローラー１８と加圧ローラー１９（図２参照）の各回転中心軸を結ぶ直線上には、一対のセンターコア４２が接着剤によって取り付けられる。センターコア４２の周囲には、取り付け面３８ｂから立設する立壁部３８ｃが長手方向（図３の紙面と垂直な方向）に延びて形成される。また、取り付け面３８ｂにはコイル３７が取り付けられる。加熱ベルト２６の表面とコイルボビン３８の対向面３８ａとの間隔は、加熱ベルト２６が回転するときに接触しないように、例えば１．５〜３ｍｍに設定され、センターコア４２が加熱ベルト２６表面から４ｍｍ離間して配置される。

コイル３７は、複数本を撚り合せたエナメル線に融着層をコートしたものを用い、例えば、耐熱温度が略２００℃であるＡＩＷ線を用いる。コイル３７は、取り付け面３８ｂに沿った断面視円弧状で長手方向（図３の紙面と垂直な方向）の周りをループ状に巻回した状態で加熱することで融着層を溶融させ、その後冷却することで所定の形状（ループ状）に成形される。所定形状に固化されたコイル３７は、コイルボビン３８の立壁部３８ｃの周りに配置されてシリコン接着剤等によって取り付け面３８ｂ上に取り付けられる。

各フランジ部３８ｄ、３８ｄの円弧部３８ｉ側には、長手方向に複数個配列されたサイドコア４３が接着剤によって取り付けられる。またフランジ部３８ｄの外縁側には、アーチコアホルダー４５が取り付けられる。

アーチコアホルダー４５は、コイルボビン３８のフランジ部３８ｄに取り付けられるホルダーフランジ部４５ａと、各ホルダーフランジ部４５ａからアーチ状に形成され長手方向に複数個形成されるコア装着部４５ｂと、を有する。各コア装着部４５ｂには、コア装着部４５ｂと略同じアーチ形状のアーチコア４１が接着剤によって取り付けられる。

従って、上述のようにアーチコア４１とセンターコア４２及びサイドコア４３が夫々コイルボビン３８及びアーチコアホルダー４５の所定の位置に取り付けられると、アーチコア４１とサイドコア４３はコイル３７の外側を囲むことになり、また、センターコア４２はアーチコア４１に比べて加熱ベルト２６の表面に近接して配置されることになる。さらに、コイル３７は、加熱ベルト２６の表面と、サイドコア４３と、アーチコア４１、及びセンターコア４２により取り囲まれることになる。コイル３７に高周波電流が供給されると、コイル３７から発生した磁束は、サイドコア４３、アーチコア４１及びセンターコア４２に導かれ加熱ベルト２６に沿って流れる。このとき加熱ベルト２６の誘導発熱層２６ａには渦電流が生じることで、誘導発熱層２６ａの電気抵抗によって誘導発熱層２６ａにジュール熱が発生し、加熱ベルト２６が発熱することになる。

カバー部材４７は、誘導加熱部３０から発せられる磁気をシールドするものであり、例えばアルミニウム製の板材にてコイル３７と磁性体コア３９をコイルボビン３８の反対側から四囲を覆うように構成される。カバー部材４７の取り付けは、コイルボビン３８のフランジ部３８ｄ上にアーチコアホルダー４５のホルダーフランジ部４５ａとカバー部材４７のフランジ部とを順に積み重ねた状態で、ネジ５１をナット５２に締結することによって行われる。

アーチコアホルダー４５とカバー部材４７の間には補助ダクト６０が配置されている。補助ダクト６０は、カバー部材４７の吸気口４７ａ（図６参照）から流入し、アーチコアホルダー４５とカバー部材４７の間に流れる空気流の流路を調整する。補助ダクト６０の構成及び作用については後述する。

図４は、図３の下側（コイルボビン３８側）から見たアーチコアホルダー４５に対するアーチコア４１の配置を示す平面図であり、図５は、図３の上側（アーチコアホルダー４５側）から見たコイルボビン３８に対するコイル３７とセンターコア４２及びサイドコア４３の配置を示す平面図である。

図４に示すように、アーチコアホルダー４５には、アーチコア４１を所定の位置に取り付けるためのコア装着部４５ｂが形成される。コア装着部４５ｂは長手方向Ｘ（用紙搬送方向Ｙに直交する方向）に略等間隔で複数個形成される。隣接するコア装着部４５ｂの間にはホルダー開口部４５ｃが形成され、またコア装着部４５ｂの周りには、アーチコアホルダー４５をコイルボビン３８（図３参照）に取り付けるためのネジ５１（図３参照）を嵌装する複数のネジ孔４５ｄが形成される。アーチコア４１は、ＭｎＺｎ合金系等の高透磁率のフェライトによって断面視矩形でアーチ状に形成されている。

図５に示すように、コイルボビン３８には、取り付け面３８ｂの中央部に長手方向Ｘに沿って立設された立壁部３８ｃと、取り付け面３８ｂの両側に長手方向Ｘに沿って延設されたフランジ部３８ｄと、を有している。フランジ部３８ｄには、ネジ５１（図３参照）を嵌装する複数のネジ孔３８ｅが形成されている。フランジ部３８ｄには複数のサイドコア４３が取り付けられる。サイドコア４３は、ＭｎＺｎ合金系等の高透磁率のフェライトによって直方体状に形成されている。

コイルボビン３８の立壁部３８ｃは、長手方向Ｘに延びて互いに対向する直線状の壁部と、該対向する壁部間に延在し長手方向Ｘの両端部の外縁を形成する円弧状の壁部とを有する。

立壁部３８ｃの外縁は、巻回したコイル３７のループ内に形成された中空部３７ａと略同じ形状で構成され、コイル３７の中空部３７ａを嵌め込むことによりコイル３７を取り付け可能となっている。例えば、コイル３７の中空部３７ａの内寸は、長手方向Ｘに３３０ｍｍで、長手方向Ｘと直交するＹ方向（用紙搬送方向）に１０ｍｍに設定される。一方、立壁部３８ｃの外寸は、長手方向Ｘに３２９ｍｍでＹ方向に９．４ｍｍに設定される。

立壁部３８ｃの内縁には、一対のセンターコア４２を配置するための矩形の空間が形成される。この矩形の空間は、長手方向Ｘにおいて定着可能な最大サイズの用紙９の通紙領域に対応する長さを有する。立壁部３８ｃの厚みは、励磁したコイル３７の熱がセンターコア４２へ放射、伝導するのを抑制するように設定され、例えば立壁部３８ｃの厚み（外縁から内縁までの長さ）を１．５ｍｍとし、矩形空間のＹ方向長さを６．４ｍｍに設定している。

立壁部３８ｃの矩形空間には一対のセンターコア４２、４２が取り付けられる。一対のセンターコア４２、４２は、最大サイズの用紙９より小サイズの用紙９がニップ部Ｎに通紙されたときに、小サイズの用紙９の通紙領域の両端部に形成される非通紙領域に対応するように配置される。センターコア４２は、ＭｎＺｎ合金系等の高透磁率のフェライトによって直方体状に形成されている。

図６は、カバー部材４７を図３の上側から見た平面図である。図７は、誘導加熱部３０を長手方向Ｘに沿って切断した側面断面図である。尚、図７では、カバー部材４７内に収容されているアーチコア４１、センターコア４２、及びサイドコア４３の記載を省略している。図６及び図７を用いて誘導加熱部３０のコイル冷却機構について説明する。

誘導加熱部３０に磁束を発生させるためにコイル３７に通電されると、コイル３７は自己発熱し、カバー部材４７内の温度が上昇する。そこで、コイル３７の温度上昇を抑えるためのコイル冷却機構として、吸気ダクト５３、排気ダクト５４、吸気ファン５５、排気ファン５７、及び補助ダクト６０が設けられている。

カバー部材４７の上面には吸気口４７ａ及び排気口４７ｂが形成されている。吸気口４７ａ及び排気口４７ｂは、夫々カバー部材４７の長手方向Ｘの両端側に設けられる。吸気口４７ａには吸気ダクト５３が連結され、また、排気口４７ｂには排気ダクト５４が連結される。空気流の流通方向（図７の左から右方向）に対し、吸気ファン５５は吸気ダクト５３の上流側に対向して配置され、排気ファン５７は排気ダクト５６の下流側に対向して配置される。また、カバー部材４７の長手方向の端縁に沿って、ネジ５１（図３参照）を嵌装する複数のネジ孔４７ｃが形成されている。

カバー部材４７とアーチコアホルダー４５との間のスペースには、合成樹脂製の補助ダクト６０が配置されている。補助ダクト６０は、アーチコアホルダー４５の上面に接する底面６０ａと、送風方向に対し底面６０ａの上流側端縁、及び下流側端縁にそれぞれ立設された上流側立壁部６０ｂ、下流側立壁部６０ｃと、送風方向に平行な端縁に立設された一対の側方立壁部６０ｄと、を有する。底面６０ａには複数の開口穴６０ｅが形成されている。各開口部６０ｅは、アーチコアホルダー４５のホルダー開口部４５ｃに重なる位置に形成されている。

吸気ファン５５が回転駆動すると、吸気ダクト５３から吸気口４７ａを介して補助ダクト６０内に外部の空気が流入する。補助ダクト６０内の空気流は、開口穴６０ｅ及びホルダー開口部４５ｃを通過してアーチコアホルダー４５とコイルボビン３８との間のスペースに流入する。そして、流入した空気流によってコイル３７から発生する熱が奪われ、コイル３７が冷却される。

コイル３７から発生する熱によって暖められた空気流は、排気ファン５７の回転によりホルダー開口部４５ｃを上向きに通過し、再びアーチコアホルダー４５との間のスペースに流入する。その後、排気口４７ｂを介して排気ダクト５４から外部に排気される。

ここで、カバー部材４７の吸気口４７ａに対向する部分では、吸気ダクト５３から流入した空気流がアーチコアホルダー４５のホルダー開口部４５ｃを介して直接コイル３７まで到達すると、空気流の流通方向に対しコイル３７の上流側端部（図７の左端部）の温度が狙い以上に下がってしまう場合がある。一方、コイル３７の長手方向中央部から下流側端部（図７の右端部）には十分な量の空気流が流れないため、この部分のコイル温度が耐熱温度以上に上昇するおそれがある。

そこで、本実施形態では、誘導加熱部３０の長手方向におけるコイル３７への送風量を調整するために、アーチコアホルダー４５との間のスペースに補助ダクト６０を配置している。

具体的には、カバー部材４７の吸気口４７ａに対向する部分については、補助ダクト６０の底面６０ａに開口穴６０ｅを形成しない。そして、補助ダクト６０の底面６０ａの、コイル３７の長手方向中央部の少し上流側付近から少し下流側付近に対向する部分に開口穴６０ｅを形成する。これにより、空気流の流通方向に対しコイル３７の上流側端部に到達する空気流の流量が抑えられ、コイル３７の長手方向中央部の少し上流側付近から下流側に至る領域に到達する空気流の流量が多くなる。従って、長手方向全域に亘ってコイル３７を略均一に、且つ効率良く冷却することができる。

空気流の流通方向における補助ダクト６０の長さについては、少なくともコイル３７の長手方向中央部よりも下流側に延長した長さとする。これは、コイル３７の長手方向中央部から下流側にかけて熱がこもりやすいため、その部分に到達する空気流の流量を多くして効果的に冷却するためである。しかし、補助ダクト６０をコイル３７の下流側端部まで延在させると、コイル３７の下流側端部に到達する空気流の流量が多くなりすぎてしまい、コイル３７の長手方向中央部から上流側にかけての冷却効果が低下する。

そのため、図６に示すように、カバー部材４７の吸気口４７ａの上流側開口端から排気口４７ｂの下流側開口端までの長さをＬ１、空気流の流通方向における補助ダクト６０の長さをＬ２とした場合、（１／２）Ｌ１＜Ｌ２＜（３／４）Ｌ１の範囲で補助ダクト６０の長さを設定すればよい。

また、図７に示すように、補助ダクト６０の下流側立壁部６０ｃの内面を、空気流の流通方向に下り勾配となるように（空気流の流通方向に対し上流側から下流側に向かってアーチコアホルダー４５に近づく方向に）傾斜を持たせてもよい。この構成によれば、補助ダクト６０の下流側端部に到達した空気流が下流側立壁部６０ｃの内面の傾斜に沿ってアーチコアホルダー４５方向に流れるため、ホルダー開口部４５ｃを介して空気流をコイル３７に円滑に到達させることができる。

また、コイル３７の長手方向の温度バランスを調整するためにコイル３７の上流側の冷却効果を高めたい場合も考えられる。その場合は、図８に示すように、カバー部材４７の吸気口４７ａと補助ダクト６０の上流側立壁部６０ｂとの間に隙間６１を設けることで、吸気ダクト５３から隙間６１、ホルダー開口部４５ｃを介してアーチコアホルダー４５とコイルボビン３８の間に若干の風を導入することが可能である。隙間６１の寸法は数ｍｍ〜５ｍｍ程度が適当である。

次に、補助ダクト６０の位置決め、及び固定方法について説明する。図９は、補助ダクト６０の位置決め機構を示す部分断面図である。補助ダクト６０は、カバー部材４７とアーチコアホルダー４５の対向面（即ち、アーチコアホルダー４５における、カバー部材４７に対向する面）に平行な方向、具体的にはコイル３７の長手方向（図９の左右方向）、及びコイル３７の断面円周方向（図９の紙面と垂直な方向）においては、アーチコアホルダー４５の段差部６３に補助ダクト６０の角部を当接させたり、或いは補助ダクト６０の底面６０ａから下方に突設されたリブ６５をホルダー開口部４５ｃに係合させたりすることで位置決めする。

なお、アーチコアホルダー４５に代えてコイルボビン３８に段差部６３を設けることもできる。また、補助ダクト６０の開口穴６０ｅに係合するリブをアーチコアホルダー４５に形成しておくこともできる。さらに、補助ダクト６０の位置決め機構として、リブ６５が係合する係合穴をホルダー開口部４５ｃとは別個に設けても良いし、アーチコアホルダー４５またはコイルボビン３８側にリブを設け、補助ダクト６０側に係合穴を設けても良い。

また、カバー部材４７とアーチコアホルダー４５の対向面に垂直な方向、具体的にはコイル３７の高さ方向（図９の上下方向）においては、アーチコアホルダー４５とカバー部材４７で底面６０ａと上流側立壁部６０ｂ、下流側立壁部６０ｃ、側方立壁部６０ｄの上端とを挟み込むことで補助ダクト６０を位置決めする。この状態で、図３に示すように、ネジ５１をカバー部材４７のネジ孔４７ｃ（図６参照）、アーチコアホルダー４５のネジ孔４５ｄ（図４参照）に挿入し、ナット５２に締結することによって、カバー部材４７と共に補助ダクト６０が固定される。

以上説明したように、補助ダクト６０はアーチコアホルダー４５上の所定箇所に載置してカバー部材４７をビス５１で共締めすることで固定される構成であるため、補助ダクト６０自体をビス等で固定する必要がない。従って、誘導加熱部３０の組み立て工数も増加せず、簡単に組み立て可能となる。

その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、加熱ベルト２６が定着ローラー１８に張架される定着装置５に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、図１０に示すような、誘導加熱部３０に対向配置されるヒートローラー８０と加圧ローラー１９を圧接させる定着ローラー１８との間で、無端状の加熱ベルト２６が張架される定着装置５に適用してもよい。

また、無端状の加熱ベルトを加熱する誘導加熱部と、加熱ベルトの外周面を圧接させる加圧ローラーと、加熱ベルトの内周面に配設され加圧ローラーとの間で用紙と加熱ベルトとを圧接させる押圧部材と、を備える定着装置に適用してもよい。さらに、加圧ローラーと加圧ローラーに圧接される加熱ローラーとを備え、加熱ローラーが誘導発熱層を内包するとともに誘導加熱部に対向配置される定着装置等、誘導加熱部を備える種々の定着装置に適用することができる。

また、上記実施形態では、アーチコア４１とサイドコア４３とを夫々別設する構成を示したが、本発明はこれに限らず、アーチコア４１をサイドコア４３側にさらに延ばし、サイドコア４３の機能をアーチコア４１に代用させるように構成してもよい。

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等に用いるＩＨ方式の定着装置及びそれを備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、コンパクトで簡単なダクト構成を用いてコイルの過熱による劣化を効果的に防止できるＩＨ方式の定着装置を提供することができる。

５ 定着装置
１８ 定着ローラー
１９ 加圧ローラー(加圧部材）
２６ 加熱ベルト（加熱部材）
２６ａ 誘導発熱層
３０ 誘導加熱部
３７ コイル
３８ コイルボビン
３９ 磁性体コア
４５ アーチコアホルダー（コアホルダー）
４５ｃ ホルダー開口部
４７ カバー部材
４７ａ 吸気口
４７ｂ 排気口
５１ ネジ
５２ ナット
５３ 吸気ダクト
５４ 排気ダクト
５５ 吸気ファン
５７ 排気ファン
６０ 補助ダクト
６０ａ 底面
６０ｂ 上流側立壁部
６０ｃ 下流側立壁部
６０ｄ 側方立壁部
６０ｅ 開口穴
６１ 隙間
６３ 段差部
６５ リブ
１００ 画像形成装置

Claims (6)

1. 誘導発熱層を有する加熱部材と、
   該加熱部材に所定の圧力で圧接される加圧部材と、から成る定着部材と、
   前記加熱部材の誘導発熱層を磁束によって誘導加熱する誘導加熱部と、
   を備え、前記定着部材の定着ニップ部に記録媒体を挿通させてトナー像の定着処理を行う定着装置において、
   前記誘導加熱部は、
   前記加熱部材の長手方向に沿ってループ状に巻回され前記加熱部材を誘導加熱する磁束を発生させるコイルと、
   該コイルの近傍に前記記録媒体の搬送方向に直交する方向に配設され、前記加熱部材の誘導発熱層に磁束を導く磁性体コアと、
   前記加熱部材の表面に対向して配置され、前記加熱部材に対向する面と反対側の取り付け面に前記コイルが取り付けられるコイルボビンと、
   該コイルボビンに対向して配置され、前記磁性体コアが取り付けられるコアホルダーと、
   前記磁性体コアと前記コイルを覆うように前記コイルボビンに取り付けられるカバー部材と、
   該カバー部材と前記コアホルダーとの間に配置され、前記カバー部材の長手方向の一端に設けた吸気口に連通するとともに前記コアホルダーに形成された複数のホルダー開口部の一部に重なる開口穴を有する補助ダクトと、
   を有し、
   前記補助ダクトは、空気流の流通方向に対し上流側の端縁に立設される上流側立壁部と前記吸気口の上流側端縁との間に隙間を設けて配置され、
   前記吸気口から前記補助ダクト及び前記ホルダー開口部を介して前記コアホルダーと前記コイルボビンとの間に空気流を流入させ、前記コイルの熱により暖められた空気流を前記カバー部材の他端に形成された排気口から排出することにより、前記コイルの長手方向における空気流の流量を調整することを特徴とする定着装置。
2. 空気流の流通方向に対し前記吸気口の上流側端縁から前記排気口の下流側端縁までの長さをＬ１、空気流の流通方向における前記補助ダクトの長さをＬ２とするとき、
   （１／２）Ｌ１＜Ｌ２＜（３／４）Ｌ１を満たすことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記補助ダクトは、空気流の流通方向に対し下流側の端縁に立設される下流側立壁部の内面が空気流の流通方向に対し上流側から下流側に向かって前記コアホルダーに近づくような傾斜を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
4. 前記補助ダクトは、前記カバー部材の長手方向において前記吸気口に重ならない位置に前記開口穴が形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記補助ダクトは、前記コアホルダーまたは前記コイルボビンに係合することで前記カバー部材と前記コアホルダーの対向面に平行な方向に位置決めされるとともに、前記カバー部材と前記コアホルダーとを固定することで前記カバー部材と前記コアホルダーの前記対向面に垂直な方向に位置決めされることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の定着装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の定着装置を備えた画像形成装置。

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