JPH0876620A - 加熱装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィルム加熱方式の加熱装置と同じようにウ
ォームアップタイムの短縮（クイックスタート）、省エ
ネルギーが可能であり、しかも像加熱装置として使用
し、カラー画像の定着処理のために定着温度を高く設定
してトナーの粘度を十分に低くして十分な混色による優
れた色再現性を得る場合でもトナーを画像域外までにじ
ませることなく加熱定着処理が可能である加熱装置を提
供する。 【構成】 磁場発生手段４により導電発熱部材１に磁場
を作用させて該導電発熱部材の導電発熱層８に発生する
渦電流による発熱で該導電発熱部材に密着させた被加熱
材Ｐを加熱する電磁加熱方式の加熱装置であり、導電発
熱部材１が弾性層７を有すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電磁（磁気）誘導加熱方
式の加熱装置、および該加熱装置を像加熱装置として備
えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機・レーザービームプリンタ
・ファクシミリ・マイクロフィルムリーダプリンタ・画
像表示（ディスプレイ）装置・記録機等の画像形成装置
において、電子写真・静電記録・磁気記録等の適宜の画
像形成プロセス手段により加熱溶融性の樹脂等よりなる
トナーを用いて画像支持体としての被記録材（エレクト
ロファクスシート・静電記録シート・転写材シート・印
刷紙など）の面に直接方式もしくは間接（転写）方式で
形成した目的の画像情報に対応した未定着のトナー像を
該トナー像を担持している被記録材の面に永久固着画像
として加熱定着処理する像加熱装置は、熱ローラを用い
た熱ローラ方式の装置や、フィルム加熱方式の装置とい
った接触式加熱装置が多く採用されている。

【０００３】（ａ）熱ローラ方式の装置 この装置は、内部にハロゲンヒータ等の発熱体を備えた
金属製の熱ローラと、それに圧接する弾性を持つ加圧ロ
ーラから構成され、この一対のローラの圧接部である定
着ニップ部に被加熱材としての被記録材を通過させるこ
とにより、トナー像を加熱・加圧定着させるものであ
る。

【０００４】例えばカラー画像の出力ができる電子写真
方式の複写機やレーザービームプリンタ等に搭載の像加
熱装置の多くはこの熱ローラ方式の装置であり、ローラ
芯金の表面にシリコーンゴム等の弾性層を備えた一対の
ローラにより熱と圧力を加えることでトナー像を被記録
材に定着している。

【０００５】この場合、自然画等のカラー画像を出力す
る際、トナーの充分な混色を得るため、通常の黒単色ト
ナーの定着と比べてトナーに対してより多くの熱量を加
え、トナーの粘度を充分に低くしているが、トナーの粘
度が低いことでローラ表面が硬質面だとその低粘度トナ
ーが押し潰されてトナーが画像域外までにじんでしまう
という問題があり、これを防止するために上記のように
ローラ表面に厚さ１〜３ｍｍ程度のシリコーンゴム等の
弾性層を具備させてこの弾性層でトナーを包み込むよう
にして加熱・加圧してトナーの低粘度状態によるにじみ
を防止している。

【０００６】カラー画像を印字（形成）する際、通常ト
ナーはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色が
使われている。この４色、特にブラックを除く３色を適
当な割り合いで混合することで全ての色の表現を行う。
よって２色以上のトナーを使って表現する色では、２色
以上のトナーがきれいに混合（混色）した方がより忠実
な色の再現が行える。そのため粉体であるトナーを十分
に溶かし粘度を低くすることで十分な混色を行う。本発
明者らの検討によると、３色のトナーを定着する場合、
一定の条件下でトナーを紙に定着するためだけであれば
定着温度は１３０〜１４０℃で十分であるが、カラー画
像において十分なトナーの混色を行い良好な画像を得る
ためには１６０℃の定着温度が必要であった。

【０００７】（ｂ）フィルム加熱方式の装置 この装置は、特開昭６３−３１３１８２号公報・特開平
２−１５７８７８号公報・特開平４−４４０７５号公報
・特開平４−２０４９８０号公報等に提案されている。

【０００８】即ち、加熱体（一般にセラミックヒータ、
以下ヒータと記す）と、該ヒータに密着して移動する耐
熱性フィルムを有し、このフィルムを介して被加熱材を
ヒータに密着させてフィルムと一緒にヒータ位置を移動
させヒータの熱エネルギーをフィルムを介して被加熱材
に付与する加熱装置である。フィルム・被加熱材をヒー
タに密着させる加圧部材を有している。

【０００９】画像定着動作は、フィルムを挟んでヒータ
と加圧部材との圧接により形成される定着ニップ部のフ
ィルムと加圧部材との間に被加熱材としての被記録材を
導入通過させることにより被記録材の顕画像担持体面を
フィルムを介してヒータで加熱して、未定着トナー像に
熱エネルギーを付与し、トナーを軟化・溶融させること
で行なわれる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記（ａ）の
熱ローラ方式の装置は、ローラの熱容量が大きく、ロー
ラ内に備えられているハロゲンヒータ等の熱源から、ロ
ーラ芯金、熱伝導の悪い厚いシリコーンゴム層、ローラ
表面と熱が伝わっていくのに時間がかかり、ローラ表面
を所定の定着温度まで昇温させるには非常に多くの時間
を要していた。またこのため、画像出力動作を速やかに
実行するためには、非画像出力時にもローラ表面をある
程度のスタンバイ温度に温調していなければならなかっ
た。

【００１１】上記（ｂ）のフィルム加熱方式の装置は、
低熱容量のヒータやフィルムを用いることができるの
で、熱ローラ方式に比べ、ウォームアップタイムの短縮
化（クイックスタート）が可能となる。また、クイック
スタートが可能となったことにより、予めヒータを昇温
させておく必要がないので、消費電力を小さくすること
ができ、また機内昇温も防止できる。

【００１２】しかし、このフィルム加熱方式の加熱装置
をカラー画像に使用し、充分なトナーの混色を得るため
に定着温度を上げると、フィルムは薄く弾性がないため
にじみが発生してしまうという問題があり、これを解消
するためにフィルムに弾性層を設けると、熱ローラ方式
の装置と同様に熱伝導が悪くなり、ウォームアップ時間
が極端に長くなったり、定着不良が発生するという問題
がある。即ちフィルムに設けた、熱伝導の悪いシリコー
ンゴム等の厚い弾性層が熱抵抗となってしまい、ヒータ
の熱を素早く被加熱材に供給することが困難になって、
フィルム加熱方式の加熱装置本来のクイックスタート性
・省エネルギー等の特長が損なわれる。また、フィルム
や弾性層の断熱性で本来フィルム外面に伝えるべきヒー
タの発する熱をフィルムの内側に蓄積してしまう。

【００１３】そこで本発明はフィルム加熱方式の加熱装
置と同じようにウォームアップタイムの短縮（クイック
スタート）、省エネルギーが可能であり、しかも像加熱
装置として使用し、カラー画像の定着処理のために定着
温度を高く設定してトナーの粘度を十分に低くして十分
な混色による優れた色再現性を得る場合でもトナーを画
像域外までにじませることなく加熱定着処理が可能であ
る加熱装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする加熱装置および画像形成装置である。

【００１５】（１）磁場発生手段により導電発熱部材に
磁場を作用させて該導電発熱部材の導電発熱層に発生す
る渦電流による発熱で該導電発熱部材に密着させた被加
熱材を加熱する電磁加熱方式の加熱装置であり、導電発
熱部材が弾性層を有することを特徴とする加熱装置。

【００１６】（２）導電発熱部材の導電発熱層は弾性層
よりも導電発熱部材の被加熱材密着面側の表層もしくは
その近傍に存在することを特徴とする（１）に記載の加
熱装置。

【００１７】（３）導電発熱部材の弾性層中や表層中に
導電性・高透磁率な粒子やウイスカーを分散させること
により該弾性層や表層を導電発熱層として機能させたこ
とを特徴とする（１）に記載の加熱装置。

【００１８】（４）被加熱材を中にして導電発熱部材側
とは反対側に導電発熱部材に対する磁界発生手段を配置
したことを特徴とする（１）に記載の加熱装置。

【００１９】（５）導電発熱部材が回転体もしくは走行
移動する有端部材であることを特徴とする（１）に記載
の加熱装置。

【００２０】（６）導電発熱部材との間にニップ部を形
成し、このニップ部で被加熱材を導電発熱部材に加圧密
着させる加圧部材を有することを特徴とする（１）に記
載の加熱装置。

【００２１】（７）加圧部材が回転駆動されるまたは従
動回転する回転体であることを特徴とする（１）に記載
の加熱装置。

【００２２】（８）被加熱材が加熱処理すべき画像を担
持させた被記録材であり、該被記録材に画像を加熱処理
する像加熱装置であることを特徴とする（１）に記載の
加熱装置。

【００２３】（９）前記（１）乃至（７）の何れかに記
載の加熱装置を像加熱装置として備えることを特徴とす
る画像形成装置。

【００２４】（１０）少なくとも２色以上の画像が出力
できることを特徴とする（９）に記載の画像形成装置。

【００２５】

【作用】 ．即ち本発明は電磁誘導加熱方式の加熱装置であり、
上記したように、磁場発生手段により導電発熱部材に磁
場を作用させて該導電発熱部材の発熱源としての導電発
熱層（導電部材・誘導磁性材・磁性金属材・磁界吸収導
電材）に発生する渦電流による発熱、つまり発生渦電流
が導電発熱層の電気抵抗によって熱（ジュール熱）に変
換され、その熱で該導電発熱部材に密着させた被加熱材
を加熱するものであり、導電発熱部材の導電発熱層のみ
が発熱し、該導電発熱層を導電発熱部材の被加熱材を密
着させる側の表層もしくは表層近傍に存在させることで
該導電発熱層の発熱を直接的に被加熱材に付与して熱効
率良く被加熱材を加熱することができることで、フィル
ム加熱方式の加熱装置と同じようにウォームアップタイ
ムの短縮化、省エネルギー化が可能となる。

【００２６】．そして、上記の導電発熱部材に弾性層
を具備させることで、導電発熱層は該弾性層の弾性をほ
とんど損なわせずに薄層として形成具備させることがで
きるから導電発熱部材を全体に弾性層自体の弾性を有す
る部材にすることができ、該装置を像加熱装置として使
用し、カラー画像の定着処理のために定着温度を高く設
定してトナーの粘度を十分に低くして十分な混色による
優れた色再現性を得る場合でも、導電発熱部材に具備さ
せた該弾性層の弾性により低粘度状態のトナーを包み込
むようにさせてトナーの低粘度状態によるにじみを防止
することができる。

【００２７】．導電発熱部材の導電発熱層は弾性層よ
りも導電発熱部材の被加熱材密着面側の表層もしくはそ
の近傍に存在させることで、弾性層は導電発熱層の発熱
の被加熱材への熱伝達の熱抵抗とならず、装置のウォー
ムアップタイムの短縮化、省エネルギー化を阻害しな
い。

【００２８】

【実施例】

〈実施例１〉（図１〜図３） 図１は本発明に従う一実施例加熱装置（像加熱装置、画
像加熱定着装置）の構成模型図である。

【００２９】（１）装置の全体的構成 １はエンドレスベルト状の導電発熱部材（以下、発熱ベ
ルトと記す）であり、互いに並行配列した、駆動ローラ
２、テンションローラを兼ねる従動ローラ３、磁場発生
手段としての磁場発生アセンブリ４の３部材２・３・４
間に懸回張設してある。

【００３０】５は磁場発生アセンブリ４の下面に対して
発熱ベルト１を挟ませて圧接させた加圧ローラである。
Ｎはその圧接ニップ部（以下、定着ニップ部と記す）で
ある。加圧ローラ５は芯金５ａの周囲にシリコーンゴ
ム、フッ素ゴム等の弾性層５ｂを被覆して構成される。

【００３１】発熱ベルト１は駆動ローラ２の回転駆動に
伴い、その内面が磁場発生アセンブリ４の下面に密着摺
動しながら図面上時計方向に所定の周速度、即ち不図示
の画像形成部（Ａ）側から搬送されてくる未定着トナー
像Ｔを上面に担持した被加熱材としての被記録材Ｐ（転
写材等）の搬送速度と同じ周速度をもって、しわや蛇
行、速度遅れなく回転駆動される。加圧ローラ５は発熱
ベルト１の上記回転駆動に伴い従動回転する。

【００３２】１０は加圧ローラ５の表面温度を検知する
温度検知素子であるサーミスタで、このサーミスタ１０
の検出温度により不図示の励磁回路から磁場発生アセン
ブリ４の後述する励磁コイル１２へ印加する電流量を制
御する。このサーミスタ１０は発熱ベルト１や磁場発生
アセンブリ４の芯材（コア、磁性体）１１に設けること
も可能である。

【００３３】而して、発熱ベルト１が回転駆動され、後
述するように磁場発生アセンブリ４から磁場が発生する
ことで、その磁場が定着ニップ部Ｎにおいて回転発熱ベ
ルト１に作用して後述するように発熱ベルト１の導電発
熱層部分が電磁誘導発熱する。この状態において定着ニ
ップ部Ｎの回転発熱ベルト１と加圧ローラ５との間に被
加熱材としての被記録材Ｐが導入され発熱ベルト１の外
面に密着して回転発熱ベルト１と一緒に定着ニップ部Ｎ
を挟持搬送されることにより、発熱ベルト１の導電発熱
層の熱が被記録材Ｐに付与され被記録材Ｐ上の未定着ト
ナー像Ｔが被記録材Ｐ面に加熱定着されるものである。
定着ニップ部Ｎを通った被記録材Ｐは発熱ベルト１の外
面から曲率分離されて搬送される。

【００３４】（２）発熱ベルト１（導電発熱部材） 本例の導電発熱部材としての発熱ベルト１は図２にその
層構成模型図を示したように、エンドレスベルトの内側
から外側の順に、基層６、弾性層７、導電発熱層８、表
層（最外層、離形層）９の４層構成からなる。

【００３５】基層６は、発熱ベルト１の駆動・搬送の安
定性を確保するために柔軟性はあるが伸縮しない耐熱性
材料層であり、例えば、厚さ１０μｍ〜６０μｍのポリ
イミド・ポリアミドイミド・ＰＥＥＫ・ＰＥＳ・ＰＰＳ
・ＰＦＡ・ＰＴＦＥ・ＦＥＰ等のフィルム材料である。

【００３６】弾性層７は、例えば、シリコーンゴム等の
弾性・耐熱性・断熱性のよいゴム材料等の厚さ０．１〜
３ｍｍの層である。

【００３７】導電発熱層８は、Ｆｅ，Ｃｏや、例えばＮ
ｉ，Ｃｕ，Ｃｒ等の金属を１μｍ〜５０μｍの厚みでメ
ッキ等の処理によって形成した層である。本発明をより
有効にするためにはＮｉ等をメッキ処理により数μｍの
厚さで形成するのが発熱能力、発熱ベルト１の硬度の点
から最適である。

【００３８】導電発熱層８の厚みを１μｍより小さくす
ると、ほとんどの電磁エネルギーが該導電発熱層で吸収
しきれないためエネルギー効率が悪くなり、また漏れた
磁界が他の金属部を加熱するという問題も生じる。一
方、該導電発熱層の厚み５０μｍを越えると該導電発熱
層中の熱伝導によって熱が横に伝わり、被加熱材Ｐと接
する表層９が暖まり難しくなったり、何よりも発熱ベル
ト１の弾性層７による弾性を大きく損なうことになる。

【００３９】表層９は、ＰＦＡ・ＰＴＥＦ・ＦＥＰ・シ
リコーン樹脂等の離形性の良好な耐熱樹脂の混合物層な
いし単独層である。

【００４０】（３）磁場発生アセンブリ４ 磁場発生手段としての磁場発生アセンブリ４は本例のも
のは横断面下向きＥ型の芯材１１と、これに巻き付けた
励磁コイル１２と、芯材１１の下面に設けた滑り板１３
と、芯材１１を保持させたステー１４等からなる。

【００４１】この磁場発生アセンブリ４は発熱ベルト１
の回転方向に直交する方向（ベルト横断方向）を長手と
する横長部材である。滑り板１３は発熱ベルト１の内面
と摩擦抵抗の比較的少ないガラス等である。発熱ベルト
１の内面はこの滑り板１３の下面に対して加圧ローラ５
により加圧密着され、この滑り板１３の下面を密着摺動
しながら回転する。滑り板１３の下面にグリス・オイル
などの潤滑剤を塗布して発熱ベルト１の内面との摩擦抵
抗を減らす処置をしてもよい。

【００４２】励磁コイル１２には所定の周波数で不図示
の励磁回路から交流電流が印加され、これによって励磁
コイル１２の周囲に矢印Ｈで示した磁束が生成・消滅を
繰り返す。この磁束Ｈが定着ニップ部Ｎにおいて発熱ベ
ルト１の導電発熱層８を横切るように芯材１１は構成さ
れる。

【００４３】変動する磁界が導体中を横切るとき、その
磁界の変化を妨げる磁界を発生させるように発熱ベルト
１の導電発熱層８には渦電流が発生する。この渦電流が
発熱ベルト１の導電発熱層８の表皮効果のためにほとん
ど導電発熱層８のコイル側の面に集中して流れ、導電発
熱層８の表皮抵抗に比例した電力で導電発熱層８が発熱
する。

【００４４】この導電発熱層８の発熱により定着ニップ
部Ｎにおいて発熱ベルト１の外面に密着して定着ニップ
部Ｎを挟持搬送される被加熱材としての被記録材Ｐが加
熱され、トナー像Ｔの加熱定着がなされる。

【００４５】励磁コイル１２に印加する交流電流の周波
数は１０〜５００ｋＨｚが好ましい。１０ｋＨｚ以上に
なると導電発熱層８への吸収効率が良くなり、５００ｋ
Ｈｚまでは安価な素子を用いて励磁回路を組むことがで
きる。さらに２０ｋＨｚ以上であれば可聴域を越えるた
め通電時に音がすることがなく、２００ｋＨｚ以下では
励磁回路で生じるロスも少なく、周辺への放射ノイズも
小さい。

【００４６】芯材１１には鉄を用いているが、さらに導
電発熱層８の発熱を増すためには、フェライト、パーマ
ロイといった高透磁性で残留磁束密度の低いものを用
い、励磁コイル１２によって生成される磁束を強くす
る、あるいは磁束の変化を大きくすることで導電発熱層
８中を流れる電流を大きくすれば良い。磁場発生手段は
種々構成することができ、本実施例では芯材１１にその
断面でみると３本の壁を持つＥ型形状を用いているが、
壁が２本のＵ型、１本のＩ型にすることも可能である。

【００４７】（４）弾性層７の機能 本発明の電磁加熱方式の加熱装置は被加熱材Ｐに密着す
る導電発熱部材である発熱ベルト１の導電発熱層８自身
が発熱して被加熱材Ｐを直接的に加熱する点で従来のフ
ィルム加熱方式の加熱装置とは根本的に異なっており、
導電発熱部材の導電発熱層８の被加熱材密着面側とは反
対面側は断熱層があっても加熱効率が落ちるということ
はない。

【００４８】本実施例の像加熱装置を電子写真方式のカ
ラー画像形成装置のトナー像加熱定着装置に用いた場
合、従来の熱ローラ定着装置では、９００Ｗの最大消費
電力で定着温度１６０°Ｃまでのウォームアップ時間が
３分以上かかっていたものが、本実施例装置では６００
Ｗの最大消費電力で１６０°Ｃまでのウォームアップ時
間が３０秒未満に短縮することができた。

【００４９】これは、従来の熱ローラ方式の定着装置で
は、ハロゲンヒータ等の熱源からの熱が熱伝導の悪いシ
リコーンゴム等の厚い弾性層を通って定着に必要なロー
ラ表面に達するために時間がかかるためである。一方本
発明の装置では同じ様に熱伝導の悪い弾性層７が逆に発
熱ベルト１表面近くに設けられた発熱層である導電発熱
層８から励磁コイル１２側に熱が逃げていくのを防止す
るため、発熱ベルト表面側の温度上昇のスピードを上げ
るとともに、励磁コイル１２の芯材１１が昇温し透磁率
の低下による能力低下を防ぐこともできる。

【００５０】このように本発明ではウォームアップ時間
を短縮しただけでなく、図３に示すように定着ニップ部
Ｎにおいて発熱ベルト１の弾性層７がトナーの山Ｔに対
して十分に変形し、トナーがない部分では被記録材Ｐに
対してベルト表面が密着している。前述したようにカラ
ー画像を印字する際、通常トナーはシアン、マゼンタ、
イエロー、ブラツクの４色が使われている。この４色、
特にブラックを除く３色を適当な割合で混合することで
すべての色の表現を行なう。よってトナーを２色以上を
使って表現する色では、２色以上のトナーがきれにい混
合した方がより忠実な色の再現が行なえる。そのため粉
体であるトナーを十分に溶かし粘度を低くすることで混
色を行なう。本発明者らの検討によると、３色のトナー
を定着する場合、一定の条件下でトナーを紙に定着する
ためだけであれば定着温度は１３０〜１４０°Ｃで十分
であるが十分なトナーの混色を行ない、良好な画像を得
るためには１６０°Ｃの定着温度が必要であった。

【００５１】このような場合、熱ローラ方式で定着ロー
ラの表面が硬い場合や薄いフィルムを用いたフィルム加
熱方式の場合、トナーが非画像部まで流れてにじんでし
まうという問題があったが、本実施例の構成を取ること
により、カラー画像の定着処理のために定着温度を高く
設定してトナーの粘度を十分に低くして十分な混色によ
る優れた色再現性を得る場合でも、導電発熱部材として
の発熱ベルト１に具備させた該弾性層７の弾性により低
粘度状態のトナーを図３のように包み込むようにさせて
トナーの低粘度状態によるにじみを防止することがで
き、にじみない良好な画像を得ることができた。

【００５２】〈実施例２〉（図４） 本実施例は導電発熱部材としての発熱ベルト１の他の層
構成例である。

【００５３】本実施例では、発熱ベルト１を図４に示す
ように、上記実施例１と同様のポリイミドの厚さ１０〜
６０μｍの基層６の上に、シリコーンゴム等の弾性層７
を設ける。さらにこの上に導電性・高透磁率な粒子、ウ
ィスカー分散させたフッ素ゴム層８Ａを設けてある。こ
のフッ素ゴム層８Ａは、上記実施例１の導電発熱層８と
離形層９を兼ねたものである。

【００５４】このフッ素ゴム層８Ａは、特にフッ素ゴム
層でなくてもよく、シリコーンゴムやＰＡＦ・ＰＴＦＥ
やその混合物などでも良い。フッ素ゴム層８Ａ中に分散
させるものは、例えば、マンガン、チタン、クロム、
鉄、銅、コバルト、ニッケル等やこれらの合金であるフ
ェライトや酸化物の粒子やウィスカーといったものをカ
ーボン等の導電性粒子と混合したものがよい。

【００５５】また表層に、粒子を分散させると離形性が
悪くなることが有るので、弾性層と離形層を接着する際
の接着剤に上記の粒子やウィスカー分散させることもで
きる。

【００５６】本実施例の発熱ベルト１を用いることによ
り上記実施例１の場合と比較して、発熱効率は若干劣る
ものの、表層の柔らかさつまりトナーの高さに対する追
従性はかなり優れるため、よりにじみのないシャープな
画像や、定着温度を上げトナーの粘度を下げることによ
り混色を更に進めより自然な色をした画像を得ることが
できる。

【００５７】弾性層７を導電発熱層８として兼用させる
こともできる。

【００５８】〈実施例３〉（図５） 本実施例の加熱装置の他の構成例である。

【００５９】１は導電発熱部材としてのエンドレスベル
ト状の発熱ベルトであり、上記実施例１または同２と同
様のものを用いる。このエンドレスベルト状の発熱ベル
ト１は駆動ローラ１６とテンションローラを兼ねる従動
ローラ１７との間に懸回張設してあり、駆動ローラ１６
の時計方向の回転力で時計方向に所定の周速度をもって
回動駆動される。

【００６０】２０はエンドレスレスベルト状の加圧ベル
トであり、２本のローラ１８・１９間に懸回張設し、そ
の上行側ベルト面を発熱ベルト１の下行側ベルト面に圧
接して発熱ベルト１の下側に配設してある。この加圧ベ
ルト２０は発熱ベルト１との摩擦力により発熱ベルト１
の回動駆動に従動して反時計方向に回動する。加圧ベル
ト２０は、例えば、ポリイミドやポリアミドイミド等の
耐熱性の樹脂で厚さが１０〜１００μｍ程度のものであ
る。

【００６１】加圧ベルト２０の内側に磁場発生手段とし
ての磁場発生アセンブリ４を磁束発生側を上向きにして
配置し、発熱ベルト１と加圧ベルト２０の圧接ニップ部
において磁場発生アセンブリ４の発生磁束Ｈを発熱ベル
ト１の導電発熱層８に作用させるようにした。

【００６２】このような構成の加熱装置において、前記
実施例と同様に磁場発生アセンブリ４の励磁コイル１２
に交流電流を印加することにより励磁コイル１２の周囲
に矢印で示した磁束Ｈが生成・消滅を繰り返す。これに
より発熱ベルト１の導電発熱層８に渦電流が発生し、発
熱を生じる。この時印加する電流の条件等は前記実施例
と同様である。したがって、この発熱ベルト１と加圧ベ
ルト２０との圧接ニップ部に被加熱材としての被記録材
Ｐを導入して該圧接ニップ部を挟持搬送させることによ
り、前記実施例と同様に被記録材Ｐのトナー像Ｔの加熱
定着処理がなされる。

【００６３】本実施例の装置構成の場合は、磁場発生ア
センブリ４の励磁コイル１２と発熱ベルト１の導電発熱
層８の距離が発熱ベルト１の弾性層７の厚みに関係なく
自由に設定できる。励磁コイル１２と導電発熱層８の距
離が極端に近いと導電発熱層８で発生した熱が磁場発生
アセンブリ４の励磁コイル１２や芯材１１を温めてしま
いその性能を落としてしまう。また極端に距離が長くな
ると磁束Ｈが導電発熱層８に届く前に収束してしまい発
熱効率が悪くなる。本発明の場合は、厚い弾性層７を持
つため後者の方が問題になりやすい。しかし本実施例の
ような構成を用いることで、励磁コイル１２と導電発熱
層８の距離は、厚みをあまり制限されない加圧ベルト２
０の厚みを調整することで行なえ、被加熱材としての被
記録材Ｐ（転写材）の厚みも通常０．１〜１ｍｍ程度な
ので特に問題はなく、導電発熱層８の厚みは十分に厚く
できる。また励磁コイル１２を被記録材Ｐの非印字面側
においても加熱面が印字面側になるという利点がある。

【００６４】さらに本実施例を用い図５に示すように発
熱ベルト１の長さを長くし、加熱領域を過ぎてから時間
をおいて被記録材Ｐと発熱ベルト１を分離することによ
り、低温分離が行なえオフセット防止にも有利である。

【００６５】〈実施例４〉（図６） 図６の（ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれ他の装置構成
例の概略構成模型図である。

【００６６】（ａ）のものは、磁場発生手段としての磁
場発生アセンブリ４と、駆動ローラ２の２部材間に導電
発熱部材としてのエンドレスベルト状の発熱ベルト１を
懸回張設して駆動ローラ２により発熱ベルト１を回転駆
動する構成のものである。

【００６７】（ｂ）のものは、磁場発生アセンブリ４
と、該アセンブリを保持させた半円弧状のベルトガイド
部材２１の外側に円筒状の発熱ベルト１をルーズに外嵌
し、磁場発生アセンブリ４の下面に対して発熱ベルト１
を加圧ローラ５で圧接させ、該加圧ローラ５を回転駆動
させることにより発熱ベルト１の内面を、磁場発生アセ
ンブリ４の下面に密着摺動させながら発熱ベルト１を回
転駆動する構成のものである（加圧ローラ駆動式）。

【００６８】（ｃ）のものは、発熱ベルト１としてエン
ドレスベルト状のものではなく、ロール巻きにした長尺
の有端ベルトを用い、これを繰り出し軸２２側から磁場
発生アセンブリ４の下面を経由させて巻き取り軸２３側
へ所定の速度で走行移動させるように構成したものであ
る。

【００６９】なお以上の各実施例では、磁場の方向が導
電発熱部材としての発熱ベルト１の導電発熱層８に垂直
に入るように構成していたが、層面に平行に磁場をかけ
てもよい。

【００７０】また導電発熱層８を構成する材料として、
キュリー温度が定着に必要な温度のものを使用すると、
加熱されてキュリー温度に近づくと比熱が増大し、内部
エネルギーに変わるので自己温度制御が可能となる。キ
ュリー温度を越えると自発磁化がなくなり、これによっ
て導電発熱層８中に生成される磁界はキュリー温度以下
より減少し、そのため渦電流が減少して発熱を抑制する
方向で働くので自己温度制御が可能となる。このキュリ
ー点としてはトナーの軟化点に合わせて１００℃〜２０
０℃が好ましい。

【００７１】あるいは、キュリー温度付近では励磁コイ
ル１２と発熱ベルト１との間での合成インダクタンスが
大きく変化するので、励磁コイル１２に高周波を加える
励磁回路側で温度を検出し、温度制御を行なうことも可
能である。

【００７２】また励磁コイル１２の芯材１１の材質とし
てはキュリー点の低いものを用いることが好ましい。

【００７３】装置の搬送動作が停止して加熱制御が不可
能な所謂暴走状態になった場合に芯材１１が昇温し始め
る。この結果、高周波を発生させる回路から見ると励磁
コイル１２のインダクタンスが大きくなったように見え
るので、励磁回路が周波数を合わせようとするとどんど
ん高周波側へ変化して励磁回路の電力ロスとしてエネル
ギーが消費され、励磁コイル１２に供給されるエネルギ
ーは減り、暴走は防止される。具体的にキュリー点は１
００℃〜２５０℃で選ぶと良い。

【００７４】１００℃以下ではトナーの融点より低くフ
ィルム内部が断熱されていても昇温が存在するので暴走
防止が誤作動し易く、２５０℃以上では暴走防止になら
ない。

【００７５】発熱ベルト１はローラ体とすることもでき
る。

【００７６】装置は実施例の定着装置に限らず、例えば
画像を担持した被記録材を加熱して艶等の表面性を改質
する装置、仮定着する装置等、広く被加熱体を加熱処理
する手段・装置として使用できる。シート状物を搬送し
つつ加熱や乾燥させる装置にも利用できる。

【００７７】〈実施例５〉（図７） 本実施例は前述実施例１の像加熱装置を使用した画像形
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転写ドラム式・レーザビーム
走査露光方式のカラー画像形成装置である。

【００７８】３１は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
る。

【００７９】感光ドラム３１はその回転過程で周面が一
次帯電器３２により所定の極性・電位に一様に帯電処理
され、その帯電面に対してレーザースキャナ３３によ
り、目的のカラー画像の第１の色分解成分像についての
レーザービーム走査露光Ｌがなされることで、感光ドラ
ム３１面に第１の色分解成分像に対応した静電潜像が形
成される。その静電潜像が対応色の第１現像器（例えば
シアン現像器）３４によりトナー現像される。

【００８０】４２は感光ドラム３１に接触させてもしく
は接近させて並行に配設した転写ドラムであり、感光ド
ラム３１と略同じ周速度をもって感光ドラム３１との接
触部もしくは接近部（転写部）において感光ドラム３１
の回転に順の方向に回転駆動される。

【００８１】不図示の給紙部から被記録材Ｐ（転写材）
が給送され、その被記録材Ｐがレジストローラ４１によ
り所定のタイミングで転写ドラム４２へ給送され、その
先端部が転写ドラム４２のグリッパ４４に把持され、転
写ドラム４２の周面に被記録材Ｐが巻き付いて保持さ
れ、転写ドラム４２と一緒に回転する。４３は転写ドラ
ム４２の外周面を帯電する帯電器であり、被記録材Ｐは
この帯電器による転写ドラム４２の帯電で静電的に転写
ドラム４２の周面に密着保持される。

【００８２】そしてこの転写ドラム４２の外周面に保持
された被記録材Ｐ面に対して前記の感光ドラム３１の面
に形成された第１の色分解成分像に対応したトナー像が
転写部において転写帯電器４５により転写される。

【００８３】被記録材Ｐに対するトナー像転写後の感光
ドラム３１面はクリーニング器３８で転写残りトナー等
の付着残存物の除去を受けて清掃され、またイレーサラ
ンプ３９による前面露光で除電処理を受けて、再び一次
帯電器３２による帯電処理を受ける。

【００８４】このような帯電・露光・現像・転写・クリ
ーニング・除電のプロセスが以下目的のカラー画像の第
２〜第４の色分解成分像について順次に実行されて、転
写ドラム４２に保持されている同一の被記録材Ｐ面に対
して最初のシアントナー像に次いで例えばマゼンタトナ
ー像・イエロートナー像・ブラックトナー像が順次に所
定に重ね合せ転写（重畳転写）されることで、目的のカ
ラー画像に対応したカラー画像が合成形成される。

【００８５】この被記録材は次いで分離帯電器４６・分
離爪部材４７により回転転写ドラム４２面から分離され
てガイド４８により像加熱装置（画像加熱定着装置）４
９へ導入されてトナー像の加熱・加圧定着を受け、前述
したように十分なトナーの混色がなされ、またにじみ現
象のない良好なカラー画像形成物が出力される。

【００８６】

【発明の効果】以上のように本発明の加熱装置は、フィ
ルム加熱方式の加熱装置と同じようにウォームアップタ
イムの短縮（クイックスタート）、省エネルギーが可能
であり、しかも画像形成装置の像加熱装置として使用
し、カラー画像の定着処理のために定着温度を高く設定
してトナーの粘度を十分に低くして十分な混色による優
れた色再現性を得る場合でもトナーを画像域外までにじ
ませることなく加熱定着処理が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う一実施例加熱装置（像加熱装置、
画像加熱定着装置）の構成模型図

【図２】導電発熱部材としての発熱ベルトの層構成模型
図

【図３】発熱ベルトの弾性層の機能を説明する摸式図

【図４】発熱ベルトの他の層構成模型図（実施例２）

【図５】実施例３の加熱装置の構成模型図

【図６】（ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれ他の装置構
成例の概略図（実施例４）

【図７】画像形成装置の一例の概略構成図（実施例５）

【符号の説明】

１ 導電発熱部材（発熱ベルト） ６ 基層 ７ 弾性層 ８ 導電発熱層 ９ 表層（離形層） ２ 駆動ローラ ３ 従動ローラ ４ 磁場発生手段（磁場発生アセンブリ） １１ 芯材（コア、磁性体） １２ 励磁コイル １３ 滑り板 １４ ステー ５ 加圧ローラ １０ サーミスタ Ｐ 被加熱材（被記録材） Ｔ トナー像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 一雄 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 大羽 浩幸 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 奥田 幸一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁場発生手段により導電発熱部材に磁場
   を作用させて該導電発熱部材の導電発熱層に発生する渦
   電流による発熱で該導電発熱部材に密着させた被加熱材
   を加熱する電磁加熱方式の加熱装置であり、導電発熱部
   材が弾性層を有することを特徴とする加熱装置。
2. 【請求項２】 導電発熱部材の導電発熱層は弾性層より
   も導電発熱部材の被加熱材密着面側の表層もしくはその
   近傍に存在することを特徴とする請求項１に記載の加熱
   装置。
3. 【請求項３】 導電発熱部材の弾性層中や表層中に導電
   性・高透磁率な粒子やウイスカーを分散させることによ
   り該弾性層や表層を導電発熱層として機能させたことを
   特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
4. 【請求項４】 被加熱材を中にして導電発熱部材側とは
   反対側に導電発熱部材に対する磁界発生手段を配置した
   ことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
5. 【請求項５】 導電発熱部材が回転体もしくは走行移動
   する有端部材であることを特徴とする請求項１に記載の
   加熱装置。
6. 【請求項６】 導電発熱部材との間にニップ部を形成
   し、このニップ部で被加熱材を導電発熱部材に加圧密着
   させる加圧部材を有することを特徴とする請求項１に記
   載の加熱装置。
7. 【請求項７】 加圧部材が回転駆動されるまたは従動回
   転する回転体であることを特徴とする請求項１に記載の
   加熱装置。
8. 【請求項８】 被加熱材が加熱処理すべき画像を担持さ
   せた被記録材であり、該被記録材に画像を加熱処理する
   像加熱装置であることを特徴とする請求項１に記載の加
   熱装置。
9. 【請求項９】 前記請求項１乃至同７の何れかに記載の
   加熱装置を像加熱装置として備えることを特徴とする画
   像形成装置。
10. 【請求項１０】 少なくとも２色以上の画像が出力でき
    ることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。