JPH0916006A

JPH0916006A - 加熱装置および画像形成装置

Info

Publication number: JPH0916006A
Application number: JP7189797A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Suzumi; 雅彦鈴見; Satoru Izawa; 悟伊澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-07-03
Filing date: 1995-07-03
Publication date: 1997-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】励磁コイル１２と誘導加熱部材１１を有し、
励磁コイル１２の磁界で誘導加熱される誘導加熱部材１
１の熱で被加熱材Ｐを加熱する加熱装置について、クイ
ックスタートを可能にし、省電力オンデマンド加熱を可
能にすること、励磁コイル芯材の過度の昇温を防いで温
度制御を容易にすること、電磁ノイズ漏れを防ぐこと。【構成】励磁コイルの芯材１２ａには放熱板１４が当
接配置されていること、放熱板の少なくとも一端部が外
方へ突出されて冷却されること、励磁コイルの芯材が放
熱フィンを有すること、被加熱材の加熱部に対応する誘
導加熱部材部分を励磁コイルの磁界で集中的に加熱する
構成であること、強磁性高抵抗率シールド部材を有する
こと等。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電磁誘導加熱（磁気誘導
加熱）方式の加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】便宜上、電子写真装置・静電記録装置等
の画像形成装置において、転写材等の記録媒体上に転写
（間接）方式あるいは直接方式で形成担持させた未定着
トナー画像を永久画像として熱定着させるために用いら
れる加熱装置としての画像加熱定着装置を例にして説明
する。

【０００３】画像加熱定着装置としては従来から熱ロー
ラ方式やフィルム加熱方式の装置が広く用いられてい
る。また電磁誘導加熱方式のものも知られている。

【０００４】ａ．熱ローラ方式の装置熱ローラ方式の装置は、発熱部材（熱源）としてのハロ
ゲンランプを内蔵させた加熱部材としての定着ローラ
（熱ローラ）と加圧部材としての加圧ローラを圧接させ
て加熱部としての定着ニップ部を形成させ、その定着ニ
ップ部に被加熱材としての、未定着トナー画像を担持さ
せた記録媒体（以下、転写材と記す）を導入して挟持搬
送させることで、加熱部としての定着ニップ部において
転写材を定着ローラの熱で加熱して画像の熱定着を行な
わせるものである。

【０００５】しかしこの熱ローラ方式の装置は、加熱部
材としての定着ローラの熱容量が大きく、また発熱部材
としてのハロゲンランプの熱が主に輻射で定着ローラの
内面に伝わり、該ローラの肉厚を通って該ローラの外面
に伝わり、加熱部としての定着ニップ部に供給される熱
伝導系であることから、熱伝導過程での熱ロスが大き
く、熱変換効率が悪く、装置のクイックスタートが難し
く、消費電力も多大となっていた。

【０００６】ｂ．フィルム加熱方式の装置特開昭６３−３１３１８２号公報等に開示のように、発
熱部材（加熱体）としての一般にセラミックヒータと、
加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルムを
挟ませて加熱部としての定着ニップ部を形成させ、該定
着ニップ部の耐熱性フィルムと加圧ローラとの間に被加
熱材としての、未定着トナー画像を担持させた転写材を
導入して耐熱性フィルムと一緒に定着ニップ部を挟持搬
送させることで、発熱抵抗体への通電により発熱するヒ
ータの熱を耐熱性フィルムを介して転写材に与えること
で転写材を加熱して画像の熱定着を行なわせるものであ
る。

【０００７】このフィルム加熱方式の装置は発熱部材と
してのヒータや耐熱性フィルムに低熱容量のものを使用
することで装置にクイックスタート性を具備させること
ができ、省電力の装置とすることができる。

【０００８】ｃ．電磁誘導加熱方式の装置特公平５−９０２７号公報には、交番磁界により定着ロ
ーラの芯金部に渦電流を発生させジュール熱によって定
着ローラ芯金部を発熱させる構成の装置が提案されてい
る。

【０００９】これを図１３を用いて説明する。５０は強
磁性体を円筒状に形成した定着ローラであり、誘導加熱
により加熱される。加熱手段としては、励磁鉄芯５１上
に巻かれた励磁コイル５２に、高周波の交流電流を印加
して図中に破線の矢印で示した磁界を発生させ、定着ロ
ーラ５０上に渦電流を発生させるものである。５３は、
閉磁路を形成するために、定着ローラ５０を隔てて励磁
鉄芯５１に対向するように配置された補助鉄芯である。
また、５４は弾性を有する加圧ローラであり、不図示の
加圧手段によって定着ローラ５０側に加圧されており、
転写材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔを熱定着するための加
熱部としての定着ニップ部Ｎを形成している。

【００１０】このように渦電流の発生を利用すること
で、加熱部材としての定着ローラ５０を直接発熱させ、
発熱位置を未定着トナー画像に近くすることができ、ハ
ロゲンランプを用いた熱ローラよりも消費エネルギーの
効率アップが達成できる。

【００１１】

【発明が解決しようとしている課題】しかし上記ｃ項の
ような電磁誘導加熱方式の装置（図１３）は、定着ニッ
プ部を集中的に加熱する構成になっておらず、また、定
着ローラ５０を使用しているため誘導加熱を用いてもク
イックスタートが不可能であり、省エネルギー対応によ
るオンデマンド定着対応が困難であった。

【００１２】また電磁誘導加熱方式の装置の問題点とし
ては、励磁コイルの芯材（コア）には温度依存性があ
り、芯材の温度がキュリー点に達すると急激に透磁率が
低下し、励磁コイルインダクタンスもまた急激に低下し
てしまい、そのために温調制御系に悪影響すること、ま
た電磁ノイズ漏れ等がある。

【００１３】そこで本発明は電磁誘導加熱方式の加熱装
置について、クイックスタートが可能であり、省電力オ
ンデマンド加熱が可能な装置を提供すること、励磁コイ
ル芯材の過度の昇温を防いで温度制御を容易にするこ
と、電磁ノイズ漏れを防ぐこと等を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする電磁誘導方式の加熱装置、及び画像形成装置で
ある。

【００１５】（１）励磁コイルと誘導加熱部材を有し、
励磁コイルの磁界で誘導加熱される誘導加熱部材の熱で
被加熱材を加熱する加熱装置において、励磁コイルの芯
材には放熱板が当接配置されていることを特徴とする加
熱装置。

【００１６】（２）放熱板が非磁性部材からなることを
特徴とする（１）に記載の加熱装置。

【００１７】（３）放熱板の少なくとも一端部が外方へ
突出されて冷却されることを特徴とする徴とする（１）
または（２）に記載の加熱装置。

【００１８】（４）励磁コイルと誘導加熱部材を有し、
励磁コイルの磁界で誘導加熱される誘導加熱部材の熱で
被加熱材を加熱する加熱装置において、励磁コイルの芯
材が放熱フィンを有することを特徴とする加熱装置。

【００１９】（５）励磁コイルと誘導加熱部材を有し、
励磁コイルの磁界で誘導加熱される誘導加熱部材の熱で
被加熱材を加熱する加熱装置において、被加熱材の加熱
部に対応する誘導加熱部材部分を励磁コイルの磁界で集
中的に加熱する構成であることを特徴とする加熱装置。

【００２０】（６）被加熱材の加熱部に対応する誘導加
熱部材部分を励磁コイルの磁界で集中的に加熱する構成
であることを特徴とする（１）乃至（４）の何れか１つ
に記載の加熱装置。

【００２１】（７）被加熱材の加熱部が、励磁コイルと
誘導加熱部材を含む加熱アセンブリと加圧部材との圧接
ニップ部であり、該ニップ部に被加熱材を導入通過させ
ることで加熱することを特徴とする（１）乃至（６）の
何れか１つに記載の加熱装置。

【００２２】（８）誘導加熱部材が、加熱部を移動する
フィルム部材であることを特徴とする（１）乃至（７）
の何れか１つに記載の加熱装置。

【００２３】（９）励磁コイルと誘導加熱部材を有し、
励磁コイルの磁界で誘導加熱される誘導加熱部材の熱で
被加熱材を加熱する加熱装置において、誘導加熱部材
が、加熱部に対応する部分にのみ配置された強磁性体か
らなる部材であり、かつ高抵抗率強磁性シールド部材を
有することを特徴とする加熱装置。

【００２４】（１０）誘導加熱部材が、加熱部に対応す
る部分にのみ配置された強磁性体からなる部材であり、
かつ強磁性高抵抗率シールド部材を有することを特徴と
する（１）乃至（７）の何れか１つに記載の加熱装置。

【００２５】（１１）加熱部を移動するフィルム部材を
有し、該フィルム部材が強磁性高抵抗率シールド部材を
有することを特徴とする（９）または（１０）に記載の
加熱装置。

【００２６】（１２）励磁コイル固定部材が強磁性高抵
抗率シールド部材で形成されていることを特徴とする
（９）または（１０）に記載の加熱装置。

【００２７】（１３）励磁コイル固定部材の加圧変形防
止部材が強磁性高抵抗率シールド部材で形成されている
ことを特徴とする（９）または（１０）に記載の加熱装
置。

【００２８】（１４）被加熱材が定着処理すべき未定着
画像を担持した記録媒体であり、装置が記録媒体に画像
を熱定着させる加熱定着装置であることを特徴とする
（１）乃至（１３）の何れか１つに記載の加熱装置。

【００２９】（１５）記録媒体に未定着画像を形成する
画像形成手段と、その未定着画像を記録媒体に熱定着さ
せる加熱定着手段を有する画像形成装置において加熱定
着手段が（１）乃至（１３）の何れか１つに記載の加熱
装置であることを特徴とする画像形成装置。

【００３０】

【作用】．被加熱材の加熱部に対応する誘導加熱部材部分を励
磁コイルの磁界で集中的に加熱する構成により、クイッ
クスタートが可能であり、省電力オンデマンド加熱が可
能となる。

【００３１】．集中加熱構成ではこれに近接する励磁
コイル芯材が加熱部の熱を受けて昇温し易いが、その場
合でも、励磁コイル芯材に放熱板を当接配置すること
で、励磁コイル芯材に蓄熱された熱は放熱板によって逃
がされて励磁コイル芯材の過度の昇温が防止され、これ
により励磁コイル芯材の温度依存性による温調制御系へ
の悪影響が除去されて温調制御を容易にする。

【００３２】さらには、その放熱板の少なくとも一端部
を外方へ突出させて冷却することで構成とすることで、
放熱効率がアップし、励磁コイル芯材の過度の昇温をよ
り防止する。

【００３３】励磁コイル芯材に放熱フィンを具備させる
ことでも励磁コイル芯材の過度の昇温を防止でき、温調
制御系への悪影響が除去されて温調制御を容易にする。

【００３４】．加熱部を移動するフィルム部材に強磁
性高抵抗率シールド部材を具備させる、励磁コイル固定
部材を強磁性高抵抗率シールド部材で形成する、励磁コ
イル固定部材の加圧変形防止部材を強磁性高抵抗率シー
ルド部材で形成する等して高抵抗率シールド部材を設け
ることで、それらの部材の発熱を防いで励磁コイル芯材
に過度の昇温を引き起こさせずに、かつ励磁コイルから
発生する電磁ノイズの装置外部への漏れを防ぐことがで
きる。

【００３５】

【実施例】

〈第１の実施例〉（図１〜図５）（１）画像形成装置例図１は画像形成装置例の概略構成図である。本例の画像
形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレーザービー
ムプリンタあるいは複写機である。

【００３６】１は電子写真感光ドラムであり、ＯＰＣ、
アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料がア
ルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の基体上に形成
されている。感光ドラム１は矢印の時計方向に所定の周
速度（プロセススピード）にて回転駆動され、まず、そ
の表面は帯電装置としての帯電ローラ２によって一様帯
電される。次に、その帯電処理面に対して不図示のレー
ザースキャナから出力される、目的の画像情報に応じて
ＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビーム３による走査露
光、あるいは投影光学系による原稿画像のスリット露光
が施され、静電潜像が形成される。この静電潜像は現像
装置４でトナー画像として現像・可視化される。現像方
法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法、ＦＥ
ＥＤ現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像と
を組み合わせて用いられることが多い。

【００３７】感光ドラム１上のトナー画像は、感光ドラ
ム１とこれに接触させた転写装置としての転写ローラ５
の接触ニップ部である転写部に対して、不図示の給紙機
構部から所定のタイミングで搬送導入された記録媒体と
しての転写材Ｐ上に順次転写される。転写材Ｐは感光ド
ラム１と転写ローラ５の接触ニップ部である転写部を一
定の加圧力で挟持搬送され、また転写ローラ５に印加し
た転写バイアスによりトナー画像の転写を受ける転写部を通過した転写材は感光ドラム１面から分離され
て、次の（２）項で詳述する加熱装置としての画像加熱
定着装置６へ搬送導入され、この定着装置で未定着のト
ナー画像が永久画像として転写材面に熱定着される。

【００３８】一方、転写材が分離された後の感光ドラム
１面はクリーニング装置７により転写残りトナー等の残
存付着物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供
される。

【００３９】（２）加熱定着装置６図２は加熱装置としての加熱定着装置６の概略の構成模
型図である。

【００４０】１０は定着部材（加熱部材）、２０は加圧
部材としての加圧ローラである。定着部材１０は、図面
に垂直方向を長手とする横長の、液晶ポリマー・フェノ
ール樹脂等からなるステイ１３と、このステイ１３の下
面中央部にステイ長手に沿って下向き設けた横長溝内に
放熱板１４を介して嵌入保持させた図面に垂直方向を長
手とする横長の励磁コイル１２（磁界発生手段）と、上
記励磁コイル１２を組み込んだステイ１３にルーズに外
嵌させた円筒状の、誘導加熱部材として磁性導電性の定
着フィルム１１等からなる。ステイ１３は励磁コイル１
２の固定部材であると共に、円筒状定着フィルム１１の
保持・回転ガイド部材として機能する。励磁コイル１２
は定着フィルム１１から一定間隔を隔てて配設されてい
る。

【００４１】上記の定着部材１０と加圧ローラ２０を上
下に並行に配列させて圧接させることで加熱部としての
定着ニップ部Ｎを形成させてある。この定着ニップ部Ｎ
において定着フィルム内面に励磁コイル１２の下面が対
応位置している。

【００４２】加圧ローラ２０が不図示の駆動手段により
矢印の反時計方向に回転駆動され、これにより定着ニッ
プ部Ｎにおける該加圧ローラ２０と定着フィルム１１の
外面との圧接摩擦力で定着フィルム１１に回転力が作用
して該定着フィルム１１はステイ１３の外回りを矢印の
時計方向に従動回転する。

【００４３】加圧ローラ２０が回転駆動され、定着フィ
ルム１１が従動回転している状態において、励磁コイル
１２に対して不図示の電源回路から高周波交流電流が印
加され、また定着ニップ部Ｎに被加熱材としての、未定
着トナー画像Ｔを担持した転写材Ｐが搬送導入される。

【００４４】励磁コイル１２に高周波交流電流が印加さ
れることで、定着ニップ部Ｎに集中的に交番磁界が作用
し、定着ニップ部Ｎにおいて該定着ニップ部Ｎに対応す
る定着フィルム部分が電磁誘導発熱状態になる。また定
着ニップ部Ｎに搬送導入された転写材Ｐは定着フィルム
１１の外面に密着して該定着フィルム１１と一緒に定着
ニップ部Ｎを挟持搬送され、定着ニップ部Ｎの通過過程
で定着ニップ部Ｎに対応する定着フィルム部分の上記の
電磁誘導発熱で加熱され、未定着トナー画像Ｔが軟化・
溶融して転写材Ｐ面に熱定着する。

【００４５】定着ニップ部Ｎを出た転写材Ｐは定着フィ
ルム１１の外面から分離して排出搬送される。

【００４６】ａ）定着フィルム１１誘導加熱部材として磁性導電性の定着フィルム１１は本
実施例のものは図３に層構成模型図を示すように、内側
のベース層１１ａと、その外側の強磁性導電層（金属
層）１１ｂと、その外側の最外層１１ｃからなる。

【００４７】ベース層１１ａは、ポリイミド、ポリアミ
ドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＴＦ
Ｅ、ＦＥＰ等の単体あるいは複合樹脂からなる厚さ１０
μｍ〜１００μｍのフィルム基材である。

【００４８】強磁性導電層１１ｂは、強磁性部材のＦ
ｅ、Ｃｏ、フェライト、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ等の金属ある
いはこれらからなる合金の厚み１μｍ〜１００μｍの層
である。

【００４９】最外層１１ｃは、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥ
Ｐ、シリコーン樹脂等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合
ないし単独で被覆したものである。

【００５０】ｂ）励磁コイル１２、誘導加熱図４の励磁コイル１２の一端部側の斜視図を示した。１
２ａはフェライト等の強磁性体よりなる励磁コイル芯材
としての横長のコアであり、一般にスイッチング電源用
として用いられている代表的な形状としてＩ型、Ｅ型、
Ｕ型等がある。本実施例ではＩ型のコアであり、他の形
状で代用することもできる。このコア１２ａの側周には
導線１２ｂが巻かれており、該巻線の長手方向端部より
周波数可変電流が交流電源１７により通電される。

【００５１】励磁コイル１２の定着フィルム内面対向側
には断熱層として摩擦抵抗の少ないガラス層やＰＦＡ、
ＰＴＦＥ等の離型性層を設けてもよい。

【００５２】この励磁コイル１２の定着フィルム移動方
向下流側には低熱容量の導電性チップサーミスタ１５が
配置されており、上記の定着フィルム内周面に接触して
いる。

【００５３】励磁コイル１２の巻線１２ｂに交流電源１
７によって１０ｋＨｚ〜１ＭＨの高周波交流電流、好ま
しくは２０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚを印加することで、励
磁コイル１２が交番磁界を形成し、その交番磁界が定着
ニップ部Ｎに集中的に作用し、このとき定着ニップ部Ｎ
に対応している定着フィルム部分の強磁性導電層１１ｂ
では上記の磁界の変化を妨げるかのように渦電流が流れ
る。この渦電流が強磁性導電層１１の表皮抵抗に応じた
ジュール熱を発生させ、定着ニップ部に搬送導入された
被加熱体としての転写材Ｐを加熱する。

【００５４】チップサーミスタ１５は、定着フィルム１
１の表面温度を検知し、検知された表面温度情報は、Ａ
／Ｄ変換器（不図示）を介してＣＰＵ１６へと送られ、
これに基づき、ＣＰＵ１６は交流電源１７の発振器を最
適周波数に設定し、励磁コイル１２の巻線１２ｂに最適
な周波数の交流を印加するよう制御する。以上により定
着フィルム１１の表面温度を所定値に制御する。

【００５５】ｄ）加圧ローラ２０加圧ローラ２０は、芯金２１の外側にシリコンゴムやフ
ッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコンゴムを発泡して
形成された弾性層２２からなり、この上にＰＦＡ、ＰＴ
ＦＥ、ＦＥＰ等の離型性層を形成してあってもよい。加
圧部材２０は加熱部材１０の下面に対して不図示の加圧
手段により長手方向両端部から加熱定着に必要な定着ニ
ップ部Ｎを形成するべく十分に加圧されている。また、
長手方向端部から芯金２１を介して不図示の回転駆動源
により、矢印の反時計方向に回転駆動される。これによ
り前述のように定着フィルム１１はステイ１３の外側を
従動回転する。

【００５６】ｅ）放熱板１４本実施例は、定着フィルム１１としてポリイミドベース
の４０μｍ厚のフィルム１１ａに、Ｎｉを主成分とする
厚さ５０μｍの強磁性導電層１１ｂを形成し、さらに離
型層（最外層）１１ｃとしてＰＴＦＥを厚さ２０μｍで
コーティングしたものを使用した。

【００５７】尚、強磁性導電層１１ｂは使用温度領域
内、および１．５ＭＨｚ以下の使用周波数範囲内におい
て安定した比透磁率を示す部材であり、その比透磁率μ
ｒは約２００である。また強磁性導電層１１ｂの抵抗率
は、室温２０℃において約７×１０^-8Ωｍ、１００℃に
おいて約１０×１０^-8Ωｍであり、温度上昇に伴って略
比例的に増加する。

【００５８】また、使用時の励磁コイル１２の消費電力
は一定になるように制御した。

【００５９】上記定着フィルム１１には初期消費電力２
００Ｗで誘導加熱を行った。

【００６０】また、加圧ローラ２０として、外径１４ｍ
ｍの芯金２１の上にシリコンゴムを厚さ３ｍｍで形成
し、さらに離型性層としてＦＥＰをコーティングして、
外径２０ｍｍ、硬度４５°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）としたも
のを使用した。

【００６１】本構成では、熱容量の小さな定着フィルム
１１を、その定着ニップ部対応部分について集中的に発
熱させることが可能であるためクイックスタートが可能
であり、省電力オンデマンド定着が可能である。

【００６２】しかし、集中発熱部である定着ニップ部Ｎ
に励磁コイル１２が近接しているため、定着フィルム温
度の影響を受け易く、励磁コイル芯材（コア）１２ａが
昇温し易い。また、従来例（図１３）と異なり、加熱部
材として定着フィルム１１を使用しているため、定着フ
ィルム１１の保持・回転ガイド部材としてのステイ１３
等が励磁コイル芯材周辺に存在し、励磁コイル１２の芯
材１２ａの放熱性が悪く、芯材１２ａが昇温し易い。こ
の励磁コイル芯材１２ａの温度が上昇しキュリー点に達
すると、芯材１２ａの透磁率が急激に低下し、励磁コイ
ル１２のインダクタンスも急激に低下する。

【００６３】以下に、励磁コイル芯材１２ａの透磁率
と、励磁コイル１２のインダクタンスの関係について説
明する。

【００６４】一般に、無限長ソレノイドの単位長さ当り
のインダクタンスＬは励磁コイル芯材１２ａの透磁率μ
と次式の様な関係がある。

【００６５】Ｌ＝μＳｎ² ・・・・（１）Ｓ：コイル断面積〔ｍ² 〕ｎ：単位長さ当りの巻数〔回〕実際には、コイル長は有限であり、漏れ磁束が存在する
ため多少のずれはあるが、（１）式で表されると考えて
よい。

【００６６】図５に一般的な励磁コイル芯材の温度依存
性を示す。図５から分かるように、芯材の温度がキュリ
ー点に達すると、急激に透磁率μが低下し、芯材透磁率
μと（１）式の関係にある励磁コイルインダクタンスＬ
もまた急激に低下してしまう。

【００６７】以上に示したように、誘導加熱中に励磁コ
イル芯材１２ａの温度がキュリー点に達すると、励磁コ
イル１２に過電流が流れようとし、それを制御回路が検
知し、供給電源をシャットダウンしてしまい、温度制御
が不可能である。

【００６８】そこで励磁コイル芯材１２ａの昇温につい
て調べた。その結果を表１に示す。なお、温度設定を２
００℃とし、温度測定には熱電対を用いた。

【００６９】

【表１】励磁コイル芯材１２ａに放熱板１４を当接配置しない場
合、加熱開始後、誘導加熱部材１１や励磁コイル１２等
で発生した熱が励磁コイル芯材１２ａに伝熱蓄熱され、
次第に芯材１２ａの温度が上昇していき、やがて今回使
用した芯材１２ａのキュリー点である２３０℃付近で供
給電源がシャットダウンしてしまった。

【００７０】これに対して、図２のようにように、励磁
コイル芯材１２ａに厚さ０．５〜３ｍｍのＡｌ板等で構
成された非磁性部材からなる放熱板１４を励磁コイル芯
材１２ａの上面及び側面で長手方向全面にわたって接触
させた場合、励磁コイル芯材１２ａの温度は徐々に上昇
するものの、該芯材１２ａのキュリー点にまでは到達せ
ず、飽和した。したがって、励磁コイル芯材１２ａの透
磁率μの急激な変化はなくなり、連続温度制御が可能と
なった。

【００７１】Ａｌ板の代わりにＣｕやヒートパイプ等に
より放熱板１４を形成し、芯材１２ａに当接した場合に
も励磁コイル芯材の温度がキュリー点に達することはな
く、Ａｌ放熱板１４を当接配置したのと同様の効果が得
られた。

【００７２】〈第２の実施例〉（図６）本実施例は前記の第１の実施例の加熱装置としての加熱
定着装置６について、図６のように、Ａｌ放熱板１４の
長手方向の長さを定着フィルム１１の長手方向長さより
大とし、該Ａｌ放熱板１４の両端部１４ａ・１４ａをそ
れぞれ定着フィルム１１の両側から外部に１〜４ｃｍ程
度突出させ、突出させた部分１４ａ・１４ａをファン等
の冷却装置により冷却し、励磁コイル芯材１２ａの放熱
効果をより高めたものである。その他の装置構成や条件
は前記第１の実施例の装置と同様であり、再度の説明は
省略する。

【００７３】放熱板１４の端部１４ａを定着フィルム１
１の端部から突出させ冷却した場合と、突出させない場
合の、励磁コイル芯材１２ａの温度を熱電対を用いて測
定した。その結果を表２に示す。

【００７４】

【表２】尚、温調温度は２００℃とした。表２から分かるよう
に、放熱板１４の端部１４ａを定着フィルム１１の外部
へ突出させ冷却した場合は、放熱板１４の両端を冷却し
ない場合に比べさらに低い温度で芯材温度が飽和した。

【００７５】以上の結果より、放熱板１４の両端部１４
ａを定着フィルム１１の外部へ突出させ冷却することに
よって、励磁コイル芯材１２ａの冷却効率がアップし、
励磁コイル芯材昇温のマージンが広がった。

【００７６】放熱板１４の一端だけを外方突出させて冷
却する構成にすることもできる。

【００７７】〈第３の実施例〉（図７・図８）本実施例では、励磁コイル芯材にＡｌ等の放熱板を当接
配置する代りに、図７のように、励磁コイル１２の芯材
１２ａ自体に放熱フィン１２ｃを設けた。

【００７８】この放熱フィン１２ｃは励磁コイル芯材１
２ａの上部に０．５〜３ｍｍの厚さで１〜３ｍｍ程度の
間隔をあけて芯材長手方向全面にわたって形成されてお
り、芯材１２ａの熱を放熱する。

【００７９】このように、芯材上部に放熱フィン１２ｃ
を設けることにより、芯材の放熱面積が広くなり、励磁
コイル芯材１２ａの過度の昇温を防ぐことができる。

【００８０】その他の装置構成や条件は前記第１の実施
例の装置と同様であり、再度の説明は省略する。

【００８１】上記放熱フィン１２ｃを有する芯材と、放
熱フィン１２ｃがない芯材を用いた場合の芯材温度を熱
電対を用いて測定した。その結果を表３に示す。

【００８２】

【表３】尚、温調温度は２００℃とした。表３から放熱フィン１
２ｃがない場合は、芯材温度が徐々に上昇し、芯材のキ
ュリー点に達してしまい温度制御が困難であるが、芯材
１２ａに放熱フィン１２ｃを設けた場合、芯材温度がキ
ュリー点に達する前に飽和し温度制御が可能であること
が分かる。

【００８３】以上では放熱フィン１２ｃを芯材上部に長
手方向に平行に設けたが、それ以外にも、図８の（ａ）
のように長手方向に垂直に、或は（ｂ）のように芯材の
上部側面等に設けた場合にも同様の放熱効果が得られ
た。

【００８４】以上の結果から、励磁コイル芯材１２ａに
放熱フィン１２ｃを設けることによって、芯材の過度の
昇温を防ぐことができ、連続加熱が可能となった。

【００８５】〈第４の実施例〉（図９・図１０）第１〜第３の実施例の加熱装置としての画像加熱定着装
置においては、誘導加熱部材として、強磁性導電層１１
ｂを有する定着フィルム１１を用いたが、本実施例の装
置は、図９のように、強磁性加熱板１８を誘導加熱部材
として用いた。

【００８６】この強磁性加熱板１８は定着ニップ部Ｎに
おいて定着フィルム１１ｄの内側に定着ニップ部Ｎの長
手方向に沿って配設してあり、定着フィルム１１ｄはこ
の強磁性加熱板１８と加圧ローラ２０との間に挟まれて
該強磁性加熱板１８の下面に密着して摺動搬送される。
強磁性加熱板１８は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等の強磁性金属
からなり、厚さは０．５〜２ｍｍのものを用いた。

【００８７】定着フィルム１１ｄは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ
等の強磁性金属粉をポリイミド、ポリアミドイミド等の
絶縁性樹脂中に５〜４０％（体積比）混入し、２０μｍ
〜１００μｍの厚さに薄膜成形した高抵抗強磁性シール
ド層を有し、最外層にはＰＦＡ、ＰＴＦＥ等の離型層を
被覆したものを使用した。

【００８８】その他の装置構成や条件は前記第１の実施
例の装置と同様であり、再度の説明は省略する。

【００８９】励磁コイル１２の巻線１２ｂに高周波交流
電流を印加することで、励磁コイル１２が交番磁界を形
成し、その交番磁界が定着ニップ部Ｎに対応している強
磁性加熱板１８に集中的に作用し、該強磁性加熱板１８
が電磁誘導発熱して定着フィルム１１ｄを介して定着ニ
ップ部Ｎが集中的に加熱され、該定着ニップ部Ｎに導入
された被加熱材としての転写材Ｐの加熱がなされる。

【００９０】本実施例の構成でも磁気誘導加熱によって
定着ニップ部Ｎを集中的に加熱することができるためク
イックスタートが可能であり、省電力オンデマンド定着
が可能である。

【００９１】また、誘導加熱部材として誘導加熱板１８
を使用しているため、定着ニップ部Ｎの形状に自由度が
あり、カールや紙端部の波打ち対策が容易に行なえる。

【００９２】しかし、本実施例の構成においても励磁コ
イル芯材１２ａの昇温が問題となる。また、本実施例の
構成では誘導加熱部材１８が定着ニップ部Ｎにのみ存在
するため、励磁コイル１２から発生する交番磁界が装置
外部へ漏れるという問題があった。

【００９３】以下に、定着フィルムの違いによって、装
置外への電磁ノイズ漏れがどのように異なるかを示す。

【００９４】本実施例の図９の構成で、定着フィルム１
１ｄにシールド層を持たない場合、励磁コイル１２から
発生した電磁ノイズは図１０の（ａ）のように定着フィ
ルム１１ｄを通過し、装置外へ漏れてしまう。

【００９５】また、定着フィルム１１ｄのシールド層を
低抵抗率材料（１０^-8〜１０^-6Ω・ｍ程度）で形成する
と、（ｂ）のように該シールド層で渦電流が発生し、励
磁コイル１２の周辺部材の昇温を招き、励磁コイル芯材
１２ａの昇温を助長してしまう。

【００９６】そこで、本実施例では定着フィルム１１ｄ
のシールド層を前述のように高抵抗強磁性材料で形成し
た。この場合は、励磁コイル１２から発生した電磁ノイ
ズは（ｃ）のように定着フィルム１１ｄ外へ漏れること
はなく、また、シールド層は高抵抗率部材であるため、
侵入磁界によって渦電流が発生しないため発熱せず、励
磁コイル１２の周辺部材の昇温を軽減でき、したがって
励磁コイル芯材１２ａの昇温を防ぐことができる。

【００９７】以上に述べたことを確認するために、ａ．シールド層を持たない定着フィルムｂ．低抵抗率シールド層を有する定着フィルムｃ．高抵抗強磁性シールド層を有する定着フィルムの３種類の定着フィルムを用いて定着フィルム外へ漏れ
る電磁ノイズの測定を行なった。

【００９８】その結果、ａのシールド層がない定着フィ
ルムを用いた場合、定着フィルムの近傍で電磁ノイズが
検出されたが、ｂやｃの低抵抗率シールド層、高抵抗率
シールド層を有する定着フィルムを用いた場合には、定
着フィルムの近傍でも電磁ノイズは検出されなかった。

【００９９】次に上記の３種類の定着フィルムａ〜ｃを
用いて励磁コイル芯材１２ａの温度上昇の違いを比較し
た。表４は、温調温度が２００℃の場合の励磁コイル芯
材１２ａの最高到達温度を熱電対を用いて測定した結果
を示したものである。

【０１００】

【表４】表４から分か磁コイル芯材１２ａの温度も抑えられるこ
とが分かる。

【０１０１】以上の電磁ノイズシールド特性と励磁コイ
ル芯材昇温防止特性をまとめると表５のようになる。

【０１０２】

【表５】以上の結果から、定着フィルム内面に強磁性高抵抗率シ
ールド層を設けることにより、励磁コイル１２からの電
磁ノイズの漏れを防ぐことができ、かつ励磁コイル芯材
１２ａの昇温も防ぐことができる。

【０１０３】尚、シールド部材の昇温はシールド部材の
抵抗率が１０^-1Ω・ｍ以上では、発生しないことが確認
されている。

【０１０４】〈第５の実施例〉（図１１）図１１は本実施例の装置の構成略図である。上記第４の
実施例の装置では、高抵抗率シールド層を定着フィルム
内面に設けたが、本実施例では励磁コイル１２を保持す
るための液晶ポリマー、フェノール樹脂等の耐熱性絶縁
樹脂からなるプラスチックステー１３中に、Ｎｉ、Ｆ
ｅ、Ｃｏ等の強磁性金属粉をフィラーとして５〜４０％
（体積比）程度混入成型し、高抵抗率シールド部材１３
ａとしたものである。定着フィルム１１ｅは誘導加熱部
材ではないフィルムである。

【０１０５】その他の装置構成や条件は前記第１の実施
例の装置と同様であり、再度の説明は省略する。

【０１０６】本実施例の構成で、装置外への電磁ノイズ
の漏れを測定したところ、装置外への電磁ノイズの漏れ
はなく、前記第４の実施例の装置の場合と同程度の電磁
ノイズシールド特性を得ることができた。

【０１０７】次に、励磁コイル芯材１２ａの温度上昇の
様子を測定した。尚、温度測定には熱電対を用いた。加
熱開始後、芯材１２ａの温度は徐々に上昇するが、やが
て飽和し、芯材１２ａのキュリー点には到達しなかっ
た。その結果、連続温調制御が可能となった。

【０１０８】以上の結果から、励磁コイル保持用のプラ
スチックステー１３ａに強磁性フィラーを混入すること
によって、励磁コイル芯材１２ａの過度の昇温を引き起
こすことなく、励磁コイル１２から発生する電磁ノイズ
を防ぐことができた。

【０１０９】〈第６の実施例〉（図１２）本実施例では、図１２のように、端部加圧によるプラス
チックテー１３の撓みを防ぐための強度保持部材（加圧
変形防止部材）１９を有する系において、この強度保持
部材１９をフェライト等の高抵抗率強磁性部材で形成し
て高抵抗率強磁性シールド部材とした。定着フィルム１
１ｅは誘導加熱部材ではないフィルムである。

【０１１０】その他の装置構成や条件は前記第１の実施
例の装置と同様であり、再度の説明は省略する。

【０１１１】上記の構成で、励磁コイル１２から発生す
る電磁ノイズの装置外への漏れを測定したところ、ほと
んど電磁ノイズの漏れは検出されず、前記第４及び第５
の実施例の装置と同様の電磁ノイズシールド特性を得
た。

【０１１２】また、励磁コイル芯材１２ａの温度上昇の
様子を熱電対を用いて測定したところ、前記第４及び第
５の実施例の装置と同様に、励磁コイル芯材１２ａの温
度は芯材のキュリー点に達する前に飽和し、連続温度制
御が可能であった。

【０１１３】以上の結果から、強度保持部材１９をフェ
ライト等の強磁性高抵抗シールド部材によって形成する
ことによっても、励磁コイル芯材１２ａの過度の昇温を
引き起こすことなく、励磁コイル１２から発生する電磁
ノイズを防ぐことができる。

【０１１４】なお、本発明の加熱装置は以上の各実施例
の画像加熱定着装置としてばかりでなく、その他、例え
ば、画像を担持した記録媒体を加熱して表面性（艶等）
を改質する装置、仮定着処理する装置、シート状物を給
紙して乾燥処理・ラミネート処理する等の加熱装置とし
て広く使用できることは勿論である。

【０１１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、励
磁コイルと誘導加熱部材を有し、励磁コイルの磁界で誘
導加熱される誘導加熱部材の熱で被加熱材を加熱する磁
誘導加熱方式の加熱装置について、クイックスタートを
可能とし、省電力オンデマンド加熱を可能とすることが
できる、励磁コイル芯材の過度の昇温を防止して励磁コ
イル芯材の温度依存性による温調制御系への悪影響を除
去し、温調制御を容易にすることができる、励磁コイル
から発生する電磁ノイズの装置外部への漏れを防ぐこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置例の概略構成図

【図２】画像加熱定着装置の構成模型図

【図３】定着フィルムの層構成模型図

【図４】励磁コイルの一端部側の斜視図

【図５】励磁コイル芯材の透磁率の温度依存性の特性図

【図６】第２の実施例の装置の構成説明図

【図７】第３の実施例の装置の構成模型図

【図８】（ａ）・（ｂ）はそれぞれ放熱フィンの他の構
成形態の図

【図９】第４の実施例の装置の構成模型図

【図１０】（ａ）・（ｂ）・（ｃ）は各種の定着フィル
ムの性能説明図

【図１１】第５の実施例の装置の構成模型図

【図１２】第６の実施例の装置の構成模型図

【図１３】電磁加熱方式の加熱定着装置の従来例の略図

【符号の説明】

１０定着部材１１誘導加熱部材としての定着フィルム１１ａ誘導加熱部材ではない定着フィルム１２励磁コイル１２ｃ放熱フィン１３プラスチックステイ１３ａ強磁性高抵抗率プラスチックステイ１４放熱板１５チップサーミスタ１６温度制御用ＣＰＵ１７交流電源１８誘導加熱板１９強度保持部材（プラスチックステイ補強ステ
イ）２０加圧ローラＮ定着ニップ部（加熱部）Ｐ転写材（被加熱材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】励磁コイルと誘導加熱部材を有し、励磁
コイルの磁界で誘導加熱される誘導加熱部材の熱で被加
熱材を加熱する加熱装置において、励磁コイルの芯材に
は放熱板が当接配置されていることを特徴とする加熱装
置。
【請求項２】放熱板が非磁性部材からなることを特徴
とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】放熱板の少なくとも一端部が外方へ突出
されて冷却されることを特徴とする請求項１または請求
項２に記載の加熱装置。
【請求項４】励磁コイルと誘導加熱部材を有し、励磁
コイルの磁界で誘導加熱される誘導加熱部材の熱で被加
熱材を加熱する加熱装置において、励磁コイルの芯材が
放熱フィンを有することを特徴とする加熱装置。
【請求項５】励磁コイルと誘導加熱部材を有し、励磁
コイルの磁界で誘導加熱される誘導加熱部材の熱で被加
熱材を加熱する加熱装置において、被加熱材の加熱部に
対応する誘導加熱部材部分を励磁コイルの磁界で集中的
に加熱する構成であることを特徴とする加熱装置。
【請求項６】被加熱材の加熱部に対応する誘導加熱部
材部分を励磁コイルの磁界で集中的に加熱する構成であ
ることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１つ
に記載の加熱装置。
【請求項７】被加熱材の加熱部が、励磁コイルと誘導
加熱部材を含む加熱アセンブリと加圧部材との圧接ニッ
プ部であり、該ニップ部に被加熱材を導入通過させるこ
とで加熱することを特徴とする請求項１乃至請求項６の
何れか１つに記載の加熱装置。
【請求項８】誘導加熱部材が、加熱部を移動するフィ
ルム部材であることを特徴とする請求項１乃至請求項７
の何れか１つに記載の加熱装置。
【請求項９】励磁コイルと誘導加熱部材を有し、励磁
コイルの磁界で誘導加熱される誘導加熱部材の熱で被加
熱材を加熱する加熱装置において、誘導加熱部材が、加
熱部に対応する部分にのみ配置された強磁性体からなる
部材であり、かつ高抵抗率強磁性シールド部材を有する
ことを特徴とする加熱装置。
【請求項１０】誘導加熱部材が、加熱部に対応する部
分にのみ配置された強磁性体からなる部材であり、かつ
強磁性高抵抗率シールド部材を有することを特徴とする
請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載の加熱装置。
【請求項１１】加熱部を移動するフィルム部材を有
し、該フィルム部材が強磁性高抵抗率シールド部材を有
することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載
の加熱装置。
【請求項１２】励磁コイル固定部材が強磁性高抵抗率
シールド部材で形成されていることを特徴とする請求項
９または請求項１０に記載の加熱装置。
【請求項１３】励磁コイル固定部材の加圧変形防止部
材が強磁性高抵抗率シールド部材で形成されていること
を特徴とする請求項９または請求項１０に記載の加熱装
置。
【請求項１４】被加熱材が定着処理すべき未定着画像
を担持した記録媒体であり、装置が記録媒体に画像を熱
定着させる加熱定着装置であることを特徴とする請求項
１乃至請求項１３の何れか１つに記載の加熱装置。
【請求項１５】記録媒体に未定着画像を形成する画像
形成手段と、その未定着画像を記録媒体に熱定着させる
加熱定着手段を有する画像形成装置において加熱定着手
段が請求項１乃至請求項１３の何れか１つに記載の加熱
装置であることを特徴とする画像形成装置。