JPH09325629A - 加熱装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁誘導加熱方式の加熱装置に関して、電磁
誘導発熱性部材部分に効率よく磁束を供給して入力電力
を有効に利用し装置の発熱効率を向上させること。 【解決手段】 電磁誘導発熱性部材１０と、該電磁誘導
発熱性部材に磁場を入れて発熱させる磁場発生手段１５
を有する第１部材と、該第１部材に直接あるいは他部材
を挟んで相互圧接してニップ部Ｎを形成する第２部材を
有し、該ニップ部に導入し挟持搬送させた被加熱材Ｐに
電磁誘導発熱性部材１０の発熱で熱エネルギーを付与す
る加熱装置であり、第１部材側に金属の加圧力保持部材
２２を有し、該加圧力保持部材２２を磁場発生手段１５
が発生する磁場からシールドするための磁気シールド部
材２３を有すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁（磁気）誘導
加熱方式の加熱装置、及び該加熱装置を像加熱装置とし
て備えた電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】便宜上、複写機・プリンタ等の画像形成
装置に具備させる、トナー画像を被記録材（画像担持
体）に加熱定着させる像加熱装置（定着装置）を例にし
て説明する。

【０００３】画像形成装置において、電子写真プロセス
・静電記録プロセス・磁気記録プロセス等の適宜の画像
形成プロセス手段部で被記録材（転写材シート・エレク
トロファックスシート・静電記録紙・ＯＨＰシート・印
刷用紙・フォーマット紙など）に転写方式あるいは直接
方式にて形成担持させた目的の画像情報の未定着画像
（トナー画像）を被記録材面に永久固着画像として加熱
定着させる定着装置としては熱ローラ方式の装置が広く
用いられていた。近時はフィルム加熱方式の装置が実用
化されている。また電磁誘導加熱方式の装置も提案され
ている。

【０００４】ａ）熱ローラ方式の定着装置 これは、定着ローラ（加熱ローラ）と加圧ローラとの圧
接ローラ対を基本構成とし、該ローラ対を回転させ、該
ローラ対の相互圧接部である定着ニップ部に画像定着す
べき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導入
して挟持搬送させて、定着ローラの熱と、定着ニップ部
の加圧力にて未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着
させるものである。

【０００５】定着ローラは、一般に、アルミニウムの中
空金属ローラを基体（芯金）とし、その内空に熱源とし
てのハロゲンヒータを挿入配設してあり、ハロゲンヒー
タの発熱で加熱され、外周面が所定の定着温度に維持さ
れるようにハロゲンヒータへの通電が制御されて温調さ
れる。

【０００６】特に、最大４層のトナー画像層を十分に加
熱溶融させて混色させる能力を要求される、フルカラー
の画像形成を行なう画像形成装置の定着装置としては、
被記録材とトナー層との界面まで十分に加熱しないと定
着不良が発生するので、定着ローラの芯金を高い熱容量
を有するものにし、またその芯金外周にトナー画像を包
み込んで均一に溶融するためのゴム弾性層を具備させ、
そのゴム弾性層を介してトナー画像の加熱を行なってい
る。また加圧ローラ内にも熱源を具備させて加圧ローラ
も加熱・温調する構成にしたものもある。

【０００７】しかし、熱ローラ方式の定着装置は画像形
成装置の電源をオンにして同時に定着装置の熱源である
ハロゲンヒータに通電を開始しても、定着ローラ等の熱
容量が大きく、定着ローラ等が冷え切っている状態時か
ら所定の定着可能温度に立ち上がるまでにはかなりの待
ち時間（ウエイトタイム）を要し、クイックスタート性
に欠ける。また画像形成装置のスタンバイ状態時（非画
像出力時）も何時でも画像形成動作が実行できるように
ハロゲンヒータに通電して定着ローラを所定に温調状態
に維持させておく必要があり、電力消費量が大きい等の
問題があった。

【０００８】またハロゲンヒータを熱源とするものは一
旦は光にエネルギーを変換しているため、効率が悪い。

【０００９】また、上述のフルカラーの画像形成装置の
定着装置のように特に熱容量の大きな定着ローラや加圧
ローラを用いるものにおいては、温調とローラ表面の昇
温とに遅延が発生するため、定着不良や光沢ムラやオフ
セット等の問題が発生していた。

【００１０】ｂ）フィルム加熱方式の定着装置 フィルム加熱方式の定着装置は、例えば特開昭６３−３
１３１８２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。

【００１１】即ち、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（定着フィルム）を挟ませてニップ部を形成さ
せ、該ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に画像定
着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を
導入してフィルムと一緒に挟持搬送させることでニップ
部においてセラミックヒータの熱をフィルムを介して被
記録材に与え、またニップ部の加圧力にて未定着トナー
画像を被記録材面に熱圧定着させるものである。

【００１２】このフィルム加熱方式の定着装置は、セラ
ミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用い
てオンデマンドタイプの装置を構成することができ、画
像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミッ
クヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態に
すればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行
可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート
性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電
力）等の利点がある。

【００１３】ただ、大きな熱量が要求されるフルカラー
画像形成装置や高速機種用の定着装置としては熱量的に
難点がある。

【００１４】ｃ）電磁誘導加熱方式の定着装置 特公平５−９０２７号公報には、磁束により定着ローラ
に渦電流を発生させジュール熱によって発熱させる誘導
加熱定着装置が開示されている。これは、誘導電流の発
生を利用することで直接定着ローラを発熱させることが
できて、ハロゲンヒータを熱源として用いた熱ローラ方
式の定着装置よりも消費エネルギーの効率アップが達成
できる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来知られる
種々の加熱方式の加熱装置のうちで特に電磁誘導加熱方
式の装置の改善に係る。

【００１６】上述の特公平５−９０２７号公報の電磁誘
導加熱方式の装置では円筒体である定着ローラに磁場発
生手段の磁場で渦電流を発生させジュール熱を発生させ
ると、磁場発生手段である励磁コイル、励磁鉄心（コ
ア）が昇温して磁束の量が減ってしまい発熱が不安定と
なる。またローラ内部への放熱により熱効率も十分でな
い。

【００１７】熱容量の小さい電磁誘導発熱性フィルムを
利用して、電磁誘導加熱により該フィルムの電磁誘導発
熱層を発熱させる方式もあるが、加圧部材との間で被加
熱材を挟持搬送させて被加熱材を加熱するための適正な
ニップ部を形成し、そのニップ形状を長時間維持させる
ことが難しかった。

【００１８】本発明の目的は電磁誘導加熱方式の加熱装
置に関して、電磁誘導発熱性部材部分に効率よく磁束を
供給して入力電力を有効に利用し装置の発熱効率を向上
させること、被加熱材加熱ニップ部の長手方向に沿う適
切な加圧力分布を得て適正なニップ形状を形成し、かつ
耐久によるニップ形状の変化を最小に抑えてニップ部を
挟持搬送される被加熱材に常に均一・十分な熱エネルギ
ーを供給することにより、低消費電力で、ウェイトタイ
ムの短縮化（クイックスタート性）を可能にし、画像形
成装置の像加熱装置にあってはフルカラー画像のような
トナー量の多い画像に対しても高画質を維持して、なお
かつ高速化にも対応できる装置を安価に提供することに
ある。

【００１９】

【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。

【００２０】（１）電磁誘導発熱性部材と、該電磁誘導
発熱性部材に磁場を入れて発熱させる磁場発生手段を有
する第１部材と、該第１部材に直接あるいは他部材を挟
んで相互圧接してニップ部を形成する第２部材を有し、
該ニップ部に導入し挟持搬送させた被加熱材に電磁誘導
発熱性部材の発熱で熱エネルギーを付与する加熱装置で
あり、第１部材側に金属の加圧力保持部材を有し、該加
圧力保持部材を磁場発生手段が発生する磁場からシール
ドするための磁気シールド部材を有することを特徴とす
る加熱装置。

【００２１】（２）前記（１）に記載の加熱装置におい
て、電磁誘導発熱性部材が回転体もしくは走行体である
ことを特徴とする加熱装置。

【００２２】（３）前記（１）に記載の加熱装置におい
て、電磁誘導発熱性部材が固定の部材であることを特徴
とする加熱装置。

【００２３】（４）前記（１）ないし（３）の何れか１
つに記載の加熱装置において、磁場発生手段は交番磁場
を発生させる励磁コイルを含むことを特徴とする加熱装
置。

【００２４】（５）前記（１）ないし（３）の何れか１
つに記載の加熱装置において、磁場発生手段は交番磁場
を発生させる励磁コイルを含み、加圧力保持部材と該励
磁コイルの間に磁気シールド部材を有することを特徴と
する加熱装置。

【００２５】（６）前記（１）ないし（５）の何れか１
つに記載の加熱装置において、磁気シールド部材が非磁
性で良導電の金属部材であることを特徴とする加熱装
置。

【００２６】（７）前記（６）に記載の加熱装置におい
て、磁気シールド部材である非磁性で良導電の金属部材
が、アルムニウムまたは銅または銀または金であるか、
またはアルムニウム・銅・銀・金の少なくとも１つを含
有する合金からなることを特徴とする加熱装置。

【００２７】（８）前記（１）ないし（７）の何れか１
つに記載の加熱装置において、加圧力保持部材の幅をＷ
_S 、磁気シールド部材の幅をＷ_M としたとき、Ｗ_M ≧Ｗ
_S を満足することを特徴とする加熱装置。

【００２８】（９）前記（１）ないし（８）の何れか１
つに記載の加熱装置において、磁気シールド部材の厚さ
をＨ_M としたとき、Ｈ_M ≧０．５「ｍｍ」を満足するこ
とを特徴とする加熱装置。

【００２９】（１０）前記（１）ないし（９）の何れか
１つに記載の加熱装置において、磁気シールド部材と磁
場発生手段の間の距離をＨ_I としたとき、Ｈ_I ≧１「ｍ
ｍ」を満足することを特徴とする加熱装置。

【００３０】（１１）前記（１０）に記載の加熱装置に
おいて、磁気シールド部材と磁場発生手段の間に絶縁部
材を介在させて距離Ｈ_I を保持させたことを特徴とする
加熱装置。

【００３１】（１２）前記（１）ないし（１１）の何れ
か１つに記載の加熱装置において、磁気シールド部材の
長さをＬ_M 、磁場発生手段の長さをＬ_C とすると、Ｌ_M
＞Ｌ_C を満足することを特徴とする加熱装置。

【００３２】（１３）前記（１）ないし（１２）の何れ
か１つに記載の加熱装置において、磁気シールド部材の
厚さが長手方向で変化していることを特徴とする加熱装
置。

【００３３】（１４）前記（１３）に記載の加熱装置に
おいて、磁気シールド部材の厚さが長手方向の端部から
中央部に向かって大きくなっている部分を有することを
特徴とする加熱装置。

【００３４】（１５）前記（１１）ないし（１４）の何
れか１つに記載の加熱装置において、絶縁部材の厚さが
長手方向で変化していることを特徴とする加熱装置。

【００３５】（１６）前記（１５）に記載の加熱装置に
おいて、絶縁部材の厚さが長手方向の端部から中央部に
向かって大きくなっている部分を有することを特徴とす
る加熱装置。

【００３６】（１７）前記（１）ないし（１６）の何れ
か１つに記載の加熱装置において、電磁誘導発熱性部材
は回転されるエンドレスフィルム部材あるいは走行され
る有端フィルム部材であり、第１部材側である内側から
第２部材側である外側に順に少なくとも電磁誘導発熱
層、弾性層、離型層で構成されている積層体であること
を特徴とする加熱装置。

【００３７】（１８）前記（１）ないし（１６）の何れ
か１つに記載の加熱装置において、電磁誘導発熱性部材
は回転されるエンドレスフィルム部材あるいは走行され
る有端フィルム部材であり、第１部材側である内側から
第２部材側である外側に順に少なくとも断熱層、電磁誘
導発熱層、弾性層、離型層で構成されている積層体であ
ることを特徴とする加熱装置。

【００３８】（１９）前記（１）ないし（１６）の何れ
か１つに記載の加熱装置において、電磁誘導発熱性部材
は回転されるエンドレスフィルム部材あるいは走行され
る有端フィルム部材であり、第１部材側である内側から
第２部材側である外側に順に少なくとも電磁誘導発熱
層、離型層で構成されている積層体であることを特徴と
する加熱装置。

【００３９】（２１）前記（１）ないし（２０）に記載
の加熱装置において、第２部材が回転加圧部材であるこ
とを特徴とする加熱装置。

【００４０】（２２）前記（１）、（３）ないし（２
０）に記載の加熱装置において、第２部材が回転加圧部
材であり、電磁誘導発熱性部材が回転体もしくは走行体
であり、第２部材の回転駆動により電磁誘導発熱性部材
が回転もしくは走行されることを特徴とする加熱装置。

【００４１】（２３）前記（１）、（３）ないし（１
６）に記載の加熱装置において、電磁誘導発熱性部材は
固定の部材であり、該固定の電磁誘導発熱性部材と第２
部材が耐熱性フィルムを介して相互圧接してニップ部を
形成していることを特徴とする加熱装置。

【００４２】（２４）前記（２３）に記載の加熱装置に
おいて、ニップ部の耐熱性フィルムと第２部材間に被加
熱材が挟持搬送されることを特徴とする加熱装置。

【００４３】（２５）前記（２３）または（２４）に記
載の加熱装置において、第２部材が回転加圧部材である
ことを特徴とする加熱装置。

【００４４】（２６）前記（２３）ないし（２５）に記
載の加熱装置において、第２部材が回転加圧部材であ
り、耐熱性フィルムが回転体もしくは走行体であり、第
２部材の回転駆動により耐熱性フィルムが回転もしくは
走行されることを特徴とする加熱装置。

【００４５】（２７）前記（１）ないし（２６）の何れ
か１つに記載の加熱装置において、被加熱材が画像を形
成担持させた画像担持体であり、装置が該画像を加熱処
理する像加熱装置であることを特徴とする加熱装置。

【００４６】（２８）前記（２７）において、画像の加
熱処理が画像担持体に対する画像の定着処理であること
を特徴とする加熱装置。

【００４７】（２９）画像担持体に画像を形成する画像
形成手段と、画像担持体上に形成した画像を加熱処理す
る像加熱装置を備え、該像加熱装置が（１）ないし（２
７）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。

【００４８】（３０）前記（２９）において、画像の加
熱処理が画像担持体に対する画像の定着処理であること
を特徴とする画像形成装置。

【００４９】〈作 用〉 １）第１部材側の金属の加圧力保持部材は磁気シールド
部材でシールドした装置構成にすることで、磁場発生手
段で発生した磁束が該加圧力保持部材に吸収されること
が抑えられて電磁誘導発熱性部材に効率よく磁束を供給
することができる。

【００５０】２）磁気シールド部材はその幅Ｗ_M を加圧
力保持部材の幅Ｗ_S と同じかそれ以上の幅寸法Ｗ_M ≧Ｗ
_S に設定することで、磁気シールド部材の横から回り込
んだ磁束が加圧力保持部材に吸収されることによる装置
の発熱効率の低下を防止できる。

【００５１】３）磁気シールド部材はその厚みＨ_M をＨ
_M ≧０．５［ｍｍ］に設定することで、磁束の一部が磁
気シールド部材を透過して加圧力保持部材に吸収される
ことによる装置の発熱効率の低下を防止できる。

【００５２】４）磁気シールド部材と磁界発生手段とは
離間させ、その離間距離Ｈ_I をＨ_I≧１［ｍｍ］に設定
することで、磁気シールド部材と磁界発生手段とが近過
ぎることによる磁束の一部が磁気シールド部材に吸収さ
れることによる磁束損失を無視できるレベルすることが
でき装置の発熱効率の低下を防止できる。

【００５３】５）磁気シールド部材はその長手寸法Ｌ_M
磁場発生手段の長手寸法Ｌ_C よりも長く設定（Ｌ_M ＞Ｌ
_C ）することで、磁気シールド部材の長手端部側から回
り込んだ磁束が加圧力保持部材に吸収されることによる
装置の発熱効率の低下を防止できる。

【００５４】６）磁気シールド部材と磁場発生手段の間
に絶縁部材を介在させることで両者間の電気絶縁がなさ
れるとともに、該絶縁部材をスペーサとして前記４）の
磁気シールド部材と磁界発生手段との所定の離間距離Ｈ
_I を安定に確保・維持させることができる。

【００５５】したがって、１）〜６）のような装置構成
を採ることにより、第１部材と第２部材との間で被加熱
材を挟持搬送させて被加熱材を加熱するためのニップ部
およびその近傍部に磁束分布を集中させて該部分の電磁
誘導発熱性部材部分に効率よく磁束を供給できて装置の
発熱効率を向上させ、．低消費電力、ウエイトタイム
の短縮化が可能、．被加熱材を高速にかつ所要十分に
加熱処理することが可能、．画像形成装置の像加熱装
置にあってはフルカラー画像のようなトナー量の多い画
像に対してもトナー画像を十分溶融することができて、
定着不良・光沢ムラ・オフセットなどの問題なく所要十
分な高画質の定着能力を保つたまま、クイックスタート
性・高速処理性を得ることが可能、等の効果が得られ
る。

【００５６】７）磁気シールド部材や絶縁部材の長手方
向に沿う厚み調整によりニップ部の長手方向に沿う適切
な加圧力分布を得ることができて適正なニップ形状を形
成でき、また耐久によるニップ形状の変化を最小に抑え
ることができる。

【００５７】これにより、電磁誘導発熱性部材が熱容量
の小さいフィルム部材であっても、前記１）〜６）のよ
うな構成を採ることによる装置の発熱効率向上効果等と
相まって、ニップ部を挟持搬送される被加熱材に常に均
一・十分な熱エネルギーを供給でき、高速対応、多重フ
ルカラートナー画像定着等において定着品質を確保する
ために加圧力をアップさせた装置設計とした場合にも十
分対応することができる。

【００５８】

【発明の実施の形態】

〈第１の実施形態例〉（図１〜図８） （１）画像形成装置例 図１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カラープリンタである。

【００５９】１０１は有機感光体やアモルファスシリコ
ン感光体でできた電子写真感光体ドラム（像担持体）で
あり、矢示の反時計方向に所定のプロセススピード（周
速度）で回転駆動される。

【００６０】感光体ドラム１０１はその回転過程で帯電
ローラ等の帯電装置１０２で所定の極性・電位の一様な
帯電処理を受ける。

【００６１】次いでその帯電処理面にレーザ光学箱（レ
ーザスキャナー）１１０から出力されるレーザ光１０３
による、目的の画像情報の走査露光処理を受ける。レー
ザ光学箱１１０は不図示の画像読取装置等の画像信号発
生装置からの目的画像情報の時系列電気デジタル画素信
号に対応して変調（オン／オフ）したレーザ光１０３を
出力して回転感光体ドラム面を走査露光するもので、こ
の走査露光により回転感光体ドラム１０１面に走査露光
した目的画像情報に対応した静電潜像が形成される。１
０９はレーザ光学箱１１０からの出力レーザ光を感光体
ドラム１０１の露光位置に偏向させるミラーである。

【００６２】フルカラー画像形成の場合は、目的のフル
カラー画像の第１の色分解成分画像、例えばイエロー成
分画像についての走査露光・潜像形成がなされ、その潜
像が４色カラー現像装置１０４のうちのイエロー現像器
１０４Ｙの作動でイエロートナー画像として現像され
る。そのイエロートナー画像は感光体ドラム１０１と中
間転写体ドラム１０５との接触部（或は近接部）である
一次転写部Ｔ１において中間転写体ドラム１０５の面に
転写される。中間転写体ドラム１０５面に対するトナー
画像転写後の回転感光体ドラム１０１面はクリーナ１０
７により転写残りトナー等の付着残留物の除去を受けて
清掃される。

【００６３】上記のような帯電・走査露光・現像・一次
転写・清掃のプロセスサイクルが、目的のフルカラー画
像の、第２の色分解成分画像（例えばマゼンタ成分画
像、マゼンタ現像器１０４Ｍが作動）、第３の色分解成
分画像（例えばシアン成分画像、シアン現像器１０４Ｃ
が作動）、第４の色分解成分画像（例えば黒成分画像、
黒現像器１０４ＢＫが作動）の各色分解成分画像につい
て順次に実行され、中間転写体ドラム１０５面にイエロ
ートナー画像・マゼンタトナー画像・シアントナー画像
・黒トナー画像の都合４色のトナー画像が順次重ねて転
写されて、目的のフルカラー画像に対応したカラートナ
ー画像が合成形成される。

【００６４】本例においては、トナーは低軟化物質を含
有させたものを用いている。

【００６５】中間転写体ドラム１０５は、金属ドラム上
に中抵抗の弾性層と高抵抗の表層を有するもので、感光
体ドラム１０１に接触して或は近接して感光体ドラム１
０１と略同じ周速度で矢示の時計方向に回転駆動され、
中間転写体ドラム１０５の金属ドラムにバイアス電位を
与えて感光体ドラム１０１との電位差で感光体ドラム１
０１側のトナー画像を該中間転写体ドラム１０５面側に
転写させる。

【００６６】上記の回転中間転写体ドラム１０５面に合
成形成されたカラートナー画像は、該回転中間転写体ド
ラム１０５と転写ローラ１０６との接触ニップ部である
二次転写部Ｔ２において、該二次転写部Ｔ２に不図示の
給紙部から所定のタイミングで送り込まれた被記録材Ｐ
の面に転写されていく。転写ローラ１０６は被記録材Ｐ
の背面からトナーと逆極性の電荷を供給することで中間
転写体ドラム１０５面側から被記録材Ｐ側へ合成カラー
トナー画像を順次に一括転写する。

【００６７】二次転写部Ｔ２を通過した被記録材Ｐは中
間転写体ドラム１０５の面から分離されて像加熱装置
（定着装置）１００へ導入され、未定着トナー画像の加
熱定着処理を受けてカラー画像形成物として機外の不図
示の排紙トレーに排出される。定着装置１００について
は次の（２）項で詳述する。

【００６８】被記録材Ｐに対するカラートナー画像転写
後の回転中間転写体ドラム１０５はクリーナ１０８によ
り転写残りトナー・紙粉等の付着残留物の除去を受けて
清掃される。このクリーナ１０８は常時は中間転写体ド
ラム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写体
ドラム１０５から被記録材Ｐに対するカラートナー画像
の二次転写実行過程において中間転写体ドラム１０５に
接触状態に保持される。

【００６９】また転写ローラ１０６も常時は中間転写体
ドラム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写
体ドラム１０５から被記録材Ｐに対するカラートナー画
像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム１０５
に被記録材Ｐを介して接触状態に保持される。

【００７０】白黒画像などモノカラー画像のプリントモ
ードも実行できる。また両面画像プリントモード、或は
多重画像プリントモードも実行できる。

【００７１】両面画像プリントモードの場合は、定着装
置１００を出た１面目画像プリント済みの被記録材Ｐは
不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されて再び二
次転写部Ｔ２へ送り込まれて２面に対するトナー画像転
写を受け、再度、定着装置１００に導入されて２面に対
するトナー画像の定着処理を受けることで両面画像プリ
ントが出力される。

【００７２】多重画像プリントモードの場合は、定着装
置１００を出た１回目画像プリント済みの被記録材Ｐは
不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されずに再び
二次転写部Ｔ２へ送り込まれて１回目画像プリント済み
の面に２回目のトナー画像転写を受け、再度、定着装置
１００に導入されて２回目のトナー画像の定着処理を受
けることで多重画像プリントが出力される。

【００７３】（２）定着装置１００ Ａ）装置の全体的概略構成 図２は本例の定着装置１００の要部の横断側面模型図、
図３は要部の正面模型図、図４は要部の縦断正面模型
図、図５は下側フィルムガイドと励磁コイルとコアの分
解斜視図である。

【００７４】１６ａと１６ｂは下側と上側の横長のフィ
ルムガイドであり、それぞれ横断面略半円弧状樋型の成
形部材である。開口面側を上向きとした下側フィルムガ
イド１６ａに、開口面側を下向きとした上側フィルムガ
イド１６ｂを重ね合わせることにより、両者１６ａ・１
６ｂで略円筒体が構成される。

【００７５】１５は磁場発生手段であり、横長の励磁コ
イル１８とコア（励磁鉄芯）１７からなり、下側フィル
ムガイド１６ａの内側に配設してある。

【００７６】２４は絶縁部材としての横長の絶縁板であ
り、磁場発生手段としての励磁コイル１８とコア１７を
内側に配設した下側フィルムガイド１６ａの上面開口部
にかぶせて配設してある。

【００７７】２２は加圧力保持部材としての金属製の横
長の剛体構造ステイであり、上記絶縁板２４の上に磁気
シールド部材としての横長の磁気シールド板２３を介し
て配設してある。

【００７８】このように、磁場発生手段としての励磁コ
イル１８・コア１７、絶縁板２４、磁気シールド板２
３、ステイ２２を配設した下側フィルムガイド１６ａの
上に、開口面側を下向きにして上側フィルムガイド１６
ｂを下側フィルムガイド１６ａとで略円筒体を構成させ
て重ね合わせる。絶縁板２４の長手両縁部は下側と上側
のフィルムガイド１６ａ・１６ｂの突き合わせ縁部間に
挟まれる。

【００７９】１０は電磁誘導発熱層（導電体層、磁性体
層、抵抗体層）を有する、電磁誘導発熱性の回転体とし
ての円筒状の定着フィルムであり、略円筒体を構成させ
て重ね合わせた上記の下側と上側のフィルムガイド１６
ａ・１６ｂにルーズに外嵌させてある。

【００８０】２１ａ・２１ｂは左右の環状フランジ部材
であり、略円筒体を構成させて重ね合わせた上記の下側
と上側のフィルムガイド１６ａ・１６ｂの左右両端部に
外嵌させて位置固定して取りつけてあり、定着フィルム
１０の端部を規制・保持するとともに、下側と上側のフ
ィルムガイド１６ａ・１６ｂをたが締めして結合状態に
保つ役目をする。

【００８１】上記の下側フィルムガイド１６ａ、磁場発
生手段１５である励磁コイル１８とコア１７、絶縁板２
４、磁気シールド板２３、ステイ２２、上側フィルムガ
イド１６ｂ、定着フィルム１０、左右の環状フランジ部
材２１ａ・２１ｂの組立て体が第１部材であり、これを
便宜上「加熱アセンブリ」と称す。

【００８２】３０は第２部材としての加圧部材である。
本例は弾性加圧ローラであり、芯金３０ａと、該芯金周
りに同心一体にローラ状に成形被覆させた、シリコーン
ゴム・フッ素ゴム・フッ素樹脂等の耐熱性弾性材層３０
ｂとで構成されており、本例装置の場合は該加圧ローラ
３０をその芯金３０ａの両端部を装置の不図示の手前側
と奥側のシャーシー側板間に回転自由に軸受け保持させ
て配設してある。

【００８３】この加圧ローラ３０の上側に、上記の加熱
アセンブリを下側フィルムガイド１６ａ側を下向きにし
て配設し、ステー２２の両端部と装置シャーシ側のバネ
受け部材２７ａ・２７ｂとの間にそれぞれ加圧バネ２５
ａ・２５ｂを縮設することでステー２２に押し下げ力を
作用させている。これにより磁気シールド板２３、絶縁
板２４を介して下側フィルムガイド１６ａおよびコア１
７が加圧されて下側フィルムガイド１６ａの下面と加圧
ローラ３０の上面とが定着フィルム１０を挟んで圧接し
て定着ニップ部Ｎが形成される。

【００８４】コア１７の下面は下側フィルムガイド１６
ａの底板部を隔てて定着ニップ部Ｎに対応位置してい
る。上面は絶縁板２４の下面に接している。

【００８５】加圧ローラ３０は駆動手段Ｍにより矢示の
反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ３０の回
転駆動による該加圧ローラ３０と定着フィルム１０の外
面との摩擦力で定着フィルム１０に回転力が作用して、
該定着フィルム１０がその内面が定着ニップ部Ｎにおい
て下側フィルムガイド１６ａの下面に密着して摺動しな
がら矢示の時計方向に加圧ローラ３０の回転周速度にほ
ぼ対応した周速度をもって、両者で略円筒体をなす下側
及び上側のフィルムガイド１６ａ・１６ｂの外回りを回
転状態になる（加圧ローラ駆動方式）。

【００８６】定着ニップ部Ｎにおける下側フィルムガイ
ド１６ａの下面と定着フィルム１０の内面との相互摺動
摩擦力を低減化させるために定着ニップ部Ｎの下側フィ
ルムガイド１６ａの下面と定着フィルム１０の内面との
間に耐熱性グリスなどの潤滑剤を介在させる、あるいは
下側フィルムガイド１６ａの下面を潤滑部材で被覆する
ようにすることもできる。

【００８７】励磁コイル１８には励磁回路２８（図５）
を接続してある。この励磁回路２８は２０［ｋＨｚ］か
ら５００［ｋＨｚ］の高周波をスイッチング電源で発生
できるようになっている。

【００８８】励磁コイル１８は励磁回路２８から供給さ
れる交番電流（高周波電流）によって交番磁束を発生す
る。その交番磁束は磁性コア１７に導かれて定着ニップ
部Ｎ及びその近傍に集中的に分布し、主として定着ニッ
プ部Ｎ及びその近傍において定着フィルム１０の電磁誘
導発熱層に渦電流を発生させる。この渦電流は電磁誘導
発熱層の固有抵抗によって電磁誘導発熱層にジュール熱
（渦電流損）を発生させる。即ち定着フィルム１０が電
磁誘導発熱する。この定着フィルム１０の電磁誘導発熱
は交番磁束を集中的に分布させた定着ニップ部Ｎ及びそ
の近傍において集中的に生じて定着ニップ部Ｎが高効率
に加熱される。

【００８９】この定着ニップ部Ｎの温度は、不図示の温
度検知手段を含む温調系により励磁コイル１８に対する
電流供給が制御されることで所定の温度が維持されるよ
うに温調される。

【００９０】２６（図２）は加圧ローラ３０の温度を検
知するサーミスタ等の温度センサーであり、本例におい
てはこの温度センサー２６からの加圧ローラ３０の温度
情報も考慮して定着ニップ部Ｎの温度を制御するように
している。

【００９１】而して、加圧ローラ３０が回転駆動され、
それに伴って円筒状の定着フィルム１０が下側及び上側
のフィルムガイド１６ａ・１６ｂの外回りを回転し、励
磁回路２８から励磁コイル１８への給電により上記のよ
うに定着フィルム１０の電磁誘導発熱がなされて定着ニ
ップ部Ｎが所定の温度に立ち上がって温調された状態に
おいて、画像形成手段部から搬送された未定着トナー画
像ｔが形成された被記録材Ｐが定着ニップ部Ｎの定着フ
ィルム１０と加圧ローラ３０との間に画像面が上向き即
ち定着フィルム面に対向して導入され、定着ニップ部Ｎ
において画像面が定着フィルム１０の外面に密着して定
着フィルム１０と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送され
ていく。この定着ニップ部Ｎを定着フィルム１０と一緒
に被記録材Ｐが挟持搬送されていく過程において定着フ
ィルム１０の電磁誘導発熱で加熱されて被記録材Ｐ上の
未定着トナー画像ｔが加熱定着される。被記録材Ｐは定
着ニップ部Ｎを通過すると回転定着フィルム１０の外面
から分離して排出搬送されていく。被記録材上の加熱定
着トナー画像は定着ニップ部通過後、冷却して永久固着
像となる。

【００９２】定着フィルム１０の長さＬ_F （図３）と加
圧ローラ３０の長さＬ_R はフィルムエッジで加圧ローラ
に傷をつけてしまうことを防止するために、Ｌ_F ＞Ｌ_R
としてある。

【００９３】定着フィルム１０の回転に伴うフィルムガ
イド長手に沿う寄り移動は左右のフランジ部材２１ａ・
２１ｂで規制される。このフランジ部材２１ａ・２１ｂ
は定着フィルム１０に従動で回転する構成にしてもよ
い。

【００９４】本例ではトナーｔに低軟化物質を含有させ
たトナーを使用したため、定着装置にオフセット防止の
ためのオイル塗布機構を設けていないが、低軟化物質を
含有させていないトナーを使用した場合にはオイル塗布
機構を設けてもよい。また定着ニップ部後に冷却部を設
けて冷却分離を行なってもよい。また、低軟化物質を含
有させたトナーを使用した場合にもオイル塗布や冷却分
離を行なってもよい。

【００９５】Ｂ）磁場発生手段１５ 磁場発生手段１５の励磁コイル１８は絶縁被覆電線を複
数回所定形状に巻いて構成してある。コア１７は高透磁
率の部材であり、フェライトやパーマロイ等といったト
ランスのコアに用いられる材料がよく、より好ましくは
１００［ｋＨｚ］以上でも損失の少ないフェライトを用
いるのがよい。

【００９６】本例においては、励磁コイル１８は下側フ
ィルムガイド１６ａの内面形状に略対応させた舟形形状
のものにし、その中央部にコア１７を配置してある。

【００９７】Ｃ）フィルムガイド１６ａ・１６ｂ 下側及び上側のフィルムガイド１６ａ・１６ｂは円筒状
の定着フィルム１０の支持、定着フィルム回転時の搬送
安定性を図る役目をする。下側フィルムガイド１６ａは
定着ニップ部への加圧、磁場発生手段１５の励磁コイル
１８とコア１７の支持の働きもし、磁束の通過を妨げな
い絶縁性の部材であり、高い加重に耐えられる、耐熱性
のある材料が用いられる。例えば、フェノール樹脂、フ
ッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミ
ドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹
脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂、ＬＣＰ樹
脂などを選択するとよい。

【００９８】上側フィルムガイド１６ｂも同材料で構成
することができるこの上側フィルムガイド１６ｂは省略
した装置構成にすることもできる。

【００９９】Ｄ）磁気シールド板２３ 加圧力保持部材としてのステイ２２はステンレス・鉄な
どの金属の曲げ強度の強い剛体構造部材がよい。しか
し、これらの材料は磁性材料であるため励磁コイル１８
で発生した磁束を吸収してしまうので、定着フィルム１
０の発熱層に供給される磁束が減少し発熱効率が低下す
る。

【０１００】そのため、ステイ２２による磁束の吸収を
最小限に抑え、効率よく定着フィルム１０の発熱層に磁
束を供給するために磁気シールド板２３を設けている。

【０１０１】磁気シールド板２３はＡｌ・Ｃｕ・Ａｇ・
Ａｕなどの非磁性の良導電体、またはＡｌ・Ｃｕ・Ａｇ
・Ａｕなどを含有した合金からなる非磁性の良導電体が
よい。良導電体としては体積抵抗率ρがρ≦３×１０^-8
［Ωｍ］の物質がよい。これは非磁性の良導電体は磁束
を跳ね返す効果があるためである。

【０１０２】．図２に示すようにステイ２２と磁気シ
ールド板２３の幅の関係は、ステイ２２の幅をＷ_S 、磁
気シールド板２３の幅をＷ_M とすると、 Ｗ_M ≧Ｗ_S の関係を満足するように設定する。これは、Ｗ_M ＜Ｗ_S
のときは、磁気シールド板２３の横から回り込んだ磁束
がステイ２２まで到達し、ステイ２２にエネルギーが吸
収されるためである。

【０１０３】．磁気シールド板２３の厚みＨ_M につい
ては Ｈ_M ≧０．５［ｍｍ］以上 がよい。Ｈ_M ＜０．５［ｍｍ］では励磁コイル１８で発
生した磁束の一部が磁気シールド板２３を透過してしま
い、ステイ２２に磁束が到達し、ステイ２２にエネルギ
ーが吸収されるためである。

【０１０４】．磁気シールド板２３と励磁コイル１８
・コア１７の間の距離Ｈ_I については Ｈ_I ≧１［ｍｍ］ がよい。Ｈ_I ＜１［ｍｍ］未満では距離が近すぎるため
に励磁コイル１８から発生した磁束の一部が磁気シール
ド板２３に吸収されてエネルギー損失となる。磁気シー
ルド板２３を１［ｍｍ］以上離すことにより、磁気シー
ルド板２３による損失が無視できるレベルになる。

【０１０５】以上のような構成を採ることにより、ステ
イ２２や磁気シールド板２３でのエネルギー損失が最小
限にとどめることができ、本来加熱すべき定着フィルム
１０の発熱層に効率よく磁束を供給できる。

【０１０６】．磁気シールド板２３と励磁コイル１８
との長手寸法の関係は、磁気シールド板２３の長さをＬ
_M （図４）、励磁コイル１８の長手寸法をＬ_C とする
と、 Ｌ_M ＞Ｌ_C を満たすように設定する。これは励磁コイル１８で発生
した磁束をステイ２２に回り込ませないためである。

【０１０７】本例では磁気シールド板２３を板形状にし
ているが、ステイ２２に沿って凹形状にしたチャンネル
部材や、ステイ２２を囲むように角管形状などのパイプ
部材等にしてもよい。

【０１０８】Ｅ）絶縁板２４ 絶縁板２４は磁場発生手段１５である励磁コイル１８・
コア１７と磁気シールド板２３の間の電気絶縁を図って
いる。同時に、励磁コイル１８・コア１７と磁気シール
ド板２３の間の前記距離Ｈ_I を確保するスペーサ部材の
役目もしている。

【０１０９】絶縁板２４の材料は、耐熱性の絶縁材がよ
く、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰ
Ｓ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂などの
耐熱樹脂がよい。

【０１１０】励磁コイル１７には高圧交流電流が流れる
ため、絶縁板２４は磁気シールド板２３との絶縁距離を
確保するように設計する。この際、絶縁距離が確保でき
ればよく板形状である必要はない。

【０１１１】Ｆ）定着フィルム１０ 図６は本例における定着フィルム１０の層構成模型図で
ある。本例の定着フィルム１０は、電磁誘導発熱性の定
着フィルムの基層となる金属フィルム等でできた発熱層
１と、その外面に積層した弾性層２と、更にその外面に
積層した離型層３の３層複合構造のものである。円筒状
の定着フィルム１０において発熱層１が内面側であり、
離型層３が外面側である。前述したように、発熱層１に
交番磁束ａが作用することで該発熱層１に渦電流ｂが発
生して該発熱層１が発熱する。その熱が弾性層２・離型
層３を介して定着ニップ部Ｎを加熱し、該定着ニップ部
Ｎに通紙される被加熱材としての被記録材を加熱してト
ナー画像の加熱定着がなされる。

【０１１２】．発熱層１ 発熱層１は、非磁性の金属でも良いが、より好ましくは
磁束の吸収の良いニッケル、鉄、磁性ステンレス、コバ
ルト−ニッケル合金等の強磁性体の金属が良い。

【０１１３】その厚みは次の式で表される表皮深さより
厚くかつ２００［μｍ］以下にすることが好ましい。表
皮深さσ［ｍ］は、励磁回路の周波数ｆ［Ｈｚ］と透磁
率μと固有抵抗ρ［Ωｍ］で σ＝５０３×（ρ／ｆμ）^1/2 と表される。

【０１１４】これは電磁誘導で使われる電磁波の吸収深
さを示しており、これより深いところでは電磁波の強度
は１／ｅ以下になっており、逆にいうと殆どのエネルギ
ーはこの深さまでで吸収されている（図８）。

【０１１５】発熱層１の厚さは好ましくは１〜１００
［μｍ］がよい。発熱層１の厚みが１［μｍ］よりも小
さいとほとんどの電磁エネルギーが吸収しきれないため
効率が悪くなる。また、発熱層が１００［μｍ］を越え
ると剛性が高くなり過ぎ、また屈曲性が悪くなり、回転
体として使用するには現実的ではない。したがって、発
熱層１の厚みは１〜１００［μｍ］が好ましい。

【０１１６】．弾性層２ 弾性層２は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシ
リコーンゴムなどで耐熱性が良く、熱伝導率が良い材料
である。

【０１１７】弾性層２の厚さは１０〜５００［μｍ］が
好ましい。この弾性層２は定着画像品質を保証するため
に必要な厚さである。

【０１１８】カラー画像を印刷する場合、特に写真画像
などでは被記録材Ｐ上で大きな面積にわたってベタ画像
が形成される。この場合、被記録材の凹凸あるいはトナ
ー層の凹凸に加熱面（離型層３）が追従できないと加熱
ムラが発生し、伝熱量が多い部分と少ない部分で画像に
光沢ムラが発生する。伝熱量が多い部分は光沢度が高
く、伝熱量が少ない部分では光沢度が低い。弾性層２の
厚さとしては、１０［μｍ］以下では被記録材あるいは
トナー層の凹凸に追従しきれず画像光沢ムラが発生して
しまう。また、１０００［μｍ］以上の場合には弾性層
２の熱抵抗が大きくなりクイックスタートを実現するの
が難しくなる。より好ましくは弾性層２の厚みは５０〜
５００［μｍ］がよい。

【０１１９】弾性層２の硬度は、硬度が高すぎると被記
録材あるいはトナー層の凹凸に追従し切れず画像光沢ム
ラが発生してしまう。そこで、弾性層２の硬度としては
６０°（JIS-A ）以下、より好ましくは４５°以下がよ
い。

【０１２０】弾性層２の熱伝導率λに関しては、 ６×１０^-4〜２×１０^-3［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅ
ｇ．］ がよい。

【０１２１】熱伝導率λが６×１０^-4［ｃａｌ／ｃｍ・
ｓｅｃ・ｄｅｇ．］よりも小さい場合には、熱抵抗が大
きく、定着フィルム１０の表層（離型層３）における温
度上昇が遅くなる。

【０１２２】熱伝導率λが２×１０^-3［ｃａｌ／ｃｍ・
ｓｅｃ・ｄｅｇ．］よりも大きい場合には、硬度が高く
なりすぎたり、圧縮永久歪みが悪化する。

【０１２３】よって、弾性層２の熱伝導率λは、６×１
０^-4〜２×１０^-3［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ．］
がよい。より好ましくは、８×１０^-4〜１．５×１０^-3
［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ．］がよい。

【０１２４】．離型層３ 離型層３は、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂
シリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ＰＦ
Ａ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性かつ耐熱性のよい材料
を選択することができる。

【０１２５】離型層３の厚さは１〜１００［μｍ］が好
ましく、厚さが１［μｍ］よりも小さいと塗膜の塗ムラ
で離型性の悪い部分ができたり、耐久性が不足するとい
った問題が発生する。また、１００［μｍ］を越えると
熱伝導が悪化するという問題が発生し、特に樹脂系の離
型層の場合は硬度が高くなりすぎ、弾性層２の効果がな
くなってしまう。

【０１２６】また図７に示すように、定着フィルム１０
の層構成において、発熱層１の自由面側（発熱層１の弾
性層２側とは反対面側）に断熱層４を設けてもよい。

【０１２７】断熱層４としては、フッ素樹脂、ポリイミ
ド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥ
ＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴ
ＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂などの耐熱樹脂がよい。

【０１２８】また、断熱層４の厚さとしては１０〜１０
００［μｍ］が好ましい。断熱層４の厚さが１０［μ
ｍ］よりも小さい場合には断熱効果が得られず、また、
耐久性も不足する。一方、１０００［μｍ］を越えると
コア１７及び励磁コイル１８から発熱層１の距離が大き
くなり、磁束が十分に発熱層１に吸収されなくなる。

【０１２９】断熱層４は、発熱層１に発生した熱が定着
フィルム１０の内側に向かわないように断熱できるの
で、断熱層４がない場合と比較して被記録材Ｐ側への熱
供給効率良くなる。よって、消費電力を抑えることがで
きる。

【０１３０】〈第２の実施形態例〉（図９） 本例は定着ニップ部Ｎの長手方向に対して均一な加圧を
可能にするものである。

【０１３１】前述したように、ステイ２２の両端部をそ
れぞれ加圧バネ２５ａ・２５ｂで押し下げて加圧するこ
とで、磁気シールド板２３、絶縁板２４を介して下側フ
ィルムガイド１６ａ・コア１７を加圧して下側フィルム
ガイド１６ａの下面と加圧ローラ３０の上面とを定着フ
ィルム１０を挟んで圧接させて定着ニップ部Ｎを形成さ
せている。このようにステイ２２を両端から加圧すると
磁気シールド板２３の両端が支点となって定着ニップ部
Ｎの長手中央部の加圧力が両端部に比べて小さくなる加
圧力分布形態になりやすい。

【０１３２】そこで本例は、図９の分解構成図に示す様
に、磁気シールド板２３の長手に沿う厚さを両端部の厚
さｔｂよりも中央部の厚さｔａを厚くしてクラウン形状
とすることにより、定着ニップ部Ｎの長手方向に対して
均一な加圧をするようにしたものである。他の定着装置
構成は第１の実施形態例の装置と同様である。

【０１３３】この場合、第１の実施形態例で示した磁気
シールド板２３の効果即ちステイ２２への磁束遮蔽によ
る装置の発熱効率の向上効果等を維持するために、磁気
シールド板２３の厚さの一番薄いところ即ち本例におい
ては長手両端部の厚さｔｂを０．５［ｍｍ］とし、一番
厚いところ即ち長手中央部の厚さｔａを１．５［ｍｍ］
とし、両端から中央へは２次曲線のクラウン形状として
いる。

【０１３４】クラウン形状を形成する際に、例えば、同
じ厚さのものも、曲げによりクラウン形状にする場合
や、型でクラウン形状にする場合は、長時間の加圧に対
して経時変化を起こし、初期に設定したクラウン形状か
ら変化してしまう。これに対し本例のように材料の厚さ
でクラウン形状を形成することにより、長時間の加圧に
対しても経時変化することなく初期に設定したクラウン
形状を維持することができる。よって、耐久性に優れた
構成である。

【０１３５】本例では磁気シールド板２３のクラウン形
状を絶縁板２４側で形成したが、クラウン形状はステイ
２２側でもよく、また、絶縁板２４側とステイ２２側の
両側で形成してもよい。要は、磁気シールド板２３の長
手方向の厚みを制御することにより定着ニップ部Ｎの長
手に沿う加圧力分布をコントロールするのが目的であ
り、形状を規定するものではない。

【０１３６】本例により、第１の実施形態例の効果に加
えて適正な定着ニップ部Ｎを確保でき、しかも、耐久に
よるニップ形状の変化を最小限にとどめることができ
る。

【０１３７】〈第３の実施形態例〉（図１０） 本例は、図１０の分解構成図に示す様に、磁気シールド
板２３ではなく、絶縁板２４についてその長手に沿う厚
さを両端部の厚さｔｄよりも中央部の厚さｔｃを厚くし
てクラウン形状とすることにより、定着ニップ部Ｎの長
手方向に対して均一な加圧をするようにしたものであ
る。他の定着装置構成は第１の実施形態例の装置と同様
である。

【０１３８】この場合、第１の実施形態例で示した磁気
シールド板２３の効果を維持するために、絶縁板２４の
厚さの一番薄いところ即ち本例においては長手両端部の
厚さｔｄを１［ｍｍ］とし、一番厚いところ即ち長手中
央部の厚さｔｃを２［ｍｍ］とし、両端から中央へは２
次曲線のクラウン形状としている。

【０１３９】絶縁板２４の場合もクラウン形状を形成す
る際に、例えば、同じ厚さのもので、曲げによりクラウ
ン形状にする場合や、モールドなどのように型でクラウ
ン形状にする場合は、長時間の加圧に対して経時変化を
起こし、初期に設定したクラウン形状から変化してしま
う。これに対し本例のように厚さでクラウン形状を形成
することにより、長時間の加圧に対しても経時変化する
ことなく初期に設定したクラウン形状を維持することが
できる。よって、耐久性に優れた構成である。

【０１４０】本例では絶縁板２４のクラウン形状を磁気
シールド板２３側で形成したが、クラウン形状はフィル
ムガイド１６ａおよびコア１７側でもよい。また、クラ
ウン形状は磁気シールド板２３側とフィルムガイド１６
ａおよびコア１７側の両側で形成してもよい。要は、絶
縁板２４の長手方向の厚みを制御することにより定着ニ
ップ部Ｎの長手に沿う加圧力分布をコントロールするの
が目的であり、形状を規定するものではない。

【０１４１】本例においては、第２の実施形態例と同様
の効果を得ることができ、さらに絶縁板２４の成形は、
金属である磁気シールド板２３の成形よりも容易である
ためコスト的により安価に製作することができる。

【０１４２】〈第４の実施形態例〉（図１１） 本例は、図１１の分解構成図に示す様に、磁気シールド
板２３と絶縁板２４の両方についてそれらの長手に沿う
厚さを両端部の厚さよりも中央部の厚さを厚くして、定
着ニップ部Ｎの長手方向に対して均一な加圧をするよう
にしたものである。他の定着装置構成は第１の実施形態
例の装置と同様である。

【０１４３】即ち、磁気シールド板２３はその長手に沿
う厚さを両端部よりも中央部を厚くしクラウン形状とし
ている。具体的には、第１の実施形態例で示した磁気シ
ールド板２３の効果を維持するために、磁気シールド板
２３の一番薄いところ（両端部）で０．５［ｍｍ］、磁
気シールド板２３の中央の一番厚いところは１［ｍｍ］
とし、両端から中央へは２次曲線のクラウン形状として
いる。

【０１４４】また、絶縁板２４は一番薄いところ（両端
部）で１［ｍｍ］、中央の一番厚いところで１．５［ｍ
ｍ］とし、両端から中央へは２次曲線のクラウン形状と
している。磁気シールド板２３と絶縁板２４の接触面は
略同一の２次曲線である。

【０１４５】以上の磁気シールド板２３と絶縁板２４の
トータルの厚みでクラウン形状を形成して、定着ニップ
部Ｎの長手方向に対して均一な加圧をするようにしたも
のである。

【０１４６】本例においては、第２、第３の実施形態例
と同様に適正なニップを確保でき、耐久によるニップ形
状の変化を最小にすることができる。

【０１４７】〈その他の実施形態例〉 １）上記実施形態例では第２部材としての加圧ローラ３
０を位置固定して配置し、これに第１部材としての加熱
アセンブリを付勢部材としての加圧バネ２５ａ・２５ｂ
と、加圧力保持部材としてのステイ２２により押圧して
両者間にニップ部Ｎを形成させているが、逆にステイ２
２を位置固定し加熱アセンブリ側に加圧ローラ３０を付
勢部材により押圧してニップ部Ｎを形成させてもよい
し、加熱アセンブリ側と加圧ローラ側の両方をそれぞれ
付勢部材で相互押圧させてニップ部Ｎを形成させてもよ
い。

【０１４８】２）実施形態例の画像形成装置は４色カラ
ー画像形成装置であるが、モノクロあるいは１パルスマ
ルチカラー画像形成装置等であってもよく、この場合
は、電磁誘導発熱性の定着フィルム１０は弾性層２を省
略した形態のものにすることもできる。発熱層１は樹脂
に金属フィラーを混入して構成したものとすることもで
きる。

【０１４９】また電磁誘導発熱性の定着フィルム１０
は、発熱層１・離型層３の２層構成、断熱層４・発熱層
１・離型層３の３層構成、発熱層単層の部材など、任意
の層構成にすることができる。

【０１５０】３）画像形成装置の画像形成原理・方式は
電子写真プロセスに限らず、転写方式あるいは直接方式
の静電記録プロセス、磁気記録プロセスなどその他任意
である。

【０１５１】４）加熱装置としての定着装置１００の装
置構成は実施形態例の加圧ローラ駆動方式に限られるも
のではない。

【０１５２】例えば、図１２の（Ａ）ように、フィルム
ガイド１６ａ，コア１７，励磁コイル１８，加圧力保持
部材としてのステイ２２，磁気シールド板２３，絶縁板
２４等からなる第１部材としての加熱アセンブリのフィ
ルムガイド１６ａと、駆動ローラ３１と、テンションロ
ーラ３２との間に、電磁誘導発熱性のエンドレスベルト
状の定着フィルム１０を懸回張設し、加熱アセンブリの
フィルムガイド１６ａの下面部と第２部材としての加圧
ローラ３０とを定着フィルム１０を挟んで圧接させて定
着ニップ部Ｎを形成させ、定着フィルム１０を駆動ロー
ラ３１によって回転駆動させる装置構成にすることもで
きる。この場合、加圧ローラ３０は従動回転ローラであ
る。

【０１５３】（Ｂ）の装置は、加熱アセンブリのフィル
ムガイド１６ａと駆動ローラ３１との間に、電磁誘導発
熱性のエンドレスベルト状の定着フィルム１０を懸回張
設し、加熱アセンブリのフィルムガイド１６ａの下面部
と加圧部材としての加圧ローラ３０とを定着フィルム１
０を挟んで圧接させて定着ニップ部Ｎを形成させ、定着
フィルム１０を駆動ローラ３１によって回転駆動させる
装置構成である。

【０１５４】（Ｃ）の装置は、電磁誘導発熱性の定着フ
ィルム１０をロール巻きにした長尺のウエブ状部材に
し、これを繰り出し軸３３側から加熱アセンブリのフィ
ルムガイド１６ａの下面を経由させて巻き取り軸３４側
に係止させ、加熱アセンブリのフィルムガイド１６ａの
下面部と加圧部材としての加圧ローラ３０とを定着フィ
ルム１０を挟んで圧接させて定着ニップ部Ｎを形成さ
せ、定着フィルム１０を繰り出し軸３３側から巻き取り
軸３４側へ所定の速度で巻き取り走行移動させる装置構
成である。

【０１５５】５）電磁誘導発熱性部材は固定部材とした
装置構成のものとすることもできる。図１３はその例を
示すものである。

【０１５６】１０Ａは第１部材としての加熱アセンブリ
のフィルムガイド１６ａの下面に固定して配設した電磁
誘導発熱性の横長板部材（鉄板など）である。この固定
の電磁誘導発熱性部材１０Ａと第２部材としての加圧ロ
ーラ３０とを耐熱性の薄肉フィルムＦを挟ませて圧接さ
せて定着ニップ部Ｎを形成させてある。加熱アセンブリ
のコア１７の下端部は定着ニップ部Ｎ即ち固定の電磁誘
導発熱性部材１０Ａに対応位置している。

【０１５７】耐熱性フィルムＦは加圧ローラ駆動方式、
あるいは駆動ローラ若しくは巻き取り軸により定着ニッ
プ部Ｎをその内側面が固定の電磁誘導発熱性部材１０Ａ
の下面に密着して摺動しながら回転移動若しくは走行移
動する。固定の電磁誘導発熱性部材１０Ａは加熱アセン
ブリの励磁コイル１８に交番電流が印加されることで生
じる交番磁束を集中的に受けて電磁誘導発熱する。そし
て定着ニップ部Ｎの耐熱性フィルムＦと加圧ローラ３０
の間に被記録材Ｐが導入されて耐熱性フィルムＦと一緒
に定着ニプ部Ｎを挟持搬送されていく過程において、固
定の電磁誘導発熱性部材１０Ａの発熱エネルギーを耐熱
性フィルムＦを介して受けて加熱され、トナー画像ｔの
定着がなされる。

【０１５８】固定の電磁誘導発熱性部材１０Ａはフィル
ムガイド１６ａの成形時に同時に該モールドコイル２０
の下面部に被着一体化させて具備させることもできる。

【０１５９】６）加圧部材３０はローラ体に限らず、回
動ベルト型など他の形態の部材にすることもできる。

【０１６０】また加圧部材３０側からも被記録材に熱エ
ネルギーを供給するために、加圧部材３０側にも電磁誘
導加熱やハロゲンヒータ等の発熱手段を設けて所定の温
度に加熱・温調する装置構成にすることもできる。

【０１６１】７）本発明の加熱装置は実施形態例の画像
加熱定着装置としてに限らず、画像を担持した被記録材
を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定
着する像加熱装置、その他、被加熱材の加熱乾燥装置、
加熱ラミネート装置など、広く被加熱材を加熱処理する
手段・装置として使用できる。

【０１６２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
磁誘導加熱方式の加熱装置に関して、電磁誘導発熱性部
材部分に効率よく磁束を供給して入力電力を有効に利用
し装置の発熱効率を向上させることができ、また被加熱
材加熱ニップ部の長手方向に沿う適切な加圧力分布を得
て適正なニップ形状を形成し、かつ耐久によるニップ形
状の変化を最小に抑えてニップ部を挟持搬送される被加
熱材に常に均一・十分な熱エネルギーを供給することが
できて、低消費電力で、ウェイトタイムの短縮化を可能
にし、画像形成装置の像加熱装置にあってはフルカラー
画像のようなトナー量の多い画像に対しても高画質を維
持して、なおかつ高速化にも対応できる装置を安価に提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態例における画像形成装置例の概
略構成図

【図２】加熱装置としての定着装置の要部の横断面模型
図

【図３】同じく要部の正面模型図

【図４】同じく要部の縦断正面模型図

【図５】下側フィルムガイドと励磁コイルとコアの分解
斜視図

【図６】電磁誘導発熱性の定着フィルムの層構成模型図
（その１）

【図７】電磁誘導発熱性の定着フィルムの層構成模型図
（その２）

【図８】発熱層深さと電磁波強度の関係を示したグラフ

【図９】第２の実施形態例における加熱装置としての定
着装置の要部の分解模型図

【図１０】第３の実施形態例における加熱装置としての
定着装置の要部の分解模型図

【図１１】第４の実施形態例における加熱装置としての
定着装置の要部の分解模型図

【図１２】（Ａ）・（Ｂ）・（Ｃ）はそれぞれ定着装置
の他の構成形態例の概略図

【図１３】定着装置の更に他の構成形態例の概略図

【符号の説明】

１０ 電磁誘導発熱性部材としての定着フィルム １ 発熱層 ２ 弾性層 ３ 離型層 ４ 断熱層 １５ 磁場発生手段 １７ コア（励磁鉄芯） １８ 励磁コイル １６ａ・１６ｂ 下側及び上側フィルムガイド ２１ａ・２１ｂ 定着フィルム端部の規制・保持用フ
ランジ部材 ２２ 加圧力保持部材（金属ステイ） ２３ 磁気シールド板 ２４ 絶縁板 ２５ａ・２５ｂ 加圧バネ部材 ３０ 加圧部材としての加圧ローラ

フロントページの続き (72)発明者 齋藤 亨 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 (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁誘導発熱性部材と、該電磁誘導発熱
   性部材に磁場を入れて発熱させる磁場発生手段を有する
   第１部材と、該第１部材に直接あるいは他部材を挟んで
   相互圧接してニップ部を形成する第２部材を有し、該ニ
   ップ部に導入し挟持搬送させた被加熱材に電磁誘導発熱
   性部材の発熱で熱エネルギーを付与する加熱装置であ
   り、 第１部材側に金属の加圧力保持部材を有し、該加圧力保
   持部材を磁場発生手段が発生する磁場からシールドする
   ための磁気シールド部材を有することを特徴とする加熱
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の加熱装置において、電
   磁誘導発熱性部材が回転体もしくは走行体であることを
   特徴とする加熱装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の加熱装置において、電
   磁誘導発熱性部材が固定の部材であることを特徴とする
   加熱装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３の何れか１つに記載の
   加熱装置において、磁場発生手段は交番磁場を発生させ
   る励磁コイルを含むことを特徴とする加熱装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし３の何れか１つに記載の
   加熱装置において、磁場発生手段は交番磁場を発生させ
   る励磁コイルを含み、加圧力保持部材と該励磁コイルの
   間に磁気シールド部材を有することを特徴とする加熱装
   置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５の何れか１つに記載の
   加熱装置において、磁気シールド部材が非磁性で良導電
   の金属部材であることを特徴とする加熱装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の加熱装置において、磁
   気シールド部材である非磁性で良導電の金属部材が、ア
   ルムニウムまたは銅または銀または金であるか、または
   アルムニウム・銅・銀・金の少なくとも１つを含有する
   合金からなることを特徴とする加熱装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７の何れか１つに記載の
   加熱装置において、加圧力保持部材の幅をＷ_S 、磁気シ
   ールド部材の幅をＷ_M としたとき、 Ｗ_M ≧Ｗ_S を満足することを特徴とする加熱装置。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８の何れか１つに記載の
   加熱装置において、磁気シールド部材の厚さをＨ_M とし
   たとき、 Ｈ_M ≧０．５「ｍｍ」 を満足することを特徴とする加熱装置。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし９の何れか１つに記載
    の加熱装置において、磁気シールド部材と磁場発生手段
    の間の距離をＨ_I としたとき、 Ｈ_I ≧１「ｍｍ」 を満足することを特徴とする加熱装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の加熱装置におい
    て、磁気シールド部材と磁場発生手段の間に絶縁部材を
    介在させて距離Ｈ_I を保持させたことを特徴とする加熱
    装置。
12. 【請求項１２】 請求項１ないし１１の何れか１つに記
    載の加熱装置において、磁気シールド部材の長さをＬ
    _M 、磁場発生手段の長さをＬ_C とすると、 Ｌ_M ＞Ｌ_C を満足することを特徴とする加熱装置。
13. 【請求項１３】 請求項１ないし１２の何れか１つに記
    載の加熱装置において、磁気シールド部材の厚さが長手
    方向で変化していることを特徴とする加熱装置。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の加熱装置におい
    て、磁気シールド部材の厚さが長手方向の端部から中央
    部に向かって大きくなっている部分を有することを特徴
    とする加熱装置。
15. 【請求項１５】 請求項１１ないし１４の何れか１つに
    記載の加熱装置において、絶縁部材の厚さが長手方向で
    変化していることを特徴とする加熱装置。
16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の加熱装置におい
    て、絶縁部材の厚さが長手方向の端部から中央部に向か
    って大きくなっている部分を有することを特徴とする加
    熱装置。
17. 【請求項１７】 請求項１ないし１６の何れか１つに記
    載の加熱装置において、電磁誘導発熱性部材は回転され
    るエンドレスフィルム部材あるいは走行される有端フィ
    ルム部材であり、第１部材側である内側から第２部材側
    である外側に順に少なくとも電磁誘導発熱層、弾性層、
    離型層で構成されている積層体であることを特徴とする
    加熱装置。
18. 【請求項１８】 請求項１ないし１６の何れか１つに記
    載の加熱装置において、電磁誘導発熱性部材は回転され
    るエンドレスフィルム部材あるいは走行される有端フィ
    ルム部材であり、第１部材側である内側から第２部材側
    である外側に順に少なくとも断熱層、電磁誘導発熱層、
    弾性層、離型層で構成されている積層体であることを特
    徴とする加熱装置。
19. 【請求項１９】 請求項１ないし１６の何れか１つに記
    載の加熱装置において、電磁誘導発熱性部材は回転され
    るエンドレスフィルム部材あるいは走行される有端フィ
    ルム部材であり、第１部材側である内側から第２部材側
    である外側に順に少なくとも電磁誘導発熱層、離型層で
    構成されている積層体であることを特徴とする加熱装
    置。
20. 【請求項２０】 請求項１ないし１６の何れか１つに記
    載の加熱装置において、電磁誘導発熱性部材は回転され
    るエンドレスフィルム部材あるいは走行される有端フィ
    ルム部材であり、第１部材側である内側から第２部材側
    である外側に順に少なくとも断熱層、電磁誘導発熱層、
    離型層で構成されている積層体であることを特徴とする
    加熱装置。
21. 【請求項２１】 請求項１ないし２０に記載の加熱装置
    において、第２部材が回転加圧部材であることを特徴と
    する加熱装置。
22. 【請求項２２】 請求項１、３ないし２０に記載の加熱
    装置において、第２部材が回転加圧部材であり、電磁誘
    導発熱性部材が回転体もしくは走行体であり、第２部材
    の回転駆動により電磁誘導発熱性部材が回転もしくは走
    行されることを特徴とする加熱装置。
23. 【請求項２３】 請求項１、３ないし１６に記載の加熱
    装置において、電磁誘導発熱性部材は固定の部材であ
    り、該固定の電磁誘導発熱性部材と第２部材が耐熱性フ
    ィルムを介して相互圧接してニップ部を形成しているこ
    とを特徴とする加熱装置。
24. 【請求項２４】 請求項２３に記載の加熱装置におい
    て、ニップ部の耐熱性フィルムと第２部材間に被加熱材
    が挟持搬送されることを特徴とする加熱装置。
25. 【請求項２５】 請求項２３または２４に記載の加熱装
    置において、第２部材が回転加圧部材であることを特徴
    とする加熱装置。
26. 【請求項２６】 請求項２３ないし２５に記載の加熱装
    置において、第２部材が回転加圧部材であり、耐熱性フ
    ィルムが回転体もしくは走行体であり、第２部材の回転
    駆動により耐熱性フィルムが回転もしくは走行されるこ
    とを特徴とする加熱装置。
27. 【請求項２７】 請求項１ないし２６の何れか１つに記
    載の加熱装置において、被加熱材が画像を形成担持させ
    た画像担持体であり、装置が該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加熱装置。
28. 【請求項２８】 請求項２７において、画像の加熱処理
    が画像担持体に対する画像の定着処理であることを特徴
    とする加熱装置。
29. 【請求項２９】 画像担持体に画像を形成する画像形成
    手段と、画像担持体上に形成した画像を加熱処理する像
    加熱装置を備え、該像加熱装置が請求項１ないし２７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。
30. 【請求項３０】 請求項２９において、画像の加熱処理
    が画像担持体に対する画像の定着処理であることを特徴
    とする画像形成装置。