JPH10301415A - 加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁誘導加熱方式の加熱装置について、長時
間動作においても安定した省エネでの加熱動作を実現す
ること、該加熱装置を像加熱装置として用いた画像形成
装置について、ウエイトタイムの短縮化、省電力での画
像形成、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させること。 【解決手段】 電磁誘導発熱性部材２に磁界発生手段４
・５の交番磁束を作用させて発熱させ、その発熱により
被加熱材Ｐを加熱する電磁誘導加熱方式の加熱装置１０
０であって、磁界発生手段としての励磁コイル４及び磁
性部材５と、励磁コイル４に給電する励磁回路と、該励
磁回路の出力を制御して電磁誘導発熱性部材の温度を制
御する温度制御手段を有し、上記温度制御手段は装置の
被加熱材加熱動作時の上記磁界発生手段の磁性部材の磁
心損失が装置の立上時よりも小さくなるように電磁誘導
発熱性部材の温度を制御すること。

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
て備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機・プリンタ・ファックス
等の画像形成装置（画像記録装置）における像加熱装
置、即ち電子写真・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（熱軟化性有色樹脂の顕画剤）を用いて記録材の
面に直接若しくは間接（転写）方式で形成した未定着の
トナー画像を記録材面に永久固着画像として加熱定着す
る装置（以下、加熱定着装置と記す）としては従来から
「熱ローラ方式」の装置が多用されている。また「フィ
ルム加熱方式」の装置も実用されている。「電磁誘導加
熱方式」の装置もある。

【０００３】ａ）熱ローラ方式の装置 熱源としてハロゲンランプ（ハロゲンヒータ）を内蔵さ
せ、該ハロゲンランプの発熱で所定の温度に加熱・温調
される定着ローラ（熱ローラ）と、加圧ローラとを圧接
させて定着ニップ部を形成させ、該ローラ対を回転さ
せ、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材を導入して挟持搬送させること
で、定着ニップ部において記録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。

【０００４】特に、最大４層のトナー層を十分加熱溶融
させる能力を要求されるフルカラー画像形成装置におけ
る定着装置としては、定着ローラの芯金は高い熱容量を
有するものにし、また定着ローラにトナー像を包み込ん
で均一に溶融するためのゴム弾性層を設けて該弾性層を
介してトナー画像の加熱を行なっている。

【０００５】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
熱源（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）を挟ませて定着ニップ部を形成させ、該定
着ニップ部の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記録材を導入し
て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セラミックヒー
タの熱をフィルムを介して記録材に与えて加熱して画像
の熱定着を行なわせるものである。

【０００６】ｃ）電磁誘導加熱方式の装置 実開昭５１−１０９７３７号公報には、磁束により定着
ローラに電流を誘導させて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、ハロゲンランプを用いた熱ローラよりも
高効率の定着プロセスを達成している。

【０００７】また、米国特許第５２７８６１８号明細書
には、定着ローラを小熱容量化した定着フィルムを用い
て、ニップ近傍の励磁部材により加熱する例が開示され
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の各種方式の加熱装置にはそれぞれ一長一短があ
る。例えば、ハロゲンランプやセラミックヒータを熱源
として用いた従来の熱ローラ方式の装置やフィルム加熱
方式の装置においては、定着ローラやフィルムに熱伝達
させる必要があるためにエネルギーロスが大きく、エネ
ルギーの有効活用ができない等の問題があった。

【０００９】また、実開昭５１−１０９７３７号公報や
米国特許第５２７８６１８号明細書に開示されている電
磁誘導加熱方式の装置は上記問題点を改善できたが、励
磁コイルと組にして磁界発生手段を構成させている高透
磁率の磁性部材（励磁コイルの磁性コア、コイル鉄心、
励磁鉄芯）の磁心損失は温度によって変化する傾向があ
るために、像加熱動作時において高透磁率磁性部材の磁
心損失が増加すると昇温が激しくなって、加熱効率が低
下するという問題があった。昇温によって、高透磁率磁
性部材がキュリー温度以上になると磁性が消滅して、十
分な加熱ができなくなるばかりでなく、励磁コイルに励
磁電圧を供給する励磁回路に大きな負担がかかって回路
が破損する恐れがあった。

【００１０】そこで本発明は、特に、電磁誘導加熱方式
の加熱装置について、上記の問題点をなくして、長時間
の動作においても、安定した、省エネルギーでの加熱動
作を実現できるようにすることを目的とする。

【００１１】また電磁誘導加熱方式の加熱装置を像加熱
装置（加熱定着装置）として用いた画像形成装置につい
て、ウエイトタイムの短縮を可能とし、省電力で画像形
成を行なうとともに、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できるようにするこ
とを目的とする。

【００１２】

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

【００１３】（１）電磁誘導発熱性部材に磁界発生手段
の交番磁束を作用させて発熱させ、その発熱により被加
熱材を加熱する電磁誘導加熱方式の加熱装置であって、
磁界発生手段としての励磁コイル及び磁性部材と、励磁
コイルに給電する励磁回路と、該励磁回路の出力を制御
して電磁誘導発熱性部材の温度を制御する温度制御手段
を有し、上記温度制御手段は装置の被加熱材加熱動作時
の上記磁界発生手段の磁性部材の磁心損失が装置の立上
時よりも小さくなるように電磁誘導発熱性部材の温度を
制御することを特徴とする加熱装置。

【００１４】上記構成において温度制御手段は装置の低
温時（装置の立上時）に積極的に磁性部材を暖めて電磁
誘導発熱性部材から熱を奪うのを防ぐ作用と、装置の被
加熱材加熱動作時は磁性部材の発熱を抑えて透磁率の低
下を防ぐ作用がある。

【００１５】（２）励磁回路が励磁コイルに供給する励
磁電圧の周波数に関して、電磁誘導発熱性部材の温度を
被加熱材加熱動作時の温度に維持する時に供給する周波
数ｆ１と、装置の立上時に供給する周波数ｆ２が、ｆ１
≧ｆ２であることを特徴とする（１）に記載の加熱装
置。

【００１６】上記構成において励磁電圧の周波数は供給
出力を装置の立上時に大きく、被加熱材加熱動作時に小
さくする作用がある。

【００１７】（３）電磁誘導発熱性部材は回転体である
ことを特徴とする（１）又は（２）に記載の加熱装置。

【００１８】（４）磁界発生手段としての励磁コイル及
び磁性部材は電磁誘導発熱性部材である回転体の中空部
に配されていることを特徴とする（３）に記載の加熱装
置。

【００１９】（５）電磁誘導発熱性部材である回転体は
円筒フィルム状抵抗体からなることを特徴とする（３）
又は（４）に記載の加熱装置。

【００２０】円筒フィルム状抵抗体は回転電磁誘導発熱
性部材の小熱容量化を図り、迅速な昇温を実現する作用
がある。

【００２１】（６）装置が、記録材に熱軟化性有色樹脂
の顕画剤を溶融定着させる像加熱装置であることを特徴
とする請求項１ないし５の何れか１つに記載の加熱装
置。

【００２２】（７）装置が、記録材に熱軟化性有色樹脂
の顕画剤を溶融定着させる像加熱装置であって、磁性部
材の磁心損失の最小値を与える温度は熱軟化性有色樹脂
の顕画剤のガラス転位温度以上であることを特徴とする
（１）ないし（５）の何れか１つに記載の加熱装置。

【００２３】この構成の像加熱装置は良好な定着性を得
る作用がある。

【００２４】（８）装置の像加熱動作時の温度を磁性部
材の磁心損失の最小値を与える温度近傍に維持すること
を特徴とする（６）又は（７）に記載の加熱装置。

【００２５】上記構成において像加熱装置は像加熱動作
時に磁性部材の発熱を抑えて透磁率の低下を防止する作
用がある。

【００２６】（９）記録材上に未定着画像を形成し、こ
の未定着画像を担持した記録材を定着装置を通過させる
ことにより未定着画像を永久画像ならしめる画像形成装
置であって、上記定着装置に（１）ないし（８）の何れ
か１つに記載の加熱装置を用いたことを特徴とする画像
形成装置。

【００２７】（１０）即時画像形成可能な待機状態をも
ち、この待機状態において定着装置に電力を供給せず、
画像形成動作とともに定着装置に電力を供給することを
特徴とする（９）に記載の画像形成装置。

【００２８】定着装置に（１）ないし（８）の何れか１
つに記載の加熱装置を用いたことを特徴とする画像形成
装置、さらにまた即時画像形成可能な待機状態をもち、
この待機状態において定着装置に電力を供給せず、画像
形成動作とともに定着装置に電力を供給することを特徴
とする画像形成装置は、低電力においてもウェイトタイ
ムの短縮を可能とし、省電力で安定した画像形成を行な
うことが可能となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】

〈第１の実施例〉（図１〜図８） （１）画像形成装置例 図１は本発明に従う電磁誘導加熱方式の加熱装置を像加
熱装置（加熱定着装置）として具備させた画像形成装置
の一例の概略構成図である。

【００３０】本例の画像形成装置は、最大通紙幅がＡ４
サイズ紙、印字速度が毎分３枚の電子写真４色フルカラ
ープリンタである。

【００３１】１０１は有機感光体やアモルファスシリコ
ンでできた電子写真感光体ドラム（像担持体）であり、
矢示の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。

【００３２】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。

【００３３】次いでその帯電処理面にレーザスキャナー
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。レーザスキャナー１１
０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。１０９はレーザ
スキャナー１１０からの出力レーザ光を感光体ドラム１
０１の露光位置に偏向させるミラーである。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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反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１０１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。

【００３７】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記録材Ｐの
面に転写されていく。転写ローラ１０６は記録材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。

【００３８】二次転写部Ｔ２を通過した記録材Ｐは中間
転写体ドラム１０５の面から分離されて、次の（２）項
で詳述する電磁誘導加熱方式の加熱定着装置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。

【００３９】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。

【００４０】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
記録材Ｐを介して接触状態に保持される。

【００４１】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。

【００４２】両面画像プリントモードの場合は、加熱定
着装置１００を出た１面目画像プリント済みの記録材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、加熱定着装置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。

【００４３】多重画像プリントモードの場合は、加熱定
着装置１００を出た１回目画像プリント済みの記録材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、加熱定
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。

【００４４】（２）加熱定着装置１００ 図２は本発明に従う電磁誘導加熱方式の加熱装置として
の加熱定着装置１００の概略構成を示す横断面模型図、
図３は磁界発生手段としての励磁コイルと磁性部材であ
る磁性コア部分の斜視図と、励磁回路系のブロック図で
ある。

【００４５】Ａ）該装置１００の全体的概略構成と定着
動作 １は定着フィルムアセンブリ（加熱アセンブリ）であ
り、回転加熱部材としての円筒フィルム状抵抗体２（以
下、定着フィルムと記す）、この円筒状の定着フィルム
２を内側から支持する円筒状のフィルム支持部材３（以
下、フィルムガイドと記す）、この円筒状のフィルムガ
イド３の内側に配設した磁界発生手段としての、交番磁
束を発生する励磁コイル４と磁性コア５、等からなる。
円筒状の定着フィルム２は円筒状のフィルムガイド３に
ルーズに外嵌させてある。

【００４６】上記の定着フィルムアセンブリ１はフィル
ムガイド３の両端側を装置の手前側と奥側の側板間に保
持させて配設してある。

【００４７】６は加圧回転部材としての弾性加圧ローラ
であり、芯金６ａ上にシリコーンゴム層６ｂを２ｍｍ被
覆させて弾性をもたせ、これを定着フィルムアセンブリ
１の下側において装置の手前側と奥側の側板間に定着フ
ィルムアセンブリ１と略並行にして軸受け保持させ、か
つ定着フィルムアセンブリ１のフィルムガイド３の下面
に定着フィルム２を挟ませて所定の押圧力をもって所定
幅の定着ニップ部Ｎを形成させて圧接させてある。

【００４８】この加圧ローラ６は駆動源Ｍから駆動伝達
系を介して駆動が伝達されて矢示の時計方向に所定の周
速度で回転駆動される（加圧ローラ駆動式）。

【００４９】この加圧ローラ６の回転駆動に伴い、定着
フィルムアセンブリ１と加圧ローラ６との圧接部である
定着ニップ部Ｎにおいて、定着フィルムアセンブリ１の
フィルムガイド３にルーズに外嵌させてある円筒状の定
着フィルム２に対して回転加圧ローラ６と定着フィルム
２の外面との摩擦力で円筒状の定着フィルム２に回転力
が作用して該円筒状の定着フィルム２がフィルムガイド
３の外回りを定着ニップ部Ｎにおいてフィルムガイド３
の下面に対して内面が密着摺動しながら矢示の反時計方
向に加圧ローラ６の回転周速度にほぼ対応した周速度を
もって回転状態になる。

【００５０】図３の励磁回路系において、７は励磁コイ
ル４に接続した励磁回路であり、この励磁回路７は交番
電流を励磁コイル４へ供給できるようになっている。Ｓ
は電源である。

【００５１】８は温度検知素子としてのＮＴＣ素子（Ne
gative Temperature Coefficient：負性温度係数素子）
であり、図２のように定着ニップ部Ｎよりも定着フィル
ム移動方向下流側で定着ニップ部Ｎの近傍位置において
フィルムガイド３の外面に露呈させて配設してあり、回
転する定着フィルム２の裏面に接触し、定着フィルム２
の温度を電圧に変換してマイコン９に伝えている。

【００５２】１０は矩形波発生回路で、マイコン８から
の情報によって矩形波のデューティー比を変化させて励
磁回路７内のスイッチング素子を制御する。

【００５３】励磁コイル４は励磁回路７から供給される
交番電流によって交番磁束を発生する。その交番磁束は
定着ニップ部Ｎの位置に対応している磁性コア５により
定着ニップ部Ｎ近傍に集中して分布する。ｆは発生交番
磁束を表している交番磁束ｆは定着フィルム２の後述す
る電磁誘導発熱性層である抵抗体層に渦電流を発生させ
る。その渦電流は抵抗体層の固有抵抗によって抵抗体層
にジュール熱を発生させる。即ち定着フィルム２が電磁
誘導発熱する。この定着フィルム２の電磁誘導発熱は交
番磁束ｆを集中して分布させた定着ニップ部Ｎ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。

【００５４】而して、加圧ローラ６が回転駆動され、そ
れに伴って円筒状の定着フィルム２がフィルムガイド３
の外回りを回転し、励磁回路７から励磁コイル４への給
電により上記のように定着フィルム２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、本実施例では定着フィルム２が定着温度
である１８０℃に温調制御された状態において、画像形
成手段部側から搬送された未定着トナー画像ｔが形成さ
れた記録材Ｐが定着ニップ部Ｎの定着フィルム２と加圧
ローラ６との間に画像面が上向き、即ち定着フィルム２
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２の外面に密着して定着フィルム２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２と一緒に記録材Ｐが挟持搬送
されていく過程において定着フィルム２の電磁誘導発熱
で加熱されて記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔが加熱定
着される。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２の外面から分離して排出搬送されてい
く。

【００５５】２）定着フィルム２ 図４は本例における定着フィルム２の層構成模型図であ
る。

【００５６】本例の定着フィルム２は、抵抗体であるニ
ッケルからなる厚み５０μｍの抵抗体層（以下、発熱層
と記す）２ａと、その外表面を被覆させたシリコーンゴ
ムからなる弾性層２ｂと、更にその外表面を被覆させた
フッ素樹脂の離型層２ｃからなる３層複合構造のもので
ある。離型層２ｃ側が外面側、発熱層２ａ側が内面側で
ある。

【００５７】前述したように、抵抗体である発熱層２ａ
に交番磁束ｆが作用することで該発熱層２ａに渦電流が
発生して該発熱層２ａが発熱する。その熱が弾性層２ｂ
・離型層２ｃ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記録材Ｐを加
熱してトナー画像ｔの加熱定着がなされる。

【００５８】抵抗体である発熱層２ａは、ニッケル以外
にも１０^-5〜１０^-10 Ω・ｍの電気良導体である金属、
金属化合物、有機導電体であればよく、より好ましくは
透磁率が高い強磁性を示す鉄、コバルト等の純金属若し
くはそれらの化合物を用いることができる。

【００５９】この発熱層２ａの厚みは薄くすると十分な
磁路が確保できなくなり、外部へ磁束が洩れて発熱体自
身の発熱エネルギーは小さくなる場合があり、また厚く
すると熱容量が大きくなり昇温に要する時間が長くなる
傾向がある。

【００６０】従って、発熱層２ａの厚みは用いた材料の
比熱、密度、透磁率、抵抗率の値によって適正値があ
り、本実施例では１０〜１００μｍの厚みの範囲で、３
℃／ｓｅｃ以上の昇温速度を得ることができた。

【００６１】弾性層２ｂは、その硬度が高すぎると記録
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。そこで、弾性層２ｂの硬度としては
６０°（ＪＩＳ−Ａ）以下、より好ましくは４５°（Ｊ
ＩＳ−Ａ）以下がよい。

【００６２】弾性層２ｂ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。

【００６３】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２の表層における温度上昇が遅くな
る。

【００６４】離型層２ｃは、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ
等のフッ素樹脂以外に、シリコーン樹脂、シリコーンゴ
ム、フッ素ゴム、シリコーンゴム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。

【００６５】離型層２ｃの厚さは２０〜１００μｍが好
ましく、厚さが２０μｍ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、１００μｍ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２ｂの効果がなくな
ってしまう。

【００６６】また、図５に示すように、上記図４の層構
成の定着フィルム２の内面側（発熱層２ａの自由面側）
に更に断熱層２ｄを設けてもよい。断熱層２ｄを設けた
場合、発熱層２ａに発生した熱による励磁コイル４・磁
性コア５の昇温を防止（あるいは緩和）できるため、安
定した加熱をすることができる。

【００６７】断熱層２ｄ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。断熱層２
ｄの厚さとしては１０〜１０００μｍが好ましい。断熱
層２ｄの厚さが１０μｍ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を超えると磁性コア５から発熱層２ａの距離が大き
くなり、磁束が十分に発熱層２ａに到達しなくなる。

【００６８】３）フィルムガイド３ フィルムガイド３は下側と上側の横断面略半円弧状樋型
の成形部材３ａ・３ｂを重ね合わせることにより、両者
３ａ・３ｂで略円筒体を構成させてある。フィルムガイ
ド３はこれにルーズに外嵌させた円筒状の定着フィルム
２の支持、定着フィルム２の回転時の搬送安定性を図る
役目をする。

【００６９】下側のフィルムガイド半体３ａは定着ニッ
プ部Ｎへの加圧、磁場発生手段としての励磁コイル４・
磁性コア５の支持部材の役目もし、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。

【００７０】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。

【００７１】上側のフィルムガイド半体３ｂも同材料で
構成することができる。上側のフィルムガイド半体３ｂ
は省略した装置構成にすることもできる。

【００７２】４）励磁コイル４と磁性コア５ 磁界発生手段は励磁コイル４と磁性コア５で構成させて
ある。

【００７３】励磁コイル４としては加熱に十分な交番磁
束を発生するものでなければならないが、そのためには
抵抗成分を低く、インダクタンス成分を高くとる必要が
ある。本実施例では励磁コイル４の芯線として線径φ１
が０．２ｍｍの銅線に耐熱絶縁被覆を施した細線を束ね
て束線径φ２を３ｍｍにした高周波用のものを用いて、
定着ニップ部Ｎを周回するように１０回巻いてある。

【００７４】励磁コイル４は本例の場合は、円筒状のフ
ィルムガイド３の内面の略下半面形状に略対応させて舟
形に電線を巻回して構成したものであり、この舟形の励
磁コイル４を円筒状のフィルムガイド３内の略下半面部
に位置させて保持させてある。磁性コア５はこの舟形の
励磁コイル４内の略中央部に位置させてある。

【００７５】磁性コア５は励磁コイル４で発生する磁束
を効率よく定着フィルム２に導くための高透磁率磁性部
材である。本例のものはフェライトコアである。

【００７６】フェライトコア５は、 〔Ｍ_x Ｚｎ_1-x Ｆｅ₂ Ｏ₄ 〕（Ｍは金属元素、ｘは組
成） の組成からなる金属酸化物に微量の添加物を加えたもの
であり、他の高透磁率材料に比較して極めて高い比抵抗
を示し、渦電流による損失が小さいという特徴がある。

【００７７】また一般的に金属元素Ｍや組成ｘや添加物
が異なると、フェライトの性能を代表する透磁率やキュ
リー温度や保持力等が異なる。

【００７８】本例では 比透磁率 ２５００ キュリー温度 ２０５℃ のもの（トーキン製２５００Ｂ）を用いている。

【００７９】前述したように励磁コイル４は励磁回路７
から供給される交番電流によって交番磁束ｆを発生し、
交番磁束は定着フィルム２の発熱層２ａに渦電流を発生
させる。この渦電流は発熱層２ａの固有抵抗によってジ
ュール熱を発生させて、弾性層２ｂ、離型層２ｃを介し
て定着ニップ部Ｎに搬送される記録材Ｐと記録材Ｐ上の
トナーＴを加熱することができる。

【００８０】定着フィルム２の発熱層２ａで発生する熱
エネルギーは渦電流の大きさの二乗に比例し、渦電流の
大きさは交番磁束のエネルギーに比例するので、定着フ
ィルム２の温度を上昇させる時は励磁コイル４への磁界
エネルギーを増加させて、逆に温度を下げる場合には磁
界エネルギーを減少させればよい。

【００８１】この磁界エネルギーの加減は励磁コイル４
に印加する電圧を加減しても良いし、電流を加減しても
良い。

【００８２】通常の電灯線を利用する場合には定電圧源
と考えられるので、安価に回路を構成するには励磁コイ
ル４に流す電流を加減するのが好ましい。

【００８３】これらの電磁回路が共振条件を満たす範囲
で考える場合、上記の電流の加減は励磁コイル４に与え
る電圧の印加時間の長短で制御可能である。即ち、電磁
回路における磁界の振動周期に同期してスイッチング
し、図６に示す電圧印加時間ａや解放時間ｂを変化させ
ることによって、定着フィルム２の温度を変えることが
できる。本例では解放時間ｂを固定して６ｍｓとし、電
圧印加時間ａを１〜１５ｍｓの間で制御可能としてい
る。

【００８４】従って、本例において励磁コイル４に供給
される交番電圧としては、上記電圧印加時間ａと解放時
間ｂとの和時間を一周期とする周波数となり、約４７〜
１４３ＫＨｚの可変制御となる。

【００８５】マイコン９はＮＴＣ素子８から得た定着フ
ィルム２の温度を一定の周期でサンプリングして、この
情報に対して上記電圧印加時間ａを算出し矩形波発生回
路１０から出力する。

【００８６】電圧印加時間ａの算出方法としては、像加
熱を可能にする適正温度（定着温度）とサンプリングさ
れた温度との差を時間順にΔ_k-2 、Δ_k-1 、Δ_k とした
場合に、前回の電圧印加時間ａ_k に対して ．βΔ_k ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥比例制御量 ．γ（Δ_k-1 −Δ_k ）‥‥‥‥‥‥‥微分制御量 ．δ（Δ_k-2 ＋Δ_k −１＋Δ_k ）‥‥積分制御量 を加減乗算して今回の印加時間ａを決定する所謂ＰＩＤ
制御（Proportional Integral Differential：比例・積
分・微分）を採用している。

【００８７】この制御において適当にα、β、γを設定
することによって、例えば定着フィルム１の温度が低い
場合には比例制御量が大きくなって印加時間ａを長く
し、また、系が冷えている状態で定着フィルム１の温度
を他の部材が奪ってなかなか温度が上がらないような場
合には、たとえ定着温度に近づいても微分制御量が大き
くなってやはり印加時間ａを長くするように設定でき
る。

【００８８】次に本実施例の特徴である磁性コアとして
のフェライトコア５の磁心損失と像加熱温度（定着温
度）に関して説明する。

【００８９】本実施例では、フェライトコア５は円筒状
の定着フィルム２に周囲を囲まれる形で構成配置される
ため、フェライトコア５の温度は室温〜定着温度程度ま
で変化する可能性がある。そこで本発明ではフェライト
コア５の特性値として磁心損失の温度特性に着目してい
る。

【００９０】ここでいう磁心損失Ｐｂとは、渦電流損失
Ｐｅ、ヒステリシス損失Ｐｈ、残留損失Ｐｒを使って表
される、 Ｐｂ＝Ｐｅ＋Ｐｈ＋Ｐｒ の量のことであるが、同様なフェライトコアの材料や形
状であっても磁束の強さ及び周波数に大きく依存するも
のである。

【００９１】渦電流損失Ｐｅに関しては、周波数及び磁
束の強さのほぼ二乗に比例する量として扱えるが、残留
損失Ｐｒを併せて考えた場合の磁心損失Ｐｂは、周波数
及び磁束の強さに関してさらに複雑な関数となる。ただ
し定性的には周波数及び磁束の強さが増加すると磁心損
失Ｐｂは増加する傾向があって、ある範囲に関しては周
波数のｃ乗、磁束の強さのｄ乗（ｃ、ｄは実数）という
ように定量的に扱う事もできる。

【００９２】本実施例で用いたフェライトコア５、即ち
トーキン製２５００Ｂは５０〜２００ＫＨｚ、５０〜２
００ｍＴの範囲で周波数の約１．３乗、磁束の強さの約
３乗で磁心損失が増加する。

【００９３】図７は上記フェライトコアの磁心損失に関
する温度特性を示した図であり、実線のグラフ曲線Ａ
は、周波数（ｆ２）５０ＫＨｚ、磁束の強さ１００ｍＴ
の場合で、加熱定着装置が暖まっていない起動時（立上
時）に供給される励磁電圧（最大出力）による磁心損失
を代表する。この曲線Ａによれば８０℃近辺で最小値を
とり、室温及び定着温度１８０℃近辺ではやや大きくな
る。

【００９４】一方、点線のグラフ曲線Ｂは周波数（ｆ
１）１５０ＫＨｚ、磁束の強さ５０ｍＴの場合で、定着
フィルム２が定着温度に達して温調制御状態での励磁電
圧（平衡時出力）に対する磁心損失を代表するものであ
る。

【００９５】本実施例で用いたフェライトコアの温度特
性によれば定着温度付近で磁心損失が増加する傾向にあ
るため、本例では上述のＰＩＤ制御において、印加時間
ａの上限値を設けてこれを更新することによって、定着
動作が連続して行われた場合でも磁心損失が増加してフ
ェライトコアが高温になることを防いでいる。

【００９６】これら本実施例の制御の概略を図８に示
す。

【００９７】即ち、起動時に印加時間ａの上限値は最大
値（本例では１５ｍｓ）にリセットされて、まず定着フ
ィルムの温度を時間とともにＮＴＣ素子によって検知
し、これから前記ＰＩＤ制御によって印加時間ａを決定
する。

【００９８】上述のように印加時間ａは定着フィルムの
温度が低く、フェライトコアの温度で代表される系の温
度が低い場合には最大に決定される。この場合励磁電圧
の周波数は最低に、磁束の強さは最大になり、起動時の
磁心損失は実線のグラフ曲線Ａを推移する。室温では磁
心損失が大きく、供給された電力は定着フィルム及びフ
ェライトコアを昇温させる。フェライトコアの熱容量は
大きいから、これの昇温によって定着フィルムから奪う
熱の量を低減させて、定着フィルムの温度を迅速に上昇
させることができる（動作１）。

【００９９】定着フイルムの温度が定着温度に達する
か、フェライトコアが暖まっていて定着フィルムの温度
上昇が高く維持されている場合には、ＰＩＤ制御により
印加時間ａを短くすると同時に印加時間ａの上限値を定
める。この上限値はフェライトコアの温度特性に依存
し、定着温度付近で磁心損失が少なくとも室温時より低
くなるように選んである。印加時間ａが短縮されると励
磁電圧の周波数が高くなるが、ここでは磁束の強さが磁
心損失に関して高次で効くので、磁心損失は印加時間ａ
の短縮とともに急激に下がる（動作２）。

【０１００】定着動作中は動作１及び２を繰り返しなが
ら制御されるが、印加時間ａは上限値以下で選ばれ、定
着フィルムの温度が平衡状態にある場合には点線の曲線
グラフＢ上に近づいているため、フェライトコアの定着
動作での発熱は起動時の発熱に比較して十分小さくする
ことができる。したがって、室温からの起動時において
はフェライトコア自身が磁心損失によって発熱して定着
フィルムから熱を奪うのを防ぐ状態を作るとともに、定
着動作時には磁心損失が低減されてフェライトコアがキ
ュリー温度を越えることを防いでいる。

【０１０１】上述のように本実施例ではフェライトコア
５の磁心損失の温度特性に合わせた温調制御を行うこと
によって、装置起動時は定着フィルム２の昇温を促進さ
せて起動時間の短縮を図り、定着動作時は長時間の連続
動作においても安定した性能が得られる構成とすること
ができる。

【０１０２】実験によれば、励磁コイル４に固定周波数
の励磁電圧を供給して同様な定着温度に制御する場合に
比較して、本実施例ではウェイトタイムで１０％以上短
縮でき、１０００枚連続動作時でもキュリー温度を越え
ることなく安定した動作を維持することを確認できた。

【０１０３】本実施例の加熱定着装置１００は定着フィ
ルム２に弾性層２ｂや離型層２ｃを含み、これらの層２
ｂ・２ｃを介して発熱層２ａの発熱が被加熱材である記
録材Ｐに与えられるが、その熱抵抗はハロゲンヒータを
内包する熱ローラ方式の加熱定着装置に比して小さく、
実質的に発熱層２ａの発熱を直接像加熱に消費するもの
であって、上記構成においてトナー量の多いフルカラー
画像を定着する場合にも、トナー像を十分溶融すること
ができ、高画質の画像形成装置を得ることができる。ま
た、加熱定着装置１００の熱容量が小さいためオンデマ
ンド定着が可能で、待機中の消費電力を著しく低減させ
ることができる。

【０１０４】〈第２の実施例〉（図９〜図１２） 次に、本発明のさらなる他の実施例について説明する。

【０１０５】本実施例は前述の第１の実施例の加熱定着
装置１００の構成において、フェライトコア５の種類と
温調制御方法を変更したものである。

【０１０６】本実施例において用いたフェライトコア５
は、前述の第１の実施例の加熱定着装置１００で用いた
フェライトコアに微量添加材としてＣａＯ、Ｖ₂ Ｏ₅ 等
のものを加えたもので、図９に示す磁心損失の温度特性
を有する。

【０１０７】温度制御は前述ＰＩＤ制御の制御対象とし
て、励磁電圧の電圧印加時間ａ及び開放時間ｂを変える
のではなく、励磁電圧の値自身を可変量として扱うもの
としている。

【０１０８】即ち、励磁電圧の周波数は一定で、励磁電
圧の大きさを制御することによって励磁磁界の強さを変
化させて定着フィルム２の温度を制御する。

【０１０９】この温度制御の特徴は励磁周波数を一定に
保てるために、定着フィルム２自身の発熱効率の周波数
依存性をなくすことができて、最適化を図れるという点
にある。

【０１１０】本実施例では、励磁周波数を１００ＫＨｚ
として、定着フィルム２の発熱層２ａである厚み５０μ
ｍのニッケル層を効率よく発熱させることができる。

【０１１１】本実施例は画像形成速度による必要定着温
度の推移に着目して、上記フェライトコア５の磁心損失
の最小値を示す温度に応じて画像形成速度を設定するこ
とによって、定着動作時の安定化と省エネ化を図るもの
である。

【０１１２】図１０は画像形成速度（定着動作速度）と
必要定着温度との関係を示す図であり、画像形成速度が
高くなるほど、良好な定着画像を得るのに必要な温度が
高くなることを示している。

【０１１３】反対に、画像形成速度を低くしていくと必
要定着温度は下がるが、ある程度下げていくと最低必要
温度に収束する。これはトナーのガラス転移点Ｔｇに代
表される軟化点温度に起因するもので、この温度以下で
は時間を十分掛けて加熱しても定着できないことを意味
している。逆に画像形成速度を調整することによって、
トナーの軟化点温度近傍での定着動作が可能となる。

【０１１４】通常トナーのガラス転移温度としては５５
〜７０℃位のものが好んで用いられているが、本例では
６０℃のものを用いており、図１１に関連付けられるよ
うに画像形成速度３０ｍｍ／ｓｅｃに設定した場合磁心
損失が最小となる１２０℃近傍に定着温度を設定するこ
とができる。

【０１１５】なお、最小値近傍温度とは、最小値を示す
温度を中心に、室温の磁心損失から最小値までの磁心損
失の変化量の１０％最小値から変化する範囲の温度を指
し、この範囲を超えると本例の効果が薄れる。

【０１１６】図１２に本例の動作フローを示す。本例で
は励磁電圧は固定周波数で供給されていて、起動時から
温調制御状態でフェライトコアの温度上昇に伴って磁心
損失は単調に減少する。したがって、起動時は磁心損失
によるフェライトコアの発熱で定着フィルムの昇温を促
進させてウェイトタイムの短縮を図り、定着動作時はフ
ェライトコアの発熱を抑えて長時間の連続動作において
も安定した性能が得られる構成とすることができる。

【０１１７】画像形成速度を本例よりも低く設定すれ
ば、定着温度をトナーの軟化点温度に近づけることがで
きて、フェライトコア５の磁心損失の最小値を与える温
度が低い場合でも本実施例と同様の効果を得ることがで
きる。

【０１１８】逆に、磁心損失の最小値を与える温度が高
いフェライトコア５を使用すれば、同様な効果を得る構
成としてより高い定着温度と画像形成速度に設定して、
高性能加熱定着装置及び画像形成装置を実現することが
できる。

【０１１９】例えば、フェライトコア５の磁心損失が最
小値となる温度が１８０℃であれば、定着温度を１８０
℃、画像形成速度を約１５０ｍｍ／ｓｅｃに設定して同
様な効果を得ることができる。

【０１２０】本例の加熱定着装置はフィルム加熱方式で
あるために、同スケールの熱ローラ方式の加熱定着装置
に比較して定着ニップ部幅を大きく確保できる傾向があ
り、図９に見られるように特に高い画像形成速度におい
て低い定着温度を選ぶことが可能である。

【０１２１】〈第３の実施例〉（図１３） 次に、本発明のさらなる他の実施例について説明する。

【０１２２】図１３は本実施例における加熱定着装置１
００の概略構成を示す横断面模型図である。

【０１２３】本実施例の加熱定着装置１００は、前述の
第１の実施例の加熱定着装置１００において加圧ローラ
６の芯金６ａを中空構造とし、内部にハロゲンヒータＨ
を配して、このハロゲンヒータＨへの通電によって電源
投入後の待機時にスタンバイ温調制御を行っている。そ
の他の装置構成は第１の実施例の加熱定着装置と同様で
ある。

【０１２４】フェライトコア５としては前出のトーキン
製２５００Ｂを用いており、磁心損失の温度特性は前述
した図７に示した通りで、上記ハロゲンヒータＨを用い
て磁心損失が最小となる温度近傍に加圧ローラ６の温度
を維持する。

【０１２５】本例は室温からの装置起動時は最大出力
（５０ＫＨｚ、１００ｍＴ）の誘導加熱による定着フィ
ルム２の加熱と、ハロゲンヒータＨによる加圧ローラ６
の加熱を行い、待機時からの動作では制限出力（１００
ＫＨｚ、８０ｍＴ）の誘導加熱によって定着フィルム２
の昇温を図る。温調制御時は前述の第１の実施例と同様
に制御する。

【０１２６】このように制御することにより、第１の実
施例と同様に装置起動時はフェライトコア５の磁心損失
による発熱を有効利用し、定着動作時にはフェライトコ
ア５が昇温してキュリー温度を越えることがないように
磁心損失を抑制することができる。

【０１２７】本例では待機時のスタンバイ温度制御を設
けることによって、定着フィルム２に厚いゴム層などを
弾性層２ｂとして設けて熱容量が大きい場合に、定着フ
ィルム２の昇温を促進させて迅速な画像形成を可能にす
る。

【０１２８】またスタンバイ温度としてフェライトコア
５の磁心損失の最小となる温度を選ぶことにより、系が
暖まっているときは磁心損失を最小限に抑えて、フェラ
イトコア５の昇温防止及び省エネを図ることができる。

【０１２９】〈第４の実施例〉（図１４） 前述第１〜第３の実施例における画像形成装置（図１）
は４色フル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２は弾
性層２ｂを省略した形態のものにすることもできる。ま
た、発熱層２ａ・離型層２ｃの２層構成、断熱層２ｄ・
発熱層２ａ・離型層２ｃの３層構成、発熱層２ａ単層の
部材など、任意の層構成にすることができる。発熱層２
ａ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。

【０１３０】図１４はモノクロ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転写式電子写真
プロセス利用、プロセスカートリッジ着脱式、レーザー
ビームプリンタである。

【０１３１】ホストコンピュータより送られた画像情報
信号によりスキャナー１３からのレーザ光Ｌの強度を変
調し、一次帯電器１２で帯電された像担持体としての回
転感光体ドラム１１を走査露光して回転感光体ドラム１
１上に静電潜像を作成する。レーザ光Ｌの強度及び照射
スポット径は画像形成装置の解像度及び所望の画像濃度
によって適正に設定されており、感光体ドラム１１上の
静電潜像はレーザ光Ｌが照射された部分は明部電位Ｖ_L
に、そうでない部分は一次帯電器１２で帯電された暗部
電位Ｖ_D に保持されることによって形成する。

【０１３２】感光体ドラム１１は矢印の反時計方向に回
転して静電潜像は現像器１４によって順次現像される。
現像器１４内のトナーはトナー供給回転体である現像ス
リーブ１４ａと現像ブレード１４ｂとによって、トナー
高さ、トリボを制御され、現像スリーブ上１４ａに均一
なトナー層を形成する。現像ブレード１４ｂとしては通
常金属製若しくは樹脂製のものが用いられ、樹脂系のも
のは現像スリーブ１４ａに対して適正な当接圧をもって
接している。現像スリーブ１４ａ上に形成されたトナー
層は現像スリーブ１４ａ自身の回転にともない感光ドラ
ム１１に対向し、現像スリーブ１４ａに印加されている
電圧Ｖ_DCと感光ドラム１１の表面電位が形成する電界に
よりＶ_L の部分だけ選択的に顕像化する。

【０１３３】感光体ドラム１１上のトナー画像は転写装
置１５によって、給紙装置から送られてきた紙Ｐに順次
転写される。転写装置としては図に示したコロナ帯電器
以外に、導電弾性回転体に電源から電流を供給して紙に
転写電荷を付与しながら搬送する転写ローラ方式があ
る。

【０１３４】トナー画像を転写された紙は感光体ドラム
１１の回転と共にシートパス２２から定着装置１００へ
と送り出され、加熱加圧により永久固着画像となる。

【０１３５】１６はクリーナであり、転写後の回転感光
体ドラム１１の面から転写残りトナー等の残留付着物を
除去する。

【０１３６】１７は給紙カセットであり、被記録材とし
ての転写紙Ｐを積載収納してあり、該積載転写紙Ｐが給
紙ローラ１８の回転により一枚分離給紙され、シートパ
ス１９、レジストローラ対２０、シートパス２１を経由
して所定の制御タイミングで転写部に給送される。

【０１３７】定着装置１００を出たトナー像定着済みの
紙Ｐはシートパス２３、排紙ローラ対２４を経由して排
紙トレイ２５上に排出される。

【０１３８】ＰＣはプリンタ本体に対して着脱交換自在
のプロセスカートリッジであり、本例の場合は感光体ド
ラム１１・帯電器１２・現像器１４・クリーナ１６の４
つのプロセス機器を包含させてある。プロセスカートリ
ッジＰＣに包含させるプロセス機器の組み合わせは上記
に限られるものではなく任意である。

【０１３９】〈第５の実施例〉（図１５） 加熱定着装置１００の装置構成は上述の実施形態例の加
圧ローラ駆動方式に限られるものではない。

【０１４０】例えば、図１５の（ａ）ように、磁界発生
手段としての励磁コイル４・磁性コア５を支持させたフ
ィルムガイド３と、駆動ローラ３１と、テンションロー
ラ３２との間に、エンドレスベルト状の電磁誘導発熱性
定着フィルム２を懸回張設し、フィルムガイド３の下面
部と従動回転加圧ローラ６とを定着フィルム２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２
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。

【０１４１】（ｂ）の装置のように、磁界発生手段とし
ての励磁コイル４・磁性コア５を支持させたフィルムガ
イド３と、駆動ローラ３１との間に、エンドレスベルト
状の電磁誘導発熱性定着フィルム２を懸回張設し、フィ
ルムガイド３の下面部と従動回転加圧ローラ６とを定着
フィルム２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２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。

【０１４２】（ｃ）の装置のように、電磁誘導発熱性定
着フィルム２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、磁界発生手段として
の励磁コイル４・磁性コア５を支持させたフィルムガイ
ド３の下面を経由させて巻き取り軸９側に係止させ、フ
ィルムガイド３の下面部と従動回転加圧ローラ６とを定
着フィルム２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２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。

【０１４３】〈第６の実施例〉（図１６） 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１６はその例を示すものである。

【０１４４】２Ａは下側フィルムガイド３ａの下面部に
固定して配設した電磁誘導発熱性の横長板部材（鉄板な
どの発熱板）である。この固定の電磁誘導発熱性部材２
Ａと加圧ローラ６とを耐熱性の薄肉の定着フィルムＦを
挟ませて圧接させてニップ部Ｎを形成させてある。

【０１４５】励磁コイル４は横断面門型（下向きコ字
形）の磁性コア（フェライトコア）５に巻き付けて、こ
のフェライトコア５を下側フィルムガイドの内側におい
て発熱板２Ａの上側に配設してある。

【０１４６】定着フィルムＦは、例えばポリイミド樹脂
等の耐熱性ベースフィルム（支持層）とその外周面に形
成した離型層からなる円筒状の薄肉の低熱容量のフィル
ム部材（回転加熱部材）であり、円筒状のフィルムガイ
ド３にルーズに外嵌させてある。この定着フィルムＦ自
体は電磁誘導発熱性はない。

【０１４７】定着フィルムＦは加圧ローラ６の回転駆動
に伴い定着ニップ部Ｎをその内側面が固定の電磁誘導発
熱性部材２Ａの下面に密着して摺動しながら回転する
（加圧ローラ駆動方式）。

【０１４８】固定の電磁誘導発熱性部材２Ａは励磁コイ
ル４に交番電流が印加されることで生じる交番磁束をフ
ェライトコア５で集中的に受けて電磁誘導発熱する。

【０１４９】そして定着ニップ部Ｎの定着フィルムＦと
加圧ローラ６の間に記録材Ｐが導入されて定着フィルム
Ｆと一緒に定着ニップ部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２Ａの発熱エネルギ
ーを定着フィルム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。

【０１５０】本例では定着フィルムＦに電磁誘導発熱層
を持たないために安価な構成となり、また柔軟性も富む
ために定着フィルムＦを小径化することができて装置を
小型化しやすいという特徴がある。

【０１５１】定着フィルムＦの層構成は上記例に限ら
ず、耐熱性ベースフィルムと離型層との間に弾性層を介
在させるなど他の層構成のものにすることもできる。

【０１５２】〈その他〉 １）上述の各実施例の加熱定着装置１００においては加
圧ローラ６を位置固定して配置し、これに定着フィルム
アセンブリ（加熱アセンブリ）１を付勢手段により押圧
して両者間に定着ニップ部Ｎを形成させているが、逆に
定着フィルムアセンブリ１側を位置固定しこれに加圧ロ
ーラ６を付勢手段により押圧して定着ニップ部Ｎを形成
させてもよいし、定着フィルムアセンブリ１側と加圧ロ
ーラ６側の両方をそれぞれ付勢部材で相互押圧させて定
着ニップ部Ｎを形成させてもよい。

【０１５３】２）磁界発生手段としての励磁コイル４や
磁性部材（磁性コア）５の形態は実施例のものに限られ
ないことは勿論である。

【０１５４】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。

【０１５５】４）加圧部材６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。

【０１５６】第３の実施例のように加圧部材６を加熱す
る場合の加熱手段はハロゲンヒータＨに限らず、その他
の加熱手段であってもよいことは勿論である。

【０１５７】５）本発明の加熱装置は実施例の加熱定着
装置としてに限らず、画像を担持した記録材を加熱して
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。

【０１５８】

【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ついて、小熱容量の加熱
装置を実現して省電力動作を可能とし、しかも長時間の
動作においても安定した加熱動作を実現できる。

【０１５９】またこの電磁誘導加熱方式の加熱装置を像
加熱装置（画像定着装置）として用いた画像形成装置に
ついて、ウエイトタイムの短縮を可能とし、省電力で画
像形成を行なうとともに、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できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例における画像形成装置例の概略構
成図

【図２】電磁誘導加熱方式加熱装置としての加熱定着装
置の横断面模型図

【図３】磁界発生手段（励磁コイル・磁性コア）部分の
斜視模型図と励磁回路系のブロック図

【図４】電磁誘導発熱性定着フィルムの層構成模型図
（その１）

【図５】電磁誘導発熱性定着フィルムの層構成模型図
（その２）

【図６】励磁コイルに対する電圧印加時間の説明用グラ
フ図

【図７】第１の実施例の原理を説明するグラフ図

【図８】制御動作フロー図

【図９】第２の実施例の原理を説明するグラフ図（その
１）

【図１０】第２の実施例の原理を説明するグラフ図（そ
の２）

【図１１】第２の実施例の原理を説明するグラフ図（そ
の３）

【図１２】制御動作フロー図

【図１３】第３の実施例の加熱定着装置の横断面模型図

【図１４】第４の実施例における画像形成装置の概略構
成図

【図１５】（ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれ加熱定着
装置の他の構成形態例の概略図

【図１６】第６の実施例の加熱定着装置の横断面模型図

【符号の説明】

１００ 電磁誘導加熱方式の加熱装置（加熱定着装
置）の総括符号 １ 定着フィルムアセンブリ（加熱アセンブリ） ２ 電磁誘導発熱性定着フィルム ３（３ａ・３ｂ） フィルムガイド ４ 励磁コイル ５ 磁性部材（磁性コア、フェライトコア） ６ 加圧ローラ ７ 励磁回路 ８ 温度検知素子（ＮＴＣ素子） ９ マイコン １０ 矩形波発生回路 Ｓ 電源 Ｍ 加圧ローラ駆動手段 Ｎ 定着ニップ部 Ｐ 被加熱材（記録材） ｔ トナー画像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辛島 賢司 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 佐野 哲也 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 谷川 耕一 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】 電磁誘導発熱性部材に磁界発生手段の交
   番磁束を作用させて発熱させ、その発熱により被加熱材
   を加熱する電磁誘導加熱方式の加熱装置であって、 磁界発生手段としての励磁コイル及び磁性部材と、励磁
   コイルに給電する励磁回路と、該励磁回路の出力を制御
   して電磁誘導発熱性部材の温度を制御する温度制御手段
   を有し、 上記温度制御手段は装置の被加熱材加熱動作時の上記磁
   界発生手段の磁性部材の磁心損失が装置の立上時よりも
   小さくなるように電磁誘導発熱性部材の温度を制御する
   ことを特徴とする加熱装置。
2. 【請求項２】 励磁回路が励磁コイルに供給する励磁電
   圧の周波数に関して、電磁誘導発熱性部材の温度を被加
   熱材加熱動作時の温度に維持する時に供給する周波数ｆ
   １と、装置の立上時に供給する周波数ｆ２が、ｆ１≧ｆ
   ２であ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】 電磁誘導発熱性部材は回転体であること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の加熱装置。
4. 【請求項４】 磁界発生手段としての励磁コイル及び磁
   性部材は電磁誘導発熱性部材である回転体の中空部に配
   されていることを特徴とする請求項３に記載の加熱装
   置。
5. 【請求項５】 電磁誘導発熱性部材である回転体は円筒
   フィルム状抵抗体からなることを特徴とする請求項３又
   は４に記載の加熱装置。
6. 【請求項６】 装置が、記録材に熱軟化性有色樹脂の顕
   画剤を溶融定着させる像加熱装置であることを特徴とす
   る請求項１ないし５の何れか１つに記載の加熱装置。
7. 【請求項７】 装置が、記録材に熱軟化性有色樹脂の顕
   画剤を溶融定着させる像加熱装置であって、磁性部材の
   磁心損失の最小値を与える温度は熱軟化性有色樹脂の顕
   画剤のガラス転移温度以上であることを特徴とする請求
   項１ないし５の何れか１つに記載の加熱装置。
8. 【請求項８】 装置の像加熱動作時の温度を磁性部材の
   磁心損失の最小値を与える温度近傍に維持することを特
   徴とする請求項６又は７に記載の加熱装置。
9. 【請求項９】 記録材上に未定着画像を形成し、この未
   定着画像を担持した記録材を定着装置を通過させること
   により未定着画像を永久画像ならしめる画像形成装置で
   あって、 上記定着装置に請求項１ないし８の何れか１つに記載の
   加熱装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
10. 【請求項１０】 即時画像形成可能な待機状態をもち、
    この待機状態において定着装置に電力を供給せず、画像
    形成動作とともに定着装置に電力を供給することを特徴
    とする請求項９に記載の画像形成装置。