WO2000052534A1

WO2000052534A1 - Dispositif de chauffage d'image et dispositif associe de formation d'image

Info

Publication number: WO2000052534A1
Application number: PCT/JP2000/001179
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Terada; Masaru Imai; Hideki Tatematsu; Akinori Toyoda; Kenji Asakura; Syuichi Watanabe
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2000-09-08
Also published as: EP2282238A1; DE60031773D1; EP1174774A4; EP1640819A1; CN1349620A; EP2282238B1; US20030170055A1; CN1295573C; EP2284626B1; EP2270610A1; DE60031773T2; US20030152406A1; US6625417B1; US20040081490A1; EP1174774B1; EP1174774A1; EP1640819B1; US6678498B2; US6757513B2; EP2270610B1

Description

明細像加熱装置及びこれに用いる画像形成装置技術分野

本発明は、電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置に用いられ、未定着画像を定着する定着装置に好適な像加熱装置、及びこれを用いた画像形成装置に関する。背景技術

この種の像加熱装置としては、特開平 1 0— 7 4 0 0 7号公報、特開平 7— 2 9 5 4 1 4号公報等に開示されているような電磁誘導を用いたものが知られている。

特開平 1 0— 7 4 0 0 7号公報には、電磁誘導に適用される励磁手段として、コアにコイルを巻き付けた励磁コイルが記載されている。図 3 4に、この公報に開示された像加熱装置の断面図を示す。

図 3 4において、 3 1 0は高周波磁界を発生させるコイルであり、 3 1 1は誘導加熱によって発熱すると共に、回転する金属スリーブである。また、 3 1 2は金属スリーブ 3 1 1の内部に設けられた内部加圧部材である。また、 3 1 3は金属スリーブ 3 1 1の外部に設けられた外部加圧部材であり、この外部加圧部材 3 1 3は金属スリーブ 3 1 1を介して内部加圧部材 3 1 2に圧接して二ップ部を形成している。外部加圧部材 3 1 3は図中の矢印 a方向に回転し、金属スリーブ 3 1 1は外部加圧部材 1 3の回転に伴って回転する。

未定着のトナー像を担持した被記録材としての記録紙 3 1 4は、図中の矢印で示すようにニップ部へ搬送される。そして、金属スリーブ 3 1 1の熱と、両加圧部材 3 1 2、 3 1 3の圧力とにより、記録紙 3 1 4上の未定着のトナー像が定着される。

コイル 3 1 0は、複数の分離した卷回部 3 1 0 a , 3 1 0 bを備えている。これらの巻回部 3 1 0 a、 3 1 0 bは、多数の脚部 3 1 5 a〜 3 1 5 eを備えたコア 3 1 5の脚部 3 1 5 b、 3 1 5 dの周囲に図示しない絶縁部材を介して導線が複数回巻かれることによって形成されている。ここで、コア 3 1 5は、磁性材料であるフェライトからなり、コイル 3 1 0に印加される交流電流によって発生する磁束の磁路を形成している。ところで、上記特開平 1 0— 7 4 0 0 7号公報に開示された像加熱装置においては、以下のような課題が考えられる。

すなわち、上記励磁手段の構成においては、コア 3 1 5の脚部に導線が巻き付けられているので、導線の配置はコアの脚部の位置に制約されることとなる。このため、導線の配設に当たって設計上の自由度が制約されると共に、金属スリーブ 3 1 1の周方向に周面に沿って幅広く導線を配置することが困難となる。

一方、特開平 7 - 2 9 5 4 1 4号公報には、絶縁支持体に導電コイルを渦巻状に配置した構成の励磁手段が記載されている。図 3 5に、この公報に開示された像加熱装置の断面図を示し、図 3 6に、この像加熱装置に用いられている加熱コイルの斜視図を示す。

図 3 5に示すように、加熱ローラ 2 0 1は、加圧ローラ 2 0 2と接触しながら図の矢印の方向に回転駆動され、加圧ローラ 2 0 2は加熱口一ラ 2 0 1の回転に伴って回転する。また、加圧ローラ 2 0 2は、加熱口 —ラ 2 0 1に押圧されて従動回転する。そして、未定着のトナー像を担持し、両口一ラ 2 0 1 、 2 0 2間に搬送されてきた記録紙 2 0 3は、両ローラ 2 0 1 、 2 0 2間で加熱加圧され、これにより記録紙 2 0 3上の未定着のトナー像が定着される。加熱コイル 2 0 4は、絶縁支持体 2 0 5の内部に埋設状態で配置されている。図 3 5、図 3 6に示すように、加熱コイル 2 0 4は、半円筒状の絶縁支持体 2 0 5の彎曲面に沿って細幅の導電膜を延設し、全体として絶縁支持体 2 0 5の全幅にわたって渦巻状に配設したものである。この加熱コイル 2 0 4には、誘導加熱用電源から交流電流が印加される。そして、加熱コイル 2 0 4に印加された交流電流によって交番磁束が生じて、加熱ローラ 2 0 1が励磁され、加熱ローラ 2 0 1中に加熱コイル 2 0 4を流れる交流電流と逆向きの渦電流が発生する。この渦電流が加熱ローラ 2 0 1中に発生すると、加熱ローラ 2 0 1にジュール熱が発生し、加熱ローラ 2 0 1が発熱する。

この特開平 7 - 2 9 5 4 1 4号公報に記載された励磁手段の構成によれば、上記特開平 1 0— 7 4 0 0 7号公報の励磁手段の構成に較べて、導線の配設に当たっての設計上の自由度が制約されることが少なくなり、加熱ローラ 2 0 1の周方向に周面に沿って幅広く導線を配設することが可能となる。

しかし、上記特開平 7 - 2 9 5 4 1 4号公報に開示された像加熱装置においては、以下のような課題がある。

すなわち、加熱コイル 2 0 4は導電膜を渦巻状に配設したものであるため、周回する電流の間に電流の流れない空間が存在する。このため、図 3 5の破線 Sで示すように、磁束が各々のコイルの間を通過して小さなループを形成する。そして、この場合には、磁束を効率良く加熱ローラ 2 0 1へ導くことができず、加熱ローラ 2 0 1を貫通しない磁束が多くなる。従って、加熱ローラ 2 0 1を発熱させるために必要な電力を得るには、加熱コイル 2 0 4に大きな電流を流す必要がある。そして、加熱コイル 2 0 4に大きな電流を流すためには、誘導加熱用電源に耐電流の大きな部品を使用しなければならず、誘導加熱用電源が高価になってしまう。

さらに、加熱定着装置に代表される像加熱装置としては、従来から熱ローラ方式、ベルト方式等の接触加熱方式の像加熱装置が一般に用いられている。

近年、ウォームアップ時間の短縮や省エネルギなどの要望から、熱容量を小さく設定することのできるベルト方式が注目されている（特開平 6 - 3 1 8 0 0 1号公報等参照）。

図 3 7に、特開平 6— 3 1 8 0 0 1号公報に開示されたベルト方式の像加熱装置の断面図を示す。図 3 7に示すように、エンドレスの回転する定着ベルト 4 0 1が定着ローラ 4 0 2と加熱ローラ 4 0 3とに懸架されており、加熱ローラ 4 0 3の内部に配置された加熱源 H 1によって加熱ローラ 4 0 3を加熱することにより、定着ベルト 4 0 1が所定の温度に加熱される。

この像加熱装置においては、熱容量の小さい定着ベルト 4 0 1を用いることにより、オイル塗布の少ない構成でオフセットの無い定着を達成することができるようにされている。

上記した従来例も含めて一般にベルト方式の像加熱装置には、ウォームアップ時間を短縮するために定着ベルトの熱容量を小さく設定することができるという利点があり、これにより定着ベルト自身を短時間で所定の温度まで昇温させることができる。しかし、その一方で、熱容量を小さくするほど、トナー像を定着したときに記録紙等に奪われる熱によつて、定着ベルトの温度が非常に下がり易くなるという傾向も強くなる。従って、低下した定着ベルトの温度を、再度定着部に来るまでに必要な温度まで均一に安定して復帰させることが、確実な定着のために必要となる。

さらに、定着部を通過したときの定着ベルトの温度の下がり方が、そのときの記録紙や加圧手段に用いられる部材等の温度状態によって大きく変わるという大きな課題がある。従って、これらの温度状態がいかなる場合であっても、すなわち、定着部を通過した後の定着ベルトの温度の下がり方が大きく変わっても、定着ベルトが再度定着部に来るときに定着ベルトを常に定着に最適な一定温度に戻すことが、安定な定着のために必要となる。

定着ベルトを所定の温度に均一に安定して復帰させるためには、発熱部から定着ベル卜への熱伝達の構成や発熱部そのものの構成が重要となつてくるが、従来のベルト方式の像加熱装置においては、この点について特別な配慮はされていなかった。

また、上記した従来例も含めて一般にベルト方式の像加熱装置においては、ウォームアップ時間を短縮するために定着ベルトの熱容量が小さく設定されるが、そのために、温度ムラや部分的な過昇温の問題があつた。これは、像加熱装置の図 3 7の奥行き方向（加熱ローラ 4 0 3の回転軸方向）の大きさに対して小さいサイズの記録紙（幅の狭い記録紙）を連続して使用するときに、さらに顕著な問題となる。すなわち、記録紙の通過する部分はどんどん記録紙に熱を奪われるためにそれに応じて加熱しなければならないが、記録紙の通過しない部分は同様に加熱されると発熱体（発熱ローラ）の熱容量が小さいために温度がどんどん上昇する。そして、温度が異常に上昇すると、その状態で大きいサイズの記録紙（幅の広い記録紙）を使用するとホットオフセッ卜が生じてしまう。逆にホットオフセットを防ぐために発熱を制限すると、記録紙に熱を奪われた部分が低温になって、コールドオフセットが生じたり、未定着になるおそれがある。発明の開示本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、小さい電流で所定の発熱量を得ることのできる像加熱装置及び

£れを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。また、本発明は、定着ベルトを用いた像加熱装置であって、ウォームアップ時間を短縮し、かつ、ベルト温度を安定に制御することのできる像加熱装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係る像加熱装置の第 1の構成は、磁性と導電性とを有する回転体からなる発熱部材と、前記発熱部材の周面に対向して配置され、電磁誘導によって前記発熱部材を発熱させる励磁コイルとを備えた像加熱装置であって、前記励磁コイルが、表面が絶緣された線材を束ねた線束を、前記発熱部材の回転軸方向に延伸し、かつ、前記発熱部材の周方向に沿って周回して形成され、前記発熱部材の回転軸方向に延伸した線束が少なくとも一箇所で互いに密着していることを特徴とする。この像加熱装置の第 1の構成によれば、線束が密着した箇所においては、励磁コイルを流れる交流電流によって発生した磁束が線束の間を通過することはないので、従来技術に較べて、磁束を効率良く発熱部材に貫通させることができる。従って、発熱部材を発熱させるために必要な電力を得る際に、励磁コイルに大きな電流を流す必要がない。

また、前記本発明の像加熱装置の第 1の構成においては、線束が発熱部材の回転軸方向の両端部において中央部よりも多く重ねられているのが好ましい。この好ましい例によれば、発熱部材の回転軸方向のより広い範囲を均一に加熱することができる。尚、発熱部材の回転軸方向の両端部において重なった線束は発熱部材との距離が大きくなるので、この部分に渦電流が集中して部分的に高温になり過ぎることはない。

また、前記本発明の像加熱装置の第 1の構成においては、線材の外径が 0 . 1 mm以上 0 . 3 mm以下であり、線束の外径が 5 mm以下であるのが好ましい。この好ましい例によれば、高周波の交流電流に対する線束の電気抵抗が小さくなるので、励磁コイルの発熱を抑制することができる。また、線束に適当な太さと剛性と耐久性を付与することができるので、励磁コイルを容易に形成することができる。

また、前記本発明の像加熱装置の第 1の構成においては、励磁コイルを発熱部材に対向させた状態における、前記励磁コイルのィンダクタンスが 1 0 以上 5 0 // H以下であり、電気抵抗が 0 . 5 以上5 0以下であるのが好ましい。この好ましい例によれば、励磁回路を、耐電流、耐電圧がそれほど高くない回路素子によって構成して、発熱部材への十分な投入電力と発熱量とを得ることができる。

また、前記本発明の像加熱装置の第 1の構成においては、励磁コイルの外側に磁性材料からなるコアをさらに備えているのが好ましい。この好ましい例によれば、励磁コイルの背面側の磁束がすべてコアの内部を通過するために、磁束が後方へ漏れることを防止することができる。その結果、周辺の導電性部材の電磁誘導による発熱を防止することができると共に、不要な電磁波の放射を防止することができる。また、励磁コィルのインダク夕ンスが大きくなつて、励磁コイルと発熱部材との電磁結合が良好となるので、同じコイル電流でも多くの電力を発熱部材にへ投入することが可能となる。また、この場合には、コアの発熱部材の回転軸方向に沿った長さが前記発熱部材の回転軸方向の長さよりも短いのが好ましい。この好ましい例によれば、発熱部材の端面の渦電流密度が高くなつて、発熱部材の端面における発熱が大きくなり過ぎることを防止することができる。また、この場合には、励磁コイルの外周部における発熱部材の回転軸方向の長さが使用される最大幅の被記録材の幅以上であり、コアの発熱部材の回転軸方向の長さが使用される最大幅の被記録材の幅以上であるのが好ましい。この好ましい例によれば、励磁コィルの巻き方が多少不均一であっても、励磁コイルから発熱部材へ達する磁界を発熱部材の回転軸方向に均一にすることができる。従って、被記録材が通過する部分での発熱部材の発熱分布を均一にすることができる。これにより、定着部での温度分布を均一にし、安定した定着作用を得ることができる。また、発熱部材の発熱分布を均一にしながら、発熱部材の回転軸方向の長さと励磁コイルの発熱部材の回転軸方向に沿った長さを短くすることができる。その結果、装置の小型化と同時にコストの低減を図ることができる。また、この場合には、コアの端面から発熱部材の端面までの前記発熱部材の回転軸方向に沿った距離が、前記コアと発熱部材との対向間隔よりも長いのが好ましい。この好ましい例によれば、コアから発熱部材の端部方向へ放射される磁力線が狭い範囲に集中しないので、発熱部材の端面とその付近への誘導電流の集中を防止して、発熱部材の端部の過熱を防止することができる。また、この場合には、コァが、励磁コイルを介さずに発熱部材と対向する対向部と、前記励磁コィルを介して前記発熱部材と対向する透磁部とを有するのが好ましい。この好ましい例によれば、励磁コイルを流れる交流電流（コイル電流）によって発生した磁束が対向部と発熱部材との間を通過するので、磁路の大部分を高透磁率材料によって構成することができる。従って、コィル電流によって生じた磁束が通過する透磁率の低い空気部分は、発熱部材とコアとの間の狭い間隙部分だけとなる。このため、励磁コイルのィンダク夕ンスが増加して、コイル電流によって発生する磁束がほぼ完全に発熱部材へ導かれる。その結果、発熱部材と励磁コイルとの電磁結合がさらに良好となり、同じコイル電流でもより多くの電力を発熱部材へ投入することが可能となる。さらに、磁路が対向部と発熱部材とによつて規定されるため、磁気回路の自由な設計が可能となる。この場合にはさらに、発熱部材が磁性材料からなる支持部材によって支持されており、前記支持部材とコアとの間隔が、前記コアと前記発熱部材との対向間隔の 2倍以上であるのが好ましい。この好ましい例によれば、コアを貫通した磁束は、支持部材へ導かれることなく、そのほとんどが発熱部材を貫通する。これにより、励磁コイルに与えた電磁エネルギーを効率良く発熱部材へ伝達することができると共に、支持部材の発熱を防止することができる。この場合にはさらに、透磁部の発熱部材の回転軸方向に沿つた最外端間の長さが、対向部の前記発熱部材の回転軸方向に沿った最外端間の長さ以下であるのが好ましい。この好ましい例によれば、発熱部の範囲を決定する対向部の発熱部材の回転軸方向の範囲を確保しながら、透磁部の材料の使用量を削減することができるので、より安価な構成で発熱分布を均一にすることができる。この場合にはさらに、対向部の少なくとも一部が透磁部よりも発熱部材に近接して近接部が形成されているのが好ましい。この好ましい例によれば、より大きな電力を発熱部材へ投入することができる。さらにこの場合には、近接部が複数設けられ、複数の前記近接部のうち一箇所が励磁コイルの周回の中央に位置しているのが好ましい。励磁コイルの周回の中央にはコイル電流によつて発生した磁束が必ず通過するので、この部分に近接部を位置させることにより、コイル電流によって発生した磁束を効率良く発熱部材へ導くことができる。また、この場合には、コアの少なくとも一部が発熱部材の回転軸方向に間隙を有するのが好ましい。この好ましい例によれば、コアの配置の仕方を変えることにより、発熱分布を自在に設計することができる。また、安価で体積の小さいコアを用いた場合であっても、均一な温度分布を得ることができる。さらに、コアの隙間からの放熱が可能であると同時に、コア自身の表面積が大きくなるので、放熱を促進させることができる。この場合にはさらに、コアが、励磁コイルを介さずに発熱部材と対向する対向部と、前記励磁コイルを介して前記発熱部材と対向する透磁部とを有し、前記コアの前記透磁部における間隙の分布が前記発熱部材の回転軸方向に不均一であるのが好ましい。さらに、この場合には、コアの透磁部における間隙が発熱部材の回転軸方向の端部の方で中央部よりも狭くなつているのが好ましい。この好ましい例によれば、発熱部材の温度分布を均一にして、定着不良を防止することができる。この場合にはさらに、コアが、励磁コイルを介さずに発熱部材と対向する対向部と、前記励磁コイルを介して前記発熱部材と対向する透磁部とを有し、前記コアの前記対向部が前記発熱部材の回転軸方向の励磁コイルの中心線に対して非対称な位置に配置されているのが好ましい。この好ましい例によれば、より少ないコアで発熱部材の回転軸方向における発熱分布を均一にすることができる。逆に、同じ量のコアであれば、さらに発熱分布を均一化することができる。この場合にはさらに、コアが、励磁コイルを介さずに発熱部材と対向する対向部と、前記励磁コィルを介して前記発熱部材と対向する透磁部とを有し、前記コアの前記対向部における間隙が前記コアの前記透磁部における間隙よりも前記発熱部材の回転軸方向に小さいのが好ましい。この好ましい例によれば、発熱部の範囲を決定する対向部のコアの長さを確保しながら、透磁部の材料の使用量を削減することができるので、よりコア材料が少量で安価な構成でも発熱分布を均一にすることができる。この場合にはさらに、コァが、励磁コイルを介さずに発熱部材と対向する対向部と、前記励磁コィルを介して前記発熱部材と対向する透磁部とを有し、前記コアの前記対向部が前記発熱部材の回転軸方向に連続しているのが好ましい。この好ましい例によれば、透磁部におけるコアに隙間を設けて偏在させても、対向部から発熱部材へ達する磁界を回転軸方向に均一にすることができる。これにより、透磁部におけるコアを少なくしながら、被記録材が通過する部分での発熱部材の発熱分布を均一にすることができるので、定着部での温度分布が均一となる。従って、安定した定着作用を得ることができる。また、発熱部材の発熱分布を均一にしながら、透磁部におけるコアを少なくすることができるので、装置の小型化と同時にコス卜の低減を図ることができる。また、この場合には、発熱部材がパイプ状に形成されており、前記発熱部材の内部の回転軸に垂直な面の断面積がコァと励磁コイルの最大断面積よりも小さいのが好ましい。この好ましい例によれば、熱容量の小さい発熱部材と、巻き数の多い励磁コイルと、適当な量のフェライト（コア）とを組み合わせて用いることができる。このため、定着装置の熱容量を抑制しながら、所定のコイル電流で多くの電力を発熱部材へ投入することが可能となる。また、この場合には、コアの一部を分割して可動部が構成され、前記可動部が前記コアの他の部分に対して移動可能に保持されているのが好ましい。この場合にはさらに、使用される被記録材が通過する領域の外側に位置する可動部を、コアの他の部分に対して移動させるようにするのが好ましい。この好ましい例によれば、被記録材が通過しない範囲の温度が上昇し過ぎて、端部の定着ベルトゃ軸受などの部材の温度が耐熱温度を超えることを防止することができる。さらに、小さいサイズの被記録材を連続して使用した後に、大きいサイズの被記録材を使用しても、定着部の温度が適正であるために、ホットオフセットが生じることを防止することができる。従って、小さいサイズの被記録材を用いた直後に大きいサイズの被記録材を用いることができる。

また、前記本発明の像加熱装置の第 1の構成においては、励磁コイルの背面の少なくとも一部を覆う導電性部材からなる遮蔽部材をさらに備えているのが好ましい。この好ましい例によれば、励磁コイルから発生する高周波の電磁波が装置内外に伝搬することを防止することができる, これにより、装置内外の電気回路が電磁ノイズによって誤動作することを防止することができる。

また、前記本発明の像加熱装置の第 1の構成においては、励磁コイルを空気流によって冷却する冷却手段をさらに備えているのが好ましい。また、前記本発明の像加熱装置の第 1の構成においては、励磁コイルと発熱部材との間に熱の伝達を遮蔽する断熱部材をさらに備えているのが好ましい。この好ましい例によれば、発熱部材を冷却することなく、励磁コイルを冷却することができる。また、この場合には、励磁コイルの外側に磁性材料からなるコアをさらに備え、前記励磁コイルの発熱部材の回転軸方向に沿った長さが、断熱部材の前記発熱部材の回転軸方向に沿った長さよりも短く、前記コアの前記発熱部材の回転軸方向に沿つた長さよりも長いのが好ましい。この好ましい例によれば、コアを発熱部材に近接させた場合であっても、コアの温度上昇を防止することがでさる。

また、前記本発明の像加熱装置の第 1の構成においては、定着ローラと、前記定着ローラと発熱部材とに懸架された定着ベル卜とをさらに備えているのが好ましい。また、この場合には、励磁コイルの外側に磁性材料からなるコアをさらに備え、前記コアが、前記励磁コイルを介さずに発熱部材と対向する対向部と、前記励磁コイルを介して前記発熱部材と対向する透磁部とを有し、前記対向部の前記発熱部材の回転軸方向に沿った最外端間の長さが定着ベルトの幅以下であるのが好ましい。この好ましい例によれば、定着ベルトに熱を奪われない部分の発熱部材が過熱されないので、発熱部材の端部が過熱することを防止することができる。

また、本発明に係る像加熱装置の第 2の構成は、磁性と導電性とを有する回転体からなる発熱部材と、前記発熱部材の周面に対向して配置され、電磁誘導によって前記発熱部材を発熱させる励磁コイルとを備えた像加熱装置であって、前記励磁コイルが、表面が絶縁された線材を束ねた線束を前記発熱部材の回転軸方向に延伸し、かつ、前記発熱部材の周方向に沿って周回して形成され、前記発熱部材の回転軸方向の両端部において、前記励磁コイルの線束が中央部よりも多く重ねて周回されていることを特徴とする。

また、本発明に係る像加熱装置の第 3の構成は、磁性と導電性とを有する回転体からなる発熱部材と、前記発熱部材の周面に対向して配置され、電磁誘導によって前記発熱部材を発熱させる励磁コイルとを備えた像加熱装置であって、前記励磁コイルの外側に磁性材料からなるコアをさらに備え、前記コアの前記発熱部材の回転軸方向に沿った長さが、使用される最大幅の被記録材の幅以上であることを特徴とする。

また、本発明に係る像加熱装置の第 4の構成は、磁性と導電性とを有する回転体からなる発熱部材と、前記発熱部材の周面に対向して配置され、電磁誘導によって前記発熱部材を発熱させる励磁コイルとを備えた像加熱装置であって、前記励磁コイルの外側に対して前記発熱部材と反対側に、磁性材料からなり、前記励磁コイルを介さずに前記発熱部材と対向する対向部と、前記励磁コイルを介して前記発熱部材と対向する透磁部とを有するコアをさらに備え、前記対向部の少なくとも一部が前記透磁部よりも前記発熱部材に近接して近接部が形成されると共に、前記コアの少なくとも一部が前記発熱部材の回転軸方向に間隙を有することを特徴とする。

また、本発明に係る像加熱装置の第 5の構成は、磁性と導電性とを有する回転体からなる発熱部材と、前記発熱部材の周面に対向して配置され、電磁誘導によって前記発熱部材を発熱させる励磁コイルとを備えた像加熱装置であって、前記励磁コイルの外側に対して前記発熱部材と反対側に、磁性材料からなり、前記励磁コイルを介さずに前記発熱部材と対向する対向部と、前記励磁コイルを介して前記発熱部材と対向する透磁部とを有するコアをさらに備え、前記対向部と前記発熱部材との対向面積が、前記透磁部の発熱部材の円周方向に垂直な断面積よりも大きいことを特徴とする。この像加熱装置の第 5の構成によれば、励磁コイルと発熱部材との電磁結合が良好となり、発熱効率が向上する。また、コィル電流によって発生する磁束はコアの対向部に集中するので、対向部と発熱部材との対向面積を、透磁部の発熱部材の円周方向に垂直な断面積よりも大きくすることにより、発熱部材の回転軸方向の発熱量を均一にすることができる。さらに、磁束通過断面積を確保しながら、励磁コィルにコアと対向しない部分ができるようにコアに間隙を設けることができるので、励磁コイル部からの放熱を促進させることができると共に、外部への磁束の漏洩を防止することができる。

また、本発明に係る像加熱装置の第 6の構成は、磁性と導電性とを有する回転体からなる発熱部材と、前記発熱部材の周面に対向して配置され、電磁誘導によって前記発熱部材を発熱させる励磁コイルとを備えた像加熱装置であって、前記励磁コイルの外側に対して前記発熱部材と反対側に磁性材料からなるコアをさらに備え、前記コアの一部を分割して可動部が構成され、前記可動部が前記コアの他の部分に対して移動可能に保持されたことを特徴とする。

また、本発明に係る像加熱装置の第 7の構成は、定着ベルトと、前記定着ベルトに圧接して前記定着ベルトの表面側に二ップ部を形成する加圧手段と、少なくとも一部が導電性部材からなり、前記定着ベルトを移動可能に懸架する発熱ローラと、前記定着ベル卜を介して前記発熱口一ラの周面に対向して配置され、前記発熱ローラの前記定着ベルトとの接触部を励磁して発熱させる励磁コイルとを備えたことを特徴とする。この像加熱装置の第 7の構成によれば、発熱が発熱ローラの定着ベルトとの接触部で行われ、その熱が即座に定着ベルトに伝えられるので、発熱ローラを必要以上に高温にする必要がない。その結果、ウォームアツフ時間を短縮することができる。

また、前記本発明の像加熱装置の第 7の構成においては、定着ベルトの移動方向における励磁幅が、前記定着ベルトと発熱ローラとの接触幅とほぼ同一もしくはそれ以下であるのが好ましい。この好ましい例によれば、発熱ローラのうち定着ベルトに接触する範囲のみが発熱するために、発熱ローラの温度が異常に上昇してしまうことを防止することができる。

また、前記本発明の像加熱装置の第 7の構成においては、発熱ローラの定着ベルトとの接触部以外の表面に接触して温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の出力に応じて励磁コイルの出力を制御する制御手段とをさらに備えているのが好ましい。この好ましい例によれば、定着ベルトの温度を常に定着に最適な温度に維持することができる。また、前記本発明の像加熱装置の第 7の構成においては、励磁コイルに所定の周波数を有する励磁電流が印加され、発熱ローラの導電性部材がその材質と前記所定の周波数とによって定まる表皮深さ以上の厚さを有するのが好ましい。この好ましい例によれば、低温時に、誘導電流のほとんどを発熱ローラ内で発生させることができる。

また、本発明に係る像加熱装置の第 8の構成は、定着ベルトと、前記定着ベルトに圧接して前記定着ベル卜の表面側に二ップ部を形成する加圧手段と、キュリー温度が所定の値に設定された磁性材料からなり、前記定着ベルトを移動可能に懸架する発熱ローラと、前記発熱ローラ内に設けられた導電性部材と、前記定着ベルトを介して前記発熱ローラの周面に対向して配置され、前記発熱ローラの前記定着ベルトとの接触部を励磁して発熱させる励磁コイルとを備えたことを特徴とする。この像加熱装置の第 8の構成によれば、発熱が発熱ローラの定着ベル卜との接触部で行われ、その熱が即座に定着ベルトに伝えられるので、発熱ローラを必要以上に高温にする必要がない。その結果、ウォームアップ時間を短縮することができる。

また、前記本発明の像加熱装置の第 8の構成においては、導電性部材が発熱ローラとは断熱的に設けられているのが好ましい。この好ましい例によれば、発熱ローラで発生した熱が導電性部材に伝わりにくい。また、前記本発明の像加熱装置の第 8の構成においては、励磁コイルに所定の周波数を有する励磁電流が印加され、発熱ローラがその材質と前記所定の周波数とによって定まる表皮深さ以上の厚さを有するのが好ましい。

また、本発明に係る画像形成装置の構成は、被記録材に未定着画像を形成し担持させる画像形成手段と、前記未定着画像を前記被記録材に定着する定着装置とを備えた画像形成装置であって、前記定着装置として前記本発明の像加熱装置を用いることを特徴とする。図面の簡単な説明

図 1は本発明の第 1の実施の形態における像加熱装置としての定着装置を示す断面図であり、図 2は本発明の第 1の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を示す一部破断した平面図であり、図 3は本発明の第 1の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を示す断面図であり、図 4は本発明の第 1の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部の等価回路図であり、図 5は本発明の第 2の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を示す断面図であり、図 6は本発明の第 2の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱ローラを除いた発熱部を示す底面図であり、図 7は本発明の第 3の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を示す断面図であり、図 8は本発明の第 3の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の他の例の発熱部を示す断面図であり、図 9は本発明の第 4の実施の形態における像加熱装置を定着装置として用いた画像形成装置を示す断面図であり、図 1 O Aは本発明の第 4の実施の形態における像加熱装置としての定着装置を示す断面図であり、図 1 0 Bは本発明の第 4の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の他の例を示す断面図であり、図 1 1は図 1 0 Aの矢印 Gの方向から見た発熱部の投影図であり、図 1 2は本発明の第 4の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱ローラの回転軸と励磁コイルの中心を含む面における発熱部の断面図であり、図 1 3は本発明の第 4の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を示す断面図であり、図 1 4は本発明の第 4の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱ローラを示す断面図であり、図 1 5は本発明の第 5の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を示す断面図であり、図 1 6本発明の第 6の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を示す断面図であり、図 1 7は本発明の第 6の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を図 1 6の矢印 Aの方向から見た投影図であり、図 1 8は本発明の第 6の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部の他の例を示す投影図であり、図 1 9は本発明の第 7の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を示す断面図であり、図 2 0は本発明の第 7の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を図 1 9の矢印 Aの方向から見た投影図であり、図 2 1本発明の第 8の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を示す断面図であり、図 2 2は本発明の第 8の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を図 2 1 の矢印 Aの方向からみた投影図であり、図 2 3は本発明の第 9の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を示す投影図であり、図 2 4は本発明の第 9の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を示す断面図であり、図 2 5は本発明の第 9の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部の他の例を示す断面図であり、図 2 6は本発明の第 1 0の実施の形態における像加熱装置を定着装置として用いた画像形成装置を示す断面図であり、図 2 7は本発明の第 1 0の実施の形態における像加熱装置としての定着装置を示す断面図であり、図 2 8は本発明の第 1 0の実施の形態における像加熱装置としての定着装置に用いる定着ベルトを示す断面図であり、図 2 9は本発明の第 1 0の実施の形態における像加熱装置としての定着装置に用いる励磁コイルと芯材を示す正面図であり、図 3 0は本発明の第 1 0の実施の形態における像加熱装置としての定着装置に用いる発熱ローラを示す断面図であり、図 3 1は低温状態のときに、本発明の第 1 0の実施の形態における像加熱装置としての定着装置に用いる発熱ローラを通過する磁束の流れを説明するための図であり、図 3 2は高温状態のときに、本発明の第 1 0の実施の形態における像加熱装置としての定着装置に用いる発熱口一ラを通過する磁束の流れを説明するための図であり、図 3 3は本発明の第 1 1の実施の形態における像加熱装置としてのカラー画像を定着するための定着装置を示す断面図であり、図 3 4は従来技術における像加熱装置を示す断面図であり、図 3 5は従来技術における像加熱装置の他の例を示す断面図であり、図 3 6は従来技術における像加熱装置の他の例に用いられる加熱コイルを示す斜視図であり、図 3 7は従来技術における像加熱装置のさらに他の例を示す断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。

[第 1の実施の形態]

図 1は本発明の第 1の実施の形態における像加熱装置としての定着装置を示す断面図、図 2はこの定着装置の発熱部を示す一部破断した平面図である。

図 1、図 2において、 1は発熱部材としての発熱ローラであり、 2は亜鉛メツキ鋼板からなる支持側板、 3は支持側板 2に固定され、発熱口ーラ 1を両端で回転可能に支持するベアリングである。発熱ローラ 1は、図示しない装置本体の駆動手段によって回転駆動される。発熱ローラ 1 は、鉄 ·ニッケル · クロムの合金である磁性材料によって構成され、そのキュリー点が 3 0 0 ° C以上となるように調整されている。また、発熱ローラ 1は、厚さ 0 . 3 mmのパイプ状に形成されている。

発熱ローラ 1の表面には、離型性を付与するために、厚さ 2 0 / mのフッ素樹脂からなる離型層（図示せず）が被覆されている。尚、離型層としては、 P T F E、 P F A、 F E P、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の離型性の良好な樹脂やゴムを単独であるいは混合して用いてもよい。発熱ローラ 1をモノクロ画像の定着用として用いる場合には離型性のみを確保すればよいが、発熱ローラ 1をカラー画像の定着用として用いる場合には弾性を付与することが望ましく、その場合にはさらに厚いゴム層を形成する必要がある。

4は加圧手段としての加圧ローラである。この加圧ローラ 4は、硬度 J I S A 6 5度のシリコーンゴムによって構成され、 2 0 k g f の押圧力で発熱ローラ 1に圧接して二ップ部を形成している。そして、この状態で、加圧ローラ 4は、発熱ローラ 1の回転に伴って回転する。尚、加圧ローラ 4の材料としては、他のフッ素ゴム、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂やゴムを用いてもよい。また、耐摩耗性や離型性を高めるために、加圧ローラ 4の表面には、 P F A、 P T F E、 F E P等の樹脂あるいはゴムを単独であるいは混合して被覆することが望ましい。また、熱の放散を防ぐために、加圧口一ラ 4は、熱伝導性の小さい材料によって構成されることが望ましい。

5は励磁手段としての励磁コイルである。この励磁コイル 5は、表面が絶縁された外径 0 . 2 mmの銅製の線材を 6 0本束ねた線束を、発熱ローラ 1の回転軸方向に延伸し、かつ、発熱ローラ 1の周方向に沿って周回して形成されている。尚、線束の断面積は線材の絶縁被覆を含めて約 7 mm ² である。

励磁コイル 5の発熱ローラ 1の回転軸に垂直な断面は、発熱ローラ 1 の上半分を覆うように、線束を発熱ローラ 1の周方向に沿って互いに密着させて配置し、それを二重に重ねた形状となっている。この場合、発熱ローラ 1の一端部から他端部に向かう線束のうち隣接する線束が密着し、発熱ローラの他端部から一端部に向かう線束のうち隣接する線束が密着するように構成されている。

尚、発熱ローラ 1の回転軸方向に延伸して周回される線束の周回順序は、周回の中心に近い方から順次である必要はなく、途中で順序が入れ替わってもよい。

励磁コイル 5は、その巻数が全体で 1 8巻となっており、線束が表面の接着剤によって互いに接着されることにより、図 1、図 2に示す形状が保たれている。尚、励磁コイル 5は、発熱ローラ 1の外周面と約 2 m mの間隔を開けて対向している。励磁コイル 5が発熱ローラ 1の外周面と対向する範囲は、発熱ローラ 1の回転軸を中心として角度が約 1 8 0 度の広い範囲である。

励磁コイル 5には半共振形ィンバー夕である励磁回路 6から 3 0 k H zの交流電流が印加される。励磁コイル 5に印加される交流電流は、発熱ローラ 1の表面に設けられた温度センサ 7によって得られる温度信号により、発熱ローラ 1の表面が所定の定着温度である 1 7 0 °Cとなるように制御される。以下、励磁コイル 5に印加された交流電流を『コイル電流』ともいう。

本実施の形態においては、 A 4サイズ（幅 2 1 0 mm)の記録紙が最大幅の記録紙として用いられており、発熱ローラ 1の回転軸方向の長さは 2 7 0 mm、励磁コイル 5の外周部における発熱ローラ 1の回転軸方向に沿った長さは 2 3 0 mm、励磁コイル 5の内周部における発熱ローラ 1の回転軸方向に沿った長さは 2 0 0 mmに設定されている。

以上のように構成された定着装置に、表面にトナー 1 0を担持した被記録材としての記録紙 8が、図 1の矢印の方向から挿入され、これにより記録紙 8上のトナー 1 0が定着される。

本実施の形態においては、励磁コイル 5が電磁誘導によって発熱ローラ 1を発熱させる。以下、その機構について、図 3を参照しながら説明する。

励磁回路 6 (図 2 ) からの交流電流によって励磁コイル 5が発生させる磁束は、発熱ローラ 1の磁性のために、図 3中の破線 Mで示すように、発熱ローラ 1内を円周方向に貫通し、生成消滅を繰り返す。この磁束の変化によって発熱ローラ 1に発生する誘導電流は、表皮効果によってほとんど発熱ローラ 1の表面にのみ流れ、ジュール熱を発生させる。

本実施の形態においては、励磁コイル 5が、発熱口一ラ 1の一端部から他端部に向かう線束のうち隣接する線束が密着し、発熱ローラの他端部から一端部に向かう線束のうち隣接する線束が密着するように構成されているので、磁束が線束の間を通過することはない。また、励磁コィル 5の中央部分には線束が無く、磁束が通過するように隙間が設けられているので、図 3中の破線 Mで示すように、磁束は励磁コイル 5の周囲を旋回する大きなループを形成する。さらに、励磁コイル 5は、発熱口ーラ 1の円周方向に発熱ローラ 1の回転軸を中心として角度が約 1 8 0 度の広い範囲にわたって発熱ローラ 1と対向して設けられているので、発熱ローラ 1の広い範囲を磁束が円周方向に貫通することとなる。これにより、発熱ローラ 1は広い範囲で発熱するので、コイル電流が小さく、発生する磁束が少なくても、発熱ローラ 1に所定の電力を投入することが可能となる。

上記したように、発熱ローラ 1を貫通せずに線束の間を通過する磁束がないので、励磁コイル 5に与えられた電磁エネルギーが漏れなく発熱ローラ 1へ伝達される。このため、コイル電流が小さくても、発熱口一ラ 1に所定の電力を効率良く投入することができる。さらに、線束を密着させることにより、励磁コイル 5を小型化することもできる。

また、励磁コイル 5の線束が発熱ローラ 1の近傍に位置しているので、コイル電流が発生させる磁束が発熱ローラ 1へ効率良く伝達される。そして、この磁束によって発熱ローラ 1に生じる渦電流は、コイル電流による磁界の変化を打ち消すように流れる。この場合、コイル電流と発熱ローラ 1に生じる渦電流とが近接しているので、打ち消し合う効果が大きく、全体の電流が周辺空間に生じさせる磁界が抑制される。

また、励磁コイル 5の外周からの放熱を妨げるものが無いので、蓄熱による温度上昇によって線材の絶縁被覆が溶解したり、励磁コイル 5の抵抗値が上昇したりすることを防止することができる。

図 4に、励磁コイルを発熱ローラに対向させた状態における、励磁コィルと発熱ローラの等価回路を示す。図 4において、 rは励磁コイル 5 自身の抵抗、 Rは励磁コイル 5が発熱ローラ 1と対向して電磁結合することによる抵抗、 Lは回路全体のインピーダンスである。 rは、励磁コィル 5を発熱ローラ 1から外し、励磁コイル 5単体の電気抵坊を、所定の角周波数 ωで L C Rメータによって測定することにより得られる。 R は、励磁コイル 5を発熱ローラ 1に対向させた状態での電気抵抗から r を除いた値として得られる。 Lは、励磁コイル 5単体のインダク夕ンスと大差はない。この回路に電流 Iが流れると、電流 Iの 2乗と抵抗値との積が実効電力として消費され、熱が発生する。 rで消費される電力によって励磁コイル 5が発熱し、 Rで消費される電力によって発熱ローラ 1が発熱する。この関係は、発熱ローラ 1への投入電力を Wとしたとき、下記（数 1 ) によって表記される。

[数 1 ]

W= (R + r ) X I ²

また、励磁コイル 5に印加される電圧を Vとすると、下記（数 2 ) の関係が成立する。

[数 2 ]

I = V/ { (R + r ) ² + (ω L ) ² }

上記（数 2 ) から分かるように、 L及び Rが過大な場合、一定の電圧 Vの下では十分な電流 Iが得られない。従って、上記（数 1 ) から分かるように、投入電力 Wが不足し、十分な発熱量が得られない。逆に、 R が過小な場合には、電流 Iが流れても実効電力が消費されず、十分な発熱量が得られない。また、 Lが過小な場合には、半共振インバ一夕である励磁回路 6が十分に動作しない。励磁回路 6から励磁コイル 5に印加される交流電流の周波数が 2 5 k H zから 5 0 k H zの範囲にある場合には、 Rが 0. 5 Ω以上 5 Ω以下、 Lが 1 0 Z H以上 5 0 /i H以下であればよい。この場合には、励磁回路 6を、耐電流、耐電圧がそれほど高くない回路素子によって構成して、十分な投入電力と発熱量とを得ることができる。また、 Rと Lの値がこの範囲内にあれば、励磁コイル 5の巻数、励磁コイル 5と発熱ローラ 1との間隔等の、励磁コイル 5の仕様を変えても同様の効果が得られる。

尚、本実施の形態においては、上記したように、外径 0 . 2 mmの線材を 6 0本束ねて励磁コイル 5の線束が構成されている。線束の構成は、必ずしもこの構成に限定されるものではないが、外径が 0 . 1 mm以上 0 . 3 mm以下の線材を 5 0本から 2 0 0本束ねて構成されるのが望ましい。線材の外径が 0 . 1 mm未満では、機械的な負荷によって断線するおそれがある。一方、線材の外径が 0 . 3 mmを超えると、高周波の交流電流に対する電気抵抗（図 4中の r ) が大きくなり、励磁コイル 5 の発熱が過大となる。また、線束を構成する線材の本数が 5 0本以下では断面積が小さいために電気抵抗が大きくなり、励磁コイル 5の発熱が過大となる。一方、線束を構成する線材の本数が 2 0 0本以上では線束が太くなるために任意の形状に励磁コイル 5を巻くことが困難となり、また、所定の空間内で所定の周回数を得ることが困難となる。おおむね、線束の外径を 5 mm以下とすることにより、これらの条件を満たすことが可能となる。これにより、狭い空間で励磁コイル 5の巻数を多くすることができるので、励磁コイル 5の小型化を図りつつ、必要な電力を発熱ローラ 1へ投入することが可能となる。

周回する励磁コイル 5の線束は、部分的に互いに間隔を開けて構成することもできるが、大部分を互いに密着させた方が効率が良い。また、周回する励磁コイル 5の線束は、部分的に重ね方を変えて構成することもできるが、励磁コイル 5の高さが低い方がより小さい電流で多くの電力を発熱ローラ 1へ投入することができる。励磁コイル 5の形状としては、励磁コイル 5の高さ（積層した厚さ）よりも周回して並んだ幅（円周方向の長さ）が大きければよい。

また、励磁コイル 5の発熱ローラ 1の回転軸方向における長さが発熱ローラ 1の長さよりも長い場合には、側板 2などの発熱ローラ 1の端部の導電性部材を磁束が貫通することとなる。このため、周囲の構成部材が発熱し、発熱ローラ 1への電磁エネルギーの伝達割合が減少してしまう。本実施の形態においては、発熱ローラ 1の長さが励磁コイル 5の発熱ローラ 1の回転軸方向における長さよりも長いので、コイル電流によつて生じた磁束は、側板 2などの周囲の構成部材に到達することなく、ほぼ全てが発熱ローラ 1へ到達する。これにより、励磁コイル 5に与えた電磁エネルギーを効率良く発熱ローラ 1へ伝達することができる。特に、発熱ローラ 1の端面から回転軸方向に磁束が通過すると、発熱ローラ 1の端面の渦電流密度が高くなる。この場合には、発熱ローラ 1の端面における発熱が大きくなり過ぎるという課題が生じる。

本実施の形態においては、上記したように、発熱ローラ 1の回転軸方向における長さが小さい順に、励磁コイル 5の内周部、最大幅の記録紙、励磁コイル 5の外周部、発熱ローラ 1となっており、励磁コイル 5は、記録紙 8が通過する部分で、発熱ローラ 1の回転軸方向に平行かつ回転軸方向に均等に周回されている。このため、記録紙 8が通過する部分での発熱ローラ 1の発熱分布を均一にすることができる。その結果、定着部での温度分布を均一にし、安定した定着作用を得ることができる。

[第 2の実施の形態]

図 5は本発明の第 2の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を示す断面図、図 6はこの定着装置の発熱ローラを除いた発熱部を示す底面図である。尚、上記第 1の実施の形態と同一の機能を有する部材には同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施の形態は、線束を二重に重ねることなく、発熱ローラ 1の周方向に沿って周回し、励磁コイル 5の背面に一対の背面コア 9を設けた点で、上記第 1の実施の形態と相違している。背面コア 9の材料としては、比透磁率が 1 0 0 0〜 3 0 0 0、飽和磁束密度が 2 0 0〜 3 0 0 mT、体積抵抗率が 1〜 1 0 Ω · mのフェライ卜が用いられている。尚、背面コア 9の材料としては、フェライ卜の他、パーマロイ等の高透磁率で抵抗率の高い材料を用いることもできる。背面コア 9の断面は、外径 3 6mm、厚さ 5 mmの円筒を軸方向に略 9 0度の角度をもって切断した形状となっている。このため、背面コア 9の断面積は 243 mm² となる。また、励磁コイル 5の断面積は 7 m m² X 9巻 X 2で 1 26mm² となる。

発熱ローラ 1は、外径が 2 0mm、厚さが 0. 3mmのパイプ状に形成されている。このため、発熱ローラ 1の内部の回転軸に垂直な面の断面積は、約 2 9 5 mm ² となる。従って、背面コア 9を含めた励磁コィル 5の断面積は、発熱口一ラ 1の内部の回転軸に垂直な面の断面積よりも大きくなる。また、背面コア 9と発熱ローラ 1との間隔は 5. 5 mm となる。

また、本実施の形態においては、 A4サイズ（幅 2 1 0 mm)の記録紙が最大幅の記録紙として用いられており、発熱ローラ 1の回転軸方向の長さは 240mm、周回する励磁コイル 5の外周部における発熱ローラ 1の回転軸方向に沿った長さは 2 0 0 mm、励磁コイル 5の内周部における発熱ローラ 1の回転軸方向に沿った長さは 1 7 0mm、背面コア 9 の発熱ローラ 1の回転軸方向に沿った長さは 2 2 0 mmに設定されている。発熱ローラ 1の支持部材であるベアリング 3 (図 2参照）は磁性材料である鋼によって構成されている。このベアリング 3と背面コア 9との間隔は 1 0 mmであり、背面コア 9と発熱ローラ 1との間隔よりも大さい。

その他の構成は上記第 1の実施の形態と同様である。

以下に、上記のように構成された定着装置の作用について説明する。背面コア 9を設けることにより、励磁コイル 5のインダクタンスが大きくなり、励磁コイル 5と発熱ローラ 1との電磁結合が良好となって、図 4の等価回路における Rが大きくなる。このため、同じコイル電流でも多くの電力を発熱ローラ 1へ投入することが可能となる。従って、耐電流及び耐電圧の低い安価な励磁回路 6 (図 2参照）を用いて、ウォームアツプ時間の短い定着装置を実現することができる。

また、図 5中の破線 Mで示すように、励磁コイル 5の背面側の磁束がすべて背面コア 9の内部を通過するため、磁束が後方へ漏れることを防止することができる。その結果、周辺の導電性部材の電磁誘導による発熱を防止することができると共に、不要な電磁波の放射を防止することができる。

さらに、周回する線束が重ねられていないので、励磁コイル 5の全ての線束が発熱ローラ 1の近傍に位置する。このため、コイル電流によつて発生する磁束が発熱ローラ 1へさらに効率良く伝達される。

本実施の形態においては、励磁コイル 5や背面コア 9が発熱ローラ 1 (発熱部）の外部に設置されているので、励磁コイル 5等が発熱部の温度の影響を受けて昇温することを防止することができる。このため、発熱量を安定に保つことができる。特に、発熱ローラ 1の内部の回転軸に垂直な面の断面積よりも大きな断面積を有する励磁コイル 5及び背面コァ 9が用いるものであるため、熱容量の小さい発熱ローラ 1と、巻き数の多い励磁コイル 5と、適当な量のフェライト（背面コア 9 ) とを組み合わせて用いることができる。このため、定着装置の熱容量を抑制しながら、所定のコイル電流で多くの電力を発熱ローラ 1へ投入することが可能となる。

本実施の形態においては、上記したように、発熱ローラ 1の回転軸方向における長さが小さい順に、励磁コイル 5の内周部、励磁コイル 5の外周部、最大幅の記録紙、背面コア 9、発熱ローラ 1となっている。そして、このように、励磁コイル 5の外周部における発熱ローラ 1の回転軸方向に沿った長さを最大幅の記録紙の幅よりも小さくする一方、背面コア 9の発熱ローラ 1の回転軸方向に沿った長さを最大幅の記録紙の幅よりも大きくしているので、励磁コイル 5の巻き方が多少不均一であつても、励磁コイル 5から発熱ローラ 1へ達する磁界を回転軸方向に均一にすることができる。従って、記録紙が通過する部分での発熱ローラ 1 の発熱分布を均一にすることができる。これにより、定着部での温度分布を均一にし、安定した定着作用を得ることができる。また、発熱口一ラ 1の発熱分布を均一にしながら、発熱ローラ 1の回転軸方向の長さと励磁コイル 5の発熱ローラ 1の回転軸方向に沿った長さを短くすることができるので、装置の小型化と同時にコストの低減を図ることができる。さらに、背面コア 9の発熱ローラ 1の回転軸方向に沿った長さが発熱口ーラ 1の回転軸方向の長さよりも短いので、発熱ローラ 1の端面の渦電流密度が高くなつて発熱ローラ 1の端面における発熱が大きくなり過ぎることを防止することができる。

また、上記したように、発熱ローラ 1の支持部材であるベアリング 3 (図 2参照）としては、機械的な強度を保証するために、一般に、磁性を有する鋼が用いられる。このため、コイル電流によって生じた磁束はベアリング 3に吸引され易く、磁束がベアリング 3を貫通すると熱が発生してしまう。このため、発熱ローラ 1への電磁エネルギーの伝達割合が減少してしまうと共に、ベアリング 3の温度が上昇して寿命が短くなつてしまう。本実施の形態においては、上記したように、ベアリング 3 と背面コア 9の端面との間隔は、背面コア 9と発熱ローラ 1との対向間隔よりも大きく設定されているため、背面コア 9を貫通した磁束は、ベァリング 3へ導かれることなく、そのほとんどが発熱ローラ 1を貫通する。これにより、励磁コイル 5に与えた電磁エネルギーを効率良く発熱ローラ 1へ伝達することができると共に、ベアリング 3の発熱を防止することができる。

ベアリング 3と背面コア 9との間隔（本実施の形態では 1 0 mm) は、背面コア 9と発熱ローラ 1との対向間隔（本実施の形態では 5 . 5 mm) よりも大きければよいが、 2倍以上とすることが望ましい。

また、背面コア 9の厚さが均一であるため、背面コア 9の内部に局所的に熱が蓄積することはない。さらに、背面コア 9の外周からの放熱を妨げるものが無いので、蓄熱による温度上昇によって背面コア 9の飽和磁束密度が低下して、全体としての透磁率が急激に減少することを防止することができる。これにより、長時間にわたって安定して発熱ローラ 1を所定の温度に保つことができる。

[第 3の実施の形態]

図 7は本発明の第 3の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を示す断面図である。尚、上記第 2の実施の形態と同一の機能を有する部材には同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施の形態は、図 7に示すように、励磁コイル 5の存在しない範囲にも背面コア 9を延長し、励磁コイル 5を介さずに発熱ローラ 1に対向する『対向部 F』が設けられている点で、上記第 2の実施の形態と相違している。以下、背面コア 9のうち励磁コイル 5を介して発熱ローラ 1 に対向している部分を『透磁部 T』という。尚、背面コア 9の断面は、円筒を軸方向に 1 8 0度の角度をもって切断した形状となっている。この場合には、磁路をさらに多くのフェライト（背面コア 9 ) によつて構成することができる。従って、コイル電流によって生じた磁束が通過する透磁率の低い空気部分は、発熱ローラ 1と背面コア 9との間の狭い間隙部分だけとなる。このため、励磁コイル 5のインダク夕ンスが増加して、コイル電流によって発生する磁束がほぼ完全に発熱ローラ 1へ導かれる。その結果、発熱ローラ 1と励磁コイル 5との電磁結合がさらに良好となり、図 4の等価回路における Rがさらに大きくなる。これにより、同じコイル電流でもより多くの電力を発熱ローラ 1へ投入することが可能となる。

また、図 7中の破線 Mで示すように、背面コア 9から発熱ローラ 1へ導かれる磁束は対向部 Fを通過する。発熱ローラ 1の回転軸方向に沿つた対向部 Fの長さは背面コア 9の発熱ローラ 1の回転軸方向に沿った長さと同一であり、記録紙の幅よりも長い。このため、記録紙が通過する部分には対向部 Fから均一に磁束が入射することになる。従って、発熱ローラ 1の定着に必要な範囲を均一に加熱することができる。

尚、本実施の形態においては、背面コア 9の発熱ローラ 1との対向側に励磁コイル 5を配設しているが、図 8に示すように、半円筒状の背面コア 9に、線束を軸方向に延伸して周回させながら、発熱口一ラ 1の円周方向に沿って周回して、励磁コイル 5を構成することもできる。この場合、コイル電流によって生じた磁束は、発熱ローラ 1の円周の励磁コィル 5側だけでなく、圧力口一ラ側も貫通する（図 8の破線 M ' ) 。その結果、発熱ローラ 1の全周が発熱することとなるので、同じコイル電流でも全体の発熱量を大きくすることができる。また、磁束が通過する断面積が大きくなるので、発熱ローラ 1により多くの磁束を貫通させても、発熱ローラ 1の飽和磁束密度を超えることはない。このため、磁束が発熱ローラ 1以外の空間を通過することを防止することができるので, 電磁誘導によってより効率良く発熱ローラ 1を加熱することができる。

[第 4の実施の形態]

図 9は本発明の第 4の実施の形態における像加熱装置を定着装置として用いた画像形成装置を示す断面図、図 1 O Aは本発明の第 4の実施の形態における像加熱装置としての定着装置を示す断面図、図 1 1は図 1 0 Aの矢印 Gの方向から見た発熱部の投影図、図 1 2は発熱ローラの回転軸と励磁コイルの中心を含む面における発熱部の断面図である。

図 9において、 1 1は電子写真感光体（以下『感光ドラム』という）である。感光ドラム 1 1は、矢印の方向に所定の周速度で回転駆動されながら、その表面が帯電器 1 2によってマイナスの暗電位 V 0に一様に帯電される。 1 3はレーザビームスキャナであり、図示しない画像読取装置やコンピュータ等のホスト装置から入力される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されたレーザビーム 1 4を出力する帯電された感光ドラム 1 1の表面は、このレーザビーム 1 4によって走查露光される。これにより、感光ドラム 1 1の露光部分は電位絶対値が低下して明電位 V Lとなり、静電潜像が形成される。この潜像は現像器 1 5のマイナスに帯電したトナーによって現像され、顕像化される。現像器 1 5は、回転駆動される現像ローラ 1 6を備えている。現像口 —ラ 1 6は、感光ドラム 1 1と対向して配置されており、その外周面にはトナーの薄層が形成される。現像ローラ 1 6には、その絶対値が感光ドラム 1 1の暗電位 V 0よりも小さく、明電位 V乙よりも大きい現像バィァス電圧が印加されており、これにより現像ローラ 1 6上のトナーが感光ドラム 1 1の明電位 V Lの部分にのみ転写されて、潜像が顕像化される。

一方、給紙部 1 7からは記録紙 8がー枚ずつ給送され、レジストローラ対 1 8を経て、感光ドラム 1 1 と転写ローラ 1 9とのニップ部へ、感光体ドラム 1 1の回転と同期した適切なタイミングで送られる。そして、感光ドラム 1 1上のトナー像は、転写バイアスが印加された転写ローラ 1 9により、記録紙 8に順次転写される。記録紙 8が分離された後の感光ドラム 1 1は、その表面の転写残りトナー等の残留物がクリーニング装置 2 0によって除去され、繰り返し次の画像形成に供される。

2 1は定着紙ガイドであり、この定着紙ガイド 2 1によって転写後の記録紙 8の定着装置 2 2への移動が案内ざれる。記録紙 8は感光ドラム 1 1から分離された後、定着装置 2 2へ搬送され、これにより記録紙 8 上に転写されたトナー像が定着される。 2 3は排紙ガイドであり、この排紙ガイド 2 3によって定着装置 2 2を通過した記録紙 8が装置外部へ案内される。これらの定着紙ガイド 2 1、排紙ガイド 2 3は、 A B Sなどの樹脂によって構成されている。尚、定着紙ガイド 2 1、排紙ガイド 2 3は、アルミなどの非磁性の金属材料によって構成することもできる。トナー像が定着された後の記録紙 8は排紙トレィ 2 4へ排出される。

2 5は装置本体の底板、 2 6は装置本体の天板、 2 7は本体シャーシであり、これらは一体となって装置本体の強度を担うものである。これらの部材は、磁性材料である鋼を基材とし、亜鉛メツキを施した材料によって構成されている。

2 8は冷却ファンであり、この冷却ファン 2 8は装置内に気流を発生させる。 2 9はアルミなどの非磁性の金属材料からなる遮蔽部材としてのコイルカバーであり、このコイルカバー 2 9は励磁コイル 5の背面コァ 9を覆うように構成されている（図 1 0 A参照）。

次に、本実施の形態の像加熱装置としての定着装置について詳細に説明する。

図 1 O Aにおいて、薄肉の定着ベルト 3 1は、基材がポリイミド樹脂からなる直径 5 0 mm , 厚さ 1 0 Ο ΠΙのエンドレスのベルトである。定着ベルト 3 1の表面には、離型性を付与するために、フッ素樹脂からなる厚さ 2 0 // mの離型層（図示せず）が被覆されている。基材の材料としては、耐熱性を有するポリイミド樹脂やフッ素樹脂等の他、電铸で製作したニッケル等のごく薄い金属を用いることもできる。また、離型層としては、 P T F E、 P F A、 F E P、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の離型性の良好な樹脂やゴムを単独であるいは混合して用いてもよい。定着ベル卜 3 1をモノクロ画像の定着用として用いる場合には離型性のみを確保すればよいが、定着ベルト 3 1をカラ一画像の定着用として用いる場合には弾性を付与することが望ましく、その場合にはさらに厚いゴム層を形成する必要がある。

励磁手段としての励磁コイル 5は、表面が絶縁された外径 0 . 2 mm の銅製の線材を 6 0本束ねた線束を、発熱ローラ 1の回転軸方向に延伸し、かつ、発熱ローラ 1の周方向に沿って周回して形成されている。線束の断面積は線材の絶縁被覆を含めて約 7 mm ² である。

図 1 0 A〜図 1 2に示すように、励磁コイル 5は、発熱ローラ 1に巻き付いた定着ベルト 3 1を覆うような断面形状となっている。この場合、定着ベルト 3 1の移動方向における励磁コイル 5の励磁幅は、定着ベル卜 3 1と発熱ローラ 1の接触範囲（巻き付き範囲）以下となっている。発熱ローラ 1のうち定着ベルト 3 1に熱を奪われない部分が発熱すると、定着ベルト 3 1の材料の耐熱温度を超えて発熱ローラ 1の温度が上昇し易いという問題がある。しかし、本実施の形態のように構成すれば、発熱ローラ 1のうち定着ベルト 3 1に接触する範囲のみが発熱するために、発熱ローラ 1の温度が異常に上昇してしまうことを防止することができる。また、線束は、励磁コイル 5の両端部（発熱ローラ 1の回転軸方向の両端部）のみで重なっており、発熱ローラ 1の周方向に沿って互いに密着した状態で 9回周回している。励磁コイル 5の発熱ローラ 1の回転軸方向における両端部は線束が 2列に重なった状態で盛り上がつている _t すなわち、励磁コイル 5は全体として鞍のような形状に形成されている。このため、発熱ローラ 1の回転軸方向のより広い範囲を均一に加熱することができる。尚、励磁コイル 5の両端部において重なった線束は発熱ローラ 1との距離が大きくなるので、この部分に渦電流が集中して部分的に高温になり過ぎることはない。

背面コア 9は、 C形コア 3 2と中心コア 3 3とにより構成されている。 C形コア 3 2は、幅が 1 0 mmであり、発熱ローラ 1の回転軸方向に 2 5 mmの間隔を開けて 7個配置されている。これにより、外部に漏れる磁束を捕捉することができるようにされている。また、中心コア 3 3は、励磁コイル 5の周回の中央に位置し、 C形コア 3 2に対して凸形状となつている。すなわち、中心コア 3 3は、背面コア 9の対向部 Fのうち、発熱ローラ 1への近接部 Nとなっている（図 1 3参照）。尚、中心コア 3 3の断面積は 3 mm x 1 0 mmである。

また、中心コア 3 3は、フェライトを製造し易いように、発熱ローラ 1の回転軸方向に数個に分割して構成してもよい。また、中心コア 3 3 は、 C形コア 3 2と一体に組み合わせた形状としてもよく、さらには、 C形コア 3 2と一体に組み合わせた形状で、かつ、発熱ローラ 1の回転軸方向に数個に分割して構成してもよい。

3 4は P E E K材ゃ P P Sなどの耐熱温度の高い樹脂からなる厚さ 1 mmの断熱部材である。断熱部材 3 4の端部には、励磁コイル 5の発熱ローラ 1の回転軸方向における両端部の盛り上がった部分を保持する両端保持部 3 4 aが設けられている。これにより、励磁コイル 5の両端の盛り上がりが崩れることを防止することができると共に、励磁コイル 5 の外側の位置が規制される。

背面コア 9の材料は、上記第 2の実施の形態と同様である。中心コア 3 3を除いて、 C形コア 3 2を含む断面での背面コア 9の断面形状、及び発熱ローラ 1の形状も、上記第 2の実施の形態と同様である。従って、背面コア 9を含めた励磁コイル 5の断面積が発熱ローラ 1の内部の回転軸に垂直な面の断面積よりも大きい点も、上記第 2の実施の形態 2と同様である。

励磁回路 6 (図 2参照）から励磁コイル 5に印加される交流電流は、上記第 1の実施の形態と同様である。励磁コイル 5に印加される交流電流は、定着ベル卜 3 1の表面に設けられた温度センサによって得られる温度信号により、定着ベルト 3 1の表面が所定の定着温度である 1 9 o t となるように制御される。

図 1 O Aに示すように、定着ベルト 3 1は、表面が低硬度（ J I S A 3 0度）の弾力性を有する発泡体であるシリコーンゴムによって構成された直径 2 0 mmの低熱伝導性の定着ローラ 3 5と、直径 2 0 mmの発熱ローラ 1とに所定の張力をもって懸架されており、矢印 Bの方向に回転移動可能となっている。ここで、発熱ローラ 1の両端には、定着ベルト 3 1の蛇行を防止するためのリブ（図示せず）が設けられている。また、加圧手段としての加圧ローラ 4は、定着ベルト 3 1を介して定着口 —ラ 3 5に対して圧接されており、これによりニップ部が形成されている。

本実施の形態においては、 A 4サイズ（幅 2 1 0 mm)の記録紙が最大幅の記録紙として用いられており、定着ベルトの幅は 2 3 0 mm、発熱ローラ 1の回転軸方向の長さは 2 6 0 mm、背面コア 9の発熱ローラ 1 の回転軸方向における最外端間の長さは 2 2 5 m m、周回する励磁コィル 5の外周部における発熱ローラ 1の回転軸方向に沿った長さは 2 4 5 m m、断熱部材 3 4の発熱ローラ 1の回転軸方向に沿った長さは 2 5 0 mmに設定されている。

本実施の形態においては、励磁コイル 5、背面コア 9及び発熱ローラ 1が上記のように構成されており、励磁コイル 5が電磁誘導によって発熱ローラ 1を発熱させる。以下、その機構について、図 1 3を参照しながら説明する。図 1 3に示すように、コイル電流によって生じた磁束は、背面コア 9 の対向部 Fから発熱ローラ 1へ入る。この場合、コイル電流によって生じた磁束は、発熱ローラ 1の磁性のために、図中の破線 Mで示すように、発熱ローラ 1内を円周方向に貫通する。そして、この磁束は、背面コア 9の発熱ローラ 1への近接部 Nである中心コア 3 3から透磁部 Tを経て大きなループを形成し、生成消滅を繰り返す。この磁束の変化によって発生する誘導電流がジュール熱を発生させる点は、上記第 1の実施の形態と同様である。

本実施の形態においては、図 1 1に示すように、幅の狭い C形コア 3 2が発熱ローラ 1の回転軸方向に均等な間隔を開けて複数個配置されているが、この構成だけでは、励磁コイル 5の背面で円周方向に流れる磁束が C形コア 3 2の部分に集中し、隣接する C形コア 3 2間の空気中にはほとんど流れない。このため、発熱ローラ 1に入る磁束は C形コア 3 2が存在する部分に集中する傾向にある。従って、発熱ローラ 1の発熱も C形コア 3 2との対向部分で大きくなり易い。しかし、本実施の形態においては、励磁コイル 5の周回の中央で近接部 Nを形成する中心コア 3 3が発熱ローラ 1の回転軸方向に連続して設けられているので、 C形コア 3 2の対向部 Fから発熱ローラ 1に入った磁束は、発熱ローラ 1内で回転軸方向にも流れて分布が均一化される。このため、発熱ローラ 1 の発熱量の不均一さが緩和される。

透磁部 Tの磁束を C形コア 3 2の対向部 Fから別の対向部 Fへ導く働きは、発熱ローラ 1への磁束の入射分布とは直接関係がない。このため、透磁部 Tと対向部 Fを分けて構成することは、背面コア 9の形状の最適化に非常に有効である。透磁部 Tは軸方向に均一である必要はなく、対向部 Fをできるだけ軸方向に均一にすればよい。

中心コア 3 3を C形コア 3 2に対して凸形状とすることによって、発熱ローラ 1への近接部 Νを設けているので、磁路をより多くのフェライ卜によって構成することができる。従って、コイル電流によって生じた磁束が通過する透磁率の低い空気部分は、発熱ローラ 1と背面コア 9との間の狭い間隙部分だけとなる。このため、励磁コイル 5のインダクタンスがより増加して、コイル電流によって発生する磁束がより多く発熱ローラ 1へ導かれるので、発熱ローラ 1と励磁コイル 5との電磁結合が良好となる。これにより、同じ電流でもより多くの電力を発熱ローラ 1 へ投入することが可能となる。特に、励磁コイル 5の周回の中央にはコィル電流によって発生した磁束が必ず通過するので、この部分に発熱口 —ラ 1の回転軸方向に連続した中心コア 3 3からなる近接部 Νを設けることにより、コイル電流によって発生した磁束を効率良く発熱ローラ 1 へ導くことができる。

C形コア 3 2の透磁部 Τの円周方向の断面積は、励磁コイル 5から導かれる磁束の密度が材料としての最大磁束密度を超えないように設定されている。この磁束密度は、最大時に、フェライトの飽和磁束密度の約 8 0 %となるように設定されている。この最大時の磁束密度の飽和磁束密度に対する割合は 1 0 0 %以下であればよいが、実用的には 5 0 %から 8 5 %の範囲に設定することが望ましい。この割合が高すぎると、環境や部材のバラツキによって最大時の磁束密度が飽和磁束密度を超えてしまうことがある。そして、この場合には、磁束が背面コア 9の背面を流れて、後方の部材を加熱してしまう。逆に、この割合が低すぎると、高価なフェライトを必要以上に使用していることになるので、装置が高価なものとなってしまう。

また、 C形コア 3 2は、その幅が均一で、大きな間隔を開けて発熱口 —ラ 1の回転軸方向に複数個配置されているので、背面コア 9及び励磁コイル 5に熱が蓄積することはない。さらに、背面コア 9及び励磁コィル 5の外周からの放熱を妨げるものが無いので、蓄熱による温度上昇によって背面コア 9のフェライ卜の飽和磁束密度が低下して、全体としての透磁率が急激に減少することを防止することができる。また、線材の絶縁被覆が溶解して線材同士が短絡することを防止することができる。これにより、長時間にわたって安定に発熱ローラ 1を所定の温度に保つことができる。

また、励磁コイル 5の発熱ローラ 1の回転軸方向における両端部が線束を重ねて形成されているので、より広い範囲にわたって励磁コイル 5 を発熱ローラ 1の回転軸方向に均等に延伸することができる。これにより、発熱ローラ 1の発熱分布を均一にすることができる。逆に、均一な発熱領域を確保しながら励磁コイル 5の発熱ローラ 1の回転軸方向における両端部の幅を小さくすることができるので、装置全体の小型化を図ることができる。

また、本実施の形態においては、発熱ローラ 1の回転軸方向における長さが小さい順に、最大幅の記録紙、背面コア 9、定着ベルト 3 1、励磁コイル 5の外周部、断熱部材 3 4、発熱口一ラ 1となっている。すなわち、断熱部材 3 4の長さが励磁コイル 5及び背面コア 9の長さよりも長い。そして、断熱部材 3 4を介して背面コア 9と発熱ローラ 1及び定着ベルト 3 1とが対向しているので、背面コア 9を発熱ローラ 1に近接させた場合であっても、背面コア 9の温度上昇を防止することができる。また、冷却気流が定着ベルト 3 1に接触して、定着ベルト 3 1を冷却することを防止することができる。

また、定着ベル卜 3 1の幅が背面コア 9の発熱ローラ 1の回転軸方向における長さよりも長いために、定着ベルト 3 1に接触しない部分の発熱ローラ 1が加熱されることはないので、この部分の発熱ローラ 1の温度が上昇し過ぎることを防止することができる。また、コイルカバ一 2 9を設けることにより、背面コア 9の背面にわずかに漏れる磁束や励磁コイル 5から発生する高周波の電磁波が装置内外に伝搬することを防止することができる。その結果、装置内外の電気回路が電磁ノィズによって誤動作することを防止することができる。さらに、コイルカバ一 2 9と断熱部材 3 4とで囲まれた空間を通風路として、冷却ファン 2 8からの空気流が流れるので、発熱ローラ 1及び定着ベルト 3 1を冷やすことなく、励磁コイル 5と背面コア 9を冷却することができる。

また、装置本体の底板 2 5、天板 2 6、本体シャーシ 2 7の装置を構成する磁性部材は、励磁コイル 5との間隔が最も近いもので 2 0 mmに設定されている。これにより、背面コア 9の内部を通過している磁束が対向部 F以外の箇所から励磁コイル 5の外側へ放射されて、本体シヤーシ 2 7などの磁性部材へ入射することを防止することができる。その結果、装置の構成部材を不要に加熱することなく、励磁コイル 5に与えた電磁エネルギーを効率良く発熱ローラ 1へ投入することができる。励磁コイル 5と本体シャーシ 2 7などの磁性部材との間隔の最小値は 2 0 m mに設定されているが、背面コア 9と本体シャーシ 2 7などの磁性部材との間隔が、背面コア 9と発熱ローラ 1との間隔以上、望ましくはその間隔の 1 . 5倍以上であれば、励磁コイル 5の背面への磁束の漏れを防止することができる。本実施の形態においては、定着装置 2 2に最も接近せざるを得ない定着紙ガイド 2 1、排紙ガイド 2 3が樹脂によって構成されているので、背面コア 9と他の磁性部材との間に十分な間隔を容易に確保することができる。

また、本実施の形態においては、発熱ローラ 1 (発熱部）が定着ベル卜 3 1の内部に設置されている一方、励磁コイル 5や背面コア 9は定着ベルト 3 1の外部に設置されているので、励磁コイル 5等が発熱部の温度の影響を受けて昇温することを防止することができる。このため、発熱量を安定に保つことができる。特に、発熱ローラ 1の内部の回転軸に垂直な面の断面積よりも大きな断面積を有する励磁コイル 5及び背面コァ 9を用いるものであるため、熱容量の小さい発熱ローラ 1と、巻き数の多い励磁コイル 5と、適当な量のフェライト（背面コア 9 ) とを組み合わせて用いることができる。このため、定着装置 2 2の熱容量を抑制しながら、所定のコイル電流で多くの電力を発熱ローラ 1へ投入することが可能となる。その結果、耐電流及び耐電圧の低い安価な励磁回路 6 (図 2参照）を用いて、ウォームアップ時間の短い定着装置 2 2を実現することができる。本実施の形態においては、励磁回路 6からの交流電流が実効値電圧 1 4 0 V (電圧振幅 5 0 0 V ) 、実効値電流 2 2 A (ピーク電流 5 5 A ) で 8 0 0 Wの電力を発熱ローラ 1へ投入することができた。

発熱ローラ 1の外側に位置する励磁コイル 5は発熱ローラ 1の表面を発熱させるので、定着ベルト 3 1は発熱ローラ 1の最も発熱量の大きい部分に接触することとなる。従って、最大発熱部が定着ベルト 3 1への熱伝達部となり、発生した熱を発熱ローラ 1内での熱伝導なしに定着べルト 3 1へ伝達することができる。このように、熱伝達距離が小さいので、定着ベルト 3 1の温度変動に対して応答の速い制御を行うことが可能となる。

発熱ローラ 1の定着ベルト 3 1との接触部を通り過ぎた位置の近傍には、温度センサ（図示せず）が設けられている。この部分の温度を一定に制御することにより、定着ローラ 3 5と加圧ローラ 4とのニップ部に突入するときの定着ベルト 3 1の温度を常に一定に保つことができる。その結果、連続して複数枚の記録紙 8を定着する場合であっても、その定着を安定に行うことが可能となる。また、励磁コイル 5及び背面コア 9が発熱ローラ 1の円周のほぼ半分を覆っているので、定着ベルト 3 1と発熱ローラ 1との接触部の全域が発熱することになる。このため、励磁コイル 5がら発熱ローラ 1へ電磁誘導によって伝達される加熱エネルギーをより多く定着ベルト 3 1へ伝達することができる。

また、本実施の形態においては、発熱ローラ 1と定着ベルト 3 1の材質、厚さ等は各々独立して設定することができる。従って、発熱ローラ 1の材質、厚さとして、励磁コイル 5の電磁誘導による加熱を行うために最適な材質、厚さを選ぶことができる。また、定着ベルト 3 1の材質、厚さとしては、定着を行うために最適な材質、厚さを選ぶことができる。本実施の形態においては、ウォームアップ時間を短縮するという目的を達成するために、定着ベルト 3 1の熱容量を極力小さく設定すると共に、発熱ローラ 1の厚さと外径を小さくしてその熱容量を小さく設定している。このため、投入電力 8 0 0 Wで、定着のための昇温の開始から約 1 5秒で所定の温度にすることができた。

尚、本実施の形態においては、 C形コア 3 2が発熱ローラ 1の回転軸方向に均等な間隔を開けて配置されているが、この間隔は必ずしも均等である必要はない。放熱状況や温度センサなどの接触部材の有無などに応じて間隔を調整することにより、温度分布が均一となるように発熱分布を自由に設計することができる。

また、本実施の形態においては、背面コア 9が、発熱ローラ 1の回転軸方向に間隔を開けて配置されたフェライ卜からなる均一厚さの複数の C形コア 3 2と、同じくフェライトからなる中心コア 3 3とにより構成されているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。例えば、発熱ローラ 1の回転軸方向に連続した一体の背面コア 9に複数の孔を設けた構成であってもよい。また、フェライトからなる複数のブロックを、励磁コイル 5の背面にそれぞれ孤立して分布させた構成であってもよレ。また、本実施の形態においては、定着ベルト 3 1の基材が樹脂によつて構成されているが、樹脂の代わりにニッケルなどの強磁性金属を用いて構成することもできる。この場合には、電磁誘導による発熱の一部がこの定着ベル卜 3 1内で発生し、定着ベルト 3 1そのものも加熱されるので、加熱エネルギーを定着ベルト 3 1へより有効に伝えることができる。

また、本実施の形態においては、装置本体の底板 2 5、装置本体の天板 2 6、本体シャーシ 2 7が磁性材料によって構成されているが、磁性材料の代わりに樹脂材料を用いて構成することもできる。この場合には、装置本体の強度を担う部材が磁力線に影響を与えることはないので、背面コア 9の近傍にこれらの部材を配置することができる。その結果、装置全体の小型化が可能となる。

また、本実施の形態においては、発熱ローラ 1の両端がベアリング 3 によって支持された構成となっているが、図 1 4に示すように、発熱口ーラ 1の両端に設けられ、ベ一クライト等の熱伝導性の小さい耐熱樹脂によって構成されたフランジ 3 6と、両フランジ 3 6を貫通する中心軸 3 7とによって支持された構成であってもよい。この構成を採用すれば、発熱ローラ 1の両端からの熱や磁束の漏れを抑制することができる。

また、本実施の形態においては、定着ベルト 3 1の移動方向における励磁コイル 5の励磁幅を、定着ベルト 3 1と発熱ローラ 1の接触範囲（巻き付き範囲）以下に設定しているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。例えば、図 1 0 Bに示すように、定着ベルト 3 1の移動方向における励磁コイル 5の励磁幅が定着ベルト 3 1と発熱ローラ 1の接触範囲（巻き付き範囲；境界線 b ) から定着ローラ 3 5側へ延長されていてもよい。この構成によれば、図 1 O Aの構成に比べて、発熱ローラ 1のさらに広い範囲（図 1 0 B中の aの範囲）まで発熱させることができるので、小さいコイル電流でも十分な発熱量を得ることができる。また、この場合、線束を周回して励磁コイル 5を形成した後、励磁コイル 5を圧縮することにより、周回する線束の断面を略四角形状として、線束同士をさらに密着させている。これにより、励磁コイル 5の占有体積を小さくすることができるので、励磁コイル 5の巻数をより多くすることができる。その結果、コイル電流の電流密度が大きくなるので、発熱ローラ 1に生じる渦電流の密度も大きくなり、発熱量が増加する。このため、必要とされるコイル電流を小さくしたり、発熱ローラ 1を小径化することが可能となる。さらに、背面コア 9と励磁コイル 5との間隔を大きくすることができるので、背面コア 9の放熱を促進して、背面コア 9の温度上昇を防止することができる。また、線束が互いに強く密着しているので、線束間の接着が強固となり、励磁コイル 5単体でその形状を保持することができる。従って、定着装置 2 2の組立工程が簡単になる。

[第 5の実施の形態]

図 1 5は本発明の第 5の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を示す断面図である。尚、上記第 4の実施の形態と同一の機能を有する部材には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図 1 5に示すように、本実施の形態においては、上記第 4の実施の形態と異なり、背面コア 9の対向部 Fの発熱ローラ 1に対向する箇所が、発熱ローラ 1へ近接するように凸状に形成されている。

その他の構成は上記第 4の実施の形態と同様である。

本実施の形態の構成によれば、磁路をほぼ完全にフェライ卜によって構成することができる。従って、コイル電流によって生じた磁束が通過する透磁率の低い空気部分は、発熱ローラ 1と背面コア 9との間の狭い間隙部分だけとなる。このため、励磁コイル 5のインダク夕ンスがより増加して、コイル電流によって発生する磁束がほぼ完全に発熱ローラ 1 へ導かれる。その結果、発熱ローラ 1と励磁コイル 5との電磁結合が良好となり、図 4の等価回路における Rが大きくなる。従って、同じコィル電流でもより多くの電力を発熱ローラ 1へ投入することが可能となる。本実施の形態においては、実効値電流 2 O A (ピーク電流 5 O A ) で 8 0 0 Wの電力を発熱ローラ 1へ投入することができた。

また、断熱部材 3 4を介して背面コア 9と発熱ローラ 1及び定着ベルト（図示せず）が対向しているので、背面コア 9を発熱ローラ 1に近接させた場合であっても、背面コア 9の温度上昇を防止することができる。

[第 6の実施の形態]

図 1 6は本発明の第 6の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を示す断面図、図 1 7は発熱部を図 1 6の矢印 Aの方向から見た投影図である。尚、上記第 5の実施の形態と同一の機能を有する部材には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図 1 6、図 1 7に示すように、本実施の形態においては、上記第 5の実施の形態と異なり、背面コア 9の対向部 Fとして発熱ローラ 1の回転軸方向に連続した対向コア 3 8が設けられている。また、 A 4サイズ（幅 2 1 0 mm)の記録紙が最大幅の記録紙として用いられており、発熱ローラ 1の回転軸方向の長さは 2 4 0 mm、対向コア 3 8を除いた C形コア 3 2の発熱ローラ 1の回転軸方向における最外端間の長さは 2 0 0 mm , 励磁コイル 5の内周部における発熱ローラ 1の回転軸方向に沿った長さは 2 1 0 mm , 対向コア 3 8の発熱ローラ 1の回転軸方向に沿った長さは 2 2 0 mmに設定されている。

その他の構成は上記第 5の実施の形態と同様である。

本実施の形態においては、励磁コイル 5の透磁部 Tの発熱ローラ 1の回転軸方向に沿った長さ（励磁コイル 5の内周部における発熱ローラ 1 の回転軸方向に沿った長さ）を最大幅の記録紙の幅よりも小さくする一方、背面コア 9の対向部 Fの発熱ローラ 1の回転軸方向に沿った長さ（対向コア 3 8の発熱ローラ 1の回転軸方向に沿った長さ）を最大幅の記録紙の幅よりも大きくしているので、透磁部 Tにおける背面コア 9に隙間を設けて偏在させても、対向部 Fから発熱ローラ 1へ達する磁界を回転軸方向に均一にすることができる。これにより、透磁部 Tにおける背面コア 9を少なくしながら、記録紙が通過する部分での発熱ローラ 1の発熱分布を均一にすることができるので、定着部での温度分布が均一となる。従って、安定した定着作用を得ることができる。また、発熱ローラ 1の発熱分布を均一にしながら、透磁部 Tにおける背面コア 9を少なくすることができるので、装置の小型化と同時にコス卜の低減を図ることができる。

尚、本実施の形態においては、背面コア 9の対向部 Fとしての対向コァ 3 8が発熱ローラ 1の回転軸方向に連続して設けられているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。例えば、図 1 8に示すように、対向コア 3 8を分断し、背面コア 9を、透磁部 Tよりも対向部 Fの方が発熱ローラ 1の回転軸方向に幅の広い形状となるように構成してもよいこの構成によれば、対向部 Fにおける背面コア 9が少なくなるので、背面コア 9の重量を軽くすることができる。また、温度が高くなり易い対向部 Fの表面積を増加させることができるので、放熱による冷却を促進させることができる。

[第 7の実施の形態]

図 1 9は本発明の第 7の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を示す断面図、図 2 0は発熱部を図 1 9の矢印 Aの方向から見た投影図である。尚、上記第 5の実施の形態と同一の機能を有する部材には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図 1 9、図 2 0に示すように、本実施の形態においては、上記第 5の実施の形態と異なり、 C形コア 3 8が発熱ローラ 1の回転軸に対して略 9 0度の範囲を覆う形状に形成されており、設置する向きを変えた C形コア 3 8 a、 3 8 bが発熱ローラ 1の回転軸方向に千鳥状に配置されている。すなわち、背面コア 9の対向部 Fは発熱ローラ 1の回転軸方向の励磁コイル 5の中心線に対して非対称な位置に配置されている。

上記第 5の実施の形態においては、発熱ローラ 1の同一円周部分が C 形コア 3 2の 2箇所の対向部 Fと対向して回転するために、発熱ローラ 1の C形コア 3 2との対向部分とそれ以外の部分の発熱量に大きな差が生じ、温度分布に大きなムラが生じ易い。一方、本実施の形態においては、発熱ローラ 1の同一円周部分が C形コア 3 8の 1箇所の対向部 Fと対向して回転するために、発熱ローラ 1の C形コア 3 8との対向部分とそれ以外の部分の発熱量に大きな差が生じることはない。また、使用する背面コア 9の体積を小さくしながら、発熱ローラ 1が回転したときに、発熱ローラ 1の表面での背面コア 9の対向部 Fと対向した部分の軌跡の間隔が短くなる。すなわち、対向部 Fの発熱ローラ 1の回転軸方向に沿つた長さを上記第 6の実施の形態と同様に 2 2 0 mmに設定すると、一方の列には C形コア 3 8が 5個並んでいるので、ピッチは 4 4 mmとなるが、千鳥状に 2列の C形コア 3 8 a、 3 8 bが配列されているので、発熱ローラ 1が回転すると、千鳥状の対向部 Fと対向した部分のピッチは、発熱ローラ 1の表面では、見かけ上、半分の 2 2 mmとなる。このように、本実施の形態においては、発熱ローラ 1の C形コア 3 8との対向部分とそれ以外の部分の発熱量に大きな差が生じることはなく、また、発熱が集中する対向部 Fの間隔が小さくなるので、発熱分布を均一にすることができる。その結果、発熱ローラ 1及び定着ベルトの温度ムラを抑制することができる。

また、対向部 Fにおける背面コア 9が少なくなるので、背面コア 9の重量を軽くすることができる。さらに、背面コア 9め表面積を増加させることができるので、放熱による冷却を促進させることができる。このため、背面コア 9の内部に局所的に熱が蓄積することはない。これにより、蓄熱による温度上昇によって背面コア 9の飽和磁束密度が低下して、全体としての透磁率が急激に減少することを防止することができる。その結果、長時間にわたって安定に発熱ローラ 1を所定の温度に保つことができる。

[第 8の実施の形態]

図 2 1は本発明の第 8の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を示す断面図、図 2 2は発熱部を図 2 1の矢印 Aの方向からみた投影図である。尚、上記第 4の実施の形態と同一の機能を有する部材には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図 2 1、図 2 2に示すように、本実施の形態は、隣接する C形コア 3 2の間隔を発熱ローラ 1の回転軸方向に沿って変化させて構成した点で，上記第 4の実施の形態と相違する。図 2 2おいて、 d l = 2 1 mm、 d 2 = 2 1 mm , d 3 = 1 8 mmである。従って、 d l = d 2 > d 3の関係となる。つまり、発熱ローラ 1の端部で隣接する背面コア 9の間隔が狭くなつている。また、定着ベルトの表面に接触して温度を測定する温度センサ 7を設置した位置と軸方向で同じ位置に、 5 mm角のフェライトからなるブロック 4 0が設置されている。

ところで、隣接する背面コア 9の間隔を均等にすると、発熱ローラ 1 及び定着ベルトの端部の温度が低くなることがある。そして、この発熱ローラ 1の回転軸方向における温度ムラは定着不良を生じさせる。

本実施の形態においては、上記したように、発熱ローラ 1の中央部よりも端部の方で隣接する背面コア 9の間隔が狭くなつているので、コィル電流によって生じる磁束は、発熱ローラ 1の中央部よりも端部の方で若千多くなる。このため、発熱ローラ 1の端部において発熱量が多くなる。一方、発熱ローラ 1の端部においては、軸受などへの熱伝導により、中央部よりも多くの熱が奪われ易い。従って、この両方の作用が相殺されて、発熱ローラ 1及び定着ベルトの温度分布が均一となるので、定着不良を防止することができる。

また、温度センサ 7が定着ベルトの表面に接触しているので、温度センサ 7によって定着ベルトから熱が奪われることがある。このため、温度センサ 7が接触した部分だけ、定着ベルトの円周方向で温度が低くなり易い。

本実施の形態においては、上記したように、この部分にフェライトからなるブロック 4 0が設置されているので、この部分には他の部分よりも磁束が集中し易い。このため、他の部分よりもこの部分で発熱量が多くなる。これにより、温度センサ 7によって奪われる熱を補完して、定着ベルトの表面の温度分布を均一にすることができるので、定着不良を防止することができる。

尚、本実施の形態においては、発熱ローラ 1の端部で隣接する背面コァ 9の間隔を狭くすることにより、均一な温度分布が得られるようにしているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。例えば、隣接する背面コア 9の間隔は均等にし、発熱ローラ 1の端部に位置する背面コア 9の幅を、発熱ローラ 1の中央部に位置する背面コア 9の幅よりも広くすることによつても、同様に均一な温度分布を得ることができる。また、例えば、隣接する背面コア 9の間隔は均等にし、発熱ローラ 1の端部に近い範囲にフェライ卜からなるブロックを孤立して配置することによっても、同様に均一な温度分布を得ることができる。 [第 9の実施の形態]

図 2 3は本発明の第 9の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を示す投影図、図 2 4は本発明の第 9の実施の形態における像加熱装置としての定着装置の発熱部を示す断面図である。尚、上記第 4の実施の形態と同一の機能を有する部材には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図 2 3、図 2 4に示すように、本実施の形態においては、上記第 4の実施の形態と異なり、発熱ローラ 1の端部に近い箇所に位置する背面コァ 9の C形コア 3 2 a、 3 2 bが移動可能に保持されている。さらに、本実施の形態においては、 A 3サイズ（幅 2 9 7 mm) の記録紙が最大幅の記録紙として用いられている。 C形コア 3 2 aは、 A 4サイズ（幅 2 1 0 mm) の記録紙が通過する領域の外側に位置しており、 A 4サイズ程度の記録紙が使用される場合には、図 2 4に破線 3 2 a ' で示すように、 C形コア 3 2 aが発熱ローラ 1の径方向に、かつ、発熱ローラ 1 から離れるように移動する。さらに小さいサイズの記録紙が使用される場合には、 C形コア 3 2 aの内側に位置している C形コア 3 2 bも同様に移動させる。

その他の構成は上記第 4の実施の形態と同様である。

本実施の形態においては、記録紙が通過する領域の外側の C形コア 3 2が移動して、この部分だけ、コイル電流によって生じた磁束が通過する透磁率の低い空気部分が多くなる。このため、この部分の磁束が減少し、対向する部分の発熱ローラ 1の発熱量が低減される。これにより、記録紙が通過しない範囲の温度が上昇し過ぎて、端部の定着ベルトや軸受などの部材の温度が耐熱温度を超えることを防止することができる。さらに、小さいサイズの記録紙を連続して使用した後に、大きいサイズの記録紙を使用しても、定着部の温度が適正であるために、ホットオフセットが生じることを防止することができる。従って、小さいサイズの記録紙を用いた直後に大きいサイズの記録紙を用いることができる。尚、本実施の形態においては、 C形コア 3 2のみが移動可能な場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。例えば、図 2 5に示すように、 C形コア 3 2 aと中心コア 3 3とが一体となって、破線 9 ' で示すように移動する構成であっても、同様の効果が得られる。

また、上記各実施の形態においては、励磁コイル 5と背面コア 9とを接触させているが、両者の間に 1 mm程度の隙間を設けた場合であっても、同様の効果を得ることができる。このように励磁コイル 5と背面コァ 9との間に隙間を設けることにより、励磁コイル 5と背面コア 9との接触部で温度が上昇することを防止することができる。

また、上記各実施の形態においては、断熱部材 3 4と励磁コイル 5とを接触させているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。例えば、断熱部材 3 4と励磁コイル 5とは離間した構成とし、両者の間を気流が通過するように構成することにより、励磁コイル 5の放熱をさらに促進させることができる。

また、励磁コイル 5、背面コア 9、発熱ローラ 1の構成は、上記各実施の形態の構成に限定されるものではない。図 4の等価回路におけるィンダク夕ンス Lが 1 0 μ Η以上 5 0 以下、抵抗成分 Rが 0 . 5 Ω以上 5 Ω以下であれば、実用上問題はない。

また、上記各実施の形態においては、励磁コイル 5によって発熱口一ラ 1 (発熱部材）の外部から励磁する場合を例に挙げて説明したが、発熱ローラ 1 (発熱部材）の内部から励磁する構成であってもよい。

[第 1 0の実施の形態]

図 2 6は本発明の第 1 0の実施の形態における像加熱装置を定着装置として用いた画像形成装置を示す断面図である。

図 2 6において、 1 0 1は電子写真感光体（以下『感光ドラム』という）である。感光ドラム 1 0 1は、矢印の方向に所定の周速度で回転駆動されながら、その表面が帯電器 1 0 2によってマイナスの暗電位 V 0 に一様に帯電される。

1 0 3はレーザビームスキャナであり、図示しない画像読取装置ゃコンピュー夕等のホス卜装置から入力される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されたレーザビームを出力する。上記のように一様に帯電された感光ドラム 1 0 1の表面は、このレーザビームによつて走査露光される。これにより、感光ドラム 1 0 1の露光部分は電位絶対値が低下して明電位 V Lとなり、静電潜像が形成される。この潜像は現像器 1 0 4のマイナスに帯電したトナーによって現像され、顕像化される。

現像器 1 0 4は、回転駆動される現像ローラ 1 0 4 aを備えている。現像ローラ 1 0 4 aは、感光ドラム 1 0 1と対向して配置されており、その外周面にはトナーの薄層が形成される。現像ローラ 1 0 4 aには、その絶対値が感光ドラム 1 0 1の暗電位 V 0よりも小さく、明電位 V L よりも大きい現像バイアス電圧が印加されており、これにより現像ローラ 1 0 4 a上のトナーが感光ドラム 1 0 1の明電位 V Lの部分にのみ転写されて、潜像が顕像化される。

一方、給紙部 1 1 0からは記録紙 1 1 5がー枚ずつ給送され、レジストロ一ラ対 1 1 1 、 1 1 2を経て、感光ドラム 1 0 1と転写ローラ 1 1 3とのニップ部へ、感光体ドラム 1 0 1の回転と同期した適切なタイミングで送られる。そして、感光ドラム 1 0 1上のトナー像は、転写バイァスが印加された転写ローラ 1 1 3により、記録紙 1 1 5に順次転写される。転写部を通過した記録紙 1 1 5は感光ドラム 1 0 1から分離された後、定着装置 1 1 6へ搬送され、これにより記録紙 1 1 5上に転写されたトナー像が定着される。卜ナ一像が定着された後の記録紙 1 1 5は排紙トレイ 1 1 7へ排出される。

記録紙 1 1 5が分離された後の感光ドラム 1 0 1は、その表面の転写残りトナー等の残留物がクリーニング装置 5によって除去され、繰り返し次の画像形成に供される。

図 2 7は本発明の第 1 0の実施の形態における像加熱装置としての定着装置を示す断面図、図 2 8は本発明の第 1 0の実施の形態における定着装置に用いる定着ベルトを示す断面図、図 2 9は本発明の第 1 0の実施の形態における定着装置に用いる励磁コイルと芯材を示す正面図、図 3 0は本発明の第 1 0の実施の形態における定着装置に用いる発熱ローラを示す断面図である。

図 2 7、図 2 8において、薄肉の定着ベルト 1 2 0は、基材 1 2 1力ポリイミド榭脂からなる直径 5 0 mm、厚さ 5 0 t mのエンドレスのべルトである。定着ベルト 1 2 0の表面には、離型性を付与するために、フッ素榭脂からなる厚さ 5 mの離型層 1 2 2が被覆されている。基材 1 2 1の材料としては、耐熱性を有するポリイミド樹脂やフッ素榭脂等の他、電铸で製作したニッケル等のごく薄い金属を用いることもできる。また、離型層 1 2 2としては、 P T F E、 P F A、 F E P、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の離型性の良好な樹脂やゴムを単独であるいは混合して用いてもよい。定着ベル卜 1 2 0をモノクロ画像の定着用として用いる場合には離型性のみを確保すればよいが、定着ベルト 1 2 0をカラ一画像の定着用として用いる場合には弾性を付与することが望ましく、その場合にはさらに厚いゴム層を形成する必要がある。 1 2 3は発熱手段としての励磁コイルであり、この励磁コイル 1 2 3 は、定着ベルト 1 2 0を覆うような断面形状となっている。

図 2 7、図 2 9に示すように、励磁コイル 1 2 3の中心と背面の一部にはフェライ卜によって構成された背面コア 1 2 4が設けられている。尚、背面コア 1 2 4の材料としては、フェライトの他、パーマロイ等の高透磁率で抵抗率の高い材料を用いることもできる。また、励磁コイル 1 2 3の背面の背面コア 1 2 4は一部のみに存在し、外部に漏れる磁束を捕捉することができるようにされている。励磁コイル 1 2 3には励磁回路 1 2 5から 3 0 k H zの交流電流が印加される。以下、励磁コイル 1 2 3に印加された交流電流を『励磁電流』ともいう。

図 2 7に示すように、定着ベルト 1 2 0は、表面が低硬度（ J I S A

3 0度）の弾力性を有する発泡体であるシリコーンゴムによって構成された直径 2 0 mmの低熱伝導性の定着ローラ 1 4 3と、後述の材料によつて構成された直径 3 0 mmの発熱ローラ 1 4 4とに所定の張力をもつて懸架されており、矢印 Bの方向に回転移動可能となっている。発熱口 —ラ 1 4 4は、厚さ 0 . 4 mmの鉄 ·ニッケル . クロムの合金からなる磁性材料によって構成され、そのキユリ一点が材料中に混合されるクロムの量によって 2 2 0 ° Cとなるように調整されている。発熱ローラ 1

4 4の内部には、発熱ローラ 1 4 4と 0 . 5 mmの隙間を開けてアルミニゥムからなる厚さ 0 . 8 mmの導電性部材としての導電ローラ 4 5が設けられている。

図 2 7、図 3 0に示すように、発熱ローラ 1 4 4と導電ローラ 1 4 5 は、両端においてべ一クライ卜等の熱伝導性の小さい耐熱樹脂からなるフランジ 1 4 6、 1 4 7によって支持されている。また、導電ローラ 1 4 5は、発熱ローラ 1 4 4とは断熱的に配置されており、発熱ローラ 1 4 4で発生した熱は導電ローラ 1 4 5に伝わりにくくなつている。発熱ローラ 1 4 4と導電ローラ 1 4 5は、図示しない装置本体の駆動手段によって軸 1 4 8を中心に回転駆動される。

図 2 7において、加圧手段としての加圧ローラ 1 4 9は、硬度 J I S A 6 5度のシリコーンゴムによって構成されている。そして、加圧口一ラ 1 4 9は、定着ベルト 1 2 0を介して定着ローラ 4 3に対して圧接されており、これによりニップ部が形成されている。ここで、加圧ローラ 1 4 9は、定着ローラ 1 4 3の鉛直方向の真下に対して記録紙 1 1 5の搬送方向のやや上流側に設置されており、定着ベルト 1 2 0の移動に伴つて、まず、記録紙 1 1 5が加圧ローラ 1 4 9に接触するようにされている。加圧ローラ 1 4 9は、定着ベルト 1 2 0の回転に伴って金属軸 1 5 0の周りに回転することができるように支持されている。尚、加圧口ーラ 4の材料としては、他のフッ素ゴム、フッ素榭脂等の耐熱性榭脂ゃゴムを用いてもよい。また、耐摩耗性や離型性を高めるために、加圧口ーラ 1 4 9の表面には、 P F A、 P T F E、 F E P等の樹脂あるいはゴムを単独であるいは混合して被覆することが望ましい。また、熱の放散を防ぐために、加圧口一ラ 1 4 9は熱伝導性の小さい材料によって構成されることが望ましい。

本実施の形態においては、発熱ローラ 1 4 を上記のように構成することによって、発熱ローラ 1 4 4に自己温度制御特性を持たせている。以下、その作用について、図 3 1、図 3 2を用いて説明する。

図 3 1において、発熱ローラ 1 4 4の励磁コイル 1 2 3に対向した発熱部 1 4 4 aがキュリ一点以下の温度にあるとき、励磁電流によって発生した磁束は、発熱ローラ 1 4 4の磁性のために、図中の矢印 D、 D ' で示すように、ほとんど発熱ローラ 1 4 4内を貫通し、生成消滅を繰り返す。この磁束の変化によって発生する誘導電流は、表皮効果によってほとんど発熱ローラ 1 4 4の表面のみを流れ、その部分にジュール熱を発生させる。発熱ローラ 1 4 4の発熱部 1 4 4 aがキュリ一温度近くになると、磁性がなくなるため、図 3 2中の矢印 E、 E ' で示すように、磁束が発熱ローラ 1 4 4の内部に配置された導電ローラ 1 4 5の方にも発散し、誘導電流は電気抵抗の低い導電ローラ 1 4 5内で圧倒的に流れ出す。このとき、導電ローラ 1 4 5の電気抵坊が低いので、電流を一定に制限しておくことにより、熱の発生を格段に少なくすることができる。計算によれば、この表皮効果による電流の流れる部分の深さは、励磁電流の周波数が 3 0 k H zのとき、 0 . 3 mm程度となる。発熱ローラ 1 4 4の厚さがこの表皮深さと同等かそれ以上であれば、低温時には誘導電流がほとんど発熱ローラ 1 4 4内で発生する。励磁電流の周波数を上げれば表皮深さは小さくなり、それだけ薄い発熱ローラ 1 4 4を用いることができる。しかし、励磁電流の周波数をあまり高くすると、コストがかかり、外部に出るノイズも大きくなる。

本実施の形態においては、発熱ローラ 1 4 4を上記のように構成することにより、約 1 9 0 ° Cの安定した温度制御を実現することができた。尚、本実施の形態においては、発熱ローラ 1 4 4と導電ローラ 1 4 5 の 2層構造を採用しているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。例えば、表皮深さよりも厚い 1層の磁性体からなる発熱ローラを用いることもできる。この場合、キュリー温度以下のときには誘導電流の流れる部分が薄いために発熱量が多くなり、キュリー点を超えるとほぼ磁性体の厚み全体に誘導電流が流れるために抵抗が下がって、発熱量が少なくなる。従って、この構成によっても、自己温度制御特性が得られる。

以上により、発熱ローラ 1 4 4の厚さが、励磁コイル 1 2 3に印加される励磁電流の周波数に対応した表皮深さと同等以上であれば、自己温度制御の効果が大きくなる。また、本実施の形態においては、導電ローラ 1 4 5の材料としてアルミニゥムを用いているが、アルミニウムの他に銅等の導電性の高い金属を用いることもできる。

また、本実施の形態においては、発熱ローラ 1 4 4の材料として鉄 · ニッケル · クロムの合金を用いているが、キュリー温度を設定することができる他の合金を用いた場合であっても、同様の効果を得ることがでさる。

図 2 6に示す画像形成装置に、以上のように構成された定着装置を装着し、図 2 7に示すように、トナー像が転写された記録紙 1 1 5を、トナー 1 3 5を担持した面を上側にして矢印 Fの方向から定着装置に突入させ、記録紙 1 1 5上のトナー像を定着させる。

本実施の形態によれば、発熱ローラ 1 4 4自身が自己温度制御特性を有するので、発熱部 1 4 4 aが異常に高温になったりすることはなく、定着温度にほぼ近い温度の温度制御を自動的に行うことができる。このことは、図 2 7の奥行き方向（発熱ローラ 1 4 4の回転軸方向）の部分的な温度差に対しても作用し、部分的な発熱作用の差が生じるので、小さいサイズの記録紙を連続して使用しても、記録紙の通過しない部分が異常に高温になることはなく、また、その後に大きいサイズの記録紙を使用してもホットオフセットが生じることはない。

また、発熱ローラ 1 4 4の材質、厚さ等は定着ベルト 1 2 0の材質、厚さ等とは独立して設定することができる。従って、発熱ローラ 1 4 4 の材質、厚さとして、自己温度制御特性を持たせるために最適な材質、厚さを選ぶことができる。また、定着ベルト 1 2 0の熱容量も発熱ローラ 1 4 4の熱容量とは別個独立に設定することができるので、定着ベルト 1 2 0の熱容量として最適な値を選ぶことができる。

また、定着ローラ 1 4 3は、その材料自身の熱伝導率が低いうえに、発泡体によって構成されているので、内部の空隙の存在により、定着べルト 1 2 0に保持された熱が定着ローラ 1 4 3との接触によっては逃げにくく、効率の良いものとなっている。

本実施の形態においては、ウォームアップ時間を短縮するという目的を達成するために、定着ベルト 1 2 0の熱容量を極力小さく設定すると共に、発熱ローラ 1 4 4の厚さを小さくしてその熱容量も小さく設定している。立ち上がりを速くするために、本実施の形態のように発熱ローラ 1 4 4の厚さを小さくして、その熱容量を定着ベルト 1 2 0の熱容量と同等のレベルに設定すると、発熱ローラ 1 4 4に蓄えられる熱量は非常に小さくなるので、一旦発熱ローラ 1 4 4に熱を蓄えても通常ではすぐに温度が低下してしまう。すなわち、定着ベルト 1 2 0との接触部以外の他の場所で一旦発熱ローラ 1 4 4に熱を与え、それによつて定着べルト 1 2 0を暖める方法では、定着ベルト 1 2 0に十分な熱量を与えるために発熱ローラ 1 4 4自身を相当高い温度にまで加熱する必要があるさらに、二ップ部を通過するときに冷やされる定着ベルト 1 2 0は、そのときの加圧ローラ 1 4 9や定着ローラ 1 4 3の温度や記録紙 1 1 5の温度状態によって大きく異なった温度に冷やされる可能性がある。従つて、上記の方法では、それに応じて発熱ローラ 1 4 4の温度も大きく異なった温度に設定しなければならない。

しかるに、本実施の形態においては、発熱が発熱ローラ 1 4 4の定着ベルト 1 2 0と接触している部分で行われるために、定着ベルト 1 2 0 に必要な熱がすぐに伝わるので、必要以上に発熱ローラ 1 4 4を高温にする必要がない。また、発熱ローラ 1 4 4の定着ベルト 1 2 0との接触部を通り過ぎた位置の近傍では発熱がほとんど無いため、この部分の温度が一定に維持されるように制御することにより、ニップ部に突入する定着ベルト 1 2 0の温度を常に一定に保持することができる。その結果、加圧ローラ 1 4 9等の温度状態の如何にかかわらず安定な定着が可能となる。

また、本実施の形態においては、発熱ローラ 1 4 4によって熱せられた定着ベルト 1 2 0が定着ローラ 1 4 3よりも先にまず記録紙 1 1 5に接触することとなるので、必要な温度に保たれた状態で記録紙 1 1 5上のトナー 1 3 5を溶かすことができる。さらに、定着ベル卜 1 2 0の熱容量が小さいことから、定着ベルト 1 2 0が記録紙 1 1 5に接触し始めると、記録紙 1 1 5に熱が奪われ始め、記録紙 1 1 5が二ップ部を通過して定着ベルト 1 2 0から分離されるときには、定着ベルト 1 2 0の温度が相当に低下する。その結果、ホットオフセットが生じることを防止することができる。

また、本実施の形態においては、発熱ローラ 1 4 4 (発熱部）が定着ベルト 1 2 0の内部に設置されている一方、励磁コイル 1 2 3や背面コァ 1 2 4は定着ベルト 1 2 0の外部に設置されているので、励磁コイル 1 2 3等が発熱部の温度の影響を受けて昇温することを防止することができる。このため、発熱量を安定に保つことができる。

尚、本実施の形態においては、定着ベルト 1 2 0が樹脂によって構成されているカ^ 樹脂の代わりに金属を用いて構成することもできる。この場合には、電磁誘導による発熱の一部がこの定着ベルト 1 2 0内で発生するが、その厚さがごく薄ければ、励磁電流によって発生した磁束は定着ベルト 1 2 0を貫いて発熱ローラ 1 4 4まで達するので、発熱口一ラ 1 4 4に上記と同様の自己温度制御を行わせることができる。

また、本実施の形態においては、発熱ローラ 1 4 4と導電口一ラ 1 4 5とが断熱的に配置されているが、これらを密着させて配置した場合であっても、発熱ローラ 1 4 4に同様に自己温度制御特性を持たせることができる。この場合、発熱ローラ 1 4 4としての熱容量はやや大きくなり、その分ウォームアップ時間が長くなる。

また、本実施の形態においては、発熱ローラ 1 4 4の自己温度制御によって定着ベルト 3 1の表面が所定の定着温度となるように制御する場合を例に挙げて説明したが、発熱ローラ 1 4 4の自己温度制御特性は必ずしもこの場合のみに適用されるものではない。例えば、定着温度の制御は通常のサ一ミス夕等による検出によって行い、発熱ローラ 1 4 4の自己温度制御における温度設定をもっと高くして、装置の高温による破損に対する安全を確保するための異常昇温の防止のためにこれを用いることもできる。

[第 1 1の実施の形態]

次に、本発明の第 1 1の実施の形態における像加熱装置としてのカラ —画像を定着するための定着装置について、図 3 3を用いて説明する。尚、上記第 1 0の実施の形態における定着装置と同様の構成で同じ役割を果たす部分については、その詳細な説明は省略する。

本実施の形態における定着ベルト 1 5 0は、基材 1 5 1がポリイミド樹脂からなる直径 5 0 mm、厚さ 8 0 mのエンドレスのベルトである。定着ベルト 1 5 0の表面には、カラ一画像の定着のために、厚さ 1 5 0 mのシリコーンゴム 1 5 2が被覆されている。尚、本実施の形態においても、発熱は発熱ローラ 1 5 4で行われるので、定着ベルト 1 5 0としてはごく薄い金属や、金属以外のフッ素樹脂等の耐熱性樹脂をフィルム状に形成したものを用いることもできる。

定着ベルト 1 5 0は、上記第 1 0の実施の形態とほぼ同様の構成を有する直径 3 0 mmの定着ローラ 1 5 3と、磁性ステンレスからなる厚さ 0 . 4 mmの発熱ローラ 1 5 4とに所定の張力をもって懸架されており、矢印 Cの方向に回転移動可能となっている。加圧ローラ 1 5 7は、硬度 J I S A 6 0度のシリコーンゴムによって構成され、定着ベルト 1 5 0 を介して定着ローラ 1 5 3に圧接して二ップ部を形成している。尚、加圧ローラ 1 5 7は、定着ベルト 1 5 0の回転に伴って金属軸 1 6 0の周りに回転するこどができるように支持されている。

1 7 1は励磁コイル、 1 7 2は背面コアであり、励磁コイル 1 7 1と背面コア 1 7 2は発熱ローラ 1 5 4に定着ベル卜 1 5 0を介して小さな間隙を開けて対向配置されている。背面コア 1 7 2は、その断面形状が E形をしており、その中心部の凸部に励磁コイル 1 7 1が巻回されている。上記第 1 0の実施の形態と同様に、励磁コイル 1 7 1に励磁回路 1 7 5から周波数が 3 0 k H zの励磁電流を印加することにより、図中の矢印 G、 G ' で示すような磁束が生成消滅を繰り返し、発熱ローラ 1 5 4が定着ベルト 1 5 0との接触部である発熱部 1 5 4 aを中心に励磁されて渦電流が発生する。このため、発熱ローラ 1 5 4の発熱部 1 5 4 a が発熱する。このとき、発熱ローラ 1 5 4に発生する渦電流は、発熱口 —ラ 1 5 4に用いられる材料の透磁率及び固有抵枋と、印加される励磁電流の周波数とによって定まる表皮深さよりも浅い表面に集中する。発熱ローラ 1 5 4に用いられたステンレス材料の特性と印加される励磁電流の周波数とから計算すると、表皮深さは約 0 . 3 mmであった。発熱ローラ 1 5 4の厚さは 0 . 4 mmに設定されているため、発熱のほとんどが発熱ローラ 1 5 4の表面側の表皮深さによって定まる厚さの中で起こっていることになる。従って、発熱ローラ 1 5 4の厚さに部分的なムラがあっても、発熱のムラとはならないため、均一な発熱が可能となる。また、発熱ローラ 1 5 4の定着ベルト 1 5 0と接触している表面に発熱が集中するので、定着ベルト 1 5 0に効率良く熱が伝わる。

発熱ローラ 1 5 4の定着ベルト 1 5 0との接触部を通り過ぎた位置の近傍部分 1 5 4 bには、温度センサ 1 5 8が発熱ローラ 1 5 4の表面に接触した状態で設けられている。そして、温度センサ 1 5 8からの検知出力により、制御手段 1 7 9を通して励磁回路 1 7 5の出力が制御される。これにより、発熱ローラ 1 5 4の定着ベルト 1 5 0との接触部を通り過ぎた位置の近傍部分 1 5 4 bが常に一定温度に維持されるように、発熱量が制御される。

カラー画像形成装置（図示せず）に、以上のように構成された定着装置を装着し、ポリエステルを基材としたシャープメルトのカラートナー 1 8 5によって形成されたカラ一画像を乗せた記録紙 1 8 6を、図 3 3 の矢印 Hの方向から定着装置に突入させ、記録紙 1 8 6上のトナー像を定着させる。

本実施の形態においては、発熱が発熱ローラ 1 5 4の定着ベルト 1 5 0との接触部で行われ、その熱は即座に定着ベルト 1 5 0に伝えられるので、発熱ローラ 1 5 4を必要以上に高温にする必要がない。また、発熱ローラ 1 5 4の定着ベルト 1 5 0との接触部を通り過ぎた位置の近傍部分 1 5 4 bの温度を検知することによって発熱量が制御されるので、定着ベルト 1 5 0の温度を常に定着に最適な温度に維持することができる。

また、二ップ部を通過するときに冷やされる定着ベル卜 1 5 0は、そのときの加圧ローラ 1 5 7や定着ローラ 1 5 3の温度や記録紙 1 8 6の温度状態によって大きく異なった温度に冷やされる可能性がある。しかし、発熱ローラ 1 5 4の定着ベルト 1 5 0との接触部で発熱し、その発熱量は、発熱ローラ 1 5 4の定着ベル卜 1 5 0との接触部を通り過ぎた位置の近傍部分 1 5 4 bの温度が一定となるように制御されているので，定着ベルト 1 5 0の温度の低下に関係なく、発熱量を安定に制御することができる。従って、発熱ローラ 1 5 4の熱容量を非常に小さくしても、定着ベルト 1 5 0の温度の低下に応じて発熱ローラ 1 5 4の温度制御を変更する必要がなく、ニップ部に突入するときの定着ベルト 1 5 0の温度を常に一定に保つことができる。

さらに、本実施の形態においては、定着ベルト 1 5 0の熱容量が小さいことから、定着ベルト 1 5 0が記録紙 1 Έ 6に接触し始めると、記録紙 1 8 6に熱が奪われ始め、記録紙 1 8 6が二ップ部を通過して定着べルト 1 5 0から分離されるときには、定着ベルト 1 5 0の温度が相当に低下する。その結果、ニップ部に突入するときの定着ベルト 1 5 0の温度をかなり高く設定しても、ホットオフセットが生じることはない。本実施の形態においては、発熱ローラ 1 5 4の定着ベルト 1 5 0との接触部を通り過ぎた位置の近傍部分 1 5 4 bの温度を検知することによって発熱量が制御されるので、ニップ部の前半部における温度を微妙に制御することができる。従って、シャープメルトのカラートナ一 1 8 5を用いた場合であっても、カラートナー 1 8 5を一旦十分に溶かしながらホットオフセットなしに定着することができる。

また、発熱口一ラ 1 5 4の定着ベル卜 1 5 0との接触部を通り過ぎた位置の近傍では発熱がほとんど無いため、この部分の温度が一定に維持されるように制御することにより、エップ部に突入する定着ベルト 1 5 0の温度を常に一定に保持することができる。その結果、加圧ローラ 1 5 7等の温度状態の如何にかかわらず安定な定着が可能となる。

また、定着ローラ 1 5 3は、その材料自身の熱伝導率が低いうえに、発泡体によって構成されているので、内部の空隙の存在により、定着べルト 1 5 0に保持された熱が定着ローラ 1 5 3との接触によっては逃げにくく、効率の良いものとなっている。さらに、定着口一ラ 1 5 3の硬度は加圧ローラ 1 5 7の硬度よりもかなり低く設定されているので、二ップ部では定着ベルト 1 5 0が加圧ローラ 1 5 7の外周面に沿って変形している。このため、記録紙 1 8 6がこの二ップ部を通過して出てくるときには、定着ベルト 1 5 0から離れる方向に記録紙 1 8 6が押し出されるので、剥離性が極めて良好である。産業上の利用可能性

以上のように、本発明によれば、発熱部材を発熱させるために必要な電力を得る際に励磁コイルに大きな電流を流す必要のない像加熱装置を実現することができるので、ウォームアップ時間の短縮や省エネルギなどを考慮した電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置に用いられる定着装置に利用可能である。

Claims

請求の範囲

1 . 磁性と導電性とを有する回転体からなる発熱部材と、前記発熱部材の周面に対向して配置され、電磁誘導によって前記発熱部材を発熱させる励磁コイルとを備えた像加熱装置であって、前記励磁コイルが、表面が絶縁された線材を束ねた線束を、前記発熱部材の回転軸方向に延伸し、かつ、前記発熱部材の周方向に沿って周回して形成され、前記発熱部材の回転軸方向に延伸した線束が少なくとも一箇所で互いに密着していることを特徴とする像加熱装置。

2 . 線束が発熱部材の回転軸方向の両端部において中央部よりも多く重ねられている請求項 1に記載の像加熱装置。

3 . 線材の外径が 0 . 1 111111以上0 . 3 mm以下であり、線束の外径が 5 mm以下である請求項 1に記載の像加熱装置。

4 . 励磁コイルを発熱部材に対向させた状態における、前記励磁コィルのインダクタンスが 1 0 j^ H以上 5 0 H以下であり、電気抵抗が 0 .

5 Ω以上 5 Ω以下である請求項 1に記載の像加熱装置。

5 . 励磁コイルの外側に磁性材料からなるコアをさらに備えた請求項 1に記載の像加熱装置。

6 . コアの発熱部材の回転軸方向に沿った長さが前記発熱部材の回転軸方向の長さよりも短い請求項 5に記載の像加熱装置。

7 . 励磁コイルの外周部における発熱部材の回転軸方向の長さが使用される最大幅の被記録材の幅以上であり、コアの発熱部材の回転軸方向の長さが使用される最大幅の被記録材の幅以上である請求項 5に記載の像加熱装置。

8 . コアの端面から発熱部材の端面までの前記発熱部材の回転軸方向に沿った距離が、前記コアと発熱部材との対向間隔よりも長い請求項 5 に記載の像加熱装置。

9 . コアが、励磁コイルを介さずに発熱部材と対向する対向部と、前記励磁コイルを介して前記発熱部材と対向する透磁部とを有する請求項

5に記載の像加熱装置。

1 0 . 発熱部材が磁性材料からなる支持部材によって支持されており、前記支持部材とコアとの間隔が、前記コアと前記発熱部材との対向間隔の 2倍以上である請求項 9に記載の像加熱装置。

1 1 . 透磁部の発熱部材の回転軸方向に沿った最外端間の長さが、対向部の前記発熱部材の回転軸方向に沿った最外端間の長さ以下である請求項 9に記載の像加熱装置。

1 2 . 対向部の少なくとも一部が透磁部よりも発熱部材に近接して近接部が形成された請求項 9に記載の像加熱装置。

1 3 . 近接部が複数設けられ、複数の前記近接部のうち一箇所が励磁コイルの周回の中央に位置している請求項 1 2に記載の像加熱装置。

1 4 . コアの少なくとも一部が発熱部材の回転軸方向に間隙を有する請求項 5に記載の像加熱装置。

1 5 . コアが、励磁コイルを介さずに発熱部材と対向する対向部と、前記励磁コイルを介して前記発熱部材と対向する透磁部とを有し、前記コアの前記透磁部における間隙の分布が前記発熱部材の回転軸方向に不均一である請求項 1 4に記載の像加熱装置。

1 6 . コアの透磁部における間隙が発熱部材の回転軸方向の端部の方で中央部よりも狭くなつている請求項 1 5に記載の像加熱装置。

1 7 . コアが、励磁コイルを介さずに発熱部材と対向する対向部と、前記励磁コイルを介して前記発熱部材と対向する透磁部とを有し、前記コアの前記対向部が前記発熱部材の回転軸方向の励磁コイルの中心線に対して非対称な位置に配置されている請求項 1 4に記載の像加熱装置。

1 8 . コアが、励磁コイルを介さずに発熱部材と対向する対向部と、前記励磁コイルを介して前記発熱部材と対向する透磁部とを有し、前記コアの前記対向部における間隙が前記コアの前記透磁部における間隙よりも前記発熱部材の回転軸方向に小さい請求項 1 4に記載の像加熱装置。

1 9 . コアが、励磁コイルを介さずに発熱部材と対向する対向部と、前記励磁コイルを介して前記発熱部材と対向する透磁部とを有し、前記コアの前記対向部が前記発熱部材の回転軸方向に連続している請求項 1 4に記載の像加熱装置。

2 0 . 発熱部材がパイプ状に形成されており、前記発熱部材の内部の回転軸に垂直な面の断面積がコアと励磁コイルの最大断面積よりも小さい請求項 5に記載の像加熱装置。

2 1 . コアの一部を分割して可動部が構成され、前記可動部が前記コァの他の部分に対して移動可能に保持された請求項 5に記載の像加熱装

2 2 . 使用される被記録材が通過する領域の外側に位置する可動部を、コアの他の部分に対して移動させるようにした請求項 2 1に記載の像加熱装置。

2 3 . 励磁コイルの背面の少なくとも一部を覆う導電性部材からなる遮蔽部材をさらに備えた請求項 1に記載の像加熱装置。

2 4 . 励磁コイルを空気流によって冷却する冷却手段をさらに備えた請求項 1に記載の像加熱装置。

2 5 . 励磁コイルと発熱部材との間に熱の伝達を遮蔽する断熱部材をさらに備えた請求項 1に記載の像加熱装置。

2 6 . 励磁コイルの外側に磁性材料からなるコアをさらに備え、前記励磁コイルの発熱部材の回転軸方向に沿った長さが、断熱部材の前記発熱部材の回転軸方向に沿った長さよりも短く、前記コアの前記発熱部材の回転軸方向に沿った長さよりも長い請求項 2 5に記載の像加熱装置。

2 7 . 定着ローラと、前記定着ローラと発熱部材とに懸架された定着ベルトとをさらに備えた請求項 1に記載の像加熱装置。

2 8 . 励磁コイルの外側に磁性材料からなるコアをさらに備え、前記コアが、前記励磁コイルを介さずに発熱部材と対向する対向部と、前記励磁コイルを介して前記発熱部材と対向する透磁部とを有し、前記対向部の前記発熱部材の回転軸方向に沿った最外端間の長さが定着ベルトの幅以下である請求項 2 7に記載の像加熱装置。

2 9 . 磁性と導電性とを有する回転体からなる発熱部材と、前記発熱部材の周面に対向して配置され、電磁誘導によって前記発熱部材を発熱させる励磁コイルとを備えた像加熱装置であって、前記励磁コイルが、表面が絶縁された線材を束ねた線束を前記発熱部材の回転軸方向に延伸し、かつ、前記発熱部材の周方向に沿って周回して形成され、前記発熱部材の回転軸方向の両端部において、前記励磁コイルの線束が中央部よりも多く重ねて周回されていることを特徴とする像加熱装置。

3 0 . 磁性と導電性とを有する回転体からなる発熱部材と、前記発熱部材の周面に対向して配置され、電磁誘導によって前記発熱部材を発熱させる励磁コイルとを備えた像加熱装置であって、前記励磁コイルの外側に磁性材料からなるコアをさらに備え、前記コアの前記発熱部材の回転軸方向に沿った長さが、使用される最大幅の被記録材の幅以上であることを特徴とする像加熱装置。

3 1 . 磁性と導電性とを有する回転体からなる発熱部材と、前記発熱部材の周面に対向して配置され、電磁誘導によって前記発熱部材を発熱させる励磁コイルとを備えた像加熱装置であって、前記励磁コイルの外側に対して前記発熱部材と反対側に、磁性材料からなり、前記励磁コィルを介さずに前記発熱部材と対向する対向部と、前記励磁コイルを介して前記発熱部材と対向する透磁部とを有するコアをさらに備え、前記対向部の少なくとも一部が前記透磁部よりも前記発熱部材に近接して近接部が形成されると共に、前記コアの少なくとも一部が前記発熱部材の回転軸方向に間隙を有することを特徴とする像加熱装置。

3 2 . 磁性と導電性とを有する回転体からなる発熱部材と、前記発熱部材の周面に対向して配置され、電磁誘導によって前記発熱部材を発熱させる励磁コイルとを備えた像加熱装置であって、前記励磁コイルの外側に対して前記発熱部材と反対側に、磁性材料からなり、前記励磁コィルを介さずに前記発熱部材と対向する対向部と、前記励磁コイルを介して前記発熱部材と対向する透磁部とを有するコアをさらに備え、前記対向部と前記発熱部材との対向面積が、前記透磁部の発熱部材の円周方向に垂直な断面積よりも大きいことを特徴とする像加熱装置。

3 3 . 磁性と導電性とを有する回転体からなる発熱部材と、前記発熱部材の周面に対向して配置され、電磁誘導によって前記発熱部材を発熱させる励磁コイルとを備えた像加熱装置であって、前記励磁コイルの外側に対して前記発熱部材と反対側に磁性材料からなるコアをさらに備え、前記コアの一部を分割して可動部が構成され、前記可動部が前記コアの他の部分に対して移動可能に保持されたことを特徴とする像加熱装置。

3 4 . 定着ベルトと、前記定着ベルトに圧接して前記定着ベルトの表面側に二ップ部を形成する加圧手段と、少なくとも一部が導電性部材からなり、前記定着ベルトを移動可能に懸架する発熱ローラと、前記定着ベルトを介して前記発熱ローラの周面に対向して配置され、前記発熱口ーラの前記定着ベル卜との接触部を励磁して発熱させる励磁コイルとを備えた像加熱装置。

3 5 . 定着ベルトの移動方向における励磁幅が、前記定着ベルトと発熱ローラとの接触幅とほぼ同一もしくはそれ以下である請求項 3 4に記載の像加熱装置。

3 6 . 発熱ローラの定着ベルトとの接触部以外の表面に接触して温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の出力に応じて励磁コィルの出力を制御する制御手段とをさらに備えた請求項 3 4に記載の像加熱装置。

3 7 . 励磁コイルに所定の周波数を有する励磁電流が印加され、発熱ローラの導電性部材がその材質と前記所定の周波数とによって定まる表皮深さ以上の厚さを有する請求項 3 4に記載の像加熱装置。

3 8 . 定着ベルトと、前記定着ベルトに圧接して前記定着ベル卜の表面側に二ップ部を形成する加圧手段と、キュリー温度が所定の値に設定された磁性材料からなり、前記定着ベルトを移動可能に懸架する発熱口 —ラと、前記発熱ローラ内に設けられた導電性部材と、前記定着ベルトを介して前記発熱ローラの周面に対向して配置され、前記発熱ローラの前記定着ベルトとの接触部を励磁して発熱させる励磁コイルとを備えた像加熱装置。

3 9 . 導電性部材が発熱ローラとは断熱的に設けられた請求項 3 8に記載の像加熱装置。

4 0 . 励磁コイルに所定の周波数を有する励磁電流が印加され、発熱ローラがその材質と前記所定の周波数とによって定まる表皮深さ以上の厚さを有する請求項 3 8に記載の像加熱装置。

4 1 . 被記録材に未定着画像を形成し担持させる画像形成手段と、前記未定着画像を前記被記録材に定着する定着装置とを備えた画像形成装置であって、前記定着装置として請求項 1〜4 0のいずれかに記載の像加熱装置を用いることを特徴とする画像形成装置。