JP2001313162A - 加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱回転体（定着ローラ）の外部に設けられ
た誘導コイルの漏れ磁束をシールド部材で抑制する構成
において、誘導コイルの温度上昇による加熱効率の低下
等の問題を解消する。 【解決手段】 定着ローラ２８の外周面に沿って巻回さ
れた誘導コイル３２の該定着ローラ２８と反対側を断面
略コ字状のシールド部材３４が覆っており、該シールド
部材３４には放熱を促進させるための多数の穴４６が全
面に均一に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙、フィルム等の
シート状体を加熱する加熱装置、及び該加熱装置を定着
装置として備える複写機、プリンタ、ファクシミリ等の
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画
像形成装置では、樹脂、磁性体、着色等からなるトナー
像を静電的に担持した被記録材を、定着装置に通して定
着を行うようになっている。定着装置は、加熱回転体と
しての定着ローラと、該定着ローラとの間で定着ニップ
部を形成する加圧ローラを有しており、被記録材を定着
ニップ部で挟持搬送しながら熱と圧力を加え、これによ
りトナー像が被記録材上に溶融定着される。

【０００３】このような定着装置における定着ローラの
加熱方式としては、例えば特開昭５９−３３７８７号公
報に記載されているように、加熱源として高周波誘導を
利用した誘導加熱方式が知られている。特開昭５９−３
３７８７号公報に記載の誘導加熱方式の定着装置では、
金属導体からなる中空の定着ローラの内部に誘導コイル
が同心状に配置されており、この誘導コイルに高周波電
流を流して高周波磁界により定着ローラに誘導渦電流を
発生させ、定着ローラ自体の表皮抵抗によって定着ロー
ラそのものを発熱させるようになっている。この誘導加
熱方式の定着装置によれば、電気−熱変換効率が極めて
高く、また、熱発生源（定着ローラの発熱層）をトナー
像のごく近くに配置することができるので、ハロゲンラ
ンプによって定着ローラの内部から加熱する従来の熱ロ
ーラ方式に比べ、定着装置起動時に定着ローラ表面の温
度が定着を行うのに適当な温度となるまでに要する時間
（ウォームアップタイム）を短くできるという特徴があ
る。

【０００４】しかしながら、定着ローラの内部に誘導コ
イルを設ける方式では、定着ローラの内部の温度上昇と
誘導コイル自体の電気抵抗による発熱などにより、誘導
コイルが高温となり、電力効率が低下するという問題が
あった。また、誘導コイルは樹脂により被覆されている
が、この被覆が高温により溶融し、誘導コイルの絶縁性
が損なわれてしまうという問題があった。また、事故や
寿命により定着ローラの交換が必要になったときに、定
着ローラの内部から誘導コイルを取り外すなどの手間が
かかり、交換に時間を要するため、サービスコストが高
くなってしまうという問題があった。定着ローラとし
て、剛性を有する金属パイプに代えて、可撓性を有する
薄肉の金属スリーブを用いるタイプもあるが、上記問題
は同様に生じる。

【０００５】そこで、例えば特開昭５４−３９６４５号
公報に開示されているように、誘導コイルの温度上昇を
抑えるために、定着ローラ等の内部へ送風する冷却手段
を設ける提案がなされている。しかしながら、誘導コイ
ル及びこれを支持するコアばかりでなく、定着ローラの
内面までも冷却するため、これが定着ローラの表面温度
にも影響して定着能力が損なわれるという問題があっ
た。

【０００６】ところで、誘導加熱方式の加熱装置では、
上記誘導コイルの温度上昇に係る問題の他に、磁束が外
部に漏れ、定着装置の周辺に存在する機器やハーネス等
に対して誤作動や磁気的発熱を招く懸念があった。特開
平９−１６００６号公報には、定着ローラの内部に誘導
コイルを設けるタイプにおいて、誘導コイルの芯材に放
熱手段を設けて温度上昇を抑制するとともに、強磁性体
からなるシールド部材を設けて磁束漏れを抑制する加熱
装置（定着装置）が開示されている。

【０００７】特開平１１−２９７４６２号公報には、磁
束を発生させる誘導コイルを定着ローラの外部に設け、
該誘導コイルの定着ローラと反対側を磁性体で覆って磁
束漏れを防止する加熱装置（定着装置）が開示されてい
る。誘導コイルを定着ローラの外部に設けるようにすれ
ば、定着ローラの交換も容易となり、定着ローラの内部
に設ける場合に比べて誘導コイルの温度上昇も少ないの
で加熱効率も向上する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、誘導コ
イルを加熱回転体（定着ローラ）の外部に設ける方式で
は、定着ローラの内部に設ける方式に比べ、定着ローラ
の交換等にかかるメンテナンス性において絶対的有利性
がある。しかしながら、外部への磁束漏れを防止するた
めに、シールド部材（磁性体）で誘導コイルの定着ロー
ラと反対側を覆う構成とした場合、程度の差はあるもの
の、定着ローラの内部に誘導コイルを設ける場合と同様
の問題が生じる。

【０００９】すなわち、誘導コイル自体の発熱により昇
温した空気がシールド部材内に籠もり、この温度上昇が
シールド部材による自然放熱作用を上回って誘導コイル
をさらに昇温させる。これにより、誘導コイルの電気抵
抗が上昇し、消費電力が増大するとともに定着ローラの
加熱効率が低減する。また、誘導コイルの絶縁破壊を生
じる懸念もある。また、誘導コイルによって発生する磁
束によりシールド部材自体にも渦電流が生じ、シールド
部材自体も発熱する。これは、上記誘導コイルの昇温に
係る問題をさらに助長させることになる。

【００１０】そこで、本発明は、誘導コイルを加熱回転
体（定着ローラ）の外部に設ける方式において、誘導コ
イルの温度上昇を抑制でき、該方式の利点を十分に活か
せる加熱装置、及びこれを定着装置として備える画像形
成装置の提供を、その主な目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、誘導電流により発熱しシ
ート状体に熱を与える加熱回転体と、該加熱回転体の外
部に設けられ誘導電流を生じさせる磁束を発生させる誘
導コイルと、該誘導コイルの磁束漏れを抑制するシール
ド部材を有する加熱装置において、上記シールド部材の
放熱を促進可能に構成されている、という構成を採って
いる。

【００１２】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
加熱装置において、上記シールド部材が、通気用開口部
を有している、という構成を採っている。

【００１３】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
加熱装置において、上記通気用開口部が、上記誘導コイ
ルの温度分布に応じて形成されている、という構成を採
っている。

【００１４】請求項４記載の発明では、請求項２又は３
記載の加熱装置において、上記通気用開口部が、穴であ
る、という構成を採っている。

【００１５】請求項５記載の発明では、請求項２又は３
記載の加熱装置において、上記通気用開口部が、スリッ
トである、という構成を採っている。

【００１６】請求項６記載の発明では、請求項５記載の
加熱装置において、上記スリットが、上記シールド部材
に発生する渦電流を遮るように形成されている、という
構成を採っている。

【００１７】請求項７記載の発明では、請求項１記載の
加熱装置において、上記シールド部材が、放熱面積を拡
大されている、という構成を採っている。

【００１８】請求項８記載の発明では、請求項７記載の
加熱装置において、上記放熱面積の拡大化が、凸部を形
成することによってなされている、という構成を採って
いる。

【００１９】請求項９記載の発明では、請求項７記載の
加熱装置において、上記放熱面積の拡大化が、窪みを形
成することによってなされている、という構成を採って
いる。

【００２０】請求項１０記載の発明では、誘導電流によ
り発熱しシート状体に熱を与える加熱回転体と、該加熱
回転体の外部に設けられ誘導電流を生じさせる磁束を発
生させる誘導コイルと、該誘導コイルを保持する保持部
材と、該誘導コイルの磁束漏れを抑制するシールド部材
を有する加熱装置において、上記磁束による上記シール
ド部材の発熱を抑制可能に構成されている、という構成
を採っている。

【００２１】請求項１１記載の発明では、請求項１０記
載の加熱装置において、上記シールド部材が、磁性体層
と絶縁体層の積層構造を有し、該積層構造は該シールド
部材に発生する渦電流を遮る方向性を有している、とい
う構成を採っている。

【００２２】請求項１２記載の発明では、請求項１１記
載の加熱装置において、上記シールド部材が、通気用開
口部を有している、という構成を採っている。

【００２３】請求項１３記載の発明では、請求項１２記
載の加熱装置において、上記通気用開口部が、上記誘導
コイルの温度分布に応じて形成されている、という構成
を採っている。

【００２４】請求項１４記載の発明では、請求項１２又
は１３記載の加熱装置において、上記通気用開口部が、
穴である、という構成を採っている。

【００２５】請求項１５記載の発明では、請求項１２又
は１３記載の加熱装置において、上記通気用開口部が、
スリットである、という構成を採っている。

【００２６】請求項１６記載の発明では、請求項１５記
載の加熱装置において、上記スリットが、上記シールド
部材に発生する渦電流を遮るように形成されている、と
いう構成を採っている。

【００２７】請求項１７記載の発明では、請求項１１記
載の加熱装置において、上記シールド部材が、放熱面積
を拡大されている、という構成を採っている。

【００２８】請求項１８記載の発明では、請求項１７記
載の加熱装置において、上記放熱面積の拡大化が、凸部
を形成することによってなされている、という構成を採
っている。

【００２９】請求項１９記載の発明では、請求項１７記
載の加熱装置において、上記放熱面積の拡大化が、窪み
を形成することによってなされている、という構成を採
っている。

【００３０】請求項２０記載の発明では、請求項１８又
は１９記載の加熱装置において、上記放熱面積の拡大化
が、上記磁性体層と絶縁体層のうち熱伝導率の高い方の
層のみになされている、という構成を採っている。

【００３１】請求項２１記載の発明では、請求項１又は
１０記載の加熱装置において、上記シールド部材を冷却
する冷却手段を有している、という構成を採っている。

【００３２】請求項２２記載の発明では、請求項２１記
載の加熱装置において、上記冷却手段が空冷ファンであ
る、という構成を採っている。

【００３３】請求項２３記載の発明では、請求項２２記
載の加熱装置において、上記空冷ファンによる気流が温
度検知域の雰囲気に影響を与えないように構成されてい
る、という構成を採っている。

【００３４】請求項２４記載の発明では、請求項２２記
載の加熱装置において、上記空冷ファンによる気流が上
記加熱回転体の温度に影響を与えないように構成されて
いる、という構成を採っている。

【００３５】請求項２５記載の発明では、請求項２２記
載の加熱装置において、上記シート状体が未定着画像を
担持したものであり、上記空冷ファンによる気流が該未
定着画像に影響を与えないように構成されている、とい
う構成を採っている。

【００３６】請求項２６記載の発明では、請求項２１乃
至２５のうちの一つに記載の加熱装置において、上記シ
ールド部材が、通気用開口部を有している、という構成
を採っている。

【００３７】請求項２７記載の発明では、請求項２６記
載の加熱装置において、上記通気用開口部が、上記誘導
コイルの温度分布に応じて形成されている、という構成
を採っている。

【００３８】請求項２８記載の発明では、請求項２６又
は２７記載の加熱装置において、上記通気用開口部が、
穴である、という構成を採っている。

【００３９】請求項２９記載の発明では、請求項２６又
は２７記載の加熱装置において、上記通気用開口部が、
スリットである、という構成を採っている。

【００４０】請求項３０記載の発明では、請求項２９記
載の加熱装置において、上記スリットが、上記シールド
部材に発生する渦電流を遮るように形成されている、と
いう構成を採っている。

【００４１】請求項３１記載の発明では、請求項２１乃
至２５のうちの一つに記載の加熱装置において、上記シ
ールド部材が、放熱面積を拡大されている、という構成
を採っている。

【００４２】請求項３２記載の発明では、請求項３１記
載の加熱装置において、上記放熱面積の拡大化が、凸部
を形成することによってなされている、という構成を採
っている。

【００４３】請求項３３記載の発明では、請求項３１記
載の加熱装置において、上記放熱面積の拡大化が、窪み
を形成することによってなされている、という構成を採
っている。

【００４４】請求項３４記載の発明では、請求項２１記
載の加熱装置において、上記冷却手段が、上記シールド
部材内に形成された冷媒通路と、該冷媒通路で冷媒を移
動させる冷媒駆動部材を有している、という構成を採っ
ている。

【００４５】請求項３５記載の発明では、請求項３４記
載の加熱装置において、上記冷媒が空気であり、上記冷
媒駆動部材がエアーポンプである、という構成を採って
いる。

【００４６】請求項３６記載の発明では、請求項３４記
載の加熱装置において、上記冷媒が液体であり、上記冷
媒駆動部材が液体ポンプである、という構成を採ってい
る。

【００４７】請求項３７記載の発明では、請求項１乃至
３６のうちの一つに記載の加熱装置において、上記誘導
コイルが上記シールド部材によって保持されている、と
いう構成を採っている。

【００４８】請求項３８記載の発明では、未定着画像を
定着する定着装置を有する画像形成装置において、上記
定着装置が、請求項１乃至３７のうちの一つの加熱装置
である、という構成を採っている。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。まず、図３に基づいて、本実施形態に
係る画像形成装置の一例としてのプリンタ２の全体構成
の概要を説明する。プリンタ２は、給紙手段４と、レジ
ストローラ対６と、像担持体としての感光体ドラム８
と、転写手段１０と、誘導加熱方式の加熱装置としての
定着装置１２等を有している（請求項３８）。給紙手段
４は、記録材としての用紙Ｐが積載状態で収容される給
紙トレイ１４と、給紙トレイ１４に収容された用紙Ｐを
最上のものから順に１枚ずつ分離して送り出す給紙コロ
１６等を有している。給紙コロ１６によって送り出され
た用紙Ｐはレジストローラ対６で一旦停止され、姿勢ず
れを矯正された後、感光体ドラム８の回転に同期するタ
イミングで、すなわち、感光体ドラム８上に形成された
トナー像の先端と用紙Ｐの搬送方向先端部の所定位置と
が一致するタイミングでレジストローラ対６により転写
部位Ｎへ送られる。

【００５０】感光体ドラム８の周りには、矢印で示す回
転方向順に、帯電手段としての帯電ローラ１８と、図示
しない露光手段の一部を構成するミラー２０と、現像ロ
ーラ２２ａを備えた現像手段２２と、転写手段１０と、
クリーニングブレード２４ａを備えたクリーニング手段
２４等が配置されている。帯電ローラ１８と現像手段２
２の間において、ミラー２０を介して感光体ドラム８上
の露光部２６に露光光Ｌｂが照射され、走査されるよう
になっている。

【００５１】プリンタ２における画像形成動作は従来と
同様に行われる。すなわち、感光体ドラム８が回転を始
めると、感光体ドラム８の表面が帯電ローラ１８により
均一に帯電され、画像情報に基づいて露光光Ｌｂが露光
部２６に照射、走査されて作成すべき画像に対応した静
電潜像が形成される。この静電潜像は感光体ドラム８の
回転により現像手段２２へ移動し、ここでトナーが供給
されて可視像化され、トナー像が形成される。感光体ド
ラム８上に形成されたトナー像は、所定のタイミングで
転写部位Ｎに進入してきた用紙Ｐ上に転写手段１０によ
る転写バイアス印加により転写される。

【００５２】トナー像を担持した用紙Ｐは定着装置１２
へ向けて搬送され、定着装置１２で定着された後、図示
しない排紙トレイへ排出・スタックされる。転写部位Ｎ
で転写されずに感光体ドラム８上に残った残留トナー
は、感光体ドラム８の回転に伴ってクリーニング手段２
４に至り、このクリーニング手段２４を通過する間にク
リーニングブレード２４ａにより掻き落とされて清掃さ
れる。その後、感光体ドラム８上の残留電位が図示しな
い除電手段により除去され、次の作像工程に備えられ
る。

【００５３】定着装置１２は、図１に示すように、加熱
回転体としての定着ローラ２８と、この定着ローラ２８
との間で定着ニップ部ＳＮを形成する加圧部材としての
加圧ローラ３０と、定着ローラ２８の外部に設けられた
誘導コイル３２と、該誘導コイル３２の定着ローラ２８
と反対側を覆い、誘導コイル３２の磁束漏れを抑制する
シールド部材３４と、定着ローラ２８の表面温度を検知
する温度検知手段としてのサーミスタ３６と、サーミス
タ３６の検出信号に基づいて電源３８を介して誘導コイ
ル３２への電力供給を制御する制御手段４０と、シート
状体としての用紙Ｐを定着ニップ部ＳＮへ案内する搬送
ガイド４２と、定着後の用紙Ｐを定着ローラ２８から分
離する分離爪４４等を有している。分離爪４４は定着ロ
ーラ２８の表面に当接又は近接して配置される。

【００５４】制御手段４０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡ
Ｍ，Ｉ／Ｏインターフェース等を包含するマイクロコン
ピュータを意味し、本実施形態では図示しないプリンタ
２のメインコントローラが制御手段４０を兼ねている。
サーミスタ３６は定着ローラ２８の表面に当接するよう
に配置されており、サーミスタ３６の検出信号に基づい
て誘導コイル３２への電力供給を増減させることで、定
着ローラ２８の表面温度が所定の一定温度になるように
制御手段４０により自動制御される。

【００５５】定着ローラ２８は、外径５０ｍｍ、厚さ
０．８ｍｍの鉄製の円筒体として形成されており、図示
しないが、その外周表面には離型性を高めるために厚さ
１０〜５０μｍのＰＴＦＥやＰＦＡの離型層が形成され
ている。鉄製の円筒体の内面に断熱層として発泡シリコ
ンゴムなど熱伝導率の低い層を設けてもよい。加圧ロー
ラ３０は、外径が４０ｍｍであり、アルミニウム製の芯
金３０ａと、この芯金３０ａの外周に設けられた厚さが
２〜３ｍｍのシリコンゴムからなる弾性層３０ｂを有し
ている。定着ローラ２８と加圧ローラ３０は図示しない
支持部材に回転自在に支持されており、定着ローラ２８
は図示しない駆動機構に接続されている。加圧ローラ３
０は図示しない付勢手段により定着ローラ２８に加圧さ
れており、定着ニップ部ＳＮの幅は約７ｍｍに設定され
ている。加圧ローラ３０は定着ニップ部ＳＮの摩擦力で
従動回転する。条件によっては加圧荷重及び定着ニップ
部幅の変更がなされる。

【００５６】誘導コイル３２は、複数の細線を縒り合わ
せた縒り線（リッツ線）として形成されており、図２に
示すように、定着ローラ２８の外周面に沿って平面的に
巻回されている。誘導コイル３２には１０ｋ〜１Ｍ（Ｈ
ｚ）の交流電流が印加される。交流電流に誘導された磁
束が定着ローラ２８の導電層（円筒体）に渦電流を生じ
させ、ジュール熱を発生させる。この定着ローラ２８の
発熱を増加させるためには、機械的精度の許す限り誘導
コイル３２を定着ローラ２８の外周面に非接触状態に近
づければよい。

【００５７】シールド部材３４は、図１に示すように、
断面コ字状で定着ローラ２８の軸方向に延びる形状を有
している。誘導コイル３２はシールド部材３４の凹部に
収容され、且つ、該シールド部材３４に保持されている
（請求項３７）。シールド部材３４とは別の保持部材で
誘導コイル３２を保持する構成としてもよい。

【００５８】定着ローラ２８が回転駆動され、誘導コイ
ル３２に交流電流が印加されて定着ローラ２８の表面が
所定温度に達した状態において、未定着トナー像を担持
した用紙Ｐが搬送ガイド４２に案内されて定着ニップ部
ＳＮに進入する。用紙Ｐは定着ローラ２８の回転に伴っ
て挟持・搬送され、定着ローラ２８の熱と圧力によりト
ナー画像が用紙Ｐに定着される。

【００５９】定着ローラ２８側のみが開放されたシール
ド部材３４の断面コ字状の形状により、誘導コイル３２
で発生した磁束は定着ローラ２８へ集約的に向かうた
め、外部（定着ローラ２８に対向する領域以外の領域）
への磁束漏れが抑制されるとともに、定着ローラ２８に
おける電磁誘導による発熱効率が高まる。

【００６０】定着ローラ２８が昇温するに連れてその熱
がシールド部材３４へ輻射され、シールド部材３４が温
められる。また、誘導コイル３２自体もその電気抵抗に
より発熱し、さらに磁性体であるシールド部材３４自体
も誘導コイル３２で発生した磁束によって発熱する。こ
れらの複合的昇温条件によって誘導コイル３２の雰囲気
温度が上昇し、定着ローラ２８側のみが開放されたシー
ルド部材３４の閉塞的形状によって温度上昇は助長され
る。このため、誘導コイル３２の温度が上昇して電気抵
抗が増加し、消費電力が増大するとともに定着ローラ２
８の加熱効率（発熱効率）が低減する。また、誘導コイ
ル３２の絶縁破壊を生じる場合もある。

【００６１】このような不具合を防止するために、本実
施形態における定着装置１２は、シールド部材３４の放
熱を促進可能に構成されている（請求項１）。具体的に
は、シールド部材３４には、シールド部材３４の放熱を
促進させる通気用開口部としての多数の穴４６が形成さ
れている（請求項２，４）。本実施形態における穴４６
は直径５ｍｍの円形の穴であり、シールド部材３４の定
着ローラ２８の外周面に対応する部分だけでなく、４つ
の側面にも形成されており、且つ、誘導コイル３２の温
度分布に応じて形成されている。穴４６をシールド部材
３４の定着ローラ２８の外周面に対応する部分だけでな
く、４つの側面にも形成しているのは、シールド機能を
低減させないためと、空気の循環を容易にして放熱を促
すためである。穴４６の形状は、楕円形、矩形等でもよ
い。

【００６２】リッツ線形態の場合、誘導コイル３２自体
の発熱分布は誘導コイル３２の縒り線の密度に比例す
る。従って、誘導コイル３２が均等に巻かれていれば、
誘導コイル３２自体の発熱分布は均一であるが、不均一
に巻かれていればその発熱分布に差が生じる。上記の
「誘導コイル３２の温度分布に応じて」とは、誘導コイ
ル３２の巻き方に不均一性がある場合には、誘導コイル
３２が密に巻かれている部分においては穴４６の数を多
くしたり、開口径を大きくしたりするという意味であ
る。本実施形態においては誘導コイル３２の温度分布を
均一としているので、穴４６はシールド部材３４の全面
に均一に形成されている。

【００６３】シールド部材３４の内方（誘導コイル３２
の収容空間）に籠もろうとする熱は穴４６を介してシー
ルド部材３４の外方に逃げるので、シールド部材３４の
蓄熱化が抑制され、誘導コイル３２の温度上昇が抑制さ
れる。シールド部材３４に通気用開口部を形成すること
はシールド機能の低減につながるが、用いられる周波数
が１０ｋ〜１Ｍ（Ｈｚ）であり、３０〜０．３（ｋｍ）
と長波長であることから、１０ｍｍ以下程度の通気用開
口部を設けてもシールド機能は十分にある。また、シー
ルド部材３４に穴４６を形成しても、穴４６から外部へ
漏れようとする磁束に対して、シールド部材３４の残り
の領域が磁力線のバイパスとなるので、外部への磁束の
漏れは起こりにくい。通気用開口部の大きさやシールド
部材３４の厚さは、用いる周波数、材質などによって決
められる。

【００６４】［実施例１］フェライト製のシールド部材
３４に直径５ｍｍの穴４６を全面均一に形成し、誘導コ
イル３２に３０ｋＨｚの交流電流を印加し、厚さ３０μ
ｍのＰＴＦＥの離型層を有する定着ローラ２８を加熱し
た結果、漏れ磁束は問題ないレベルであり、定着ローラ
２８の加熱効率も良好であった。 ［比較例１］シールド部材３４に穴４６を形成しなかっ
た以外は実施例１と同じ条件で行ったところ、定着ロー
ラ２８の加熱効率が悪化した。 ［比較例２］シールド部材３４の半分のみに穴４６を形
成した以外は実施例１と同じ条件で行ったところ、定着
ローラ２８の表面に温度ムラが生じた。

【００６５】誘導コイル３２の巻き方は図１及び図２に
示したものに限定されるものではなく、誘導コイル３２
が定着ローラ２８の外部に設けられていれば上記と同様
の定着ローラ２８の加熱機能を得ることができる。

【００６６】次に、図４に基づいて他の実施形態を説明
する。本実施形態では、シールド部材３４に通気用開口
部としての多数のスリット４８を形成している（請求項
５）。その他の構成は上記実施形態と同様である（以下
の各実施形態において同じ）。スリット４８の大きさ
は、長辺４８ａが５０ｍｍ、短辺４８ｂが２ｍｍで、ス
リット４８間の隙間ｗは１ｍｍである。上記実施形態と
同様に、シールド部材３４の内方に籠もろうとする熱は
スリット４８を介してシールド部材３４の外方に逃げる
ので、シールド部材３４の蓄熱化が抑制され、誘導コイ
ル３２の温度上昇が抑制される。また、スリット４８は
シールド部材３４に発生する渦電流を遮るように形成さ
れている。すなわち、長辺４８ａの向きが誘導コイル３
２に流れる電流の向きに対して略垂直となるように形成
されている（請求項６）。スリット４８の向きをこのよ
うに設定することにより、スリット４８が絶縁層として
機能し、シールド部材３４に生じる渦電流が妨げられ、
電磁誘導によるシールド部材３４自体の発熱が抑制され
る。従って、スリット４８による通気機能とシールド部
材３４の発熱抑制機能が相まって、誘導コイル３２の温
度上昇抑制機能が向上する。

【００６７】上記実施形態ではシールド部材３４に通気
用開口部を形成してシールド部材３４の放熱を促進させ
る構成としたが、シールド部材３４の放熱面積を拡大す
ることによっても同様に誘導コイル３２の温度上昇抑制
機能を得ることができる（請求項７）。例えば、図５に
示すように、シールド部材３４の外面に凸部としての放
熱フィン５０を多数形成すればよい（請求項８）。ま
た、図６に示すように、シールド部材３４の外面に多数
の窪み５２を形成してもよい（請求項９）。

【００６８】次に、図７に基づいて他の実施形態を説明
する。上記各実施形態では、シールド部材３４の放熱を
促進することを特徴としたが、本実施形態では、電磁誘
導によるシールド部材３４の発熱そのものを抑制するこ
とを特徴としている。換言すれば、シールド部材３４の
形状的改善によるアプローチではなく、材質的・機能的
改善によるアプローチである。本実施形態におけるシー
ルド部材３４は、磁性体層５４と、絶縁体層５６の積層
構造を有しており、且つ、シールド部材３４に発生する
渦電流を遮る方向性を有している（請求項１０，１
１）。磁性体層５４としては、フェライト、鉄、コバル
ト、ニッケルなどを採用でき、絶縁体層５６としては、
セラミックス、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）
膜などを採用できる。

【００６９】本実施形態におけるシールド部材３４の積
層方向は、定着ローラ２８の軸方向であり、磁性体層５
４及び絶縁体層５６は、シールド部材３４に発生する渦
電流を遮る方向、すなわち、誘導コイル３２を流れる電
流の向きに対して略直交する向きに延びている。かかる
積層構成は、成層鉄心における渦電流損抑制機能と同様
の機能を有する。 ［実施例２］ニッケルの磁性体層５４とセラミックスの
絶縁体層５６を交互に積層したシールド部材３４を用
い、誘導コイル３２に２０ｋＨｚの交流電流を印加し、
厚さ３０μｍのＰＴＦＥの離型層を有する定着ローラ２
８を加熱した結果、漏れ磁束は問題ないレベルであり、
定着ローラ２８の加熱効率も良好であった。

【００７０】図７で示したシールド部材３４において、
さらに通気用開口部を形成する構成としてもよい（請求
項１２）。この場合、上記実施形態と同様に、穴４６を
形成してもよく（請求項１４）、スリット４８を形成し
てもよい（請求項１５）。また、これらの通気用開口部
を誘導コイル３２の温度分布に応じて形成してもよい
（請求項１３）。さらに、上記スリット４８がシールド
部材３４に発生する渦電流を遮るように形成されている
構成としてもよい（請求項１６）。 ［実施例３］シールド部材３４の全面に穴４６を均一に
形成した以外は実施例２と同様に行ったところ、漏れ磁
束は問題ないレベルであり、定着ローラ２８の加熱効率
は実施例２よりも良好であった。

【００７１】図７で示したシールド部材３４において、
該シールド部材３４が放熱面積を拡大されている構成と
してもよい（請求項１７）。そして、該放熱面積の拡大
化が凸部（例えば図５で示した放熱フィン５０）を形成
することによってなされている構成としてもよく（請求
項１８）、窪み（例えば図６で示した窪み５２）を形成
することによってなされている構成としてもよい（請求
項１９）。さらに、これらの凸部や窪み等の放熱面積の
拡大化が、磁性体層５４と絶縁体層５６のうち熱伝導率
の高い方の層のみになされている構成としてもよい（請
求項２０）。

【００７２】次に、図８に基づいて他の実施形態を説明
する。本実施形態では、通気用開口部を有せず且つ電磁
誘導による発熱抑制構成も有していない単なるシールド
部材３４と、該シールド部材３４を冷却する冷却手段と
しての空冷ファン６０と（請求項２１、２２）、該空冷
ファン６０による気流がサーミスタ３６の温度検知域の
雰囲気に影響を与えることを防止する気流ガイド板６２
と（請求項２３）、該空冷ファン６０による気流が用紙
Ｐ上の未定着画像に影響を与えることを防止する気流ガ
イド板６４を有している（請求項２５）。気流ガイド板
６２，６４は、空冷ファン６０による気流が定着ローラ
２８の温度に影響を与えるのを防止するためにも機能し
ている（請求項２４）。

【００７３】空冷ファン６０による気流がシールド部材
３４に当たることによって、シールド部材３４の放熱が
促進される。シールド部材３４に当たった気流は、気流
ガイド板６２，６４により案内され、支障を来さないよ
うに流れる。空冷ファン６０による気流が直接未定着画
像を担持した用紙Ｐに当たると、未定着画像が飛散した
り、用紙Ｐが気流でバタつくことにより定着ニップ部Ｓ
Ｎに安定して進入しないために紙皺が発生する可能性が
あるが、本実施形態によればこのような懸念を解消する
ことができる。

【００７４】本実施形態におけるシールド部材３４にお
いて、さらに通気用開口部を形成する構成としてもよい
（請求項２６）。この場合、上記実施形態と同様に、穴
４６を形成してもよく（請求項２８）、スリット４８を
形成してもよい（請求項２９）。また、これらの通気用
開口部を誘導コイル３２の温度分布に応じて形成しても
よい（請求項２７）。さらに、上記スリット４８がシー
ルド部材３４に発生する渦電流を遮るように形成されて
いる構成としてもよい（請求項３０）。また、本実施形
態におけるシールド部材３４が放熱面積を拡大されてい
る構成としてもよい（請求項３１）。そして、該放熱面
積の拡大化が凸部（例えば図５で示した放熱フィン５
０）を形成することによってなされている構成としても
よく（請求項３２）、窪み（例えば図６で示した窪み５
２）を形成することによってなされている構成としても
よい（請求項３３）。

【００７５】［実施例４］上記空冷ファン６０を有する
構成において、定着ローラ２８として外径４０ｍｍ、厚
さ０．７ｍｍの鉄製の円筒体の外周面に厚さ２０μｍの
ＰＴＦＥの離型層を設けたものを用いるとともに、図示
しないがフェライトの磁性体層５４とアルマイトの絶縁
体層５６を交互に積層し、且つ、熱伝導率の高い方の層
であるアルマイトの絶縁体層５６の外面に図５で示した
放熱フィン５０と同様の凸部を形成し、且つ、図２で示
した穴４６と同様の通気用開口部を全面に均一に形成た
シールド部材３４を用い、誘導コイル３２に３０ｋＨｚ
の交流電流を印加し、定着ローラ２８を加熱した結果、
漏れ磁束は問題ないレベルであり、定着ローラ２８の加
熱効率も良好であった。

【００７６】次に、図９に基づいて他の実施形態を説明
する。本実施形態では、内部に冷媒通路６６を有するパ
ーマロイ製のシールド部材３４と、該冷媒通路６６で冷
媒としての空気を移動させる冷媒駆動部材としての小型
のエアーポンプ６８（送風ファン、吸引ファンの概念を
含む）を有している（請求項３４，３５）。エアーポン
プ６８より吐出された空気は冷媒通路６６の入口６６ａ
から入り込み、出口６６ｂから噴出する。外気が冷媒通
路６６内を移動することでシールド部材３４は冷却され
る。冷媒として水を用い、冷媒駆動部材として小型の液
体ポンプ（吸引ポンプの概念を含む）を用いてもよい
（請求項３６）。また、冷媒としてガスを用いてもよ
い。

【００７７】上記各実施形態では、定着装置としての加
熱装置を例示したが、本発明に係る加熱装置は、画像を
担持した転写紙（用紙）を加熱してその表面性（つや
等）を改質する装置として、仮定着を行う装置として、
あるいはシート状体を供給してその乾燥処理・ラミネー
ト処理をする装置としても利用できる。

【００７８】

【発明の効果】請求項１，２，３，４，５又は３８記載
の発明によれば、シールド部材の放熱を促進可能に構成
されているので、誘導コイルの温度上昇を抑制すること
ができ、加熱回転体の加熱効率の向上、省電力化、誘導
コイルの絶縁破壊防止による安全性の向上を図ることが
できる。

【００７９】請求項６又は３８記載の発明によれば、ス
リットがシールド部材に発生する渦電流を遮るように形
成されている構成としたので、シールド部材の電磁誘導
による発熱をも抑制でき、誘導コイルの温度上昇をハイ
レベルに抑制することができる。

【００８０】請求項７，８，９又は３８記載の発明によ
れば、シールド部材が放熱面積を拡大されている構成と
したので、シールド部材の放熱促進によって誘導コイル
の温度上昇を抑制することができ、加熱回転体の加熱効
率の向上、省電力化、誘導コイルの絶縁破壊防止による
安全性の向上を図ることができる。

【００８１】請求項１０，１１又は３８記載の発明によ
れば、磁束によるシールド部材の発熱を抑制可能に構成
されているので、誘導コイルの温度上昇を抑制すること
ができ、加熱回転体の加熱効率の向上、省電力化、誘導
コイルの絶縁破壊防止による安全性の向上を図ることが
できる。

【００８２】請求項１２，１３，１４，１５，１６又は
３８記載の発明によれば、シールド部材が通気用開口部
を有している構成としたので、シールド部材の発熱抑制
機能に加えてシールド部材の放熱機能を得ることがで
き、誘導コイルの温度上昇をハイレベルに抑制すること
ができる。

【００８３】請求項１７，１８，１９，２０又は３８記
載の発明によれば、シールド部材が放熱面積を拡大され
ている構成としたので、シールド部材の発熱抑制機能に
加えてシールド部材の放熱機能を得ることができ、誘導
コイルの温度上昇をハイレベルに抑制することができ
る。

【００８４】請求項２１、２２又は３８記載の発明によ
れば、シールド部材を冷却する冷却手段を有している構
成としたので、シールド部材の放熱促進によって誘導コ
イルの温度上昇を抑制することができ、加熱回転体の加
熱効率の向上、省電力化、誘導コイルの絶縁破壊防止に
よる安全性の向上を図ることができる。ことを特徴とす
る加熱装置。

【００８５】請求項２３又は３８記載の発明によれば、
空冷ファンによる気流が温度検知域の雰囲気に影響を与
えないように構成されているので、温度検知手段による
誤検知を防止することができる。

【００８６】請求項２４又は３８記載の発明によれば、
空冷ファンによる気流が加熱回転体の温度に影響を与え
ないように構成されているので、加熱回転体の加熱効率
の低減を防止することができる。

【００８７】請求項２５又は３８記載の発明によれば、
空冷ファンによる気流が未定着画像に影響を与えないよ
うに構成されているので、画像乱れや紙皺を防止するこ
とができる。

【００８８】請求項２６，２７，２８，２９，３０又は
３８記載の発明によれば、シールド部材が通気用開口部
を有している構成としたので、冷却手段によるシールド
部材の冷却機能に加えて、シールド部材の放熱機能を得
ることができ、誘導コイルの温度上昇をハイレベルに抑
制することができる。

【００８９】請求項３１，３２，３３又は３８ 記載の
発明によれば、シールド部材が放熱面積を拡大されてい
る構成としたので、冷却手段によるシールド部材の冷却
機能に加えて、シールド部材の放熱機能を得ることがで
き、誘導コイルの温度上昇をハイレベルに抑制すること
ができる。

【００９０】請求項３４，３５，３６又は３８記載の発
明によれば、シールド部材内に冷媒を通して冷却する構
成としたので、高い冷却機能を得ることができ、誘導コ
イルの温度上昇をハイレベルに抑制することができる。

【００９１】請求項３７又は３８記載の発明によれば、
誘導コイルがシールド部材によって保持されている構成
としたので、別途誘導コイルを保持するための構成を設
ける必要がなく、構成の簡易化、低コスト化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る加熱装置としての定
着装置の概要正面図である。

【図２】定着装置の概要分解斜視図である。

【図３】定着装置を備えた画像形成装置としてのプリン
タの概要正面図である。

【図４】他の実施形態におけるシールド部材の斜視図で
ある。

【図５】他の実施形態におけるシールド部材の概要断面
図である。

【図６】他の実施形態におけるシールド部材の概要断面
図である。

【図７】他の実施形態におけるシールド部材の斜視図で
ある。

【図８】他の実施形態における定着装置の概要正面図で
ある。

【図９】他の実施形態におけるシールド部材の斜視図で
ある。

【符号の説明】

Ｐ シート状体としての用紙 ２８ 加熱回転体としての定着ローラ ３２ 誘導コイル ３４ シールド部材 ４６ 通気用開口部としての穴 ４８ 通気用開口部としてのスリット ５０ 凸部としての放熱フィン ５２ 窪み ５４ 磁性体層 ５６ 絶縁体層 ６０ 空冷ファン ６６ 冷媒通路 ６８ 冷媒駆動部材としてのエアーポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H033 AA25 AA32 BA26 BA29 BA32 BB17 BE06 3K059 AA08 AA10 AB04 AB10 AB13 AC33 AD29 CD47 CD48 CD52

Claims (38)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】誘導電流により発熱しシート状体に熱を与
   える加熱回転体と、該加熱回転体の外部に設けられ誘導
   電流を生じさせる磁束を発生させる誘導コイルと、該誘
   導コイルの磁束漏れを抑制するシールド部材を有する加
   熱装置において、 上記シールド部材の放熱を促進可能に構成されているこ
   とを特徴とする加熱装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の加熱装置において、 上記シールド部材が、通気用開口部を有していることを
   特徴とする加熱装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の加熱装置において、 上記通気用開口部が、上記誘導コイルの温度分布に応じ
   て形成されていることを特徴とする加熱装置。
4. 【請求項４】請求項２又は３記載の加熱装置において、 上記通気用開口部が、穴であることを特徴とする加熱装
   置。
5. 【請求項５】請求項２又は３記載の加熱装置において、 上記通気用開口部が、スリットであることを特徴とする
   加熱装置。
6. 【請求項６】請求項５記載の加熱装置において、 上記スリットが、上記シールド部材に発生する渦電流を
   遮るように形成されていることを特徴とする加熱装置。
7. 【請求項７】請求項１記載の加熱装置において、 上記シールド部材が、放熱面積を拡大されていることを
   特徴とする加熱装置。
8. 【請求項８】請求項７記載の加熱装置において、 上記放熱面積の拡大化が、凸部を形成することによって
   なされていることを特徴とする加熱装置。
9. 【請求項９】請求項７記載の加熱装置において、 上記放熱面積の拡大化が、窪みを形成することによって
   なされていることを特徴とする加熱装置。
10. 【請求項１０】誘導電流により発熱しシート状体に熱を
    与える加熱回転体と、該加熱回転体の外部に設けられ誘
    導電流を生じさせる磁束を発生させる誘導コイルと、該
    誘導コイルを保持する保持部材と、該誘導コイルの磁束
    漏れを抑制するシールド部材を有する加熱装置におい
    て、 上記磁束による上記シールド部材の発熱を抑制可能に構
    成されていることを特徴とする加熱装置。
11. 【請求項１１】請求項１０記載の加熱装置において、 上記シールド部材が、磁性体層と絶縁体層の積層構造を
    有し、該積層構造は該シールド部材に発生する渦電流を
    遮る方向性を有していることを特徴とする加熱装置。
12. 【請求項１２】請求項１１記載の加熱装置において、 上記シールド部材が、通気用開口部を有していることを
    特徴とする加熱装置。
13. 【請求項１３】請求項１２記載の加熱装置において、 上記通気用開口部が、上記誘導コイルの温度分布に応じ
    て形成されていることを特徴とする加熱装置。
14. 【請求項１４】請求項１２又は１３記載の加熱装置にお
    いて、 上記通気用開口部が、穴であることを特徴とする加熱装
    置。
15. 【請求項１５】請求項１２又は１３記載の加熱装置にお
    いて、 上記通気用開口部が、スリットであることを特徴とする
    加熱装置。
16. 【請求項１６】請求項１５記載の加熱装置において、 上記スリットが、上記シールド部材に発生する渦電流を
    遮るように形成されていることを特徴とする加熱装置。
17. 【請求項１７】請求項１１記載の加熱装置において、 上記シールド部材が、放熱面積を拡大されていることを
    特徴とする加熱装置。
18. 【請求項１８】請求項１７記載の加熱装置において、 上記放熱面積の拡大化が、凸部を形成することによって
    なされていることを特徴とする加熱装置。
19. 【請求項１９】請求項１７記載の加熱装置において、 上記放熱面積の拡大化が、窪みを形成することによって
    なされていることを特徴とする加熱装置。
20. 【請求項２０】請求項１８又は１９記載の加熱装置にお
    いて、 上記放熱面積の拡大化が、上記磁性体層と絶縁体層のう
    ち熱伝導率の高い方の層のみになされていることを特徴
    とする加熱装置。
21. 【請求項２１】請求項１又は１０記載の加熱装置におい
    て、 上記シールド部材を冷却する冷却手段を有していること
    を特徴とする加熱装置。
22. 【請求項２２】請求項２１記載の加熱装置において、 上記冷却手段が空冷ファンであることを特徴とする加熱
    装置。
23. 【請求項２３】請求項２２記載の加熱装置において、 上記空冷ファンによる気流が温度検知域の雰囲気に影響
    を与えないように構成されていることを特徴とする加熱
    装置。
24. 【請求項２４】請求項２２記載の加熱装置において、 上記空冷ファンによる気流が上記加熱回転体の温度に影
    響を与えないように構成されていることを特徴とする加
    熱装置。
25. 【請求項２５】請求項２２記載の加熱装置において、 上記シート状体が未定着画像を担持したものであり、上
    記空冷ファンによる気流が該未定着画像に影響を与えな
    いように構成されていることを特徴とする加熱装置。
26. 【請求項２６】請求項２１乃至２５のうちの一つに記載
    の加熱装置において、上記シールド部材が、通気用開口
    部を有していることを特徴とする加熱装置。
27. 【請求項２７】請求項２６記載の加熱装置において、 上記通気用開口部が、上記誘導コイルの温度分布に応じ
    て形成されていることを特徴とする加熱装置。
28. 【請求項２８】請求項２６又は２７記載の加熱装置にお
    いて、 上記通気用開口部が、穴であることを特徴とする加熱装
    置。
29. 【請求項２９】請求項２６又は２７記載の加熱装置にお
    いて、 上記通気用開口部が、スリットであることを特徴とする
    加熱装置。
30. 【請求項３０】請求項２９記載の加熱装置において、 上記スリットが、上記シールド部材に発生する渦電流を
    遮るように形成されていることを特徴とする加熱装置。
31. 【請求項３１】請求項２１乃至２５のうちの一つに記載
    の加熱装置において、 上記シールド部材が、放熱面積を拡大されていることを
    特徴とする加熱装置。
32. 【請求項３２】請求項３１記載の加熱装置において、 上記放熱面積の拡大化が、凸部を形成することによって
    なされていることを特徴とする加熱装置。
33. 【請求項３３】請求項３１記載の加熱装置において、 上記放熱面積の拡大化が、窪みを形成することによって
    なされていることを特徴とする加熱装置。
34. 【請求項３４】請求項２１記載の加熱装置において、 上記冷却手段が、上記シールド部材内に形成された冷媒
    通路と、該冷媒通路で冷媒を移動させる冷媒駆動部材を
    有していることを特徴とする加熱装置。
35. 【請求項３５】請求項３４記載の加熱装置において、 上記冷媒が空気であり、上記冷媒駆動部材がエアーポン
    プであることを特徴とする加熱装置。
36. 【請求項３６】請求項３４記載の加熱装置において、 上記冷媒が液体であり、上記冷媒駆動部材が液体ポンプ
    であることを特徴とする加熱装置。
37. 【請求項３７】請求項１乃至３６のうちの一つに記載の
    加熱装置において、 上記誘導コイルが上記シールド部材によって保持されて
    いることを特徴とする加熱装置。
38. 【請求項３８】未定着画像を定着する定着装置を有する
    画像形成装置において、 上記定着装置が、請求項１乃至３７のうちの一つの加熱
    装置であることを特徴とする画像形成装置。