JPH0850422A

JPH0850422A - 励磁コイル、加熱装置、及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH0850422A
Application number: JP20596094A
Authority: JP
Inventors: Jun Azuma; 純吾妻
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-08-08
Filing date: 1994-08-08
Publication date: 1996-02-20

Abstract

(57)【要約】【目的】磁場発生手段としての励磁コイル、該励磁コ
イルを用いた電磁誘導加熱方式の加熱装置、該加熱装置
を像加熱装置として用いた画像形成装置に関して、励磁
コイルの線輪（コイル）作成の行程を簡素化し、組み立
て性の向上によるコストダウンを図ること、巻き線によ
る断線の発生をなくして装置の信頼性・耐久性の向上を
図ること、加熱装置にあっては被加熱体のサイズに合せ
て最適な加熱分布状態、加圧分布状態を構成することを
可能にし、適用できる被加熱体の範囲の増加、加熱性能
の向上をはかること。【構成】電気絶縁性のシート状物の面に導電材により
コイル輪パターン３ａを形成したシート状回路基板３₂
〜３₅ を複数枚積層し、その積層回路基板の各コイル輪
パターン相互をコイル輪パターン端部３ｄにおいて一連
に導通させて全コイル輪パターン３ａを通じて複数巻き
の線輪３を形成させた励磁コイル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電磁（磁気）誘
導加熱方式の加熱装置等において磁場発生手段として用
いて有効な励磁コイルに関する。

【０００２】また該励磁コイルを用いた電磁誘導加熱方
式の加熱装置、及び該加熱装置を像加熱装置として用い
た画像形成装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】便宜上、画像形成装置の像加熱装置を例
にして説明する。

【０００４】従来、複写機・レーザービームプリンタ・
ファクシミリ・マイクロフィルムリーダプリンタ・画像
表示（ディスプレイ）装置・記録機等の画像形成装置に
おいて、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
ナーを用いて画像支持体としての被記録材（エレクトロ
ファクスシート・静電記録シート・転写材シート・印刷
紙など）の面に直接方式もしくは間接（転写）方式で形
成した目的の画像情報に対応した未定着のトナー像を該
トナー像を担持している被記録材の面に永久固着画像と
して加熱定着処理する像加熱装置としては一般に熱ロー
ラ方式の装置が用いられていた。

【０００５】この装置は、内部にハロゲンヒータ等の発
熱体を備えた金属製の熱ローラと、それに圧接する弾性
を持つ加圧ローラから構成され、この一対のローラの圧
接部である定着ニップ部に被加熱材としての被記録材を
通過させることにより、トナー像を加熱・加圧定着させ
るものである。

【０００６】また、フィルム加熱方式の装置も提案され
ている（特開昭６３−３１３１８２号公報・特開平２−
１５７８７８号公報・特開平４−４４０７５号公報・特
開平４−２０４９８０号公報等）。

【０００７】これは、加熱体（一般にセラミックヒー
タ、以下ヒータと記す）と、該ヒータに密着して移動す
る耐熱性フィルムを有し、このフィルムを介して被加熱
材をヒータに密着させてフィルムと一緒にヒータ位置を
移動させヒータの熱エネルギーをフィルムを介して被加
熱材に付与する加熱装置であり、低熱容量のヒータやフ
ィルムを用いることができるので、熱ローラ方式に比
べ、ウォームアップタイムの短縮化（クイックスター
ト）が可能となる。また、クイックスタートが可能とな
ったことにより、予めヒータを昇温させておく必要がな
いので、消費電力を小さくすることができ、また機内昇
温も防止できる。

【０００８】また本出願人は上記フィルム加熱方式より
もさらにエネルギー効率がよい等の長所を有する電磁誘
導加熱方式の装置を提案している。これは磁場発生手段
により導電発熱部材（導電部材・誘導磁性材・磁性金属
材・磁界吸収導電材）に磁場を作用させて該導電発熱部
材に発生する渦電流による発熱（発生渦電流が導電発熱
部材の電気抵抗によってジュール熱に変換）で該導電発
熱部材に密着させた被加熱材を加熱するものである。

【０００９】図１１の（ａ）にその一例（画像加熱定着
装置）の模型図を示した。１０１は磁場発生手段として
の励磁コイルであり、磁性材コア（鉄芯）２と、これに
導電線材を螺旋に巻いて形成した線輪（コイル、巻線）
１０３から構成されている。図１１の（ｃ）はこの励磁
コイル１０１の斜視図であり、横長部材２ａに長手に沿
ってくし歯状に複数個配列した各磁性材コア２にそれぞ
れ導電線材を螺旋に巻いて線輪１０３を構成させてあ
る。

【００１０】４はこの励磁コイル１０１を支持し、後述
する導電発熱部材としての円筒状発熱ベルト（発熱フィ
ルム）６の内面ガイド部材を兼ねるステーである。励磁
コイル１０１はその磁束発生側を下向きにしてステー４
に支持させてある。

【００１１】５は励磁コイル１０１の下面側に設けたベ
ルト滑動ガイド（滑り板）であり、発熱ベルト６の内面
との摩擦抵抗の比較的少ないガラス等である。

【００１２】以上の部材１０１（２・１０３）・４・５
を以下磁場発生アセンブリと記す。この磁場発生アセン
ブリ１０１・４・５の外側に導電発熱部材としての円筒
状発熱ベルト６をルーズに外嵌させてある。磁場発生ア
センブリ１０１・４・５はこのベルト６の回転方向（ベ
ルト幅方向）を長手とする横長部材である。

【００１３】７は磁場発生アセンブリ１０１・４・５の
下面（ベルト滑動ガイド５の下面）に対して発熱ベルト
６を挟ませて圧接させた加圧ローラである。Ｎはその圧
接ニップ部（加熱ニップ部、定着ニップ部）である。加
圧ローラ７は芯金の周囲にシリコーンゴム・フッ素ゴム
等の弾性層を被覆したものである。

【００１４】導電発熱部材としての発熱ベルト６は図１
１の（ｂ）にその層構成模型図を示したように、内側の
基層ベルト６ａと、その外面に形成した導電発熱層６ｂ
と、更にその外面に形成した表層（離形層）６ｃの３層
構成のものである。

【００１５】基層ベルト６ａは、発熱ベルト６の駆動・
搬送の安定性を確保するために柔軟性はあるが伸縮しな
い耐熱性材料層であり、例えば、厚さ１０μｍ〜１００
μｍのポリイミド・ポリアミドイミド・ＰＥＥＫ・ＰＥ
Ｓ・ＰＰＳ・ＰＦＡ・ＰＴＦＥ・ＦＥＰ等のフィルム材
料である。

【００１６】導電発熱層６ｂは、例えばＮｉ，Ｃｕ，Ｃ
ｒ，Ｆｅ，Ｃｏ等の金属を１μｍ〜１００μｍの厚みで
メッキ等の処理によって形成した層である。

【００１７】表層６ｃは、ＰＦＡ・ＰＴＦＥ・ＦＥＰ・
シリコーン樹脂等の離形性の良好な耐熱性樹脂の混合物
層ないし単独層である。

【００１８】加圧ローラ７が駆動手段Ｍにより矢示の反
時計方向に回転駆動されることで、該加圧ローラ７の回
転駆動に伴い該ローラ７とベルト６の外面との摩擦力で
ベルト６に回転力が作用して、ベルト６がベルト滑動ガ
イド５に密着摺動しながら磁場発生アセンブリ１０１・
４・５の外回りを回転する。ベルト滑動ガイド５の下面
にグリス・オイルなどの潤滑剤を塗布してベルト６の内
面との摩擦抵抗を減らす処置をしてもよい。

【００１９】また励磁コイル１０１の線輪１０３には励
磁回路８から所定の周波数で交流電流（高周波）が印加
され、これによって磁束が生成・消滅を繰り返す。その
磁束（交番磁界）が圧接ニップ部Ｎにおいて発熱ベルト
６の導電発熱層６ｂを横切るように励磁コイル１０１は
構成されている。磁性材コア２は線輪１０３で生じる主
磁束に結合する。

【００２０】変動する磁界が導体中を横切るとき、その
磁界の変化を妨げる磁界を発生させるように発熱ベルト
６の導電発熱層６ｂには渦電流が発生する。この渦電流
が発熱ベルト６の導電発熱層６ｂの表皮効果のためにほ
とんど導電発熱層６ｂのコイル側の面に集中して流れ、
導電発熱層６ｂの表皮抵抗に比例した電力で導電発熱層
６ｂが発熱する。

【００２１】この状態において圧接ニップ部Ｎの回転発
熱ベルト６と加圧ローラ７との間に被加熱体としての被
記録材Ｐが導入され発熱ベルト６の外面に密着して回転
発熱ベルト６と一緒に圧接ニップ部Ｎを挟持搬送される
ことにより、発熱ベルト６の導電発熱層６ｂの熱が被記
録材Ｐに付与され被記録材Ｐ上の未定着トナー像Ｔが被
記録材Ｐ面に加熱定着されるものである。圧接ニップ部
Ｎを通った被記録材Ｐは発熱ベルト６の外面から曲率分
離されて搬送される。

【００２２】このように発熱ベルト６の表層近くを直接
発熱させるので、基層ベルト６ａの熱伝導率・熱容量・
厚さによらず、急速に加熱でき、また熱効率もよい等の
利点がある。

【００２３】上記において、磁場発生手段としての励磁
コイル１０１は、図１１の（ｃ）のように、横長部材２
ａに長手に沿ってくし歯状に配列具備させた複数個の磁
性材コア２に対して各個別に独立に導電線材を巻き付け
て線輪１０３を形成し、それ等個々の線輪１０３を互い
に直列につなぎ合せることで、各線輪１０３を一連に導
通化させて構成されている。もしくは一本の長尺導電線
材を用いてそれを横長基部の長手一端側の最初の磁性材
コア２に巻き付けてその磁性材コア２に対する線輪１０
３を形成し、次に隣の磁性材コア２に対して導電線材を
切らずに巻き付けてその磁性材コア２に対する線輪１０
３を形成していく作業を各磁性材コア２に対して順次に
横長基部長手他端側の最後の磁性材コア２まで行なうこ
とで構成されている。

【００２４】

【発明が解決しようとしている課題】しかし、上記のよ
うな磁場発生手段としての励磁コイル１０１は１）上記のように線輪としてのコイル巻線の組み立て工
程が繁雑であり、それ自体コスト高となる。

【００２５】２）コイル巻線は常に断線発生の可能性が
あり、信頼性が劣っていた。

【００２６】３）コイル巻線の重量により、該励磁コイ
ルを使用した装置の軽量化の妨げとなる場合があった。

【００２７】また、該励磁コイルを磁場発生手段として
使用した前記のような加熱装置にあっては、４）加熱部と加圧ローラ部の加圧は、各々両端部に設け
た弾性部材によって加圧するため、加熱部と加圧ローラ
部の圧接ニップ部長手中央部の加圧状態（ニップ状態）
が不安定になり、加熱性能が低下する問題があった。

【００２８】５）また、上記４）の問題を解決するため
に、加圧ローラに高精度なクラウン形状を形成する必要
が生じ、生産性向上の妨げとなっていた。

【００２９】そこで本発明はこの種の励磁コイルについ
て、線輪を容易に低コストに合理的に形成具備させるこ
とができるようにして、上記１）〜５）のような問題を
解消したものである。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする励磁コイル、加熱装置、及び画像形成装置であ
る。

【００３１】（１）電気絶縁性のシート状物の面に導電
材によりコイル輪パターンを形成したシート状回路基板
を複数枚積層し、その積層回路基板の各コイル輪パター
ン相互をコイル輪パターン端部において一連に導通させ
て全コイル輪パターンを通じて複数巻きの線輪を形成さ
せたことを特徴とする励磁コイル。

【００３２】（２）シート状回路基板のコイル輪パター
ンが電気絶縁性のシート状物の面に印刷した導電材パタ
ーンであることを特徴とする（１）に記載の励磁コイ
ル。

【００３３】（３）コイル輪パターンを形成したシート
状回路基板の積層で形成された線輪の内側に磁性材コア
が存在することを特徴とする（１）に記載の励磁コイ
ル。

【００３４】（４）コイル輪パターンを形成したシート
状回路基板の積層で形成された線輪を複数有することを
特徴とする（１）乃至（３）の何れかに記載の励磁コイ
ル。

【００３５】（５）コイル輪パターンを形成したシート
状回路基板の積層で形成された線輪の線輪径が各線輪毎
に異なることを特徴とする（４）に記載の励磁コイル。

【００３６】（６）コイル輪パターンを形成したシート
状回路基板の積層で形成された線輪の線幅が各線輪毎に
異なることを特徴とする（４）に記載の励磁コイル。

【００３７】（７）線輪毎に独立した加圧弾性部材を有
することを特徴とする（４）に記載の加熱装置。

【００３８】（８）磁場発生手段により導電発熱部材に
磁場を作用させて該導電発熱部材に発生する渦電流によ
る発熱で該導電発熱部材に密着させた被加熱材を加熱す
る電磁誘導加熱方式の加熱装置であり、前記磁場発生手
段は、電気絶縁性のシート状物の面に導電材によりコイ
ル輪パターンを形成したシート状回路基板を複数枚積層
し、その積層回路基板の各コイル輪パターン相互をコイ
ル輪パターン端部において一連に導通させて全コイル輪
パターンを通じて複数巻きの線輪を形成させた励磁コイ
ルであることを特徴とする加熱装置。

【００３９】（９）シート状回路基板のコイル輪パター
ンが電気絶縁性のシート状物の面に印刷した導電材パタ
ーンであることを特徴とする（８）に記載の加熱装置。

【００４０】（１０）コイル輪パターンを形成したシー
ト状回路基板の積層で形成された線輪の内側に磁性材コ
アが存在することを特徴とする（８）に記載の加熱装
置。

【００４１】（１１）コイル輪パターンを形成したシー
ト状回路基板の積層で形成された線輪を複数有すること
を特徴とする（８）乃至（１０）の何れかに記載の加熱
装置。

【００４２】（１２）コイル輪パターンを形成したシー
ト状回路基板の積層で形成された線輪の線輪径が各線輪
毎に異なることを特徴とする（１１）に記載の加熱装
置。

【００４３】（１３）コイル輪パターンを形成したシー
ト状回路基板の積層で形成された線輪の線幅が各線輪毎
に異なることを特徴とする（１１）に記載の加熱装置。

【００４４】（１４）線輪毎に独立した加圧弾性部材を
有することを特徴とする（１１）に記載の加熱装置。

【００４５】（１５）導電発熱部材が回転体もしくは走
行移動する有端部材であることを特徴とする（８）乃至
（１４）の何れかに記載の加熱装置。

【００４６】（１６）導電発熱部材との間にニップ部を
形成し、このニップ部で被加熱材を導電発熱部材に直接
にまたは間接に加圧密着させる加圧部材を有することを
特徴とする（８）乃至（１５）の何れかに記載の加熱装
置。

【００４７】（１７）加圧部材が回転駆動されるまたは
従動回転する回転体であることを特徴とする（１６）に
記載の加熱装置。

【００４８】（１８）被加熱材が加熱処理すべき画像を
担持させた被記録材であり、該被記録材に画像を加熱処
理する像加熱装置であることを特徴とする（８）乃至
（１７）の何れかに記載の加熱装置。

【００４９】（１９）前記（８）乃至（１７）の何れか
に記載の加熱装置を像加熱装置として備えることを特徴
とする画像形成装置。

【００５０】

【作用】

ａ）即ち本発明の励磁コイルは、線輪（コイル）を導電
線材の巻き込みで形成するのではなく、電気絶縁性のシ
ート状物の面に導電材によりコイル輪パターンを形成し
たシート状回路基板を複数枚積層し、その積層回路基板
の各コイル輪パターン相互をコイル輪パターン端部にお
いて一連に導通させて全コイル輪パターンを通じて複数
巻きの線輪を合成形成させたことで、コイル作成の工程
が簡素化されて低コスト化が可能となった。

【００５１】ｂ）導電線材をコイル状に巻き上げて線輪
を形成する場合よりも断線発生の可能性がすくなく、信
頼性が向上する。

【００５２】ｃ）線輪を導電線材の巻き込みで形成する
場合よりも線輪の重量が軽量化され、該励磁コイルを使
用した装置の軽量化が可能となる。

【００５３】ｄ）また、コイル輪パターンを形成したシ
ート状回路基板の積層で合成形成される線輪を複数配列
した構成の励磁コイルの場合において、線輪径（コイル
の有効径）を各線輪毎（あるいは幾つかにグループ分け
した線輪群毎、以下同じ）に異ならせる、あるいは線輪
線幅（回路基板のコイル輪パターンの線幅）を各線輪毎
に異ならせることで、該励磁コイルを磁場発生手段とす
る加熱装置にあっては加熱部長手方向に関して最適な加
熱分布状態を構成することができる。即ち被加熱体のサ
イズに合わせて、最適な加熱分布状態を構成することが
可能となった。

【００５４】ｅ）同じく、コイル輪パターンを形成した
シート状回路基板の積層で形成された線輪を複数有する
励磁コイルの場合において、線輪毎に、独立した加圧弾
性部材を具備させることにより、該励磁コイルを磁場発
生手段とする加熱装置にあっては加熱部と加圧ローラ部
の圧接ニップ部の長手方向に沿う加圧状態を各部均一化
させることができ、加圧ローラに高精度なクラウン形状
を形成することなしに、加熱部と加圧ローラ部の圧接ニ
ップ部長手中央部の加圧状態（ニップ状態）を安定化さ
せて、加熱性能を向上させることができる。即ち各線輪
部分に、各々最適な加圧力に設定された弾性部材を設け
ることにより最適な加熱分布状態を構成することができ
る。

【００５５】

【実施例】

〈実施例１〉（図１〜図５）（１）装置の全体的構成図１は本発明に従う励磁コイルを用いた電磁誘導加熱方
式の加熱装置（画像加熱定着装置）の横断面模型図、図
２は縦断面模型図、図３は励磁コイルの分解斜視図、図
４は積層されるシート状回路基板間のコイル輪パターン
相互の接続要領図である。前述図１１の加熱装置と共通
する構成部材・部分には同一の符号を付して再度の説明
を省略する。

【００５６】１は磁場発生手段としての励磁コイルであ
り、磁性材コア（鉄芯）２と、後述（図３・図４）する
ように、コイル輪パターン３ａまたは必要な配線パター
ン３ｂ・３ｃを形成したシート状回路基板３₁ 〜３₆ の
積層で構成させた線輪３からなる。以下このシート状回
路基板の積層体３₁ 〜３₆ をシートコイルと記す。

【００５７】本実施例では液晶ポリマー・フェノール樹
脂等で構成された横長板状のステー４の下面に長手に沿
って所定の略等間隔毎に都合４個の磁性材コア２を配設
してあり、この磁性材コア２付のステー４にシートコイ
ル３₁ 〜３₆ を取り付けて各磁性材コア２の周りにコイ
ル輪パターン３ａによる線輪３を具備させてある。この
シートコイル３₁ 〜３₆ に関しては次の（２）項で具体
的に説明する。

【００５８】ベルト滑動ガイド５は励磁コイル１の下面
から該励磁コイルの長手両側面部分へそれぞれ屈曲延長
させて発熱ベルト６の内面ガイド部材も兼ねさせてあ
る。

【００５９】本実施例の装置の場合も、前述図１１の装
置の場合と同様に、加圧ローラ７が回転駆動されること
により発熱ベルト６がベルト滑動ガイド５の下面に密着
摺動しながら磁場発生アセンブリ１（２・３）・４・５
の外回りを回転する。

【００６０】また励磁コイル１のシートコイル３₁ 〜３
₆ の線輪３に交流電流が印加されることにより、圧接ニ
ップ部（定着ニップ部）Ｎにおいて発熱ベルト６の導電
発熱層６ｂ（図１１の（ｂ））が電磁誘導発熱する。即
ち励磁回路８から線輪３に１０ｋＨｚから５００ｋＨｚ
の周波数で電流を印加することによって線輪３の周囲に
磁束が生成消滅を繰り返す。この変動する磁界が発熱ベ
ルト１の導電発熱層６ｂを横切るとき、その磁界の変化
を妨げる磁界を発生させる方向に、導電発熱層６ｂ中に
は渦電流が発生する。この渦電流と導電発熱層６ｂの電
気抵抗により該導電発熱層が発熱する。

【００６１】そして、この状態において圧接ニップ部Ｎ
の回転発熱ベルト６と加圧ローラ７との間に被加熱体と
しての被記録材Ｐが導入され発熱ベルト６の外面に密着
して回転発熱ベルト６と一緒に圧接ニップ部（定着ニッ
プ部）Ｎを挟持搬送されることにより、発熱ベルト６の
導電発熱層６ｂの熱が被記録材Ｐに付与され、被記録材
Ｐ上の未定着トナー像Ｔが被記録材Ｐ面に加熱定着され
るものである。圧接ニップ部Ｎを通った被記録材Ｐは発
熱ベルト６の外面から曲率分離して搬送される。

【００６２】（２）シートコイルの構成次に図３・図４によりシートコイル３₁ 〜３₆ の構成に
ついて説明する。

【００６３】シートコイル３₁ 〜３₆ は本例では第１〜
第６の都合６枚のシート状回路基板３₁ 〜３₆ の順次重
ね合せ積層からなる。

【００６４】個々のシート状回路基板３₁ 〜３₆ はステ
ー４の幅と略同じ幅寸法で、ステー４の長さよりもいく
らか長い長さ寸法の、横長の電気絶縁性シート状材料の
ストリップ片を基板とし、その各基板の幅方向の中央部
には基板長手に沿って前記ステー４に設けた４個の磁性
材コア２の配列位置に対応させて都合４つの磁性材コア
差し込み透孔３ｄを形成してあり、上記第１〜第６の都
合６枚のシート状回路基板３₁ 〜３₆ を重ね合せたとき
上記４つの透孔はそれぞれ上下重ね合せの基板間で対応
一致する。

【００６５】また第１〜第６の都合６枚の各シート状回
路基板３₁ 〜３₆ の長手方向一端側の幅方向両側には基
板相互の重ね合わせ位置決め用の透孔３ｅ・３ｅを形成
してあり、ステー４側にはこの透孔３ｅ・３ｅを係合さ
せる位置決めピン４₁ ・４₁を具備させてある。

【００６６】最初と最後の第１と第６の基板３₁ ・３₆
以外の第２〜第５の４枚の基板３₂〜３₅ がコイル輪パ
ターン３ａを形成した回路基板であり、それぞれ各透孔
３ｄを囲むように導電材によりコイル輪パターン３ａを
形成させてある。このコイル輪パターン３ａは例えば導
電塗料による印刷パターンである。印刷面は絶縁材料で
ラミネート処理してもよいし、しなくてもよい。各コイ
ル輪パターン３ａの一端部と他端部にはそれぞれ端部電
極３ｆを設けてあり、その一方は基板の表面側に、他方
は裏面側に露呈させてある。

【００６７】第１と第６の基板３₁ ・３₆ は配線パター
ンを形成した回路基板である。第１の基板３₁ の面には
その長手両端部側に励磁回路８との接続用のリード線パ
ターン３ｃ・３ｃと、基板３₂ 〜３₅ の積層で形成され
る線輪３相互の直列接続用の配線パターン３ｂを形成さ
せてある。このリード線パターン３ｃ・３ｃ、配線パタ
ーン３ｂも例えば導電塗料による印刷パターンである。
印刷面は絶縁材料でラミネート処理してもよいし、しな
くてもよい。またこのリード線パターン３ｃ・３ｃ、配
線パターン３ｂの端部にも端部電極３ｆを基板の表面側
に露呈させて設けてある。

【００６８】第６の基板３₆ の面には基板３₂ 〜３₅ の
積層で形成される線輪３相互の直列接続用の配線パター
ン３ｂ・３ｂを形成させてある。この配線パターン３ｂ
も例えば導電塗料による印刷パターンである。印刷面は
絶縁材料でラミネート処理してもよいし、しなくてもよ
い。またこの配線パターン３ｂの端部にも端部電極３ｆ
を基板の裏面側に露呈させて設けてある。

【００６９】而して、第１の回路基板３₁ をステー４に
対して、位置決め用透孔３ｅ・３ｅを位置決めピン４₁
・４₁ に嵌合係合させて、また４つの磁性材コア差し込
み透孔３ｄをそれぞれ対応する４つの磁性材コア２に嵌
合させて取り付ける。これと同要領にて以下第２〜第６
の回路基板３₂ 〜３₆ を順次にステー４に対して取り付
けて第１〜第６の回路基板３₁ 〜３₆ を積層圧着状態に
させる。

【００７０】第１〜第６の回路基板３₁ 〜３₆ を予め重
ね合せて積層圧着状態にしてその積層体をステー４に対
して、位置決め用透孔３ｅ・３ｅを位置決めピン４₁ ・
４₁に嵌合係合させて、また４つの磁性材コア差し込み
透孔３ｄをそれぞれ対応する４つの磁性材コア２に嵌合
させて取り付ける手順にすることもできる。

【００７１】この第１〜第６の回路基板３₁ 〜３₆ を積
層圧着状態において、各回路基板間で上下部の対応端部
電極３ｆ・３ｆ相互が圧着して電気的に接続状態にな
り、第２〜第５の回路基板３₂ 〜３₅ の積層によりステ
ー４の４つの各磁性材コア２の周りにそれぞれ各回路基
板３₂ 〜３₅ 側のコイル輪パターン３ａの一連の導通化
による都合４つの線輪３が形成される。そして第１と第
６の回路基板３₁ ・３₆の配線パターン３ｂとリード線
パターン３ｃにより上記４つの線輪３が一連に直列に励
磁回路８に接続化された状態となる。

【００７２】積層させた各回路基板間において対応させ
て電気的に相互に接続させる端部電極３ｆは上記の圧着
接続でなく、半田処理で相互に固定接続することもでき
る。

【００７３】コイル輪パターン３ａを形成した回路基板
は本実施例の４枚３₂ 〜３₅ に限られるものではなく、
これよりも多い枚数でも、少ない枚数でもよい。

【００７４】コイル輪パターン３ａは本実施例のように
一重でなくとも、図５のように多重のうず巻きパターン
とすることもできる。

【００７５】コイル輪パターン３ａ、配線パターン３
ｂ、リード線パターン３ｃは導電線材を所定のパターン
形状に曲げ加工して回路基板に定着配設して構成するこ
ともできる。

【００７６】〈実施例２〉（図６）本実施例は、上記実施例１の励磁コイル１において、第
２〜第５の回路基板３₂ 〜３₅ の積層によりステー４の
４つの各磁性材コア２の周りにそれぞれ各回路基板３₂
〜３₅ 側のコイル輪パターン３ａの一連の導通化により
形成される都合４つの線輪３について図６上左端の線輪
から右端の線輪を順に第１〜第４線輪３Ａ・３Ｂ・３Ｃ
・３Ｄとしたとき、第１と第４の線輪３Ａ・３Ｄと、第
２と第３の線輪３Ｂ・３Ｃは互いにコイル線幅（コイル
輪パターン３ａの幅）を異なる幅にすることによって、
第１と第４の線輪３Ａ・３Ｄと、第２と第３の線輪３Ｂ
・３Ｃとで通電される電流量を変えて励磁される磁力を
変化させるようにしたものである。この場合、第１と第
４の線輪３Ａ・３Ｄと、第２と第３の線輪３Ｂ・３Ｃは
並列に接続される。

【００７７】このようにすることで、加熱装置の加熱部
（定着ニップ部Ｎ）の長手方向の中央部と端部で加熱分
布をもたせることが可能であり、被加熱体のサイズによ
って最適な加熱状態を設定することが可能となった。

【００７８】また個々の線輪・磁性材コアについて線輪
の径の寸法、磁性材コアの径や材質等を個々に設定する
ことによっても同様の効果が達成できる。

【００７９】〈実施例３〉（図７）図７の（ａ）は本実施例装置の横断面模型図、（ｂ）は
励磁コイルの左半部側の縦断面模型図である。

【００８０】本実施例は、各磁性コア２の個々に各独立
にシートコイル３₁ 〜３₆ を嵌着して線輪３Ａ・３Ｂ・
・・を設けてその各シートコイル（線輪）とステー４と
の間にそれぞれ弾性の異なる弾性部材９Ａ・９Ｂ・・・
を配置したものである。１０はシートコイルと弾性部材
とを絶縁し加圧する部材である。

【００８１】この構成によって、圧接ニップ部Ｎの長手
方向に関して中央部と端部で加圧力の分布をもたせるこ
とが可能であり、加圧ローラ７に高精度なクラウン形状
を形成することなしに、加熱部と加圧ローラ部の圧接ニ
ップ部長手中央部の加圧状態（ニップ状態）を安定化さ
せて、加熱性能を向上させることができる。即ち各線輪
部分に、各々最適な加圧力に設定された弾性部材を設け
ることにより最適な加熱分布状態を構成することができ
る。即ち、被加熱体のサイズによって最適な加圧状態を
設定することが可能となった。

【００８２】また、弾性部材９Ａ・９Ｂ・・・はシート
コイル間に挟持させて積層させても同様の効果を有す
る。この場合は、弾性部材９Ａ・９Ｂ・・・は絶縁材料
であることが好ましい。

【００８３】〈実施例４〉（図８）図８の（ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれ電磁誘導加熱
方式の加熱装置の他の構成形態例を示したものである。

【００８４】（ａ）のものは磁場発生アセンブリ１〜５
の下面（ベルト滑動ガイド５の下面）と、駆動ローラ３
１と、従動ローラ（テンションローラ）３２との、３部
材間にエンドレスベルト状の導電発熱部材としての発熱
ベルト６を懸回張設して駆動ローラ３１により発熱ベル
ト６を回転駆動する構成のものである。３３は発熱ベル
ト６を挟んでベルト滑動ガイド５の下面に圧接させた加
圧ローラであり、発熱ベルト６の回転移動に伴ない従動
回転する。

【００８５】（ｂ）のものは、磁場発生アセンブリ１〜
５の下面と駆動ローラ３１の２部材間にエンドレスベル
ト状の導電発熱部材としての発熱ベルト６を懸回張設し
て駆動ローラ３１により回転駆動する構成のものであ
る。

【００８６】（ｃ）のものは、導電発熱部材としての発
熱ベルト６として、エンドレスベルト状のものではな
く、ロール巻きにした長尺の有端フィルムを用い、これ
を繰り出し軸３４側から磁場発生アセンブリ１〜５の下
面を経由させて巻き取り軸３５側へ所定の速度で走行さ
せるように構成したものである。

【００８７】〈実施例５〉（図９）本実施例は前述加熱装置の磁場発生アセンブリ１〜５の
ベルト滑動ガイド５を導電発熱部材５Ａにし、ベルト６
を導電発熱層を具備させていない耐熱性フィルム６Ａに
してある。

【００８８】本実施例の場合は、励磁コイル１の発生磁
束により導電発熱部材としてのベルト滑動ガイド５が磁
気誘導で発熱し、その熱が耐熱性フィルム６Ａを介して
圧接ニップ部Ｎにおいて該耐熱性フィルム６Ａの外面に
加圧密着されている被加熱体としての被記録材に付与さ
れてトナー像の加熱定着がなされる。

【００８９】なお、以上の各実施例では、磁場の方向が
導電発熱部材としての発熱ベルト６の導電発熱層６ｂま
たは導電発熱部材としてのベルト滑動ガイド５に垂直に
入るように構成していたが、面に平行に磁場をかけても
よい。

【００９０】また導電発熱層６ｂまたはベルト滑動ガイ
ド５を構成する材料として、キュリー温度が定着に必要
な温度のものを使用すると、加熱されてキュリー温度に
近づくと比熱が増大し、内部エネルギーに変わるので自
己温度制御が可能となる。キュリー温度を越えると自発
磁化がなくなり、これによって導電発熱層６ｂまたはベ
ルト滑動ガイド５中に生成される磁界はキュリー温度以
下より減少し、そのため渦電流が減少して発熱を抑制す
る方向で働くので自己温度制御が可能となる。このキュ
リー点としてはトナーの軟化点に合わせて１００℃〜２
００℃が好ましい。

【００９１】あるいは、キュリー温度付近では励磁コイ
ル１と発熱ベルト６またはベルト滑動ガイド５との間で
の合成インダクタンスが大きく変化するので、励磁コイ
ル１に高周波を加える励磁回路８側で温度を検出し、温
度制御を行なうことも可能である。

【００９２】また励磁コイル１の磁性材コア２の材質と
してはキュリー点の低いものを用いることが好ましい。
装置の搬送動作が停止して加熱制御が不可能な所謂暴走
状態になった場合に磁性材コア２が昇温し始める。この
結果、高周波を発生させる回路から見ると励磁コイル１
のインダクタンスが大きくなったように見えるので、励
磁回路８が周波数を合わせようとするとどんどん高周波
側へ変化して励磁回路８の電力ロスとしてエネルギーが
消費され、励磁コイル１に供給されるエネルギーは減
り、暴走は防止される。具体的にキュリー点は１００℃
〜２５０℃で選ぶと良い。１００℃以下ではトナーの融
点より低くベルト６または滑り板５Ａ内部が断熱されて
いても昇温が存在するので暴走防止が誤作動し易く、２
５０℃以上では暴走防止にならない。

【００９３】発熱ベルト６や耐熱性フィルム６Ａはロー
ラ体とすることもできる。

【００９４】装置は実施例の定着装置に限らず、例えば
画像を担持した被記録材を加熱して艶等の表面性を改質
する装置、仮定着する装置等、広く被加熱体を加熱処理
する手段・装置として使用できる。シート状物を搬送し
つつ加熱や乾燥させる装置にも利用できる。

【００９５】〈実施例６〉（図１０）本実施例は例えば前述実施例１の磁気誘導加熱方式の加
熱装置を画像加熱定着装置（像加熱装置）５５として用
いた画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画
像形成装置は、電子写真プロセス利用のレーザービーム
プリンタである。

【００９６】４１は像担持体（第１の像担持体）として
の回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと
記す）である。該感光ドラム４１は矢印の時計方向に所
定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動さ
れ、その回転過程で一次帯電器４２によりマイナスの所
定の暗電位Ｖ_D に一様に帯電処理される。

【００９７】４３はレーザービームスキャナであり、不
図示の画像読取装置・ワードプロセッサ・コンピュータ
等のホスト装置から入力される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されたレーザービー
ムＬを出力し、前記のように一次帯電器４２でマイナス
に一様帯電された感光ドラム４１面が該レーザービーム
で走査露光されることで露光部分は電位絶対値が小さく
なって明電位Ｖ_L となり回転露光ドラム４１面に目的の
画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。

【００９８】次いでその潜像は現像器４４によりマイナ
スに帯電した粉体トナーで反転現像（レーザー露光部Ｖ
_L にトナーが付着）されて顕像化される。

【００９９】現像器４４は回転駆動される現像スリーブ
４４ａを有し、そのスリーブ外周面にマイナスの電荷を
もったトナーの薄層がコートされて感光ドラム４１面と
対向し、スリーブ４４ａにはその絶対値が感光ドラム４
１の暗電位ＶＤよりも小さく、明電位Ｖ_L よりも大きな
現像バイアス電圧Ｖ_DCが印加されていることで、スリー
ブ４４ａ上のトナーが感光ドラム４１の明電位Ｖ_L の部
分のみ転移して潜像が顕像化（反転現像）される。

【０１００】一方、給紙トレー４５上に積載セットされ
ている被記録材（第２の像担持体、転写紙）Ｐが給紙ロ
ーラ４６により１枚宛繰り出し給送され、搬送ガイド４
７、レジストローラ対４８、転写前ガイド４９を経由し
て、感光ドラム４１とこれに当接させて電源５１で転写
バイアスを印加した転写部材としての転写ローラ５０と
のニップ部（転写部）５２へ、感光ドラム４１の回転と
同期どりされた適切タイミングをもって給送されて該給
送被記録材Ｐの面に感光ドラム４１面側のトナー像が順
次に転写されていく。転写部材としての転写ローラ５０
の抵抗値は１０⁸ 〜１０⁹ Ωｍ程度のものが適当であ
る。

【０１０１】転写部５２を通った被記録材Ｐは感光ドラ
ム４１面から分離され、搬送ガイド５４で定着装置５５
へ導入されて転写トナー像の定着を受け、画像形成物
（プリント）として排紙トレイ５６へ出力される。被記
録材分離後の感光ドラム４１面はクリーニング装置５３
で転写残りトナー等の感光ドラム面残留物の除去を受け
て清浄面化されて繰り返して作像に供される。

【０１０２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、励磁コイ
ルについては従来の導電線材の巻き線によってコイルを
形成する方式ではないので、線輪（コイル）作成の行程
が簡素化され、組み立て性の向上によるコストダウンが
でき、巻き線による断線が発生しないので装置の信頼
性、および耐久性が向上するものである。加熱装置にあ
っては被加熱体のサイズに合せて最適な加熱分布状態、
加圧分布状態を構成することが可能となり、適用できる
被加熱体の範囲が増加し加熱性能の向上が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の加熱装置（画像加熱定着装置）の横
断面模型図

【図２】縦断面模型図

【図３】励磁コイルの分解斜視図

【図４】積層されるシート状回路基板間のコイル輪パタ
ーン相互の接続要領図

【図５】コイル輪パターンの他のパターン例の平面図

【図６】実施例２の加熱装置の励磁コイルの分解斜視図

【図７】（ａ）は実施例３の装置の横断面模型図、
（ｂ）は励磁コイルの左半部側の縦断面模型図

【図８】（ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれ電磁誘導加
熱方式の加熱装置の他の構成形態例の概略図（実施例
４）

【図９】さらに他の電磁誘導加熱方式の加熱装置の構成
形態の概略図（実施例５）

【図１０】画像形成装置の一例の概略構成図（実施例
６）

【図１１】（ａ）は従来の電磁誘導加熱方式の加熱装置
の構成形態の概略図、（ｂ）は加熱ベルトの層構成模型
図、（ｃ）は励磁コイルの斜視図

【符号の説明】

１・１０１励磁コイル（磁場発生手段）２磁性材コア（鉄芯）３・１０３線輪（コイル）３₁ 〜３₆ シート状回路基板３ａコイル輪パターン３ｂ配線パターン３ｃリード線パターン３ｄ磁性材コア差し込み透孔３ｅ位置決め透孔４ステー４₁ 位置決めピン５ベルト滑動ガイド６発熱ベルト６ａ基層ベルト６ｂ導電発熱層６ｃ表層（離型層）７加圧ローラ８励磁回路Ｍ加圧ローラ駆動手段Ｎ圧接ニップ部（加熱ニップ部、定着ニップ部）Ｐ被加熱体（被記録材）Ｔトナー像

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気絶縁性のシート状物の面に導電材に
よりコイル輪パターンを形成したシート状回路基板を複
数枚積層し、その積層回路基板の各コイル輪パターン相
互をコイル輪パターン端部において一連に導通させて全
コイル輪パターンを通じて複数巻きの線輪を形成させた
ことを特徴とする励磁コイル。
【請求項２】シート状回路基板のコイル輪パターンが
電気絶縁性のシート状物の面に印刷した導電材パターン
であることを特徴とする請求項１に記載の励磁コイル。
【請求項３】コイル輪パターンを形成したシート状回
路基板の積層で形成された線輪の内側に磁性材コアが存
在することを特徴とする請求項１に記載の励磁コイル。
【請求項４】コイル輪パターンを形成したシート状回
路基板の積層で形成された線輪を複数有することを特徴
とする請求項１乃至同３の何れかに記載の励磁コイル。
【請求項５】コイル輪パターンを形成したシート状回
路基板の積層で形成された線輪の線輪径が各線輪毎に異
なることを特徴とする請求項４に記載の励磁コイル。
【請求項６】コイル輪パターンを形成したシート状回
路基板の積層で形成された線輪の線幅が各線輪毎に異な
ることを特徴とする請求項４に記載の励磁コイル。
【請求項７】線輪毎に独立した加圧弾性部材を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の加熱装置。
【請求項８】磁場発生手段により導電発熱部材に磁場
を作用させて該導電発熱部材に発生する渦電流による発
熱で該導電発熱部材に密着させた被加熱材を加熱する電
磁誘導加熱方式の加熱装置であり、前記磁場発生手段は、電気絶縁性のシート状物の面に導
電材によりコイル輪パターンを形成したシート状回路基
板を複数枚積層し、その積層回路基板の各コイル輪パタ
ーン相互をコイル輪パターン端部において一連に導通さ
せて全コイル輪パターンを通じて複数巻きの線輪を形成
させた励磁コイルであることを特徴とする加熱装置。
【請求項９】シート状回路基板のコイル輪パターンが
電気絶縁性のシート状物の面に印刷した導電材パターン
であることを特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１０】コイル輪パターンを形成したシート状
回路基板の積層で形成された線輪の内側に磁性材コアが
存在することを特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１１】コイル輪パターンを形成したシート状
回路基板の積層で形成された線輪を複数有することを特
徴とする請求項８乃至同１０の何れかに記載の加熱装
置。
【請求項１２】コイル輪パターンを形成したシート状
回路基板の積層で形成された線輪の線輪径が各線輪毎に
異なることを特徴とする請求項１１に記載の加熱装置。
【請求項１３】コイル輪パターンを形成したシート状
回路基板の積層で形成された線輪の線幅が各線輪毎に異
なることを特徴とする請求項１１に記載の加熱装置。
【請求項１４】線輪毎に独立した加圧弾性部材を有す
ることを特徴とする請求項１１に記載の加熱装置。
【請求項１５】導電発熱部材が回転体もしくは走行移
動する有端部材であることを特徴とする請求項８乃至同
１４の何れかに記載の加熱装置。
【請求項１６】導電発熱部材との間にニップ部を形成
し、このニップ部で被加熱材を導電発熱部材に直接にま
たは間接に加圧密着させる加圧部材を有することを特徴
とする請求項８乃至同１５の何れかに記載の加熱装置。
【請求項１７】加圧部材が回転駆動されるまたは従動
回転する回転体であることを特徴とする請求項１６に記
載の加熱装置。
【請求項１８】被加熱材が加熱処理すべき画像を担持
させた被記録材であり、該被記録材に画像を加熱処理す
る像加熱装置であることを特徴とする請求項８乃至同１
７の何れかに記載の加熱装置。
【請求項１９】前記請求項８乃至同１７の何れかに記
載の加熱装置を像加熱装置として備えることを特徴とす
る画像形成装置。