定着装置、これを用いた画像形成装置
【課題】キュリー点が概ね定着温度に設定される磁性発熱層を備える定着装置においても、発熱層の過熱防止、記録媒体の分離性の向上を図る。
【解決手段】外部コイルコ２を誘導加熱回路であるインバータにより高周波駆動することによって高周波磁界を発生させ、この磁界により、主に金属性の定着ローラ３に渦電流が流れるようにしてローラ温度を上昇させるが、定着ローラ３は、芯金３Ａ、断熱弾性体層３Ｂ、整磁層３Ｃ、発熱層３Ｄ、表層３Ｅとからなり、整磁層３Ｃが発熱層３Ｄとは別体となっていて、キュリー点が例えば１００〜３００℃になるように形成された磁性体からなり、加圧ローラ４の押圧により変形し、ニップを形成する。この整磁層３Ｃの存在により、発熱層３Ｄ等の過熱が防止される。また、定着ローラ３側が凹形状となるニップを形成しやすいため、記録媒体Ｓの分離性が優れたものとし得る。
【解決手段】外部コイルコ２を誘導加熱回路であるインバータにより高周波駆動することによって高周波磁界を発生させ、この磁界により、主に金属性の定着ローラ３に渦電流が流れるようにしてローラ温度を上昇させるが、定着ローラ３は、芯金３Ａ、断熱弾性体層３Ｂ、整磁層３Ｃ、発熱層３Ｄ、表層３Ｅとからなり、整磁層３Ｃが発熱層３Ｄとは別体となっていて、キュリー点が例えば１００〜３００℃になるように形成された磁性体からなり、加圧ローラ４の押圧により変形し、ニップを形成する。この整磁層３Ｃの存在により、発熱層３Ｄ等の過熱が防止される。また、定着ローラ３側が凹形状となるニップを形成しやすいため、記録媒体Ｓの分離性が優れたものとし得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置とこれを用いた画像形成装置に関し、詳細には、電磁誘導加熱方式を用いるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、印刷機、これらの複合装置などの画像形成装置においては、潜像担持体に担持したトナー像などの可視像を記録シートなどの記録媒体に転写することで画像出力を得る。トナー像は、定着装置を通過する際に熱と圧力とによる融解、浸透作用によって記録媒体上に定着させる。このように、定着装置に採用される加熱方式には、発熱源としてハロゲンランプなどを用いた加熱ローラとこれに対向当接する加圧ローラとを備えて定着ニップ部を構成可能な熱ローラ定着方式、ローラ自体よりも熱容量が小さくてすむフィルムを加熱部材として用いたフィルム定着方式があるが、近年、加熱方式に電磁誘導加熱方式を用いた定着方式（例えば、特許文献１参照）が注目されている。
【０００３】
特許文献１に開示されている電磁誘導加熱方式を用いた定着方式においては、加熱ローラの内部においてボビンに巻いた誘導加熱コイルを設け、誘導加熱コイルに電流を印加することにより加熱ローラに渦電流を発生させ、それによって加熱ローラを発熱させる構成が備えられている。この構成においては、熱ローラ定着方式のような余熱を必要とせず、瞬時に所定の温度まで立ち上げることができるという利点がある。
【０００４】
また電磁誘導加熱方式を用いた定着方式に関しては、高周波電源により高周波電圧が印加される誘導加熱コイルからなる高周波誘導加熱装置と、前記加熱回転体に設けられた磁性を有する発熱層とを有し、発熱層は、キュリー点が概ね定着温度に設定され、高周波誘導加熱装置に高周波電源により高周波電圧が印加されたとき発熱する定着装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
この装置では、高周波誘導加熱装置により接着剤中に含有された強磁性体がキュリー点に達する迄瞬時に昇温し、キュリー点に達すると磁性を失うことにより、昇温せず、一定の温度を保持する。この強磁性体のキュリー点は概ね定着温度に設定されているので、強磁性体は概ね定着温度に保持される。したがって、定着装置として要求される加熱回転体表面の高離型性、耐熱性等を損なうことなく、また複雑な制御装置を必要とすることなく、加熱回転体の立ち上がり時間の短縮及び高精度の温度制御を行なうことができる。
【０００６】
さらに、芯金や離型性樹脂層の厚みや形状が異なる加熱回転体においては、その熱容量も異なるが、強磁性体粉末の含有量を調整することにより、立ち上がり時間、制御温度の精度向上を図ることができ、また強磁性体粉末はキュリー点で磁性を失うので、磁性粉末を含むトナーが磁力で加熱回転体に吸引され、オフセット等が発生することもない、とされている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１３８０５号公報
【特許文献２】特許２９７５４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、このようにキュリー点が概ね定着温度に設定される磁性発熱層を備える定着装置においても、発熱層の過熱防止、記録媒体の分離性の向上を図ることが求められている。そこで本発明は、これらの問題を解決可能な定着装置ならびに画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る定着装置は、磁束によって発熱する発熱層を有する定着回転体と、該定着回転体と押圧、当接する加圧回転体を備え、前記定着回転体と前記加圧回転体との間を通過する記録媒体上に、画像を定着させる定着装置であって、少なくとも前記定着回転体が、加圧回転体に押圧されることにより変形するように形成した整磁層を有することを特徴とする。
【００１０】
同請求項２に係るものは、請求項１の定着装置において、前記整磁層が単層で、鉄、ニッケルを含む合金材料からなり、前記加圧回転体の押圧、当接により掛かる力で変形可能な厚さを有することを特徴とする。
【００１１】
同請求項３に係るものは、請求項２の定着装置において、前記整磁層の厚さが１５０μｍ以下であることを特徴とする。
【００１２】
同請求項４に係るものは、請求項１から３のいずれかの定着装置において、前記整磁層を、変形可能な基層上にメッキにより形成してなることを特徴とする。
【００１３】
同請求項５に係るものは、請求項１から４のいずれかの定着装置において、前記整磁層が、キュリー点が１００〜３００℃になるように形成した磁性体からなることを特徴とする。
【００１４】
同請求項６に係るものは、請求項１から５のいずれかの定着装置において、前記定着回転体は、前記整磁層の内側に、該整磁層より熱伝導率の悪い断熱部を有することを特徴とする。
【００１５】
同請求項７に係るものは、請求項６の定着装置において、前記整磁層の熱伝導率を１１Ｗ／ｍＫとし、前記断熱部を熱伝導率が０．１Ｗ／ｍＫの発泡シリコンゴムで形成してなることを特徴とする。
【００１６】
同請求項８に係るものは、請求項６の定着装置において、前記断熱部を空気層で形成してなることを特徴とする。
【００１７】
同請求項９に係るものは、請求項６の定着装置において、前記断熱部が弾性体を含むことを特徴とする。
【００１８】
同請求項１０に係るものは、請求項６から９のいずれかの定着装置において、磁束を発生させる磁束発生部を定着回転体の外側に配置し、該定着回転体は、前記断熱部の内側に、前記整磁層を透過した磁束が通過する、整磁層よりも体積抵抗率の低い導電体を有することを特徴とする。
【００１９】
同請求項１１に係るものは、請求項１０の定着装置において、前記導電体を前記整磁層に対して非固定としてなることを特徴とする。
【００２０】
同請求項１２に係るものは、請求項６から１１のいずれかの定着装置において、前記断熱部の厚みを、１０ｍｍ以下としてなることを特徴とする。
【００２１】
同請求項１３に係るものは、請求項６から１１のいずれかの定着装置において、前記断熱部の厚みを、１ｍｍ以上又は好ましくは３ｍｍ以上としてなることを特徴とする。
【００２２】
同請求項１４に係るものは、請求項１０から１３のいずれかの定着装置において、前記導電体を多層備え、少なくとも最も外側の導電体が前記加圧回転体に押圧されることにより変形するように形成し、かつ最も外側の導電体の内外に弾性体を含む断熱部を備えることを特徴とする。
【００２３】
同請求項１５に係るものは、請求項１４の定着装置において、前記最も外側の導電体の外側に位置する前記断熱部は、前記最も外側の導電体の内側に位置する前記断熱部に比べて、熱伝導率が悪いものとしたことを特徴とする。
【００２４】
同請求項１６に係るものは、請求項１から１５のいずれかの定着装置において、前記定着回転体が、ローラ、スリーブ、ベルトの何れかであることを特徴とする。
【００２５】
本発明の請求項１７に係る画像形成装置は、請求項１から１６のいずれかの定着装置を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、定着回転体側が凹形状となるニップを形成しやすいため、記録媒体の分離性が優れ、また整磁層により発熱層の過熱防止も達成し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本実施例による定着装置が適用される画像形成装置の一実施例を示す図である。もちろん本発明は、図１に示した４連タンデム方式によりフルカラー画像を形成可能な複写機あるいはプリンタには限定されず、またカラー画像を作成するものだけでなく、単一色の画像を形成するものをも対象とする。
【００２９】
図１に示す画像形成装置２０は、色分解毎の画像を転写体として用いられる転写ベルトに吸着した紙などの記録シートに重畳転写することによりカラー画像が潜像担持体から直接記録シートに形成される方式が用いられている。図１において、画像形成装置２０は、原稿画像に応じた各色毎の画像を形成する作像装置２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫと、各作像装置２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫに対向して配置された転写装置２２と、各作像装置２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫと転写装置２２とが対向する転写領域に記録シートを供給するシート供給手段としての手差しトレイ２３、給紙装置２４に装備されている二つの給紙カセット２４、２４のいずれかと、手差しトレイ２３、給紙カセット２４、２４から搬送されてきた記録シートを作像装置２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫによる作像タイミングに合わせて供給するレジストローラ３０と、転写領域において転写後のシート状媒体の定着を行う定着装置１を備えている。なお、本実施例では、定着対象としてトナー像を担持した記録シートを対象としているが、転写形式によって記録シート等の記録媒体を介せずに感光体に接触する転写体、つまり、転写と同時に定着を行う媒体を対象とすることもできる。
【００３０】
定着装置１は、詳細は後述するが、一対のローラを採用した定着方式を採用した構成とされている。このため、定着装置１には、定着ローラを加熱するための熱源を備え、この定着ローラに加圧ローラが当接、押圧している。
【００３１】
転写装置２２は、転写体として複数のローラに掛け回されているベルト（以下、転写ベルトという）が用いられ、各作像装置における感光体ドラムと対向する位置には転写バイアスを印加する転写バイアス手段がそれぞれ配置され、さらに転写ベルトの移動方向（図１中、矢印で示す方向）において第１色目を転写される側には、第１色目の転写に先立ち記録シートを転写ベルトに吸着させるための吸着用バイアスを印加する吸着用バイアス手段が転写ベルトに当接可能に配置されている。
【００３２】
この画像形成装置２０において、各作像装置２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像を行うものであり、用いるトナーの色は異なるが、その構成が同様であるから、作像装置２１Ｃの構成を各作像装置２１Ｍ、２１Ｙ、２１ＢＫの代表として説明する。
【００３３】
作像装置２１Ｃは、静電潜像担持体としての感光体ドラム２５Ｃ、感光体ドラム２５Ｃの回転方向（図２に示す構成では時計方向）に沿って順に配置されている帯電装置２７Ｃ、現像装置２６Ｃ、クリーニング装置２８Ｃを有し、帯電装置２７Ｃと現像装置２６Ｃとの間で書き込み装置２９からの書き込み光により色分解された色に対応する画像情報に応じた静電潜像を形成する構成が用いられる。静電潜像担持体としては、ドラム状の他に、ベルト状とする場合もある。なお図１に示す画像形成装置２０は、転写装置２２が斜めに延在させてあるので、水平方向での転写装置２２の占有スペースを小さくすることができている。
【００３４】
上記構成を備えた画像形成装置２０では、次の行程および条件に基づき画像形成が行われる。なお、以下の説明では、各作像装置を代表して符号２１Ｃで示したマゼンタトナーを用いて画像形成が行われる作像装置を対象として説明するが、他の作像装置も同様である。
【００３５】
まず画像形成時、感光体ドラム２５Ｃは、図示しないメインモータにより回転駆動され、帯電装置２７Ｃに印加されたＡＣバイアス（ＤＣ成分はゼロ）により除電され、その表面電位が略−５０Ｖの基準電位に設定される。次に感光体ドラム２５Ｃは、帯電装置２７ＣにＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスを印加されることによりほぼＤＣ成分に等しい電位に均一に帯電されて、その表面電位がほぼ−５００Ｖ〜−７００Ｖ（目標帯電電位はプロセス制御部により決定される）に帯電される。
【００３６】
感光体ドラム２５Ｃは、一様帯電されると書き込み行程が実行される。書き込み対象となる画像は、図示しないコントローラ部からのデジタル画像情報に応じて書き込み装置２９を用いて静電潜像形成のために書き込まれる。つまり、書き込み装置２９では、デジタル画像情報に対応して各色毎で２値化されたレーザダイオード用発光信号に基づき発光するレーザ光源からのレーザ光がシリンダレンズ（図示せず）、ポリゴンモータ２９Ａ、ｆθレンズ（図示せず）、第１〜第３ミラー、およびＷＴＬレンズ等を介して、各色毎の画像を担持する感光体ドラム、この場合には、便宜上、感光体ドラム２５Ｃ上に照射され、照射された部分の感光体ドラム表面での表面電位が略−５０Ｖとなり、画像情報に対応した静電潜像が作像される。
【００３７】
感光体ドラム２５Ｃ上に形成された静電潜像は、現像装置２６Ｃにより色分解色と補色関係にある色のトナーを用いて可視像処理されるが、現像行程では、現像スリーブにＡＣバイアスを重畳したＤＣ：−３００Ｖ〜−５００Ｖが印加されることにより、書き込み光の照射により電位が低下した画像部分にのみトナー（Ｑ／Ｍ：−２０〜−３０μＣ／ｇ）が現像され、トナー像が形成される。
【００３８】
現像行程により可視像処理された各色のトナー画像は、レジストローラ３０によりレジストタイミングを設定されて繰り出される記録シートに転写されることになるが、記録シートは、転写装置２２の転写ベルトに達する前にローラで構成されたシート吸着用バイアス手段による吸着用バイアスの印加によって転写ベルトに静電吸着されるようになっている。転写ベルトに静電吸着されて転写ベルトと共に搬送移動する記録シートは、各作像装置での感光体ドラムに対向する位置で転写装置２２に装備されている転写バイアス手段２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２ＢＫによるトナーと逆極性のバイアス印加によって感光体ドラムからトナー像を静電転写される。
【００３９】
各色の転写工程を経た転写紙は、転写ベルトユニットの駆動側ローラで転写ベルトから曲率分離され、定着装置１に向けて搬送され、定着ローラと加圧ローラとにより構成される定着ニップを通過することにより、トナー像が転写シートに定着され、その後、片面プリントの場合には、胴内排紙トレイまたは外部の排紙トレイ（図示せず）へと排出される。
【００４０】
なお図１に示す画像形成装置２０は、記録シートの両面への画像形成が可能な構成を備えている。図１において、定着装置１を通過した記録シートは、予め両面画像形成モードが選択されている場合に、両面反転ユニット３４に向けて搬送され、同ユニット３４内で第１面と第２面とを表裏反転されたうえで、両面搬送ユニット３５に搬送される。両面搬送ユニット３５から搬送される記録シートは片面側への画像形成時と同様に、レジストローラ３０に向け搬送され、所定のタイミングで転写位置に向け繰り出される。記録シートの第１面および第２面への画像形成が終了して定着装置１を通過した記録シートは、片面への画像形成時と同様に各排紙ユニットの何れかに排出される。
【００４１】
図２は、図１に示した画像形成装置で用い得るローラ方式の定着装置の概念的構成を示す断面図である。図において、２は磁束発生部となる外部コイル、３は定着回転体である定着ローラ、４は加圧回転体である加圧ローラ、５はインバータ、Ｓは記録媒体である。すなわち、この実施例の定着装置は、外部コイルコ２を誘導加熱回路であるインバータにより高周波駆動することによって高周波磁界を発生させ、この磁界により、主に金属性の定着ローラに渦電流が流れるようにしてローラ温度を上昇させている。
【００４２】
図３は、定着ローラ３と、その一部を拡大して取り出して示す断面図である。定着ローラ３は、芯金３Ａ、断熱弾性体層３Ｂ、整磁層３Ｃ、発熱層３Ｄ、表層３Ｅ（図示の例ではＳｉゴムとＰＦＡからなる）とからなり、整磁層３Ｃが発熱層３Ｄとは別体となっている。芯金３Ａは例えばアルミニウムまたはその合金製のものが用いられる。
【００４３】
また整磁層３Ｃは、キュリー点が例えば１００〜３００℃になるように形成された磁性体からなり、図４に示すように、加圧ローラ４の押圧により変形しニップを形成するように構成してある。この整磁層３Ｃの存在により、後述のように発熱層３Ｄ等の過熱が防止される。また、定着ローラ３側が凹形状となるニップを形成しやすいため、記録媒体Ｓの分離性が優れたものとし得る。なおもちろん、加圧ローラ４の押圧により変形するのは、図示の実施例では芯金３Ａ以外の、断熱弾性体層３Ｂ、整磁層３Ｃ、発熱層３Ｄ、表層３Ｅである。
【００４４】
図５（Ａ）は定着ローラ３の断面図であり、太目の実線の矢印は外部コイル２からの誘導磁束、細目の実線の矢印は渦電流を示し（図５（Ｃ）参照）、整磁層３Ｃを構成する整磁合金層の温度Ｔがキュリー温度Ｔｃ未満のため、整磁層３Ｃを構成する整磁合金が磁性体のままであり、外部コイルコ２が発生させた誘導磁束が整磁層３Ｃを非透過となっている状態を示す。すなわち、キュリー点未満で整磁層３Ｃが磁束を透過させず、誘導磁束が芯金３Ａに届いていない状態を示している。
【００４５】
一方、図５（Ｂ）は、同じく定着ローラ３の断面図であり、誘導磁束が整磁層３Ｃを透過して芯金３Ａに届いている状態を示している。図中点線の矢印はアルミニウムまたはその合金製の芯金３Ａからの誘導磁束である（図５（Ｃ）参照）。すなわち、整磁層３Ｃを構成する整磁合金層の温度Ｔがキュリー温度Ｔｃより高いため、整磁層３Ｃを構成する整磁合金の磁性が失われて非磁性体となり、断熱弾性体層３Ｂの存在にもかかわらず、誘導磁束が芯金３Ａに届いている状態を示している。
【００４６】
すなわち、磁性体である整磁層３Ｃはキュリー点に達するまではほぼ瞬時に昇温し、キュリー点に達すると磁性を失い、したがって昇温しなくなり、一定の温度を保持する。したがって、整磁層３Ｃをなす素材のキュリー点が、この種の定着装置において現れる温度である１００〜３００℃になるように形成した磁性体で構成しておけば、定着ローラ３の発熱層３Ｄや芯金３Ａが過熱することが無くなり、概ね定着温度に保持できるようになり、定着ローラ３表面における高い離型性と耐熱性等とを損なわず、また複雑な制御を必要としなくなる。
【００４７】
なお、整磁層３Ｃが単層の場合に変形可能な条件としては、例えば材料が鉄、ニッケルを含む合金であり、厚みが１５０μｍ以下であり、この条件が整えば整磁層３Ｃを確実に変形させることができる。整磁層３Ｃは、図６に示すように、変形可能な基層３ＣＡ上にメッキにより磁性材層３ＣＢを形成して整磁層３Ｃを構成しても良い。整磁層３Ｃを確実に変形させ、かつ整磁層３Ｃの破断が低減する。
【００４８】
また定着ローラ３の整磁層３Ｃの内側に設ける断熱弾性体層３Ｂは、整磁層３Ｃよりも熱伝導率の悪い材料から構成することが好ましい。これにより、発熱層３Ｄによる熱効率が向上する。断熱弾性体層３Ｂは、整磁層より熱伝導率の悪い発泡シリコンゴム等の材料（熱伝導率は０．１Ｗ／ｍＫ）の層でも良いが、整磁層３Ｃの熱伝導率が例えば１１Ｗ／ｍＫであれば、例えば空気層等その他の断熱層であっても採用できる。なお図示の例では断熱部を断熱弾性体層３Ｂとしたが、断熱部は弾性体を含んでも、含まなくてもいずれでも良い。ただし、弾性体を含むようにすれば、加圧ローラ４による押圧力（ニップ圧）を大きくすることができるので、定着性が優れるものとすることができる
【００４９】
なお本実施例において、断熱弾性体層３Ｂの厚みは１０ｍｍ以下程度とするか、あるいは磁束の強さ等の関係式から適当な厚さを導くかして形成することが好ましい。整磁層を透過した磁束が、確実に導電体に通過することが望ましいからである。一方、断熱部である断熱弾性体層３Ｂの厚みは、１ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上である構成が望ましい。１ｍｍ以上の厚みで確実に断熱でき、また３ｍｍ以上であれば確実にニップ圧を確保できる。
【００５０】
なおまた後述するように、定着回転体は、ローラ、スリーブ、ベルトの何れでも良く、整磁層が発熱層と別体の場合、整磁層は発熱層に対して固定されてもよく、固定されていなくてもよい。後者の場合、ベルトやスリーブが発熱層を有しローラが整磁層を有してもよい。
【実施例２】
【００５１】
なお上述した実施例１では、磁束発生部となる外部コイル２を定着ローラ３の外側に配置してあるが、図７に示すような形態で内部に配置しても良い。図中６は導電体である。
【実施例３】
【００５２】
図８は、定着ローラ３の変形例を用いた実施例の断面図である。この例の定着ローラ３は多層構造となっており、断熱弾性体層３Ｂ中に導電体層３Ｆ（アルミニウムまたはその合金層）を入れて断熱弾性体層を多層としたものである。なお、図示の例では断熱弾性体層３Ｂ中の導電体層を一層のみとしてあるが、さらに多層に設けても良い。導電体層を多層に備える場合、少なくとも最も外側の導電体層は加圧ローラ４に押圧されることにより変形するように形成し、最も外側の導電体の内外には弾性体を含む断熱部（図示の例では断熱弾性体層３Ｂ１、３Ｂ２）を備えることが好ましい。これにより、ニップ圧を確保しつつ、導電体と整磁層３Ｃの距離を小さくできるため、過熱防止とニップ圧確保の両立がより確実になる。
【００５３】
なおこの実施例では、最も外側の熱伝導率が低い導電体の外に位置する断熱部を、最も外側の導電体の内に位置する断熱部に比べて熱伝導率が悪いものとすることで、最も外側の導電体が発熱しても、その熱は外側に伝わりにくく、表面側の発熱層の過熱がよりいっそう防止しやすくなる構成とすることができる。例えば、図８の例で、外側断熱部である断熱弾性体層３Ｂ１を熱伝導率が例えば０．１Ｗ／ｍＫの発泡シリコンゴムで、内側断熱部である断熱弾性体層３Ｂを熱伝導率０．５Ｗ／ｍＫのシリコンゴムで構成することができる。
【実施例４】
【００５４】
さらに、定着ローラ３は、断熱弾性体層３Ｂの内側に、整磁層３Ｃよりも体積抵抗率の低い導電体を有する構成とすることができる。構造としては図８のような構造でも良いし、整磁層３Ｃのすぐ内側に配置するものであっても良い。このような体積抵抗率の低い導電体を設けることにより、発熱層３Ｂの過熱をより効果的に防止できる。すなわち、過熱防止と、ニップ圧確保や熱効率向上が両立できる。導電体は整磁層に対して固定されてもよく、固定されていなくてもよい。後者の場合、ベルトやスリーブが整磁層を有しておりローラが導電体を有してもよい。なお従来は、導電体を整磁層に直付けしているので、過熱防止はできても、ニップ圧確保や熱効率向上ができない。
【実施例５】
【００５５】
図９は本発明の実施例５を示す断面図である。本実施例は、定着回転体をローラではなく定着ベルト４０で構成し、定着ローラ４１と加熱ローラ４２とに掛け回し、定着ローラ４１に対して定着ベルト４０を挟んで加圧回転体４３が位置してニップを形成し、外部コイル２を加熱ローラ４２の近傍に配置している。定着ベルト４０は、図示は省略するが、発熱層及び整磁層を備え、加熱ローラ４２がアルミニウムまたはその合金製の芯金４２Ａを備えている。図中４４はテンションローラである。
【実施例６】
【００５６】
図１０は本発明の実施例６を示す断面図である。本実施例も、定着回転体をローラではなく定着ベルト４０で構成し、定着ローラ４１と加熱ローラ４２とに掛け回しているが、外部コイル２を定着ローラ４１の近傍に配置している。定着回転体である定着ベルト４０は、テンションローラ４３と定着ローラ４１とに掛け回してある。定着ベルト４０が発熱層を備え、定着ローラ４１は整磁層を備える構成とする。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本実施例による定着装置が適用される画像形成装置の一実施例を示す全体構成図
【図２】図１に示した画像形成装置で用い得るローラ方式の定着装置の概念的構成を示す断面図
【図３】定着ローラと、その一部を拡大して取り出して示す断面図
【図４】加圧回転体に押圧されて、断熱弾性体層、整磁層が変形している状態を示す断面図
【図５】定着回転体の断面図（磁束が非透過：Ａ）と、定着回転体の断面図（磁束が透過：Ｂ）及びＡ、Ｂ中の矢印の意味を示す図（Ｃ）
【図６】整磁層の構成にメッキ層を用いた定着回転体の変形例の断面図
【図７】磁束発生部となる外部コイルを定着回転体である定着ローラの外側に配置した例の断面図
【図８】多層とした断熱弾性体層を有する定着回転体の例の断面図
【図９】ベルト方式の定着回転体を用いた実施例の断面図
【図１０】ベルト方式の定着回転体を用いた他の実施例の断面図
【符号の説明】
【００５８】
１：定着装置
２：外部コイル（磁束発生部）
３：定着ローラ（定着回転体）
３Ａ：芯金
３Ｂ、３Ｂ１、３Ｂ２：断熱弾性体層
３Ｃ：整磁層
３Ｄ：発熱層
３Ｅ：表層
３Ｆ：導電体層
４：加圧ローラ（加圧回転体）
５：インバータ
６：導電体
４０：定着ベルト
４１：定着ローラ
４２：加熱ローラ
４２Ａ：芯金
４３：加圧回転体
４４：テンションローラ
Ｓ：記録媒体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置とこれを用いた画像形成装置に関し、詳細には、電磁誘導加熱方式を用いるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、印刷機、これらの複合装置などの画像形成装置においては、潜像担持体に担持したトナー像などの可視像を記録シートなどの記録媒体に転写することで画像出力を得る。トナー像は、定着装置を通過する際に熱と圧力とによる融解、浸透作用によって記録媒体上に定着させる。このように、定着装置に採用される加熱方式には、発熱源としてハロゲンランプなどを用いた加熱ローラとこれに対向当接する加圧ローラとを備えて定着ニップ部を構成可能な熱ローラ定着方式、ローラ自体よりも熱容量が小さくてすむフィルムを加熱部材として用いたフィルム定着方式があるが、近年、加熱方式に電磁誘導加熱方式を用いた定着方式（例えば、特許文献１参照）が注目されている。
【０００３】
特許文献１に開示されている電磁誘導加熱方式を用いた定着方式においては、加熱ローラの内部においてボビンに巻いた誘導加熱コイルを設け、誘導加熱コイルに電流を印加することにより加熱ローラに渦電流を発生させ、それによって加熱ローラを発熱させる構成が備えられている。この構成においては、熱ローラ定着方式のような余熱を必要とせず、瞬時に所定の温度まで立ち上げることができるという利点がある。
【０００４】
また電磁誘導加熱方式を用いた定着方式に関しては、高周波電源により高周波電圧が印加される誘導加熱コイルからなる高周波誘導加熱装置と、前記加熱回転体に設けられた磁性を有する発熱層とを有し、発熱層は、キュリー点が概ね定着温度に設定され、高周波誘導加熱装置に高周波電源により高周波電圧が印加されたとき発熱する定着装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
この装置では、高周波誘導加熱装置により接着剤中に含有された強磁性体がキュリー点に達する迄瞬時に昇温し、キュリー点に達すると磁性を失うことにより、昇温せず、一定の温度を保持する。この強磁性体のキュリー点は概ね定着温度に設定されているので、強磁性体は概ね定着温度に保持される。したがって、定着装置として要求される加熱回転体表面の高離型性、耐熱性等を損なうことなく、また複雑な制御装置を必要とすることなく、加熱回転体の立ち上がり時間の短縮及び高精度の温度制御を行なうことができる。
【０００６】
さらに、芯金や離型性樹脂層の厚みや形状が異なる加熱回転体においては、その熱容量も異なるが、強磁性体粉末の含有量を調整することにより、立ち上がり時間、制御温度の精度向上を図ることができ、また強磁性体粉末はキュリー点で磁性を失うので、磁性粉末を含むトナーが磁力で加熱回転体に吸引され、オフセット等が発生することもない、とされている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１３８０５号公報
【特許文献２】特許２９７５４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、このようにキュリー点が概ね定着温度に設定される磁性発熱層を備える定着装置においても、発熱層の過熱防止、記録媒体の分離性の向上を図ることが求められている。そこで本発明は、これらの問題を解決可能な定着装置ならびに画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る定着装置は、磁束によって発熱する発熱層を有する定着回転体と、該定着回転体と押圧、当接する加圧回転体を備え、前記定着回転体と前記加圧回転体との間を通過する記録媒体上に、画像を定着させる定着装置であって、少なくとも前記定着回転体が、加圧回転体に押圧されることにより変形するように形成した整磁層を有することを特徴とする。
【００１０】
同請求項２に係るものは、請求項１の定着装置において、前記整磁層が単層で、鉄、ニッケルを含む合金材料からなり、前記加圧回転体の押圧、当接により掛かる力で変形可能な厚さを有することを特徴とする。
【００１１】
同請求項３に係るものは、請求項２の定着装置において、前記整磁層の厚さが１５０μｍ以下であることを特徴とする。
【００１２】
同請求項４に係るものは、請求項１から３のいずれかの定着装置において、前記整磁層を、変形可能な基層上にメッキにより形成してなることを特徴とする。
【００１３】
同請求項５に係るものは、請求項１から４のいずれかの定着装置において、前記整磁層が、キュリー点が１００〜３００℃になるように形成した磁性体からなることを特徴とする。
【００１４】
同請求項６に係るものは、請求項１から５のいずれかの定着装置において、前記定着回転体は、前記整磁層の内側に、該整磁層より熱伝導率の悪い断熱部を有することを特徴とする。
【００１５】
同請求項７に係るものは、請求項６の定着装置において、前記整磁層の熱伝導率を１１Ｗ／ｍＫとし、前記断熱部を熱伝導率が０．１Ｗ／ｍＫの発泡シリコンゴムで形成してなることを特徴とする。
【００１６】
同請求項８に係るものは、請求項６の定着装置において、前記断熱部を空気層で形成してなることを特徴とする。
【００１７】
同請求項９に係るものは、請求項６の定着装置において、前記断熱部が弾性体を含むことを特徴とする。
【００１８】
同請求項１０に係るものは、請求項６から９のいずれかの定着装置において、磁束を発生させる磁束発生部を定着回転体の外側に配置し、該定着回転体は、前記断熱部の内側に、前記整磁層を透過した磁束が通過する、整磁層よりも体積抵抗率の低い導電体を有することを特徴とする。
【００１９】
同請求項１１に係るものは、請求項１０の定着装置において、前記導電体を前記整磁層に対して非固定としてなることを特徴とする。
【００２０】
同請求項１２に係るものは、請求項６から１１のいずれかの定着装置において、前記断熱部の厚みを、１０ｍｍ以下としてなることを特徴とする。
【００２１】
同請求項１３に係るものは、請求項６から１１のいずれかの定着装置において、前記断熱部の厚みを、１ｍｍ以上又は好ましくは３ｍｍ以上としてなることを特徴とする。
【００２２】
同請求項１４に係るものは、請求項１０から１３のいずれかの定着装置において、前記導電体を多層備え、少なくとも最も外側の導電体が前記加圧回転体に押圧されることにより変形するように形成し、かつ最も外側の導電体の内外に弾性体を含む断熱部を備えることを特徴とする。
【００２３】
同請求項１５に係るものは、請求項１４の定着装置において、前記最も外側の導電体の外側に位置する前記断熱部は、前記最も外側の導電体の内側に位置する前記断熱部に比べて、熱伝導率が悪いものとしたことを特徴とする。
【００２４】
同請求項１６に係るものは、請求項１から１５のいずれかの定着装置において、前記定着回転体が、ローラ、スリーブ、ベルトの何れかであることを特徴とする。
【００２５】
本発明の請求項１７に係る画像形成装置は、請求項１から１６のいずれかの定着装置を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、定着回転体側が凹形状となるニップを形成しやすいため、記録媒体の分離性が優れ、また整磁層により発熱層の過熱防止も達成し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本実施例による定着装置が適用される画像形成装置の一実施例を示す図である。もちろん本発明は、図１に示した４連タンデム方式によりフルカラー画像を形成可能な複写機あるいはプリンタには限定されず、またカラー画像を作成するものだけでなく、単一色の画像を形成するものをも対象とする。
【００２９】
図１に示す画像形成装置２０は、色分解毎の画像を転写体として用いられる転写ベルトに吸着した紙などの記録シートに重畳転写することによりカラー画像が潜像担持体から直接記録シートに形成される方式が用いられている。図１において、画像形成装置２０は、原稿画像に応じた各色毎の画像を形成する作像装置２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫと、各作像装置２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫに対向して配置された転写装置２２と、各作像装置２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫと転写装置２２とが対向する転写領域に記録シートを供給するシート供給手段としての手差しトレイ２３、給紙装置２４に装備されている二つの給紙カセット２４、２４のいずれかと、手差しトレイ２３、給紙カセット２４、２４から搬送されてきた記録シートを作像装置２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫによる作像タイミングに合わせて供給するレジストローラ３０と、転写領域において転写後のシート状媒体の定着を行う定着装置１を備えている。なお、本実施例では、定着対象としてトナー像を担持した記録シートを対象としているが、転写形式によって記録シート等の記録媒体を介せずに感光体に接触する転写体、つまり、転写と同時に定着を行う媒体を対象とすることもできる。
【００３０】
定着装置１は、詳細は後述するが、一対のローラを採用した定着方式を採用した構成とされている。このため、定着装置１には、定着ローラを加熱するための熱源を備え、この定着ローラに加圧ローラが当接、押圧している。
【００３１】
転写装置２２は、転写体として複数のローラに掛け回されているベルト（以下、転写ベルトという）が用いられ、各作像装置における感光体ドラムと対向する位置には転写バイアスを印加する転写バイアス手段がそれぞれ配置され、さらに転写ベルトの移動方向（図１中、矢印で示す方向）において第１色目を転写される側には、第１色目の転写に先立ち記録シートを転写ベルトに吸着させるための吸着用バイアスを印加する吸着用バイアス手段が転写ベルトに当接可能に配置されている。
【００３２】
この画像形成装置２０において、各作像装置２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像を行うものであり、用いるトナーの色は異なるが、その構成が同様であるから、作像装置２１Ｃの構成を各作像装置２１Ｍ、２１Ｙ、２１ＢＫの代表として説明する。
【００３３】
作像装置２１Ｃは、静電潜像担持体としての感光体ドラム２５Ｃ、感光体ドラム２５Ｃの回転方向（図２に示す構成では時計方向）に沿って順に配置されている帯電装置２７Ｃ、現像装置２６Ｃ、クリーニング装置２８Ｃを有し、帯電装置２７Ｃと現像装置２６Ｃとの間で書き込み装置２９からの書き込み光により色分解された色に対応する画像情報に応じた静電潜像を形成する構成が用いられる。静電潜像担持体としては、ドラム状の他に、ベルト状とする場合もある。なお図１に示す画像形成装置２０は、転写装置２２が斜めに延在させてあるので、水平方向での転写装置２２の占有スペースを小さくすることができている。
【００３４】
上記構成を備えた画像形成装置２０では、次の行程および条件に基づき画像形成が行われる。なお、以下の説明では、各作像装置を代表して符号２１Ｃで示したマゼンタトナーを用いて画像形成が行われる作像装置を対象として説明するが、他の作像装置も同様である。
【００３５】
まず画像形成時、感光体ドラム２５Ｃは、図示しないメインモータにより回転駆動され、帯電装置２７Ｃに印加されたＡＣバイアス（ＤＣ成分はゼロ）により除電され、その表面電位が略−５０Ｖの基準電位に設定される。次に感光体ドラム２５Ｃは、帯電装置２７ＣにＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスを印加されることによりほぼＤＣ成分に等しい電位に均一に帯電されて、その表面電位がほぼ−５００Ｖ〜−７００Ｖ（目標帯電電位はプロセス制御部により決定される）に帯電される。
【００３６】
感光体ドラム２５Ｃは、一様帯電されると書き込み行程が実行される。書き込み対象となる画像は、図示しないコントローラ部からのデジタル画像情報に応じて書き込み装置２９を用いて静電潜像形成のために書き込まれる。つまり、書き込み装置２９では、デジタル画像情報に対応して各色毎で２値化されたレーザダイオード用発光信号に基づき発光するレーザ光源からのレーザ光がシリンダレンズ（図示せず）、ポリゴンモータ２９Ａ、ｆθレンズ（図示せず）、第１〜第３ミラー、およびＷＴＬレンズ等を介して、各色毎の画像を担持する感光体ドラム、この場合には、便宜上、感光体ドラム２５Ｃ上に照射され、照射された部分の感光体ドラム表面での表面電位が略−５０Ｖとなり、画像情報に対応した静電潜像が作像される。
【００３７】
感光体ドラム２５Ｃ上に形成された静電潜像は、現像装置２６Ｃにより色分解色と補色関係にある色のトナーを用いて可視像処理されるが、現像行程では、現像スリーブにＡＣバイアスを重畳したＤＣ：−３００Ｖ〜−５００Ｖが印加されることにより、書き込み光の照射により電位が低下した画像部分にのみトナー（Ｑ／Ｍ：−２０〜−３０μＣ／ｇ）が現像され、トナー像が形成される。
【００３８】
現像行程により可視像処理された各色のトナー画像は、レジストローラ３０によりレジストタイミングを設定されて繰り出される記録シートに転写されることになるが、記録シートは、転写装置２２の転写ベルトに達する前にローラで構成されたシート吸着用バイアス手段による吸着用バイアスの印加によって転写ベルトに静電吸着されるようになっている。転写ベルトに静電吸着されて転写ベルトと共に搬送移動する記録シートは、各作像装置での感光体ドラムに対向する位置で転写装置２２に装備されている転写バイアス手段２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２ＢＫによるトナーと逆極性のバイアス印加によって感光体ドラムからトナー像を静電転写される。
【００３９】
各色の転写工程を経た転写紙は、転写ベルトユニットの駆動側ローラで転写ベルトから曲率分離され、定着装置１に向けて搬送され、定着ローラと加圧ローラとにより構成される定着ニップを通過することにより、トナー像が転写シートに定着され、その後、片面プリントの場合には、胴内排紙トレイまたは外部の排紙トレイ（図示せず）へと排出される。
【００４０】
なお図１に示す画像形成装置２０は、記録シートの両面への画像形成が可能な構成を備えている。図１において、定着装置１を通過した記録シートは、予め両面画像形成モードが選択されている場合に、両面反転ユニット３４に向けて搬送され、同ユニット３４内で第１面と第２面とを表裏反転されたうえで、両面搬送ユニット３５に搬送される。両面搬送ユニット３５から搬送される記録シートは片面側への画像形成時と同様に、レジストローラ３０に向け搬送され、所定のタイミングで転写位置に向け繰り出される。記録シートの第１面および第２面への画像形成が終了して定着装置１を通過した記録シートは、片面への画像形成時と同様に各排紙ユニットの何れかに排出される。
【００４１】
図２は、図１に示した画像形成装置で用い得るローラ方式の定着装置の概念的構成を示す断面図である。図において、２は磁束発生部となる外部コイル、３は定着回転体である定着ローラ、４は加圧回転体である加圧ローラ、５はインバータ、Ｓは記録媒体である。すなわち、この実施例の定着装置は、外部コイルコ２を誘導加熱回路であるインバータにより高周波駆動することによって高周波磁界を発生させ、この磁界により、主に金属性の定着ローラに渦電流が流れるようにしてローラ温度を上昇させている。
【００４２】
図３は、定着ローラ３と、その一部を拡大して取り出して示す断面図である。定着ローラ３は、芯金３Ａ、断熱弾性体層３Ｂ、整磁層３Ｃ、発熱層３Ｄ、表層３Ｅ（図示の例ではＳｉゴムとＰＦＡからなる）とからなり、整磁層３Ｃが発熱層３Ｄとは別体となっている。芯金３Ａは例えばアルミニウムまたはその合金製のものが用いられる。
【００４３】
また整磁層３Ｃは、キュリー点が例えば１００〜３００℃になるように形成された磁性体からなり、図４に示すように、加圧ローラ４の押圧により変形しニップを形成するように構成してある。この整磁層３Ｃの存在により、後述のように発熱層３Ｄ等の過熱が防止される。また、定着ローラ３側が凹形状となるニップを形成しやすいため、記録媒体Ｓの分離性が優れたものとし得る。なおもちろん、加圧ローラ４の押圧により変形するのは、図示の実施例では芯金３Ａ以外の、断熱弾性体層３Ｂ、整磁層３Ｃ、発熱層３Ｄ、表層３Ｅである。
【００４４】
図５（Ａ）は定着ローラ３の断面図であり、太目の実線の矢印は外部コイル２からの誘導磁束、細目の実線の矢印は渦電流を示し（図５（Ｃ）参照）、整磁層３Ｃを構成する整磁合金層の温度Ｔがキュリー温度Ｔｃ未満のため、整磁層３Ｃを構成する整磁合金が磁性体のままであり、外部コイルコ２が発生させた誘導磁束が整磁層３Ｃを非透過となっている状態を示す。すなわち、キュリー点未満で整磁層３Ｃが磁束を透過させず、誘導磁束が芯金３Ａに届いていない状態を示している。
【００４５】
一方、図５（Ｂ）は、同じく定着ローラ３の断面図であり、誘導磁束が整磁層３Ｃを透過して芯金３Ａに届いている状態を示している。図中点線の矢印はアルミニウムまたはその合金製の芯金３Ａからの誘導磁束である（図５（Ｃ）参照）。すなわち、整磁層３Ｃを構成する整磁合金層の温度Ｔがキュリー温度Ｔｃより高いため、整磁層３Ｃを構成する整磁合金の磁性が失われて非磁性体となり、断熱弾性体層３Ｂの存在にもかかわらず、誘導磁束が芯金３Ａに届いている状態を示している。
【００４６】
すなわち、磁性体である整磁層３Ｃはキュリー点に達するまではほぼ瞬時に昇温し、キュリー点に達すると磁性を失い、したがって昇温しなくなり、一定の温度を保持する。したがって、整磁層３Ｃをなす素材のキュリー点が、この種の定着装置において現れる温度である１００〜３００℃になるように形成した磁性体で構成しておけば、定着ローラ３の発熱層３Ｄや芯金３Ａが過熱することが無くなり、概ね定着温度に保持できるようになり、定着ローラ３表面における高い離型性と耐熱性等とを損なわず、また複雑な制御を必要としなくなる。
【００４７】
なお、整磁層３Ｃが単層の場合に変形可能な条件としては、例えば材料が鉄、ニッケルを含む合金であり、厚みが１５０μｍ以下であり、この条件が整えば整磁層３Ｃを確実に変形させることができる。整磁層３Ｃは、図６に示すように、変形可能な基層３ＣＡ上にメッキにより磁性材層３ＣＢを形成して整磁層３Ｃを構成しても良い。整磁層３Ｃを確実に変形させ、かつ整磁層３Ｃの破断が低減する。
【００４８】
また定着ローラ３の整磁層３Ｃの内側に設ける断熱弾性体層３Ｂは、整磁層３Ｃよりも熱伝導率の悪い材料から構成することが好ましい。これにより、発熱層３Ｄによる熱効率が向上する。断熱弾性体層３Ｂは、整磁層より熱伝導率の悪い発泡シリコンゴム等の材料（熱伝導率は０．１Ｗ／ｍＫ）の層でも良いが、整磁層３Ｃの熱伝導率が例えば１１Ｗ／ｍＫであれば、例えば空気層等その他の断熱層であっても採用できる。なお図示の例では断熱部を断熱弾性体層３Ｂとしたが、断熱部は弾性体を含んでも、含まなくてもいずれでも良い。ただし、弾性体を含むようにすれば、加圧ローラ４による押圧力（ニップ圧）を大きくすることができるので、定着性が優れるものとすることができる
【００４９】
なお本実施例において、断熱弾性体層３Ｂの厚みは１０ｍｍ以下程度とするか、あるいは磁束の強さ等の関係式から適当な厚さを導くかして形成することが好ましい。整磁層を透過した磁束が、確実に導電体に通過することが望ましいからである。一方、断熱部である断熱弾性体層３Ｂの厚みは、１ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上である構成が望ましい。１ｍｍ以上の厚みで確実に断熱でき、また３ｍｍ以上であれば確実にニップ圧を確保できる。
【００５０】
なおまた後述するように、定着回転体は、ローラ、スリーブ、ベルトの何れでも良く、整磁層が発熱層と別体の場合、整磁層は発熱層に対して固定されてもよく、固定されていなくてもよい。後者の場合、ベルトやスリーブが発熱層を有しローラが整磁層を有してもよい。
【実施例２】
【００５１】
なお上述した実施例１では、磁束発生部となる外部コイル２を定着ローラ３の外側に配置してあるが、図７に示すような形態で内部に配置しても良い。図中６は導電体である。
【実施例３】
【００５２】
図８は、定着ローラ３の変形例を用いた実施例の断面図である。この例の定着ローラ３は多層構造となっており、断熱弾性体層３Ｂ中に導電体層３Ｆ（アルミニウムまたはその合金層）を入れて断熱弾性体層を多層としたものである。なお、図示の例では断熱弾性体層３Ｂ中の導電体層を一層のみとしてあるが、さらに多層に設けても良い。導電体層を多層に備える場合、少なくとも最も外側の導電体層は加圧ローラ４に押圧されることにより変形するように形成し、最も外側の導電体の内外には弾性体を含む断熱部（図示の例では断熱弾性体層３Ｂ１、３Ｂ２）を備えることが好ましい。これにより、ニップ圧を確保しつつ、導電体と整磁層３Ｃの距離を小さくできるため、過熱防止とニップ圧確保の両立がより確実になる。
【００５３】
なおこの実施例では、最も外側の熱伝導率が低い導電体の外に位置する断熱部を、最も外側の導電体の内に位置する断熱部に比べて熱伝導率が悪いものとすることで、最も外側の導電体が発熱しても、その熱は外側に伝わりにくく、表面側の発熱層の過熱がよりいっそう防止しやすくなる構成とすることができる。例えば、図８の例で、外側断熱部である断熱弾性体層３Ｂ１を熱伝導率が例えば０．１Ｗ／ｍＫの発泡シリコンゴムで、内側断熱部である断熱弾性体層３Ｂを熱伝導率０．５Ｗ／ｍＫのシリコンゴムで構成することができる。
【実施例４】
【００５４】
さらに、定着ローラ３は、断熱弾性体層３Ｂの内側に、整磁層３Ｃよりも体積抵抗率の低い導電体を有する構成とすることができる。構造としては図８のような構造でも良いし、整磁層３Ｃのすぐ内側に配置するものであっても良い。このような体積抵抗率の低い導電体を設けることにより、発熱層３Ｂの過熱をより効果的に防止できる。すなわち、過熱防止と、ニップ圧確保や熱効率向上が両立できる。導電体は整磁層に対して固定されてもよく、固定されていなくてもよい。後者の場合、ベルトやスリーブが整磁層を有しておりローラが導電体を有してもよい。なお従来は、導電体を整磁層に直付けしているので、過熱防止はできても、ニップ圧確保や熱効率向上ができない。
【実施例５】
【００５５】
図９は本発明の実施例５を示す断面図である。本実施例は、定着回転体をローラではなく定着ベルト４０で構成し、定着ローラ４１と加熱ローラ４２とに掛け回し、定着ローラ４１に対して定着ベルト４０を挟んで加圧回転体４３が位置してニップを形成し、外部コイル２を加熱ローラ４２の近傍に配置している。定着ベルト４０は、図示は省略するが、発熱層及び整磁層を備え、加熱ローラ４２がアルミニウムまたはその合金製の芯金４２Ａを備えている。図中４４はテンションローラである。
【実施例６】
【００５６】
図１０は本発明の実施例６を示す断面図である。本実施例も、定着回転体をローラではなく定着ベルト４０で構成し、定着ローラ４１と加熱ローラ４２とに掛け回しているが、外部コイル２を定着ローラ４１の近傍に配置している。定着回転体である定着ベルト４０は、テンションローラ４３と定着ローラ４１とに掛け回してある。定着ベルト４０が発熱層を備え、定着ローラ４１は整磁層を備える構成とする。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本実施例による定着装置が適用される画像形成装置の一実施例を示す全体構成図
【図２】図１に示した画像形成装置で用い得るローラ方式の定着装置の概念的構成を示す断面図
【図３】定着ローラと、その一部を拡大して取り出して示す断面図
【図４】加圧回転体に押圧されて、断熱弾性体層、整磁層が変形している状態を示す断面図
【図５】定着回転体の断面図（磁束が非透過：Ａ）と、定着回転体の断面図（磁束が透過：Ｂ）及びＡ、Ｂ中の矢印の意味を示す図（Ｃ）
【図６】整磁層の構成にメッキ層を用いた定着回転体の変形例の断面図
【図７】磁束発生部となる外部コイルを定着回転体である定着ローラの外側に配置した例の断面図
【図８】多層とした断熱弾性体層を有する定着回転体の例の断面図
【図９】ベルト方式の定着回転体を用いた実施例の断面図
【図１０】ベルト方式の定着回転体を用いた他の実施例の断面図
【符号の説明】
【００５８】
１：定着装置
２：外部コイル（磁束発生部）
３：定着ローラ（定着回転体）
３Ａ：芯金
３Ｂ、３Ｂ１、３Ｂ２：断熱弾性体層
３Ｃ：整磁層
３Ｄ：発熱層
３Ｅ：表層
３Ｆ：導電体層
４：加圧ローラ（加圧回転体）
５：インバータ
６：導電体
４０：定着ベルト
４１：定着ローラ
４２：加熱ローラ
４２Ａ：芯金
４３：加圧回転体
４４：テンションローラ
Ｓ：記録媒体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁束によって発熱する発熱層を有する定着回転体と、該定着回転体と押圧、当接する加圧回転体を備え、前記定着回転体と前記加圧回転体との間を通過する記録媒体上に、画像を定着させる定着装置であって、
少なくとも前記定着回転体が、加圧回転体に押圧されることにより変形するように形成した整磁層を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１の定着装置において、前記整磁層が単層で、鉄、ニッケルを含む合金材料からなり、前記加圧回転体の押圧、当接により掛かる力で変形可能な厚さを有することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項２の定着装置において、前記整磁層の厚さが１５０μｍ以下であることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかの定着装置において、前記整磁層を、変形可能な基層上にメッキにより形成してなることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかの定着装置において、前記整磁層が、キュリー点が１００〜３００℃になるように形成した磁性体からなることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかの定着装置において、前記定着回転体は、前記整磁層の内側に、該整磁層より熱伝導率の悪い断熱部を有することを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項６の定着装置において、前記整磁層の熱伝導率を１１Ｗ／ｍＫとし、前記断熱部を熱伝導率が０．１Ｗ／ｍＫの発泡シリコンゴムで形成してなることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項６の定着装置において、前記断熱部を空気層で形成してなることを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項６の定着装置において、前記断熱部が弾性体を含むことを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
請求項６から９のいずれかの定着装置において、磁束を発生させる磁束発生部を定着回転体の外側に配置し、該定着回転体は、前記断熱部の内側に、前記整磁層を透過した磁束が通過する、整磁層よりも体積抵抗率の低い導電体を有することを特徴とする定着装置。
【請求項１１】
請求項１０の定着装置において、前記導電体を前記整磁層に対して非固定としてなることを特徴とする定着装置。
【請求項１２】
請求項６から１１のいずれかの定着装置において、前記断熱部の厚みを、１０ｍｍ以下としてなることを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
請求項６から１１のいずれかの定着装置において、前記断熱部の厚みを、１ｍｍ以上又は好ましくは３ｍｍ以上としてなることを特徴とする定着装置。
【請求項１４】
請求項１０から１３のいずれかの定着装置において、前記導電体を多層備え、少なくとも最も外側の導電体が前記加圧回転体に押圧されることにより変形するように形成し、かつ最も外側の導電体の内外に弾性体を含む断熱部を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項１５】
請求項１４の定着装置において、前記最も外側の導電体の外側に位置する前記断熱部は、前記最も外側の導電体の内側に位置する前記断熱部に比べて、熱伝導率が悪いものとしたことを特徴とする定着装置。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれかの定着装置において、前記定着回転体が、ローラ、スリーブ、ベルトの何れかであることを特徴とする定着装置。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれかの定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
磁束によって発熱する発熱層を有する定着回転体と、該定着回転体と押圧、当接する加圧回転体を備え、前記定着回転体と前記加圧回転体との間を通過する記録媒体上に、画像を定着させる定着装置であって、
少なくとも前記定着回転体が、加圧回転体に押圧されることにより変形するように形成した整磁層を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１の定着装置において、前記整磁層が単層で、鉄、ニッケルを含む合金材料からなり、前記加圧回転体の押圧、当接により掛かる力で変形可能な厚さを有することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項２の定着装置において、前記整磁層の厚さが１５０μｍ以下であることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかの定着装置において、前記整磁層を、変形可能な基層上にメッキにより形成してなることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかの定着装置において、前記整磁層が、キュリー点が１００〜３００℃になるように形成した磁性体からなることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかの定着装置において、前記定着回転体は、前記整磁層の内側に、該整磁層より熱伝導率の悪い断熱部を有することを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項６の定着装置において、前記整磁層の熱伝導率を１１Ｗ／ｍＫとし、前記断熱部を熱伝導率が０．１Ｗ／ｍＫの発泡シリコンゴムで形成してなることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項６の定着装置において、前記断熱部を空気層で形成してなることを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項６の定着装置において、前記断熱部が弾性体を含むことを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
請求項６から９のいずれかの定着装置において、磁束を発生させる磁束発生部を定着回転体の外側に配置し、該定着回転体は、前記断熱部の内側に、前記整磁層を透過した磁束が通過する、整磁層よりも体積抵抗率の低い導電体を有することを特徴とする定着装置。
【請求項１１】
請求項１０の定着装置において、前記導電体を前記整磁層に対して非固定としてなることを特徴とする定着装置。
【請求項１２】
請求項６から１１のいずれかの定着装置において、前記断熱部の厚みを、１０ｍｍ以下としてなることを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
請求項６から１１のいずれかの定着装置において、前記断熱部の厚みを、１ｍｍ以上又は好ましくは３ｍｍ以上としてなることを特徴とする定着装置。
【請求項１４】
請求項１０から１３のいずれかの定着装置において、前記導電体を多層備え、少なくとも最も外側の導電体が前記加圧回転体に押圧されることにより変形するように形成し、かつ最も外側の導電体の内外に弾性体を含む断熱部を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項１５】
請求項１４の定着装置において、前記最も外側の導電体の外側に位置する前記断熱部は、前記最も外側の導電体の内側に位置する前記断熱部に比べて、熱伝導率が悪いものとしたことを特徴とする定着装置。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれかの定着装置において、前記定着回転体が、ローラ、スリーブ、ベルトの何れかであることを特徴とする定着装置。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれかの定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−３３０８５（Ｐ２００８−３３０８５Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０７６１４（Ｐ２００６−２０７６１４）
【出願日】平成１８年７月３１日（２００６．７．３１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月３１日（２００６．７．３１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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