定着装置及びこれを搭載した画像形成装置
【課題】加熱ローラ等の損傷を確実に回避ができる定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供する。
【解決手段】記録媒体に画像を定着するための定着装置(14)であって、加熱部材(45,48)の外面に沿って配置され、加熱部材を誘導加熱するための磁界を発生させるコイル(52)と、コイルを挟んで加熱部材の反対側に配置され、コイルの周囲にて磁路を形成するコア部(54)と、加熱部材の外面に沿って配置され、コイルを保持するコイル保持部(53)と、コイルを冷却するべくコイル保持部と協働してダクトをなしており、加熱部材の外面を覆うとともに、コイル保持部に対して脱着可能に構成されたカバー部材(71)とを具備する。
【解決手段】記録媒体に画像を定着するための定着装置(14)であって、加熱部材(45,48)の外面に沿って配置され、加熱部材を誘導加熱するための磁界を発生させるコイル(52)と、コイルを挟んで加熱部材の反対側に配置され、コイルの周囲にて磁路を形成するコア部(54)と、加熱部材の外面に沿って配置され、コイルを保持するコイル保持部(53)と、コイルを冷却するべくコイル保持部と協働してダクトをなしており、加熱部材の外面を覆うとともに、コイル保持部に対して脱着可能に構成されたカバー部材(71)とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー画像を担持した記録媒体を定着ローラ対や加熱ベルトとローラとのニップ間に通しながら、未定着トナーを加熱溶融させて用紙に定着させる定着装置及びこれを搭載した画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置においては近年、定着装置でのウォームアップタイムの短縮や省エネルギー等の要望から、熱容量を少なく設定できるベルト方式が注目されている。また、近年、急速加熱や高効率加熱の可能性をもった電磁誘導加熱方式（ＩＨ）が注目されており、カラー画像を定着させる際の省エネルギー化の観点から、電磁誘導加熱をベルト方式と組み合わせたものが多数製品化されている。ベルト方式と電磁誘導加熱とを組み合わせる場合、コイルのレイアウト及び冷却の容易さ、さらにはベルトを直接加熱できるメリット等から、ベルトの外側に電磁誘導のための磁界を発生させる装置を配置する構成が多く採用されている（いわゆる外包ＩＨ）。
【０００３】
上記の電磁誘導加熱方式においては、コイル自身の電気抵抗、加熱ローラや加熱ベルトからの熱伝導によってコイルが昇温し、この加熱ローラ等の加熱効率の低下を招く。一方、このコイルの他、加熱ローラ等も併せて冷却されると、やはり加熱ローラ等の加熱効率の低下を招く。つまり、コイルを単に冷却すると、コイルの冷却効率と加熱ローラ等の加熱効率とがトレードオフの関係になる。
【０００４】
そのため、このコイルを保持するコイルボビンを中空に形成し、この中空部分に空気を供給してコイルを空冷する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、定着装置が、コイル及びコイルボビン側と、加熱ローラ側とで一体形成されていた場合に、仮に定着装置内の一部品に交換を要する不具合が生ずると定着装置全体が交換され、交換を必要としない部品も交換対象になるので、コストの低廉化を図れないとの懸念がある。一方、コイル及びコイルボビン側と加熱ローラ側とを別個に構成しておけば、当該懸念は解消される。
【０００７】
しかしながら、加熱ローラ側をコイル及びコイルボビン側から脱着可能に構成しても、この加熱ローラ等が剥き出しであれば、当該加熱ローラ側を画像形成装置本体から引き抜く際、作業台に一時保管する際、さらに、この装置本体に押し込む際のいずれの場合にも加熱ローラ等を他の部材などに衝突させて損傷させる可能性があるという問題がある。
【０００８】
すなわち、コイル及びコイルボビン側と加熱ローラ側とを単に別個に構成すると、加熱ローラ等の安全性を確保できないので、これを解消するための措置が必要であるが、上記従来の技術ではこの点については格別の配慮がなされていない。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、加熱ローラ等の損傷を確実に回避ができる定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための第１の発明は、記録媒体に画像を定着するための定着装置であって、加熱部材の外面に沿って配置され、加熱部材を誘導加熱するための磁界を発生させるコイルと、コイルを挟んで加熱部材の反対側に配置され、コイルの周囲にて磁路を形成するコア部と、加熱部材の外面に沿って配置され、コイルを保持するコイル保持部と、コイルを冷却するべくコイル保持部と協働してダクトをなしており、加熱部材の外面を覆うとともに、コイル保持部に対して脱着可能に構成されたカバー部材とを具備する。
【００１０】
第１の発明によれば、コイルで発生させた磁界により回転する加熱部材を誘導加熱してトナー画像の加熱溶融を行う方式（外包ＩＨ）を採用し、コイル、コイル保持部、及びコア部を備えたユニット（以下、ＩＨコイルユニットと称する）と、カバー部材、加熱部材、及び加圧部材を備えたユニット（以下、トナー溶融ユニットと称する）とで構成されている。
【００１１】
このＩＨコイルユニットでは、コイルの発生させる磁界が加熱部材に渦電流を発生させ、磁気誘導加熱を行う一方、磁路内の磁気抵抗が増大して磁界強度が低下すると、加熱部材の発熱量が低下してしまい十分な定着作用を有さなくなる可能性がある。
ここで、本発明によれば、加熱部材がカバー部材に覆われているため、トナー溶融ユニットをＩＨコイルユニットから脱着可能に構成しても、加熱部材の損傷を確実に回避できるし、トナー溶融ユニットの脱着も容易になり、作業性が向上する。
【００１２】
また、コイル保持部とカバー部材とでダクトを形成し、コイルのみを有効に冷却可能になるので、剥き出しの加熱部材も併せて冷却される場合に比して発熱性能の低下も回避できる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明の構成において、コイル保持部は、加熱部材の外面に沿って配置されたコイル側ダクト面を有し、カバー部材は、コイル側ダクト面に沿って配置されたハウジング側ダクト面を有しており、コイル側ダクト面若しくはハウジング側ダクト面の少なくともいずれか一方には、ダクト内に突出した複数のリブが形成されていることを特徴とする。
【００１４】
第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、コイル保持部のコイル側ダクト面とカバー部材のハウジング側ダクト面とでダクトを形成すれば、部品点数が少なくて済むし、また、このダクト内には複数のリブが突出していることから、コイルの冷却に供される表面積が大きくなり、コイルの冷却効率が向上する。
【００１５】
第３の発明は、第２の発明の構成において、複数のリブは、コイル側ダクト面に略等間隔で形成され、コイルは、このリブに巻きつけられていることを特徴とする。
第３の発明によれば、第２の発明の作用に加えてさらに、コイルをリブに巻きつければ、このコイルのみを直接に冷却でき、コイルの冷却効率がより向上する。さらに、コイル間のピッチが同じになるため、均一な磁界が得られ、この点も発熱性能の向上に寄与する。
【００１６】
第４の発明は、第１から第３の定着装置を搭載し、これを用いて画像形成部で形成されたトナー画像を用紙に定着させる画像形成装置であることを特徴とする。
第４の発明によれば、第１から第３の発明の作用に加えてさらに、加熱部材の安全性が高められ、且つ、発熱性能を確保して良好なトナー画像が形成される結果、画像形成装置の信頼性が向上する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、コイル保持部とでダクトを形成するカバー部材が加熱部材を覆っており、コイルのみを有効に冷却しつつ、加熱部材の損傷を確実に回避できる定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施形態の画像形成装置の構成を示した概略図である。
【図２】定着ユニットの構造例を示す縦断面図である。
【図３】図２のハウジングの外観斜視図である。
【図４】ダクトの他の構造例を示す図である。
【図５】ダクトのさらに他の構造例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、一実施形態の画像形成装置１の構成を示した概略図である。画像形成装置１は、例えば外部から入力された画像情報に基づいて記録媒体の一例としての用紙の表面にトナー画像を転写して印刷を行うプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、それらの機能を併せ持つ複合機等としての形態をとることができる。また、以下の実施形態では、記録媒体は用紙に限らず、用紙以外の記録媒体（ＯＨＰシートなど）であっても実施可能である。
【００２０】
図１に示される画像形成装置１は、例えばタンデム型のカラープリンタである。この画像形成装置１は、内部で用紙にカラー画像を形成（プリント）する四角箱状の装置本体２を備え、この装置本体２の上面部には、カラー画像が印刷された用紙を排出するための排出トレイ３が設けられている。
装置本体２内において、その下部には、用紙を収納する給紙カセット５が配設されている。また、装置本体２内の中央部には、給紙カセット５に収容していない用紙を装置本体２へ供給するスタックトレイ６が配設されている。そして、装置本体２の上部には画像形成部７が設けられており、この画像形成部７は、画像形成装置１と接続されたＰＣ等の上位装置から送信される文字や絵柄などの画像データに基づいて用紙に画像を形成する。
【００２１】
図１でみて装置本体２の左部には、給紙カセット５から繰り出された用紙を後述の二次転写部２３に搬送する第１の搬送路９が配設されており、装置本体２の右部から左部にかけては、スタックトレイ６から繰り出された用紙を二次転写部２３に搬送する第２の搬送路１０が配設されている。また、装置本体２内の左上部には、二次転写部２３で画像が形成された用紙に対して定着処理を行う定着ユニット（定着装置）１４と、定着処理の行われた用紙を排出トレイ３に搬送する第３の搬送路１１とが配設されている。
【００２２】
給紙カセット５は、装置本体２の外部（例えば図１の手前側）に引き出すことにより用紙の補充を可能にする。この給紙カセット５は収納部１６を備えており、この収納部１６には、給紙方向のサイズが異なる少なくとも２種類の用紙を選択的に収納可能である。なお、収納部１６に収納されている用紙は、給紙ローラ１７及び捌きローラ対１８により１枚ずつ第１の搬送路９側に繰り出される。
【００２３】
スタックトレイ６は、装置本体２の外面にて開閉可能であり、その手差し部１９には用紙が１枚ずつ載置されるか、又は複数枚が積載される。なお、手差し部１９に載置された用紙はピックアップローラ２０及び捌きローラ対２１により１枚ずつ第２の搬送路１０側に繰り出される。
第１の搬送路９と第２の搬送路１０とはレジストローラ対２２の手前で合流しており、レジストローラ対２２に到達した用紙はここで一旦待機し、スキュー調整とタイミング調整を行った後、二次転写部２３に向けて送出される。送出された用紙には、二次転写部２３で中間転写ベルト４０上のフルカラーのトナー画像が用紙に二次転写される。この後、定着ユニット１４でトナー画像が定着された用紙は、必要に応じて第４の搬送路１２で反転され、最初とは反対側の面にも二次転写部２３でフルカラーのトナー画像が二次転写される。そして、反対面のトナー画像が定着ユニット１４で定着された後、第３の搬送路１１を通って排出ローラ対２４により排出トレイ３に排出される。
【００２４】
画像形成部７は、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の各トナー画像を形成する４つの画像形成ユニット２６〜２９を備える他、これら画像形成ユニット２６〜２９で形成した各色別のトナー画像を重畳して担持する中間転写部３０を備えている。
各画像形成ユニット２６〜２９は、感光体ドラム３２と、感光体ドラム３２の周面に対向して配設された帯電部３３と、帯電部３３の感光体ドラム３２の回転方向下流側であって感光体ドラム３２の周面上の特定位置にレーザビームを照射するレーザ走査ユニット３４と、レーザ走査ユニット３４からのレーザビーム照射位置の感光体ドラム３２の回転方向下流側であって感光体ドラム３２の周面に対向して配設された現像部３５と、現像部３５の感光体ドラム３２の回転方向下流側であって感光体ドラム３２の周面に対向して配設されたクリーニング部３６とを備えている。
【００２５】
なお、各画像形成ユニット２６〜２９の感光体ドラム３２は、図示しない駆動モータにより図中の反時計回り方向に回転する。また、各画像形成ユニット２６〜２９の現像部３５には、各現像装置５１にブラックトナー、イエロートナー、シアントナー及びマゼンタトナーを含む二成分現像剤がそれぞれ収納されている。
中間転写部３０は、画像形成ユニット２６の近傍位置に配設された後ローラ３８と、画像形成ユニット２９の近傍位置に配設された前ローラ３９と、後ローラ３８と前ローラ３９とに跨って配設された中間転写ベルト４０と、各画像形成ユニット２６〜２９の感光体ドラム３２における現像部３５の感光体ドラム３２の回転方向下流側の位置に中間転写ベルト４０を介して圧接可能に配設された４つの一次転写ローラ４１とを備えている。
【００２６】
この中間転写部３０では、各画像形成ユニット２６〜２９の一次転写ローラ４１の位置で、中間転写ベルト４０上に各色別のトナー画像がそれぞれ重ね合わせて転写されて、最後にはフルカラーのトナー画像となる。
第１の搬送路９や第２の搬送路１０は、給紙カセット５やスタックトレイ６から繰り出されてきた用紙を二次転写部２３側に搬送するものであり、装置本体２内で所定の位置に配設された複数の搬送ローラ対４３と、二次転写部２３の手前に配設され、画像形成部７における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取るためのレジストローラ対２２とを備えている。
【００２７】
定着ユニット１４は、画像形成部７でトナー画像が転写された用紙を加熱及び加圧することにより、未定着トナー画像を用紙に定着させる処理を行うものである。定着ユニット１４は、例えば加圧ローラ４４と定着ローラ（加熱部材）４５からなるローラ対を備え、このうち加圧ローラ４４が例えば金属製の芯材と弾性体の表層（例えば、シリコンゴム）及び離型層（例えば、ＦＰＡ）を有するものであり、定着ローラ４５が金属製の芯材と弾性体の表層（例えば、シリコンスポンジ）を有するものである。また、定着ローラ４５には加熱ベルト（加熱部材）４８が巻かれている（図２）。なお、定着ユニット１４の詳細な構造についてはさらに後述する。
【００２８】
用紙の搬送方向でみて、定着ユニット１４の上流側及び下流側にはそれぞれ搬送路４７が設けられており（図１）、二次転写部２３を通って搬送されてきた用紙は上流側の搬送路４７を通じて加圧ローラ４４と定着ローラ４５との間のニップに導入される。そして、加圧ローラ４４及び定着ローラ４５間を通過した用紙は下流側の搬送路４７を通じて第３の搬送路１１に案内される。
【００２９】
第３の搬送路１１は、定着ユニット１４で定着処理の行われた用紙を排出トレイ３に搬送する。このため第３の搬送路１１には、適宜位置に搬送ローラ対４９が配設されるとともに、その出口には上記の排出ローラ対２４が配設されている。
〔定着ユニットの詳細〕
次に、本実施形態の画像形成装置１に適用された定着ユニット１４の詳細について説明する。
【００３０】
図２は、定着ユニット１４の構造例を示す縦断面図である。なお、図２では、画像形成装置１に実装した状態から向きを約９０°反時計回りに転回させて示している。したがって、図１中でみて下方から上方への用紙搬送方向は、図２でみると右方から左方となる。つまり、図２の用紙Ｐは定着ユニット１４に搬送される直前の状態である。なお、装置本体２がより大型（複合機等）である場合、図２に示される向きで実装されることもある。また、この他のレイアウトとして、図２に示される状態から左右いずれかに傾斜した姿勢で定着ユニット１４が配置される場合もある。
【００３１】
本実施例の定着ユニット１４は、上記のように加圧ローラ４４、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８を備えている。加圧ローラ４４は、例えば金属製（例えば、ＳＵＳ）の芯金上に厚み２〜５ｍｍ程度のＳｉゴム層を形成し、さらにその表層に離型層（例えばＦＰＡ）を積層して直径５０ｍｍ程度のローラとしている。定着ローラ４５は、例えば金属製（例えば、ＳＵＳ）の芯金上に厚み５〜１０ｍｍ程度のシリコンゴムスポンジ層を積層して直径４５ｍｍ程度のローラとしている。
【００３２】
また、加熱ベルト４８は、その基材の厚みが例えば３５μｍ（１μｍ＝１×１０−６ｍ）の強磁性材料（例えばＮｉ電鋳基材）であり、その表層に厚み２００〜５００μｍ程度の薄膜の弾性層（例えば、シリコンゴム）が形成され、その外面には離型層（例えば、ＰＦＡ）が形成されており、その発熱温度を例えば１５０〜２００℃の範囲に調整される。なお、加熱ベルト４８の表面温度は、加熱ベルト４８に接触或いは非接触するタイプの温度センサで測定される。
【００３３】
上記のように加圧ローラ４４が表層にシリコンスポンジの弾性層を有することから、加熱ベルト４８と定着ローラ４５との間にはフラットニップが形成される。なお、加圧ローラ４４の内側には、図示しないハロゲンヒータが設けられている。
〔ＩＨコイルユニット〕
この他に定着ユニット１４は、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８の外側にＩＨコイルユニット５０を備えている（図１には示されていない）。ＩＨコイルユニット５０は、誘導加熱コイル（コイル）５２をはじめ、この誘導加熱コイル５２の周囲にて磁路を形成するべく、フェライト等の強磁性体（比透磁率：１０００〜３０００程度）で構成されたセンタコアやサイドコア等を有したコア部５４から構成されている。
【００３４】
〔コイル〕
誘導加熱コイル５２は、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８を誘導加熱するための磁界を発生させる。そのため、誘導加熱コイル５２は定着ローラ４５及び加熱ベルト４８の外面に沿う仮想的な円弧面上に配置される。実際には、コイルボビン（コイル保持部）５３が配置されており、このコイルボビン５３上に誘導加熱コイル５２が巻線状に配置される構成である。
【００３５】
〔コイル保持部〕
コイルボビン５３は、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８の外面に沿う形状に成形されている。図２の姿勢で云えば、水平方向に延びた頂面部分、並びに、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８の外面を覆うように（外面に沿うように）、この頂面部分の両端から広がって下降する斜面部分を有し、これら頂面部分や斜面部分に誘導加熱コイル５２をそれぞれ保持し、この斜面部分でコア部５４の下端を支持している。なお、コイルボビン５３の材質は、耐熱性樹脂（例えばＰＰＳ、ＰＥＴ、ＬＣＰ）であることが好ましく、また、コイル５２のコイルボビン５３への固定は例えばシリコン系接着剤を用いて行う。
【００３６】
より具体的には、本実施例のコイルボビン５３は、上述した頂面部分や斜面部分からなる載置面５３ｂを有し、この載置面５３ｂの反対側には同形状のコイル側ダクト面５３ａを備える。このコイル側ダクト面５３ａが後述のトナー溶融ユニット７０に対峙している（図１には、トナー溶融ユニット７０のうち収納される加圧ローラ４４や定着ローラ４５を示し、後述のハウジング７１は示されていない）。また、コイル側ダクト面５３ａの端面５３ｃには弾性部材が設けられ、トナー溶融ユニット７０に密着して係合できる。
【００３７】
〔トナー溶融ユニット〕
ところで、本実施例の定着ユニット１４は、このＩＨコイルユニット５０とトナー溶融ユニット７０とを分離することができ、装置本体２からトナー溶融ユニット７０を加圧ローラ４４や定着ローラ４５の長手方向、つまり、図１，２でみて紙面に直交する方向に向けてスライドできる。これにより、トナー溶融ユニット７０が装置本体２から引き抜かれ、ＩＨコイルユニット５０は装置本体２に残される。
【００３８】
本実施例のトナー溶融ユニット７０は箱状のハウジング（カバー部材）７１を備え、このハウジング７１内に上述した加圧ローラ４４や、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８を収納している。
〔カバー部材〕
詳しくは、本実施例のハウジング７１は、図２の他、図３にも示される如く、加圧ローラ４４や定着ローラ４５の長手方向に沿って延びた上カバー７２及び下カバー７６を備える。
【００３９】
この上カバー７２は図２でみて下方向に向けた開口を有し、上カバー７２が定着ローラ４５及び加熱ベルト４８を覆う。一方、下カバー７６は図２でみて上方向に向けた開口を有しており、加圧ローラ４４を覆う。そして、上カバー７２の開口及び下カバー７６の開口をそれぞれ突き合わせて接合すると、用紙導入口８０や用紙排出口８２が形成される。また、上カバー７２や下カバー７６の長手方向の両端は正面８４及び背面８８でそれぞれ塞がれている（図３）。なお、この図３に示されるように、本実施例の正面８４には、トナー溶融ユニット７０のスライド移動に供される取手８６が設置される。
【００４０】
一方、本実施例のハウジング７１はコイルボビン５３と協働してダクトを構成する。
より具体的には、上カバー７２はハウジング側ダクト面７３を備え、このハウジング側ダクト面７３もまた頂面部分や斜面部分を有しており、コイル側ダクト面５３ａに沿うように直に対峙する。
【００４１】
また、ハウジング側ダクト面７３の定着ローラ４５の周面に沿った両端部には図３に示すように、その頂面部分に向けて折れ曲がった略く字状の遮蔽腕７４が設けられている。詳しくは、この遮蔽腕７４は、ハウジング側ダクト面７３の斜面部分に一体形成された立設面部分と、この立設面部分に連なってハウジング側ダクト面７３の頂面部分に向けて延びた当接面部分とを有する。前者の立設面部分の内側がコイル側ダクト面５３ａの端面５３ｃに係合し、後者の当接面部分の先端がコア部５４の外周面に当接する。これにより、ＩＨコイルユニット５０のコイル側ダクト面５３ａとトナー溶融ユニット７０のハウジング側ダクト面７３とは所定の間隔で離間できる。そして、この離間によって形成された空隙に対し、図示しないファンを用い、外気を吸入或いは送出によって供給すれば、コイルボビン５３はそのコイル側ダクト面５３ａから冷却されるので、コイルボビン５３に担持されたコイル５２のみを冷却できる。また、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８は、ダクト７８を流れる冷却用空気とはハウジング側ダクト面７３を有する上カバー７２と定着ローラ４５及び加熱ベルト４８との間にある熱伝導率の低い空気層７９によって隔てられているので、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８が冷却されることは無い。
【００４２】
また、これらコイル側ダクト面５３ａ及びハウジング側ダクト面７３で形成された空隙は、遮蔽腕７４が端面５３ｃを取り囲み、隙間のほとんどないダクト形状になっており、上記ファンで供給された空気の漏れも生じない。
なお、ＩＨコイルユニット５０とトナー溶融ユニット７０とを分離する場合には、作業者が取手８６を利用してハウジング７１を図２でみて手前側に向けて引き出すと、遮蔽腕７４が端面５３ｃに案内され、トナー溶融ユニット７０のみが正面８４を先頭にして装置本体２から引き抜かれる。一方、背面８８を先頭にしてハウジング７１を押し込むと、遮蔽腕７４が端面５３ｃに案内され、トナー溶融ユニット７０を装置本体２に戻すことができる。
【００４３】
〔ダクトの他の構造例〕
ところで、上述のダクトにはフィンの機能が備えられていても良い。
詳しくは、図４に示されたダクトもまた、上記実施例と同様に、ＩＨコイルユニット５０のコイル側ダクト面５３ａとトナー溶融ユニット７０のハウジング側ダクト面７３とは所定の間隔で離間しているが、当該実施例では、コイル側ダクト面５３ａに複数のリブ９０が加圧ローラ４４や定着ローラ４５の長手方向に沿って突設されている。これらリブ９０は略等間隔で設けられ、コイル側ダクト面５３ａからハウジング側ダクト面７３に向けて突き出ている。なお、この例に替え、リブ９０はハウジング側ダクト面７３に突設されていても良い。
【００４４】
〔ダクトのさらに他の構造例〕
一方、上述のコイル５２はダクト内に配置されていても良い。すなわち、図５に示されたダクトは、図４の例と同様に、複数のリブ９０がコイル側ダクト面５３ａに突設されている。しかし、当該実施例では、コイル５２が当該リブ９０に巻きつけられており、ダクト内の外気がそのままコイル５２に当てられている。
【００４５】
以上のように、本実施例によれば、誘導加熱コイル５２で発生させた磁界により回転する定着ローラ４５及び加熱ベルト４８を誘導加熱してトナー画像の加熱溶融を行う方式（外包ＩＨ）を採用し、誘導加熱コイル５２、コイルボビン５３、及びコア部５４を備えたＩＨコイルユニット５０と、ハウジング７１、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８、並びに加圧ローラ４４を備えたトナー溶融ユニット７０とで構成されている。
【００４６】
このＩＨコイルユニット５０では、誘導加熱コイル５２の発生させる磁界が定着ローラ４５及び加熱ベルト４８に渦電流を発生させ、磁気誘導加熱を行う。
ここで、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８がハウジング７１に覆われているため、トナー溶融ユニット７０をＩＨコイルユニット５０から脱着可能に構成しても、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８の損傷を確実に回避できるし、トナー溶融ユニット７０の脱着も容易になり、作業性が向上する。
【００４７】
また、コイルボビン５３とハウジング７１とでダクトを形成し、誘導加熱コイル５２のみを有効に冷却可能になるので、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８を剥き出しにした場合に比して、これら定着ローラ４５及び加熱ベルト４８が冷却されないため、発熱性能の低下も回避できる。
さらに、誘導加熱コイル５２の冷却に気体を用いれば、液冷の場合よりもコストの低廉化を図ることができる。
【００４８】
さらにまた、コイルボビン５３のコイル側ダクト面５３ａとハウジング７１のハウジング側ダクト面７３とでダクトを形成すれば、部品点数が少なくて済むし、また、図４，５に示されるように、このダクト内には複数のリブ９０が突出していることから、誘導加熱コイル５２の冷却に供される表面積が大きくなり、誘導加熱コイル５２の冷却効率が向上する。
【００４９】
また、図５に示される如く、誘導加熱コイル５２をリブ９０に巻きつければ、この誘導加熱コイル５２のみを直接に冷却でき、誘導加熱コイル５２の冷却効率がより向上する。さらに、誘導加熱コイル５２間のピッチが同じになるため、均一な磁界が得られ、この点も発熱性能の向上に寄与する。
さらに、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８の安全性が高められ、且つ、発熱性能を確保して良好なトナー画像が形成される結果、画像形成装置１の信頼性が向上する。
【００５０】
本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施可能である。例えば、コア部５４の構成は回転するセンタコア或いは固定のセンタコアのいずれでも良く、適宜に変形可能である。
また、本実施例では画像形成装置としてプリンタに具現化した例を示しているものの、本発明の画像形成装置は、複合機、複写機やファクシミリ等にも当然に適用可能である。
【００５１】
そして、これらいずれの場合にも上記と同様に、加熱ローラ等の損傷を確実に回避ができるとの効果を奏する。
【符号の説明】
【００５２】
１ プリンタ（画像形成装置）
７ 画像形成部
１４ 定着ユニット（定着装置）
４５ 定着ローラ（加熱部材）
４８ 加熱ベルト（加熱部材）
５０ ＩＨコイルユニット
５２ 誘導加熱コイル（コイル）
５３ コイルボビン（コイル保持部）
５３ａ コイル側ダクト面
５４ コア部
７０ トナー溶融ユニット
７１ ハウジング（カバー部材）
７３ ハウジング側ダクト面
９０ リブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー画像を担持した記録媒体を定着ローラ対や加熱ベルトとローラとのニップ間に通しながら、未定着トナーを加熱溶融させて用紙に定着させる定着装置及びこれを搭載した画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置においては近年、定着装置でのウォームアップタイムの短縮や省エネルギー等の要望から、熱容量を少なく設定できるベルト方式が注目されている。また、近年、急速加熱や高効率加熱の可能性をもった電磁誘導加熱方式（ＩＨ）が注目されており、カラー画像を定着させる際の省エネルギー化の観点から、電磁誘導加熱をベルト方式と組み合わせたものが多数製品化されている。ベルト方式と電磁誘導加熱とを組み合わせる場合、コイルのレイアウト及び冷却の容易さ、さらにはベルトを直接加熱できるメリット等から、ベルトの外側に電磁誘導のための磁界を発生させる装置を配置する構成が多く採用されている（いわゆる外包ＩＨ）。
【０００３】
上記の電磁誘導加熱方式においては、コイル自身の電気抵抗、加熱ローラや加熱ベルトからの熱伝導によってコイルが昇温し、この加熱ローラ等の加熱効率の低下を招く。一方、このコイルの他、加熱ローラ等も併せて冷却されると、やはり加熱ローラ等の加熱効率の低下を招く。つまり、コイルを単に冷却すると、コイルの冷却効率と加熱ローラ等の加熱効率とがトレードオフの関係になる。
【０００４】
そのため、このコイルを保持するコイルボビンを中空に形成し、この中空部分に空気を供給してコイルを空冷する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、定着装置が、コイル及びコイルボビン側と、加熱ローラ側とで一体形成されていた場合に、仮に定着装置内の一部品に交換を要する不具合が生ずると定着装置全体が交換され、交換を必要としない部品も交換対象になるので、コストの低廉化を図れないとの懸念がある。一方、コイル及びコイルボビン側と加熱ローラ側とを別個に構成しておけば、当該懸念は解消される。
【０００７】
しかしながら、加熱ローラ側をコイル及びコイルボビン側から脱着可能に構成しても、この加熱ローラ等が剥き出しであれば、当該加熱ローラ側を画像形成装置本体から引き抜く際、作業台に一時保管する際、さらに、この装置本体に押し込む際のいずれの場合にも加熱ローラ等を他の部材などに衝突させて損傷させる可能性があるという問題がある。
【０００８】
すなわち、コイル及びコイルボビン側と加熱ローラ側とを単に別個に構成すると、加熱ローラ等の安全性を確保できないので、これを解消するための措置が必要であるが、上記従来の技術ではこの点については格別の配慮がなされていない。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、加熱ローラ等の損傷を確実に回避ができる定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための第１の発明は、記録媒体に画像を定着するための定着装置であって、加熱部材の外面に沿って配置され、加熱部材を誘導加熱するための磁界を発生させるコイルと、コイルを挟んで加熱部材の反対側に配置され、コイルの周囲にて磁路を形成するコア部と、加熱部材の外面に沿って配置され、コイルを保持するコイル保持部と、コイルを冷却するべくコイル保持部と協働してダクトをなしており、加熱部材の外面を覆うとともに、コイル保持部に対して脱着可能に構成されたカバー部材とを具備する。
【００１０】
第１の発明によれば、コイルで発生させた磁界により回転する加熱部材を誘導加熱してトナー画像の加熱溶融を行う方式（外包ＩＨ）を採用し、コイル、コイル保持部、及びコア部を備えたユニット（以下、ＩＨコイルユニットと称する）と、カバー部材、加熱部材、及び加圧部材を備えたユニット（以下、トナー溶融ユニットと称する）とで構成されている。
【００１１】
このＩＨコイルユニットでは、コイルの発生させる磁界が加熱部材に渦電流を発生させ、磁気誘導加熱を行う一方、磁路内の磁気抵抗が増大して磁界強度が低下すると、加熱部材の発熱量が低下してしまい十分な定着作用を有さなくなる可能性がある。
ここで、本発明によれば、加熱部材がカバー部材に覆われているため、トナー溶融ユニットをＩＨコイルユニットから脱着可能に構成しても、加熱部材の損傷を確実に回避できるし、トナー溶融ユニットの脱着も容易になり、作業性が向上する。
【００１２】
また、コイル保持部とカバー部材とでダクトを形成し、コイルのみを有効に冷却可能になるので、剥き出しの加熱部材も併せて冷却される場合に比して発熱性能の低下も回避できる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明の構成において、コイル保持部は、加熱部材の外面に沿って配置されたコイル側ダクト面を有し、カバー部材は、コイル側ダクト面に沿って配置されたハウジング側ダクト面を有しており、コイル側ダクト面若しくはハウジング側ダクト面の少なくともいずれか一方には、ダクト内に突出した複数のリブが形成されていることを特徴とする。
【００１４】
第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、コイル保持部のコイル側ダクト面とカバー部材のハウジング側ダクト面とでダクトを形成すれば、部品点数が少なくて済むし、また、このダクト内には複数のリブが突出していることから、コイルの冷却に供される表面積が大きくなり、コイルの冷却効率が向上する。
【００１５】
第３の発明は、第２の発明の構成において、複数のリブは、コイル側ダクト面に略等間隔で形成され、コイルは、このリブに巻きつけられていることを特徴とする。
第３の発明によれば、第２の発明の作用に加えてさらに、コイルをリブに巻きつければ、このコイルのみを直接に冷却でき、コイルの冷却効率がより向上する。さらに、コイル間のピッチが同じになるため、均一な磁界が得られ、この点も発熱性能の向上に寄与する。
【００１６】
第４の発明は、第１から第３の定着装置を搭載し、これを用いて画像形成部で形成されたトナー画像を用紙に定着させる画像形成装置であることを特徴とする。
第４の発明によれば、第１から第３の発明の作用に加えてさらに、加熱部材の安全性が高められ、且つ、発熱性能を確保して良好なトナー画像が形成される結果、画像形成装置の信頼性が向上する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、コイル保持部とでダクトを形成するカバー部材が加熱部材を覆っており、コイルのみを有効に冷却しつつ、加熱部材の損傷を確実に回避できる定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施形態の画像形成装置の構成を示した概略図である。
【図２】定着ユニットの構造例を示す縦断面図である。
【図３】図２のハウジングの外観斜視図である。
【図４】ダクトの他の構造例を示す図である。
【図５】ダクトのさらに他の構造例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、一実施形態の画像形成装置１の構成を示した概略図である。画像形成装置１は、例えば外部から入力された画像情報に基づいて記録媒体の一例としての用紙の表面にトナー画像を転写して印刷を行うプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、それらの機能を併せ持つ複合機等としての形態をとることができる。また、以下の実施形態では、記録媒体は用紙に限らず、用紙以外の記録媒体（ＯＨＰシートなど）であっても実施可能である。
【００２０】
図１に示される画像形成装置１は、例えばタンデム型のカラープリンタである。この画像形成装置１は、内部で用紙にカラー画像を形成（プリント）する四角箱状の装置本体２を備え、この装置本体２の上面部には、カラー画像が印刷された用紙を排出するための排出トレイ３が設けられている。
装置本体２内において、その下部には、用紙を収納する給紙カセット５が配設されている。また、装置本体２内の中央部には、給紙カセット５に収容していない用紙を装置本体２へ供給するスタックトレイ６が配設されている。そして、装置本体２の上部には画像形成部７が設けられており、この画像形成部７は、画像形成装置１と接続されたＰＣ等の上位装置から送信される文字や絵柄などの画像データに基づいて用紙に画像を形成する。
【００２１】
図１でみて装置本体２の左部には、給紙カセット５から繰り出された用紙を後述の二次転写部２３に搬送する第１の搬送路９が配設されており、装置本体２の右部から左部にかけては、スタックトレイ６から繰り出された用紙を二次転写部２３に搬送する第２の搬送路１０が配設されている。また、装置本体２内の左上部には、二次転写部２３で画像が形成された用紙に対して定着処理を行う定着ユニット（定着装置）１４と、定着処理の行われた用紙を排出トレイ３に搬送する第３の搬送路１１とが配設されている。
【００２２】
給紙カセット５は、装置本体２の外部（例えば図１の手前側）に引き出すことにより用紙の補充を可能にする。この給紙カセット５は収納部１６を備えており、この収納部１６には、給紙方向のサイズが異なる少なくとも２種類の用紙を選択的に収納可能である。なお、収納部１６に収納されている用紙は、給紙ローラ１７及び捌きローラ対１８により１枚ずつ第１の搬送路９側に繰り出される。
【００２３】
スタックトレイ６は、装置本体２の外面にて開閉可能であり、その手差し部１９には用紙が１枚ずつ載置されるか、又は複数枚が積載される。なお、手差し部１９に載置された用紙はピックアップローラ２０及び捌きローラ対２１により１枚ずつ第２の搬送路１０側に繰り出される。
第１の搬送路９と第２の搬送路１０とはレジストローラ対２２の手前で合流しており、レジストローラ対２２に到達した用紙はここで一旦待機し、スキュー調整とタイミング調整を行った後、二次転写部２３に向けて送出される。送出された用紙には、二次転写部２３で中間転写ベルト４０上のフルカラーのトナー画像が用紙に二次転写される。この後、定着ユニット１４でトナー画像が定着された用紙は、必要に応じて第４の搬送路１２で反転され、最初とは反対側の面にも二次転写部２３でフルカラーのトナー画像が二次転写される。そして、反対面のトナー画像が定着ユニット１４で定着された後、第３の搬送路１１を通って排出ローラ対２４により排出トレイ３に排出される。
【００２４】
画像形成部７は、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の各トナー画像を形成する４つの画像形成ユニット２６〜２９を備える他、これら画像形成ユニット２６〜２９で形成した各色別のトナー画像を重畳して担持する中間転写部３０を備えている。
各画像形成ユニット２６〜２９は、感光体ドラム３２と、感光体ドラム３２の周面に対向して配設された帯電部３３と、帯電部３３の感光体ドラム３２の回転方向下流側であって感光体ドラム３２の周面上の特定位置にレーザビームを照射するレーザ走査ユニット３４と、レーザ走査ユニット３４からのレーザビーム照射位置の感光体ドラム３２の回転方向下流側であって感光体ドラム３２の周面に対向して配設された現像部３５と、現像部３５の感光体ドラム３２の回転方向下流側であって感光体ドラム３２の周面に対向して配設されたクリーニング部３６とを備えている。
【００２５】
なお、各画像形成ユニット２６〜２９の感光体ドラム３２は、図示しない駆動モータにより図中の反時計回り方向に回転する。また、各画像形成ユニット２６〜２９の現像部３５には、各現像装置５１にブラックトナー、イエロートナー、シアントナー及びマゼンタトナーを含む二成分現像剤がそれぞれ収納されている。
中間転写部３０は、画像形成ユニット２６の近傍位置に配設された後ローラ３８と、画像形成ユニット２９の近傍位置に配設された前ローラ３９と、後ローラ３８と前ローラ３９とに跨って配設された中間転写ベルト４０と、各画像形成ユニット２６〜２９の感光体ドラム３２における現像部３５の感光体ドラム３２の回転方向下流側の位置に中間転写ベルト４０を介して圧接可能に配設された４つの一次転写ローラ４１とを備えている。
【００２６】
この中間転写部３０では、各画像形成ユニット２６〜２９の一次転写ローラ４１の位置で、中間転写ベルト４０上に各色別のトナー画像がそれぞれ重ね合わせて転写されて、最後にはフルカラーのトナー画像となる。
第１の搬送路９や第２の搬送路１０は、給紙カセット５やスタックトレイ６から繰り出されてきた用紙を二次転写部２３側に搬送するものであり、装置本体２内で所定の位置に配設された複数の搬送ローラ対４３と、二次転写部２３の手前に配設され、画像形成部７における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取るためのレジストローラ対２２とを備えている。
【００２７】
定着ユニット１４は、画像形成部７でトナー画像が転写された用紙を加熱及び加圧することにより、未定着トナー画像を用紙に定着させる処理を行うものである。定着ユニット１４は、例えば加圧ローラ４４と定着ローラ（加熱部材）４５からなるローラ対を備え、このうち加圧ローラ４４が例えば金属製の芯材と弾性体の表層（例えば、シリコンゴム）及び離型層（例えば、ＦＰＡ）を有するものであり、定着ローラ４５が金属製の芯材と弾性体の表層（例えば、シリコンスポンジ）を有するものである。また、定着ローラ４５には加熱ベルト（加熱部材）４８が巻かれている（図２）。なお、定着ユニット１４の詳細な構造についてはさらに後述する。
【００２８】
用紙の搬送方向でみて、定着ユニット１４の上流側及び下流側にはそれぞれ搬送路４７が設けられており（図１）、二次転写部２３を通って搬送されてきた用紙は上流側の搬送路４７を通じて加圧ローラ４４と定着ローラ４５との間のニップに導入される。そして、加圧ローラ４４及び定着ローラ４５間を通過した用紙は下流側の搬送路４７を通じて第３の搬送路１１に案内される。
【００２９】
第３の搬送路１１は、定着ユニット１４で定着処理の行われた用紙を排出トレイ３に搬送する。このため第３の搬送路１１には、適宜位置に搬送ローラ対４９が配設されるとともに、その出口には上記の排出ローラ対２４が配設されている。
〔定着ユニットの詳細〕
次に、本実施形態の画像形成装置１に適用された定着ユニット１４の詳細について説明する。
【００３０】
図２は、定着ユニット１４の構造例を示す縦断面図である。なお、図２では、画像形成装置１に実装した状態から向きを約９０°反時計回りに転回させて示している。したがって、図１中でみて下方から上方への用紙搬送方向は、図２でみると右方から左方となる。つまり、図２の用紙Ｐは定着ユニット１４に搬送される直前の状態である。なお、装置本体２がより大型（複合機等）である場合、図２に示される向きで実装されることもある。また、この他のレイアウトとして、図２に示される状態から左右いずれかに傾斜した姿勢で定着ユニット１４が配置される場合もある。
【００３１】
本実施例の定着ユニット１４は、上記のように加圧ローラ４４、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８を備えている。加圧ローラ４４は、例えば金属製（例えば、ＳＵＳ）の芯金上に厚み２〜５ｍｍ程度のＳｉゴム層を形成し、さらにその表層に離型層（例えばＦＰＡ）を積層して直径５０ｍｍ程度のローラとしている。定着ローラ４５は、例えば金属製（例えば、ＳＵＳ）の芯金上に厚み５〜１０ｍｍ程度のシリコンゴムスポンジ層を積層して直径４５ｍｍ程度のローラとしている。
【００３２】
また、加熱ベルト４８は、その基材の厚みが例えば３５μｍ（１μｍ＝１×１０−６ｍ）の強磁性材料（例えばＮｉ電鋳基材）であり、その表層に厚み２００〜５００μｍ程度の薄膜の弾性層（例えば、シリコンゴム）が形成され、その外面には離型層（例えば、ＰＦＡ）が形成されており、その発熱温度を例えば１５０〜２００℃の範囲に調整される。なお、加熱ベルト４８の表面温度は、加熱ベルト４８に接触或いは非接触するタイプの温度センサで測定される。
【００３３】
上記のように加圧ローラ４４が表層にシリコンスポンジの弾性層を有することから、加熱ベルト４８と定着ローラ４５との間にはフラットニップが形成される。なお、加圧ローラ４４の内側には、図示しないハロゲンヒータが設けられている。
〔ＩＨコイルユニット〕
この他に定着ユニット１４は、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８の外側にＩＨコイルユニット５０を備えている（図１には示されていない）。ＩＨコイルユニット５０は、誘導加熱コイル（コイル）５２をはじめ、この誘導加熱コイル５２の周囲にて磁路を形成するべく、フェライト等の強磁性体（比透磁率：１０００〜３０００程度）で構成されたセンタコアやサイドコア等を有したコア部５４から構成されている。
【００３４】
〔コイル〕
誘導加熱コイル５２は、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８を誘導加熱するための磁界を発生させる。そのため、誘導加熱コイル５２は定着ローラ４５及び加熱ベルト４８の外面に沿う仮想的な円弧面上に配置される。実際には、コイルボビン（コイル保持部）５３が配置されており、このコイルボビン５３上に誘導加熱コイル５２が巻線状に配置される構成である。
【００３５】
〔コイル保持部〕
コイルボビン５３は、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８の外面に沿う形状に成形されている。図２の姿勢で云えば、水平方向に延びた頂面部分、並びに、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８の外面を覆うように（外面に沿うように）、この頂面部分の両端から広がって下降する斜面部分を有し、これら頂面部分や斜面部分に誘導加熱コイル５２をそれぞれ保持し、この斜面部分でコア部５４の下端を支持している。なお、コイルボビン５３の材質は、耐熱性樹脂（例えばＰＰＳ、ＰＥＴ、ＬＣＰ）であることが好ましく、また、コイル５２のコイルボビン５３への固定は例えばシリコン系接着剤を用いて行う。
【００３６】
より具体的には、本実施例のコイルボビン５３は、上述した頂面部分や斜面部分からなる載置面５３ｂを有し、この載置面５３ｂの反対側には同形状のコイル側ダクト面５３ａを備える。このコイル側ダクト面５３ａが後述のトナー溶融ユニット７０に対峙している（図１には、トナー溶融ユニット７０のうち収納される加圧ローラ４４や定着ローラ４５を示し、後述のハウジング７１は示されていない）。また、コイル側ダクト面５３ａの端面５３ｃには弾性部材が設けられ、トナー溶融ユニット７０に密着して係合できる。
【００３７】
〔トナー溶融ユニット〕
ところで、本実施例の定着ユニット１４は、このＩＨコイルユニット５０とトナー溶融ユニット７０とを分離することができ、装置本体２からトナー溶融ユニット７０を加圧ローラ４４や定着ローラ４５の長手方向、つまり、図１，２でみて紙面に直交する方向に向けてスライドできる。これにより、トナー溶融ユニット７０が装置本体２から引き抜かれ、ＩＨコイルユニット５０は装置本体２に残される。
【００３８】
本実施例のトナー溶融ユニット７０は箱状のハウジング（カバー部材）７１を備え、このハウジング７１内に上述した加圧ローラ４４や、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８を収納している。
〔カバー部材〕
詳しくは、本実施例のハウジング７１は、図２の他、図３にも示される如く、加圧ローラ４４や定着ローラ４５の長手方向に沿って延びた上カバー７２及び下カバー７６を備える。
【００３９】
この上カバー７２は図２でみて下方向に向けた開口を有し、上カバー７２が定着ローラ４５及び加熱ベルト４８を覆う。一方、下カバー７６は図２でみて上方向に向けた開口を有しており、加圧ローラ４４を覆う。そして、上カバー７２の開口及び下カバー７６の開口をそれぞれ突き合わせて接合すると、用紙導入口８０や用紙排出口８２が形成される。また、上カバー７２や下カバー７６の長手方向の両端は正面８４及び背面８８でそれぞれ塞がれている（図３）。なお、この図３に示されるように、本実施例の正面８４には、トナー溶融ユニット７０のスライド移動に供される取手８６が設置される。
【００４０】
一方、本実施例のハウジング７１はコイルボビン５３と協働してダクトを構成する。
より具体的には、上カバー７２はハウジング側ダクト面７３を備え、このハウジング側ダクト面７３もまた頂面部分や斜面部分を有しており、コイル側ダクト面５３ａに沿うように直に対峙する。
【００４１】
また、ハウジング側ダクト面７３の定着ローラ４５の周面に沿った両端部には図３に示すように、その頂面部分に向けて折れ曲がった略く字状の遮蔽腕７４が設けられている。詳しくは、この遮蔽腕７４は、ハウジング側ダクト面７３の斜面部分に一体形成された立設面部分と、この立設面部分に連なってハウジング側ダクト面７３の頂面部分に向けて延びた当接面部分とを有する。前者の立設面部分の内側がコイル側ダクト面５３ａの端面５３ｃに係合し、後者の当接面部分の先端がコア部５４の外周面に当接する。これにより、ＩＨコイルユニット５０のコイル側ダクト面５３ａとトナー溶融ユニット７０のハウジング側ダクト面７３とは所定の間隔で離間できる。そして、この離間によって形成された空隙に対し、図示しないファンを用い、外気を吸入或いは送出によって供給すれば、コイルボビン５３はそのコイル側ダクト面５３ａから冷却されるので、コイルボビン５３に担持されたコイル５２のみを冷却できる。また、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８は、ダクト７８を流れる冷却用空気とはハウジング側ダクト面７３を有する上カバー７２と定着ローラ４５及び加熱ベルト４８との間にある熱伝導率の低い空気層７９によって隔てられているので、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８が冷却されることは無い。
【００４２】
また、これらコイル側ダクト面５３ａ及びハウジング側ダクト面７３で形成された空隙は、遮蔽腕７４が端面５３ｃを取り囲み、隙間のほとんどないダクト形状になっており、上記ファンで供給された空気の漏れも生じない。
なお、ＩＨコイルユニット５０とトナー溶融ユニット７０とを分離する場合には、作業者が取手８６を利用してハウジング７１を図２でみて手前側に向けて引き出すと、遮蔽腕７４が端面５３ｃに案内され、トナー溶融ユニット７０のみが正面８４を先頭にして装置本体２から引き抜かれる。一方、背面８８を先頭にしてハウジング７１を押し込むと、遮蔽腕７４が端面５３ｃに案内され、トナー溶融ユニット７０を装置本体２に戻すことができる。
【００４３】
〔ダクトの他の構造例〕
ところで、上述のダクトにはフィンの機能が備えられていても良い。
詳しくは、図４に示されたダクトもまた、上記実施例と同様に、ＩＨコイルユニット５０のコイル側ダクト面５３ａとトナー溶融ユニット７０のハウジング側ダクト面７３とは所定の間隔で離間しているが、当該実施例では、コイル側ダクト面５３ａに複数のリブ９０が加圧ローラ４４や定着ローラ４５の長手方向に沿って突設されている。これらリブ９０は略等間隔で設けられ、コイル側ダクト面５３ａからハウジング側ダクト面７３に向けて突き出ている。なお、この例に替え、リブ９０はハウジング側ダクト面７３に突設されていても良い。
【００４４】
〔ダクトのさらに他の構造例〕
一方、上述のコイル５２はダクト内に配置されていても良い。すなわち、図５に示されたダクトは、図４の例と同様に、複数のリブ９０がコイル側ダクト面５３ａに突設されている。しかし、当該実施例では、コイル５２が当該リブ９０に巻きつけられており、ダクト内の外気がそのままコイル５２に当てられている。
【００４５】
以上のように、本実施例によれば、誘導加熱コイル５２で発生させた磁界により回転する定着ローラ４５及び加熱ベルト４８を誘導加熱してトナー画像の加熱溶融を行う方式（外包ＩＨ）を採用し、誘導加熱コイル５２、コイルボビン５３、及びコア部５４を備えたＩＨコイルユニット５０と、ハウジング７１、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８、並びに加圧ローラ４４を備えたトナー溶融ユニット７０とで構成されている。
【００４６】
このＩＨコイルユニット５０では、誘導加熱コイル５２の発生させる磁界が定着ローラ４５及び加熱ベルト４８に渦電流を発生させ、磁気誘導加熱を行う。
ここで、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８がハウジング７１に覆われているため、トナー溶融ユニット７０をＩＨコイルユニット５０から脱着可能に構成しても、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８の損傷を確実に回避できるし、トナー溶融ユニット７０の脱着も容易になり、作業性が向上する。
【００４７】
また、コイルボビン５３とハウジング７１とでダクトを形成し、誘導加熱コイル５２のみを有効に冷却可能になるので、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８を剥き出しにした場合に比して、これら定着ローラ４５及び加熱ベルト４８が冷却されないため、発熱性能の低下も回避できる。
さらに、誘導加熱コイル５２の冷却に気体を用いれば、液冷の場合よりもコストの低廉化を図ることができる。
【００４８】
さらにまた、コイルボビン５３のコイル側ダクト面５３ａとハウジング７１のハウジング側ダクト面７３とでダクトを形成すれば、部品点数が少なくて済むし、また、図４，５に示されるように、このダクト内には複数のリブ９０が突出していることから、誘導加熱コイル５２の冷却に供される表面積が大きくなり、誘導加熱コイル５２の冷却効率が向上する。
【００４９】
また、図５に示される如く、誘導加熱コイル５２をリブ９０に巻きつければ、この誘導加熱コイル５２のみを直接に冷却でき、誘導加熱コイル５２の冷却効率がより向上する。さらに、誘導加熱コイル５２間のピッチが同じになるため、均一な磁界が得られ、この点も発熱性能の向上に寄与する。
さらに、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８の安全性が高められ、且つ、発熱性能を確保して良好なトナー画像が形成される結果、画像形成装置１の信頼性が向上する。
【００５０】
本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施可能である。例えば、コア部５４の構成は回転するセンタコア或いは固定のセンタコアのいずれでも良く、適宜に変形可能である。
また、本実施例では画像形成装置としてプリンタに具現化した例を示しているものの、本発明の画像形成装置は、複合機、複写機やファクシミリ等にも当然に適用可能である。
【００５１】
そして、これらいずれの場合にも上記と同様に、加熱ローラ等の損傷を確実に回避ができるとの効果を奏する。
【符号の説明】
【００５２】
１ プリンタ（画像形成装置）
７ 画像形成部
１４ 定着ユニット（定着装置）
４５ 定着ローラ（加熱部材）
４８ 加熱ベルト（加熱部材）
５０ ＩＨコイルユニット
５２ 誘導加熱コイル（コイル）
５３ コイルボビン（コイル保持部）
５３ａ コイル側ダクト面
５４ コア部
７０ トナー溶融ユニット
７１ ハウジング（カバー部材）
７３ ハウジング側ダクト面
９０ リブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に画像を定着するための定着装置であって、
加熱部材の外面に沿って配置され、前記加熱部材を誘導加熱するための磁界を発生させるコイルと、
前記コイルを挟んで前記加熱部材の反対側に配置され、前記コイルの周囲にて磁路を形成するコア部と、
前記加熱部材の外面に沿って配置され、前記コイルを保持するコイル保持部と、
前記コイルを冷却するべく前記コイル保持部と協働してダクトをなしており、前記加熱部材の外面を覆うとともに、前記コイル保持部に対して脱着可能に構成されたカバー部材と
を具備する定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置であって、
前記コイル保持部は、前記加熱部材の外面に沿って配置されたコイル側ダクト面を有し、前記カバー部材は、前記コイル側ダクト面に沿って配置されたハウジング側ダクト面を有しており、
前記コイル側ダクト面若しくは前記ハウジング側ダクト面の少なくともいずれか一方には、前記ダクト内に突出した複数のリブが形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項２に記載の定着装置であって、
前記複数のリブは、前記コイル側ダクト面に略等間隔で形成され、前記コイルは、このリブに巻きつけられていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の定着装置を画像形成装置に搭載し、これを用いて画像形成部で形成されたトナー画像を用紙に定着させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
記録媒体に画像を定着するための定着装置であって、
加熱部材の外面に沿って配置され、前記加熱部材を誘導加熱するための磁界を発生させるコイルと、
前記コイルを挟んで前記加熱部材の反対側に配置され、前記コイルの周囲にて磁路を形成するコア部と、
前記加熱部材の外面に沿って配置され、前記コイルを保持するコイル保持部と、
前記コイルを冷却するべく前記コイル保持部と協働してダクトをなしており、前記加熱部材の外面を覆うとともに、前記コイル保持部に対して脱着可能に構成されたカバー部材と
を具備する定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置であって、
前記コイル保持部は、前記加熱部材の外面に沿って配置されたコイル側ダクト面を有し、前記カバー部材は、前記コイル側ダクト面に沿って配置されたハウジング側ダクト面を有しており、
前記コイル側ダクト面若しくは前記ハウジング側ダクト面の少なくともいずれか一方には、前記ダクト内に突出した複数のリブが形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項２に記載の定着装置であって、
前記複数のリブは、前記コイル側ダクト面に略等間隔で形成され、前記コイルは、このリブに巻きつけられていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の定着装置を画像形成装置に搭載し、これを用いて画像形成部で形成されたトナー画像を用紙に定着させる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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１３３６１４（Ｐ２０１１−１３３６１４Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９１９９４（Ｐ２００９−２９１９９４）
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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