誘導加熱ユニット、定着装置及び画像形成装置
【課題】巻回状態のリッツ線の表面を樹脂で被覆して形状を固定化した励磁コイル体のリード線部分に外力が加わっても破損しにくい誘導加熱ユニットを提供する。
【解決手段】誘導加熱ユニット170であって、定着ベルトを誘導加熱する励磁コイル体173と、励磁コイル173を保持するコイルボビン部１７１とを備え、励磁コイル体173は、導線が巻回された巻線部181aと、巻線部181aから引き出されたリード線部181b、181cと、リード線部181b、181cの一部および巻線部181aを覆って、巻線部181aがコイルボビン部１７１の保持面に沿った状態となるように形状を固定する耐熱性の樹脂体182とを有し、リード線部181b、181cの根元側の少なくとも一部が、それぞれ弾性体からなる被覆部材183、184で覆われ、これの巻線部181a側の部分が、樹脂体182に固定されてなる。
【解決手段】誘導加熱ユニット170であって、定着ベルトを誘導加熱する励磁コイル体173と、励磁コイル173を保持するコイルボビン部１７１とを備え、励磁コイル体173は、導線が巻回された巻線部181aと、巻線部181aから引き出されたリード線部181b、181cと、リード線部181b、181cの一部および巻線部181aを覆って、巻線部181aがコイルボビン部１７１の保持面に沿った状態となるように形状を固定する耐熱性の樹脂体182とを有し、リード線部181b、181cの根元側の少なくとも一部が、それぞれ弾性体からなる被覆部材183、184で覆われ、これの巻線部181a側の部分が、樹脂体182に固定されてなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱ユニット、定着装置及び画像形成装置に関し、特に、誘導加熱ユニットにおける励磁コイルの構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタ等の画像形成装置では、従来のハロゲンヒータを利用するものに比べて省エネルギー化が図れる電磁誘導加熱方式の定着装置が普及しつつある。
このような定着装置は、励磁コイルを有する誘導加熱ユニットによって交番磁界を発生させて、定着回転体に設けられた金属発熱層を誘導加熱するように構成される。
通常、励磁コイルは、リッツ線を巻き付け治具に巻き付けることにより形成され、その後コイルボビンに装着されるが、そのコイル形状が崩れると金属発熱層に作用する交番磁界が不均一になり、発熱むらが発生するおそれがある。
【０００３】
そのため、従来は、リッツ線の表面を熱融着剤でコーティングしておき、巻き付け治具に巻回した状態で、当該リッツ線に定着時よりも大きな電流を供給してジュール発熱により熱融着剤を一時的に溶融し、隣り合うリッツ線の熱融着剤同士を融着させて形状を固定してから、コイルボビンに装着するようにしている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３９４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、定着時の通電によっても多少はジュール熱が発生するので、その熱により熱融着剤が柔らかくなり、その際に励磁コイルに外力が加えられたり、励磁コイル自身の熱膨張などにより、融着部分が剥離してコイル形状が崩れやすいという問題がある。
そこで、本願発明者は、巻回されたコイルを金型に設置して樹脂でインサート成形することを考案した。
【０００６】
図８（ａ）は、このような励磁コイルをインサート成形したもの（以下、「励磁コイル体」という。）の一部切欠部分平面図であり、図８（ｂ）は、その側面図である。
同図８（ａ）に示すように、励磁コイル体５７３は、リッツ線５８１が巻回されている巻回部５８１ａの全部と、当該巻回部５８１ａから引き出されているリード線部５８１ｂ、５８１ｃの根元部分一部とが、樹脂部材５８２により被覆されている。
【０００７】
このように作成された励磁コイル体５７３は、寸法精度が高く、定着時に発生するジュール熱によってコイル形状が変形することもないので、発熱むらが生じにくい。
ところが、上記構成の励磁コイル体５７３では、部品搬送時や組み付け時において、リード線部５８１ａおよび５８１ｂに対し、例えば、図８（ａ）の矢印のような方向に外力が加わると、これらの根元部分が破損するおそれがある。
【０００８】
本発明は、上述のような課題に鑑みて為されたものであって、巻回状態の導線の表面を樹脂で覆って形状を固定して、寸法精度および組み付け精度を向上すると共に、そのリード線部の根元部分が破損しにくい誘導加熱ユニット、定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る誘導加熱ユニットは、導電性の発熱回転体を電磁誘導加熱して、記録シートにトナー像を熱定着する定着装置における誘導加熱ユニットであって、通電により前記発熱回転体を電磁誘導加熱する励磁コイル体と、当該励磁コイル体を保持するコイルボビンとを備え、前記励磁コイル体は、導線が巻回された巻線部と、当該巻線部から引き出されたリード線部と、前記リード線部の一部および前記巻線部を覆って当該巻線部が前記コイルボビンのコイル装着面に沿った状態となるように形状を固定する耐熱性の樹脂体とからなり、前記リード線部の根元側の少なくとも一部が、弾性体からなる被覆部材で覆われ、当該被覆部材の巻線部側の部分が、前記樹脂体に固定されてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
リード線部の根元側の少なくとも一部が、弾性体からなる被覆部材で覆われ、当該被覆部材の巻線部側の部分が樹脂体に固定されているため、万一リード線部を曲げようとする外力が加わっても、その曲げ応力を被覆部材で被覆されている部分に分散させることができ、当該リード線の根元部分での応力集中が避けられる。これによりリード線の破損を防止することができる。
【００１１】
また、前記被覆部材は、誘導加熱ユニットが定着装置に組み込まれたときに、定着対象となる最大サイズの記録シートにおける画像形成領域より発熱回転体の軸方向外側となる位置において前記樹脂体に固定されていることが望ましい。
ここで、前記被覆部材は、巻線部側端部が前記樹脂体に埋設されて固定されていることが望ましい。
【００１２】
もしくは、前記固定は、前記被覆部材の巻線部側の一部を前記樹脂体に貼着することにより行われるとしてもよい。
また、前記貼着は、粘着テープを介して行われるとしてもよい。
もしくは、前記固定は、前記被覆部材の巻線部側の一部を前記樹脂体に接着することにより行われるとしてもよい。
【００１３】
また、前記被覆部材は、リード線部に外挿される円筒状のものであって、耐熱繊維からなるチューブに、シリコーン系、ポリイミド系およびアラミド系の耐熱樹脂のうち、少なくとも１つを含浸させてなることが望ましい。
また、前記巻線部と前記被覆部材の巻線部側の端部を金型のキャビティ内にセットし、流動状態の樹脂材料を充填して、励磁コイル体をインサート成形することにより、前記被覆部材の巻線部側端部の前記樹脂体への埋設がなされていることが望ましい。
【００１４】
もしくは、励磁コイル体は、前記巻線部に流動状態の樹脂材料を塗布した後、硬化させることにより形成されており、前記巻線部と前記被覆部材の巻線部側端部を重ねた状態で、前記被覆部材の巻線部側端部を覆うようにして前記樹脂材料を塗布することにより、前記被覆部材の巻線部側端部の前記樹脂体への埋設がなされているとしてもよい。
また、前記コイルボビンおよび前記励磁コイル体は、それぞれ係合部と当該係合部と係合する被係合部とを有しており、前記係合に伴い、前記励磁コイル体の位置決めが行われることが望ましい。
【００１５】
さらに、前記係合に伴い、前記コイルボビンが前記励磁コイル体に固定されることが望ましい。
なお、本発明は、上記誘導加熱ユニットを備えた定着装置としてもよく、さらに、当該定着装置を備えた画像形成装置としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る誘導加熱ユニットを備える画像形成装置の一例であるタンデム型カラープリンタの構成を説明するための概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る定着装置の構成を示す一部切欠き斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る定着ベルトの構成を例示する断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の実施の形態に係る誘導加熱ユニットの構成を示す一部切欠き平面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、その要部拡大図である。
【図５】（ａ）は、本発明の実施の形態に係る定着装置の断面図であり、（ｂ）は、その要部拡大図である。
【図６】（ａ）は、本発明の変形例に係る励磁コイルの構成を例示する一部切欠き平面図であり、（ｂ）は、その側面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のＥ矢視図である。
【図７】本発明の変形例に係る弾性部材の構造を例示する斜視図である。
【図８】（ａ）は、インサート成形により作製された励磁コイル体の構成を示す概略断面図であり、（ｂ）は、その側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る誘導加熱ユニット、定着装置及び画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
＜画像形成装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る誘導加熱ユニットを備える画像形成装置の一例であるタンデム型カラープリンタ（以下、単に「プリンタ」という）の構成を説明するための概略図である。
【００１８】
同図に示すように、このプリンタ１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着部５、光学部１０および制御部６０を備えており、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続されて、外部の端末装置（不図示）からのプリントジョブの実行指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックからなるトナー像を形成し、これらを多重転写してフルカラーの画像形成を実行する。
【００１９】
以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成部分の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。
画像プロセス部３は、Ｙ〜Ｋ色のそれぞれに対応する作像部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ、光学部１０、中間転写ベルト１１などを備えている。
作像部３０Ｙは、感光体ドラム３１Ｙ、その周囲に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、一次転写ローラ３４Ｙ、感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナ３５Ｙなどを備えており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。他の作像部３０Ｍ〜３０Ｋについても、作像部３０Ｙと同様の構成になっており、同図では符号を省略している。
【００２０】
中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラ１２と従動ローラ１３に張架されて矢印Ａ方向に回転駆動される。
光学部１０は、レーザダイオードなどの発光素子を備え、制御部６０からの駆動信号によりＹ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザ光Ｌを発し、感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋを露光走査させる。
【００２１】
この露光走査により、帯電器３２Ｙ〜３２Ｋにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上に静電潜像が形成される。各静電潜像は、現像器３３Ｙ〜３３Ｋにより現像されて感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上にＹ〜Ｋ色のトナー像が、中間転写ベルト１１上の同じ位置に重ね合わせて一次転写されるようにタイミングをずらして実行される。
一次転写ローラ３４Ｙ〜３４Ｋにより作用する静電力により中間転写ベルト１１上に各色のトナー像が順次転写されフルカラーのトナー像が形成され、さらに二次転写位置４６方向に移動する。
【００２２】
一方、給紙部４は、記録シートＳを収容する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の記録シートＳを搬送路４３上に１枚ずつ繰り出す繰り出しローラ４２と、繰り出された記録シートＳを二次転写位置４６に送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ対４４などを備えており、中間転写ベルト１１上のトナー像の移動タイミングに合わせて給紙部４から記録シートＳを二次転写位置に給送し、二次転写ローラ４５の作用により中間転写ベルト１１上のトナー像が一括して記録シートＳ上に二次転写される。
【００２３】
二次転写位置４６を通過した記録シートＳは、定着部５に搬送される。
定着部５は電磁誘導加熱方式の定着器であって、記録シートＳ上のトナー像（未定着画像）を加熱、溶融して、記録シートＳに定着させる。
トナー像が定着された記録シートＳは、排出ローラ対７１を介して排出トレイ７２上に排出される。
＜定着部の構成＞
次に、定着部５の構成について説明する。
【００２４】
図２は、上記定着部５の構成を示す部分断面斜視図である。
同図に示すように、定着部５は、押圧ローラ１５０と、加圧ローラ１６０と、定着ベルト１５４と、誘導加熱ユニット１７０とを備える。
押圧ローラ１５０は、定着ベルト１５４に遊挿されると共に、押圧ローラ１５０と加圧ローラ１６０とが平行に配置されており、定着ベルト１５４を介して加圧ローラ１６０を不図示の付勢機構で押圧ローラ１５０側に付勢することにより、定着ベルト１５４と加圧ローラ１６０との間に定着ニップが形成され、この定着ニップを記録シートＳが通過することにより記録シートＳ上に形成されたトナー像Ｔが溶融・加圧されて定着するようになっている。
【００２５】
以下、各部の詳細について説明する。
＜加圧ローラの構成＞
図２に示すように、加圧ローラ１６０は、ローラ軸１６１、弾性層１６２および離型層１６３を備えている。
ローラ軸１６１は、例えば、アルミニウム製のシャフトであり、不図示の駆動機構により回転駆動される。
【００２６】
弾性層１６２は、シリコーンスポンジゴムなどからなる円筒状の弾性体である。
離型層１６３は、ＰＦＡ等のフッ素系樹脂からなる樹脂層である。
＜押圧ローラの構成＞
押圧ローラ１５０は、図２に示すように、ローラ軸１５２、断熱弾性層１５３およびガイドプレート１５７を備えている。
【００２７】
ローラ軸１５２は、例えば、アルミ製のシャフトであり、両端部が不図示の軸受によって支持されている。
断熱弾性層１５３は、高弾性及び高断熱性を有するシリコーンゴムのスポンジ体であって、ローラ軸１５２の両端部を除く部分を覆うように設けられている。
ガイドプレート１５７は、定着ベルト１５４の縁に当接して、当該定着ベルト１５４の幅方向（ローラ軸１５２の軸方向）における位置を規制する鍔状の部材であり、ローラ軸１５１の他方の端部にも装着される。
＜定着ベルトの構成＞
図３は、定着ベルト１５４の積層構造を示す断面図である。
【００２８】
定着ベルト１５４は、同図に示されるように、内周面に近い方から金属発熱層１５４ｃ、弾性層１５４ｂ及び離型層１５４ａが積層されてなる。
金属発熱層１５４ｃは、Ｎｉ電鋳スリーブからなっており、誘導加熱ユニット１７０が発生させる交番磁束により誘導電流が流れることによってジュール発熱する。
弾性層１５４ｂは、例えば、シリコーンゴムからなり、離型層１５４ａはＰＦＡ樹脂チューブなどからなる。
【００２９】
＜誘導加熱ユニット＞
誘導加熱ユニット１７０は、図２に示すように、コイルボビン部１７１、サイド磁性体コア１７２、励磁コイル体１７３、アーチ磁性体コア１７４および蓋部１７５などからなる。
コイルボビン部１７１は、液晶ポリマーなど温度による寸法変化の少ない樹脂などの絶縁材料からなり、定着ベルト１５４の外表面に沿って湾曲し、励磁コイル１７３体を載置する保持面１７９を有している。
【００３０】
つまり、当該保持面１７９とこれと対向している定着ベルト１５４の部分との距離が略一定に保たれている。
さらに、コイルボビン部１７１は、長手方向（押圧ローラ１５０の回転軸方向）と直交する平面で切断した断面に着目すると、当該断面の両端部が、それぞれ定着ベルト１５４から遠ざかる方向（以下、「外方」という。）に向かうように、１対のフランジ部１７７が立設されており、また、当該保持面１７９の周方向の中央部には、１対の縦壁部１７６ａおよび１７６ｂが同じく外方に向けて立設されている。
【００３１】
縦壁部１７６ａおよび１７６ｂは、コイルボビン部１７１の長手方向における両端部において繋がっており、１つの中央縦壁部１７６を構成する。
ここで、上述の保持面１７９は、中央縦壁部１７６を取り囲む位置に存在する。
さらに、当該保持面１７９において、１対のフランジ部１７７に沿って、後述の爪状リブ１７１ａが複数立設している。
【００３２】
サイド磁性体コア１７２およびアーチ磁性体コア１７４は、いずれも励磁コイル１７３から発生する交番磁束の磁路を構成する部材である。
このうちサイド磁性体コア１７２は、強磁性材からなる長尺状のコアであって、コイルボビン部１７１の各フランジ部１７７の内壁に沿って配設される。
アーチ磁性体コア１７４も強磁性材からなり、１対のサイド磁性体コア１７２に跨るようにして配設されている。
【００３３】
蓋部１７５は、樹脂などの絶縁材料からなり、サイド磁性体コア１７２、励磁コイル１７３及びアーチ磁性体コア１７４を収容したコイルボビン部１７１に蓋をするためのものである。
図４（ａ）は、誘導加熱ユニット１７０の構造を示す一部切欠き平面図であり、説明の都合上、蓋部１７５を省略している。
【００３４】
また、図４（ｂ）および（ｃ）は、図４（ａ）の要部拡大図である。
励磁コイル体１７３は、不図示の高周波インバータに接続され、１０〜１００〔ｋＨｚ〕、１００〜２０００〔Ｗ〕の高周波電力が供給されることによって、交番磁界を発生させるものである。
本実施の形態においては、励磁コイル体１７３は、素線径φ０．１５の素線を１１５本撚ったリッツ線１８１を、図４（ｂ）に示すように、１０ターンさせて（以下、「コイル本体１８１ｈ」という。）、リード線部１８１ｂ、１８１ｃを除く大部分をインサート成形により樹脂体１８２で被覆したものを用いている。
【００３５】
具体的に、コイルボビンのコイル保持面とほぼ同形状の湾曲面を有する巻き付け治具を兼ねた下金型内に、上記リッツ線１８１を巻回してコイル部を形成し、そのリード線部をキャビティから導出させた状態で、コイル部を上から押さえ込むようにして上金型を被せ、当該金型内に熱融着剤よりも融点の高い流動状態の樹脂を流し込み、これを固化することにより励磁コイル体１７３が形成される。
【００３６】
励磁コイル体１７３の中央のコイル本体１８１ｈの存在していない部分には、中央縦壁部１７６が挿入される中央孔１７３ｂが設けられている。
同図４（ｂ）および（ｃ）に示すように、コイル本体１８１ｈは、リッツ線１８１が巻回されている巻線部１８１ａと、その両端から巻回方向以外の方向に引き出されているリード線部１８１ｂ、１８１ｃとからなる。
【００３７】
ここで、巻回方向以外の方向に引き出されているとは、隣り合うリッツ線１８１から分離して、隣り合うリッツ線１８１と異なる方向に延びていることを意味する。
本実施の形態における励磁コイル１７３では、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃの根元側の一部は、それぞれ耐熱性および弾性を有する被覆部材１８３および１８４により被覆されていると共に、当該被覆部材１８３および１８４の巻線部１８１ａ側の部分が、樹脂体１８２内に埋め込まれている。
【００３８】
ここで、被覆部材１８３および１８４は、弾性および耐熱性を備えたチューブであって、より具体的には、耐熱繊維からなるチューブに、シリコーン系、ポリイミド系およびアラミド系の耐熱樹脂のうち、少なくとも１つを含浸させたものが好適である。
つまり、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃの根元側の部分は、それぞれ弾性を有する被覆部材１８３および１８４を介して、樹脂体１８２に固定されている。
【００３９】
インサート成形により励磁コイルを作製する際、単にリード線部をモールド部分から引き出した場合、リード線部の根元部分が破損し易かったのは、外力が加わったときに根元部分、特に樹脂体１８２との境界部分に曲げ応力が集中することに原因があると考えられる。
本実施の形態における励磁コイル１７３の構成では、上述のように、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃの根元側の部分が、それぞれ弾性を有する被覆部材１８３および１８４を介して樹脂体１８２により挟持されて、固定されているため、これらを曲げるように外力が加わった場合であっても、変形が根元部分のみに生じるのではなく、被覆部分全体に分散して生じるので、根元部分に発生する曲げ応力も緩和され、破損の発生を抑制することができる。
【００４０】
また、図４（ｃ）に示すように、被覆部材１８３および１８４は、以下の理由により、定着対象となる最大サイズの記録シートにおける画像形成領域（以下、「画像形成領域」という。）よりも発熱回転体の軸方向外側となる位置に設けられている。
（理由）
被覆部材１８３および１８４は厚みを有しているため、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃにおける被覆部分は、隣接するリッツ線１８１との間隔が、巻線部１８１ａよりも大きくならざるを得ず、当該間隔の増加は、磁束密度の低下を招く。
【００４１】
このため、被覆部材１８３および１８４は、隣接するリッツ線１８１同士の間隔が拡大し、磁束密度が低下しても定着品質に影響を及ぼし難い場所、即ち、画像形成領域の外方に設けられている。
また、本実施の形態における誘導加熱ユニット１７０は、励磁コイル１７３およびコイルボビン部１７１同士の位置決めを行いつつ係合する係合機構を有する。
【００４２】
以下、この係合機構について説明する。
図４（ａ）に示すように、励磁コイル１７３の長手方向と直交する方向における両端部に、それぞれ矩形の切欠部１７３ａが３つ設けられている。
図５（ａ）は、図４におけるＤ−Ｄ’の位置において定着部５を切断したときの断面図であり、図５（ｂ）は、その要部拡大図である。
【００４３】
同図５（ａ）および（ｂ）に示すように、コイルボビン部１７１は、上述の切欠部１７３ａと対応する位置に爪状リブ１７１ａを有する。
励磁コイル１７３をコイルボビン部１７１に装着する場合、保持面１７９に向けて、励磁コイル１７３を上方から押し付けるだけで、図５（ｂ）に示すように、爪状リブ１７１ａが、誘導加熱ユニット１７０の切欠部１７３ａにがたつき無く嵌り込み、励磁コイル１７３の位置決めが行われると共に、爪状リブ１７１ａに設けられた爪部１７１ｂが、切欠部１７３ａの縁部１７３ｃに掛かり、固定される構成となっている。
【００４４】
＜変形例＞
本発明は、上述のような実施の形態に限られるものではなく、次のような変形例であってもよい。
（１）上記実施の形態においては、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃの根元側の一部は、それぞれ弾性体からなる被覆部材１８３および１８４により被覆されていると共に、当該被覆部材１８３および１８４の巻線部１８１ａ側の部分が、樹脂体１８２内に埋め込まれているとしたが、被覆部材１８３および１８４は、必ずしも樹脂体１８２に埋め込まれていなくても構わない。
【００４５】
図６（ａ）は、このような構成の一例を示す平面図であり、図６（ｂ）は、その側面図であり、また、図６（ｃ）は、図６（ｂ）におけるＥ矢視図である。
同図６（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すように、インサート成形後に、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃの根元部分を慎重に折り曲げ、それぞれをチューブ状の被覆部材１９３および１９４に挿入して、被覆部材１９３および１９４の巻線部１８１ａ側の端部を、それぞれ耐熱性の粘着テープ１９５および１９６によって樹脂体１８２表面に固定してもよい。
【００４６】
このような構成においても、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃに対して、これらを曲げるように外力が加わった場合であっても、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃの変形が、それぞれ被覆部材１９３および１９４で被覆されており、かつ、耐熱性粘着テープ１９５および１９６で固定されていない部分全体で生じるため、発生する曲げ応力も緩和され、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃの破損の発生を抑制することができる。
【００４７】
なお、上述のように、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃの根元部分を、慎重に１回折り曲げる程度では、これらが破損に至ることはない。
また、耐熱性粘着テープ１９５および１９６は、帯状のアラミド繊維にシリコーン系粘着剤を塗布したものが好適である。
もしくは、このような耐熱性粘着テープ１９５および１９６を使用せずに、接着剤により、被覆部材１９３および１９４を樹脂体１８２表面に直接接着してもよい。
【００４８】
（２）上記実施の形態では、被覆部材１８３、１８４、１９３および１９４は、いずれもチューブ状としたが、これに限るものではない。
例えば、帯状のシリコーン系シートの一方の面にシリコーン系粘着剤を塗布し、これを図７に示すように、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃに巻きつけて貼着してもよい。
（３）上記実施の形態では、励磁コイル１７３の製法として、金型等の大掛かりな装置を用いるインサート成形を採用するとしたが、これに限らず、単に巻線部１８１ａの表面にポリイミドワニスを塗布して、乾燥させることなどによって励磁コイル１７３を作製してもよい。
【００４９】
このような製法は、励磁コイル１７３を少量生産する場合において、製造コストを下げるのに好適である。
（４）上記実施の形態では、励磁コイル１７３の巻線部１８１ａを１０ターンとしたが、この構成に限られない。
何故なら、実際には、加熱対象となる定着ベルト１５４の金属発熱層１５４ｃの材質などによっても励磁コイル１７３のインダクタンスの値は変動するからである。
【００５０】
このため、シミュレーションや試験等を実施し、励磁コイルのインダクタンス値が設計上の値に近づくように、励磁コイル１７３に流す電流の周波数、リッツ線１８１の素線の径、本数およびターン数などが設定されるべきものである。
（５）上記実施の形態では、定着ベルト１５４に押圧ローラ１５０が遊挿されている構成としたが、これに限られない。
【００５１】
例えば、定着ベルト１５４の周回に伴って回転せず、固定された状態で、定着ベルト１５４を周回方向に案内しつつ、加圧ローラ１６０により定着ベルト１５４を介して押圧される押圧部材が定着ベルト１５４の周回経路内側に遊挿されている構成であってもよい。
もしくは、定着ベルト１５４を設ける代わりに、押圧ローラ１５０の断熱弾性層１５３の外表面に金属発熱層１５４ｃを設けてもよい。
【００５２】
（６）上記実施の形態では、誘導加熱ユニット１７０は、励磁コイル１７３およびコイルボビン部１７１同士の位置決めを行いつつ係合する係合機構を有するとしたが、位置決めもしくは係合の一方のみを行っても構わない。
位置決めだけを行う場合には、爪状リブ１７１ａの爪部１７１ｂは不要であり、例えば、接着剤等を使用して、励磁コイル１７３をコイルボビン部１７１に固定すればよい。
【００５３】
また、係合だけを行う場合には、励磁コイル１７３とコイルボビン部１７１との係合の際に、多少のがたつきが生じても構わない。
さらに、コイルボビン部１７１の係合部および励磁コイル１７３の被係合部は、それぞれ切欠部と爪状リブ１７１ａであるとしたが、これに限らず、例えば、貫通孔と突起などの組み合わせであってもよい。
【００５４】
（７）なお、上記実施の形態では、本発明に係る画像形成装置をタンデム型カラーデジタルプリンタに適用した場合の例を説明したが、これに限られず、誘導加熱により定着ベルトを加熱して記録シート上の未定着画像を熱定着させる誘導加熱ユニットを備えた全ての定着装置および画像形成装置に適用することができる。
また、上記実施の形態および上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、誘導加熱により定着ベルトを加熱して記録シート上の未定着画像を熱定着させる誘導加熱ユニット、定着装置および画像形成装置に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１ プリンタ
３ 画像プロセス部
３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ 作像部
４ 給紙部
５,１０５ 定着部
１０ 光学部
１１ 中間転写ベルト
１２ 駆動ローラ
１３ 従動ローラ
３１ 感光体ドラム
３２ 帯電器
３３ 現像器
３４ 一次転写ローラ
３５ クリーナ
４１ 給紙カセット
４２ ローラ
４３ 搬送路
４４ タイミングローラ対
４５ 二次転写ローラ
４６ 二次転写位置
６０ 制御部
７１ 排出ローラ対
７２ 排出トレイ
１５０ 押圧ローラ
１５２ ローラ軸
１５３ 断熱弾性層
１５４ 定着ベルト
１５４ 誘導発熱層
１５４ａ 離型層
１５４ｂ 弾性層
１５４ｃ 金属発熱層
１５６ 離型層
１６０ 加圧ローラ
１６１ ローラ軸
１６２ 弾性層
１６３ 離型層
１７０ 誘導加熱ユニット
１７１ コイルボビン部
１７１ａ 爪状リブ
１７１ｂ 爪部
１７２ サイド磁性体コア
１７３ 励磁コイル
１７３ａ 切欠部
１７３ｂ 中央孔
１７３ｂ 縁部
１７４ アーチ磁性体コア
１７５ 蓋部
１７６ 中央縦壁部
１７６ａ、１７６ｂ 縦壁部
１７７ フランジ部
１７９ 保持面
１８１ リッツ線
１８１ａ 巻線部
１８１ｂ リード線部
１８１ｈ コイル本体
１８２ 樹脂体
１８３ 被覆部材
１９３ 被覆部材
１９５ 耐熱性粘着テープ
２０７ 励磁コイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱ユニット、定着装置及び画像形成装置に関し、特に、誘導加熱ユニットにおける励磁コイルの構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタ等の画像形成装置では、従来のハロゲンヒータを利用するものに比べて省エネルギー化が図れる電磁誘導加熱方式の定着装置が普及しつつある。
このような定着装置は、励磁コイルを有する誘導加熱ユニットによって交番磁界を発生させて、定着回転体に設けられた金属発熱層を誘導加熱するように構成される。
通常、励磁コイルは、リッツ線を巻き付け治具に巻き付けることにより形成され、その後コイルボビンに装着されるが、そのコイル形状が崩れると金属発熱層に作用する交番磁界が不均一になり、発熱むらが発生するおそれがある。
【０００３】
そのため、従来は、リッツ線の表面を熱融着剤でコーティングしておき、巻き付け治具に巻回した状態で、当該リッツ線に定着時よりも大きな電流を供給してジュール発熱により熱融着剤を一時的に溶融し、隣り合うリッツ線の熱融着剤同士を融着させて形状を固定してから、コイルボビンに装着するようにしている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３９４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、定着時の通電によっても多少はジュール熱が発生するので、その熱により熱融着剤が柔らかくなり、その際に励磁コイルに外力が加えられたり、励磁コイル自身の熱膨張などにより、融着部分が剥離してコイル形状が崩れやすいという問題がある。
そこで、本願発明者は、巻回されたコイルを金型に設置して樹脂でインサート成形することを考案した。
【０００６】
図８（ａ）は、このような励磁コイルをインサート成形したもの（以下、「励磁コイル体」という。）の一部切欠部分平面図であり、図８（ｂ）は、その側面図である。
同図８（ａ）に示すように、励磁コイル体５７３は、リッツ線５８１が巻回されている巻回部５８１ａの全部と、当該巻回部５８１ａから引き出されているリード線部５８１ｂ、５８１ｃの根元部分一部とが、樹脂部材５８２により被覆されている。
【０００７】
このように作成された励磁コイル体５７３は、寸法精度が高く、定着時に発生するジュール熱によってコイル形状が変形することもないので、発熱むらが生じにくい。
ところが、上記構成の励磁コイル体５７３では、部品搬送時や組み付け時において、リード線部５８１ａおよび５８１ｂに対し、例えば、図８（ａ）の矢印のような方向に外力が加わると、これらの根元部分が破損するおそれがある。
【０００８】
本発明は、上述のような課題に鑑みて為されたものであって、巻回状態の導線の表面を樹脂で覆って形状を固定して、寸法精度および組み付け精度を向上すると共に、そのリード線部の根元部分が破損しにくい誘導加熱ユニット、定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る誘導加熱ユニットは、導電性の発熱回転体を電磁誘導加熱して、記録シートにトナー像を熱定着する定着装置における誘導加熱ユニットであって、通電により前記発熱回転体を電磁誘導加熱する励磁コイル体と、当該励磁コイル体を保持するコイルボビンとを備え、前記励磁コイル体は、導線が巻回された巻線部と、当該巻線部から引き出されたリード線部と、前記リード線部の一部および前記巻線部を覆って当該巻線部が前記コイルボビンのコイル装着面に沿った状態となるように形状を固定する耐熱性の樹脂体とからなり、前記リード線部の根元側の少なくとも一部が、弾性体からなる被覆部材で覆われ、当該被覆部材の巻線部側の部分が、前記樹脂体に固定されてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
リード線部の根元側の少なくとも一部が、弾性体からなる被覆部材で覆われ、当該被覆部材の巻線部側の部分が樹脂体に固定されているため、万一リード線部を曲げようとする外力が加わっても、その曲げ応力を被覆部材で被覆されている部分に分散させることができ、当該リード線の根元部分での応力集中が避けられる。これによりリード線の破損を防止することができる。
【００１１】
また、前記被覆部材は、誘導加熱ユニットが定着装置に組み込まれたときに、定着対象となる最大サイズの記録シートにおける画像形成領域より発熱回転体の軸方向外側となる位置において前記樹脂体に固定されていることが望ましい。
ここで、前記被覆部材は、巻線部側端部が前記樹脂体に埋設されて固定されていることが望ましい。
【００１２】
もしくは、前記固定は、前記被覆部材の巻線部側の一部を前記樹脂体に貼着することにより行われるとしてもよい。
また、前記貼着は、粘着テープを介して行われるとしてもよい。
もしくは、前記固定は、前記被覆部材の巻線部側の一部を前記樹脂体に接着することにより行われるとしてもよい。
【００１３】
また、前記被覆部材は、リード線部に外挿される円筒状のものであって、耐熱繊維からなるチューブに、シリコーン系、ポリイミド系およびアラミド系の耐熱樹脂のうち、少なくとも１つを含浸させてなることが望ましい。
また、前記巻線部と前記被覆部材の巻線部側の端部を金型のキャビティ内にセットし、流動状態の樹脂材料を充填して、励磁コイル体をインサート成形することにより、前記被覆部材の巻線部側端部の前記樹脂体への埋設がなされていることが望ましい。
【００１４】
もしくは、励磁コイル体は、前記巻線部に流動状態の樹脂材料を塗布した後、硬化させることにより形成されており、前記巻線部と前記被覆部材の巻線部側端部を重ねた状態で、前記被覆部材の巻線部側端部を覆うようにして前記樹脂材料を塗布することにより、前記被覆部材の巻線部側端部の前記樹脂体への埋設がなされているとしてもよい。
また、前記コイルボビンおよび前記励磁コイル体は、それぞれ係合部と当該係合部と係合する被係合部とを有しており、前記係合に伴い、前記励磁コイル体の位置決めが行われることが望ましい。
【００１５】
さらに、前記係合に伴い、前記コイルボビンが前記励磁コイル体に固定されることが望ましい。
なお、本発明は、上記誘導加熱ユニットを備えた定着装置としてもよく、さらに、当該定着装置を備えた画像形成装置としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る誘導加熱ユニットを備える画像形成装置の一例であるタンデム型カラープリンタの構成を説明するための概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る定着装置の構成を示す一部切欠き斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る定着ベルトの構成を例示する断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の実施の形態に係る誘導加熱ユニットの構成を示す一部切欠き平面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、その要部拡大図である。
【図５】（ａ）は、本発明の実施の形態に係る定着装置の断面図であり、（ｂ）は、その要部拡大図である。
【図６】（ａ）は、本発明の変形例に係る励磁コイルの構成を例示する一部切欠き平面図であり、（ｂ）は、その側面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のＥ矢視図である。
【図７】本発明の変形例に係る弾性部材の構造を例示する斜視図である。
【図８】（ａ）は、インサート成形により作製された励磁コイル体の構成を示す概略断面図であり、（ｂ）は、その側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る誘導加熱ユニット、定着装置及び画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
＜画像形成装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る誘導加熱ユニットを備える画像形成装置の一例であるタンデム型カラープリンタ（以下、単に「プリンタ」という）の構成を説明するための概略図である。
【００１８】
同図に示すように、このプリンタ１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着部５、光学部１０および制御部６０を備えており、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続されて、外部の端末装置（不図示）からのプリントジョブの実行指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックからなるトナー像を形成し、これらを多重転写してフルカラーの画像形成を実行する。
【００１９】
以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成部分の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。
画像プロセス部３は、Ｙ〜Ｋ色のそれぞれに対応する作像部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ、光学部１０、中間転写ベルト１１などを備えている。
作像部３０Ｙは、感光体ドラム３１Ｙ、その周囲に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、一次転写ローラ３４Ｙ、感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナ３５Ｙなどを備えており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。他の作像部３０Ｍ〜３０Ｋについても、作像部３０Ｙと同様の構成になっており、同図では符号を省略している。
【００２０】
中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラ１２と従動ローラ１３に張架されて矢印Ａ方向に回転駆動される。
光学部１０は、レーザダイオードなどの発光素子を備え、制御部６０からの駆動信号によりＹ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザ光Ｌを発し、感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋを露光走査させる。
【００２１】
この露光走査により、帯電器３２Ｙ〜３２Ｋにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上に静電潜像が形成される。各静電潜像は、現像器３３Ｙ〜３３Ｋにより現像されて感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上にＹ〜Ｋ色のトナー像が、中間転写ベルト１１上の同じ位置に重ね合わせて一次転写されるようにタイミングをずらして実行される。
一次転写ローラ３４Ｙ〜３４Ｋにより作用する静電力により中間転写ベルト１１上に各色のトナー像が順次転写されフルカラーのトナー像が形成され、さらに二次転写位置４６方向に移動する。
【００２２】
一方、給紙部４は、記録シートＳを収容する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の記録シートＳを搬送路４３上に１枚ずつ繰り出す繰り出しローラ４２と、繰り出された記録シートＳを二次転写位置４６に送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ対４４などを備えており、中間転写ベルト１１上のトナー像の移動タイミングに合わせて給紙部４から記録シートＳを二次転写位置に給送し、二次転写ローラ４５の作用により中間転写ベルト１１上のトナー像が一括して記録シートＳ上に二次転写される。
【００２３】
二次転写位置４６を通過した記録シートＳは、定着部５に搬送される。
定着部５は電磁誘導加熱方式の定着器であって、記録シートＳ上のトナー像（未定着画像）を加熱、溶融して、記録シートＳに定着させる。
トナー像が定着された記録シートＳは、排出ローラ対７１を介して排出トレイ７２上に排出される。
＜定着部の構成＞
次に、定着部５の構成について説明する。
【００２４】
図２は、上記定着部５の構成を示す部分断面斜視図である。
同図に示すように、定着部５は、押圧ローラ１５０と、加圧ローラ１６０と、定着ベルト１５４と、誘導加熱ユニット１７０とを備える。
押圧ローラ１５０は、定着ベルト１５４に遊挿されると共に、押圧ローラ１５０と加圧ローラ１６０とが平行に配置されており、定着ベルト１５４を介して加圧ローラ１６０を不図示の付勢機構で押圧ローラ１５０側に付勢することにより、定着ベルト１５４と加圧ローラ１６０との間に定着ニップが形成され、この定着ニップを記録シートＳが通過することにより記録シートＳ上に形成されたトナー像Ｔが溶融・加圧されて定着するようになっている。
【００２５】
以下、各部の詳細について説明する。
＜加圧ローラの構成＞
図２に示すように、加圧ローラ１６０は、ローラ軸１６１、弾性層１６２および離型層１６３を備えている。
ローラ軸１６１は、例えば、アルミニウム製のシャフトであり、不図示の駆動機構により回転駆動される。
【００２６】
弾性層１６２は、シリコーンスポンジゴムなどからなる円筒状の弾性体である。
離型層１６３は、ＰＦＡ等のフッ素系樹脂からなる樹脂層である。
＜押圧ローラの構成＞
押圧ローラ１５０は、図２に示すように、ローラ軸１５２、断熱弾性層１５３およびガイドプレート１５７を備えている。
【００２７】
ローラ軸１５２は、例えば、アルミ製のシャフトであり、両端部が不図示の軸受によって支持されている。
断熱弾性層１５３は、高弾性及び高断熱性を有するシリコーンゴムのスポンジ体であって、ローラ軸１５２の両端部を除く部分を覆うように設けられている。
ガイドプレート１５７は、定着ベルト１５４の縁に当接して、当該定着ベルト１５４の幅方向（ローラ軸１５２の軸方向）における位置を規制する鍔状の部材であり、ローラ軸１５１の他方の端部にも装着される。
＜定着ベルトの構成＞
図３は、定着ベルト１５４の積層構造を示す断面図である。
【００２８】
定着ベルト１５４は、同図に示されるように、内周面に近い方から金属発熱層１５４ｃ、弾性層１５４ｂ及び離型層１５４ａが積層されてなる。
金属発熱層１５４ｃは、Ｎｉ電鋳スリーブからなっており、誘導加熱ユニット１７０が発生させる交番磁束により誘導電流が流れることによってジュール発熱する。
弾性層１５４ｂは、例えば、シリコーンゴムからなり、離型層１５４ａはＰＦＡ樹脂チューブなどからなる。
【００２９】
＜誘導加熱ユニット＞
誘導加熱ユニット１７０は、図２に示すように、コイルボビン部１７１、サイド磁性体コア１７２、励磁コイル体１７３、アーチ磁性体コア１７４および蓋部１７５などからなる。
コイルボビン部１７１は、液晶ポリマーなど温度による寸法変化の少ない樹脂などの絶縁材料からなり、定着ベルト１５４の外表面に沿って湾曲し、励磁コイル１７３体を載置する保持面１７９を有している。
【００３０】
つまり、当該保持面１７９とこれと対向している定着ベルト１５４の部分との距離が略一定に保たれている。
さらに、コイルボビン部１７１は、長手方向（押圧ローラ１５０の回転軸方向）と直交する平面で切断した断面に着目すると、当該断面の両端部が、それぞれ定着ベルト１５４から遠ざかる方向（以下、「外方」という。）に向かうように、１対のフランジ部１７７が立設されており、また、当該保持面１７９の周方向の中央部には、１対の縦壁部１７６ａおよび１７６ｂが同じく外方に向けて立設されている。
【００３１】
縦壁部１７６ａおよび１７６ｂは、コイルボビン部１７１の長手方向における両端部において繋がっており、１つの中央縦壁部１７６を構成する。
ここで、上述の保持面１７９は、中央縦壁部１７６を取り囲む位置に存在する。
さらに、当該保持面１７９において、１対のフランジ部１７７に沿って、後述の爪状リブ１７１ａが複数立設している。
【００３２】
サイド磁性体コア１７２およびアーチ磁性体コア１７４は、いずれも励磁コイル１７３から発生する交番磁束の磁路を構成する部材である。
このうちサイド磁性体コア１７２は、強磁性材からなる長尺状のコアであって、コイルボビン部１７１の各フランジ部１７７の内壁に沿って配設される。
アーチ磁性体コア１７４も強磁性材からなり、１対のサイド磁性体コア１７２に跨るようにして配設されている。
【００３３】
蓋部１７５は、樹脂などの絶縁材料からなり、サイド磁性体コア１７２、励磁コイル１７３及びアーチ磁性体コア１７４を収容したコイルボビン部１７１に蓋をするためのものである。
図４（ａ）は、誘導加熱ユニット１７０の構造を示す一部切欠き平面図であり、説明の都合上、蓋部１７５を省略している。
【００３４】
また、図４（ｂ）および（ｃ）は、図４（ａ）の要部拡大図である。
励磁コイル体１７３は、不図示の高周波インバータに接続され、１０〜１００〔ｋＨｚ〕、１００〜２０００〔Ｗ〕の高周波電力が供給されることによって、交番磁界を発生させるものである。
本実施の形態においては、励磁コイル体１７３は、素線径φ０．１５の素線を１１５本撚ったリッツ線１８１を、図４（ｂ）に示すように、１０ターンさせて（以下、「コイル本体１８１ｈ」という。）、リード線部１８１ｂ、１８１ｃを除く大部分をインサート成形により樹脂体１８２で被覆したものを用いている。
【００３５】
具体的に、コイルボビンのコイル保持面とほぼ同形状の湾曲面を有する巻き付け治具を兼ねた下金型内に、上記リッツ線１８１を巻回してコイル部を形成し、そのリード線部をキャビティから導出させた状態で、コイル部を上から押さえ込むようにして上金型を被せ、当該金型内に熱融着剤よりも融点の高い流動状態の樹脂を流し込み、これを固化することにより励磁コイル体１７３が形成される。
【００３６】
励磁コイル体１７３の中央のコイル本体１８１ｈの存在していない部分には、中央縦壁部１７６が挿入される中央孔１７３ｂが設けられている。
同図４（ｂ）および（ｃ）に示すように、コイル本体１８１ｈは、リッツ線１８１が巻回されている巻線部１８１ａと、その両端から巻回方向以外の方向に引き出されているリード線部１８１ｂ、１８１ｃとからなる。
【００３７】
ここで、巻回方向以外の方向に引き出されているとは、隣り合うリッツ線１８１から分離して、隣り合うリッツ線１８１と異なる方向に延びていることを意味する。
本実施の形態における励磁コイル１７３では、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃの根元側の一部は、それぞれ耐熱性および弾性を有する被覆部材１８３および１８４により被覆されていると共に、当該被覆部材１８３および１８４の巻線部１８１ａ側の部分が、樹脂体１８２内に埋め込まれている。
【００３８】
ここで、被覆部材１８３および１８４は、弾性および耐熱性を備えたチューブであって、より具体的には、耐熱繊維からなるチューブに、シリコーン系、ポリイミド系およびアラミド系の耐熱樹脂のうち、少なくとも１つを含浸させたものが好適である。
つまり、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃの根元側の部分は、それぞれ弾性を有する被覆部材１８３および１８４を介して、樹脂体１８２に固定されている。
【００３９】
インサート成形により励磁コイルを作製する際、単にリード線部をモールド部分から引き出した場合、リード線部の根元部分が破損し易かったのは、外力が加わったときに根元部分、特に樹脂体１８２との境界部分に曲げ応力が集中することに原因があると考えられる。
本実施の形態における励磁コイル１７３の構成では、上述のように、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃの根元側の部分が、それぞれ弾性を有する被覆部材１８３および１８４を介して樹脂体１８２により挟持されて、固定されているため、これらを曲げるように外力が加わった場合であっても、変形が根元部分のみに生じるのではなく、被覆部分全体に分散して生じるので、根元部分に発生する曲げ応力も緩和され、破損の発生を抑制することができる。
【００４０】
また、図４（ｃ）に示すように、被覆部材１８３および１８４は、以下の理由により、定着対象となる最大サイズの記録シートにおける画像形成領域（以下、「画像形成領域」という。）よりも発熱回転体の軸方向外側となる位置に設けられている。
（理由）
被覆部材１８３および１８４は厚みを有しているため、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃにおける被覆部分は、隣接するリッツ線１８１との間隔が、巻線部１８１ａよりも大きくならざるを得ず、当該間隔の増加は、磁束密度の低下を招く。
【００４１】
このため、被覆部材１８３および１８４は、隣接するリッツ線１８１同士の間隔が拡大し、磁束密度が低下しても定着品質に影響を及ぼし難い場所、即ち、画像形成領域の外方に設けられている。
また、本実施の形態における誘導加熱ユニット１７０は、励磁コイル１７３およびコイルボビン部１７１同士の位置決めを行いつつ係合する係合機構を有する。
【００４２】
以下、この係合機構について説明する。
図４（ａ）に示すように、励磁コイル１７３の長手方向と直交する方向における両端部に、それぞれ矩形の切欠部１７３ａが３つ設けられている。
図５（ａ）は、図４におけるＤ−Ｄ’の位置において定着部５を切断したときの断面図であり、図５（ｂ）は、その要部拡大図である。
【００４３】
同図５（ａ）および（ｂ）に示すように、コイルボビン部１７１は、上述の切欠部１７３ａと対応する位置に爪状リブ１７１ａを有する。
励磁コイル１７３をコイルボビン部１７１に装着する場合、保持面１７９に向けて、励磁コイル１７３を上方から押し付けるだけで、図５（ｂ）に示すように、爪状リブ１７１ａが、誘導加熱ユニット１７０の切欠部１７３ａにがたつき無く嵌り込み、励磁コイル１７３の位置決めが行われると共に、爪状リブ１７１ａに設けられた爪部１７１ｂが、切欠部１７３ａの縁部１７３ｃに掛かり、固定される構成となっている。
【００４４】
＜変形例＞
本発明は、上述のような実施の形態に限られるものではなく、次のような変形例であってもよい。
（１）上記実施の形態においては、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃの根元側の一部は、それぞれ弾性体からなる被覆部材１８３および１８４により被覆されていると共に、当該被覆部材１８３および１８４の巻線部１８１ａ側の部分が、樹脂体１８２内に埋め込まれているとしたが、被覆部材１８３および１８４は、必ずしも樹脂体１８２に埋め込まれていなくても構わない。
【００４５】
図６（ａ）は、このような構成の一例を示す平面図であり、図６（ｂ）は、その側面図であり、また、図６（ｃ）は、図６（ｂ）におけるＥ矢視図である。
同図６（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すように、インサート成形後に、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃの根元部分を慎重に折り曲げ、それぞれをチューブ状の被覆部材１９３および１９４に挿入して、被覆部材１９３および１９４の巻線部１８１ａ側の端部を、それぞれ耐熱性の粘着テープ１９５および１９６によって樹脂体１８２表面に固定してもよい。
【００４６】
このような構成においても、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃに対して、これらを曲げるように外力が加わった場合であっても、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃの変形が、それぞれ被覆部材１９３および１９４で被覆されており、かつ、耐熱性粘着テープ１９５および１９６で固定されていない部分全体で生じるため、発生する曲げ応力も緩和され、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃの破損の発生を抑制することができる。
【００４７】
なお、上述のように、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃの根元部分を、慎重に１回折り曲げる程度では、これらが破損に至ることはない。
また、耐熱性粘着テープ１９５および１９６は、帯状のアラミド繊維にシリコーン系粘着剤を塗布したものが好適である。
もしくは、このような耐熱性粘着テープ１９５および１９６を使用せずに、接着剤により、被覆部材１９３および１９４を樹脂体１８２表面に直接接着してもよい。
【００４８】
（２）上記実施の形態では、被覆部材１８３、１８４、１９３および１９４は、いずれもチューブ状としたが、これに限るものではない。
例えば、帯状のシリコーン系シートの一方の面にシリコーン系粘着剤を塗布し、これを図７に示すように、リード線部１８１ｂおよび１８１ｃに巻きつけて貼着してもよい。
（３）上記実施の形態では、励磁コイル１７３の製法として、金型等の大掛かりな装置を用いるインサート成形を採用するとしたが、これに限らず、単に巻線部１８１ａの表面にポリイミドワニスを塗布して、乾燥させることなどによって励磁コイル１７３を作製してもよい。
【００４９】
このような製法は、励磁コイル１７３を少量生産する場合において、製造コストを下げるのに好適である。
（４）上記実施の形態では、励磁コイル１７３の巻線部１８１ａを１０ターンとしたが、この構成に限られない。
何故なら、実際には、加熱対象となる定着ベルト１５４の金属発熱層１５４ｃの材質などによっても励磁コイル１７３のインダクタンスの値は変動するからである。
【００５０】
このため、シミュレーションや試験等を実施し、励磁コイルのインダクタンス値が設計上の値に近づくように、励磁コイル１７３に流す電流の周波数、リッツ線１８１の素線の径、本数およびターン数などが設定されるべきものである。
（５）上記実施の形態では、定着ベルト１５４に押圧ローラ１５０が遊挿されている構成としたが、これに限られない。
【００５１】
例えば、定着ベルト１５４の周回に伴って回転せず、固定された状態で、定着ベルト１５４を周回方向に案内しつつ、加圧ローラ１６０により定着ベルト１５４を介して押圧される押圧部材が定着ベルト１５４の周回経路内側に遊挿されている構成であってもよい。
もしくは、定着ベルト１５４を設ける代わりに、押圧ローラ１５０の断熱弾性層１５３の外表面に金属発熱層１５４ｃを設けてもよい。
【００５２】
（６）上記実施の形態では、誘導加熱ユニット１７０は、励磁コイル１７３およびコイルボビン部１７１同士の位置決めを行いつつ係合する係合機構を有するとしたが、位置決めもしくは係合の一方のみを行っても構わない。
位置決めだけを行う場合には、爪状リブ１７１ａの爪部１７１ｂは不要であり、例えば、接着剤等を使用して、励磁コイル１７３をコイルボビン部１７１に固定すればよい。
【００５３】
また、係合だけを行う場合には、励磁コイル１７３とコイルボビン部１７１との係合の際に、多少のがたつきが生じても構わない。
さらに、コイルボビン部１７１の係合部および励磁コイル１７３の被係合部は、それぞれ切欠部と爪状リブ１７１ａであるとしたが、これに限らず、例えば、貫通孔と突起などの組み合わせであってもよい。
【００５４】
（７）なお、上記実施の形態では、本発明に係る画像形成装置をタンデム型カラーデジタルプリンタに適用した場合の例を説明したが、これに限られず、誘導加熱により定着ベルトを加熱して記録シート上の未定着画像を熱定着させる誘導加熱ユニットを備えた全ての定着装置および画像形成装置に適用することができる。
また、上記実施の形態および上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、誘導加熱により定着ベルトを加熱して記録シート上の未定着画像を熱定着させる誘導加熱ユニット、定着装置および画像形成装置に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１ プリンタ
３ 画像プロセス部
３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ 作像部
４ 給紙部
５,１０５ 定着部
１０ 光学部
１１ 中間転写ベルト
１２ 駆動ローラ
１３ 従動ローラ
３１ 感光体ドラム
３２ 帯電器
３３ 現像器
３４ 一次転写ローラ
３５ クリーナ
４１ 給紙カセット
４２ ローラ
４３ 搬送路
４４ タイミングローラ対
４５ 二次転写ローラ
４６ 二次転写位置
６０ 制御部
７１ 排出ローラ対
７２ 排出トレイ
１５０ 押圧ローラ
１５２ ローラ軸
１５３ 断熱弾性層
１５４ 定着ベルト
１５４ 誘導発熱層
１５４ａ 離型層
１５４ｂ 弾性層
１５４ｃ 金属発熱層
１５６ 離型層
１６０ 加圧ローラ
１６１ ローラ軸
１６２ 弾性層
１６３ 離型層
１７０ 誘導加熱ユニット
１７１ コイルボビン部
１７１ａ 爪状リブ
１７１ｂ 爪部
１７２ サイド磁性体コア
１７３ 励磁コイル
１７３ａ 切欠部
１７３ｂ 中央孔
１７３ｂ 縁部
１７４ アーチ磁性体コア
１７５ 蓋部
１７６ 中央縦壁部
１７６ａ、１７６ｂ 縦壁部
１７７ フランジ部
１７９ 保持面
１８１ リッツ線
１８１ａ 巻線部
１８１ｂ リード線部
１８１ｈ コイル本体
１８２ 樹脂体
１８３ 被覆部材
１９３ 被覆部材
１９５ 耐熱性粘着テープ
２０７ 励磁コイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の発熱回転体を電磁誘導加熱して、記録シートにトナー像を熱定着する定着装置における誘導加熱ユニットであって、
通電により前記発熱回転体を電磁誘導加熱する励磁コイル体と、
当該励磁コイル体を保持するコイルボビンと
を備え、
前記励磁コイル体は、
導線が巻回された巻線部と、当該巻線部から引き出されたリード線部と、前記リード線部の一部および前記巻線部を覆って当該巻線部が前記コイルボビンのコイル装着面に沿った状態となるように形状を固定する耐熱性の樹脂体とからなり、
前記リード線部の根元側の少なくとも一部が、弾性体からなる被覆部材で覆われ、当該被覆部材の巻線部側の部分が、前記樹脂体に固定されてなる
ことを特徴とする誘導加熱ユニット。
【請求項２】
前記被覆部材は、誘導加熱ユニットが定着装置に組み込まれたときに、定着対象となる最大サイズの記録シートにおける画像形成領域より発熱回転体の軸方向外側となる位置において前記樹脂体に固定されていること
を特徴とする請求項１に記載の誘導加熱ユニット。
【請求項３】
前記被覆部材は、巻線部側端部が前記樹脂体に埋設されて固定されていること
を特徴とする請求項２に記載の誘導加熱ユニット。
【請求項４】
前記固定は、前記被覆部材の巻線部側の一部を前記樹脂体に貼着することにより行われることを特徴とする請求項２に記載の誘導加熱ユニット。
【請求項５】
前記貼着は、粘着テープを介して行われることを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱ユニット。
【請求項６】
前記固定は、前記被覆部材の巻線部側の一部を前記樹脂体に接着することにより行われることを特徴とする請求項２に記載の誘導加熱ユニット。
【請求項７】
前記被覆部材は、リード線部に外挿される円筒状のものであって、耐熱繊維からなるチューブに、シリコーン系、ポリイミド系およびアラミド系の耐熱樹脂のうち、少なくとも１つを含浸させてなることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の誘導加熱ユニット。
【請求項８】
前記巻線部と前記被覆部材の巻線部側の端部を金型のキャビティ内にセットし、流動状態の樹脂材料を充填して、励磁コイル体をインサート成形することにより、前記被覆部材の巻線部側端部の前記樹脂体への埋設がなされていることを特徴とする請求項３に記載の誘導加熱ユニット。
【請求項９】
励磁コイル体は、前記巻線部に流動状態の樹脂材料を塗布した後、硬化させることにより形成されており、
前記巻線部と前記被覆部材の巻線部側端部を重ねた状態で、前記被覆部材の巻線部側端部を覆うようにして前記樹脂材料を塗布することにより、前記被覆部材の巻線部側端部の前記樹脂体への埋設がなされていることを特徴とする請求項３に記載の誘導加熱ユニット。
【請求項１０】
前記コイルボビンおよび前記励磁コイル体は、それぞれ係合部と当該係合部と係合する被係合部とを有しており、
前記係合に伴い、前記励磁コイル体の位置決めが行われることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の誘導加熱ユニット。
【請求項１１】
前記係合に伴い、前記コイルボビンが前記励磁コイル体に固定されることを特徴とする請求項１０に記載の誘導加熱ユニット。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の誘導加熱ユニットを備える
ことを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
導電性の発熱回転体を電磁誘導加熱して、記録シートにトナー像を熱定着する定着装置における誘導加熱ユニットであって、
通電により前記発熱回転体を電磁誘導加熱する励磁コイル体と、
当該励磁コイル体を保持するコイルボビンと
を備え、
前記励磁コイル体は、
導線が巻回された巻線部と、当該巻線部から引き出されたリード線部と、前記リード線部の一部および前記巻線部を覆って当該巻線部が前記コイルボビンのコイル装着面に沿った状態となるように形状を固定する耐熱性の樹脂体とからなり、
前記リード線部の根元側の少なくとも一部が、弾性体からなる被覆部材で覆われ、当該被覆部材の巻線部側の部分が、前記樹脂体に固定されてなる
ことを特徴とする誘導加熱ユニット。
【請求項２】
前記被覆部材は、誘導加熱ユニットが定着装置に組み込まれたときに、定着対象となる最大サイズの記録シートにおける画像形成領域より発熱回転体の軸方向外側となる位置において前記樹脂体に固定されていること
を特徴とする請求項１に記載の誘導加熱ユニット。
【請求項３】
前記被覆部材は、巻線部側端部が前記樹脂体に埋設されて固定されていること
を特徴とする請求項２に記載の誘導加熱ユニット。
【請求項４】
前記固定は、前記被覆部材の巻線部側の一部を前記樹脂体に貼着することにより行われることを特徴とする請求項２に記載の誘導加熱ユニット。
【請求項５】
前記貼着は、粘着テープを介して行われることを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱ユニット。
【請求項６】
前記固定は、前記被覆部材の巻線部側の一部を前記樹脂体に接着することにより行われることを特徴とする請求項２に記載の誘導加熱ユニット。
【請求項７】
前記被覆部材は、リード線部に外挿される円筒状のものであって、耐熱繊維からなるチューブに、シリコーン系、ポリイミド系およびアラミド系の耐熱樹脂のうち、少なくとも１つを含浸させてなることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の誘導加熱ユニット。
【請求項８】
前記巻線部と前記被覆部材の巻線部側の端部を金型のキャビティ内にセットし、流動状態の樹脂材料を充填して、励磁コイル体をインサート成形することにより、前記被覆部材の巻線部側端部の前記樹脂体への埋設がなされていることを特徴とする請求項３に記載の誘導加熱ユニット。
【請求項９】
励磁コイル体は、前記巻線部に流動状態の樹脂材料を塗布した後、硬化させることにより形成されており、
前記巻線部と前記被覆部材の巻線部側端部を重ねた状態で、前記被覆部材の巻線部側端部を覆うようにして前記樹脂材料を塗布することにより、前記被覆部材の巻線部側端部の前記樹脂体への埋設がなされていることを特徴とする請求項３に記載の誘導加熱ユニット。
【請求項１０】
前記コイルボビンおよび前記励磁コイル体は、それぞれ係合部と当該係合部と係合する被係合部とを有しており、
前記係合に伴い、前記励磁コイル体の位置決めが行われることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の誘導加熱ユニット。
【請求項１１】
前記係合に伴い、前記コイルボビンが前記励磁コイル体に固定されることを特徴とする請求項１０に記載の誘導加熱ユニット。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の誘導加熱ユニットを備える
ことを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の定着装置を備え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６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１１８１３７（Ｐ２０１２−１１８１３７Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６５６２９（Ｐ２０１０−２６５６２９）
【出願日】平成２２年１１月２９日（２０１０．１１．２９）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２９日（２０１０．１１．２９）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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