JP2004265669A - 加熱装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】非通紙部昇温対策に用いる磁束調整手段の待機スペース、磁束調整手段用の駆動手段の設置スペースの省スペース化。
【解決手段】磁束発生手段５・６と、磁束発生手段の発生磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導発熱体７を有し、加熱部Ｎにおいて磁束発生手段から誘導発熱体に対する作用磁束の、被加熱材の搬送方向Ｃに交差する加熱部長尺方向に関する密度分布を変化せしめる磁束調整手段を備え、加熱部に被加熱材Ｓを導入搬送させて誘導発熱体の熱により被加熱材を加熱する加熱装置において、磁束発生手段を保持する保持部材２と磁束調整手段である磁束遮蔽部材３を有し、保持部材の長手方向の両端部に設けられた支持部２ａ・２ｂにて磁束遮蔽部材を回動可能に支持させる。
【選択図】図１
【解決手段】磁束発生手段５・６と、磁束発生手段の発生磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導発熱体７を有し、加熱部Ｎにおいて磁束発生手段から誘導発熱体に対する作用磁束の、被加熱材の搬送方向Ｃに交差する加熱部長尺方向に関する密度分布を変化せしめる磁束調整手段を備え、加熱部に被加熱材Ｓを導入搬送させて誘導発熱体の熱により被加熱材を加熱する加熱装置において、磁束発生手段を保持する保持部材２と磁束調整手段である磁束遮蔽部材３を有し、保持部材の長手方向の両端部に設けられた支持部２ａ・２ｂにて磁束遮蔽部材を回動可能に支持させる。
【選択図】図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、複写機・プリンタ・ファクシミリなどの画像情報記録装置（画像形成装置）において未定着画像を加熱・加圧定着させるための画像加熱定着装置として用いて好適な、特に電磁（磁気）誘導加熱方式の加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機・プリンタ・ファクシミリ等の画像形成装置に搭載される画像加熱定着装置を例にして説明する。
【０００３】
画像形成装置における画像加熱定着装置は、画像形成装置の作像部において電子写真・静電記録・磁束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（顕画剤）を用いて被加熱材としての記録材の面に直接方式若しくは間接（転写）方式で形成した未定着のトナー画像を記録材面に永久固着画像として加熱定着処理する装置である。
【０００４】
従来、そのような画像加熱定着装置として、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の各種装置がある。
【０００５】
ａ．熱ローラ方式
これは、ハロゲンランプ等の熱源を内蔵させて所定の定着温度に加熱・温調した定着ローラ（熱ローラ）と加圧ローラとの回転ローラ対からなり、該ローラ対の圧接ニップ部（定着ニップ部）に被加熱材としての、未定着トナー画像を形成担持させた記録材を導入して挟持搬送させることで未定着のトナー画像を記録材面に加熱定着する装置である。
【０００６】
しかしながら、この装置は定着ローラの熱容量が大きくて、加熱に要する電力が大きい、ウエイトタイム（装置電源投入時からプリント出力可能状態になるまでの待ち時間）が長い等の問題があった。また、定着ローラの熱容量が大きいため、限られた電力で定着ニップ部の温度を上昇させるためには大きな電力を必要とするという問題があった。
【０００７】
その対策としては、定着ローラの肉厚を薄くして、定着ローラの熱容量を低減することが行われる。しかし、薄す過ぎると強度不足となる。さらに、後述するフィルム定着と同様に非通紙部昇温の問題が発生する。
【０００８】
ｂ．フィルム加熱方式
これは、加熱体と、一方の面がこの加熱体と摺動し他方の面が記録材と接して移動するフィルムを有し、加熱体の熱をフィルムを介して記録材に付与して未定着のトナー画像を記録材面に加熱定着処理する装置である（例えば、特許文献１〜１６参照）。
【０００９】
このようなフィルム加熱方式の装置は、加熱体として低熱容量のセラミックヒータ等を、フィルムとして耐熱性で薄い低熱容量のものを用いることができて、熱容量が大きい定着ローラを用いる熱ローラ方式の装置に比べて格段に省電力化・ウエイトタイム短縮化が可能となり、クイックスタート性があり、また機内昇温を抑えることができる等の利点がある。
【００１０】
ｃ．電磁誘導加熱方式
これは加熱体として電磁誘導発熱体を用い、該電磁誘導発熱体に磁場発生手段で磁場を作用させて該電磁誘導発熱体に発生する渦電流に基づくジュール発熱で被加熱材としての記録材に熱を付与して未定着のトナー画像を記録材面に加熱定着処理する装置である。
【００１１】
この種の装置として、例えば、特許文献１７には、強磁性体の定着ローラを電磁誘導加熱する熱ローラ方式の装置が開示されており、発熱位置を定着ニップ部に近くすることができ、ハロゲンランプを熱源として用いた熱ローラ方式の装置よりも高効率の定着プロセスを達成している。
【００１２】
しかしながら、定着ローラの熱容量が大きいため、限られた電力で定着ニップ部の温度を上昇させるためには大きな電力を必要とするという問題があった。定着ローラの熱容量を低減することが、この問題の一つの解決方法である。たとえば、定着ローラの肉厚を薄くすることである。
【００１３】
また、例えば、特許文献１８には、熱容量を低減したフィルム状の定着ローラ（フィルム）を用いた電磁誘導加熱方式の定着装置が開示されている。
【００１４】
しかしながら、熱容量を低減したフィルム状の定着ローラ（フィルム）では、長尺方向（定着ニップ部長手方向）の熱流が阻害されるため、小サイズ記録材を通紙した場合に非通紙部での過昇温（非通紙部昇温）が発生して、フィルムや加圧ローラの寿命を低下させるという問題が発生していた。この非通紙部昇温の問題は前記ｂ項のフィルム加熱方式の装置の場合も同様である。
【００１５】
また、例えば、特許文献１９・２０に、定着ローラ（フィルム）の長手方向に関する磁束発生手段から誘導発熱体に対する作用磁束の密度分布を変化せしめる磁束調整手段を有することを特徴とする加熱装置が開示されている。この電磁誘導加熱方式の定着装置により、非通紙部昇温を解決する一つの方法が示された。
【００１６】
上記特許文献１９・２０はフィルム状の誘導発熱体を加熱させた構成を実施例としているが、円筒状の誘導発熱体を定着ローラにした構成に対しても非通紙部昇温の問題の対策として効果があると考えられる。
【００１７】
その他の非通紙部昇温を解決する方法としては、小サイズ記録材を通紙したときに定着スピードを遅くする方法もある（スループットダウン）。定着スピードを遅くすることで、定着ローラの端部方向（非通紙部）への熱移動時間を設けている。しかし、この方法では画像形成装置の生産性を低下することになっている。
【特許文献１】
特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】
特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献３】
特開平４−４４０７５号公報
【特許文献４】
特開平４−４４０７６号公報
【特許文献５】
特開平４−４４０７７号公報
【特許文献６】
特開平４−４４０７８号公報
【特許文献７】
特開平４−４４０７９号公報
【特許文献８】
特開平４−４４０８０号公報
【特許文献９】
特開平４−４４０８１号公報
【特許文献１０】
特開平４−４４０８２号公報
【特許文献１１】
特開平４−４４０８３号公報
【特許文献１２】
特開平４−２０４９８０号公報
【特許文献１３】
特開平４−２０４９８１号公報
【特許文献１４】
特開平４−２０４９８２号公報
【特許文献１５】
特開平４−２０４９８３号公報
【特許文献１６】
特開平４−２０４９８４号公報
【特許文献１７】
特公平５−９０２７号公報
【特許文献１８】
特開平４−１６６９６６号公報
【特許文献１９】
特開平９−１７１８８９号公報
【特許文献２０】
特開平１０―７４００９号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、画像形成装置の画像加熱定着装置としては、非通紙部昇温対策に用いられる磁束調整手段の待機スペースや、磁束調整手段用の駆動手段の設置スペースの省スペース化が可能である、等の性能を合わせ持った像加熱装置が要望されている。
【００１９】
本発明は、このような要望に応じ得る電磁誘導加熱方式の加熱装置を提供しようとするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下の構成を特徴とする加熱装置である。
【００２１】
磁束発生手段と、磁束発生手段の発生磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導発熱体を有し、加熱部において磁束発生手段から誘導発熱体に対する作用磁束の、被加熱材の搬送方向に交差する加熱部長尺方向に関する密度分布を変化せしめる磁束調整手段を備え、加熱部に被加熱材を導入搬送させて誘導発熱体の熱により被加熱材を加熱する加熱装置において、磁束発生手段を保持する保持部材と磁束調整手段である磁束遮蔽部材を有し、保持部材の長手方向の両端部には支持部が設けられ、該保持部材の支持部にて磁束遮蔽部材を回動可能に支持することを特徴とする加熱装置。
【００２２】
このような構成において、保持部材は磁束発生手段を保持し、磁束遮蔽部材は保持部材の長手方向両端部の支持部を支点に回動するので、誘導発熱体内部において磁束遮蔽部材を磁束発生手段に対して回動させることができる。したがって、誘導発熱体の外部に磁束遮蔽部材の待機スペースを設ける必要がなく、また、磁束遮蔽部材の回動を保持部材の長手方向片側から行えるので、磁束遮蔽部材の駆動手段用設置スペースを誘導発熱体の長手方向片側に設けるだけでよい。よって、磁束遮蔽部材の待機スペースや駆動手段の設置スペースの省スペース化を実現できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
［第一の実施例］
図１〜４に、本発明に係る加熱装置として、電磁誘導加熱方式の定着装置の一例を示す。
【００２４】
図１は本例の定着装置の定着ローラ長手方向（定着ローラ軸方向）における概略構成を示す断面図、図２は同装置の定着ローラ径方向における概略構成を示す断面図である。また、図３には、磁束遮蔽手段と磁束発生手段の構成を説明する分解斜視図を示す。
【００２５】
本例の定着装置は、磁束調整加熱アセンブリ１、誘導発熱体としての定着ローラ７、加圧ローラ８を主体とする。
【００２６】
磁束調整加熱アセンブリ１は、磁束発生手段としての励磁コイル５（以下コイルと称す）と磁性体コア６（以下コアと称す）、コイル５とコア６を保持するホルダー（保持部材）２、およびホルダー２の両端部を回動軸として矢示ａ・ｂの反時計方向又は時計方向に回動移動自由に配設した、磁束調整手段である円弧状の磁束遮蔽板３などからなる。
【００２７】
磁束発生手段は、定着ローラ７の内部にコイル５とＴ字型コア６が配置されている構成である。コイル５とコア６はホルダー２に保持され、ホルダーフタ１９で覆われている。
【００２８】
コイル５は定着ローラ７の長手方向に略楕円形状（横長舟形）をしており、定着ローラの内面に沿うようにホルダー２の内部に配置されている。コア６はコイル５の巻き中心部にある第一コア６ａ（垂直部）と上部に第二コア６ｂ（水平部）が配置されてＴ字型コアを構成している。
【００２９】
コイル５としては加熱に十分な交番磁束を発生するものでなければならないが、そのためには抵抗成分を低く、インダクタンス成分を高くとる必要がある。コイルの芯線としては、φ０．１〜０．３ｍｍの細線を略８０〜１６０本程度に束ねたリッツ線を用いている。細線には絶縁被覆電線を用いている。本例ではコイル５として、第一コア６ａを周回するように８〜１２回巻回して構成したものが使われる。コイル５には不図示の励磁回路が接続されており、該回路を介して交番電流をコイル５へ供給できるようになっている。
【００３０】
コア６にはフェライト、パーマロイなどの高透磁率で残留磁束密度の低い材質のものを用いると良いが、磁束を発生できるものであれば良く特に規定するものではない。コアの形状・材質は上記のものに規定されるものでない。例えば、第一コア６ａ、第二コア６ｂを一体成形でＴ字型にしても本発明の効果を得ることができる。
【００３１】
誘導発熱体としての円筒状の定着ローラ７は、鉄、ニッケル、コバルトなどの強磁性の金属を用いることが良い。強磁性の金属（透磁率の大きい金属）を使うことで、磁束発生手段５・６から発生する磁束を強磁性の金属内により多く拘束させることができる。すなわち、磁束密度を高くすることができる。それにより、効率的に強磁性金属の表面（定着ローラ表面）にうず電流を発生させ、該表面を発熱させられる。
【００３２】
定着ローラ７の肉厚は、略０．３〜２ｍｍ程度にすることで熱容量を低減している。定着ローラ７の外側表面には不図示のトナー離型層がある。一般にはＰＴＦＥ１０〜５０μｍやＰＦＡ１０〜５０μｍで構成されている。また、トナー離型層の内側にはゴム層を用いる構成にしても良い。
【００３３】
定着ローラ７の一端には定着ローラギア１８が取り付けられ、該ギアは不図示の駆動モータにより回転される。
【００３４】
加圧ローラ８は鉄製の芯金の外周に、シリコーンゴム層と定着ローラ７と同様にトナー離型層を設けた構成である。
【００３５】
本例の定着装置における定着ローラ長手方向の磁束調整手段は、磁束遮蔽部材３、ホルダー２、遮蔽ギア１１、ブッシュ１４が主な構成要素である。これらの構成要素のうち、ホルダー２と磁束遮蔽部材３は定着ローラ７の内部に配置される。
【００３６】
本例の定着装置ではコイル５とコア６を保持しているホルダー２の両端支持部を磁束遮蔽部材３の回動中心にしたことを特徴とする。
【００３７】
ホルダー２の両端部は磁束遮蔽部材３を回動自在に支持するために軸形状である。ホルダー２はコイル５とコア６を保持する機能と、磁束遮蔽部材３を回動支持する機能を備えている。
【００３８】
ホルダー２の支持軸２ａには、磁束遮蔽部材３を回動するための遮蔽ギア１１が設けられ、逆側の支持軸２ｂには磁束遮蔽部材３の摺動性を良くするためにブッシュ１４が設けられ、それぞれスラスト止め輪１２、１６でスラスト方向が規制されている。
【００３９】
ホルダー２は、非磁性、電気絶縁性および高耐熱性の物質で作られる。たとえば、ホルダー２の材質としては、耐熱性と機械的強度を兼ね備えたＰＰＳ系樹脂にガラスを添加したものを用いている。もちろん非磁性である。ホルダーが磁性材料であると、電磁誘導によりホルダーが発熱して定着ローラの発熱効率が落ちてしまう。
【００４０】
ホルダーの材質には、ＰＰＳ系樹脂、ＰＥＥＫ系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、セラミック、液晶ポリマー、フッ素系樹脂などの物質が適している。
【００４１】
ブッシュ１４・遮蔽ギア１１の材質についてもホルダーと同様である。この中でも特に摺動性の良い材質のものを選ぶと良い。たとえば、ポリアミドイミド系樹脂、ＰＦＡ系樹脂、ＰＥＥＫ系樹脂などがある。
【００４２】
磁束遮蔽部材３は非磁性かつ良電気導電性の部材で構成されている。非磁性部材にすることで磁束を遮断する効果がある。良電気導電性部材にすることで磁束遮蔽部材自身の電磁誘導の発熱を抑える効果がある。本例では、磁束遮蔽部材３の材質として、アルミニウム合金を用いたが、銅・マグネシウム・銀などの合金でもよい。
【００４３】
磁束遮蔽部材３の厚さは、略０．３〜１．０ｍｍ程度でよい。薄すぎると、磁束遮蔽部材自身が電磁誘導発熱する。また、強度不足にもなる。逆に厚すぎると、磁束遮蔽部材の熱容量が増加して定着ローラを温めるとき逆に熱を奪ってしまい、ウエイトタイムの増加につながる。
【００４４】
図３に示されるように、磁束遮蔽部材３には被加熱材としての記録材（用紙）の紙サイズに対応した段階的に変化している形状の切り欠き部３ｃ・３ｄを設けてある。図では、例えば、磁束遮蔽部材３の長手方向において、非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａ（最大通紙サイズ）の内側に、該紙サイズ幅Ａより小さい紙サイズ幅Ｂに対応した切り欠き部３ｃを設け、さらに紙サイズ幅Ｂの内側に、該紙サイズ幅Ｂより小さい紙サイズ幅Ｃに対応した切り欠き部３ｄを設けている。上記切り欠き部３ｃによって紙サイズ幅Ａの内側両端に紙サイズ幅Ｂに応じた遮蔽部（非通紙部）３ｅ・３ｆを形成し、上記切り欠き部３ｄによって紙サイズ幅Ｂの内側両端に紙サイズ幅Ｃに応じた遮蔽部（非通紙部）３ｇ・３ｈを形成している。
【００４５】
したがって、本例の磁束遮蔽部材３は、紙サイズに応じた遮蔽部３ｅ・３ｆと３ｇ・３ｈが段階的に変化している形状である。
【００４６】
ホルダー支持軸２ａ側では、磁束遮蔽部材３の一端部に設けられた切り欠き部を有する異型穴３ａと遮蔽ギア１１の円筒部１１ｂが嵌合する。遮蔽ギアの円筒部１１ｂに形成された突起部１１ａと磁束遮蔽部材３のＵ字型穴部３ａ’が嵌合していることで、遮蔽ギア１１が回動すると磁束遮蔽部材３が遮蔽ギア１１に同期して回動する。遮蔽ギア１１には駆動手段２０から回転駆動が与えられる。駆動手段２０はモータなどの駆動源であれば良く、本発明は駆動手段の構成に依存するものではない。たとえば、駆動手段として、ソレノイドなどのアクチュエータと、該アクチュエータの作動を回転運動に変換して遮蔽ギア１１に伝達するリンク機構などの運動伝達機構とによって、磁束遮蔽部材３を回動させてもよい。
【００４７】
ホルダー支持軸２ｂ側は、コイル５へ電力を供給しているコイル供給線１５のガイドを兼ねた形状をしている。ホルダー支持軸２ｂを中空パイプ形状にすることで、その内部を通してコイル供給線１５を引き出している。ホルダー支持軸２ｂには磁束遮蔽部材３の他端側に設けられた保持穴３ｂがブッシュ１４の円筒部１４ａに回転可能に嵌合している。コイル供給線１５の端部には、コネクタ部１５ａが設けられ、電力制御装置２５に接続する構成である。コイル５には、電力制御装置２５で不図示の励磁回路が制御されることにより、コイル供給線１５を介して交番電流が供給される。
【００４８】
ホルダー２は支持軸２ａ側がホルダー支持板１３で支持され、支持軸２ｂ側がホルダー支持部材１７で支持されている。支持軸２ａとホルダー支持板１３との嵌合部の形状は、Ｄ字型状（Ｄカット）で嵌合する構成である。Ｄ字型状にすることで、ホルダー２を定着ローラ円周方向において位置決めをしている。これにより、ホルダー２は支持軸２ａ・支持軸２ｂの軸中心２ｃ（図３参照）が定着ローラ７の回転軸中心７ｃ（図１参照）と同軸上に位置するように位置決めされる。
【００４９】
本例の定着装置において、磁束遮蔽部材３は、紙サイズに対応した角度分だけ駆動手段２０により所定方向に所定角度回転されて、磁束遮蔽部材の段階的に変化している形状の遮蔽部３ｅ・３ｆと３ｇ・３ｈがコア６ａの対向部に回動移動される。この遮蔽部によってコア６ａから定着ローラ７へと通る磁束線を遮蔽することで、その遮蔽部分において定着ローラの発熱を緩和し、異常温度昇温を防止する。
【００５０】
本例に示す磁束遮蔽部材３では、非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａ（最大通紙サイズ）より小さい紙サイズ幅Ｂおよび紙サイズ幅Ｃの２段階の磁束調整が可能である。たとえば、メートル系の紙サイズであれば、紙サイズ幅ＡをＡ４幅（２９７ｍｍ）、紙サイズ幅ＢをＢ４幅（２５７ｍｍ）、紙サイズ幅ＣをＡ４Ｒ幅（２１０ｍｍ）である。この場合、切り欠き部の全長を、それぞれの紙サイズ幅Ａ・Ｂ・Ｃに対応した、段階的に変化している切り欠き幅（紙サイズ幅）にする。どのような紙サイズにするかは、定着装置が搭載される画像形成装置の仕様によって決められる。また、磁束遮蔽部材３の遮蔽部（又は切り欠き部）は、２段階に限ったものでは無く、非通紙部昇温が起こるサイズによって、その都度に段階的に変化している遮蔽部（又は切り欠き部）を増減して設けることができ、１つでも、３つ以上設けても、紙サイズに応じた非通紙昇温防止効果を得ることができる。
【００５１】
本例の定着装置では、上述したように、コイル５及びコア６を保持するホルダー２と磁束遮蔽部材３において、ホルダー支持軸２ａで磁束遮蔽部材３の一端側を保持し、ホルダー支持軸２ｂで磁束遮蔽部材３の一端側を保持することから、ホルダー２と磁束遮蔽部材３とが一つのコンパクトなアセンブリ（ユニット）として構成される。
【００５２】
また、磁束遮蔽部材３が保持されたホルダー２の支持軸２ａ・支持軸２ｂの軸中心２ｃ（図３参照）を、定着ローラ７の回転軸中心７ｃ（図１参照）と同軸上に配置している。これにより、磁束遮蔽部材３は、定着ローラ７の回転軸中心７ｃと同軸上のホルダー支持軸２ａ・２ｂに、上記遮蔽ギア１１・ブッシュ１４を介して定着ローラ７の内部に配置される。これによって、定着ローラ外部たとえば定着ローラ端の外側に磁束遮蔽部材の待機スペースを設ける必要がなくなり、省スペース化が図られる。
【００５３】
また、磁束発生手段５・６を保持するホルダー２と磁束遮蔽部材３が一つのアセンブリ（ユニット）でコンパクトに構成されているため、装置の組立工程においてホルダー２と磁束遮蔽部材３との組立て性の向上を図れ、メンテナンス時においては定着ローラ７の交換性（サービス性）の向上を図れる。
【００５４】
また、定着ローラ７の回転軸中心７ｃにおいてその片側（ホルダー２の支持軸２ａ側）に配設した駆動手段２０により磁束遮蔽部材３を回転駆動できるので、該駆動手段の設置スペースをホルダー２の支持軸２ａ側に設けるだけでよく、定着ローラスラスト方向の省スペース化が可能である。
【００５５】
したがって、従来、記録材としての用紙を定着ローラの長手方向中央に通る場合（中央基準の紙搬送系）、磁束遮蔽部材の待機スペースおよび磁束遮蔽部材の駆動手段スペースが、定着ローラ長手方向の両側に必要であったが、本例では定着ローラ７の内部に磁束遮蔽部材３を待機させるとともに、駆動手段２０を定着ローラ片側に配置することができるので、省スペース化が実現でき、搭載対象の画像形成装置本体の大きさを抑えることができる。
【００５６】
本例に示す定着装置においては、図１及び図２に示されるように、前記アセンブリ１を内包する定着ローラ７と加圧ローラ８は互いに上下に圧接され不図示の装置筐体に組み込んで、両者７・８間に所定幅の定着ニップ部（加熱ニップ部）Ｎを形成させてある。
【００５７】
定着ローラ７は定着ローラギア１８により矢示Ｐの時計方向に回転され、それにともない加圧ロ−ラ８も従動して矢示Ｑの反時計方向に回転する。
【００５８】
コイル５は電力制御装置２５から供給される交番電流によって交番磁束を発生し、交番磁束はコア６に導かれて定着ニップ部Ｎに作用し、定着ニップ部Ｎにおいて定着ローラ表面に渦電流を発生させる。その渦電流はローラ表面の固有抵抗によってジュール熱を発生させる。即ち、コイルに交番電流を供給することで定着ニップ部Ｎにおいて定着ローラ７が電磁誘導発熱状態になる。
【００５９】
定着ニップ部Ｎの温度は不図示の温度検知センサを含む温調系により電力制御装置２５からコイル５への供給交番電流が制御されることで所定の定着温度に温調制御される。
【００６０】
しかして、定着ローラギア１８の回転により定着ローラ７の回転がなされ、電力制御装置２５からコイル６への交番電流の供給がなされて定着ニップ部Ｎの温度が所定温度に立ち上がり温調された状態において、定着ニップ部Ｎの定着ローラ７と加圧ローラ８との間に、被加熱材としての、未定着トナー像を担持した記録材（用紙）Ｓが用紙搬送路（一点鎖線）Ｈを矢印Ｃ方向から導入されることで、記録材は定着ローラ７の発熱で記録材と未定着トナー像が加熱されてトナー像の加熱定着がなされる。定着ニップ部Ｎを通った記録材は定着ニップ部の出口側で分離爪３０により定着ローラの外面から分離されて搬送される。
【００６１】
次に、磁気回路のイメージ図である図４を用いて、本例の定着装置における磁束遮蔽部材の動作および作用について説明する。
【００６２】
磁力線Ｊａ（二点鎖線にて図示）は磁束発生手段に電力制御装置から電力（交番電流）を入力したときの、発生した磁力線の磁気回路を示したものである。磁力線Ｊａは、第一コア６ａ（垂直部）、定着ローラ７、第二コア６ｂ（水平部）を通過する。実際には磁力線は透磁率の高い定着ローラの内部を通るが、説明をわかりやすくするために図４のように示した。
【００６３】
ここで、定着ローラ７における電磁誘導加熱による発熱ヶ所を考えてみる。
【００６４】
発熱ヶ所はコイル５の対向する定着ローラ部で特に大きくなる。これは第一コア６ａと第二コア６ｂを磁力線が行き来するように発生するために、コイル５の対向する定着ローラ部において磁束密度が高くなるためであると考えられる。このことを考慮に入れ、本例の磁束発生手段５・６は定着ニップＮ部およびその前方に発熱部が来るように傾いた配置にしている。さらに、定着ローラ７は回転することで、温度ムラがなく加熱される。
【００６５】
磁束調整手段は上述した電磁誘導加熱原理に基づいて設けられたものである。本例の磁束調整手段は磁束遮蔽部材３によって、定着ローラ内部を行き来する磁束の通路を変化させている。これにより、定着ローラ長手方向の電磁誘導の発熱を制御するのである。
【００６６】
すなわち、コア６と定着ローラ７の間に磁束遮蔽部材３を置くことで、効率的に定着ローラの発熱を緩和できるのである。特に、Ｔ字型コア６のときは、第一コア（垂直部）６ａを遮蔽することが効率的である。図４（ａ）に示されるように、磁束線Ｊａは第一コア６ａが第二コア（水平部）６ｂより密度が高く、第一コアの端部から第二コアの端部のそれぞれに分かれので、この磁気回路位置で磁束線Ｊａを遮蔽するのが効率的である。
【００６７】
図４（ａ）に示されるように、非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａのとき、磁束遮蔽部材３は磁気回路Ｊａに影響の少ない範囲に待機している。図では磁束遮蔽部材３は磁気回路Ｊａが存在しない位置に待機している。この位置の磁束遮蔽部材３は磁気回路Ｊａに影響を与えないので、紙サイズ幅Ａの全域幅で電磁誘導加熱による定着処理が可能である。
【００６８】
非通紙部昇温の起こる紙サイズ幅Ｂのとき、磁束遮蔽部材３は図４（ｂ）に示すように同図（ａ）に示す磁気回路Ｊａ上に回動移動して磁束の流れを阻害する。図では磁束遮蔽部材３の遮蔽部３ｅ及び３ｆが第一コア６ａと対向して磁束の流れを阻害する。図に示す磁気回路Ｊｂは遮蔽部３ｅ（３ｆ）の幅Ｂａ（Ｂｂ）（図３参照）で遮蔽されたときの磁気回路である。紙サイズ幅Ｂのときに非通紙部となる遮蔽部３ｅ（３ｆ）の幅Ｂａ（Ｂｂ）において、定着ローラ内部を通る磁束は、図４（ａ）の場合に比べて小さくなっていることが分かる。これにより、遮蔽部３ｅ・３ｆの幅Ｂａ・Ｂｂの範囲では電磁誘導による発熱が減少し、非通紙部昇温を抑えることができる。このとき、紙サイズ幅Ｂ（切り欠き部３ｃ）が電磁誘導加熱による定着可能領域となる。
【００６９】
非通紙部昇温の起こる紙サイズ幅Ｃのときも同様である。磁束遮蔽部材３は、さらに磁気回路Ｊａ上に回動移動する。図では磁束遮蔽部材３の遮蔽部３ｇ（３ｈ）が第一コア６ａと対向して磁束の流れを阻害する。図に示す磁気回路Ｊｃ・Ｊｃ’は遮蔽部３ｇ（３ｈ）の幅Ｃａ（Ｃｂ）（図３参照）で遮蔽されたときの磁気回路である。紙サイズ幅Ｃのときに非通紙部となる遮蔽部３ｅと３ｇの加算幅（Ｂａ＋Ｃａ）及び遮蔽部３ｆと３ｈの加算幅（Ｂｂ＋Ｃｂ）において、定着ローラ内部を通る磁束は、図４（ｂ）と図４（ｃ）に示す磁気回路Ｊｂ、Ｊｃ・Ｊｃ’のようになる。上記幅（Ｂａ＋Ｃａ）・（Ｂｂ＋Ｃｂ）の範囲で定着ローラ内部を通る磁束は、図４（ａ）の場合に比べて小さくなっていることが分かる。これにより、幅（Ｂａ＋Ｃａ）、（Ｂｂ＋Ｃｂ）の範囲で電磁誘導発熱が減少し、非通紙部昇温を抑えることができる。このとき、紙サイズ幅Ｃ（切り欠き部３ｄ）が電磁誘導加熱による定着可能領域となる。
【００７０】
［第二の実施例］
定着装置の第二の実施例を図６、７、８を用いて説明する。
【００７１】
本例に示す定着装置は、固定されている磁束調整手段（磁束遮蔽部材）に対して磁束発生手段が回動することで磁束調整を行う構成である。磁束発生手段、定着ローラ、加圧ローラなどは第一実施例と同様で、同じ機能のものは同じ符号とした。ホルダー、磁束遮蔽部材の材質なども第一実施例と同様である。
【００７２】
磁束調整手段である磁束遮蔽部材は、第一実施例の磁束遮蔽部材と異なり、二つの部材３Ａ・３Ｂから構成されている（図６参照）。磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂは図８に示すような段階的に変化している切り欠き部のある円弧形状をしている。この切り欠き部については追って説明する。二つの磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂのうち、一方の磁束遮蔽部材３Ａはホルダー２の支持軸２ａ側のホルダー支持板１３に、他方の磁束遮蔽部材３Ｂは同ホルダー２の支持軸２ｂ側のホルダー支持板１７にそれぞれ不図示のビスで固定されている。
【００７３】
本例の定着装置では、磁束発生手段であるコイル５とコア６を保持するホルダー２が、支持軸２ａ、２ｂを回動中心にして遮蔽ギア１１によって回動する。遮蔽ギア１１と支持軸２ａは、Ｄ字形状（Ｄカット）の嵌合により駆動を伝えられる構成である。それにより、ホルダー２は矢印ａ・ｂ方向に回動する。
【００７４】
図８に示されるように、磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂには紙サイズに対応した段階的に変化している遮蔽部（非通紙部）３ｐ・３ｑ及び３ｒ・３ｓを設けている。これらの遮蔽部は、第一実施例で説明した、段階的に変化している切り欠き部３ｃ・３ｄに対応するような形状に設けている。
【００７５】
したがって、磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂは、紙サイズに応じた遮蔽部３ｐ・３ｑと３ｒ・３ｓが段階的に変化している形状である。また、ホルダー２は、紙サイズに対応した角度分だけ駆動手段２０により、磁束遮蔽部材の段階的に変化している形状の遮蔽部３ｐ・３ｑと３ｒ・３ｓにホルダー２と一体のコア６ａの対向部を回動移動させる。コア６ａから定着ローラ７へと通る磁束線を上記遮蔽部によって遮蔽することで、遮蔽部（非通紙部）での定着ローラの発熱を緩和し、異常温度昇温を防止する。
【００７６】
上記磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂでは、非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａ（最大通紙サイズ）より小さい紙サイズ幅Ｂおよび紙サイズ幅Ｃの２段階の磁束調整が可能である。たとえば、メートル系の紙サイズであれば、紙サイズ幅ＡをＡ４幅（２９７ｍｍ）、紙サイズ幅ＢをＢ４幅（２５７ｍｍ）、紙サイズ幅ＣをＡ４Ｒ幅（２１０ｍｍ）である。この場合、切り欠き部の全長を、それぞれの紙サイズ幅Ａ・Ｂ・Ｃに対応した、段階的に変化している切り欠き幅（紙サイズ幅）にする。どのような紙サイズにするかは、定着装置が搭載される画像形成装置の仕様によって決められる。また、磁束遮蔽部材の遮蔽部（又は切り欠き部）は、２段階に限ったものでは無く、非通紙部昇温が起こるサイズによって、その都度に段階的に変化している遮蔽部（又は切り欠き部）を増減して設けるものである。ただし、遮蔽をようする紙サイズが一つのときは段階的形状では無くなる。
【００７７】
非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａのとき、磁束遮蔽部材３Ａ（または３Ｂ）とコイル５・コア６を保持しているホルダー２の位置関係は、図７（ａ）に示すような位置関係となる。すなわち、ホルダー２は磁気回路Ｊａに影響の少ない範囲の位置にある。この位置にホルダー２があるときは、磁束遮蔽部材３Ａ（または３Ｂ）は磁気回路Ｊａに影響を与えないので、紙サイズ幅Ａの全域幅で電磁誘導加熱による定着処理が可能である。
【００７８】
非通紙部昇温の起こる紙サイズ幅Ｂのとき、コイル５・コア６を保持しているホルダー２は、磁気回路上に磁束遮蔽部材が来るように回動移動して、該磁束遮蔽部材が磁束の流れを阻害する。図では第一コア６ａが磁束遮蔽部材３Ａ（または３Ｂ）の遮蔽部３ｐ（３ｑ）に対向し、該遮蔽部が磁束の流れを阻害する。図に示す磁気回路Ｊｂ・Ｊｂ’は遮蔽部３ｑ（３ｐ）の幅Ｂａ（Ｂｂ）（図８参照）で遮蔽されたときの磁気回路である。紙サイズ幅Ｂのときに非通紙部となる遮蔽部３ｑ（３ｐ）の幅Ｂａ（Ｂｂ）において、定着ローラ内部を通る磁束は、図７（ａ）の場合に比べて小さくなっていることが分かる。これにより、遮蔽部３ｑ・３ｐの幅Ｂａ・Ｂｂの範囲では電磁誘導による発熱が減少し、非通紙部昇温を抑えることができる。このとき、紙サイズ幅Ｂ（切り欠き部３ｃ）が電磁誘導加熱による定着可能領域となる。
【００７９】
非通紙部昇温の起こる紙サイズ幅Ｃのときも同様である。コイル５・コア６を保持しているホルダー２は、さらに回動移動する。図では第一コア６ａが磁束遮蔽部材３Ａ（または３Ｂ）の遮蔽部３ｒ（３ｓ）に対向し、該遮蔽部が磁束の流れを阻害する。図に示す磁気回路Ｊｃ、Ｊｃ’は遮蔽部３ｓ（３ｒ）の幅Ｃａ（Ｃｂ）（図８参照）で遮蔽されたときの磁気回路である。紙サイズ幅Ｃのときに非通紙部となる遮蔽部３ｒと３ｐの加算幅（Ｂａ＋Ｃａ）及び遮蔽部３ｓと３ｑの加算幅（Ｂｂ＋Ｃｂ）（図７参照）において、定着ローラ内部を通る磁束は、図７（ｂ）と図７（ｃ）の磁気回路Ｊｂ・Ｊｂ’、Ｊｃ・Ｊｃ’のようになる。上記幅紙サイズ幅（Ｂａ＋Ｃａ）・（Ｂｂ＋Ｃｂ）の範囲で定着ローラ内部を通る磁束は、図７（ａ）の場合に比べて小さくなっていることが分かる。これにより、幅（Ｂａ＋Ｃａ）、（Ｂｂ＋Ｃｂ）の範囲で電磁誘導発熱が減少し、非通紙部昇温を抑えることができる。このとき、紙サイズ幅Ｃ（第一実施例の切り欠き部３ｄに相当）が電磁誘導加熱による定着可能領域となる。
【００８０】
［第三の実施例］
定着装置の第三の実施例を図９を用いて説明する。
【００８１】
本例に示す定着装置は、第一の実施例の磁束調整加熱アセンブリ１を、磁束遮蔽部材３の回転半径ｒ１よりも大きな半径ｒ２（ｒ２＜ｒ１）の定着ローラ７に対して適用した例である。本例の定着装置では、定着ローラの中心と磁束遮蔽部材３の回動中心が異なる。すなわち、磁束遮蔽部材３の回動中心ｏ１は定着ローラ７の回転中心ｏ２に対して偏心している。磁束発生手段５・６、加圧ローラ８などは第一実施例と同様で、同じ機能のものは同じ符号とした。ホルダー２、磁束遮蔽部材３の材質なども第一実施例と同様である。
【００８２】
本例の定着装置においては、磁束遮蔽部材３は定着ローラ７の内部でアセンブリ１に対して矢印ａ・ｂ方向に回動されることによって、第一実施例の装置と同様な効果を得ている。
【００８３】
このように、大径定着ローラ７にも、それより小さな径の定着ローラで使用する磁束調整加熱アセンブリ１を用いることができ、部品の共通化・成形型の削減が可能になり、低コスト化につながる。
【００８４】
さらに、大きな径の定着ローラに対して、磁束調整加熱アセンブリを一本の定着ローラに複数設けることもできることは、第三の実施例から容易に推測できる。
【００８５】
［第四の実施例］
定着装置の第四の実施例を図１０、１１を用いて説明する。
【００８６】
図１０は第四の実施例の定着装置を説明する構成断面図である。図１１は、第四実施例の磁束遮蔽部材の動作および作用について説明する磁気回路のイメージ図である。
【００８７】
第四の実施例に示す定着装置は、磁束調整加熱アセンブリ１、定着フィルム７、円弧状フィルムガイド部材２３、回転加圧部材としての加圧ローラ８を主体とする。磁束調整加熱アセンブリ１は、第一実施例と同じ構成である。誘導発熱体として定着ローラの代わりに従来例と同様な定着フィルムを用いた構成である。
【００８８】
誘導発熱体としての円筒状（シームレス）の定着フィルム７が円筒状フィルムガイド部材２３にルーズに外嵌している。第一実施例と同様に磁束遮蔽部材３が円筒状フィルムガイド部材２３の内面に回動可能に設けてある。
【００８９】
円筒状フィルムガイド部材２３と加圧ローラ８は互いに上下に圧接させて不図示の装置筐体に組み込んで、両者８・２３間に所定幅の定着ニップ部（加熱ニップ部）Ｎを形成させている。この定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム７の内面は円弧状フィルムガイド部材２３の下面に密着している。
【００９０】
加圧ローラ８は不図示の駆動手段により矢印Ｑの方向に回転駆動され、この加圧ローラ８の回転駆動による該ローラ８と定着フィルム７の外面との定着ニップ部Ｎにおける摩擦力で定着フィルム７に回転力が作用する。それにより、定着フィルム７は円筒状フィルムガイド部材２３の外回りを、その内面が定着ニップ部Ｎにおいて円筒状フィルムガイド部材２３の下面に密着摺動しながら矢印Ｐの方向に回転する。
【００９１】
コイル５は不図示の励磁回路から供給される交番電流によって交番磁束を発生し、交番磁束はコア６に導かれて定着ニップ部Ｎに作用し、定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム７の後述する電磁誘導発熱層に渦電流を発生させる。その渦電流は電磁誘導発熱層の固有抵抗によってジュール熱を発生させる。即ち、コイル５に交番電流を供給することで定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム７が電磁誘導発熱状態になる。
【００９２】
定着フィルムにおいても、電磁誘導加熱の原理、画像定着方式は第一の実施例の定着ローラと同様である。
【００９３】
定着フィルムを用いた第四の実施例では、定着ニップ部Ｎを通った記録材Ｓは定着ニップ部Ｎの出口側で定着フィルム７の外面から円筒状フィルムガイド部材２３の曲率により分離されるため、定着ローラの実施例のように分離爪を必要としない。
【００９４】
円弧状フィルムガイド部材２３は、磁束の通過を妨げない絶縁性・耐熱性部材であり、円弧状フィルムガイド部材２３の外側を回転する円筒状定着フィルム７の内面をガイドして定着フィルム７の回転の安定性を確保する役目をする。
【００９５】
第四の実施例の定着フィルム７は従来同様である。内側（フィルムガイド部材２３側）の電磁誘導発熱層、その外側の弾性層、更にその外側の離型層（表層；加圧ローラ８側）の３層積層の複合層構成である。
【００９６】
円弧状の磁束遮蔽板３は円弧状フィルムガイド部材２３の内側で矢印ａ・ｂ方向に回動可能である。磁束遮蔽板３は非通紙部昇温の起こる紙サイズが通紙使用された場合において、定着ニップ部Ｎの非通紙領域部に対する交番磁束の作用密度を通紙領域部に対する磁束の作用密度よりも低めて、非通紙部昇温現象を防止或は緩和する役目をするのは、他の実施例と同様である。
【００９７】
第四実施例の磁気回路のイメージ図を図１１に示す。非通紙部昇温の磁束遮蔽部材３による磁気回路の変化は第一実施例と同様で次のようになる。
【００９８】
非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａのときの磁気回路を図１１（ａ）に示す。磁束遮蔽部材３は磁気回路Ｊａに影響の少ない範囲に待機している。磁束遮蔽部材３が待機位置にあるときは、紙サイズ幅Ａの全域幅で定着が可能である。
【００９９】
非通紙部昇温の起こる紙サイズ幅Ｂのとき、図１１（ｂ）のように、磁束遮蔽部材３は磁気回路上に回動移動して磁束の流れを阻害する。図に示す磁気回路Ｊｂは磁束遮蔽部材３の遮蔽部３ｅ（３ｆ）の幅Ｂａ（Ｂｂ）（図３参照）で遮蔽されたときの磁気回路である。紙サイズ幅Ｂのときに非通紙部となる遮蔽部３ｅ（３ｆ）の幅Ｂａ（Ｂｂ）において、定着フィルム内部を通る磁束は、図１１（ａ）の場合に比べて小さくなっていることが分かる。これにより、遮蔽部３ｅ・３ｆの幅Ｂａ、Ｂｂの範囲では電磁誘導による発熱が減少し、非通紙部昇温を抑えることができる。このとき、紙サイズ幅Ｂ（切り欠き部３ｃ）が定着可能領域となる。
【０１００】
非通紙部昇温の起こる紙サイズ幅Ｃのときも同様である。磁束遮蔽部材３は、さらに磁気回路上に回動移動する。図では磁束遮蔽部材３の遮蔽部３ｇ（３ｈ）が第一コア６ａと対向して磁束の流れを阻害する。図に示す磁気回路Ｊｃ・Ｊｃ’は遮蔽部３ｇ（３ｈ）の幅Ｃａ（Ｃｂ）（図３参照）で遮蔽されたときの磁気回路である。紙サイズ幅Ｃのときに非通紙部となる遮蔽部３ｅと３ｇの加算幅（Ｂａ＋Ｃａ）及び３ｆと３ｈの加算幅（Ｂｂ＋Ｃｂ）において、定着ローラ内部を通る磁束は、図４（ｂ）と図４（ｃ）に示す磁気回路Ｊｂ、Ｊｃ・Ｊｃ’のようになる。上記幅（Ｂａ＋Ｃａ）・（Ｂｂ＋Ｃｂ）の範囲で定着ローラ内部を通る磁束は、図４（ａ）の場合に比べて小さくなっていることが分かる。これにより、幅（Ｂａ＋Ｃａ）、（Ｂｂ＋Ｃｂ）の範囲で電磁誘導発熱が減少し、非通紙部昇温を抑えることができる。このとき、紙サイズ幅Ｃ（切り欠き部３ｄ）が電磁誘導加熱による定着可能領域となる。
【０１０１】
［画像形成装置例］
各実施例の定着装置は、例えば、電子写真画像形成装置に搭載される。図５は第一実施例の定着装置１０を備えた画像形成装置の一例を示す概略構成の説明図である。
【０１０２】
画像形成装置１００は、画像読取部１０８で原稿の画像を読み取り、読み取られた画像データに基づいたコントローラ（図示せず）からの指令により、感光ドラム１０１の表面に画像書き込み部１０９から露光を行って感光ドラム１０１上に静電潜像を形成する。なお、露光の前に、感光ドラム１０１の表面が帯電器１０２により所定の電位に一様に帯電させられており、一様に帯電させられた感光ドラム１０１上に、画像書き込み部１０９からレーザー光等を照射することにより、感光ドラム１０１上に静電潜像が形成される。感光ドラム１０１上に形成された静電潜像は、現像装置１０３のトナーにより現像され、その後、現像されたトナー画像が感光ドラム１０１の回転により転写装置１０４との対向部へ搬送される。
【０１０３】
現像されたトナー画像の搬送に対応して、ピックアップローラ１３２により用紙Ｓが用紙カセットから１枚づつ給紙されるとともに、レジストローラ対１３５によってタイミングを取って感光ドラム１０１と転写装置１０４との対向部へ搬送される。そして、用紙Ｓが感光ドラム１０１と転写装置１０４との対向部を通過する際に、感光ドラム１０１上の現像されたトナー画像が転写装置１０４により用紙Ｓの上に転写される。
【０１０４】
トナー画像が転写された用紙Ｓは、所定の搬送装置により定着ローラ７の位置に搬送され、定着ローラ７と加圧ローラ８で圧接されるとともに、定着ローラ内に設けられた磁束発生手段により電磁誘導加熱されて、用紙Ｓ上のトナーが用紙Ｓに溶融定着させられる。その後、トナー画像が定着させられた用紙Ｓは、排紙ローラ１１１により装置本体外部のトレー１１５に収納され一連の画像形成プロセスが終了する。
【０１０５】
各実施例の定着装置では、保持部材（ホルダー２）で磁束発生手段（コイル５・コア６）を保持し、該保持部材の長手方向両端部の支持部（支持軸２ａ・２ｂ）を支点として磁束遮蔽部材３を定着ローラ（定着フィルム）７の内部で回転させているので、磁束発生手段におけるコイル５と磁束遮蔽部材３の接触が回避される。これにより、コイルの破損を防止することができる。
【０１０６】
また、磁束遮蔽部材３を保持部材の長手方向両端部の支持部を支点に回転させるので、定着スピードを落とすことなく非通紙部昇温を抑止できるので、画像形成の生産性の向上につながる。
【０１０７】
特に、第一ないし第四の実施例では、磁束発生手段（コイル５・コア６）、ホルダー２、磁束遮蔽部材３を一つのアセンブリ構成にしたので、組立て性・サービス性の向上が図れる。
【０１０８】
第一、第三、第四の実施例では、磁束遮蔽部材３の回動中心を定着ローラ７の中心軸上にすることで、磁束遮蔽部材の待機スペースおよび磁束遮蔽部材の駆動手段スペースの省スペース化が図れる。
【０１０９】
第二の実施例では、磁束発生手段（コイル５・コア６）を含むホルダー２の回動中心を定着ローラ７の中心軸上にすることで、上記待機スペースおよび駆動手段スペースの省スペース化が図れる。
【０１１０】
第四の実施例では、定着加圧部材（円弧状フィルムガイド２３）の内部に磁束遮蔽部材３を回動させるため、磁束遮蔽部材３が回動移動時に定着フィルム７に擦れることがなく、定着フィルムの破損・劣化を無くすことができる。また、定着フィルムとの接触が無いため、磁束遮蔽部材の駆動トルクを従来に比べ抑えることができる。
【０１１１】
以上説明したように、省スペース化・低コスト化を図りつつ、省電力化・生産性を向上した磁束遮蔽手段を用いた誘導発熱方式の定着装置を実現できる。
【０１１２】
［その他］
本発明の加熱装置は実施形態例の画像加熱定着装置としてに限らず、画像を担持した記録材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着する像加熱装置、その他、被加熱材の加熱乾燥装置、加熱ラミネート装置など、広く被加熱材を加熱処理する手段・装置として使用できる。
【０１１３】
以上、本発明の様々な例と実施例が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
【０１１４】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【０１１５】
〔実施態様１〕励磁コイルと磁性体コアを有する磁束発生手段と、磁束発生手段の発生磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導発熱体を有し、加熱部において磁束発生手段から誘導発熱体に対する作用磁束の、被加熱材の搬送方向に交差する加熱部長尺方向に関する密度分布を変化せしめる磁束調整手段を備え、加熱部に被加熱材を導入搬送させて誘導発熱体の熱により被加熱材を加熱する加熱装置において、励磁コイルと磁性体コアを保持する保持部材と磁束調整手段である磁束遮蔽部材を有し、保持部材の長手方向の両端部には保持部材を支持する支持部が設けられ、該保持部材の支持部にて磁束遮蔽部材を回動可能に支持することを特徴とする加熱装置。
【０１１６】
〔実施態様２〕誘導発熱体が中空円筒形状のとき、磁束遮蔽部材の回動中心と円筒形状誘導発熱体の中心が同じ軸中心上にある、実施態様１に記載の加熱装置。
【０１１７】
〔実施態様３〕磁束遮蔽部材は、略円弧形状である、実施態様１又は２に記載の加熱装置。
【０１１８】
〔実施態様４〕磁束遮蔽部材は、被加熱材のサイズに応じた遮蔽部が段階的に変化している形状である、実施態様１乃至３のいずれかに記載の加熱装置。
【０１１９】
〔実施態様５〕磁束遮蔽部材は、磁束遮蔽部材の駆動手段により遮蔽を要する被加熱材のサイズに応じた遮蔽位置に対応した角度分だけ回動移動し、遮蔽を要する被加熱材のサイズの非通紙部を磁束遮蔽部材の段階的に変化している形状部により磁性体コアと誘導発熱体の間を遮蔽するものである、実施態様１乃至４のいずれかに記載の加熱装置。
【０１２０】
〔実施態様６〕磁束発生手段の磁性体コアの形状がＴ字型である、実施態様１乃至５のいずれかに記載の加熱装置。
【０１２１】
〔実施態様７〕Ｔ字型の磁性体コアのとき、磁束遮蔽部材は、磁束遮蔽部材の駆動手段により遮蔽を要する被加熱材のサイズに応じた遮蔽位置に対応した角度分だけ回動移動され、遮蔽を要する被加熱材のサイズの非通紙部において、磁束遮蔽部材は少なくともＴ字型コアの中央部と誘導発熱体の間を遮蔽するために磁束遮蔽部材の段階的に変化している形状の遮蔽部を回動移動されるものである、実施態様１乃至６のいずれかに記載の加熱装置。
【０１２２】
〔実施態様８〕励磁コイルと磁性体コアを有する磁束発生手段と、磁束発生手段の発生磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導発熱体を有し、加熱部において磁束発生手段から誘導発熱体に対する作用磁束の、被加熱材の搬送方向に交差する加熱部長尺方向に関する密度分布を変化せしめる磁束調整手段を備え、加熱部に被加熱材を導入搬送させて誘導発熱体の熱により被加熱材を加熱する加熱装置において、励磁コイルと磁性体コアを保持する保持部材を回動可能に支持し、固定支持されている磁束遮蔽部材の作用する位置に保持部材が回動可能とすることを特徴とする加熱装置。
【０１２３】
〔実施態様９〕磁束遮蔽部材は、略円弧形状である、実施態様８に記載の加熱装置。
【０１２４】
〔実施態様１０〕磁束遮蔽部材の形状は、被加熱材のサイズに応じた遮蔽部が段階的に変化している形状である、実施態様８又は９に記載の加熱装置。
【０１２５】
〔実施態様１１〕励磁コイルと磁性体コアを保持する保持部材は、保持部材の駆動手段により遮蔽する被加熱材のサイズに応じた遮蔽位置に対応した角度分だけ回動移動し、遮蔽する被加熱材のサイズの非通紙部を磁束遮蔽部材の段階的に変化している形状部により磁性体コアと誘導発熱体の間を遮蔽するものである、実施態様８乃至１０のいずれかに記載の加熱装置。
【０１２６】
〔実施態様１２〕磁束発生手段の磁性体コアの形状がＴ字型である、実施態様８乃至１１のいずれかに記載の加熱装置。
【０１２７】
〔実施態様１３〕Ｔ字型の磁性体コアのとき、励磁コイルと磁性体コアを保持する保持部材は、保持部材の駆動手段により遮蔽を要する被加熱材のサイズに応じた遮蔽位置に対応した角度分だけ回動移動され、遮蔽を要する被加熱材のサイズの非通紙部において、保持部材は少なくともＴ字型コアの中央部と誘導発熱体の間を遮蔽するために磁束遮蔽部材の段階的に変化している形状の遮蔽部に回動移動されるものである、実施態様８乃至１２のいずれかに記載の加熱装置。
【０１２８】
〔実施態様１４〕磁束遮蔽部材は、非磁性かつ良電気導電性の物質で作られる、実施態様１乃至１３のいずれかに記載の加熱装置。
【０１２９】
〔実施態様１５〕磁束遮蔽部材の材質は、アルミニウム、銅、マグシウム、銀などの合金である、実施態様１乃至１３のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３０】
〔実施態様１６〕保持部材の支持部の少なくとも一方を中空パイプ形状にし、内部に励磁コイルの束線を通したものである、実施態様１乃至１５のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３１】
〔実施態様１７〕保持部材の支持部の少なくとも一方の形状が磁束遮蔽部材の回動する周方向を規制する形状である、実施態様１乃至１６のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３２】
〔実施態様１８〕保持部材は、非磁性、電気絶縁性および高耐熱性の物質で作られる、実施態様１乃至１７のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３３】
〔実施態様１９〕保持部材の材質は、ＰＰＳ系樹脂、ＰＥＥＫ系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、セラミック、液晶ポリマー、フッ素系樹脂である、実施態様１乃至１７のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３４】
〔実施態様２０〕保持部材および磁束遮蔽部材を一つのアセンブリ（ユニット）構成にしたことを特徴とする、実施態様１乃至１９のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３５】
〔実施態様２１〕一つの誘導発熱体に対して、一つ以上のアセンブリ構成された磁束調整手段の付いた磁束発生手段をさらに備えることを特徴とする実施態様１乃至２０のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３６】
〔実施態様２２〕被加熱材が画像を担持した記録材であることを特徴とする実施態様１乃至２１のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３７】
〔実施態様２３〕記録材上に画像を形成する像形成手段と、該記録材上の画像を加熱する像加熱手段とを有する画像形成装置において、前記像加熱手段が実施態様１乃至２２のいずれかに記載の加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
【０１３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電磁誘導加熱方式の加熱装置について、磁束遮蔽部材の待機スペースと駆動手段の設置スペースの省スペース化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施例の定着装置（加熱装置）の定着ローラ長手方向における概略構成断面図。
【図２】第一の実施例の定着装置の定着ローラ径方向における概略構成断面図。
【図３】第一の実施例の定着装置における磁束遮蔽部材と磁束発生手段の構成を説明する分解斜視図。
【図４】第一の実施例の定着装置において磁束遮蔽部材で磁束を遮断したときの磁気回路のイメージ図。
【図５】第一の実施例の定着装置を搭載した画像形成装置の一例を示す概略構成図。
【図６】第二の実施例の定着装置における定着ローラ長手方向の概略構成断面図。
【図７】第二の実施例の定着装置において磁束遮蔽部材で磁束を遮断したときの磁気回路のイメージ図。
【図８】第二の実施例の定着装置における磁束遮蔽部材の斜視図。
【図９】第三の実施例の定着装置の定着ローラ径方向における概略構成断面図。
【図１０】第四の実施例の定着装置の定着ローラ径方向における概略構成断面図。
【図１１】第四の実施例の定着装置において磁束遮蔽部材で磁束を遮断したときの磁気回路のイメージ図。
【符号の説明】
１：磁束調整加熱アセンブリ、２：ホルダー、
２ａ（２ｂ）：ホルダー支持軸、３：磁束遮蔽部材、３ｅ〜３ｈ，３ｐ〜３ｑ：遮蔽部、５：励磁コイル、６：磁性体コア、６ａ：第一の磁性体コア、６ｂ：第２の磁性体コア、７：定着ローラ、８：加圧ローラ、Ｎ：定着ニップ部、
Ｊａ，Ｊｂ，Ｊｃ，Ｊｃ’：磁束発生部の磁力線（磁気回路）
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、複写機・プリンタ・ファクシミリなどの画像情報記録装置（画像形成装置）において未定着画像を加熱・加圧定着させるための画像加熱定着装置として用いて好適な、特に電磁（磁気）誘導加熱方式の加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機・プリンタ・ファクシミリ等の画像形成装置に搭載される画像加熱定着装置を例にして説明する。
【０００３】
画像形成装置における画像加熱定着装置は、画像形成装置の作像部において電子写真・静電記録・磁束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（顕画剤）を用いて被加熱材としての記録材の面に直接方式若しくは間接（転写）方式で形成した未定着のトナー画像を記録材面に永久固着画像として加熱定着処理する装置である。
【０００４】
従来、そのような画像加熱定着装置として、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の各種装置がある。
【０００５】
ａ．熱ローラ方式
これは、ハロゲンランプ等の熱源を内蔵させて所定の定着温度に加熱・温調した定着ローラ（熱ローラ）と加圧ローラとの回転ローラ対からなり、該ローラ対の圧接ニップ部（定着ニップ部）に被加熱材としての、未定着トナー画像を形成担持させた記録材を導入して挟持搬送させることで未定着のトナー画像を記録材面に加熱定着する装置である。
【０００６】
しかしながら、この装置は定着ローラの熱容量が大きくて、加熱に要する電力が大きい、ウエイトタイム（装置電源投入時からプリント出力可能状態になるまでの待ち時間）が長い等の問題があった。また、定着ローラの熱容量が大きいため、限られた電力で定着ニップ部の温度を上昇させるためには大きな電力を必要とするという問題があった。
【０００７】
その対策としては、定着ローラの肉厚を薄くして、定着ローラの熱容量を低減することが行われる。しかし、薄す過ぎると強度不足となる。さらに、後述するフィルム定着と同様に非通紙部昇温の問題が発生する。
【０００８】
ｂ．フィルム加熱方式
これは、加熱体と、一方の面がこの加熱体と摺動し他方の面が記録材と接して移動するフィルムを有し、加熱体の熱をフィルムを介して記録材に付与して未定着のトナー画像を記録材面に加熱定着処理する装置である（例えば、特許文献１〜１６参照）。
【０００９】
このようなフィルム加熱方式の装置は、加熱体として低熱容量のセラミックヒータ等を、フィルムとして耐熱性で薄い低熱容量のものを用いることができて、熱容量が大きい定着ローラを用いる熱ローラ方式の装置に比べて格段に省電力化・ウエイトタイム短縮化が可能となり、クイックスタート性があり、また機内昇温を抑えることができる等の利点がある。
【００１０】
ｃ．電磁誘導加熱方式
これは加熱体として電磁誘導発熱体を用い、該電磁誘導発熱体に磁場発生手段で磁場を作用させて該電磁誘導発熱体に発生する渦電流に基づくジュール発熱で被加熱材としての記録材に熱を付与して未定着のトナー画像を記録材面に加熱定着処理する装置である。
【００１１】
この種の装置として、例えば、特許文献１７には、強磁性体の定着ローラを電磁誘導加熱する熱ローラ方式の装置が開示されており、発熱位置を定着ニップ部に近くすることができ、ハロゲンランプを熱源として用いた熱ローラ方式の装置よりも高効率の定着プロセスを達成している。
【００１２】
しかしながら、定着ローラの熱容量が大きいため、限られた電力で定着ニップ部の温度を上昇させるためには大きな電力を必要とするという問題があった。定着ローラの熱容量を低減することが、この問題の一つの解決方法である。たとえば、定着ローラの肉厚を薄くすることである。
【００１３】
また、例えば、特許文献１８には、熱容量を低減したフィルム状の定着ローラ（フィルム）を用いた電磁誘導加熱方式の定着装置が開示されている。
【００１４】
しかしながら、熱容量を低減したフィルム状の定着ローラ（フィルム）では、長尺方向（定着ニップ部長手方向）の熱流が阻害されるため、小サイズ記録材を通紙した場合に非通紙部での過昇温（非通紙部昇温）が発生して、フィルムや加圧ローラの寿命を低下させるという問題が発生していた。この非通紙部昇温の問題は前記ｂ項のフィルム加熱方式の装置の場合も同様である。
【００１５】
また、例えば、特許文献１９・２０に、定着ローラ（フィルム）の長手方向に関する磁束発生手段から誘導発熱体に対する作用磁束の密度分布を変化せしめる磁束調整手段を有することを特徴とする加熱装置が開示されている。この電磁誘導加熱方式の定着装置により、非通紙部昇温を解決する一つの方法が示された。
【００１６】
上記特許文献１９・２０はフィルム状の誘導発熱体を加熱させた構成を実施例としているが、円筒状の誘導発熱体を定着ローラにした構成に対しても非通紙部昇温の問題の対策として効果があると考えられる。
【００１７】
その他の非通紙部昇温を解決する方法としては、小サイズ記録材を通紙したときに定着スピードを遅くする方法もある（スループットダウン）。定着スピードを遅くすることで、定着ローラの端部方向（非通紙部）への熱移動時間を設けている。しかし、この方法では画像形成装置の生産性を低下することになっている。
【特許文献１】
特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】
特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献３】
特開平４−４４０７５号公報
【特許文献４】
特開平４−４４０７６号公報
【特許文献５】
特開平４−４４０７７号公報
【特許文献６】
特開平４−４４０７８号公報
【特許文献７】
特開平４−４４０７９号公報
【特許文献８】
特開平４−４４０８０号公報
【特許文献９】
特開平４−４４０８１号公報
【特許文献１０】
特開平４−４４０８２号公報
【特許文献１１】
特開平４−４４０８３号公報
【特許文献１２】
特開平４−２０４９８０号公報
【特許文献１３】
特開平４−２０４９８１号公報
【特許文献１４】
特開平４−２０４９８２号公報
【特許文献１５】
特開平４−２０４９８３号公報
【特許文献１６】
特開平４−２０４９８４号公報
【特許文献１７】
特公平５−９０２７号公報
【特許文献１８】
特開平４−１６６９６６号公報
【特許文献１９】
特開平９−１７１８８９号公報
【特許文献２０】
特開平１０―７４００９号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、画像形成装置の画像加熱定着装置としては、非通紙部昇温対策に用いられる磁束調整手段の待機スペースや、磁束調整手段用の駆動手段の設置スペースの省スペース化が可能である、等の性能を合わせ持った像加熱装置が要望されている。
【００１９】
本発明は、このような要望に応じ得る電磁誘導加熱方式の加熱装置を提供しようとするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下の構成を特徴とする加熱装置である。
【００２１】
磁束発生手段と、磁束発生手段の発生磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導発熱体を有し、加熱部において磁束発生手段から誘導発熱体に対する作用磁束の、被加熱材の搬送方向に交差する加熱部長尺方向に関する密度分布を変化せしめる磁束調整手段を備え、加熱部に被加熱材を導入搬送させて誘導発熱体の熱により被加熱材を加熱する加熱装置において、磁束発生手段を保持する保持部材と磁束調整手段である磁束遮蔽部材を有し、保持部材の長手方向の両端部には支持部が設けられ、該保持部材の支持部にて磁束遮蔽部材を回動可能に支持することを特徴とする加熱装置。
【００２２】
このような構成において、保持部材は磁束発生手段を保持し、磁束遮蔽部材は保持部材の長手方向両端部の支持部を支点に回動するので、誘導発熱体内部において磁束遮蔽部材を磁束発生手段に対して回動させることができる。したがって、誘導発熱体の外部に磁束遮蔽部材の待機スペースを設ける必要がなく、また、磁束遮蔽部材の回動を保持部材の長手方向片側から行えるので、磁束遮蔽部材の駆動手段用設置スペースを誘導発熱体の長手方向片側に設けるだけでよい。よって、磁束遮蔽部材の待機スペースや駆動手段の設置スペースの省スペース化を実現できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
［第一の実施例］
図１〜４に、本発明に係る加熱装置として、電磁誘導加熱方式の定着装置の一例を示す。
【００２４】
図１は本例の定着装置の定着ローラ長手方向（定着ローラ軸方向）における概略構成を示す断面図、図２は同装置の定着ローラ径方向における概略構成を示す断面図である。また、図３には、磁束遮蔽手段と磁束発生手段の構成を説明する分解斜視図を示す。
【００２５】
本例の定着装置は、磁束調整加熱アセンブリ１、誘導発熱体としての定着ローラ７、加圧ローラ８を主体とする。
【００２６】
磁束調整加熱アセンブリ１は、磁束発生手段としての励磁コイル５（以下コイルと称す）と磁性体コア６（以下コアと称す）、コイル５とコア６を保持するホルダー（保持部材）２、およびホルダー２の両端部を回動軸として矢示ａ・ｂの反時計方向又は時計方向に回動移動自由に配設した、磁束調整手段である円弧状の磁束遮蔽板３などからなる。
【００２７】
磁束発生手段は、定着ローラ７の内部にコイル５とＴ字型コア６が配置されている構成である。コイル５とコア６はホルダー２に保持され、ホルダーフタ１９で覆われている。
【００２８】
コイル５は定着ローラ７の長手方向に略楕円形状（横長舟形）をしており、定着ローラの内面に沿うようにホルダー２の内部に配置されている。コア６はコイル５の巻き中心部にある第一コア６ａ（垂直部）と上部に第二コア６ｂ（水平部）が配置されてＴ字型コアを構成している。
【００２９】
コイル５としては加熱に十分な交番磁束を発生するものでなければならないが、そのためには抵抗成分を低く、インダクタンス成分を高くとる必要がある。コイルの芯線としては、φ０．１〜０．３ｍｍの細線を略８０〜１６０本程度に束ねたリッツ線を用いている。細線には絶縁被覆電線を用いている。本例ではコイル５として、第一コア６ａを周回するように８〜１２回巻回して構成したものが使われる。コイル５には不図示の励磁回路が接続されており、該回路を介して交番電流をコイル５へ供給できるようになっている。
【００３０】
コア６にはフェライト、パーマロイなどの高透磁率で残留磁束密度の低い材質のものを用いると良いが、磁束を発生できるものであれば良く特に規定するものではない。コアの形状・材質は上記のものに規定されるものでない。例えば、第一コア６ａ、第二コア６ｂを一体成形でＴ字型にしても本発明の効果を得ることができる。
【００３１】
誘導発熱体としての円筒状の定着ローラ７は、鉄、ニッケル、コバルトなどの強磁性の金属を用いることが良い。強磁性の金属（透磁率の大きい金属）を使うことで、磁束発生手段５・６から発生する磁束を強磁性の金属内により多く拘束させることができる。すなわち、磁束密度を高くすることができる。それにより、効率的に強磁性金属の表面（定着ローラ表面）にうず電流を発生させ、該表面を発熱させられる。
【００３２】
定着ローラ７の肉厚は、略０．３〜２ｍｍ程度にすることで熱容量を低減している。定着ローラ７の外側表面には不図示のトナー離型層がある。一般にはＰＴＦＥ１０〜５０μｍやＰＦＡ１０〜５０μｍで構成されている。また、トナー離型層の内側にはゴム層を用いる構成にしても良い。
【００３３】
定着ローラ７の一端には定着ローラギア１８が取り付けられ、該ギアは不図示の駆動モータにより回転される。
【００３４】
加圧ローラ８は鉄製の芯金の外周に、シリコーンゴム層と定着ローラ７と同様にトナー離型層を設けた構成である。
【００３５】
本例の定着装置における定着ローラ長手方向の磁束調整手段は、磁束遮蔽部材３、ホルダー２、遮蔽ギア１１、ブッシュ１４が主な構成要素である。これらの構成要素のうち、ホルダー２と磁束遮蔽部材３は定着ローラ７の内部に配置される。
【００３６】
本例の定着装置ではコイル５とコア６を保持しているホルダー２の両端支持部を磁束遮蔽部材３の回動中心にしたことを特徴とする。
【００３７】
ホルダー２の両端部は磁束遮蔽部材３を回動自在に支持するために軸形状である。ホルダー２はコイル５とコア６を保持する機能と、磁束遮蔽部材３を回動支持する機能を備えている。
【００３８】
ホルダー２の支持軸２ａには、磁束遮蔽部材３を回動するための遮蔽ギア１１が設けられ、逆側の支持軸２ｂには磁束遮蔽部材３の摺動性を良くするためにブッシュ１４が設けられ、それぞれスラスト止め輪１２、１６でスラスト方向が規制されている。
【００３９】
ホルダー２は、非磁性、電気絶縁性および高耐熱性の物質で作られる。たとえば、ホルダー２の材質としては、耐熱性と機械的強度を兼ね備えたＰＰＳ系樹脂にガラスを添加したものを用いている。もちろん非磁性である。ホルダーが磁性材料であると、電磁誘導によりホルダーが発熱して定着ローラの発熱効率が落ちてしまう。
【００４０】
ホルダーの材質には、ＰＰＳ系樹脂、ＰＥＥＫ系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、セラミック、液晶ポリマー、フッ素系樹脂などの物質が適している。
【００４１】
ブッシュ１４・遮蔽ギア１１の材質についてもホルダーと同様である。この中でも特に摺動性の良い材質のものを選ぶと良い。たとえば、ポリアミドイミド系樹脂、ＰＦＡ系樹脂、ＰＥＥＫ系樹脂などがある。
【００４２】
磁束遮蔽部材３は非磁性かつ良電気導電性の部材で構成されている。非磁性部材にすることで磁束を遮断する効果がある。良電気導電性部材にすることで磁束遮蔽部材自身の電磁誘導の発熱を抑える効果がある。本例では、磁束遮蔽部材３の材質として、アルミニウム合金を用いたが、銅・マグネシウム・銀などの合金でもよい。
【００４３】
磁束遮蔽部材３の厚さは、略０．３〜１．０ｍｍ程度でよい。薄すぎると、磁束遮蔽部材自身が電磁誘導発熱する。また、強度不足にもなる。逆に厚すぎると、磁束遮蔽部材の熱容量が増加して定着ローラを温めるとき逆に熱を奪ってしまい、ウエイトタイムの増加につながる。
【００４４】
図３に示されるように、磁束遮蔽部材３には被加熱材としての記録材（用紙）の紙サイズに対応した段階的に変化している形状の切り欠き部３ｃ・３ｄを設けてある。図では、例えば、磁束遮蔽部材３の長手方向において、非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａ（最大通紙サイズ）の内側に、該紙サイズ幅Ａより小さい紙サイズ幅Ｂに対応した切り欠き部３ｃを設け、さらに紙サイズ幅Ｂの内側に、該紙サイズ幅Ｂより小さい紙サイズ幅Ｃに対応した切り欠き部３ｄを設けている。上記切り欠き部３ｃによって紙サイズ幅Ａの内側両端に紙サイズ幅Ｂに応じた遮蔽部（非通紙部）３ｅ・３ｆを形成し、上記切り欠き部３ｄによって紙サイズ幅Ｂの内側両端に紙サイズ幅Ｃに応じた遮蔽部（非通紙部）３ｇ・３ｈを形成している。
【００４５】
したがって、本例の磁束遮蔽部材３は、紙サイズに応じた遮蔽部３ｅ・３ｆと３ｇ・３ｈが段階的に変化している形状である。
【００４６】
ホルダー支持軸２ａ側では、磁束遮蔽部材３の一端部に設けられた切り欠き部を有する異型穴３ａと遮蔽ギア１１の円筒部１１ｂが嵌合する。遮蔽ギアの円筒部１１ｂに形成された突起部１１ａと磁束遮蔽部材３のＵ字型穴部３ａ’が嵌合していることで、遮蔽ギア１１が回動すると磁束遮蔽部材３が遮蔽ギア１１に同期して回動する。遮蔽ギア１１には駆動手段２０から回転駆動が与えられる。駆動手段２０はモータなどの駆動源であれば良く、本発明は駆動手段の構成に依存するものではない。たとえば、駆動手段として、ソレノイドなどのアクチュエータと、該アクチュエータの作動を回転運動に変換して遮蔽ギア１１に伝達するリンク機構などの運動伝達機構とによって、磁束遮蔽部材３を回動させてもよい。
【００４７】
ホルダー支持軸２ｂ側は、コイル５へ電力を供給しているコイル供給線１５のガイドを兼ねた形状をしている。ホルダー支持軸２ｂを中空パイプ形状にすることで、その内部を通してコイル供給線１５を引き出している。ホルダー支持軸２ｂには磁束遮蔽部材３の他端側に設けられた保持穴３ｂがブッシュ１４の円筒部１４ａに回転可能に嵌合している。コイル供給線１５の端部には、コネクタ部１５ａが設けられ、電力制御装置２５に接続する構成である。コイル５には、電力制御装置２５で不図示の励磁回路が制御されることにより、コイル供給線１５を介して交番電流が供給される。
【００４８】
ホルダー２は支持軸２ａ側がホルダー支持板１３で支持され、支持軸２ｂ側がホルダー支持部材１７で支持されている。支持軸２ａとホルダー支持板１３との嵌合部の形状は、Ｄ字型状（Ｄカット）で嵌合する構成である。Ｄ字型状にすることで、ホルダー２を定着ローラ円周方向において位置決めをしている。これにより、ホルダー２は支持軸２ａ・支持軸２ｂの軸中心２ｃ（図３参照）が定着ローラ７の回転軸中心７ｃ（図１参照）と同軸上に位置するように位置決めされる。
【００４９】
本例の定着装置において、磁束遮蔽部材３は、紙サイズに対応した角度分だけ駆動手段２０により所定方向に所定角度回転されて、磁束遮蔽部材の段階的に変化している形状の遮蔽部３ｅ・３ｆと３ｇ・３ｈがコア６ａの対向部に回動移動される。この遮蔽部によってコア６ａから定着ローラ７へと通る磁束線を遮蔽することで、その遮蔽部分において定着ローラの発熱を緩和し、異常温度昇温を防止する。
【００５０】
本例に示す磁束遮蔽部材３では、非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａ（最大通紙サイズ）より小さい紙サイズ幅Ｂおよび紙サイズ幅Ｃの２段階の磁束調整が可能である。たとえば、メートル系の紙サイズであれば、紙サイズ幅ＡをＡ４幅（２９７ｍｍ）、紙サイズ幅ＢをＢ４幅（２５７ｍｍ）、紙サイズ幅ＣをＡ４Ｒ幅（２１０ｍｍ）である。この場合、切り欠き部の全長を、それぞれの紙サイズ幅Ａ・Ｂ・Ｃに対応した、段階的に変化している切り欠き幅（紙サイズ幅）にする。どのような紙サイズにするかは、定着装置が搭載される画像形成装置の仕様によって決められる。また、磁束遮蔽部材３の遮蔽部（又は切り欠き部）は、２段階に限ったものでは無く、非通紙部昇温が起こるサイズによって、その都度に段階的に変化している遮蔽部（又は切り欠き部）を増減して設けることができ、１つでも、３つ以上設けても、紙サイズに応じた非通紙昇温防止効果を得ることができる。
【００５１】
本例の定着装置では、上述したように、コイル５及びコア６を保持するホルダー２と磁束遮蔽部材３において、ホルダー支持軸２ａで磁束遮蔽部材３の一端側を保持し、ホルダー支持軸２ｂで磁束遮蔽部材３の一端側を保持することから、ホルダー２と磁束遮蔽部材３とが一つのコンパクトなアセンブリ（ユニット）として構成される。
【００５２】
また、磁束遮蔽部材３が保持されたホルダー２の支持軸２ａ・支持軸２ｂの軸中心２ｃ（図３参照）を、定着ローラ７の回転軸中心７ｃ（図１参照）と同軸上に配置している。これにより、磁束遮蔽部材３は、定着ローラ７の回転軸中心７ｃと同軸上のホルダー支持軸２ａ・２ｂに、上記遮蔽ギア１１・ブッシュ１４を介して定着ローラ７の内部に配置される。これによって、定着ローラ外部たとえば定着ローラ端の外側に磁束遮蔽部材の待機スペースを設ける必要がなくなり、省スペース化が図られる。
【００５３】
また、磁束発生手段５・６を保持するホルダー２と磁束遮蔽部材３が一つのアセンブリ（ユニット）でコンパクトに構成されているため、装置の組立工程においてホルダー２と磁束遮蔽部材３との組立て性の向上を図れ、メンテナンス時においては定着ローラ７の交換性（サービス性）の向上を図れる。
【００５４】
また、定着ローラ７の回転軸中心７ｃにおいてその片側（ホルダー２の支持軸２ａ側）に配設した駆動手段２０により磁束遮蔽部材３を回転駆動できるので、該駆動手段の設置スペースをホルダー２の支持軸２ａ側に設けるだけでよく、定着ローラスラスト方向の省スペース化が可能である。
【００５５】
したがって、従来、記録材としての用紙を定着ローラの長手方向中央に通る場合（中央基準の紙搬送系）、磁束遮蔽部材の待機スペースおよび磁束遮蔽部材の駆動手段スペースが、定着ローラ長手方向の両側に必要であったが、本例では定着ローラ７の内部に磁束遮蔽部材３を待機させるとともに、駆動手段２０を定着ローラ片側に配置することができるので、省スペース化が実現でき、搭載対象の画像形成装置本体の大きさを抑えることができる。
【００５６】
本例に示す定着装置においては、図１及び図２に示されるように、前記アセンブリ１を内包する定着ローラ７と加圧ローラ８は互いに上下に圧接され不図示の装置筐体に組み込んで、両者７・８間に所定幅の定着ニップ部（加熱ニップ部）Ｎを形成させてある。
【００５７】
定着ローラ７は定着ローラギア１８により矢示Ｐの時計方向に回転され、それにともない加圧ロ−ラ８も従動して矢示Ｑの反時計方向に回転する。
【００５８】
コイル５は電力制御装置２５から供給される交番電流によって交番磁束を発生し、交番磁束はコア６に導かれて定着ニップ部Ｎに作用し、定着ニップ部Ｎにおいて定着ローラ表面に渦電流を発生させる。その渦電流はローラ表面の固有抵抗によってジュール熱を発生させる。即ち、コイルに交番電流を供給することで定着ニップ部Ｎにおいて定着ローラ７が電磁誘導発熱状態になる。
【００５９】
定着ニップ部Ｎの温度は不図示の温度検知センサを含む温調系により電力制御装置２５からコイル５への供給交番電流が制御されることで所定の定着温度に温調制御される。
【００６０】
しかして、定着ローラギア１８の回転により定着ローラ７の回転がなされ、電力制御装置２５からコイル６への交番電流の供給がなされて定着ニップ部Ｎの温度が所定温度に立ち上がり温調された状態において、定着ニップ部Ｎの定着ローラ７と加圧ローラ８との間に、被加熱材としての、未定着トナー像を担持した記録材（用紙）Ｓが用紙搬送路（一点鎖線）Ｈを矢印Ｃ方向から導入されることで、記録材は定着ローラ７の発熱で記録材と未定着トナー像が加熱されてトナー像の加熱定着がなされる。定着ニップ部Ｎを通った記録材は定着ニップ部の出口側で分離爪３０により定着ローラの外面から分離されて搬送される。
【００６１】
次に、磁気回路のイメージ図である図４を用いて、本例の定着装置における磁束遮蔽部材の動作および作用について説明する。
【００６２】
磁力線Ｊａ（二点鎖線にて図示）は磁束発生手段に電力制御装置から電力（交番電流）を入力したときの、発生した磁力線の磁気回路を示したものである。磁力線Ｊａは、第一コア６ａ（垂直部）、定着ローラ７、第二コア６ｂ（水平部）を通過する。実際には磁力線は透磁率の高い定着ローラの内部を通るが、説明をわかりやすくするために図４のように示した。
【００６３】
ここで、定着ローラ７における電磁誘導加熱による発熱ヶ所を考えてみる。
【００６４】
発熱ヶ所はコイル５の対向する定着ローラ部で特に大きくなる。これは第一コア６ａと第二コア６ｂを磁力線が行き来するように発生するために、コイル５の対向する定着ローラ部において磁束密度が高くなるためであると考えられる。このことを考慮に入れ、本例の磁束発生手段５・６は定着ニップＮ部およびその前方に発熱部が来るように傾いた配置にしている。さらに、定着ローラ７は回転することで、温度ムラがなく加熱される。
【００６５】
磁束調整手段は上述した電磁誘導加熱原理に基づいて設けられたものである。本例の磁束調整手段は磁束遮蔽部材３によって、定着ローラ内部を行き来する磁束の通路を変化させている。これにより、定着ローラ長手方向の電磁誘導の発熱を制御するのである。
【００６６】
すなわち、コア６と定着ローラ７の間に磁束遮蔽部材３を置くことで、効率的に定着ローラの発熱を緩和できるのである。特に、Ｔ字型コア６のときは、第一コア（垂直部）６ａを遮蔽することが効率的である。図４（ａ）に示されるように、磁束線Ｊａは第一コア６ａが第二コア（水平部）６ｂより密度が高く、第一コアの端部から第二コアの端部のそれぞれに分かれので、この磁気回路位置で磁束線Ｊａを遮蔽するのが効率的である。
【００６７】
図４（ａ）に示されるように、非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａのとき、磁束遮蔽部材３は磁気回路Ｊａに影響の少ない範囲に待機している。図では磁束遮蔽部材３は磁気回路Ｊａが存在しない位置に待機している。この位置の磁束遮蔽部材３は磁気回路Ｊａに影響を与えないので、紙サイズ幅Ａの全域幅で電磁誘導加熱による定着処理が可能である。
【００６８】
非通紙部昇温の起こる紙サイズ幅Ｂのとき、磁束遮蔽部材３は図４（ｂ）に示すように同図（ａ）に示す磁気回路Ｊａ上に回動移動して磁束の流れを阻害する。図では磁束遮蔽部材３の遮蔽部３ｅ及び３ｆが第一コア６ａと対向して磁束の流れを阻害する。図に示す磁気回路Ｊｂは遮蔽部３ｅ（３ｆ）の幅Ｂａ（Ｂｂ）（図３参照）で遮蔽されたときの磁気回路である。紙サイズ幅Ｂのときに非通紙部となる遮蔽部３ｅ（３ｆ）の幅Ｂａ（Ｂｂ）において、定着ローラ内部を通る磁束は、図４（ａ）の場合に比べて小さくなっていることが分かる。これにより、遮蔽部３ｅ・３ｆの幅Ｂａ・Ｂｂの範囲では電磁誘導による発熱が減少し、非通紙部昇温を抑えることができる。このとき、紙サイズ幅Ｂ（切り欠き部３ｃ）が電磁誘導加熱による定着可能領域となる。
【００６９】
非通紙部昇温の起こる紙サイズ幅Ｃのときも同様である。磁束遮蔽部材３は、さらに磁気回路Ｊａ上に回動移動する。図では磁束遮蔽部材３の遮蔽部３ｇ（３ｈ）が第一コア６ａと対向して磁束の流れを阻害する。図に示す磁気回路Ｊｃ・Ｊｃ’は遮蔽部３ｇ（３ｈ）の幅Ｃａ（Ｃｂ）（図３参照）で遮蔽されたときの磁気回路である。紙サイズ幅Ｃのときに非通紙部となる遮蔽部３ｅと３ｇの加算幅（Ｂａ＋Ｃａ）及び遮蔽部３ｆと３ｈの加算幅（Ｂｂ＋Ｃｂ）において、定着ローラ内部を通る磁束は、図４（ｂ）と図４（ｃ）に示す磁気回路Ｊｂ、Ｊｃ・Ｊｃ’のようになる。上記幅（Ｂａ＋Ｃａ）・（Ｂｂ＋Ｃｂ）の範囲で定着ローラ内部を通る磁束は、図４（ａ）の場合に比べて小さくなっていることが分かる。これにより、幅（Ｂａ＋Ｃａ）、（Ｂｂ＋Ｃｂ）の範囲で電磁誘導発熱が減少し、非通紙部昇温を抑えることができる。このとき、紙サイズ幅Ｃ（切り欠き部３ｄ）が電磁誘導加熱による定着可能領域となる。
【００７０】
［第二の実施例］
定着装置の第二の実施例を図６、７、８を用いて説明する。
【００７１】
本例に示す定着装置は、固定されている磁束調整手段（磁束遮蔽部材）に対して磁束発生手段が回動することで磁束調整を行う構成である。磁束発生手段、定着ローラ、加圧ローラなどは第一実施例と同様で、同じ機能のものは同じ符号とした。ホルダー、磁束遮蔽部材の材質なども第一実施例と同様である。
【００７２】
磁束調整手段である磁束遮蔽部材は、第一実施例の磁束遮蔽部材と異なり、二つの部材３Ａ・３Ｂから構成されている（図６参照）。磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂは図８に示すような段階的に変化している切り欠き部のある円弧形状をしている。この切り欠き部については追って説明する。二つの磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂのうち、一方の磁束遮蔽部材３Ａはホルダー２の支持軸２ａ側のホルダー支持板１３に、他方の磁束遮蔽部材３Ｂは同ホルダー２の支持軸２ｂ側のホルダー支持板１７にそれぞれ不図示のビスで固定されている。
【００７３】
本例の定着装置では、磁束発生手段であるコイル５とコア６を保持するホルダー２が、支持軸２ａ、２ｂを回動中心にして遮蔽ギア１１によって回動する。遮蔽ギア１１と支持軸２ａは、Ｄ字形状（Ｄカット）の嵌合により駆動を伝えられる構成である。それにより、ホルダー２は矢印ａ・ｂ方向に回動する。
【００７４】
図８に示されるように、磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂには紙サイズに対応した段階的に変化している遮蔽部（非通紙部）３ｐ・３ｑ及び３ｒ・３ｓを設けている。これらの遮蔽部は、第一実施例で説明した、段階的に変化している切り欠き部３ｃ・３ｄに対応するような形状に設けている。
【００７５】
したがって、磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂは、紙サイズに応じた遮蔽部３ｐ・３ｑと３ｒ・３ｓが段階的に変化している形状である。また、ホルダー２は、紙サイズに対応した角度分だけ駆動手段２０により、磁束遮蔽部材の段階的に変化している形状の遮蔽部３ｐ・３ｑと３ｒ・３ｓにホルダー２と一体のコア６ａの対向部を回動移動させる。コア６ａから定着ローラ７へと通る磁束線を上記遮蔽部によって遮蔽することで、遮蔽部（非通紙部）での定着ローラの発熱を緩和し、異常温度昇温を防止する。
【００７６】
上記磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂでは、非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａ（最大通紙サイズ）より小さい紙サイズ幅Ｂおよび紙サイズ幅Ｃの２段階の磁束調整が可能である。たとえば、メートル系の紙サイズであれば、紙サイズ幅ＡをＡ４幅（２９７ｍｍ）、紙サイズ幅ＢをＢ４幅（２５７ｍｍ）、紙サイズ幅ＣをＡ４Ｒ幅（２１０ｍｍ）である。この場合、切り欠き部の全長を、それぞれの紙サイズ幅Ａ・Ｂ・Ｃに対応した、段階的に変化している切り欠き幅（紙サイズ幅）にする。どのような紙サイズにするかは、定着装置が搭載される画像形成装置の仕様によって決められる。また、磁束遮蔽部材の遮蔽部（又は切り欠き部）は、２段階に限ったものでは無く、非通紙部昇温が起こるサイズによって、その都度に段階的に変化している遮蔽部（又は切り欠き部）を増減して設けるものである。ただし、遮蔽をようする紙サイズが一つのときは段階的形状では無くなる。
【００７７】
非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａのとき、磁束遮蔽部材３Ａ（または３Ｂ）とコイル５・コア６を保持しているホルダー２の位置関係は、図７（ａ）に示すような位置関係となる。すなわち、ホルダー２は磁気回路Ｊａに影響の少ない範囲の位置にある。この位置にホルダー２があるときは、磁束遮蔽部材３Ａ（または３Ｂ）は磁気回路Ｊａに影響を与えないので、紙サイズ幅Ａの全域幅で電磁誘導加熱による定着処理が可能である。
【００７８】
非通紙部昇温の起こる紙サイズ幅Ｂのとき、コイル５・コア６を保持しているホルダー２は、磁気回路上に磁束遮蔽部材が来るように回動移動して、該磁束遮蔽部材が磁束の流れを阻害する。図では第一コア６ａが磁束遮蔽部材３Ａ（または３Ｂ）の遮蔽部３ｐ（３ｑ）に対向し、該遮蔽部が磁束の流れを阻害する。図に示す磁気回路Ｊｂ・Ｊｂ’は遮蔽部３ｑ（３ｐ）の幅Ｂａ（Ｂｂ）（図８参照）で遮蔽されたときの磁気回路である。紙サイズ幅Ｂのときに非通紙部となる遮蔽部３ｑ（３ｐ）の幅Ｂａ（Ｂｂ）において、定着ローラ内部を通る磁束は、図７（ａ）の場合に比べて小さくなっていることが分かる。これにより、遮蔽部３ｑ・３ｐの幅Ｂａ・Ｂｂの範囲では電磁誘導による発熱が減少し、非通紙部昇温を抑えることができる。このとき、紙サイズ幅Ｂ（切り欠き部３ｃ）が電磁誘導加熱による定着可能領域となる。
【００７９】
非通紙部昇温の起こる紙サイズ幅Ｃのときも同様である。コイル５・コア６を保持しているホルダー２は、さらに回動移動する。図では第一コア６ａが磁束遮蔽部材３Ａ（または３Ｂ）の遮蔽部３ｒ（３ｓ）に対向し、該遮蔽部が磁束の流れを阻害する。図に示す磁気回路Ｊｃ、Ｊｃ’は遮蔽部３ｓ（３ｒ）の幅Ｃａ（Ｃｂ）（図８参照）で遮蔽されたときの磁気回路である。紙サイズ幅Ｃのときに非通紙部となる遮蔽部３ｒと３ｐの加算幅（Ｂａ＋Ｃａ）及び遮蔽部３ｓと３ｑの加算幅（Ｂｂ＋Ｃｂ）（図７参照）において、定着ローラ内部を通る磁束は、図７（ｂ）と図７（ｃ）の磁気回路Ｊｂ・Ｊｂ’、Ｊｃ・Ｊｃ’のようになる。上記幅紙サイズ幅（Ｂａ＋Ｃａ）・（Ｂｂ＋Ｃｂ）の範囲で定着ローラ内部を通る磁束は、図７（ａ）の場合に比べて小さくなっていることが分かる。これにより、幅（Ｂａ＋Ｃａ）、（Ｂｂ＋Ｃｂ）の範囲で電磁誘導発熱が減少し、非通紙部昇温を抑えることができる。このとき、紙サイズ幅Ｃ（第一実施例の切り欠き部３ｄに相当）が電磁誘導加熱による定着可能領域となる。
【００８０】
［第三の実施例］
定着装置の第三の実施例を図９を用いて説明する。
【００８１】
本例に示す定着装置は、第一の実施例の磁束調整加熱アセンブリ１を、磁束遮蔽部材３の回転半径ｒ１よりも大きな半径ｒ２（ｒ２＜ｒ１）の定着ローラ７に対して適用した例である。本例の定着装置では、定着ローラの中心と磁束遮蔽部材３の回動中心が異なる。すなわち、磁束遮蔽部材３の回動中心ｏ１は定着ローラ７の回転中心ｏ２に対して偏心している。磁束発生手段５・６、加圧ローラ８などは第一実施例と同様で、同じ機能のものは同じ符号とした。ホルダー２、磁束遮蔽部材３の材質なども第一実施例と同様である。
【００８２】
本例の定着装置においては、磁束遮蔽部材３は定着ローラ７の内部でアセンブリ１に対して矢印ａ・ｂ方向に回動されることによって、第一実施例の装置と同様な効果を得ている。
【００８３】
このように、大径定着ローラ７にも、それより小さな径の定着ローラで使用する磁束調整加熱アセンブリ１を用いることができ、部品の共通化・成形型の削減が可能になり、低コスト化につながる。
【００８４】
さらに、大きな径の定着ローラに対して、磁束調整加熱アセンブリを一本の定着ローラに複数設けることもできることは、第三の実施例から容易に推測できる。
【００８５】
［第四の実施例］
定着装置の第四の実施例を図１０、１１を用いて説明する。
【００８６】
図１０は第四の実施例の定着装置を説明する構成断面図である。図１１は、第四実施例の磁束遮蔽部材の動作および作用について説明する磁気回路のイメージ図である。
【００８７】
第四の実施例に示す定着装置は、磁束調整加熱アセンブリ１、定着フィルム７、円弧状フィルムガイド部材２３、回転加圧部材としての加圧ローラ８を主体とする。磁束調整加熱アセンブリ１は、第一実施例と同じ構成である。誘導発熱体として定着ローラの代わりに従来例と同様な定着フィルムを用いた構成である。
【００８８】
誘導発熱体としての円筒状（シームレス）の定着フィルム７が円筒状フィルムガイド部材２３にルーズに外嵌している。第一実施例と同様に磁束遮蔽部材３が円筒状フィルムガイド部材２３の内面に回動可能に設けてある。
【００８９】
円筒状フィルムガイド部材２３と加圧ローラ８は互いに上下に圧接させて不図示の装置筐体に組み込んで、両者８・２３間に所定幅の定着ニップ部（加熱ニップ部）Ｎを形成させている。この定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム７の内面は円弧状フィルムガイド部材２３の下面に密着している。
【００９０】
加圧ローラ８は不図示の駆動手段により矢印Ｑの方向に回転駆動され、この加圧ローラ８の回転駆動による該ローラ８と定着フィルム７の外面との定着ニップ部Ｎにおける摩擦力で定着フィルム７に回転力が作用する。それにより、定着フィルム７は円筒状フィルムガイド部材２３の外回りを、その内面が定着ニップ部Ｎにおいて円筒状フィルムガイド部材２３の下面に密着摺動しながら矢印Ｐの方向に回転する。
【００９１】
コイル５は不図示の励磁回路から供給される交番電流によって交番磁束を発生し、交番磁束はコア６に導かれて定着ニップ部Ｎに作用し、定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム７の後述する電磁誘導発熱層に渦電流を発生させる。その渦電流は電磁誘導発熱層の固有抵抗によってジュール熱を発生させる。即ち、コイル５に交番電流を供給することで定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム７が電磁誘導発熱状態になる。
【００９２】
定着フィルムにおいても、電磁誘導加熱の原理、画像定着方式は第一の実施例の定着ローラと同様である。
【００９３】
定着フィルムを用いた第四の実施例では、定着ニップ部Ｎを通った記録材Ｓは定着ニップ部Ｎの出口側で定着フィルム７の外面から円筒状フィルムガイド部材２３の曲率により分離されるため、定着ローラの実施例のように分離爪を必要としない。
【００９４】
円弧状フィルムガイド部材２３は、磁束の通過を妨げない絶縁性・耐熱性部材であり、円弧状フィルムガイド部材２３の外側を回転する円筒状定着フィルム７の内面をガイドして定着フィルム７の回転の安定性を確保する役目をする。
【００９５】
第四の実施例の定着フィルム７は従来同様である。内側（フィルムガイド部材２３側）の電磁誘導発熱層、その外側の弾性層、更にその外側の離型層（表層；加圧ローラ８側）の３層積層の複合層構成である。
【００９６】
円弧状の磁束遮蔽板３は円弧状フィルムガイド部材２３の内側で矢印ａ・ｂ方向に回動可能である。磁束遮蔽板３は非通紙部昇温の起こる紙サイズが通紙使用された場合において、定着ニップ部Ｎの非通紙領域部に対する交番磁束の作用密度を通紙領域部に対する磁束の作用密度よりも低めて、非通紙部昇温現象を防止或は緩和する役目をするのは、他の実施例と同様である。
【００９７】
第四実施例の磁気回路のイメージ図を図１１に示す。非通紙部昇温の磁束遮蔽部材３による磁気回路の変化は第一実施例と同様で次のようになる。
【００９８】
非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａのときの磁気回路を図１１（ａ）に示す。磁束遮蔽部材３は磁気回路Ｊａに影響の少ない範囲に待機している。磁束遮蔽部材３が待機位置にあるときは、紙サイズ幅Ａの全域幅で定着が可能である。
【００９９】
非通紙部昇温の起こる紙サイズ幅Ｂのとき、図１１（ｂ）のように、磁束遮蔽部材３は磁気回路上に回動移動して磁束の流れを阻害する。図に示す磁気回路Ｊｂは磁束遮蔽部材３の遮蔽部３ｅ（３ｆ）の幅Ｂａ（Ｂｂ）（図３参照）で遮蔽されたときの磁気回路である。紙サイズ幅Ｂのときに非通紙部となる遮蔽部３ｅ（３ｆ）の幅Ｂａ（Ｂｂ）において、定着フィルム内部を通る磁束は、図１１（ａ）の場合に比べて小さくなっていることが分かる。これにより、遮蔽部３ｅ・３ｆの幅Ｂａ、Ｂｂの範囲では電磁誘導による発熱が減少し、非通紙部昇温を抑えることができる。このとき、紙サイズ幅Ｂ（切り欠き部３ｃ）が定着可能領域となる。
【０１００】
非通紙部昇温の起こる紙サイズ幅Ｃのときも同様である。磁束遮蔽部材３は、さらに磁気回路上に回動移動する。図では磁束遮蔽部材３の遮蔽部３ｇ（３ｈ）が第一コア６ａと対向して磁束の流れを阻害する。図に示す磁気回路Ｊｃ・Ｊｃ’は遮蔽部３ｇ（３ｈ）の幅Ｃａ（Ｃｂ）（図３参照）で遮蔽されたときの磁気回路である。紙サイズ幅Ｃのときに非通紙部となる遮蔽部３ｅと３ｇの加算幅（Ｂａ＋Ｃａ）及び３ｆと３ｈの加算幅（Ｂｂ＋Ｃｂ）において、定着ローラ内部を通る磁束は、図４（ｂ）と図４（ｃ）に示す磁気回路Ｊｂ、Ｊｃ・Ｊｃ’のようになる。上記幅（Ｂａ＋Ｃａ）・（Ｂｂ＋Ｃｂ）の範囲で定着ローラ内部を通る磁束は、図４（ａ）の場合に比べて小さくなっていることが分かる。これにより、幅（Ｂａ＋Ｃａ）、（Ｂｂ＋Ｃｂ）の範囲で電磁誘導発熱が減少し、非通紙部昇温を抑えることができる。このとき、紙サイズ幅Ｃ（切り欠き部３ｄ）が電磁誘導加熱による定着可能領域となる。
【０１０１】
［画像形成装置例］
各実施例の定着装置は、例えば、電子写真画像形成装置に搭載される。図５は第一実施例の定着装置１０を備えた画像形成装置の一例を示す概略構成の説明図である。
【０１０２】
画像形成装置１００は、画像読取部１０８で原稿の画像を読み取り、読み取られた画像データに基づいたコントローラ（図示せず）からの指令により、感光ドラム１０１の表面に画像書き込み部１０９から露光を行って感光ドラム１０１上に静電潜像を形成する。なお、露光の前に、感光ドラム１０１の表面が帯電器１０２により所定の電位に一様に帯電させられており、一様に帯電させられた感光ドラム１０１上に、画像書き込み部１０９からレーザー光等を照射することにより、感光ドラム１０１上に静電潜像が形成される。感光ドラム１０１上に形成された静電潜像は、現像装置１０３のトナーにより現像され、その後、現像されたトナー画像が感光ドラム１０１の回転により転写装置１０４との対向部へ搬送される。
【０１０３】
現像されたトナー画像の搬送に対応して、ピックアップローラ１３２により用紙Ｓが用紙カセットから１枚づつ給紙されるとともに、レジストローラ対１３５によってタイミングを取って感光ドラム１０１と転写装置１０４との対向部へ搬送される。そして、用紙Ｓが感光ドラム１０１と転写装置１０４との対向部を通過する際に、感光ドラム１０１上の現像されたトナー画像が転写装置１０４により用紙Ｓの上に転写される。
【０１０４】
トナー画像が転写された用紙Ｓは、所定の搬送装置により定着ローラ７の位置に搬送され、定着ローラ７と加圧ローラ８で圧接されるとともに、定着ローラ内に設けられた磁束発生手段により電磁誘導加熱されて、用紙Ｓ上のトナーが用紙Ｓに溶融定着させられる。その後、トナー画像が定着させられた用紙Ｓは、排紙ローラ１１１により装置本体外部のトレー１１５に収納され一連の画像形成プロセスが終了する。
【０１０５】
各実施例の定着装置では、保持部材（ホルダー２）で磁束発生手段（コイル５・コア６）を保持し、該保持部材の長手方向両端部の支持部（支持軸２ａ・２ｂ）を支点として磁束遮蔽部材３を定着ローラ（定着フィルム）７の内部で回転させているので、磁束発生手段におけるコイル５と磁束遮蔽部材３の接触が回避される。これにより、コイルの破損を防止することができる。
【０１０６】
また、磁束遮蔽部材３を保持部材の長手方向両端部の支持部を支点に回転させるので、定着スピードを落とすことなく非通紙部昇温を抑止できるので、画像形成の生産性の向上につながる。
【０１０７】
特に、第一ないし第四の実施例では、磁束発生手段（コイル５・コア６）、ホルダー２、磁束遮蔽部材３を一つのアセンブリ構成にしたので、組立て性・サービス性の向上が図れる。
【０１０８】
第一、第三、第四の実施例では、磁束遮蔽部材３の回動中心を定着ローラ７の中心軸上にすることで、磁束遮蔽部材の待機スペースおよび磁束遮蔽部材の駆動手段スペースの省スペース化が図れる。
【０１０９】
第二の実施例では、磁束発生手段（コイル５・コア６）を含むホルダー２の回動中心を定着ローラ７の中心軸上にすることで、上記待機スペースおよび駆動手段スペースの省スペース化が図れる。
【０１１０】
第四の実施例では、定着加圧部材（円弧状フィルムガイド２３）の内部に磁束遮蔽部材３を回動させるため、磁束遮蔽部材３が回動移動時に定着フィルム７に擦れることがなく、定着フィルムの破損・劣化を無くすことができる。また、定着フィルムとの接触が無いため、磁束遮蔽部材の駆動トルクを従来に比べ抑えることができる。
【０１１１】
以上説明したように、省スペース化・低コスト化を図りつつ、省電力化・生産性を向上した磁束遮蔽手段を用いた誘導発熱方式の定着装置を実現できる。
【０１１２】
［その他］
本発明の加熱装置は実施形態例の画像加熱定着装置としてに限らず、画像を担持した記録材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着する像加熱装置、その他、被加熱材の加熱乾燥装置、加熱ラミネート装置など、広く被加熱材を加熱処理する手段・装置として使用できる。
【０１１３】
以上、本発明の様々な例と実施例が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
【０１１４】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【０１１５】
〔実施態様１〕励磁コイルと磁性体コアを有する磁束発生手段と、磁束発生手段の発生磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導発熱体を有し、加熱部において磁束発生手段から誘導発熱体に対する作用磁束の、被加熱材の搬送方向に交差する加熱部長尺方向に関する密度分布を変化せしめる磁束調整手段を備え、加熱部に被加熱材を導入搬送させて誘導発熱体の熱により被加熱材を加熱する加熱装置において、励磁コイルと磁性体コアを保持する保持部材と磁束調整手段である磁束遮蔽部材を有し、保持部材の長手方向の両端部には保持部材を支持する支持部が設けられ、該保持部材の支持部にて磁束遮蔽部材を回動可能に支持することを特徴とする加熱装置。
【０１１６】
〔実施態様２〕誘導発熱体が中空円筒形状のとき、磁束遮蔽部材の回動中心と円筒形状誘導発熱体の中心が同じ軸中心上にある、実施態様１に記載の加熱装置。
【０１１７】
〔実施態様３〕磁束遮蔽部材は、略円弧形状である、実施態様１又は２に記載の加熱装置。
【０１１８】
〔実施態様４〕磁束遮蔽部材は、被加熱材のサイズに応じた遮蔽部が段階的に変化している形状である、実施態様１乃至３のいずれかに記載の加熱装置。
【０１１９】
〔実施態様５〕磁束遮蔽部材は、磁束遮蔽部材の駆動手段により遮蔽を要する被加熱材のサイズに応じた遮蔽位置に対応した角度分だけ回動移動し、遮蔽を要する被加熱材のサイズの非通紙部を磁束遮蔽部材の段階的に変化している形状部により磁性体コアと誘導発熱体の間を遮蔽するものである、実施態様１乃至４のいずれかに記載の加熱装置。
【０１２０】
〔実施態様６〕磁束発生手段の磁性体コアの形状がＴ字型である、実施態様１乃至５のいずれかに記載の加熱装置。
【０１２１】
〔実施態様７〕Ｔ字型の磁性体コアのとき、磁束遮蔽部材は、磁束遮蔽部材の駆動手段により遮蔽を要する被加熱材のサイズに応じた遮蔽位置に対応した角度分だけ回動移動され、遮蔽を要する被加熱材のサイズの非通紙部において、磁束遮蔽部材は少なくともＴ字型コアの中央部と誘導発熱体の間を遮蔽するために磁束遮蔽部材の段階的に変化している形状の遮蔽部を回動移動されるものである、実施態様１乃至６のいずれかに記載の加熱装置。
【０１２２】
〔実施態様８〕励磁コイルと磁性体コアを有する磁束発生手段と、磁束発生手段の発生磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導発熱体を有し、加熱部において磁束発生手段から誘導発熱体に対する作用磁束の、被加熱材の搬送方向に交差する加熱部長尺方向に関する密度分布を変化せしめる磁束調整手段を備え、加熱部に被加熱材を導入搬送させて誘導発熱体の熱により被加熱材を加熱する加熱装置において、励磁コイルと磁性体コアを保持する保持部材を回動可能に支持し、固定支持されている磁束遮蔽部材の作用する位置に保持部材が回動可能とすることを特徴とする加熱装置。
【０１２３】
〔実施態様９〕磁束遮蔽部材は、略円弧形状である、実施態様８に記載の加熱装置。
【０１２４】
〔実施態様１０〕磁束遮蔽部材の形状は、被加熱材のサイズに応じた遮蔽部が段階的に変化している形状である、実施態様８又は９に記載の加熱装置。
【０１２５】
〔実施態様１１〕励磁コイルと磁性体コアを保持する保持部材は、保持部材の駆動手段により遮蔽する被加熱材のサイズに応じた遮蔽位置に対応した角度分だけ回動移動し、遮蔽する被加熱材のサイズの非通紙部を磁束遮蔽部材の段階的に変化している形状部により磁性体コアと誘導発熱体の間を遮蔽するものである、実施態様８乃至１０のいずれかに記載の加熱装置。
【０１２６】
〔実施態様１２〕磁束発生手段の磁性体コアの形状がＴ字型である、実施態様８乃至１１のいずれかに記載の加熱装置。
【０１２７】
〔実施態様１３〕Ｔ字型の磁性体コアのとき、励磁コイルと磁性体コアを保持する保持部材は、保持部材の駆動手段により遮蔽を要する被加熱材のサイズに応じた遮蔽位置に対応した角度分だけ回動移動され、遮蔽を要する被加熱材のサイズの非通紙部において、保持部材は少なくともＴ字型コアの中央部と誘導発熱体の間を遮蔽するために磁束遮蔽部材の段階的に変化している形状の遮蔽部に回動移動されるものである、実施態様８乃至１２のいずれかに記載の加熱装置。
【０１２８】
〔実施態様１４〕磁束遮蔽部材は、非磁性かつ良電気導電性の物質で作られる、実施態様１乃至１３のいずれかに記載の加熱装置。
【０１２９】
〔実施態様１５〕磁束遮蔽部材の材質は、アルミニウム、銅、マグシウム、銀などの合金である、実施態様１乃至１３のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３０】
〔実施態様１６〕保持部材の支持部の少なくとも一方を中空パイプ形状にし、内部に励磁コイルの束線を通したものである、実施態様１乃至１５のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３１】
〔実施態様１７〕保持部材の支持部の少なくとも一方の形状が磁束遮蔽部材の回動する周方向を規制する形状である、実施態様１乃至１６のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３２】
〔実施態様１８〕保持部材は、非磁性、電気絶縁性および高耐熱性の物質で作られる、実施態様１乃至１７のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３３】
〔実施態様１９〕保持部材の材質は、ＰＰＳ系樹脂、ＰＥＥＫ系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、セラミック、液晶ポリマー、フッ素系樹脂である、実施態様１乃至１７のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３４】
〔実施態様２０〕保持部材および磁束遮蔽部材を一つのアセンブリ（ユニット）構成にしたことを特徴とする、実施態様１乃至１９のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３５】
〔実施態様２１〕一つの誘導発熱体に対して、一つ以上のアセンブリ構成された磁束調整手段の付いた磁束発生手段をさらに備えることを特徴とする実施態様１乃至２０のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３６】
〔実施態様２２〕被加熱材が画像を担持した記録材であることを特徴とする実施態様１乃至２１のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３７】
〔実施態様２３〕記録材上に画像を形成する像形成手段と、該記録材上の画像を加熱する像加熱手段とを有する画像形成装置において、前記像加熱手段が実施態様１乃至２２のいずれかに記載の加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
【０１３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電磁誘導加熱方式の加熱装置について、磁束遮蔽部材の待機スペースと駆動手段の設置スペースの省スペース化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施例の定着装置（加熱装置）の定着ローラ長手方向における概略構成断面図。
【図２】第一の実施例の定着装置の定着ローラ径方向における概略構成断面図。
【図３】第一の実施例の定着装置における磁束遮蔽部材と磁束発生手段の構成を説明する分解斜視図。
【図４】第一の実施例の定着装置において磁束遮蔽部材で磁束を遮断したときの磁気回路のイメージ図。
【図５】第一の実施例の定着装置を搭載した画像形成装置の一例を示す概略構成図。
【図６】第二の実施例の定着装置における定着ローラ長手方向の概略構成断面図。
【図７】第二の実施例の定着装置において磁束遮蔽部材で磁束を遮断したときの磁気回路のイメージ図。
【図８】第二の実施例の定着装置における磁束遮蔽部材の斜視図。
【図９】第三の実施例の定着装置の定着ローラ径方向における概略構成断面図。
【図１０】第四の実施例の定着装置の定着ローラ径方向における概略構成断面図。
【図１１】第四の実施例の定着装置において磁束遮蔽部材で磁束を遮断したときの磁気回路のイメージ図。
【符号の説明】
１：磁束調整加熱アセンブリ、２：ホルダー、
２ａ（２ｂ）：ホルダー支持軸、３：磁束遮蔽部材、３ｅ〜３ｈ，３ｐ〜３ｑ：遮蔽部、５：励磁コイル、６：磁性体コア、６ａ：第一の磁性体コア、６ｂ：第２の磁性体コア、７：定着ローラ、８：加圧ローラ、Ｎ：定着ニップ部、
Ｊａ，Ｊｂ，Ｊｃ，Ｊｃ’：磁束発生部の磁力線（磁気回路）
Claims (1)
- 磁束発生手段と、磁束発生手段の発生磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導発熱体を有し、加熱部において磁束発生手段から誘導発熱体に対する作用磁束の、被加熱材の搬送方向に交差する加熱部長尺方向に関する密度分布を変化せしめる磁束調整手段を備え、加熱部に被加熱材を導入搬送させて誘導発熱体の熱により被加熱材を加熱する加熱装置において、
磁束発生手段を保持する保持部材と磁束調整手段である磁束遮蔽部材を有し、保持部材の長手方向の両端部には支持部が設けられ、該保持部材の支持部にて磁束遮蔽部材を回動可能に支持することを特徴とする加熱装置。
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