JP2005056595A

JP2005056595A - 加熱装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2005056595A
Application number: JP2003206024A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Oyama; 大山　　潔
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-08-05
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2005-03-03

Abstract

【課題】省スペース化、記録材の多サイズ対応、低コスト化を図りつつ、小電力化・生産性を向上した誘導加熱定着装置を提供する。
【解決手段】磁束遮蔽部材３を可撓性のシートで形成し、複数重ね構成し、コイル５と定着ローラ７の間に配置し、可動であり、励磁コイル５を支持するホルダー２に付勢、接触させる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁（磁気）誘導加熱方式の加熱装置、および該加熱装置を画像加熱定着装置（以下、定着装置と略称する）として備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
便宜上、電子写真複写機・プリンタ・ファックス等の画像形成装置における定着装置を例にして説明する。
【０００３】
この種の定着装置は、画像形成装置の作像部において電子写真・静電記録・磁気記録等の適宜の画像形成プロセス手段により、被加熱材（記録材）面に直接方式若しくは間接（転写）方式で形成した加熱溶融性の樹脂等よりなるトナー（顕画剤）画像を該被加熱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、このような定着装置としては、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。
以下、各種方式について詳述する。
【０００５】
ａ．熱ローラ方式
この方式は、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・温調した金属定着ローラ（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）に未定着トナー画像を形成担持させた被加熱材を導入して挟持搬送させることで、未定着トナー画像を該被加熱材面に加熱定着する装置である。
【０００６】
しかしながら、この装置は金属定着ローラの熱容量が大きいため、加熱に要する電力が大きく、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。
【０００７】
また、フルカラー画像形成装置用の定着装置の場合は、最大４層のトナー層を十分加熱溶融させる能力が要求されるために、金属定着ローラはその芯金を高い熱容量を有するものにし、またトナー層を包み込んで均一に溶融するために芯金外周にゴム弾性層を具備させ、このゴム弾性層を介してトナー像の加熱を行なっている。
【０００８】
このように、特に熱容量の大きな金属定着ローラを用いる装置の場合には、この金属定着ローラの温調とローラ表面の昇温とに遅延が発生するため、定着不足、光沢ムラ、オフセット等の問題が発生していた。
【０００９】
ｂ．フィルム加熱方式
この方式は、一方の面が加熱体と摺動し他方の面が被加熱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被加熱材に付与して、未定着トナー画像を被加熱材面に加熱定着処理する装置である（特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７８７８号公報、特開平４−４４０７５号公報〜特開平４−４４０８３号公報、特開平４−２０４９８０号公報〜特開平４−２０４９８４号公報等）。
【００１０】
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る。
【００１１】
この結果、熱容量が大きい金属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。
【００１２】
ｃ．電磁誘導加熱方式
この方式は、加熱体として電磁誘導発熱体を用い、この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に熱を付与して、未定着トナー画像を被加熱材面に加熱定着処理する装置である。
【００１３】
特公平５−９０２７号公報には強磁性体の金属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、発熱位置を圧接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。
【００１４】
しかしながら、金属定着ローラの熱容量が大きいため、限られた電力で圧接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。
【００１５】
特開平４−１６６９６６号公報には熱容量を低減したフィルム状の金属定着ローラ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。
【００１６】
しかしながら、熱容量を低減したフィルム状の金属定着ローラでは、長尺方向（圧接ニップ部長手方向）の熱流が阻害されるため、小サイズ被加熱材を通材した場合に非通材部での過昇温（非通材部昇温）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。
【００１７】
この非通材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。
【００１８】
特開平９−１７１８８９号公報・特開平１０−７４００９号公報に、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。
【００１９】
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１つの方法が示された。
【００２０】
特開平９−１７１８８９号公報・特開平１０−７４００９号公報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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
しかし、この方法では画像形成装置の生産性を低下する問題がある。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように周知の電磁誘導加熱の定着器を用いた画像形成装置では次のような問題を抱えている。
【００２５】
特開平９−１７１８８９号公報については以下の問題がある。
定着フィルム（ローラ）の外部に磁束遮蔽部材の待機スペースが必要である。
定着フィルムの内部で磁束遮蔽部材を回転移動させる構成では、コイル・コアを保持するホルダー兼フィルムガイド部材の内側に磁束遮蔽部材があるために磁束遮蔽部材とコイルが接触し、コイルを破損することが考えられる。
【００２６】
さらに、記録材を定着フィルムの中央で送る場合（中央基準の記録材搬送系）、磁束遮蔽手段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、定着フィルム長手方向の両側に必要である。
【００２７】
特開平１０−７４００９号公報については以下の問題がある。
定着フィルム（ローラ）の外部に磁束遮蔽部材の待機スペースが必要である。
定着フィルムの内部で磁束遮蔽部材を回転移動させる構成では、定着加圧部材（フィルムガイド部材）を磁気遮蔽部材が兼ねているため、回転移動時にフィルムとの擦れによって定着フィルムの破損・劣化が考えられる。
定着加圧荷重が作用しているために、磁束遮蔽部材の回転時に大きなトルクを必要とする。
【００２８】
以上の様に２つの公報では、省スペース化、記録材の多サイズ対応、低コスト化を実現するにはいくつかの課題がある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明ではこのような問題を解決した磁束遮蔽手段を用いた誘導発熱方式の定着器を提案するものである。
【００３０】
これにより、省スペース化、記録材の多サイズ対応、低コスト化を図りつつ、省電力化・生産性を向上した定着装置を実現するものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１〜５に本発明の第１の実施例を示す。
【００３２】
図１は定着ローラ長手方向を説明する図、図２は定着ローラの断面構成を説明する図、図３〜５は磁束遮蔽手段を説明する図である。
【００３３】
磁束発生手段１は励磁コイル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２、コア６を覆うホルダフタ１９などから成る。
【００３４】
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７の内面に沿うようにホルダ２の内部に配置されている。
【００３５】
コア６はコイル５の巻き中心部にある第１コア６ａ（垂直部）と上部に第２コア６ｂ（水平部）が配置されてＴ字型コアを構成している。
【００３６】
コイル５としては加熱に充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。
【００３７】
コイルの芯線としてはφ０。１〜φ０。３の細線を略８０〜１６０本程度に束ねたリッツ線を用いている。
【００３８】
細線には絶縁被覆電線を用いている。
【００３９】
コア６ａを周回するように８〜１２回巻回してコイル５を構成したものが使われる。
【００４０】
コイル５には励磁回路が接続されており交番電流をコイル５へ供給できるようになっている。
【００４１】
コアにはフェライト、パーマロイなどの高透磁率で残留磁束密度の低いものを用いることが良いが、磁束を発生できるものであればよく、特に規定するものではない。
【００４２】
本発明は、コアの形状・材質を規定するものではない。
【００４３】
第１の実施例の第１コア６ａ、第２コア６ｂを一体成型でＴ字型にしても本発明の効果を得ることができる。
【００４４】
第１実施例の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・コバルトなどの金属を用いると良い。
【００４５】
強磁性の金属（透磁率の大きい金属）を使うことで、磁束発生手段から発生する磁束を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。
【００４６】
それにより、効率的に強磁性金属の表面に渦電流を発生させ、発熱させられる。
【００４７】
定着ローラの肉厚は、略０。３〜２ｍｍ程度にすることで熱容量を低減している。
【００４８】
定着ローラの外側表面には不図示のトナー離型層がある。
【００４９】
一般にはＰＴＦＥ１０〜５０μｍやＰＦＡ１０〜５０μｍで構成されている。
【００５０】
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。
本発明の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２、駆動軸３１、駆動ギヤ３２、テンション軸３３が主な構成要素である。
【００５１】
本発明では磁束遮蔽部材３が可撓性の無端ベルト状に形成されていることを特徴とする。
【００５２】
磁束遮蔽部材３は駆動軸３１、テンション軸３３、ホルダ２によって張架・支持される。
【００５３】
テンション軸３３は支持部材１３・１７に軸受３４ａ・３４ｂを介して回転自在・及び図１における上下方向に移動自在を支持される。
【００５４】
そしてテンションバネ３５ａ・３５ｂにより磁束遮蔽部材３に所定の張力を付与する。
【００５５】
駆動軸３１は支持部材１３・１７に軸受３７ａ・３７ｂを介して回転自在に支持される。
【００５６】
駆動軸３１には駆動ギヤ３２が一体的に構成され、不図示の駆動手段から回転駆動が与えられる。
【００５７】
駆動手段の駆動源はステッピングモータが適当である。
【００５８】
また駆動軸３１は表面に不図示の高摩擦層（例えばゴム層・ウレタンコート・サンドブラスト処理など）が形成され、テンション軸による張力付与とともに駆動力が磁気遮蔽部材に滑ることなく伝達できるように構成されている。
【００５９】
磁気遮蔽部材３の端部にはその円周上の一部に突出部３０が形成され、磁気遮蔽部材などを支持する支持部材１７上にこの突出部を検出する遮光式のセンサ３６が設置されている。
【００６０】
センサ３６の検知信号により駆動源のステッピングモータを駆動・制御することで、磁気遮蔽部材３を所定の円周方向位置に移動・停止することが可能となる。
【００６１】
なお、磁気遮蔽部材の円周方向位置の検知方式・駆動制御方式・駆動源の種類はこれに限定されるものではなく、本発明はこの構成に限定されない。
【００６２】
ホルダ２は支持軸２ａ側を支持部材１３、支持軸２ｂ側を支持部材１７で支持されている。
【００６３】
支持軸２ａと支持部材１３の勘合部の形状はＤ字形状（Ｄカット）で勘合する構成である。
【００６４】
Ｄ字形状にすることで、ホルダ２を定着ローラ円周方向において位置決めをしている。
【００６５】
ホルダ２の材質は耐熱性と機械的強度を兼ね備え、かつ非磁性であることが必要である。
【００６６】
また、可動な磁気遮蔽部材３を支持する為。摺動性が高いことも必要となる。
【００６７】
例えばＰＰＳ系樹脂、ＰＥＥＫ系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、そしてそれらにガラスを添加したものが適している。
【００６８】
ホルダ支持軸２ｂ側は、コイル５への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。
【００６９】
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。
【００７０】
磁束遮蔽部材３は無端ベルト状に形成されている。
【００７１】
図３に磁束遮蔽部材３を展開した図を示す。
【００７２】
また、図４に磁束遮蔽部材３の断面構成を拡大した図を示す。
【００７３】
磁束遮蔽部材３は無端ベルト状の基層３ａと遮蔽層３ｂ・３ｃで構成される。
【００７４】
基層３ａは非磁性で電気絶縁性があり耐熱性に優れた樹脂であるポリイミド樹脂などが適している。
【００７５】
厚さは５０μｍ〜２００μｍ程度でよい。
【００７６】
基層３ａは磁束遮蔽部材３の内周側に形成されている。
【００７７】
これによってホルダ２・駆動軸３１・テンション軸３４に直接遮蔽層が接触することを避けて、これらを保護する効果がある。
【００７８】
遮蔽層３ｂ・３ｃは非磁性で良導電性部材料が適している。
【００７９】
非磁性であることで磁束を遮蔽する効果がある。
【００８０】
良導電性であることで遮蔽層自身の電磁誘導の発熱を抑える効果がある。
【００８１】
実施例では銅合金を用いたが、アルミニウム・マグネシウム・銀などの合金でもよい。
【００８２】
厚さは１００μｍ〜５００μｍ程度でよい。
【００８３】
遮蔽層３ｂ・３ｃは基層３ａに接着することで一体化している。
【００８４】
遮蔽層は図５のように保護層３ｄによって基層３ａとの間に挟みこみ、遮蔽層の保護をしてもよい。
【００８５】
この場合の保護層３ｄは基層と同等の材質を用い、厚さは５０μｍ〜２００μｍ程度でよい。
【００８６】
また、保護層３ｄは遮蔽層３ｂ、３ｃに対応する部分のみを覆う構成でも、基層３ａ全域を覆う無端ベルト状の構成でもよい。
【００８７】
遮蔽層３ｂ・３ｃは紙サイズに対応した段階的に変化している形状になっている。
【００８８】
本発明の磁束遮蔽部材は、その円周上の位置を紙サイズに対応した所定の箇所を駆動手段により移動して、コア６ａの対向部に位置決めする。
【００８９】
コア６ａから定着ローラへと通る磁束線を遮蔽することで、遮蔽部（非通紙部）の定着ローラの発熱を緩和し、異常温度上昇を防止する。
【００９０】
この作用を図６に示す磁気回路のイメージを用いて説明する。
図６の磁力線Ｊａ（２点鎖線）は、磁束発生手段１に電力制御装置２５から電力を入力した時の、発生した磁力線の磁気回路を示したものである。
【００９１】
磁力線Ｊａは、第１コア６ａ（垂直部）、定着ローラ７、第２コア６ｂ（水平部）を通過する。
【００９２】
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６の様に示した。
【００９３】
ここで、電磁誘導加熱による発熱箇所について考えてみる。
【００９４】
発熱箇所はコイル５の対向する定着ローラ部で特に大きくなる。
【００９５】
これは第１コア６ａと第２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と考えられる。
【００９６】
このことを考慮に入れ、本発明の磁束発生手段はニップ部Ｎおよびその前方に発熱部がくるように傾いた配置にしている。
【００９７】
定着ローラは図２のＡ方向に回転するため、このように配置することで磁束発生手段による発熱をニップ部Ｎにおいて被加熱物に効率よく伝達することができる。
【００９８】
磁束調整手段は上述の原理に基づくものである。
【００９９】
本発明の磁束調整手段は磁束遮蔽手段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。
【０１００】
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。
【０１０１】
実施例は、図３において非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａ（最大紙サイズ）より小さい紙サイズ幅Ｂおよび紙サイズ幅Ｃの３種類の磁束調整が可能な構成である。
【０１０２】
非通紙部昇温が起こらない紙サイズＡのとき、磁束遮蔽部材３の遮蔽層３ｂ・３ｃは図６（ａ）のように磁気回路Ｊａに影響の少ない範囲に待機している。
【０１０３】
このとき紙サイズ幅Ａの全域で定着が可能である。
【０１０４】
非通紙部昇温が起こる紙サイズＢのとき、磁束遮蔽部材３は遮蔽層３ｂ・３ｃが図６（ｂ）に示す位置にくるように回転移動する。
【０１０５】
図６（ｂ）に示す磁気回路は、紙サイズＢにおける非通紙部である図３のＢａ・Ｂｂの範囲のもので、Ｊｂのようになる。
【０１０６】
遮蔽層３ｂ・３ｃが磁束の流れを阻害し、定着ローラ内部を通る磁束は図６（ａ）に較べて小さくなっている。
【０１０７】
これにより非通紙部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。
【０１０８】
このとき紙サイズ幅Ｂすなわち遮蔽層３ａ・３ｃの幅Ｂが定着可能領域となる。
【０１０９】
非通紙部昇温が起こる紙サイズＣのときも同様である。
【０１１０】
磁束遮蔽部材３は遮蔽層３ｂ・３ｃが図６（ｃ）に示す位置にくるようにさらに回転移動する。
【０１１１】
図６（ｃ）に示す磁気回路は、紙サイズＣにおける非通紙部のうち図３のＣａ・Ｃｂの範囲のもので、Ｊｃ、Ｊｃ’のようになる。
【０１１２】
その外側の範囲であるＢａ・Ｂｂでは遮蔽層３ｂ・３ｃが磁束の流れを完全に遮蔽し、定着ローラ内部に磁束が通らない状態になる。
【０１１３】
従って紙サイズＣの非通紙部（Ｃａ＋Ｂａ）、（Ｃｂ＋Ｂｂ）の範囲では定着ローラ内部を通る磁束は図６（ａ）に較べて小さくなっている。
【０１１４】
これにより非通紙部（Ｃａ＋Ｂａ）、（Ｃｂ＋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Ｃすなわち遮蔽層３ａ・３ｃの幅Ｃが定着可能領域となる。
【０１１５】
以上のように本実施例においては、磁束遮蔽部材が待機状態においても定着ローラ内部に配置されること、スラスト方向両側に配置された磁束遮蔽層を一体的に形成しているため駆動を片側で行えることから、スラスト方向の省スペース化に有効である。
【０１１６】
コイル５はホルダ２により保護されていて、磁束遮蔽部材３の移動によりコイルを破損することはない。
【０１１７】
磁束遮蔽部材を移動させるときに、定着ローラと接触していないので回転トルクが小さく、また、定着ローラへのダメージがない。
【０１１８】
また、定着ローラを効率よく発熱させるにはコイル５と定着ローラの距離（図６（ａ）のＬ部）をできるだけ小さくするとよい。
【０１１９】
本実施例では磁束遮蔽部材をベルトのような可撓性の部材で形成したため、ホルダ外周に倣わせることができるので、距離Ｌを小さくすることができ、高効率の電磁誘導加熱が可能となる。
【０１２０】
次に、第１の実施例の画像形成動作を説明する。
【０１２１】
図７は本発明の加熱装置による定着装置１０を備えた画像形成装置１００を説明する図である。
【０１２２】
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。
【０１２３】
なお、露光の前に感光ドラム１０１の表面が対電器１０２により所定の電位に一様に帯電されており、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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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枚ず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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
その後、トナー画像が定着された用紙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。
【０１２９】
定着装置１０の動作を詳しく説明する。（図１、２参照）
定着ローラ７は定着ローラギヤ１８により矢印Ａの方向に回転し、それに伴ない加圧ローラ８も従動して矢印Ｂの方向に回転する。
【０１３０】
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。
【０１３１】
転写部位１０４において静電的に形成されたトナー像を担持する用紙Ｓが用紙搬送路Ｈ（１点鎖線）を矢印Ｃ方向から前記ニップＮに搬送されて該部を通過すると、加熱されたトナー像が用紙Ｓに溶融固着されて機外に排出されるものとする。
【０１３２】
また、用紙Ｓが定着ローラに巻きつくのを抑え、定着ローラ７から分離させる分離爪が配置されている。
【０１３３】
（実施例２）
第２の実施例は、第１の実施例に対し磁束遮蔽部材３が無端ベルト状ではなく、有端のシート状の可撓性部材で形成されていることを特徴とする。
【０１３４】
第１の実施例と重複するところの説明は省略し、本実施例における特徴的な上記の部分のみ説明する。
【０１３５】
図８は定着ローラの断面構成を説明する図、図９は磁束遮蔽手段を説明する図である。
【０１３６】
磁束遮蔽手段３は、その両端部を第１駆動軸３１および第２駆動軸３８に一体的に固着されて構成されている。
【０１３７】
磁束遮蔽手段３は、第１駆動軸３１または第２駆動軸３８に巻きつけられ、その間にホルダ２を配置することで、ホルダ２に接触した状態でホルダ２の円周方向に移動自在に支持される。
【０１３８】
磁束遮蔽部材３を図８の矢印Ａ方向に移動させるときは、第１駆動軸３１を図示しない駆動源により矢印ａ方向に回転させ、第２駆動軸３８は従動回転する。
【０１３９】
一方磁束遮蔽部材３を矢印Ｂに移動させるときは、第２駆動軸３８を図示しない駆動源により矢印ｂ方向に回転させ、第１駆動軸３１は従動回転する。
【０１４０】
このようにして、磁束遮蔽手段３は所定の位置に移動・停止することが可能となる。
【０１４１】
図１０に磁束遮蔽部材３を展開した図を示す。
【０１４２】
磁束遮蔽部材３の構成は第１の実施例と同様である。
【０１４３】
磁束遮蔽部材３は、上記のように第１駆動軸３１または第２駆動軸３８に巻きつけられる有端の可撓性部材で形成されるから、駆動軸３１・３８に数周に渡り巻きつけて収納可能である。
【０１４４】
従って、第１の実施例のように無端ベルトで形成される場合に較べ、可動方向の長さを大きく設定できる。
【０１４５】
従って第１の実施例に対し遮蔽層３ｂ・３ｃの紙サイズに応じた段階的に変化する段数を多く構成できる。
【０１４６】
実施例では最大紙サイズ幅Ａ（磁気遮蔽無し）・Ａ１・Ａ２・Ａ３・Ａ４の５種類の紙サイズに対応できる形状になっているが、段数はこの例に限らない。
【０１４７】
通常、画像形成装置で通紙できる紙サイズはメートル系であれば、Ａ４（幅２９７ｍｍ）、Ｂ４（幅２５７ｍｍ）、Ａ４Ｒ（幅２１０ｍｍ）、Ｂ５Ｒ（１８２ｍｍ）、Ａ５Ｒ（１４８ｍｍ）等、多種に及ぶ。
またインチ系に対応しようとすれば、レター（幅２６７ｍｍ）、リーガル（幅２１６ｍｍ）、ステートメントＲ（幅１４０ｍｍ）等、種類はさらに増加する。
【０１４８】
非通紙部昇温防止のための磁気遮蔽部材の遮蔽幅は、通紙する紙サイズに対応していなければ効果が減少する。
【０１４９】
本実施例によると１つの磁束遮蔽部材によって多種類の紙サイズに対応できるため、非通紙部昇温を防止しつつ多種の紙サイズに対応する高機能な画像形成装置を提供できる。
【０１５０】
（実施例３）
第３の実施例は、第１の実施例に対し複数の磁束遮蔽部材を重ねて構成したことを特徴とする。
【０１５１】
第１の実施例と重複するところの説明は省略し、本実施例における特徴的な上記の部分のみ説明する。
【０１５２】
図１０は定着ローラの断面構成を説明する図、図１１〜１３は磁束遮蔽手段を説明する図である。
【０１５３】
第１磁束遮蔽手段３０１は第１駆動軸３１、テンション軸３４とホルダ２によって張架・支持される。
【０１５４】
第２磁束遮蔽手段３０２は第１磁束遮蔽手段３０１の外周側に重なり、第１駆動軸・テンション軸３４・第２駆動軸・ホルダ２によって張架・支持される。
【０１５５】
テンション軸３４は第１の実施例と同様に構成され、第１磁束遮蔽部材３０１及び第２磁束遮蔽部材３０２に同時に所定の張力を付与する。
【０１５６】
第１駆動軸３１は不図示の駆動源により駆動される。
【０１５７】
また、第１駆動軸３１の表面に高摩擦層が形成され、テンション軸３４による張力付与とともに駆動力が第１磁気遮蔽部材３０１に滑ることなく伝達できるように構成されている。
【０１５８】
第２駆動軸３８は不図示の駆動源により駆動される。
【０１５９】
また、第２駆動軸３８の表面に高摩擦層が形成され、テンション軸３４による張力付与とともに駆動力が第２磁気遮蔽部材３０２に滑ることなく伝達できるように構成されている。
【０１６０】
磁気遮蔽部材を移動させるとき第１磁気遮蔽部材３０１と第２磁気遮蔽部材３０２の間にも摩擦力が作用するが、それぞれの駆動軸３１、３８とそれぞれの駆動する磁気遮蔽部材３０１、３０２との拘束力が上回るように設定することで、それぞれの磁気遮蔽部材３０１、３０２はそれぞれの駆動軸３１、３８により独立して駆動することが可能になっている。
【０１６１】
このようにして、磁束遮蔽部材３０１、３０２はそれぞれ所定の位置に移動・停止することが可能となる。
【０１６２】
図１１に第１磁束遮蔽部材３０１を展開した図を示す。
【０１６３】
磁束遮蔽部材３０１の構成は第１の実施例と同様である。
【０１６４】
遮蔽層３０１ｂ・３０１ｃは紙サイズ幅Ａ１・Ａ２に応じた段階的な形状になっている。
【０１６５】
図１２に第２磁束遮蔽部材３０２を展開した図を示す。
【０１６６】
磁束遮蔽部材３０２の構成は第１の実施例と同様である。
【０１６７】
遮蔽層３０２ｂ・３０２ｃは紙サイズ幅Ａ３・Ａ４に応じた段階的な形状になっている。
【０１６８】
図１３に磁束遮蔽部材３０１・３０２を重ね合わせた状態の展開図を示す。
【０１６９】
遮蔽層３０１ｂ・３０１ｃ・３０２ｂ・３０２ｃによって、最大紙サイズ幅Ａ（磁気遮蔽無し）・Ａ１・Ａ２・Ａ３・Ａ４の５種類の紙サイズに対応できる形状になっている。
段数はこの例に限らないのは無論である。
【０１７０】
通常、画像形成装置で通紙できる紙サイズはメートル系であれば、Ａ４（幅２９７ｍｍ）、Ｂ４（幅２５７ｍｍ）、Ａ４Ｒ（幅２１０ｍｍ）、Ｂ５Ｒ（１８２ｍｍ）、Ａ５Ｒ（１４８ｍｍ）等、多種に及ぶ。
またインチ系に対応しようとすれば、レター（幅２６７ｍｍ）、リーガル（幅２１６ｍｍ）、ステートメントＲ（幅１４０ｍｍ）等、種類はさらに増加する。
【０１７１】
非通紙部昇温防止のための磁気遮蔽部材の遮蔽幅は、通紙する紙サイズに対応していなければ効果が減少する。
【０１７２】
本実施例によると多種類の紙サイズに対応できるため、非通紙部昇温を防止しつつ多種の紙サイズに対応する高機能な画像形成装置を提供できる。
【０１７３】
また、画像形成装置は出力する紙サイズを検知して磁束遮蔽部材をこの紙サイズと適合するように移動・停止するまである程度の時間を要する。
【０１７４】
この間用紙を定着部に通紙すると、磁束遮蔽手段の遮蔽幅が次に通紙する紙幅より大きい場合は非通紙部昇温を起こしたり、逆に磁束遮蔽手段の遮蔽幅が次に通紙する紙幅より小さい場合は両端部の温度が低すぎて不完全な定着による定着オフセット現象を起こす不具合が生じる。
【０１７５】
従って正規の磁束遮蔽手段の位置にくるまで通紙ができないタイムラグが発生し、生産性が悪化する。
【０１７６】
本実施例によれば多種に及ぶ紙サイズに対応する磁束遮蔽部材を複数に分割することができる。
【０１７７】
個々の磁束遮蔽手段の周長は小さくなるため、所望の紙サイズに対応する遮蔽幅の磁束遮蔽手段の位置への移動距離は短くなり、上記タイムラグが減少するため、生産性が高く、かつ多種の紙サイズに対応する画像形成装置を提供できる。
【０１７８】
【発明の効果】
本発明では、定着ローラ（またはフィルム）の外部に磁束遮蔽部材の待機スペースを無くすことができるので省スペース化が実現でき、画像形成装置本体の大きさを抑える効果がある。
【０１７９】
従来の磁束遮蔽部材を回転させる構成では、磁束遮蔽部材とコイルが接触し、コイルを破損することが考えられたが、本発明ではコイルと磁束遮蔽手段の接触を無くすことができる。
【０１８０】
従来は用紙が定着フィルムの中央を送る場合（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スペースが、定着フィルム長手方向の両側に必要であったが、本発明では定着ローラの内部に磁束遮蔽部材を待機させるとともに、駆動手段を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、画像形成装置本体の大きさを抑えること効果がある。
【０１８１】
本発明では定着スピードを落とすことなく非通紙部昇温の解決ができるので、画像形成の生産性の向上につながる。
【０１８２】
従来の定着フィルムの内部で磁束遮蔽手段を回転移動させる構成では、定着加圧部を磁束遮蔽部材が兼ねているため、回転移動時にフィルムとの擦れによって定着フィルムの破損・劣化や、磁束遮蔽部材の回転駆動トルク上昇が考えられたが、本発明では磁束遮蔽部材が定着フィルム（定着ローラ）に接触しない為定着フィルム（定着ローラ）の破損・劣化を無くすことができ、駆動トルクが軽減する。
【０１８３】
以上により本発明は省スペース化・低コスト化をはかりつつ、小電力化・生産性を向上した磁束遮蔽手段を用いた電磁誘導発熱式の定着装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施例の定着ローラの長手方向を説明する図
【図２】本発明に係る第１の実施例の定着ローラの断面構成図
【図３】本発明に係る第１の実施例の磁束遮蔽手段の展開図
【図４】本発明に係る第１の実施例の磁束遮蔽手段の詳細図
【図５】本発明に係る第１の実施例の磁束遮蔽手段の詳細図
【図６】本発明に係る第１の実施例の磁束遮蔽手段による磁気回路を説明する図
【図７】本発明に係る画像形成装置の断面図
【図８】本発明に係る第２の実施例の定着ローラの断面構成図
【図９】本発明に係る第２の実施例の磁束遮蔽手段の展開図
【図１０】本発明に係る第２の実施例の定着ローラの断面構成図
【図１１】本発明に係る第２の実施例の磁束遮蔽手段の展開図
【図１２】本発明に係る第２の実施例の磁束遮蔽手段の展開図
【図１３】本発明に係る第２の実施例の磁束遮蔽手段の展開図
【符号の説明】
２ホルダ
３磁束遮蔽部材
５コイル
６コア
７定着ローラ
８加圧ローラ

Claims

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により電磁誘導発熱する誘導発熱体と、
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と、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、
磁束発生手段は励磁コイルと磁性体コアを保持する保持部材を有し、
保持部材は励磁コイルと誘導発熱体の間に配置され、
磁束調整手段は磁束発生手段と誘導発熱体の間に配置され、可動な磁束遮蔽部材であり、前記保持部材に付勢・接触して支持されることを特徴とする加熱装置。
磁束遮蔽部材の可動方向は前記被加熱材の搬送方向であり、磁束遮蔽部材の磁束遮蔽部は可動方向で遮蔽幅が変化するように段階的な形状に形成され、
任意の可動方向位置に磁束遮蔽部材を位置決めできる駆動部を備えることで、前記加熱部長尺方向に関する作用磁束の密度分布を変化せしめることを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
磁束遮蔽部材は可撓性のシートで形成され、
シートは前記加熱部長尺方向全域に渡り形成される基材層と、所定の磁束遮蔽部に応じて形成される磁束遮蔽層の、少なくとも２層で構成されることを特徴とする請求項２記載の加熱装置。
前記基材層が前記保持部材と接触することを特徴とする請求項３記載の加熱装置。
磁束遮蔽部材は無端ベルト状であり、
磁束遮蔽部材を張架する少なくとも１つの軸が前記駆動部に連結されていることを特徴とする請求項３又は４記載の加熱装置。
磁束遮蔽部材はその両端部をそれぞれ回転自在な軸の周面に一体的に固定され、
少なくとも１つの軸が前記駆動部に連結され、
磁束遮蔽部材の未使用部は少なくとも１つの軸に巻き取られて収納されていることを特徴とする請求項３又は４記載の加熱装置。
磁束調整手段は複数の磁束遮蔽手段を重ねて構成されることを特徴とする請求項５又は６記載の加熱装置。
記録材の表面に未定着トナー画像を形成する画像形成部と、未定着トナー画像を記録材の表面に加熱定着する加熱定着部を有する画像形成装置において、
加熱定着部に請求項１〜７の加熱装置を適用したことを特徴とする画像形成装置。