JP2008257155A - 定着装置、これを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁誘導加熱方式での、磁性発熱層からの漏れ磁束の発生を低減する。
【解決手段】定着ローラ３の内側に消磁材３Ｋを移動可能に設ける。消磁材３Ｋをコイル２に近づけ、整磁層３Ｃを構成する整磁合金層の温度Ｔをキュリー温度Ｔｃ以上とすると、整磁層３Ｃを構成する整磁合金の磁性が失われて非磁性体となり、高い消磁機能が発揮される。消磁材３Ｋをコイル２から離すと、コイル２からの誘導磁束が整磁層３Ｃを透過しているが、整磁層３Ｃを構成する整磁合金層の温度Ｔがキュリー温度Ｔｃより高く、消磁材３Ｋからの誘導磁束が生じていないため、整磁合金の磁性が失われず磁性体のままとなる。
【選択図】図５

Description

本発明は、定着装置とこれを用いた画像形成装置に関し、詳細には、電磁誘導加熱方式を用いるものに関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、印刷機、これらの複合装置などの画像形成装置においては、潜像担持体に担持したトナー像などの可視像を記録シートなどの記録材に転写することで画像出力を得る。トナー像は、定着装置を通過する際に熱と圧力とによる融解、浸透作用によって記録材上に定着させる。このように、定着装置に採用される加熱方式には、発熱源としてハロゲンランプなどを用いた加熱ローラとこれに対向当接する加圧ローラとを備えて定着ニップ部を構成可能な熱ローラ定着方式、ローラ自体よりも熱容量が小さくてすむフィルムを加熱部材として用いたフィルム定着方式があるが、近年、加熱方式に電磁誘導加熱方式を用いた定着方式（例えば、特許文献１参照）が注目されている。

特許文献１に開示されている電磁誘導加熱方式を用いた定着方式においては、加熱ローラの内部においてボビンに巻いた誘導加熱コイルを設け、誘導加熱コイルに電流を印加することにより加熱ローラに渦電流を発生させ、それによって加熱ローラを発熱させる構成が備えられている。この構成においては、熱ローラ定着方式のような余熱を必要とせず、瞬時に所定の温度まで立ち上げることができるという利点がある。

また電磁誘導加熱方式を用いた定着方式に関しては、高周波電源により高周波電圧が印加される誘導加熱コイルからなる高周波誘導加熱装置と、前記加熱回転体に設けられた磁性を有する発熱層とを有し、発熱層は、キュリー点が概ね定着温度に設定され、高周波誘導加熱装置に高周波電源により高周波電圧が印加されたとき発熱する定着装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

この装置では、高周波誘導加熱装置により接着剤中に含有された強磁性体がキュリー点に達する迄瞬時に昇温し、キュリー点に達すると磁性を失うことにより、昇温せず、一定の温度を保持する。この強磁性体のキュリー点は概ね定着温度に設定されているので、強磁性体は概ね定着温度に保持される。したがって、定着装置として要求される加熱回転体表面の高離型性、耐熱性等を損なうことなく、また複雑な制御装置を必要とすることなく、加熱回転体の立ち上がり時間の短縮及び高精度の温度制御を行なうことができる。

更に、芯金や離型性樹脂層の厚みや形状が異なる加熱回転体においては、その熱容量も異なるが、強磁性体粉末の含有量を調整することにより、立ち上がり時間、制御温度の精度向上を図ることができ、また強磁性体粉末はキュリー点で磁性を失うので、磁性粉末を含むトナーが磁力で加熱回転体に吸引され、オフセット等が発生することもない、とされている。

特開２００１−１３８０５号公報 特許２９７５４３５号公報

しかしながら上述した電磁誘導加熱方式の従来の定着装置では、磁性発熱層の温度が上昇するにつれて磁性発熱層から漏れ磁束が生じ、定着のための狙いの温度に達する直前に温度上昇が鈍ってウォームアップタイムが長くなってしまうという問題があり、これを解決しようとしてキュリー点を高くすると、逆に狙いの温度過昇機能が得られないという相反する問題があった。

本発明は、上述した従来の問題点に着目し、磁性発熱層の過熱防止と温度上昇鈍化防止の両方を満たす定着装置とこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、磁束によって発熱する発熱層を有する発熱回転体と、前記発熱回転体の外側に配置され、磁束を発生させる磁束発生部と、前記発熱層と一体又は別体に形成された整磁層と、前記整磁層の内側に配置され、前記整磁層よりも体積抵抗率の低く、前記整磁層を透過した磁束が通過する導電体を備え、前記発熱回転体の発熱により記録媒体上に画像を定着させる定着装置において、前記導電体を、前記発熱回転体の径方向に移動可能とする駆動部を備えてなる定着装置である。

請求項２の発明は、請求項１の定着装置において、画像形成動作時には前記導電体を前記整磁層に近い位置に移動させ、定着装置のウォームアップ時には前記導電体を前記整磁層から遠い位置に移動させるように前記駆動部を制御する制御部を備えることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の定着装置において、前記発熱回転体を押圧して当接する加圧回転体を備え、前記発熱回転体と前記加圧回転体の間を通過する記録媒体上に、画像を定着させることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３の定着装置において、前記整磁層の内側に弾性層を備え、前記発熱回転体は、前記弾性層により前記発熱回転体と前記加圧回転体のニップ部において弾性変形し、前記導電体は、前記弾性層より内側に配置されることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項３又は４の定着装置において、前記発熱回転体と摺動し、前記発熱回転体及び前記整磁層を挟んで前記加圧回転体と対向する弾性体を備え、前記発熱回転体は、前記弾性体により前記発熱回転体と前記加圧回転体のニップ部において弾性変形し、前記導電体は、前記発熱回転体の周方向において、前記ニップ部と離間して配置されることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の定着装置において、前記駆動部は、キュリー温度以上で温度制御を行なう場合、前記発熱層と前記導電体とを離間させることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項６に記載の定着装置において、前記発熱層と前記導電体との離間距離は５ｍｍ以上とすることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項６に記載の定着装置において、定着装置へ予め規定したサイズより小さいサイズの用紙を連続通紙させる際には前記発熱層と導電体とを近接配置させることを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項６に記載の定着装置において、前記発熱層と前記導電体距離は５ｍｍ未満とすることを特徴とする。

請求項１０の発明は、定着装置において、請求項６ないし９のいずれかに記載の定着装において、前記導電体はそのローラ軸方向長さ寸法を前記発熱層のローラ軸方向の長さ寸法より大きく形成していることを特徴とする。

請求項１１の発明は、請求項１から１０のいずれか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である。

本発明によれば、定着のための狙いの温度に達する直前に温度上昇が鈍ってウォームアップタイムが長くなることもなく、キュリー点を高くしなくても、狙いの温度過昇機能が得られる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。

図１は、本実施例による定着装置が適用される画像形成装置の一実施例を示す図である。もちろん本発明は、図１に示したタイプの装置には限定されず、また単一色画像を作成するものだけでなく、カラー画像を形成するものをも対象とする。

図示の画像形成装置は、像担持体の一例であってドラム形状を有する回転体である電子写真感光体（以下、単に感光体という）４１を備え、この感光体４１の周りに、図中に矢印で示す回転方向に順次、帯電ローラからなる帯電装置４２、露光手段の一部を構成するミラー４３、現像ローラ４４ａを備えた現像手段４４、転写紙、記録紙等のシート状の記録材Ｐに現像された画像（トナー像）を転写する転写装置４８、感光体４１の周面に摺接するブレード４６ａを具備したクリーニング手段４６等が配置してある。そして、帯電装置４２と現像ローラ４４ａとの間において、感光体４１にはミラー４３を介して露光光Ｌｂを露光照射して走査するようになっている。この露光光Ｌｂの照射位置を露光部１５０と称する。

転写装置４８が感光体４１の下面と対向する部位は、記録材Ｐにトナー像が転写される公知の転写部４７となっており、この転写部４７より給紙方向上流側には一対のレジストローラ４９が設けてある。これらレジストローラ４９には、いずれかの給紙トレイ４０に収納した転写紙等のシート状の記録材Ｐが、給紙コロ群１１０のコロによって送り出され、搬送ガイド及び搬送ローラ群（符号を付していない）に案内されながら搬送されてくるようになっている。また、転写部４７より給紙方向下流の位置には、定着装置２０が配置してあり、定着装置２０より給紙方向下流側には両面記録実行時に転写紙の表裏を反転させ記録済みの紙面を下向きにして転写部４７に再給紙する自動両面装置３９が配置してある。

本実施形態における画像形成は、概ね次のようにして行なう。まず装置上部側では、感光体４１が回転を始め、この回転中に感光体４１が暗中において帯電装置４２により均一に帯電され、作成すべき画像に対応する露光光Ｌｂが露光部１５０に照射及び走査されることで、作成すべき画像に対応した潜像が感光体４１上に形成される。この潜像は感光体４１の回転により現像装置４４に近接したとき、ここでトナーにより可視像（顕像）化されて、感光体４１に担持されたトナー像となる。一方、装置下部側では、いずれかの給紙トレイ４０の給紙コロ群１１０により、複数の給紙トレイ４０のうちいずれか一つから記録材Ｐを呼び出し、例えば図中に破線で示すような所定の搬送経路を経て一対のレジストローラ４９の位置まで搬送し、ここで一旦停止させ、感光体４１上のトナー像が転写部４７で記録材Ｐの所定位置に対向するようなタイミングで送り出す。すなわち、好適なタイミングが到来すると、レジストローラ４９の位置で停止していた記録材Ｐをレジストローラ４９で送り出し、転写部４７に向けて搬送する。

感光体４１上のトナー像とこのトナー像が転写されるべき記録材Ｐの所定位置とは、その位置が転写部４７で合致し、転写部材４８による電界により、トナー像は記録材Ｐ上に吸引され転写される。こうして感光体４１周りの画像形成部でトナー像を転写され担持した記録材Ｐは、定着装置２０に向けて送り出される。そして、記録材Ｐ上のトナー像が、定着装置２０を通過する間に加熱、加圧されて記録材Ｐに定着された後、記録材Ｐは排紙部に排紙される。

また、記録材Ｐの両面に画像形成をする場合、図示しない分岐爪により自動両面装置３９に排紙された記録材Ｐが、自動両面装置３９でスイッチバック反転され、レジストローラ４９の手前の搬送経路に搬送される。

なお、転写部４７で転写されずに感光体４１上に残った残留トナーは、感光体４１の回転と共にクリーニング装置４６に至り、このクリーニング装置４６を通過する間に感光体４１上から清掃・除去され、次の画像形成に移行可能となる。

定着装置は、詳細は後述するが、一対のローラを採用した定着方式を採用した構成とされている。このため、定着装置には、定着ローラを加熱するための熱源を備え、この定着ローラに加圧ローラが当接、押圧している。

図２は、図１に示した画像形成装置で用い得るローラ方式の定着装置の概念的構成を示す断面図である。図において、２は磁束発生部、３は発熱回転体である定着ローラ、４は加圧回転体である加圧ローラ、Ｐは記録材、Ｔは記録材Ｐ上に載ったトナーである。なお、図示の例の定着装置は、磁束発生部２が備えるコイル２ａを誘導加熱回路であるインバータ（図示せず）により高周波駆動することによって高周波磁界を発生させ、この磁界により、主に金属性の定着ローラ３に渦電流が流れるようにしてローラ温度を上昇させているものである。図中２ｂは足コア、２ｃはセンターコア、２ｄはアーチコアであり、コイル２ａはアーチコア２ｄと定着ローラ３の間に位置している。

図３は、定着ローラ３の一部を拡大して取り出して示す断面図である。定着ローラ３は、直径が例えば４０ｍｍで、最も内側に消磁層（芯金）３Ａを備え、その外側に、矢印で示すように記録材Ｐの画像面側に向かって、空気による断熱層３Ｂ、整磁層３Ｃ、酸化防止層３Ｄ１、発熱層３Ｅ、酸化防止層３Ｄ２、弾性層３Ｆ、そして表層である離型層３Ｇから構成してある。消磁層３Ａには例えばアルミニウム又はその合金、空気による断熱層３Ｂは例えば５ｍｍ程度の間隙とすることができる。

整磁層３Ｃには公知かつ適宜の整磁合金（例えば厚さ５０μｍ）、酸化防止層３Ｄ１、３Ｄ２にはニッケルストライクメッキ（例えば厚さ１μｍ以下）、発熱層３ＥにはＣｕメッキ（例えば厚さ１５μｍ）、弾性層３Ｆにはシリコーンゴム（例えば厚さ１５０μｍ）、そして離型層３ＧにはＰＦＡ（厚さ３０μｍ）が用いられる。すなわち整磁層３Ｃから離型層３Ｇの表面までの厚さは例えば２００〜２５０μであるが、ただし、これらはすべて一例である。

整磁層３Ｃは、キュリー点が例えば１００〜３００℃になるように形成された磁性体（例えば鉄、ニッケルを含む整磁合金材料）からなり、加圧ローラ４の押圧により変形しニップを形成するように構成してある。この整磁層３Ｃの存在により、発熱層３Ｅ等の過熱が防止される。また、定着ローラ３側が凹形状となるニップを形成しやすいため、記録材Ｐの分離性が優れたものとし得る。なおもちろん、加圧ローラ４の押圧により変形するのは、図示の実施例では芯金３Ａ以外の、整磁層３Ｃ〜離型層３Ｇである。

図４（Ａ）は定着ローラ３の断面図であり、太目の実線の矢印はコイル２ａからの誘導磁束、細目の実線の矢印は渦電流を示し（図４（Ｃ）参照）、整磁層３Ｃを構成する整磁合金層の温度Ｔがキュリー温度Ｔｃ未満のため、整磁層３Ｃを構成する整磁合金が磁性体のままであり、コイル２ａが発生させた誘導磁束が整磁層３Ｃを非透過あるいは断熱層３Ｂを非透過となっている状態を示す。すなわち、キュリー点未満で整磁層３Ｃが磁束を透過させず、誘導磁束が芯金３Ａに届いていない状態を示している。

一方、図４（Ｂ）は、同じく定着ローラ３の断面図であり、誘導磁束が整磁層３Ｃ、断熱層３Ｂを透過して芯金３Ａに届いている状態を示している。図中点線の矢印はアルミニウム又はその合金製の芯金３Ａからの誘導磁束である（図４（Ｃ）参照）。すなわち、整磁層３Ｃを構成する整磁合金層の温度Ｔがキュリー温度Ｔｃより高いため、整磁層３Ｃを構成する整磁合金の磁性が失われて非磁性体となり、断熱層３Ｂの存在にもかかわらず、誘導磁束が芯金３Ａに届いている状態を示している。

すなわち、磁性体（上述した発熱層の機能をも含む）である整磁層３Ｃはキュリー点に達するまではほぼ瞬時に昇温し、キュリー点に達すると磁性を失い、したがって昇温しなくなり、一定の温度を保持する。したがって、整磁層３Ｃをなす素材のキュリー点が、この種の定着装置において現れる温度である１００〜３００℃になるように形成した磁性体で構成しておけば、定着ローラ３の発熱層３Ｅや芯金３Ａが過熱することがなくなり、概ね定着温度に保持できるようになり、定着ローラ３表面における高い離型性と耐熱性等とを損なわず、また複雑な制御を必要としなくなる。

なお、整磁層３Ｃが単層の場合に変形可能な条件としては、例えば材料が鉄、ニッケルを含む合金であり、厚みが１５０μｍ以下であり、この条件が整えば整磁層３Ｃを確実に変形させることができる。整磁層３Ｃは、例えば変形可能な基層上にメッキにより磁性材層を形成して構成してもよい。整磁層３Ｃを確実に変形させ、かつ整磁層３Ｃの破断が低減し得る。

また定着ローラ３の整磁層３Ｃの内側に設ける断熱層３Ｂは、整磁層３Ｃよりも熱伝導率の悪い材料から構成することが好ましい。これにより、発熱層３Ｅによる熱効率が向上する。断熱層３Ｂは、整磁層より熱伝導率の悪い発泡シリコーンゴム等の材料（熱伝導率は０．１Ｗ／ｍＫ）の層でもよいが、整磁層３Ｃの熱伝導率が例えば１１Ｗ／ｍＫであれば、例えば図示の例のように空気層等その他の断熱層であっても採用できる。なお断熱層には弾性体を含んでも、含まなくてもいずれでもよい。ただし、弾性体を含むようにすれば、加圧ローラ４による押圧力（ニップ圧）を大きくすることができるので、定着性が優れるものとすることができる。

なお本実施例において、断熱層３Ｂの厚みは１０ｍｍ以下程度とするか、あるいは磁束の強さ等の関係式から適当な厚さを導くかして形成することが好ましい。整磁層を透過した磁束が、確実に導電体に通過することが望ましいからである。

また、定着に用いる発熱回転体としては、ローラ、スリーブ、ベルトのいずれでもよく、整磁層が発熱層と別体の場合、整磁層は発熱層に対して固定されてもよく、固定されていなくてもよい。後者の場合、ベルトやスリーブが発熱層を有しローラが整磁層を有してもよい。

しかし、既に述べたように、このような電磁誘導加熱方式の定着装置では、発熱層３Ｅの温度が上昇するにつれて発熱層３Ｅから漏れ磁束が生じ、定着のための狙いの温度に達する直前に温度上昇が鈍ってウォームアップタイムが長くなってしまい、これを解決しようとしてキュリー点を高くすると、逆に狙いの温度過昇機能が得られなくなってしまう。

そこで本実施例では、図５に示すように、整磁層３Ｃのキュリー点を高くし、その内側に支持層３Ｈを設け、更にその内側で加圧ローラ４と対向してニップを形成する位置に加圧部材３Ｊを配し、従来のような芯金３Ａの代わりに断面が半円あるいは半楕円形の消磁材３Ｋを設け、支持層３Ｈが形成する円形の空間内で磁束発生部２に対して接、離動作できるように図示しない駆動装置により支持して設けてある。消磁材３Ｋには、導電体、例えばアルミニウム又はその合金を用い得るが、断面形状は図示のような形状には限定されない。またこのような消磁材３Ｋの駆動装置としては、この種の構造において筒内部の要素を移動させるために用いられる種々の機構が採用可能である。なお図５中においても、太目の実線の矢印はコイル２ａからの誘導磁束、細目の実線の矢印は渦電流を示し、点線の矢印はアルミニウム又はその合金製の芯金３Ａからの誘導磁束を示す。

図５（Ａ）は消磁材３Ｋの機能を高める動作状態を示す定着ローラ３の断面図である。消磁材３Ｋをコイル２ａに近づけて位置させる（この位置を以下では位置ａという）。整磁層３Ｃを構成する整磁合金層の温度Ｔをキュリー温度Ｔｃ以上とすると、整磁層３Ｃを構成する整磁合金の磁性が失われて非磁性体となり、高い消磁機能が発揮される。

一方、図５（Ｂ）は、消磁材３Ｋの機能を高めない動作状態を示す定着ローラ３の断面図である。消磁材３Ｋがコイル２ａから離れて位置する（この位置を以下では位置ｂという）ためコイル２ａからの誘導磁束が整磁層３Ｃを透過しているが、整磁層３Ｃを構成する整磁合金層の温度Ｔがキュリー温度Ｔｃより高く、消磁材３Ｋからの誘導磁束が生じていないため、整磁合金の磁性が失われず磁性体のままとなる。

すなわち、整磁層３Ｃを構成する整磁合金層の温度Ｔがキュリー温度Ｔｃより高いために、漏れ磁束は生じにくいが、温度過昇機能も得られにくくなるが、消磁材３Ｋの位置を移動させることにより、所望の発熱抑制制御を行える。図６は発熱層とアルミニウムからなる消磁材３Ｋのギャップと磁気結合の割合をグラフとして示す図、図７は同じく発熱低下率（図中▲で示す）と発熱抑制率（図中●で示す）の割合をグラフとして示す図である。そして図８は発熱効率の温度依存性を示す図であり、図５に示したような消磁材を機能させたとき（図中△で示す）と、機能させないとき（図中○で示す）を合わせて示してある。すなわち、整磁層３Ｃの発熱の制御はこれらのデータに基づいて、消磁材３Ｋの位置をコイル２ａに対して接、離させて行なえばよい。

図９は本実施例装置の動作を示すフローチャートである。まず画像形成装置の電源を投入すると（ステップ１）、消磁材３Ｋ（フローチャート中ではＡＬ（導電体）と記載してある）のホームポジション位置（制御内容に応じて予め設定しておく）を確認し（ステップ２）、画像形成装置がウォームアップ状態か否かを確認し（ステップ３）、ウォームアップ状態でなければＡＬ（導電体）を位置ａへと移動させ、更にウォームアップ状態か否かを確認する。

そして、画像形成装置がウォームアップ状態を脱したら（ステップ３でＹＥＳ）、ＡＬ（導電体）を位置ｂへと移動させ、印刷動作（あるいは画像形成動作）を指令する信号が画像形成装置の制御部へ入力されているか否かを確認し（ステップ６）、該信号が入力していなければ動作終了とし、入力していればＡＬ（導電体）を位置ａへと移動させる（ステップ７）。すると、印刷動作が行なわれ（ステップ８）、印刷動作が終了すると（ステップ９）、ステップ６へ戻って次の信号入力を待つ。なお、同様の制御は後述する実施例３及び実施例４に同様に採用できる。

図１０は実施例３の動作を示すフローチャートである。装置の構成は、上述した実施例１と同様のものを採用できる。まず画像形成装置の電源を投入すると（ステップ１１）、消磁材３Ｋ（フローチャート中ではＡＬ（導電体）と記載してある）のホームポジション位置（制御内容に応じて予め設定しておく）を確認し（ステップ１２）、画像形成装置がキュリー温度以上の動作か否かを確認し（ステップ１３）、キュリー点以上でなければＡＬ（導電体）を位置ａへと移動させ、更にキュリー点以上かどうか確認する。

そして、画像形成装置がキュリー点以上の状態であるときには（ステップ１３でＹＥＳ）、ＡＬ（導電体）を位置ｂに移動させ（ステップ１５）、更に通紙される用紙のサイズが予め定めた所定サイズより小さいかを判定する（ステップ１６）。所定サイズ以下でない場合には（ステップ１６）ＡＬ（導電帯）を位置ｂにしておき（ステップ１７）、通紙される用紙のサイズが所定サイズより小さいとき（ステップＳＴ１６のＹＥＳ）には、ＡＬ（導電体）を位置ａに移動して、印刷動作が行なわれ（ステップ１９）、印刷動作が終了すると（ステップ２０）、ステップ１６へ戻って次の通紙を待つ。なお、前記発熱層３Ｅと導電体である消磁層３Ａとの間の断熱層３Ｂの距離は定着ローラ３の設定条件により、その寸法を限定することができる。この寸法を５ｍｍ以上と限定することや、５ｍｍ未満と限定することができる。

本例によれば、導電体を離間することでキュリー温度を超えても発熱低減を抑制できる。また、このような動作は、低温環境等の条件で印字動作前の定着プレ回転時に、一旦実際の定着温度よりも高い温度まで昇温させて蓄熱し、連続通紙中の温度落込みに対応させたい場合に適用することができる。

また、本例では、キュリー温度を高く設定すると小サイズ端部温度上昇に対して不利になる。このため、小さいサイズの給紙時にはＡＬ（導電体）の位置を位置ａにすることにより、発熱層と導電体を近接させ発熱抑制効果を高めている。なお、同様の制御は後述する実施例３及び実施例４に同様に採用できる。

図１１は、本発明の実施例３を示す図５相当の断面図、図１２は図１１に示した消磁材と整磁層とを示す正面図である。本実施例では、電磁誘導加熱方式の定着装置の一般的な構造により近づけた構造を有し、整磁層３Ｃの内側に弾性体からなる断熱層３Ｂを有し、更にその内側に非導電性材料で構成した支持層３Ｈを配置している。支持層３Ｈは、耐熱性樹脂、セラミック等で形成することができる。このように支持層３Ｈを配置することにより、断熱層３Ｂを配置することができる。なお、前記例では、支持層３Ｈについては説明していないが、定着ローラ３の発熱層３Ｅの内側に同様の支持層３Ｈを配置した構成とすることができる。

また、前記支持層３Ｈの内側には、円筒形状の消磁材３Ｋを配置している。この消磁材３Ｋは中空円筒状のアルミニウム又はその合金からなる導電性の部材であり、この消磁材３Ｋはその軸３Ｌを駆動部（図示していない）で回転駆動できるようにしている。本例において前記駆動部は、前記発熱回転体とは独立して回転できるものである。また、図１０に示すように、消磁材３Ｋの中心Ｏは、前記軸３Ｌから離間した位置に配置されている。

また、本例では、図１２に示すように、導電体である消磁材３Ｋは、そのローラ軸方向長さ寸法を発熱層のローラ軸方向の長さ寸法より大きく形成している、そのため消磁材３Ｋは両端部で整磁層３Ｃの外側に突出している。このため、消磁材３Ｋは発熱層の軸方向全長において、発熱抑制効果を得ることができる。

以上のような構成により、定着ローラ３の回転駆動とは別個に駆動部で消磁材３Ｋを回転させることにより、回転方向における設定位置により整磁層との距離が変更できるようになっている。すなわち、駆動部を作動させて、図１１（Ａ）に示すように、消磁材３Ｋの中心Ｏが軸３Ｌより磁束発生部２側に接近した状態にすると、消磁材３Ｋの機能を高める動作状態とすることができる。また、図１１（Ｂ）に示すように、消磁材３Ｋの中心Ｏが軸３Ｌより磁束発生部２の反対側に接近した状態にすると、消磁材３Ｋの機能を高めない動作状態とすることができる。

なお、消磁材３Ｋ自体の機能や、位置による消磁効果は先に図５以下で説明したものと同様であるので説明は省略する。なおこの例では、弾性体である断熱層３Ｂの存在により、加圧ローラ４とのニップを形成しやすい。

図１３は、本発明の実施例４を示す図５相当の断面図である。本実施例では、実施例２と同様に、電磁誘導加熱方式の定着装置の一般的な構造により近づけた構造を有し、整磁層３Ｃの内側に弾性体からなる断熱層３Ｂを有し、更にその内側に非導電性材料で構成した支持層３Ｈを配置している。支持層３Ｈは、耐熱性樹脂、セラミック等で形成することができる。このように支持層３Ｈを配置することにより、断熱層３Ｂを配置することができる。

また、前記支持層３Ｈの内側には、円筒形状の消磁材３０を配置している。この消磁材３０は、アルミニウム又はその合金からなる導電性の部材であり、この消磁材３０はその軸３Ｌを駆動部（図示していない）で回転駆動できるようにしている。本例において前記駆動部は、前記定着ローラ３とは独立して回転できるものである。本例では、導電体である消磁材３Ｋは、そのローラ軸方向長さ寸法を発熱層のローラ軸方向の長さ寸法より大きく形成している、そのため消磁材３Ｋは両端部で整磁層３Ｃの外側に突出している。このため、消磁材３Ｋは発熱層の軸方向全長において、発熱抑制効果を得ることができる。

図１３に示すように、消磁材３０は、前記発熱回転体の回転中心と同一の回転中心を備え、回転中心から回転方向に沿って段階的に変更される輪郭を備えている。すなわち、消磁材３０は、その表面を３等分して中心からの半径がｒ１、ｒ２、ｒ３の３段階（ｒ１＞ｒ２＞ｒ３）に構成された表面部３０ａ，３０ｂ，３０ｃを備えている。

以上のような構成により、定着ローラ３の回転駆動とは別個に駆動部で消磁材３０を回転させることにより、回転方向における設定位置により整磁層との距離が変更できるようになっている。すなわち、駆動部を作動させて、図１３（Ａ）に示すように、消磁材３０の表面部３０ａを磁束発生部２側に配置した状態にすると、消磁材３Ｋの機能を高める動作状態とすることができる。また、図１３（Ｂ）に示すように、消磁材３０の表面部３０ｃを磁束発生部２に配置した状態にすると、消磁材３Ｋの機能を高めない動作状態とすることができる。同様に、表面部３０ｂを磁束発生部２側に移動させることにより、前両者の中間の状態を実現できる。なお、消磁材３Ｋ自体の機能や、位置による消磁効果は先に図５以下で説明したものと同様であるので説明は省略する。

本実施例による定着装置が適用される画像形成装置の一実施例を示す図である。 図１に示した画像形成装置で用い得るローラ方式の定着装置の概念的構成を示す断面図である。 定着ローラの一部を拡大して取り出して示す断面図である。 （Ａ）は消磁材の機能を高める動作状態を示す定着ローラの断面図、（Ｂ）は消磁材の機能を高めない動作状態を示す定着ローラの断面図、（Ｃ）は（Ａ）、（Ｂ）中の矢印の意味を示す図である。 定着回転体の内側に消磁材を配した本発明の実施例１の断面図である。 発熱層とアルミニウムからなる消磁材のギャップと磁気結合の割合をグラフとして示す図である。 同じく発熱低下率と発熱抑制率の割合をグラフとして示す図である。 発熱効率の温度依存性を示す図である。 本発明の実施例１の装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例２の装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例３を示す図５相当の断面図であり、（Ａ）は消磁材の機能を高める動作状態を示す定着ローラの断面図、（Ｂ）は消磁材の機能を高めない動作状態を示す定着ローラの断面図である。 図１１に示した消磁材と整磁層とを示す正面図である。 本発明の実施例４を示す図５相当の断面図であり、（Ａ）は消磁材の機能を高める動作状態を示す定着ローラの断面図、（Ｂ）は消磁材の機能を高めない動作状態を示す定着ローラの断面図である。

符号の説明

２：磁束発生部
３：定着ローラ（発熱回転体）
３Ａ：消磁層（芯金）
３Ｂ：断熱層
３Ｃ：整磁層
３Ｄ１、３Ｄ２：酸化防止層
３Ｅ：発熱層
３Ｆ：弾性層
３Ｇ：離型層
３Ｈ：支持層
３Ｊ：加圧部材
３Ｋ：消磁材
４：加圧ローラ（加圧回転体）
２０：定着装置
３０：消磁材
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ：表面部
３９：自動両面装置
４１：電子写真感光体（感光体）
４２：帯電装置
４３：ミラー
４４：現像手段
４４ａ：現像ローラ
４６：クリーニング手段
４６ａ：ブレード
４７：転写部
４８：転写装置
４９：レジストローラ
１１０：給紙コロ群
１５０：露光部
Ｐ：記録材

Claims (11)

1. 磁束によって発熱する発熱層を有する発熱回転体と、 前記発熱回転体の外側に配置され、磁束を発生させる磁束発生部と、 前記発熱層と一体又は別体に形成された整磁層と、 前記整磁層の内側に配置され、前記整磁層よりも体積抵抗率の低く、前記整磁層を透過した磁束が通過する導電体を備え、 前記発熱回転体の発熱により記録媒体上に画像を定着させる定着装置において、 前記導電体を、前記発熱回転体の径方向に移動可能とする駆動部を備えてなることを特徴とする定着装置。
2. 請求項１の定着装置において、画像形成動作時には前記導電体を前記整磁層に近い位置に移動させ、定着装置のウォームアップ時には前記導電体を前記整磁層から遠い位置に移動させるように前記駆動部を制御する制御部を備えることを特徴とする定着装置。
3. 請求項１又は２の定着装置において、前記発熱回転体を押圧して当接する加圧回転体を備え、前記発熱回転体と前記加圧回転体の間を通過する記録媒体上に、画像を定着させることを特徴とする定着装置。
4. 請求項３の定着装置において、前記整磁層の内側に弾性層を備え、前記発熱回転体は、前記弾性層により前記発熱回転体と前記加圧回転体のニップ部において弾性変形し、前記導電体は、前記弾性層より内側に配置されることを特徴とする定着装置。
5. 請求項３又は４の定着装置において、前記発熱回転体と摺動し、前記発熱回転体及び前記整磁層を挟んで前記加圧回転体と対向する弾性体を備え、前記発熱回転体は、前記弾性体により前記発熱回転体と前記加圧回転体のニップ部において弾性変形し、前記導電体は、前記発熱回転体の周方向において、前記ニップ部と離間して配置されることを特徴とする定着装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の定着装置において、前記駆動部は、キュリー温度以上で温度制御を行なう場合、前記発熱層と前記導電体とを離間させることを特徴とする定着装置。
7. 請求項６に記載の定着装置において、前記発熱層と前記導電体との離間距離は５ｍｍ以上としたことを特徴とする定着装置。
8. 請求項６に記載の定着装置において、定着装置へ予め規定したサイズより小さいサイズの用紙を連続通紙させる際には前記発熱層と導電体とを近接配置させることを特徴とする定着装置。
9. 請求項６に記載の定着装置において、前記発熱層と前記導電体距離は５ｍｍ未満としたことを特徴とする定着装置。
10. 請求項６ないし９のいずれかに記載の定着装置において、前記導電体はそのローラ軸方向長さ寸法を前記発熱層のローラ軸方向の長さ寸法より大きく形成していることを特徴とする定着装置。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。