JP3624040B2

JP3624040B2 - 加熱装置

Info

Publication number: JP3624040B2
Application number: JP34926795A
Authority: JP
Inventors: 秀夫七瀧; 哲也佐野; 篤義阿部; 浩樹木須
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2015-12-20
Also published as: JPH09171889A

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・磁気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。
【０００７】
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、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、該ゴム弾性層を介してトナー像の加熱を行なっている。このように特に熱容量の大きな定着ローラを用いる装置の場合には、該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、定着不良、光沢ムラ、オフセット等の問題が発生していた。
【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（特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７８７８号公報、特開平４−４４０７５〜４４０８３、２０４９８０〜２０４９８４号公報等）。
【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もとず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】
特公平５−９０２７号公報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。
【００１３】
特開平４−１６６９６６号公報には熱容量を低減したフィルム状の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。
【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】
【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、低消費電力である、ウエイトタイムの短縮が可能である、非通紙部における過昇温が防止されて高耐久化が可能である、フルカラー画像形成装置における定着装置として用いることができる、定着不良、光沢ムラ、オフセットの発生しない高いパフォーマンスを有する、等の性能を合わせ持った加熱装置が要望されている。
【００１６】
本発明はこのような要望に応え得る電磁加熱方式の加熱装置を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする加熱装置である。
【００１８】
（１）磁束発生手段と、前記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円筒形状の誘導発熱体と、を有し、前記磁束発生手段は前記誘導発熱体の周方向の一部で前記誘導発熱体の長手方向に亘って前記誘導発熱体に対向しており、前記誘導発熱体の熱により前記誘導発熱体に接触しつつ移動する被加熱材を加熱する電磁誘導加熱方式の加熱装置において、
前記誘導発熱体の周方向の前記磁束発生手段と前記誘導発熱体が対向する領域で且つ前記誘導発熱体の長手方向端部領域の前記磁束発生手段と前記誘導発熱体の間の位置と、この間の位置から周方向に移動した位置と、に移動可能な円弧形状の磁束遮蔽部材が設けられており、この磁束遮蔽部材の位置が周方向に切り換わることにより前記誘導発熱体の長手方向端部領域の発熱量が調整可能になっていることを特徴とする加熱装置。
【００１９】
（２）前記装置は更に、被加熱材のサイズに応じて前記磁束遮蔽部材の位置を制御する制御手段を有し、前記制御手段は被加熱材が小サイズの時には前記磁束遮蔽部材を前記磁束発生手段と前記誘導発熱体の間の位置に設定し、被加熱材が大サイズの時には前記磁束遮蔽部材を前記磁束発生手段と前記誘導発熱体の間の位置から周方向に移動した位置に設定することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
〈作用〉
円弧形状の磁束遮蔽部材の移動方向が周方向なので被加熱材の移動方向と直交する方向の装置のサイズアップを抑えつつ被加熱材が通過しない端部領域の過昇温を抑えられる。装置の高耐久化が可能となる。
【００３２】
誘導加熱体或は誘導加熱体を含む部材、伝熱材を小熱容量の部材にすることで加熱部を低消費電力で所定の温度に迅速に立ち上げることができ、ウエイトタイムの短縮化、クイックスタート性を具備させることが可能である。
【００３３】
フルカラー画像形成装置における定着装置として用いることができる、定着不良、光沢ムラ、オフセットの発生しない高いパフォーマンスを有する加熱装置を構成することが可能となる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（１）画像形成装置例
図１は画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は電子写真４色カラープリンタである。
【００３５】
１１は有機感光体でできた電子写真感光体ドラム（像担持体）であり、矢示の時計方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００３６】
感光体ドラム１１はその回転過程で帯電ローラ等の帯電装置１２で所定の極性・電位の一様な帯電処理を受ける。
【００３７】
次いでその帯電処理面にレーザ光学箱（レーザスキャナ）１３から出力されるレーザ光Ｌによる、目的の画像情報の走査露光処理を受ける。レーザ光学箱１３は不図示の画像読取装置等の画像信号発生装置からの目的画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調（オン／オフ）したレーザ光Ｌを出力して回転感光体面を走査露光するもので、この走査露光により回転感光体ドラム１１面に走査露光した目的画像情報に対応した静電潜像が形成される。１３ａはレーザ光学箱１３からの出力レーザ光を感光体ドラム１１の露光位置に偏向させるミラーである。
【００３８】
フルカラー画像形成の場合は、目的のフルカラー画像の第１の色分解成分画像、例えばイエロー成分画像についての走査露光・潜像形成がなされ、その潜像が４色カラー現像装置１４のうちのイエロー現像器１４Ｙの作動でイエロートナー像として現像される。そのイエロートナー像は感光体ドラム１１と中間転写体ドラム１６との接触部（或は近接部）である一次転写部Ｔ１において中間転写体ドラム１６の面に転写される。中間転写体ドラム１６面に対するトナー像転写後の回転感光体ドラム１１面はクリーナ１７により転写残りトナー等の付着残留物の除去を受けて清掃される。
【００３９】
上記のような帯電・走査露光・現像・一次転写・清掃のプロセスサイクルが、目的のフルカラー画像の、第２（例えばマゼンタ成分画像、マゼンタ現像器１４Ｍが作動）、第３（例えばシアン成分画像、シアン現像器１４Ｃが作動）、第４（例えば黒成分画像、黒現像器１４ＢＫが作動）の各色分解成分画像について順次に実行され、中間転写体ドラム１６面にイエロートナー像・マゼンタトナー像・シアントナー像・黒トナー像の都合４色のトナー像が順次重ねて転写されて、目的のフルカラー画像に対応したカラー画像が合成形成される。
【００４０】
中間転写体ドラム１６は、金属ドラム上に中抵抗の弾性層と高抵抗の表層を有するもので、感光体ドラム１１に接触して或は近接して感光体ドラム１１と略同じ周速度で矢示の半時計方向に回転駆動され、金属ドラムにバイアス電位を与えて感光体ドラム１１との電位差で感光体ドラム１１側のトナー像を該中間転写体ドラム面側に転写させる。
【００４１】
上記の回転中間転写体ドラム１６面に合成形成されたカラートナー画像は、該回転中間転写体ドラム１６と転写ローラ１５との接触ニップ部である二次転写部Ｔ２において、該二次転写部Ｔ２に不図示の給紙部から所定のタイミングで送り込まれた記録材Ｐの面に転写されていく。転写ローラ１５は記録材Ｐの背面からトナーと逆極性の電荷を供給することで中間転写体ドラム１６面側から記録材Ｐ側へ合成カラートナー画像を順次に一括転写する。
【００４２】
二次転写部Ｔ２を通過した記録材Ｐは中間転写体ドラム１６の面から分離されて画像加熱定着装置１０へ導入され、未定着トナー像の加熱定着処理を受けてカラー画像形成物として機外の不図示の排紙トレーに排出される。
【００４３】
画像加熱定着装置１０は本発明に従う電磁誘導加熱方式の装置である。この定着装置１０については次の（２）項で詳述する。
【００４４】
記録材Ｐに対するカラートナー像転写後の回転中間転写体ドラム１６はクリーナ１８により転写残りトナー・紙粉等の付着残留物の除去を受けて清掃される。このクリーナ１８は常時は中間転写体ドラム１６に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム１６から記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム１６に接触状態に保持される。
【００４５】
また転写ローラ１５も常時は中間転写体ドラム１６に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム１６から記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム１６に記録材Ｐを介して接触状態に保持される。
【００４６】
（２）画像加熱定着装置１０
図２・図３は画像加熱定着装置１０の一部切欠き側面模型図、図４は加熱アセンブリの縦断正面模型図、図５は加熱アセンブリの切欠き斜視図である。
【００４７】
この定着装置１０は、加熱アセンブリ１と、回転加圧部材としての加圧ローラ２を主体とする。
【００４８】
加熱アセンブリ１は、円筒状のフィルムガイド部材３、その内空に配設した磁束発生手段としての励磁コイル４と磁性コア（高透過率コア）５、円筒状フィルムガイド部材３にルーズに外嵌した、誘導発熱体としての円筒状（シームレス）の定着フィルム６、円筒状フィルムガイド部材３の一端側の内面円周に沿って上下方向ａ・ｂにスライド移動自由に配設した、磁束調整手段としての左右一対の円弧状の磁束遮蔽板７・７等からなる。
磁束発生手段としての励磁コイル４と磁性コア５は、図２〜５のように、誘導発熱体としての定着フィルム６の周方向の一部で定着フィルム６の長手方向に亘って定着フィルム６に対向している。
【００４９】
加圧ローラ２は芯金２ａと該芯金の外周を被覆させた２ｍｍ厚のシリコーンゴム層２ｂからなる弾性ローラである。
【００５０】
上記の加熱アセンブリ１と加圧ローラ２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１・２間に所定幅の定着ニップ部（加熱ニップ部）Ｎを形成させてあり、この定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム６の内面は円筒状フィルムガイド部材３の下面に密着している。
【００５１】
加圧ローラ２は駆動手段Ｍにより図２において矢示の時計方向に回転駆動され、この加圧ローラ２の回転駆動による該ローラ２と定着フィルム６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６に回転力が作用して、定着フィルム６は円筒状フィルムガイド部材３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３の下面に密着摺動しながら矢示の反時計方向に回転する。
【００５２】
励磁コイル４は励磁回路４０（図５）から供給される交番電流によって交番磁束を発生し、交番磁束は磁性コア５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６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、励磁コイル４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６が電磁誘導発熱状態になる。
【００５３】
定着ニップ部Ｎの温度は不図示の温度検知手段を含む温調系１００により励磁回路３０から励磁コイル４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。
【００５４】
而して、加圧ローラ２の回転による定着フィルム６の回転がなされ、励磁回路４０から励磁コイル４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の回転定着フィルム６と加圧ローラ２との間に、被加熱材としての、未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐが導入されることで、記録材Ｐは定着フィルム６の外面に密着して該定着フィルム６と一緒に定着ニップ部Ｎを通過していき、該定着ニップ部通過過程で、電磁誘導加熱された定着フィルム６の発熱で記録材Ｐと未定着トナー像ｔ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Ｐは定着ニップ部Ｎの出口側で定着フィルム６の外面から分離されて搬送される。
【００５５】
ａ．加熱アセンブリ１において、円筒状フィルムガイド部材３は、磁束の通過を妨げない絶縁性・耐熱性部材であり、励磁コイル４と磁性コア５を支持する共に、該部材２の外側を回転する円筒状定着フィルム６の内面をガイドして定着フィルム６の回転の安定性を確保する役目をする。
【００５６】
ｂ．本例の励磁コイル４は絶縁被覆電線を用い、外側形状を円筒状フィルムガイド部材３の内面に略対応させた横長舟形に巻回成形してなるものであり、円筒状フィルムガイド部材３の内面の略下半面部に外面を受けさせて円筒状フィルムガイド部材３内に挿入配設してある。励磁コイル４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。本例では芯線として細線を束ねた高周波用のφ１の絶縁被覆電線を用いて、定着ニップ部Ｎを周回するように１２回巻回して励磁コイル４を構成した。該励磁コイル４には励磁回路３０が接続されており、この励磁回路４０は５０ＫＨｚの交番電流を励磁コイル４へ供給できるようになっている。
【００５７】
ｃ．磁性コア５は横長のフェライトコアであり、横長舟形の励磁コイル４の略中央部に位置させ円筒状フィルムガイド部材３に支持させて配設してある。この磁性コア５は励磁コイル４より発生した交番磁束を効率よく定着ニップ部Ｎで高める役目をする。
【００５８】
ｄ．定着フィルム６は電磁誘導発熱層を含む円筒状部材であり、内径を円筒状フィルムガイド部材３の外径よりも少し大きくしてあり、円筒状フィルムガイド部材３にルーズに外嵌する。
【００５９】
図６の（ａ）は該定着フィルム６の層構成模型図である。本例の定着フィルム６は、内側（フィルムガイド部材３側）の電磁誘導発熱層６ａと、その外側の弾性層６ｂと、更にその外側の離型層（表層；加圧ローラ２側）６ｃの３層積層の複合層構成である。電磁誘導発熱層６ａの熱が弾性層６ｂ・離型層６ｃを介して定着ニップ部Ｎに搬送される記録材Ｐに伝熱されて記録材Ｐと該記録材上のトナー像ｔを加熱する。
【００６０】
発熱層６ａは交番磁束の作用による渦電流でジュール熱を生じる電磁誘導発熱性を有する材質層であり、ニッケルなど１０−５〜１０−１０ Ω・ｃｍの電気良導体である金属、金属化合物、有機導電体であればよく、より好ましくは透磁率が高い強磁性を示す鉄・コバルト等の純金属若しくはそれらの化合物を用いることができる。
【００６１】
該発熱層６ａは厚みを薄くすると十分な磁路が確保できなくなり、外部へ磁束が洩れて発熱層自身の発熱エネルギーは小さくなる場合があり、また厚くすると熱容量が大きくなり昇温に要する時間が長くなる傾向がある。従って厚みは発熱層６ａに用いた材料の比熱・密度・透磁率・抵抗率の値によって適正値があり、実際上１０〜１００μｍの厚み範囲で３℃／ｓｅｃ以上の昇温速度を得ることができた。
【００６２】
弾性層６ｂはシリコーンゴム等のゴム層であり、本例においては最大４層のトナー層からなるカラートナー画像の定着を良好にするために設けてあり、トナー像を該層の弾性により包み込んで均一に溶融させる作用をする。
【００６３】
該弾性層６ｂは硬度が高すぎると記録材あるいはトナー層の凹凸に追従しきれず画像光沢ムラが発生してしまう。そこで、弾性層６ｂの硬度としては６０°（ＪＩＳ−Ａ）以下、好ましくは４５°以下がよい。
【００６４】
弾性層６ｂの熱伝導率λに関しては６×１０^−４〜２×１０^−３［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ．］がよい。熱伝導率λが６×１０^−４［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ．］よりも小さい場合には、熱抵抗が大きく、定着フィルム表層における昇温速度が遅くなる。
【００６５】
該弾性層６ｂの厚さは１００〜３００μｍが好ましく、１００μｍよりも小さいとカラー画像形成装置のようにベタ画像の割合が多い場合に、斑点状の光沢ムラが発生しやすく、３００μｍを超えると表面と発熱層６ａとの間に熱勾配が発生して弾性層の熱劣化が発生しやすい。
【００６６】
離型層６ｃは定着フィルム表面へのトナーの付着を防止するもので、ＰＦＡ・ＰＴＦＥ・ＦＥＰ等のフッ素樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択することができる。
【００６７】
厚さは２０〜１００μｍが好ましく、２０μｍよりも小さいと塗膜の塗ムラで離型性の悪い部分ができたり、耐久性が不足するといった問題が発生する。また１００μｍを超えると熱伝導が悪化するという問題が発生し、特に樹脂系の離型層の場合は硬度が高くなりすぎ、弾性層６ｂの効果がなくなってしまう。
【００６８】
本例に使用した定着フィルム６は、ニッケルからなる厚み５０μｍの発熱層６ａと、シリコーンゴムからなる厚み２００μｍの弾性層６ｂと、フッ素樹脂からなる厚み３０μｍの離型層６ｃからなる３層複合層フィルムである。
【００６９】
また図６の（ｂ）に示すように、定着フィルム６の上記層構成において発熱層６ａの内側に断熱層６ｄを設けた４層構成の定着フィルム６としてもよい。断熱層６ｄはフッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂などの耐熱樹脂がよい。また、厚さとしては１０〜１０００μｍが好ましい。厚さが１０μｍよりも小さい場合には断熱効果が得られず、また耐久性も不足する。１０００μｍを超えると磁性コア５から発熱層６ａの距離が大きくなり、磁束が十分に発熱層６ａに到達しなくなる。断熱層６ｄを設けた場合、発熱層６ａに発生した熱による励磁コイル４や磁性コア５の昇温を防止できるため、安定した加熱をすることができる。
【００７０】
ｅ．円筒状フィルムガイド部材３の一端側の内面円周に沿って上下方向ａ・ｂにスライド移動自由に配設した左右一対の円弧状の磁束遮蔽板７・７は、小サイズの記録材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。この磁束遮蔽板７・７としてはアルムニウムや銅等の非磁性の電気良導体が好ましい。
【００７１】
本例においては定着装置１０に対する記録材Ｐの導入は片側基準通紙でなされる。図４・図５においてＯは片側通紙基準線、Ａは大サイズ記録材（装置に通紙使用可能な最大サイズ記録材）の通紙領域部、Ｂは小サイズ記録材の通紙領域部、Ｃは小サイズ記録材が通紙使用されたときの非通紙領域部（Ａ−Ｂ）である。
【００７２】
上記左右一対の円弧状の磁束遮蔽板７・７は、円筒状フィルムガイド部材３の上記非通紙領域部Ｃを生じる側の端部内面に設けた円周方向ガイド溝部３ａに嵌め入れてあり、それぞれ磁性コア５の左右側において円周方向ガイド溝部３ａに沿って上下方向ａ・ｂにスライド移動自由であり、非通紙領域部Ｃの幅に対応する幅を有する。
【００７３】
そしてそれぞれ下方ｂにスライド移動されることで図２のように励磁コイル４の左右外面と円筒状フィルムガイド部材３の内面との間に挿入された状態（閉じ位置）になる。
【００７４】
またそれぞれ上方ａにスライド移動されることで図３のように励磁コイル４の左右外面と円筒状フィルムガイド部材３の内面との間から抜け出た状態（開き位置）になる。
すなわち、円弧状の磁束遮蔽板７・７は、誘導発熱体としての定着フィルム６の周方向の、磁束発生手段としての励磁コイル４および磁性コア５と定着フィルム６が対向する領域で且つ定着フィルム６の長手方向端部領域の励磁コイル４および磁性コア５と定着フィルム６の間の位置（図２）と、この間の位置から周方向に移動した位置（図３）と、に移動可能に設けられており、この磁束遮蔽板７・７の位置が周方向に図２の閉じ位置と図３の開き位置に切り換わることにより定着フィルム６の長手方向端部領域の発熱量が調整可能になっている。
【００７５】
１）磁束遮蔽板７・７が図２の閉じ位置に在るときは、定着ニップ部Ｎの長尺方向（長手方向）に関して、小サイズ記録材を通紙したときの非通紙領域部Ｃに対する励磁コイル４からの交番磁束はこの閉じた磁束遮蔽板７・７により定着フィルム６との間で遮断若しくは低減されて磁束の作用密度が定着ニップ部Ｎの小サイズ通紙領域部Ｂに対する磁束の作用密度よりも低められる。その結果、定着ニップ部における小サイズ通紙領域部Ｂに対応する定着フィルム部分は所定にほぼ均一に電磁誘導発熱して定着に最適な温度分布となるが、非通紙領域部Ｃに対応する定着フィルム部分の電磁誘導発熱はそれよりも低下することで、非通紙部昇温現象の防止或は緩和がなされる。
【００７６】
２）磁束遮蔽板７・７が図３の開き位置に在るときは、該磁束遮蔽板７・７による磁束遮蔽がなされず、励磁コイル４で発生した交番磁束は定着ニップ部における大サイズ通紙領域部Ａの全域に亘り所定の高い密度で作用し、定着ニップ部における大サイズ通紙領域部Ａに対応する定着フィルム部分全域が所定にほぼ均一に電磁誘導発熱して定着に最適な温度分布となる。
【００７７】
磁束遮蔽板７・７はそれぞれアーム部７ａ・７ａを介して駆動手段７０（図４に連絡させてあり、閉じ位置・開き位置へ切り替え移動は装置に通紙使用される記録材のサイズに応じて制御回路１０１と駆動手段７０で自動的になされる。磁束遮蔽板７・７を開閉動させる駆動手段７０の具体的構造例は図には省略したけれども、モータやソレノイド等の駆動源と、レバー・リンク・カム・ベルト等による運動機構で適宜・容易に設計・構成することができる。
【００７８】
制御回路１０１は、装置に通紙使用される記録材Ｐが小サイズであると不図示の認知手段で検知されたときは、磁束遮蔽板７・７を図２の閉じ位置へ切り替え移動させるように駆動手段７０を制御する。この磁束遮蔽板７・７の閉じ位置へ切り替えにより上述１）のように非通紙部昇温現象の防止或は緩和がなされる。
【００７９】
また制御回路１０１は、装置に通紙使用される記録材Ｐが大サイズであると認知手段で検知されたときは、磁束遮蔽板７・７を図３の開き位置へ切り替え移動させるように駆動手段７０を制御する。これにより上述２）のように定着ニップ部の長尺方向に関して定着フィルムに到達する磁束は妨げられることなく全域発熱して大サイズの記録材の定着に最適な温度分布となる。
【００８０】
前述（１）の画像形成装置は中間転写体ドラム１６の採用により様々な記録材に対応できる特徴が有る。上述した本例の画像加熱定着装置１０の構成はこのような記録材への対応において、従来に比較して紙サイズの違いによる定着フィルム６の温度分布のムラを低減して高いスループットでの定着能力を提供する。
【００８１】
従来の定着フィルムを採用した像加熱装置においては大サイズの記録材と同じスループットで小サイズの記録材を通紙した場合に最大で６０度の温度分布ムラが発生していたが、本例においては温度分布ムラが低く抑えられるため高いフルスループットを維持することができる。
【００８２】
本例においては記録材を長尺方向一方に寄せて通紙する片側基準通紙の例を示したが、中央基準通紙の装置においても磁束遮蔽板７を両端側の非通紙領域部に配設して同様な効果を得ることができる。
【００８３】
また、本例では４色カラー画像形成装置について説明してきたが、モノクロ或いは１パルスマルチカラー画像形成装置に利用してもよい。この場合は定着フィルム６において弾性層６ｂを省略することができる。
【００８４】
【００８５】
【００８６】
【００８７】
【００８８】
【００８９】
【００９０】
【００９１】
【００９２】
【００９３】
【００９４】
【００９５】
【００９６】
【００９７】
【００９８】
【００９９】
【０１００】
【０１０１】
【０１０２】
【０１０３】
【０１０４】
【０１０５】
【０１０６】
【０１０７】
〈その他〉
ａ）上記の実施の形態の画像加熱定着装置のように、誘導発熱体としての円筒状の定着フィルム６をフィルムガイド部材３にルーズに外嵌させ、定着ニップ部Ｎを形成させた加圧ローラを回転駆動（加圧ローラ駆動方式）させることで定着フィルム６を回転させる装置構成は、定着フィルム回転時に定着ニップ部及びその近傍以外のフィルム部分にはテンションが加わらず（テンションレス）、定着フィルム回転時にフィルムガイド部材の長手に沿うフィルムの寄り移動力が小さい。そのためにフィルムの寄り移動を規制する手段は図には省略したがフィルム端部を受ける単純なフランジ部材等の簡単な手段構成でたりる利点がある。
【０１０８】
【０１０９】
【０１１０】
ｂ）本発明の加熱装置は上記の実施の形態の画像加熱定着装置にかぎらず、画像を担持した記録材を加熱して艶等の表面性を改質する加熱装置、仮定着する加熱装置等の像加熱装置、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。
【０１１１】
【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として、低消費電力である、ウエイトタイムの短縮が可能である、被加熱材の移動方向と直交する方向の装置のサイズアップを抑えつつ被加熱材が通過しない端部領域の過昇温を抑えられて高耐久化が可能である、フルカラー画像形成装置における定着装置として使用できる、定着不良、光沢ムラ、オフセットの発生しない高いパフォーマンスを有する、等の性能を合わせ持った加熱装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例における画像形成装置例の概略構成図
【図２】画像加熱定着装置の一部切欠き側面模型図（磁束遮蔽板閉じ状態時）
【図３】画像加熱定着装置の一部切欠き側面模型図（磁束遮蔽板開き状態時）
【図４】加熱アセンブリの縦断正面模型図
【図５】加熱アセンブリの切欠き斜視図
【図６】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ定着フィルム（誘導発熱体フィルム）の層構成模型図
【符号の説明】
１０加熱定着装置
１加熱アセンブリ
２加圧ローラ
３円筒状フィルムガイド部材
４励磁コイル
５磁性コア
６定着フィルム（誘導発熱体）
７磁束遮蔽板
８挿入コア

Claims

磁束発生手段と、前記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円筒形状の誘導発熱体と、を有し、前記磁束発生手段は前記誘導発熱体の周方向の一部で前記誘導発熱体の長手方向に亘って前記誘導発熱体に対向しており、前記誘導発熱体の熱により前記誘導発熱体に接触しつつ移動する被加熱材を加熱する電磁誘導加熱方式の加熱装置において、
前記誘導発熱体の周方向の前記磁束発生手段と前記誘導発熱体が対向する領域で且つ前記誘導発熱体の長手方向端部領域の前記磁束発生手段と前記誘導発熱体の間の位置と、この間の位置から周方向に移動した位置と、に移動可能な円弧形状の磁束遮蔽部材が設けられており、この磁束遮蔽部材の位置が周方向に切り換わることにより前記誘導発熱体の長手方向端部領域の発熱量が調整可能になっていることを特徴とする加熱装置。
前記装置は更に、被加熱材のサイズに応じて前記磁束遮蔽部材の位置を制御する制御手段を有し、前記制御手段は被加熱材が小サイズの時には前記磁束遮蔽部材を前記磁束発生手段と前記誘導発熱体の間の位置に設定し、被加熱材が大サイズの時には前記磁束遮蔽部材を前記磁束発生手段と前記誘導発熱体の間の位置から周方向に移動した位置に設定することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。