JP4777037B2 - 画像加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録材上の画像を電磁誘導加熱方式により加熱する画像加熱装置に関する。

プリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置で使用される加熱方式の定着装置、すなわち記録材上に転写された未定着トナーを加熱することで記録材上に定着する転写装置として、熱ローラ方式、フィルム加熱方式の外に、電磁誘導加熱方式の定着装置がある。

この電磁誘導加熱方式の定着装置は、加熱体として電磁誘導発熱体を用いている。この電磁誘導発熱体に磁場発生手段により磁場を作用させると、電磁誘導発熱体に渦電流が発生し、さらに渦電流に起因してジュール熱が発生する。電磁誘導加熱方式の定着装置は、このジュール熱によって被加熱材としての記録材に熱を付与し、記録材表面に担持されている未定着のトナー像を記録材表面に加熱定着するものである。

特許文献１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いる。これによると、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することができる。

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。

特許文献２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。

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フィルム加熱方式の装置の場合も同様である。

特許文献３には、定着ローラ（フィルム）の長手方向に関する作用磁束の密度分布を変化せしめる磁束遮蔽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。

また、この特許文献３には、磁場発生手段と定着ローラ（フィルム）間に磁束遮蔽手段を配設し、磁束遮蔽手段に連接されるワイヤと、ワイヤが張架される回転自在なプーリと、このプーリを回転駆動するモータ等の所定の駆動手段にて移動し、定着ローラ（フィルム）の非通紙部の磁束調整を行う手段が開示されている。

この他、略円弧形状にした磁束遮蔽部材が磁束発生手段の外周部を回動することにより、非通紙部の磁束調整を行う手段も考案されている。このときの磁束遮蔽部材は、円弧部の長さを長手方向で変化させることにより磁束調整を行うという手段が考案されている。

また、非鉄金属からなる磁束遮蔽材を用いた磁束遮蔽手段も提案されている。これによれば、磁束遮蔽材は長手方向全体に円弧形状をなしており、中央部と端部で円弧長が変化していて、端部が中央よりも長い。磁束遮蔽材はホルダーと磁束遮蔽材駆動手段の間に配置され、磁束遮蔽材の両端部の曲げ越し部が磁束遮蔽材の長手方向両端部に配置された磁束遮蔽材駆動手段と係合され、非係合部ではホルダーと接触している。磁束遮蔽材は、長手方向両端部に配置された磁束遮蔽材駆動手段を同期回転させることでホルダー周上を回転し磁束調整を行うというものである。

特公平５−９０２７号公報 特開平４−１６６９６６号公報 特開平１０−７４００９号公報

しかしながら、上述の技術においては、磁束遮蔽部材駆動伝達手段の回転を制御する手段を持たないため、組立て時に磁束遮蔽材の長手方向両端部に配置された磁束遮蔽材駆動伝達手段の回転方向に対する位相を合わせることが困難であるといった問題がある。このため、磁束遮蔽部材が捩じれて組み込まれて、捩じれ残留応力により磁束遮蔽部材の寿命が低下するという問題があった。またホルダーと磁束遮蔽材の摺動抵抗の増加や磁束遮蔽材と誘導加熱体の接触による動作不良を引き起こすという問題もあった。

そこで本発明は、磁束遮蔽部材の長手方向の捩じれを抑制して磁束遮蔽部材の変形を抑制し、これにより磁束遮蔽部材の寿命の低下や他部材との摺擦による動作不良を防止することができる画像加熱装置に関する。

本発明は、磁束を生ずるコイルを有するコイルユニットと、前記コイルからの磁束により発熱し、記録材上の画像を加熱する像加熱部材と、前記コイルから前記像加熱部材の所定領域に向かう磁束を遮蔽する磁束遮蔽部材と、前記磁束遮蔽部材の一端に係合し、前記磁束遮蔽部材を回転させるための駆動力を伝達するための第一ギヤと、前記磁束遮蔽部材の他端に係合し、前記磁束遮蔽部材を回転させるための駆動力を伝達するための第二ギヤと、前記第一ギヤと前記第二ギヤとのそれぞれにかみ合うギヤを支持する支持軸を有し、前記支持軸が回転することによりモータから前記第一ギヤと前記第二ギヤとに駆動力を伝達する駆動力伝達部と、前記コイルユニットの一端を支持する第一支持板と、前記コイルユニットの他端を支持する第二支持板と、を有する画像加熱装置において、位置決めピン及びビス孔を有し、前記第一支持板及び前記第二支持板にそれぞれ支持される位相合わせ部材を備え、前記第一支持板及び前記第二支持板には、それぞれ、位置決めビスが突設されると共に、退避孔及び位置決め孔が穿設され、前記第一ギヤ及び前記第二ギヤには、それぞれギヤ位置決め部が設けられ、前記ビス孔に前記位置決めビスを係合させることにより前記第一支持板及び前記第二支持板にそれぞれ支持された前記位相合わせ部材の前記位置決めピンを、前記位置決め孔に挿入すると共に前記ギヤ位置決め部に係合することにより、前記第一ギヤと前記第二ギヤとの位相を合わせ、前記ビス孔に前記位置決めビスを係合させることにより前記第一支持板及び前記第二支持板にそれぞれ支持された前記位相合わせ部材の前記位置決めピンを、前記退避孔に挿入することにより、前記位置決めピンを前記ギヤ位置決め部から退避させる、ことを特徴とする。

本発明によると、磁束遮蔽部材の長手方向の捩じれを抑制して磁束遮蔽部材の変形を抑制し、これにより磁束遮蔽部材の寿命の低下や他部材との摺擦による動作不良を防止することができる。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一の図面または異なる図面において同一の符合を付したものは、同様の構成あるいは同様の作用をなすものであり、これらについては、適宜、重複説明を省略している。

＜実施の形態１＞
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る電磁誘導加熱方式の画像加熱装置を画像加熱定着装置（以下、定着装置と記す）として搭載した画像形成装置の一例の概略模型図である。本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレーザープリンタである。

符号１０１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）を示す。感光ドラム１０１は、矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。

符号１０２は帯電手段としての接触帯電ローラを示す。接触帯電ローラ１０２は、回転する感光ドラム１０１の外周面を所定の極性・電位に一様に帯電処理する。

符号１０３は露光手段としてのレーザースキャナを示す。レーザースキャナ１０３は、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したレーザー光Ｌを出力して、回転する感光ドラム１０１の一様帯電処理面を走査露光する。これにより感光ドラム面に走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。

符号１０４は現像装置を示す。現像装置１０４は、感光ドラム面の静電潜像をトナー画像として反転現像または正規現像する。

符号１０５は転写手段としての転写ローラを示す。転写ローラ１０５は、感光ドラム１０１に対して所定の押圧力で接触して転写ニップ部Ｔを形成している。この転写ニップ部Ｔに不図示の給紙機構部から被加熱材としての記録材Ｐが所定の制御タイミングにて給送されて転写ニップ部Ｔを挟持搬送されていく。また転写ローラ１０５には所定の制御タイミングで所定の転写バイアスが印加される。これにより、転写ニップ部Ｔを挟持搬送される記録材Ｐの面に感光ドラム１０１面側のトナー画像が順次に静電転写される。

転写ニップ部Ｔを出た記録材Ｐは感光ドラム１０１面から分離されて定着装置１００に導入される。定着装置１００は導入された記録材Ｐ上の未定着トナー画像を永久固着画像として加熱・加圧定着する。そして記録材Ｐは排出搬送される。

符号１０６は感光ドラムクリーニング器を示す。感光ドラムクリーニング器１０６は、記録材分離後の感光ドラム上の転写残トナーを除去する。転写残トナーが除去されて清浄面化された感光ドラム面は繰り返して作像に供される。

符号ａは記録材Ｐの搬送方向を示す。本実施の形態の画像形成装置において、記録材Ｐの給紙・搬送は記録材中心の中央通紙基準でなされる。

（２）定着装置１００
図２は画像加熱装置としての定着装置の要部の正面模型図、図３は拡大横断面模型図である。図４は定着ローラアセンブリ部分の縦断面模型図である。

＜定着ローラ＞
符号１は誘導発熱体（像加熱部材）としての定着ローラを示す。定着ローラ１は、鉄・ニッケル・ＳＵＳ４３０などの誘導発熱体（導電性磁性材）から形成された、肉厚が例えば０．１〜１．５ｍｍ程度の円筒状のローラである。一般に、その外周表面に、フッ素樹脂等の離型層、あるいは弾性層と離型層等を形成して用いられる。鉄など強磁性の金属（透磁率の高い金属）を使うことで、磁束発生手段から発生する磁束を金属内部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ことにより効率的に金属表面に渦電流を発生させられる。

この定着ローラ１は、その前側端部と後側端部とを定着前側板２１と定着後側板２２との外側にそれぞれ前側支持部材（芯決め板、第一支持板）２６の第１支持部材２６ａと後側支持部材（芯決め板、第２支持板）２７の第１支持部材２７ａを取り付けてある。定着ローラ１は、これと前側支持部材（芯決め板）２６の第１支持部材２６ａもしくは後側支持部材（芯決め板）２７の第１支持部材２７ａとの間にそれぞれ断熱ブッシュ２３ａ，２３ｂ及びベアリング２４ａ，２４ｂを介して回転自由に軸受支持させてある。

断熱ブッシュ２３ａ，２３ｂは、定着ローラ１からベアリング２４ａ，２４ｂへの伝熱を低減させるために用いている。符号Ｇ１は定着ローラ１の前側端部に外嵌して固着した定着ローラ駆動ギヤを示す。このギヤＧ１に第１モータＭ１の回転力が動力伝達系（不図示）を介して伝達されることで定着ローラ１が図３において矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される。図７は、断熱ブッシュ２３ａ，２３ｂと定着ローラギヤＧ１が取り付けられた状態の定着ローラ１の外観斜視図である。

符号２は加圧部材としての加圧ローラを示している。加圧ローラ２は、芯金２ａと、該芯金２ａの回りに同心一体にローラ状に形成具備させた弾性層２ｂ等からなる弾性ローラである。弾性層２ｂは例えば表面離型性耐熱ゴム層であるシリコーンゴム層である。この加圧ローラ２は上記定着ローラ１の下側に平行に配列されて、芯金２ａの前側端部と後側端部を定着前側板２１と定着後側板２２との間にそれぞれベアリング２５ａ，２５ｂを介して回転自由に軸受支持させてある。ベアリング２５ａ，２５ｂは定着前側板２１と定着後側板２２とにそれぞれ定着ローラ１の方向にスライド移動可能に配設してある。このベアリング２５ａ，２５ｂを付勢手段（不図示）により定着ローラ方向に押上付勢している。こうすることで、加圧ローラ２を定着ローラ１の下面に対して弾性層２ｂの弾性に抗して所定の押圧力Ｆにて圧接させて定着ローラ１と加圧ローラ２との間に加熱ニップ部としての所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させている。加圧ローラ２は定着ローラ１が回転駆動されることで定着ニップ部Ｎで摩擦回転力を受けて従動回転する。

＜コイルアセンブリ＞
符号３は磁束発生手段（コイルユニット）としての励磁コイルアセンブリを示す。この励磁コイルアセンブリ３は上記の円筒状の定着ローラ１の内空部に挿入して配設してある。励磁コイルアセンブリ３は、励磁コイル（以下、コイルと略記する）４、横断面Ｔ字型に配設された磁性体コア（以下、コアと略記する）５ａ，５ｂ、上記のコイル４とコア５ａ，５ｂを内蔵させて保持させたホルダー６を有する。更に、励磁コイルアセンブリ３はホルダー６の外側にホルダー６と同軸に回転自由に配設した磁束抑制手段（磁束調整手段）としての磁束遮蔽部材７を有する組み立て体である。図８はこの励磁コイルアセンブリ３と磁束抑制部材移動手段Ｍ２，２８，Ｇ４，Ｇ５の外観斜視図である。図９はホルダー６と磁束遮蔽部材７の分解斜視図である。図１０はホルダー６の内部の分解斜視図である。

ここで、以下において、定着装置の構成部材・部分について、長手方向とは、記録材搬送路面において記録材搬送方向ａに直交（交差）する方向とする。

ホルダー６はその長手方向全域で断面形状を略円筒形状にしてある。材質は、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。ホルダー６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材質が適している。

このホルダー６は、図１０のように、長手軸線に略沿って縦２つ割りとした第１半体６ａと第２半体６ｂの形態で成形してある。第１半体６ａと第２半体６ｂを重ね合わせて接着剤で一体に接合する、あるいは嵌め合い構造部で一体に接合する等により断面形状を長手方向全域で略円筒形状の部材にしている。第１半体６ａの内部にコイル４、コア５ａ，５ｂが組み込まれる。この第１半体６ａに対して蓋するように第２半体６ｂを重ね合わせて一体に接合することで、コイル４とコア５ａ，５ｂを内蔵させて保持させたホルダー６が組み立てられる。符号４ａ，４ｂはコイル４の引出し線（リード線）を示す。この引出し線４ａ，４ｂはホルダー６の前側端面に設けた穴部６ｃからホルダー６の外側に出される。

コイル４は、図１０のように、定着ローラ１の長手方向に長い略楕円形状（横長舟形）をしており、定着ローラ１の内面に沿うようにホルダー６の第１半体６ａの内部に配置されている。コイル４は加熱に十分な交番磁束を発生するものにする。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４の芯線としては、φ０．１〜０．３の細線を略８０〜１６０本程度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。また、第１コア５ａを周回するように６〜１２回巻回してコイル１を構成したものが使われる。

コア５ａはコイル４の巻き中心部にある第１コア（垂直部）である。コア５ｂはその上部の第２コア（水平部）である。この２つのコア５ａ，５ｂにより横断面Ｔ字型コアを構成させている。コア５ａ，５ｂはフェライト等の高透磁率残留磁束密度の低い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。また、コア５ａ，５ｂの形状・材質を規定するものではなく、第１コア５ａ及び第２コア５ｂを一体成形でＴ字型にしてもよい。

励磁コイルアセンブリ３のホルダー６は、図２，図４のように支持する構成をとっている。すなわち、円筒状のホルダー６の端部を定着ローラ１の前側端部開口から外方に、突出させて、定着前側板２１の外側に取り付けた第２支持部材２６ｂに設けた嵌合丸穴２６ｃに嵌合させて支持させてある。また、後側端部を定着ローラ１の後側端部開口から外方に突出させて、後側端部に設けたＤ字形状部６ｄを、定着後側板２２の外側に取り付けた後側支持部材２７の第２支持部材２７ｂに設けた嵌合Ｄ穴２７ｃにＤ嵌合させることで回転不能に固定支持させる。これによりホルダー６を定着ローラ１内にホルダー６と定着ローラ１とを略同軸にして、ホルダー外面と定着ローラ内面との間に所定のギャップを保持させた状態で、かつ円周方向に所定の角度姿勢で非回転に位置決めして配置している。ホルダー６の前側端面に設けた穴部６ｃからホルダー外側に出されているコイル引出し線４ａ，４ｂは励磁回路５１に接続される。なお、本実施の形態では上記ホルダー６の周方向の位置決めをＤ嵌合で行っているが、特にＤ嵌合に限定するものではない。ホルダー６の周方向の位置が決まれば任意の手段構成にすることができる。

＜磁束抑制手段＞
磁束遮蔽部材７は、図９のように、長手方向全域で基本的には横断面円弧形状を形成していて、長手両側部の円周方向に幅広の円弧状シャッター部（磁束抑制部）７ａ，７ａと、その両者７ａ，７ａ間の幅狭の円弧状つなぎ板部（連結部）７ｂを有している。連結部７ｂは両端部に配置されたシャッターギヤに係合支持され、定着ローラ１の長手方向（回転軸方向）に亘って回動可能に支持され、円弧状シャッター部（磁束抑制部）７ａ，７ａを支持する支持部である。材質は一般にアルミや銅系金属などの非鉄金属が用いられ、中でも電気抵抗率が低いものが好ましく用いられる。この磁束遮蔽部材７は、その両端部に曲げ越し７ｃ，７ｃを形成し、その曲げ越し７ｃ，７ｃをホルダー６の前側端部と後側端部とにそれぞれ回転自由に外嵌される第１のシャッタギヤ（駆動ギヤ、第一ギヤ）Ｇ２と第２のシャッタギヤ（駆動ギヤ、第二ギヤ）Ｇ３とに係合させている。こうして磁束遮蔽部材７は第１と第２のシャッタギヤＧ２，Ｇ３間に両持ちで支持させるようにしている。すなわち、長手両端部に設けた曲げ越し７ｃ，７ｃ（図８，図９）をホルダー６の前側端部と後側端部とにそれぞれ回転自由に外嵌させた第１のシャッタギヤＧ２と第２のシャッタギヤＧ３とに係合させて支持している。そしてこの磁束遮蔽部材７は、第１と第２のシャッタギヤＧ２，Ｇ３が磁束抑制部材移動手段Ｍ２，２８，Ｇ４，Ｇ５で回転されることで、定着ローラ１内においてホルダー外面と定着ローラ内面との円周方向ギャップ内をホルダー６と略同軸に回動移動する。

図８の磁束遮蔽部材７を移動させる移動手段としての符号Ｍ２，２８，Ｇ４，Ｇ５において、符号Ｍ２は第２モータ、符号２８はシャフト（支持軸）、符号Ｇ４は第１出力ギヤ、符号Ｇ５は第２出力ギヤを示す。シャフト２８は定着ローラ１の外側において定着ローラ１に平行に配列して定着前側板２１と定着後側板２２との間に軸受部材（不図示）を介して回転自由に支持させてある。第２モータＭ２はこのシャフト２８を回転する駆動源であり、ステッピングモータを用いている。第１出力ギヤＧ４と第２出力ギヤＧ５は、それぞれシャフト２８に同軸に固着して配設してあり、第１出力ギヤＧ４は励磁コイルアセンブリ３の第１のシャッタギヤＧ２に、第２出力ギヤＧ５は第２のシャッタギヤＧ３に、それぞれ噛合させてある。第２モータＭ２が回転駆動されることで、第１と第２のシャッタギヤＧ２，Ｇ３に回転力が伝達される。これにより磁束遮蔽部材７がホルダー６の外回りをホルダー６と略同軸に回動移動する。ギヤの材質は雰囲気温度やトルクにより様々な樹脂材が選択可能である。

図２において、符号５０は制御手段としての制御回路部（ＣＰＵ）を示す。制御回路部５０は、画像形成シーケンス制御の所定の制御タイミングにおいて、ドライバ５２を介して第１モータＭ１を起動させる。これにより定着ローラ駆動ギヤＧ１に回転力が与えられて定着ローラ１が図３の矢印の時計方向に回転駆動される。加圧ローラ２は従動回転する。

また制御回路部５０は、所定の制御タイミングにおいて、励磁回路５１を起動させてコイル４に交番電流を供給する。これにより発生する交番磁束（交番磁界）の作用で定着ローラ１が誘導発熱して昇温する。

図６は上記のような系における定着ローラ１の発熱の状態を定着ローラ１の横断側面模型図で示したもので、磁束発生手段の主たる磁束発生領域と、それに対応する定着ローラ部分の円周方向発熱量分布の説明図ある。コイル４は交番電流が流されることで交番磁束を発生する。定着ローラ１は前記のように磁性金属または磁性材料を用いており、定着ローラ１の肉厚内では磁界を打ち消すように誘導電流（渦電流）が発生する。この誘導電流によるジュール熱により定着ローラ１自体が発熱し、昇温していくことになる。

本実施の形態の構成においては、ホルダー６の、コイル４とコア５ａ，５ｂを組み込んだ第１半体６ａの外面側が主たる磁束発生領域であり、この磁束発生領域において定着ローラ１に磁束が作用して定着ローラ１の加熱がなされる。そして、定着ローラ１の円周方向において、その主たる磁束発生領域に対応する定着ローラ部分にて発熱する発熱量分布は模式図に示すように、２箇所に発熱量の多い部分Ｈ，Ｈが存在する。本実施の形態においては、その１箇所部Ｈが定着ニップ部Ｎに対応位置するように、他の１箇所部Ｈが定着ニップ部Ｎよりも定着ローラ回転方向上流側に位置するように、ホルダー６を、その円周方向の角度姿勢状態を位置決めして非回転に固定支持させて配置している。

磁束遮蔽部材７は、常時は、ホルダー６の外面と定着ローラ１の内面との間の円周方向ギャップ内において、図３，図６のように、上記の主たる磁束発生領域に対応するギャップ部分とは反対側のギャップ部分に位置移動されて保持されている。この反対側のギャップ部分は磁束発生手段から定着ローラ１に磁束が実質的に作用しない部分、あるいは作用磁束量が少ない部分である。この磁束遮蔽部材７の図３，図６の保持位置を第１切換え位置とする。

そして、その定着ローラ１の昇温温度が定着ローラ１の長手方向の略中央部の位置に定着ローラ１に接触あるいは非接触に配設した温度検知手段である中央部サーミスタＴＨ１で検知されて制御回路５０に入力する。制御回路５０はその中央部サーミスタＴＨ１から入力する定着ローラ検知温度が所定の目標温度（定着温度）に維持されるように励磁回路５１からコイル４への供給電力を制御して定着ローラ１の温度制御を行う。磁束遮蔽部材７が図３，図６の第１切換え位置に保持されている状態においては定着ローラ１はその長手方向の有効加熱全長域が所定の目標温度に温調維持される。

定着ローラ１の温度が所定の定着温度に立ち上って温調された状態において、定着ニップ部Ｎに未定着トナー画像ｔを担持した記録材Ｐが導入されて、定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。これにより、定着ローラ１の熱と定着ニップ部Ｎの加圧力で、未定着トナー画像ｔが記録材Ｐの面に加熱加圧定着される。

ここで、紙幅とは記録材Ｐの平面において記録材搬送方向ａに直交する方向の記録材寸法である。前記したように、本実施の形態においては、記録材通紙は記録材中心の中央通紙基準である。図２，図４において、Ｏはその記録材中央通紙基準線（仮想線）である。Ａは装置に通紙使用可能な最大紙幅の記録材の通紙領域幅である。この通紙領域幅Ａに対応する紙幅の記録材を大サイズ記録材とする。Ｂは大サイズ記録材の紙幅よりも小さい紙幅の記録材の通紙領域幅である。大サイズ記録材の紙幅よりも小さい紙幅の記録材を小サイズ記録材とする。Ｃは大サイズ記録材通紙領域幅Ａと小サイズ記録材通紙領域幅Ｂとの差領域幅である。すなわち小サイズ記録材を通紙した時に記録材搬送路面内に生じる非通紙領域幅である。記録材通紙が中央基準であるから、小サイズ記録材を通紙した時の非通紙領域は小サイズ記録材通紙領域幅Ｂの左右両側に生じる。非通紙領域幅Ｃは通紙された小サイズ記録材の紙幅の大小により異なる。

上記の中央部サーミスタＴＨ１は定着ローラ１の温調制御用として、大小どの紙幅の記録材が通紙されても記録材通紙領域となる小サイズ記録材通紙領域幅Ｂ内に対応する位置に配設してある。

ＴＨ２は非通紙領域幅Ｃ内に対応する位置に接触あるいは非接触に配設した、非通紙部昇温監視用としての温度検知手段である端部サーミスタである。この端部サーミスタＴＨ２の検知温度情報も制御回路部５０に入力する。

小サイズ記録材の通紙が連続的になされると、定着ローラ１の非通紙領域幅Ｃの部分が非通紙部昇温して行く。その昇温状態が端部サーミスタＴＨ２から制御回路部５０に入力する。制御回路部５０は端部サーミスタＴＨ２から入力する非通紙部昇温温度が所定の許容温度よりも高くなったら、ドライバイ５３を介して第２モータＭ２を起動させて、磁束遮蔽部材７を図３，図６の第１切換え位置から図５の第２切換え位置に回動移動させる。

この磁束遮蔽部材７の第２切換え位置は、磁束遮蔽部材７の長手両側部の幅広円弧状のシャッター部（磁束抑制部）７ａ，７ａがそれぞれ、以下の位置に進入した位置である。すなわち、ホルダー６の外面と定着ローラ１の内面との間の円周方向ギャップ内において主たる磁束発生領域に対応するギャップ部分であって、かつ非通紙領域幅Ｃ，Ｃに対応するギャップ部分に進入した位置である。

これにより、非通紙領域幅Ｃ，Ｃに対応する定着ローラ部分に対する磁束発生手段からの作用磁束量が低減されて、非通紙領域幅Ｃ，Ｃに対応する定着ローラ部分の発熱が抑えられる。すなわち、非通紙部昇温が抑えられる。

シャッター部７ａ，７ａは、主たる磁束発生領域に対応するギャップ部分であって、かつ非通紙領域幅Ｃ，Ｃに対応するギャップ部分の全体に進入させる構成にすることもできるし、そのギャップ部分の一部に進入させる構成にすることもできる。図５は上記のギャップ部分の略半分の領域に進入させる構成である。

制御回路部５０は磁束遮蔽部材７が第２切換え位置に回動移動された後、端部サーミスタＴＨ２から入力する非通紙領域部温度が所定の許容温度よりも低くなったら、磁束遮蔽部材７を第１切換え位置に戻し回動移動させる。こうして、非通紙領域部温度の下がり過ぎを防止する。

また制御回路部５０は磁束遮蔽部材７が第２切換え位置に回動移動された後、通紙使用される記録材が小サイズ記録材から大サイズ記録材に切換えられたら磁束遮蔽部材７を第１切換え位置に戻し回動移動させる。

定着ローラ１と磁束遮蔽部材７の相対距離（ギャップ）を確保する方法として、磁束遮蔽部材７と定着ローラ１との距離を広げる方法がある。しかしながら、これに伴い、必要以上にコア５ａ，５ｂと定着ローラ１との距離を広げると、熱交換効率が悪化するため今日ではあまり用いられていない。磁束遮蔽部材７及びホルダー６はコイル４が配置されている反対側にもホルダーを延長させホルダー６の断面形状を長手方向全域で略円形状にする。この形状にすることによりホルダー６、定着ローラ１、磁束遮蔽部材７の断面中心を合わせる事により、相対位置精度を向上することができる。

前記のように、磁束遮蔽部材７を駆動する駆動伝達手段として、ホルダー６の前側端部と後側端部とにそれぞれ回転自由に第１のシャッタギヤＧ２と第２のシャッタギヤＧ３を配置する。磁束遮蔽部材７の両端は曲げ越し７ｃ，７ｃを形成し、それぞれ上記第１のシャッタギヤＧ２と第２のシャッタギヤＧ３とに係合させて磁束遮蔽部材７を第１と第２のシャッタギヤＧ２，Ｇ３間に両持ちで支持させている。上記第１のシャッタギヤＧ２と第２のシャッタギヤＧ３は磁束遮蔽部材７の曲げ越し７ｃ，７ｃと係合していない領域ではホルダー６に嵌合している。このため磁束遮蔽部材７はホルダー６の面全体とギヤＧ２，Ｇ３の内径部とで支持され回動する。ギヤＧ２，Ｇ３とホルダー６とが嵌合する領域においてホルダー６の最大外径部はストレート形状を形成している。ここで最大外径部と表記しているのは上記嵌合領域においてホルダー６にリブを設けてリブの形状をストレート形状にしても良いことを意味している。これにより、ホルダー６、磁束遮蔽部材７を嵌合させることにより精度良く断面中心を合わせる事により、相対位置精度を向上することができる。

磁束遮蔽部材７は定着ローラ長手方向全域で基本的に円弧形状を形成し、両端部から中央部にかけて円弧部の長さが変わっている。小サイズ記録材を流すときには非通紙領域に対応する磁束抑制部材両端部のシャッター部７ａ，７ａを磁束発生領域に移動させることで定着ローラ端部の昇温を抑えている。本実施の形態では、非通紙領域に磁束遮蔽領域であるシャッター部７ａ，７ａを設けて、このシャッター部を磁束発生領域に移動させることで磁束抑制をする例を挙げて説明したがこの限りではない。例えば、磁束発生領域の通紙部に対応する中央部に磁束抑制部材（シャッター部）を設け、このシャッター部を磁束発生領域に移動させる。このように通紙領域の磁束分布を非通紙部に対して変えることで、定着ローラ長手方向における通紙部と非通紙部の発熱分布を変えることで定着ローラの温度調整を行ってもよい。

（駆動ギヤの位相合わせ方法）
本実施の形態では、前述したとおり、磁束遮蔽部材７の両端には回転駆動を伝達する第１，第２の駆動伝達部材である駆動ギヤＧ２，Ｇ３が設けられ、駆動ギヤＧ２，Ｇ３の所定の位置には磁束遮蔽部材７を係合する係合部を有している。このため、駆動ギヤを装置に装着させる際に、係合される磁束遮蔽板７が捩れないように駆動ギヤＧ２，Ｇ３の回転位置を所定の回転位置関係となるように位相を合わせる必要がある。そこで、本実施の形態では、駆動ギヤＧ２，Ｇ３を所定の回転位置関係となるように位相を合わせる位相合わせ手段を有する。

以下に、図１１（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）、図１２を参照して、定着装置Ｆの組み立て時の、磁束遮蔽部材７の軸方向両端部の、軸Ｃを基準としてときのねじれを防止するための構成及びその方法について詳述する。このうち図１２は、位相合わせ部材５８の斜視図である。また図１１（ｄ）は図４の左側部分のみを図示したものである。図１１（ａ）〜（ｄ）は、（ｅ）を左方から見た図であり、この順に、位相合わせ部材５８ａを退避位置に取り付けた状態、位置決め位置に取り付けた状態、ホルダー支持板２６を取り外した状態、位相合わせ部材５８ａを取り外した状態を示している。

本実施の形態では、磁束遮蔽部材７の軸方向両端部において、磁束遮蔽部材７と係合し、回転させる駆動ギヤＧ２，Ｇ３の位相合わせ手段として、図１２に示す位相合わせ部材５８を使用している。本実施の形態では、磁束遮蔽部材７に駆動を伝達する駆動伝達部材である駆動ギヤＧ２，Ｇ３には、磁束遮蔽部材７を係合する係合部があるため、駆動ギヤＧ２，Ｇ３の位相を合わせることで両端部の駆動ギヤＧ２、Ｇ３の係合部の位相を合わせることができる。こうして、磁束遮蔽部材７のねじれを防止することができる。なお、以下の説明では、駆動ギヤＧ２に対して使用する位相合わせ部材５８を、位相合わせ部材５８ａといい、駆動ギヤＧ３に対して使用する位相合わせ部材５８を、位相合わせ部材５８ｂと言うものとする。これら２個の位相合わせ部材５８ａ，５８ｂの構成は同様なので、以下では位相合わせ部材５８ａについてのみ説明する。

図１２に示すように、位相合わせ部材５８ａは、板状のベース５２７と、このベース５２７の一方の面に突設された円柱状の位置決めピン５２５と、ベース５２７を表裏方向に貫通するビス孔５２６によって構成されている。

一方、図１１（ｄ）に示すように、ホルダー支持板２６の側壁２６ａには、位置決めビス５２１が突設され、退避孔（第２の保持部）５２２、位置決め孔（第１の保持部）５２３が穿設されている。位置決めビス５２１及び退避孔５２２は、駆動ギヤＧ２の外周（歯先円）よりも外側に配置され、また位置決め孔５２３は、ほぼ歯先円に対応する位置に配置されている。また、位置決めビス５２１から退避孔５２２までの距離、及び位置決めビス５２１から位置決め孔５２３までの距離は、図１２に示す位相合わせ部材５８ａの位置決めピン５２５からビス孔５２６までの距離と等しい。また退避孔５２２の内径と位置決め孔５２３の内径とは同じであって、位相合わせ部材５８ａの位置決めピン５２５の外径よりもわずかに大きい。さらに位相合わせ部材５８ａのビス孔５２６の内径は、位置決めビス５２１よりもわずかに大きい。さらに、位相合わせ部材５８ａの位置決めピン５２５の外径は、駆動ギヤＧ２の所定の位置に設けられた、ギヤ位置決め部である位置決め孔部５２４（以下「切欠部５２４」という。）にちょうど嵌合される程度に設定されている。

つづいて、磁束遮蔽部材７の一方の端部に固定された駆動ギヤＧ２と、他方の端部に固定された駆動ギヤＧ３との位相を合わせる方法について説明する。

図１２に示す位相合わせ部材５８ａの位置決めピン５２５を、図１１（ｄ）に示すホルダー支持板２６の側壁２６ａの位置決め孔５２３に挿入して位置決めピン５２５の先端側を側壁２６ａの裏面側（内側）に突出させながら、ビス孔５２６を位置決めビス５２１に係合させる（図１１（ｂ））。このとき駆動ギヤＧ３を周方向に少し正逆回転させながら、切欠部５２４に位置決めピン５２５の先端側が係合されるようにする。これで磁束遮蔽部材７の一方の端部に対する駆動ギヤＧ２の位置決め（駆動ギヤＧ２の位相の固定）が終了する。ここで、位置決めピン５２５は駆動ギヤＧ２の回動を規制する回動規制手段である。

以上と同様の作業を、磁束遮蔽部材７の他方の端部の駆動ギヤＧ３に対して、位相合わせ部材５８ｂを使用して行う。これにより、磁束遮蔽部材７の他方の端部に対する駆動ギヤＧ３の位置決めが終了する。これと同時に、駆動ギヤＧ３の所定位置に設けられた磁束遮蔽部材７の他端との係合部の位置が決まる。以上で、磁束遮蔽部材７の両端部に対する駆動ギヤＧ２，Ｇ３の位置決め（各駆動ギヤＧ２，Ｇ３の位相の固定）、つまり位相合わせが終了する。本実施の形態では、位相合わせ手段により両端部に配置された駆動ギヤＧ２，Ｇ３の位相が合わされたとき（位相差がゼロ）磁束遮蔽部材７が捩れない状態となるように位置決め孔５２３、切欠部５２４の位置が設けられている。

以上の作業が終了した後、駆動ギヤＧ２，Ｇ３に駆動を付与する駆動付与手段（Ｍ２，Ｇ４，Ｇ５）を駆動ギヤＧ２，Ｇ３に係合させる。こうして、駆動ギヤＧ２，Ｇ３は駆動付与手段によって、所定の回転位置関係を保持した状態で磁束遮蔽板７に位置決めされる。次に、位相合わせ部材５８ａは、その位置決めピン５２５を位置決め孔５２３から引き抜き、ビス孔５２６を位置決めビス５２１から引き抜き、さらに位置決めピン５２５を退避孔５２２に挿入しつつビス孔６を位置決めビス５２１に係合させる。これにより、位相合わせ部材５８ａが駆動ギヤＧ２や磁束遮蔽部材７の回転を妨げることはない。なお、他方の位相合わせ部材５８ｂについても同様である。

本実施の形態では、位置決めピン５２５にて駆動ギヤＧ２，Ｇ３を固定することにより、駆動ギヤＧ２，Ｇ３の位相合わせをすると同時に、駆動ギヤＧ２，Ｇ３に駆動を付与する駆動付与手段（Ｍ２，Ｇ４，Ｇ５）を装着する際に駆動ギヤの回転位置がずれるのを防止することができる。

本実施の形態によると、磁束遮蔽部材７の軸方向両端部に固定した駆動ギヤＧ２，Ｇ３同期させて回転させることにより、磁束遮蔽部材７をその軸方向の位相差を一定に保持した状態で回転させることが可能となる。加えて、駆動ギヤＧ２，Ｇ３の位相を合わせた後も、位相合わせ部材５８ａ，５８ｂを定着装置内に保持することができるので、その後の磁束遮蔽部材７の取り付け、取り外しを簡単に行うことができる。

なお、本実施の形態では、ホルダー支持板２６に設けられた位置決め孔（第１の保持部）５２３と駆動ギヤＧ２に設けられた位置決め孔部（切欠き部）５２４の孔部を合わせることで駆動ギヤＧ２の位相合せを行っている。更に、位相合せ手段の位置決めピン５２５を位置決め孔５２３に貫通させることにより駆動ギヤＧ２の回動規制を行っている。

以上のような構成にすることにより、磁束が集中して発生する第１のコア５ａ端面が磁気遮蔽部材７により長手全域で覆われることがないため、磁気遮蔽部材７、もしくはコイル４の異常昇温を防止することが可能となる。またインピーダンスＬ値が急激に減少し、電源が破壊されてしまうことも防止できる。

尚、本実施の形態では回動規制部材は磁束抑制部材の両側に設けているが、これに限定される訳ではない。例えば、規制部材を片側もしくは中央に設けて規制しても良い。この場合、規制部材の位置は磁束抑制手段を移動させるため動力発生手段（駆動源）側の端部を規制するのが好ましい。こうすることで、規制部材の規制時における磁束抑制部材のねじれを低減することができる。

（３）その他
１）実施の形態の装置は大サイズ記録材と小サイズ記録材の大小２種類の記録材に対応して磁束遮蔽部材７の移動は第１切換え位置と第２切換え位置とに切換えるものであるけれども、これに限定されるわけではない。３種類以上の記録材紙幅に対応させて多段に位置切換する構成にすることもできることは勿論である。図１３は大・中・小の３種類の記録材紙幅に対応させた磁束遮蔽部材７の斜視模型図である。

２）実施の形態の装置は記録材の搬送を中央通紙基準で行う装置構成であるけれども、片側通紙基準の装置構成にも本発明は有効に適用することができる。図１４と図１５はそれぞれ片側通紙基準の装置である場合における磁束抑制部材形態例を示したものである。Ｏ´が片側通紙基準線である。

３）本発明の電磁誘導加熱方式の画像加熱装置は、実施の形態の画像加熱定着装置に限られず、未定着画像を記録材に仮定着する仮定着装置、定着画像を担持した記録材を再加熱してつや等の画像表面性を改質する表面改質装置等の画像加熱装置としても有効である。またその他、例えばシート状被加熱部材のしわ除去用の熱プレス装置や、熱ラミネート装置、紙等の被加熱部材の含水分を蒸発させる加熱乾燥装置など、シート状被加熱材を加熱処理する加熱装置として用いても有効であることは勿論である。

画像形成装置の一例の概略模型図。 定着装置の要部の正面模型図。 定着装置の要部の拡大横断面模型図。 定着ローラアセンブリ部分の縦断面模型図。 磁束遮蔽部材が第２切換え位置に回動移動されている状態時の定着装置の要部の拡大横断面模型図。 主たる磁束発生領域と、それに対応する定着ローラ部分の円周方向発熱量分布の説明図。 断熱ブッシュと定着ローラギヤが取り付けられた状態の定着ローラの外観斜視図。 励磁コイルアセンブリと磁束遮蔽部材移動手段の外観斜視図。 ホルダーと磁束遮蔽部材の分解斜視図。 ホルダーの内部の分解斜視図。 駆動ギヤの位置決めを説明する図。 位相合わせ部材の斜視図。 大・中・小の３種類の記録材紙幅に対応させた磁束遮蔽部材の斜視模型図。 片側通紙基準の装置である場合の磁束抑制部材形態例の斜視模型図。 片側通紙基準の装置である場合の、他の磁束抑制部材形態例の斜視模型図。

符号の説明

１ 定着ローラ（誘導発熱体，発熱体、像加熱部材）
３ 励磁コイルアセンブリ（磁束発生手段、コイルユニット）
７ 磁束遮蔽部材（磁束抑制部材，磁束抑制手段）
２８ シャフト（磁束制御部材移動手段，駆動付与手段、支持軸）
５８ａ 位相合わせ部材
１００ 定着装置（画像加熱装置）
５２１ 位置決めビス
５２２ 退避孔
５２３ 位置決め孔（第３の目印，第４の目印）
５２４ 切欠部（位置決め孔部，目印，第１の目印，第２の目印、ギヤ位置決め部）
５２５ 位置決めピン（回動規制手段，規制手段）
５２６ ビス孔
Ｇ２ 第１のシャッタギヤ（駆動ギヤ，第１の駆動伝達部材、第一ギヤ）
Ｇ３ 第２のシャッタギヤ（駆動ギヤ，第２の駆動伝達部材、第二ギヤ）
Ｇ４ 第１出力ギヤ（磁束制御部材移動手段，駆動付与手段）
Ｇ５ 第２出力ギヤ（磁束制御部材移動手段，駆動付与手段）
Ｍ２ 第２モータ（磁束制御部材移動手段，駆動付与手段）
Ｐ 記録材

Claims (1)

1. 磁束を生ずるコイルを有するコイルユニットと、前記コイルからの磁束により発熱し、記録材上の画像を加熱する像加熱部材と、前記コイルから前記像加熱部材の所定領域に向かう磁束を遮蔽する磁束遮蔽部材と、前記磁束遮蔽部材の一端に係合し、前記磁束遮蔽部材を回転させるための駆動力を伝達するための第一ギヤと、前記磁束遮蔽部材の他端に係合し、前記磁束遮蔽部材を回転させるための駆動力を伝達するための第二ギヤと、前記第一ギヤと前記第二ギヤとのそれぞれにかみ合うギヤを支持する支持軸を有し、前記支持軸が回転することによりモータから前記第一ギヤと前記第二ギヤとに駆動力を伝達する駆動力伝達部と、前記コイルユニットの一端を支持する第一支持板と、前記コイルユニットの他端を支持する第二支持板と、を有する画像加熱装置において、
   位置決めピン及びビス孔を有し、前記第一支持板及び前記第二支持板にそれぞれ支持される位相合わせ部材を備え、
   前記第一支持板及び前記第二支持板には、それぞれ、位置決めビスが突設されると共に、退避孔及び位置決め孔が穿設され、
   前記第一ギヤ及び前記第二ギヤには、それぞれギヤ位置決め部が設けられ、
   前記ビス孔に前記位置決めビスを係合させることにより前記第一支持板及び前記第二支持板にそれぞれ支持された前記位相合わせ部材の前記位置決めピンを、前記位置決め孔に挿入すると共に前記ギヤ位置決め部に係合することにより、前記第一ギヤと前記第二ギヤとの位相を合わせ、
   前記ビス孔に前記位置決めビスを係合させることにより前記第一支持板及び前記第二支持板にそれぞれ支持された前記位相合わせ部材の前記位置決めピンを、前記退避孔に挿入することにより、前記位置決めピンを前記ギヤ位置決め部から退避させる、
   ことを特徴とする画像加熱装置。

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