JP4832188B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置とそこに設置される定着装置とに関し、特に、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置及び画像形成装置に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、装置の立ち上げ時間を低減して省エネルギー化することを目的として、電磁誘導加熱方式の定着装置が広く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１等において、電磁誘導加熱方式の定着装置は、発熱部材としての支持ローラ（加熱ローラ）、定着補助ローラ（定着ローラ）、支持ローラと定着補助ローラとによって張架された定着ベルト、支持ローラに定着ベルトを介して対向する磁束発生手段（誘導加熱部）、定着補助ローラに定着ベルトを介して当接する加圧ローラ、等で構成される。磁束発生手段は、幅方向（記録媒体の搬送方向に直交する方向である。）に延設されたコイル部や、コイル部に対向するコア部、等で構成される。支持ローラの内部には、内部コア及び磁束遮蔽部材（遮蔽部材）が設置されている。

そして、定着ベルトは、磁束発生手段との対向位置で加熱される。加熱された定着ベルトは、定着補助ローラ及び加圧ローラの位置に搬送される記録媒体上のトナー像を加熱して定着する。詳しくは、コイル部に高周波の交番電流を流すことで、コイル部の周囲に交番磁界が形成されて、支持ローラ表面近傍に渦電流が生じる。支持ローラ（発熱部材）に渦電流が生じると、支持ローラ自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、支持ローラに巻装された定着ベルトが加熱される。
このような電磁誘導加熱方式の定着装置は、発熱部材が電磁誘導によって直接的に加熱されるために、熱ローラ方式（ヒータランプ加熱方式）等の他方式のものに比べて熱変換効率が高く、少ないエネルギー消費で短い立ち上げ時間にて定着ベルトの表面温度（定着温度）を所望の温度まで昇温できるものとして知られている。

ここで、特許文献１等では、小サイズ紙を連続的に通紙したとき等に発熱部材の幅方向両端部が過昇温してしまう不具合を抑止するために、支持ローラに内設された内部コア及び磁束遮蔽部材を回転駆動して、支持ローラの加熱範囲を記録媒体の通紙領域に応じて可変している。すなわち、通紙領域のみが加熱範囲となるように、発熱部材において非通紙領域に対応する範囲に作用する磁束を磁束遮蔽部材で遮蔽している。

特開２００５−２５８３８３号公報

上述した従来の定着装置は、発熱部材の加熱範囲を可変する磁束遮蔽部材が内部コアに接着剤や接着テープ等によって接着されていて、熱による接着力の低下によって磁束遮蔽部材が内部コアから離脱してしまう不具合が生じる可能性があった。

詳しくは、磁束遮蔽部材は接着剤等によって内部コア（コア）の表面に接着され、さらにその上から樹脂製テープによって固定されていた。そのため、定着装置（誘導加熱部）の稼動にともない、内部コア及び磁束遮蔽部材の周囲温度が高温に達すると、接着剤等による接着力や樹脂製テープによる固定力が低下して、磁束遮蔽部材が内部コアから離脱してしまう場合があった。磁束遮蔽部材が内部コアから離脱してしまうと、磁束遮蔽部材による本来の機能が発揮されなくなる。すなわち、小サイズ紙を連続的に通紙したとき等に、発熱部材の幅方向両端部が過昇温してしまう不具合が生じることになる。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、高温に達しても磁束遮蔽部材がコアから離脱することがなく、磁束発生手段によって加熱される発熱部材における幅方向両端部の過昇温が安定的に抑止される、定着装置及び画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を加熱して記録媒体に定着する定着装置であって、磁束を発生させる磁束発生手段と、前記磁束によって加熱される発熱層を有する発熱部材と、前記発熱部材を介して前記磁束発生手段に対向するコアと、前記磁束によって加熱される前記発熱部材の幅方向の加熱範囲を前記コアの幅方向の一部を遮蔽して可変する磁束遮蔽部材と、前記磁束遮蔽部材を前記コアの外周面上に非接着で保持する保持部材と、を備え、前記コアは、幅方向に分割された複数の分割コアからなり、前記保持部材は、前記コアの外周面上に突出する突出部と、前記突出部と一体化されるとともに隣接する２つの前記分割コアの間に挟持される非突出部と、を備えたものである。

また、請求項２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記磁束遮蔽部材は、複数の前記保持部材における前記突出部の穴部に挿嵌されて保持されるものである。

また、請求項３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記非突出部は、前記複数の分割コアとともに前記コアの軸部上に設置されたものである。

また、請求項４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記複数の分割コアは、隣接する分割コアとの隙間がないように形成されたものである。

また、請求項５記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記発熱部材は、トナー像を溶融する定着部材を加熱するものである。

また、請求項６記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項５に記載の発明において、前記定着部材は、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接するとともに、少なくとも２つのローラ部材に張架される定着ベルトであって、前記発熱部材は、前記少なくとも２つのローラ部材のうち１つのローラ部材であって、前記コアを、前記１つのローラ部材に内設された内部コアとしたものである。

また、請求項７記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項６に記載の発明において、前記磁束遮蔽部材は、前記内部コアとともに一体的に回転することで前記加熱範囲が段階的又は連続的に漸増又は漸減するように形成されたものである。

また、請求項８記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記発熱部材を、トナー像を溶融する定着部材としたものである。

また、請求項９記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項８に記載の発明において、
前記定着部材は、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接する定着ローラであって、前記コアを、前記定着ローラに内設された内部コアとしたものである。

また、請求項１０記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項８に記載の発明において、前記定着部材は、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接するとともに、少なくとも２つのローラ部材に張架される定着ベルトであって、前記コアを、前記ローラ部材に内設された内部コアとしたものである。

また、請求項１１記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項９又は請求項１０に記載の発明において、前記磁束遮蔽部材は、前記内部コアとともに一体的に回転することで前記加熱範囲が段階的又は連続的に漸増又は漸減するように形成されたものである。

また、請求項１２記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。

本発明は、電磁誘導加熱方式の定着装置において、磁束遮蔽部材をコアの外周面上に非接着で保持しているために、高温に達しても磁束遮蔽部材がコアから離脱することがなく、磁束発生手段によって加熱される発熱部材における幅方向両端部の過昇温が安定的に抑止される、定着装置及び画像形成装置を提供することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１〜図７にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、７は転写紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙部、９は記録媒体Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される感光体ドラム、１２は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上を帯電する帯電部、１３は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像部、１４は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐ上に重ねて転写する転写バイアスローラ、１５は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。

また、１６は転写ベルト１７を清掃する転写ベルトクリーニング部、１７は複数色のトナー像が記録媒体Ｐ上に重ねて担持されるように記録媒体Ｐを搬送する転写ベルト、１９は記録媒体Ｐ上のトナー像（未定着画像）を定着する電磁誘導加熱方式の定着装置、を示す。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、現像部１３との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、転写ベルト１７の内周面に当接するように転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、転写バイアスローラ１４の位置で、転写ベルト１７上の記録媒体Ｐに、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（転写工程である。）。

そして、転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された記録媒体Ｐは、図中の矢印方向に走行して、分離チャージャ１８との対向位置に達する。そして、分離チャージャ１８との対向位置で、記録媒体Ｐに蓄積された電荷が中和されて、トナーのちり等を生じさせることなく記録媒体Ｐが転写ベルト１７から分離される。
その後、転写ベルト１７表面は、転写ベルトクリーニング部１６の位置に達する。そして、転写ベルト１７上に付着した付着物が転写ベルトクリーニング部１６に回収される。

ここで、転写ベルト１７上に搬送される記録媒体Ｐは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された記録媒体Ｐが、不図示の搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達した記録媒体Ｐは、タイミングを合わせて、転写ベルト１７の位置に向けて搬送される。

そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、転写ベルト１７から分離された後に定着装置１９に導かれる。定着装置１９では、定着ローラと加圧ローラとのニップにて、カラー画像（トナー）が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、不図示の排紙ローラによって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、画像形成装置本体１に設置される定着装置１９の構成・動作について詳述する。
図２は定着装置を示す断面図であって、図３は定着ローラ２０の一部を示す断面図である。

図２に示すように、定着装置１９は、磁束発生手段としての誘導加熱部２４、定着ローラ２０、加圧ローラ３０、コアとしての内部コア２８、磁束遮蔽部材２９、等で構成される。
ここで、発熱部材としての定着ローラ２０（定着部材）は、ＳＵＳ３０４等の非磁性材料からなる中空構造の芯金２３の表面に、弾性層２２、発熱層２１等を形成した多層構造体である。

詳しくは、図３を参照して、定着ローラ２０は、芯金２３上に、弾性層２２、発熱層２１（第１非磁性材料２１ａと第２非磁性材料２１ｂとからなる。）、酸化防止層２０ｂ、離型層２０ａ、が積層されている。
弾性層２２は、シリコーンゴム等の弾性材料からなり、その厚さは５０〜５００μｍになっている。これにより、熱容量がそれ程大きくなく、良好な定着画像を得ることができる。

第１非磁性材料２１ａとしては、非磁性材料としてのＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３１６（いずれも非磁性ステンレス）等を用いることができる。
第２非磁性材料２１ｂとしては、非磁性材料としての銅（Ｃｕ）等を用いることができる。第２非磁性材料２１ｂの体積抵抗率は１．７×１０^-8Ω・ｍとなっていて、第１非磁性材料２１ｂの体積抵抗率よりも小さくなっている。なお、第２非磁性材料２１ｂとしては、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）等を用いることもできる。
第１非磁性材料２１ａ及び第２非磁性材料２１ｂからなる発熱層２１は、誘導加熱部２４（磁束発生手段）から発せられる磁束によって電磁誘導加熱される。

図３を参照して、酸化防止層２０ｂは、ニッケル（Ｎｉ）で形成され、その厚さは５μｍ以下になるように設定されている。酸化防止層２０ｂは、銅からなる第２非磁性材料２１ｂの酸化を防止するためのものである。
離型層２０ａは、ＰＦＡ等のフッ素化合物で形成され、その厚さは３０μｍになっている。離型層２０ａは、トナー像（トナー）Ｔが直接的に接する定着ローラ２０表面のトナー離型性を高めるためのものである。
なお、本実施の形態１では、発熱層２１を第１非磁性層２１ａと第２非磁性層２１ｂとの２層構造としたが、発熱層２１をＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等の非磁性金属材料からなる単層構造とすることもできる。

図２を参照して、加圧ローラ３０は、アルミニウム、銅等からなる円筒部材３２上にフッ素ゴム、シリコーンゴム等の弾性層３１が形成されたものである。加圧ローラ３０の弾性層３１は、肉厚が０．５〜２ｍｍで、アスカー硬度が６０〜９０度となるように形成されている。加圧ローラ３０は、定着ローラ２０に圧接している。そして、定着ローラ２０と加圧ローラ３０との当接部（定着ニップ部である。）に、記録媒体Ｐが搬送される。

磁束発生手段としての誘導加熱部２４は、コイル部２５（励磁コイル）、コア部２６（励磁コイルコア）、コイルガイド２７、等で構成される。コイル部２５は、定着ローラ２０の外周の一部を覆うように配設されたコイルガイド２７上に細線を束ねたリッツ線を巻回して幅方向（図２の紙面垂直方向である。）に延設したものである。コイルガイド２７は、耐熱性の高い樹脂材料等からなり、コイル部２５を保持する。コア部２６は、フェライト等の強磁性体（比透磁率が１０００〜３０００程度である。）からなり、発熱層２１に向けて効率のよい磁束を形成するためにセンターコア２６ａやサイドコア２６ｂが設けられている。コア部２６は、幅方向に延設されたコイル部２５に対向するように設置されている。

定着ローラ２０の内部には、フェライト等の強磁性体からなる内部コア２８（コア）と、内部コア２８の外周の一部を覆う磁束遮蔽部材２９と、がフランジ２０Ａを介して回転自在に設置されている（図４をも参照できる。）。内部コア２８及び磁束遮蔽部材２９の回転駆動は、定着ローラ２０の回転駆動とは別におこなわれる。
内部コア２８は、定着ローラ２０を介してコイル部２５に対向していて、定着ローラ２０の発熱層２１に効率的に磁束を透過させる。
磁束遮蔽部材２９は、厚さが１ｍｍ以上の銅等の良導体からなる。磁束遮蔽部材２９は、その厚さが表皮深さ（材料の体積固有抵抗及び比透磁率と、誘導加熱部２４の交番電流の周波数と、によって定まる。）よりも大きくなるように設定されていて、誘導加熱部２４から発熱層２１に達する磁束を必要に応じて低下させることができる。

また、図示は省略するが、定着ローラ２０の表面には、サーミスタが当接されている。サーミスタは、熱応答性の高い感温素子であって、定着ローラ２０上の温度（定着温度）を検知する。そして、サーミスタによる検知結果に基いて、誘導加熱部２４による加熱量を調整する。

このように構成された定着装置１９は、次のように動作する。
不図示の駆動モータによって、定着ローラ２０が図２の時計方向に回転駆動されると、加圧ローラ３０も反時計方向に回転する。そして、定着部材としての定着ローラ２０は、誘導加熱部２４との対向位置で、誘導加熱部２４から発生される磁束によって加熱される。

詳しくは、不図示の電源部からコイル部２５に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ（好ましくは、２０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚである。）の高周波交番電流を流すことで、コア部２６と内部コア２８との間に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、定着ローラ２０の発熱層２１に渦電流が生じて、発熱層２１はその電気抵抗によってジュール熱が発生して誘導加熱される。こうして、定着ローラ２０は、自身の発熱層２１の誘導加熱によって加熱される。

その後、誘導加熱部２４によって加熱された定着ローラ２０表面は、加圧ローラ３０との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔ（トナー）を加熱して溶融する。
詳しくは、先に説明した作像プロセスを経てトナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐが、不図示のガイド板に案内されながら定着ローラ２０と加圧ローラ３０との間に送入される（矢印Ｙ１の搬送方向の移動である。）。そして、定着ローラ２０から受ける熱と加圧ローラ３０から受ける圧力とによってトナー像Ｔが記録媒体Ｐに定着されて、記録媒体Ｐは定着ローラ２０と加圧ローラ３０との間から送出される。

定着位置を通過した定着ローラ２０表面は、その後に再び誘導加熱部２４との対向位置に達する。
このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。

次に、図４〜図７にて、内部コア２８及び磁束遮蔽部材２９の構成・動作について、詳しく説明する。
図４は、図２の定着装置２０に設置された定着ローラ２０を誘導加熱部２４側から幅方向にみた図であって、定着ローラ２０の内部を示している。図５は内部コア２８を示す斜視図であって、図６は分割コア２８Ａ及び保持部材４０の構造を示す斜視図であって、図７は保持部材４０を示す正面図である。

図４に示すように、定着ローラ２０の内部には、内部コア２８と磁束遮蔽部材２９（磁束遮蔽板）とが設置されている。詳しくは、定着ローラ２０の両端部には、耐熱性樹脂からなるフランジ２０Ａが挿設されている。定着ローラ２０のフランジ２０Ａには、磁束遮蔽部材２９を保持する内部コア２８の軸部２８Ｂが回転自在に支持されている。

強磁性体からなる円柱状の内部コア２８の幅方向両端部には、それぞれ、銅からなる磁束遮蔽部材２９が非接着で保持されている。磁束遮蔽部材２９は、内部コア２８の外周面を端面側から遮蔽する範囲を連続的に増減するように形成されている。具体的に、磁束遮蔽部材２９は、その展開形状が略三角形になっている（図５の斜視図を参照できる。）。これにより、内部コア２８を磁束遮蔽部材２９とともに回転させることによって、誘導加熱部２４のコイル部２５に対向する内部コア２８の幅方向の遮蔽範囲を可変することができる。

詳しくは、誘導加熱部２４のセンターコア２６ａ（磁束密度が最も高くなる位置である。）と内部コア２８との間に磁束遮蔽部材２９が介在する場合には、磁束遮蔽部材２９がないときに形成される正規の磁束が弱められる。これにより、磁束遮蔽部材２９を介在した定着ローラ２０の位置では、作用する磁束の低下にともない加熱効率が低下する。

ここで、磁束を低下させる幅方向の範囲（調整範囲）は、コイル部２５に対向する磁束遮蔽部材２９の姿勢を変化させることで可変することができる。具体的に、磁束遮蔽部材２９を内部コア２８とともに回転駆動（駆動制御）することで、定着ローラ２０上の加熱範囲を図４のＬ１〜Ｌ２の範囲で可変することができる。すなわち、調整範囲（遮蔽範囲）が０〜（Ｌ１−Ｌ２）の範囲で可変される。

なお、内部コア２８及び磁束遮蔽部材２９の回転駆動（駆動制御）は、内部コア２８の軸部２８Ｂに連結されたステッピングモータ（不図示である。）によっておこなわれる。このステッピングモータは、定着ローラ２０を駆動する駆動モータ（不図示である。）とは別の駆動系となる。

具体的に、内部コア２８及び磁束遮蔽部材２９を周方向に所定角度（所定ステップ数）回転させて、磁束遮蔽部材２９の最大範囲をセンターコア２６ａに対向させる。このとき、磁束が低下される調整範囲が最大になって、その調整範囲外（中央の幅Ｌ２の領域である。）が定着ベルト２２の主たる加熱範囲となる。
これに対して、内部コア２８及び磁束遮蔽部材２９を周方向にさらに所定角度回転させて、磁束遮蔽部材２９がセンターコア２６ａに対向しないようにする。このとき、磁束が低下される調整範囲がゼロになって、すべての範囲（幅Ｌ１の領域である。）が定着ベルト２２の主たる加熱範囲となる。

そして、定着ローラ２０に対する記録媒体Ｐの幅方向範囲（通紙領域）と、定着ローラ２０の加熱範囲と、が一致するように、ステッピングモータで磁束遮蔽部材２９を回転駆動する。なお、定着ローラ２０に対する記録媒体Ｐの幅方向範囲は、記録媒体Ｐのサイズを検知するサイズ検知センサ（検知手段）の検知結果に基いて定められる。
なお、本実施の形態１では、内部コア２８の外周面を端面側から遮蔽する範囲を連続的に増減するように磁束遮蔽部材２９を形成したが、内部コア２８の外周面を端面側から遮蔽する範囲を段階的（例えば、３段階である。）に増減するように磁束遮蔽部材２９を形成することもできる。

ここで、図４及び図５を参照して、本実施の形態１では、磁束遮蔽部材２９は、保持部材４０Ａ、４０Ｂによって内部コア２８の外周面上に非接着で保持されている。
詳しくは、コアとしての内部コア２８は、幅方向に分割された複数の分割コア２８Ａからなる（本実施の形態１では、幅方向長さが１０〜３０ｍｍの１４個の分割コア２８Ａである。）。そして、図６を参照して、保持部材４０は、内部コア２８（分割コア２８Ａ）の外周面上に突出する突出部４０ａと、突出部４０ａと一体化されるとともに隣接する２つの分割コア２８Ａの間に挟持される非突出部４０ｂと、で構成される。保持部材４０の突出部４０ａには、磁束遮蔽部材２９を非接着で保持するための穴部４０ａ１が形成されている。

具体的に、磁束遮蔽部材２９は、その両端が２つの保持部材４０Ａ、４０Ｂにおける突出部４０ａの穴部４０ａ１にそれぞれ挿嵌されて保持される。内部コア２８の幅方向中央部に設置される保持部材４０Ａの穴部４０ａ１は、図７（Ａ）に示すように、比較的小さく形成されていて、磁束遮蔽部材２９の先端部が挿嵌される。これに対して、内部コア２８の幅方向端部に設置される保持部材４０Ｂの穴部４０ａ１は、図７（Ｂ）に示すように、比較的大きく形成されていて、磁束遮蔽部材２９の底部が挿嵌される。

このような構成により、磁束遮蔽部材２９は、接着剤やテープを用いることなく、内部コア２８の外周面上に非接着で保持されるために、高温に達しても磁束遮蔽部材２９が内部コア２８から離脱する不具合が抑止される。
なお、保持部材４０Ａ、４０Ｂの材料としては、内部コア２８に向けて形成される磁束を乱すことのない非磁性材料を用いることが好ましい。
また、磁束遮蔽部材２９に対する保持力をさらに向上するために、突出部４０ａの穴部４０ａ１に挿嵌された磁束遮蔽部材２９を突出部４０ａに溶接することもできる。

ここで、図６を参照して、本実施の形態１では、保持部材４０の突出部４０ａ（磁束遮蔽部材２９が挿嵌・保持される部分である。）以外の部分を、内部コア２８表面に突出しない非突出部４０ｂとしている。これにより、内部コア２８の表面には不要な突出部が形成されないために、内部コア２８に向けて形成される磁束が乱れる不具合が抑止される。
ここで、複数の分割コア２８Ａは、隣接する分割コア２８Ａとの隙間がないように形成されることが好ましい。具体的には、保持部材４０の非突出部４０ｂの肉厚を薄く形成したり、非突出部４０ｂが挟持される部分が凹状になるように分割コア２８Ａを形成したりすることができる。これにより、内部コア２８の表面には不要な隙間が形成されないために、内部コア２８に向けて形成される磁束が乱れる不具合が抑止される。

なお、図６を参照して、保持部材４０の非突出部４０ｂは、複数の分割コア２８Ａとともに内部コア２８の軸部２８Ｂ上に設置されている。これにより、内部コア２８において、保持部材４０が高精度に位置決めされることになって、磁束遮蔽部材２９が安定的に保持される。

以上説明したように、本実施の形態１においては、電磁誘導加熱方式の定着装置において、磁束遮蔽部材２９を内部コア２８（コア）の外周面上に非接着で保持している。これにより、高温に達しても磁束遮蔽部材２９が内部コア２８から離脱することがなく、小サイズ紙を連続的に通紙した場合等であっても、誘導加熱部２４（磁束発生手段）によって加熱される定着ローラ２０（発熱部材）における幅方向両端部の過昇温が安定的に抑止される。

実施の形態２．
図８及び図９にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図８は実施の形態２における定着装置１９を示す断面図であって、図９は定着装置１９に設置される定着ベルト６０の一部を示す断面図である。本実施の形態２の定着装置１９は、定着部材として定着ベルト６０を用いている点が、定着部材として定着ローラ２０を用いている前記実施の形態１のものとは相違する。

図８に示すように、本実施の形態２における定着装置１９は、誘導加熱部２４、発熱部材としての定着ベルト６０（定着部材）、定着ベルト６０とともに発熱部材として機能する支持ローラ４１（ローラ部材）、定着補助ローラ５０（ローラ部材）、加圧ローラ３０、等で構成される。

ここで、定着補助ローラ５０は、ステンレス鋼等からなる芯金の表面に、シリコーンゴム等の弾性層を形成したものである。定着補助ローラ５０の弾性層は、肉厚が１〜５ｍｍで、アスカー硬度が３０〜６０度となるように形成されている。

発熱部材としての支持ローラ４１は、ＳＵＳ３０４（非磁性ステンレス）で形成された第１非磁性材料４１ａと、銅メッキ層からなる第２非磁性材料４１ｂと、で構成される発熱層を有する。支持ローラ４１の第１非磁性材料４１ａ及び第２非磁性材料４１ｂの構成は、前記実施の形態１における定着ローラ２０の第１非磁性材料２１ａ及び第２非磁性材料２１ｂの構成とほぼ同等である。また、図示は省略するが、支持ローラ４１の発熱層４１ａ、４１ｂ上には、酸化防止層及び磨耗防止層として機能するニッケル層が形成されている。さらに、支持ローラ４１の両端部には、支持部材としてのフランジ（耐熱性樹脂からなる。）が挿設されている。
支持ローラ４１は、図８の時計方向に回転する。そして、支持ローラ４１の発熱層４１ａ、４１ｂは、誘導加熱部２４から発せられる磁束によって誘導加熱される。

発熱層を備えた定着ベルト６０は、支持ローラ４１及び定着補助ローラ５０（２つのローラ部材である。）に張架・支持されている。
図９を参照して、定着ベルト６０は、内周面側から、発熱層（第１非磁性材料６１ａ、第２非磁性材料６１ｂで構成されている。）、ニッケルからなる酸化防止層６０ｂ、シリコーンゴム等からなる弾性層６２、フッ素化合物からなる離型層６０ａ、が積層されている。定着ベルト６０の各層の構成は、前記実施の形態１における定着ローラ２０の各層の構成とほぼ同等である。
定着ベルト６０は、図８の時計方向に走行する。そして、定着ベルト６０の発熱層６１ａ、６１ｂは、誘導加熱部２４から発せられる磁束によって誘導加熱される。

支持ローラ４１の内部には、フェライト等の強磁性体からなる内部コア２８と、内部コア２８の外周の一部を覆う磁束遮蔽部材２９と、がフランジを介して回転自在に設置されている。内部コア２８及び磁束遮蔽部材２９の回転駆動は、支持ローラ４１の回転駆動とは別におこなわれる。
内部コア２８は、定着ベルト６０及び支持ローラ４１を介してコイル部２５に対向していて、支持ローラ４１と定着ベルト６０の発熱層６１ａ、６１ｂとに効率的に磁束を透過させる。
磁束遮蔽部材２９は、その厚さが表皮深さよりも大きくなるように設定されていて、誘導加熱部２４から支持ローラ４１と定着ベルト６０の発熱層６１ａ、６１ｂとに達する磁束を必要に応じて低下させることができる。
ここで、本実施の形態２においても、前記実施の形態１と同様に、磁束遮蔽部材２９が複数の保持部材（不図示である。）によって内部コア２８の外周面上に非接着で保持されている。

このように構成された定着装置１９は、次のように動作する。
定着補助ローラ５０の回転駆動によって、定着ベルト６０は図８中の時計方向に周回するとともに、支持ローラ４１も時計方向に回転して、加圧ローラ３０も反時計方向に回転する。定着ベルト６０は、誘導加熱部２４との対向位置で加熱される。

詳しくは、不図示の電源部からコイル部２５に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ（好ましくは、２０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚである。）の高周波交番電流を流すことで、コア部２６と内部コア２８との間に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、支持ローラ４１表面と定着ベルト６０の発熱層６１ａ、６１ｂとに渦電流が生じて、支持ローラ４１及び発熱層６１ａ、６１ｂの電気抵抗によってジュール熱が発生して、支持ローラ４１及び発熱層６１ａ、６１ｂが加熱される。こうして、定着ベルト６０は、発熱した支持ローラ４１から受ける熱と、自身の発熱層６１ａ、６１ｂの発熱と、によって加熱される。

その後、誘導加熱部２４によって加熱された定着ベルト６０表面は、加圧ローラ３０との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔ（トナー）を加熱して溶融する。
定着位置を通過した定着ベルト６０表面は、その後に再び誘導加熱部２４との対向位置に達する。
このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。

以上説明したように、本実施の形態２においても、前記実施の形態１と同様に、電磁誘導加熱方式の定着装置において、磁束遮蔽部材２９を内部コア２８（コア）の外周面上に非接着で保持しているために、高温に達しても磁束遮蔽部材２９が内部コア２８から離脱することがなく、誘導加熱部２４（磁束発生手段）によって加熱される定着ベルト６０及び支持ローラ４１における幅方向両端部の過昇温が安定的に抑止される。

なお、本実施の形態２では、定着ベルト６０と支持ローラ４１とを発熱部材として用いた。これに対して、定着ベルト６０及び支持ローラ４１のうちいずれか一方のみを発熱部材として用いることもできる。その場合も、本実施の形態２と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。 図１の画像形成装置に設置される定着装置を示す断面図である。 定着ローラの一部を示す断面図である。 定着ローラの内部を示す概略図である。 内部コアを示す斜視図である。 分割コア及び保持部材の構造を示す斜視図である。 保持部材を示す正面図である。 この発明の実施の形態２における定着装置を示す断面図である。 定着ベルトの一部を示す断面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置本体（装置本体）、
１９ 定着装置、
２０ 定着ローラ（定着部材、発熱部材）、
２１ 発熱層、
２４ 誘導加熱部（磁束発生手段）、 ２５ コイル部、 ２６ コア部、
２８ 内部コア（コア）、
２８Ａ 分割コア、 ２８Ｂ 軸部、
２９ 磁束遮蔽部材、
３０ 加圧ローラ、
４０、４０Ａ、４０Ｂ 保持部材、
４０ａ 突出部、 ４０ａ１ 穴部、 ４０ｂ 非突出部、
４１ 支持ローラ（発熱部材、ローラ部材）、
５０ 定着補助ローラ（ローラ部材）、
６０ 定着ベルト（定着部材、発熱部材）。

Claims (12)

1. トナー像を加熱して記録媒体に定着する定着装置であって、
   磁束を発生させる磁束発生手段と、
   前記磁束によって加熱される発熱層を有する発熱部材と、
   前記発熱部材を介して前記磁束発生手段に対向するコアと、
   前記磁束によって加熱される前記発熱部材の幅方向の加熱範囲を前記コアの幅方向の一部を遮蔽して可変する磁束遮蔽部材と、
   前記磁束遮蔽部材を前記コアの外周面上に非接着で保持する保持部材と、
   を備え、
   前記コアは、幅方向に分割された複数の分割コアからなり、
   前記保持部材は、前記コアの外周面上に突出する突出部と、前記突出部と一体化されるとともに隣接する２つの前記分割コアの間に挟持される非突出部と、を備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記磁束遮蔽部材は、複数の前記保持部材における前記突出部の穴部に挿嵌されて保持されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記非突出部は、前記複数の分割コアとともに前記コアの軸部上に設置されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
4. 前記複数の分割コアは、隣接する分割コアとの隙間がないように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記発熱部材は、トナー像を溶融する定着部材を加熱することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記定着部材は、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接するとともに、少なくとも２つのローラ部材に張架される定着ベルトであって、
   前記発熱部材は、前記少なくとも２つのローラ部材のうち１つのローラ部材であって、
   前記コアは、前記１つのローラ部材に内設された内部コアであることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記磁束遮蔽部材は、前記内部コアとともに一体的に回転することで前記加熱範囲が段階的又は連続的に漸増又は漸減するように形成されたことを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
8. 前記発熱部材は、トナー像を溶融する定着部材であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の定着装置。
9. 前記定着部材は、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接する定着ローラであって、
   前記コアは、前記定着ローラに内設された内部コアであることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
10. 前記定着部材は、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接するとともに、少なくとも２つのローラ部材に張架される定着ベルトであって、
    前記コアは、前記ローラ部材に内設された内部コアであることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
11. 前記磁束遮蔽部材は、前記内部コアとともに一体的に回転することで前記加熱範囲が段階的又は連続的に漸増又は漸減するように形成されたことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の定着装置。
12. 請求項１〜請求項１１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。

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