JP5029475B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関し、特に、電磁誘導によって発熱体を加熱してトナーを溶融し、種々のサイズの記録シートに定着する定着装置において、装置を大型化させることなく定着部材の過熱を防止する技術に関する。

近年、画像形成装置を構成する定着装置に電磁誘導加熱方式が用いられるようになってきた。電磁誘導加熱方式では、熱容量の小さい定着部材（定着ベルトや定着ローラ）を励磁コイルによって電磁誘導加熱することによって、高いエネルギー効率とウォーミングアップ時間の短縮とを実現することができる。
電磁誘導加熱方式の中でも、励磁コイルを定着ローラの外部に配する外部ＩＨ（Induction Heating）方式の定着装置は、励磁コイルが発生させた磁束を定着部材の狭い範囲に集中させることができるので、特に高効率である。

しかしながら、低熱容量の定着部材は熱伝導速度が小さいので、小サイズ紙を連続通紙すると、定着部材の記録紙が通過しない箇所（以下、「非通紙部」という。）が過熱する（例えば、２６０℃以上）。このように定着部材が過熱した状態で大サイズ紙を通紙すると、トナーの過溶融による高温オフセットや光沢ムラが発生する。また、定着部材が更に過熱すると、定着ローラや加圧ローラを被覆するＰＦＡ（Tetra fluoro ethylene-perfluoro alkylvinyl ether copolymer）チューブ等の溶融、破壊を招くことにもなる。

このような問題に対して、コアを回転させることによって励磁コイルが発生させる磁束分布を制御する技術が提案されている（特許文献１を参照）。このようにすれば、記録紙のサイズに合わせて磁束分布を制御することにより、非通紙部の過熱を防止することができる。
特開２００４−１２６８６４号公報 特開２００７−１０８２１３号公報

しかしながら、磁束分布を制御するためにコアを回転させようとすると、コアが回転するための空間が必要となる。また、コアを回転させるための駆動装置も必要となるので装置の大型化を避けることができない、という問題がある。
また、消磁コイルを用いて磁束分布を制御する技術も提案されている（特許文献２を参照）。消磁コイルを用いれば、装置の大型化を免れることができる。

しかしながら、単位時間の画像形成枚数が多い高速機では非通紙部の過熱が特に甚だしく、上記の従来技術によっては過熱を解消し得ない。
図８は、従来技術に係る定着ローラの回転軸方向の温度分布を通紙サイズ毎に示すグラフである。図８において、横軸は定着ローラの回転軸方向の位置を表わし、縦軸は当該位置毎の温度を表わす。また、グラフ８０１〜８０３はそれぞれ大サイズ紙、中サイズ紙及び小サイズ紙を通紙した場合の定着ローラ温度を示す。

図８に示されるように、用紙サイズの大小に関わらず、定着ローラの非通紙位置における温度上昇が耐熱性上限温度に近づいたり、温度低下が定着性下限温度を超えたりしている。これは、電磁誘導加熱方式に用いられる定着部材は低熱容量のため定着ローラ軸方向の熱移動が極めて小さいからである。このため、従来技術を高速機に適用すると、非通紙部がさらに過熱するので実用に耐えない。

本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、装置を大型化させることなく、高速機においても非通紙部の過熱を防止することができる外部ＩＨ方式の定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、記録シートの通紙方向に沿って回転し、当該記録シートにトナー像を熱定着する加熱体の外方に対向するように励磁コイルとコアとが設けられ、励磁コイルが発生させる磁界の電磁誘導作用によって加熱体を加熱する外部ＩＨ方式の定着装置であって、前記励磁コイルが発生させる磁束を、前記加熱体の回転軸方向において一部減じるように設けられた消磁コイルと、前記コアの全体若しくは一部を、前記回転軸方向と平行な方向に滑動操作自在に支持する操作支持部材と、前記加熱体に通紙される記録シートの通紙幅に応じて、前記消磁コイルの通電制御とコアの滑動制御とを連携し若しくは独立して行う制御手段と、を備えることを特徴とする。

このようにすれば、記録シートの通紙幅に応じてコアを発熱体の回動方向に直交する方向に滑動させて、コアの移動範囲を最小化するので、外部ＩＨ方式の定着装置の大型化を招くことなく非通紙部の過熱を防止することができる。また、コアの滑動と消磁コイルのオンオフを併用することによって、更に多くのサイズの記録シートを高速通紙しても、非通紙部の過熱を防止することができる。

この場合において、操作支持部材は、ネジ送り機構にてコアを滑動させるとすればなお好適である。
また、通紙される記録シートのうち、通紙幅がもっとも小さい記録シートの通紙位置に固定された固定コアを備えるとすれば、センター通紙の場合であっても片側通紙の場合であっても、滑動させるコアのサイズを低減して、装置の小型化を図ることができる。

本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る定着装置を備えることを特徴とする。このようにすれば、装置を大型化させることなく、高速機においても非通紙部の過熱を防止することができる。

以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［１］ 画像形成装置の構成
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。図１に示されるように、画像形成装置１は定着装置１００、制御ユニット１１０、中間転写ベルト１２０、２次転写ローラ１２１、駆動ローラ１２２、従動ローラ１２３、１次転写ローラ１２４Ｙ〜１２４Ｋ、画像濃度センサ１２５、作像ユニット１３０Ｙ〜１３０Ｋ、給紙カセット１４０及び給紙ローラ１４１を備えている。

作像ユニット１３０Ｙは感光体ドラム１３１、帯電器１３２、プリントヘッド部１３３及び現像器１３４を備えており、作像ユニット１３０Ｍ〜１３０Ｋもそれぞれ同様の構成となっている。また、定着装置１００は定着ローラ１０１、加圧ローラ１０２及び磁束発生手段１０３を備えている。
中間転写ベルト１２０は画像形成装置１の内部のほぼ中央部に配設されている。中間転写ベルト１２０は、駆動ローラ１２２と従動ローラ１２３の外周部に張架されて矢印Ａ方向に回転駆動される。駆動ローラ１２２は図示しない駆動モータにて回転駆動され、従動ローラ１２３は中間転写ベルト１２０との摩擦によって従動回転する。

作像ユニット１３０Ｙ〜１３０Ｋはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を作像する。作像ユニット１３０Ｙ〜１３０Ｋは中間転写ベルト１２０の下部に、中間転写ベルト１２０に沿って配置される。
１次転写ローラ１２４Ｙ〜１２４Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１２０を挟んで作像ユニット１３０Ｙ〜１３０Ｋに対向配置されている。また、感光体ドラム１３１の周囲には、その回転方向に沿って帯電器１３２、プリントヘッド部１３３、現像器１３４及びクリーナ（図示省略）が配置されている。

駆動ローラ１２２には中間転写ベルト１２０を挟んで２次転写ローラ１２１が圧接されており、２次転写ローラ１２１と中間転写ベルト１２０とのＮＩＰ部が、２次転写領域１７０になっている。
定着装置１００は定着ローラ１０１、加圧ローラ１０２及び磁束発生手段１０３を備える。定着ローラ１０１と加圧ローラ１０２との圧接部が定着ＮＩＰ領域１７１となっている。

給紙カセット１４０は、画像形成装置１下部に着脱可能に配設されている。給紙カセット１４０内に積載収容された記録シートＰは、給紙ローラ１４１の回転によって最上部のものから１枚ずつ搬送路１６０に送り出される。
作像ユニット１３０Ｋと２次転写領域１７０との間には、レジストセンサを兼用する画像濃度（AIDC: Automatic Image Density Control）センサ１２５が設置されている。この画像濃度センサ１２５にて中間転写ベルト１２０上に形成された各色のパターンの間隔を測定し、その間隔を予め定められた基準値と比較することによって、各色の画像の書き出し開始タイミングが調整される。

制御ユニット１１０は画像形成装置１の各部の動作を制御する。
［２］ 画像形成装置の動作
次に、画像形成装置１の動作について説明する。
画像形成装置１は、ユーザによってプリントジョブが投入されると、当該プリントジョブに従って制御ユニット１１０は作像ユニット１３０Ｙ〜１３０Ｋのプリントヘッド部からレーザ光を出射させて感光体ドラム表面を露光し、静電潜像を形成する。

各感光体ドラム上に形成された静電潜像は、それぞれ現像器によって現像され、各色のトナー像が形成される。各色のトナー像は１次転写ローラ１２４Ｙ〜１２４Ｋにより、矢印Ａ方向に移動する中間転写ベルト１２０上に順次重ね合わせて転写される。
中間転写ベルト１２０上に転写されたトナー像は２次転写領域１７０まで搬送される。２次転写領域では、２次転写ローラ１２１によって、トナー像が中間転写ベルトから記録シートＰに静電転写される。

トナー像を転写された記録シートＰは搬送路１６１を経由して定着ＮＩＰ領域１７１まで搬送される。定着ローラ１０１は磁束発生手段１０３によって電磁誘導加熱されている。定着ＮＩＰ領域１７１において、記録シートＰはトナー像を溶融、圧着される。トナー像を定着された記録シートＰは、排紙ローラ１５１によって排紙トレイ１５０に排出される。

［３］ 定着装置１００の構成
次に、定着装置１００の構成について説明する。
図２は、定着装置１００の構成を示す断面図である。図２に示されるように、定着装置１００は、定着ローラ１０１、加圧ローラ１０２、磁束発生手段１０３、温度センサ２０１及び分離爪２０２を備えている。また、磁束発生手段１０３は、励磁コイル２１０、消磁コイル２１１、メインコア２１２、裾コア２１３及びコイルボビン２１４を備えている。

定着ローラ１０１と加圧ローラ１０２とは互いに回転軸が平行になるように、かつ、回転自在に軸受け部材（図示省略）にて支持されている。加圧ローラ１０２はバネ等を用いた加圧機構（図示省略）にて付勢され、定着ローラ１０１に圧接されている。これによって定着ＮＩＰ部１７１が形成される。
また、加圧ローラ１０２は不図示の駆動機構によって矢印Ｂ方向に所定の周速度で回転駆動される。定着ローラ１０１は加圧ローラ１０２との圧接摩擦力によって矢印Ａ方向に従動回転する。

温度センサ２０１は例えばサーミスタであって、定着ローラ１０１の表面に当接するように配設される。温度センサ２０１は定着ローラ１０１の表面温度を検出して温度信号を制御ユニット１１０に入力する。
制御ユニット１１０は温度センサ２０１が入力する温度信号に応じて高周波インバータ２２０を制御して、励磁コイル２１０に供給する電力を増減させる。この制御によって定着ローラ１０１の表面温度が所定の定着温度にされる。

定着時においては、磁束発生手段１０３が交流磁束を発生させて、定着ローラ１０１の電磁誘導発熱層に照射する。これによって、当該電磁誘導発熱層が電磁誘導発熱し、定着ローラ１０１の表面が所定の定着温度に保たれる。この状態で、記録シートＰが矢印Ｃ方向に搬送され、定着ＮＩＰ部１７１に進入する。
記録シートＰは、未定着のトナー像を担持する面を定着ローラ１０１側に向けるた状態で定着ＮＩＰ部１７１に挟持搬送され、定着ローラ１０１に加熱されて、未定着トナー像を溶融、圧着される。

分離爪２０２は、定着ＮＩＰ部１７１を通過した記録シートＰが定着ローラ１０１の周面に張り付いてしまった場合に、記録シートＰを定着ローラ１０１の周面から剥がして、紙詰まり（ジャム）を防止する。
切替えスイッチ２２１は、制御ユニット１１０の制御の下、消磁コイル２１１に通電したり通電を停止したりする。これによって、非通紙部分の過熱が抑えられる。

［４］ 定着ローラ１０１と加圧ローラ１０２との構成
次に、定着ローラ１０１と加圧ローラ１０２との構成について説明する。
図３は、定着ローラ１０１と加圧ローラ１０２との構成を示す断面図であって、（ａ）は定着ローラ１０１の断面を示し、（ｂ）は加圧ローラ１０２の断面を示す。
（ａ） 定着ローラ１０１の構成
先ず、定着ローラ１０１の構成について説明する。

図３（ａ）に示されるように、定着ローラ１０１は、芯金３０５の周面上に断熱層３０４、電磁誘導発熱層３０３、弾性層３０２及び離型層３０１が順次積層されてなる５層構成のローラである。定着ローラ１０１のローラ硬度はＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度で３０〜９０度である。また、ローラ外径は４０ｍｍ〜４５ｍｍの範囲内である。
芯金３０５は、厚さ４ｍｍのアルミ製である。材質は、強度が確保できればよく、鉄やステンレスを用いても良い。また、非磁性の高抵抗材料を用いれば、電磁誘導によって芯金３０５が発熱するのを防ぐことができる。

断熱層３０４はシリコーンゴムスポンジ材からなり、厚さ３ｍｍ〜７ｍｍで、硬度はアスカー硬度で２０〜６０度である。このような構成を備えることによって、断熱層３０４は電磁誘導発熱層３０３を断熱保持することができる。また、断熱層３０４は、電磁誘導発熱層３０３のたわみを許容して定着ＮＩＰ部１７１の記録シート搬送方向の幅を増やすことができる。更に、定着ローラ１０１の硬度を下げて排紙性・記録材分離性能を向上させる。

なお、断熱層３０４の材質はシリコーンゴムスポンジ材に限らず、耐熱性・弾性を有するゴム材やスポンジ体（断熱構造体）であれば良い。また、断熱層３０４の厚さは２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であれば良く、ゴム材とスポンジ材の２層構成としても良い。
電磁誘導発熱層３０３は、厚さ１０〜１００μｍの無端状のニッケル電鋳ベルト層である。なお、電磁誘導発熱層３０３の材料として磁性ステンレスのような比較的透磁率μが高く、適当な抵抗率ρをもつ磁性材料（磁性金属）を用いても良い。

弾性層３０２は、シリコーンゴムからなり、ＪＩＳ硬度１０度、厚さ２００μｍである。弾性層３０２は定着ローラ１０１の表面を記録シートＰや未定着トナー像に密着させる。
弾性層３０２の材料には、定着温度での使用に耐えうる耐熱性を有するゴム材やスポンジ体を用いても良い。また、弾性層３０２の材料としてシリコーンゴムを用いる場合、１成分系、２成分系又は３成分系以上のシリコーンゴムやＬＴＶ型、ＲＴＶ型又はＨＴＶ型のシリコーンゴム、縮合型又は付加型のシリコーンゴム等を用いても良い。

弾性層３０２の厚みは１０〜８００μｍの範囲内が好ましい。弾性層の厚さが１０μｍ未満であると目的である厚み方向の弾力性を得ることが難しくなる。
また、弾性層３０２の厚みが８００μｍを超えると、弾性層３０２自体の熱容量が大きくなるので、電磁誘導発熱層３０３で発生した熱が定着ローラ１０１の周面に伝わり難くなって、熱応答性が悪化する傾向がある。

弾性層３０２の硬度はＪＩＳ硬度で１〜８０度の範囲内であれば良く、望ましくは５〜３０度の範囲内であるのが好ましい。ＪＩＳ硬度が当該範囲内であれば、弾性層の強度の低下や密着性の不良を防止しつつ、トナーの定着性の不良を防止することができる。
離型層３０１は定着ローラ表面の離型性を高める。離型層３０１の材料としては、定着温度での使用に耐えられるＰＦＡ（Per Fluoro Alkoxy ethylene）、ＰＴＦＥ（Poly Tetra Fluoro Ethylene）、ＦＥＰ（Fluorinated Ethylene Propylene）、ＰＦＥＰ（Per Fluoro Ethylene Propylene）等のフッ素樹脂が用いられる。離型層３０１の厚さは５〜１００μｍの範囲内であれば良く、１０〜５０μｍの範囲内とすれば特に好適である。

（ｂ） 加圧ローラ１０２の構成
次に、加圧ローラ１０２の構成について説明する。
図３（ｂ）に示されるように、加圧ローラ１０２は、芯金３１３の周面上に断熱層３１２及び離型層３１１が順次積層されてなる３層構成のローラである。加圧ローラ１０２の外径は３５ｍｍ〜３７ｍｍの範囲内としている。

加圧ローラ１０２は３００〜５００Ｎの加重で定着ローラ１０１に圧接されており、定着ＮＩＰ部１７１の記録シート搬送方向における幅は９〜１３ｍｍである。
芯金３１３は厚さ３ｍｍのアルミ製パイプである。なお、芯金３１３の材質は強度が確保できれば、鉄やＳＵＳ（Stainless Used Steel）のパイプを使用しても良い。断熱層３１２はシリコーンスポンジゴムからなり、厚さ３ｍｍ〜１０ｍｍである。また、離型層３１１は離型層３０１と同様にＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂からなり、厚さ１０μｍ〜５０μｍである。

［５］ 磁束発生手段１０３の構成
次に、磁束発生手段１０３の構成について説明する。
図４は、定着装置１００の構成を示す外観斜視図である。
図４に示されるように、励磁コイル２１０は、耐熱性の樹脂で被覆した細い線を数十から数百本を束ねたリッツ線が、定着ローラ１０１の回転軸方向に沿って巻回されてなる。前述のように励磁コイル２１０は高周波インバータ２２０に接続されて１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、１００Ｗ〜２０００Ｗの高周波電力が供給されるからである。

消磁コイル２１１は、２つの部分コイル２１１ａ、２１１ｂからなっている。部分コイル２１１ａ、２１１ｂは何れも定着ローラ１０１の回転軸方向に沿って巻回されている。なお、本実施の形態においては、定着ローラ１０１長手方向の中心を基準として用紙搬送される。部分コイル２１１ａ、２１１ｂの配設位置は所定サイズの記録シートの非通紙位置、すなわち、定着ローラ１０１の回転軸方向両端部に配置される。

メインコア２１２は１２本のリブ状の部分コア２１２ａ〜２１２ｃからなっている。部分個２１２ａ〜２１２ｃはそれぞれ４本のリブからなっており、定着ローラ１０１の回転軸方向について部分コア２１２ｂは中央に配設され、部分コア２１２ａ、２１２ｃはそれぞれ端部に配設される。
部分コア２１２ａ、２１２ｃにはそれぞれナット４０１ａ、４０１ｃが固定されている。ナット４０１ａ、４０１ｃは互いに逆向きにネジ山が切られている。ナット４０１ａ、４０１ｃ、ネジ４０２及びパルスモータ４０３はネジ送り機構を構成しており、パルスモータ４０３がネジ４０２を回転駆動することによって、部分コア２１２ａ、２１２ｃは共に部分コア２１２ｂから離れるように、或いは共に部分コア２１２ｂに近づくように滑動する。

一方、部分コア２１２ｂは固定されている。なお、部分コアの数が１２本に限定されないのは言うまでも無く、数個〜十数個程度で適当な数にすればよい。
裾コア２１３は定着ローラ１０１の回転軸方向に沿って配設されている。裾コア２１３が複数の磁性体片ならなる場合には、これら磁性体片は定着ローラ１０１の回転軸方向に隙間無く並べられる。

メインコア２１２と裾コア２１３の何れも高透磁率で低損失の材料が用いられる。パーマロイのような合金を用いる場合には、コア内に渦電流が発生することに起因する損失が高周波で大きくならないように、積層構造としても良い。
励磁コイル２１０によって発生された磁束は、メインコア２１２及び裾コア２１３にて定着ローラ１０１の電磁誘導発熱層３０３に導かれる。これよって、電磁誘導発熱層３０３に渦電流が誘起され、ジュール熱が発生する。

［６］ 磁束発生手段１０３の動作
次に、磁束発生手段１０３の動作について説明する。
図５は、記録シートの通紙幅に応じた磁束発生手段１０３の動作を示す図であって、（ａ）はＡ３縦またはＡ４横を通紙する場合、（ｂ）はＢ４縦またはＢ５横を通紙する場合、（ｃ）はレター縦を通紙する場合、（ｄ）はＢ５縦を通紙する場合、（ｅ）はＡ６縦または葉書を通紙する場合をそれぞれ示す。

Ａ３縦またはＡ４横を通紙する場合、部分コア２１２ａ、２１２ｃを図５（ａ）に示される位置に移動させることによって。Ａ３縦またはＡ４横の通紙位置に磁束を導いて、当該位置を定着温度にすると共に、非通紙部の過熱を防ぐことができる。なお、部分コイル２１１ａ、２１１ｂは通電を停止されており、部分コイル２１１ａ、２１１ｂによる消磁作用は停止されている。

Ｂ４横またはＢ５横を通紙する場合、部分コア２１２ａ、２１２ｃを図５（ｂ）に示される位置に移動させることによって、Ｂ４縦またはＢ５横の通紙位置に磁束を導いて、当該位置を定着温度にすると共に、非通紙部の過熱を防ぐ。なお、部分コイル２１１ａ、２１１ｂは通電を停止されており、部分コイル２１１ａ、２１１ｂによる消磁作用は停止されている。

レター縦を通紙する場合、部分コア２１２ａ、２１２ｃを図５（ｃ）に示される位置に移動させ、部分コイル２１１ａ、２１１ｂに通電することによって、レター縦の通紙位置を定着温度にすると共に、非通紙部の過熱を防ぐ。
Ｂ５縦を通紙する場合、部分コア２１２ａ、２１２ｃを図５（ｄ）に示される位置に移動させ、部分コイル２１１ａ、２１１ｂに通電することによって、Ｂ５縦の通紙位置を定着温度にすると共に、非通紙部の過熱を防ぐ。

Ａ６縦または葉書を通紙する場合、部分コア２１２ａ、２１２ｃを図５（ｅ）に示される位置に移動させ、部分コイル２１１ａ、２１１ｂに通電するので、部分コア２１２ａ、２１２ｃは磁束に対してほとんど何の作用も及ぼさない。このため、Ａ６縦または葉書の通紙位置を定着温度にされると共に、非通紙部の過熱が防がれる。
このように、部分コア２１２ａ、２１２ｃの移動と、消磁コイル２１１による消磁の有無とを組み合わせて、様々なサイズの記録シートにきめ細かく対応することによって、画像形成を高速に行っても非通紙部が過熱しないようにすることができる。

［７］ 制御ユニット１１０
次に、制御ユニット１１０の動作について説明する。
図６は、制御ユニット１１０の動作を示すフローチャートである。図６に示されるように、制御ユニット１１０はプリントジョブを受け付けると（Ｓ６０１）、当該プリントジョブに係る用紙サイズを参照する（Ｓ６０２）。そして、部分コア２１２ａ、２１２ｃを移動させるべき位置を決定し（Ｓ６０３）、当該位置へ部分コア２１２ａ、２１２ｃを移動させる（Ｓ６０４）。

次に、用紙サイズに応じて部分コイル２１１ａ、２１１ｂに通電するか否かを決定する。部分コイル２１１ａ、２１１ｂに通電する場合には（Ｓ６０５：Ｙｅｓ）、切替えスイッチ２２１をオンする（Ｓ６０６）。また、部分コイル２１１ａ、２１１ｂに通電しない場合には（Ｓ６０６：Ｎｏ）、切替えスイッチ２２１をオフする（Ｓ６０７）。その後、制御部１１０は画像形成を実行する（Ｓ６０８）。

前記プリントジョブに係る画像形成を完了した後、部分コイル２１１ａ、２１１ｂが通電中ならば（Ｓ６０９：Ｙｅｓ）、切換えスイッチ２２０をオフする（Ｓ６１０）。そして、部分コア２１２ａ、２１２ｃをホーム位置に戻して（Ｓ６１１）、処理を終了する。
ここで、部分コア２１２ａ、２１２ｃのホーム位置とは、出荷時や画像形成を実行しない期間に部分コア２１２ａ、２１２ｃがあるべき位置として予め決められた位置である。画像形成の実行を完了するたびに部分コア２１２ａ、２１２ｃをホーム位置に戻すようにすれば、ホーム位置を基準として部分コア２１２ａ、２１２ｃを移動させるので、部分コア２１２ａ、２１２ｃを精度良く移動させることができる。

また、切替えスイッチ２２１がオンされると、消磁コイル２１１には励磁コイル２１０からの磁束により誘導電流が流れ、磁界の変化を妨げる方向に磁界が発生し消磁効果を発揮する。その結果、消磁コイル２１１がある部分のみ励磁コイル２１０から発生する磁界のパワーが小さくなるので、消磁コイルが存在する範囲のみ定着ローラ１０１の発熱量を低下させることができる。

［８］ 変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
（１） 上記実施の形態においては特に言及しなかったが、温度センサ２０１にて測定される定着ローラ１０１の表面温度に応じて、制御ユニット１１０が切換えスイッチ２２１をオン／オフしても良い。すなわち、予め高低２つの基準温度を用意しておき、測定温度が高い方の基準温度を超えたら切換えスイッチ２２１をオフし、低い方の基準温度を下回ったら切換えスイッチ２２１をオンしてもよい。このようにすれば、様々なサイズの記録シートにきめ細かく対応することができる。

（２） 上記実施の形態においては特に言及しなかったが、本発明に係る画像形成装置はプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、或いはこれらの機能を兼ね備えた複合機（MFP: Multi Functional Peripheral）等であって、外部ＩＨ方式の定着装置を備えているものをいう。
そのような画像形成装置であれば、本発明を適用して、その効果を得ることができる。特に、単位時間当たりの定着枚数が多い画像形成装置において有効である。

（３） 上記実施の形態においては、専ら定着ローラ１０１が電磁誘導発熱層３０３を備える場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしても良い。
図７は、本変形例に係る定着装置１４０の構成を示す断面図である。図７に示されるように、定着装置１４０は加熱ローラ７０１、定着ローラ７０２及び定着ベルト７０３を備えており、他の構成は図２と同様である。

定着ベルト７０３は電磁誘導発熱層を備えており、磁束発生手段１０３によって電磁誘導加熱される。加熱ローラ７０１は不図示の駆動手段によって矢印Ｄ方向に回転し、定着ベルト７０３を回転駆動する。定着ローラ７０２は定着ベルト７０３の回転によって矢印Ｅ方向に従動回転する。
このような構成の定着装置１４０についても、本発明を適用することによって、非通紙部の過熱を防止することができる。

（４） 上記実施の形態においては、電磁誘導発熱層３０３の材料に磁性金属を用いる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、非磁性金属を用いても良い。何れの金属体を用いても電磁誘導によって電磁誘導発熱層３０３内に渦電流が発生することにより電磁誘導発熱層３０３が加熱される。
（５） 上記実施の形態においては、専らネジ送り機構を用いてメインコアを滑動させる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、ネジ送り機構に代えて他の機構を用いてメインコアを滑動させても良い。本発明を適用すれば、メインコアを滑動させる機構の如何に関わらず、定着ローラの非通紙部の過熱を抑えることができる。なお、言うまでも無く、装置の大型化を招かない機構を採用するのが望ましい。

（６） 上記実施の形態においては、専らメインコア２１２がリブ状のコア複数からなる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えてシート状の部分コアからなっていても良い。部分コアがシート状であっても、定着ローラ１０１の回転軸方向に滑動させることによって、非通紙部の過熱を防止することができる。

（７） 上記実施の形態においては、専ら部分コア２１２ａ〜２１２ｃが何れも励磁コイル２１０から同じ距離にある場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて、部分コア２１２ａ、２１２ｃから励磁コイル２１０までの距離が部分コア２１２ｂから励磁コイル２１０までの距離と異なっていても良い。
また、この場合において、部分コア２１２ａ、２１２ｃが滑動して、部分コア２１２ｂに重なっても良い。このような構成であっても、本発明の効果に変わりは無い。

（８） 上記実施の形態においては、専らメインコア２１２が３つの部分コア２１２ａ〜２１２ｃからなる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、メインコア２１２が２つ以上の部分コアからなっており、かつ、１つ以上の部分コアを励磁コイル２１０に沿って滑動させることができれば、本発明の効果を得ることができる。

（９） 上記実施の形態においては、専ら定着ローラ１０１の回転軸方向中央を基準として記録シートＰを通紙し（以下、「センター通紙」という。）、従って、定着ローラ１０１の回転軸方向両端が非通紙部となる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて、定着ローラ１０１の回転軸方向の一方の端部（以下、「端部Ａ」という。）を基準として記録シートＰを通紙しても良い（以下、「片側通紙」という。）。

片側通紙の場合には、定着ローラ１０１の回転軸方向の他方の端部（以下、「端部Ｂ」という。）が非通紙部となるので、端部Ａ側に配設された部分コアは固定して滑動させず、端部Ｂ側に配設された部分コアを滑動させれば、非通紙部の過熱を防止することができる。なお、端部Ｂ側に配設される部分コアの数を増やせば、それだけ多くのサイズの記録シートに対応して、非通紙部の過熱を防止することができる。

（１０） 上記実施の形態においては、専ら定着ローラ１０１の回転軸方向両端にひとつずつ部分コイル２１１ａ、２１１ｂを配設する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて１つ以上の消磁コイルを配設すれば本発明の効果を得ることができる。また、片側通紙の場合には定着ローラ１０１の非通紙側にのみ消磁コイルを設ければ、非通紙部の過熱を防止することができる。

本発明に係る定着装置及び画像形成装置は、外部ＩＨ方式の定着装置を大型化させることなく定着部材の過熱を防止する技術として有用である。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。 定着装置１００の構成を示す断面図である。 定着ローラ１０１と加圧ローラ１０２との構成を示す断面図であって、（ａ）は定着ローラ１０１の断面を示し、（ｂ）は加圧ローラ１０２の断面を示す。 定着装置１００の構成を示す外観斜視図である。 記録シートの通紙幅に応じた磁束発生手段１０３の動作を示す図であって、（ａ）はＡ３縦またはＡ４横を通紙する場合、（ｂ）はＢ４縦またはＢ５横を通紙する場合、（ｃ）はレター縦を通紙する場合、（ｄ）はＢ５縦を通紙する場合、（ｅ）はＡ６縦または葉書を通紙する場合をそれぞれ示す。 制御ユニット１１０の動作を示すフローチャートである。 本発明の変形例（３）に係る定着装置１４０の構成を示す断面図である。 従来技術に係る定着ローラの回転軸方向の温度分布を通紙サイズ毎に示すグラフである。

符号の説明

１………………………画像形成装置
１００…………………定着装置
１０１…………………定着ローラ
１０２…………………加圧ローラ
１０３…………………磁束発生手段
１１０…………………制御ユニット
２０１…………………温度センサ
２１０…………………励磁コイル
２１１…………………消磁コイル
２１２…………………メインコア
２１３…………………裾コア
２１４…………………コイルボビン
２２０…………………高周波インバータ
２２１…………………切替えスイッチ
２１１ａ、２１１ｂ…部分コイル
２１２ａ〜２１２ｃ…部分コア
４０１ａ、４０１ｃ…ナット
４０２…………………ネジ
４０３…………………パルスモータ
Ｐ………………………記録シート

Claims (4)

1. 記録シートの通紙方向に沿って回転し、当該記録シートにトナー像を熱定着する加熱体の外方に対向するように励磁コイルとコアとが設けられ、励磁コイルが発生させる磁界の電磁誘導作用によって加熱体を加熱する外部ＩＨ方式の定着装置であって、
   前記励磁コイルが発生させる磁束を、前記加熱体の回転軸方向において一部減じるように設けられた消磁コイルと、
   前記コアの全体若しくは一部を、前記回転軸方向と平行な方向に滑動操作自在に支持する操作支持部材と、
   前記加熱体に通紙される記録シートの通紙幅に応じて、前記消磁コイルの通電制御とコアの滑動制御とを連携し若しくは独立して行う制御手段と、を備える
   ことを特徴とする定着装置。
2. 操作支持部材は、ネジ送り機構にてコアを滑動させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 通紙される記録シートのうち、通紙幅がもっとも小さい記録シートの通紙位置に固定された固定コアを備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 請求項１から３の何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。

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