JP6071351B2 - 画像加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置に用いられ得る画像加熱装置に関する。

電子写真方式などにより画像を形成する画像形成装置は、画像形成部により形成されたトナー画像を記録材に転写し、トナー画像が転写された記録材を画像加熱装置としての定着装置で加熱して、トナー画像を記録材に定着させる。

昨今、このような定着装置として、電磁誘導加熱方式のものが提案されている。また、幅の狭い記録材に定着処理を行う場合、定着部材（加熱回転体）の記録材と接触しない領域（以下、非通過領域、非通過部）が、記録材により熱を奪われないことから、過剰に昇温してしまう現象が生じ得る。そこで、非通過部に対応する部分に配置された磁性コアを、励磁コイルから退避させる構成が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１２−１２８３１２号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載のように、磁性コアを退避させる構成とした場合、励磁コイルが適切な位置から浮いてしまい定着部材とのギャップが拡大化してしまう恐れがある。即ち、励磁コイルを保持するコイルホルダが熱膨張や熱収縮することで、励磁コイルがコイルホルダから浮いてしまう可能性がある。ここで、磁性コアを可動式にせずに固定（不動）すれば、この磁性コアにより励磁コイルの浮きを抑えることは可能であるが、磁性コアを可動式にする場合、このような対策を講じ得ない。

なお、励磁コイルの浮きが発生すると、定着部材と励磁コイルとの間のギャップ、若しくは、励磁コイルと磁性コアとのギャップが不安定になるため、定着部材の温度分布が不均一になり、画像光沢ムラなどの画像不良が発生する可能性がある。つまり、磁性コアを可動式にしつつも、励磁コイルが適切な位置から浮いてしまうのを抑制することが求められる。

本発明は、磁性コアを可動式にしつつも、励磁コイルが適切な位置から浮いてしまうのを抑制することができる画像加熱装置を提供することを目的とする。

本発明は、記録材上のトナー像を加熱する加熱回転体と、前記加熱回転体の外部に配置され前記加熱回転体を電磁誘導発熱させる励磁コイルと、前記励磁コイルを介して前記加熱回転体に対向し、且つ、前記加熱回転体の長手方向に沿って並置され、前記加熱回転体の長手方向中央領域に位置する第１の磁性コア群と、前記第１の磁性コア群よりも長手方向両外側の領域にそれぞれ位置する第２及び第３の磁性コア群とを有し、前記励磁コイルにより発生した磁束を前記加熱回転体に導くための複数の磁性コアと、前記第２及び第３の磁性コア群を前記励磁コイルから退避させる退避機構と、前記励磁コイルの前記加熱回転体に近い側を保持するコイルホルダと、前記第２及び第３の磁性コア群よりもそれぞれ前記長手方向両外側の前記励磁コイルを覆うように配置され、前記コイルホルダに固定されることで前記励磁コイルを前記コイルホルダに押し付ける第１及び第２の押し付け部材と、を備え、前記第１の磁性コア群は、前記励磁コイルを前記コイルホルダに押し付けるように固定されていることを特徴とする画像加熱装置にある。

本発明によれば、磁性コアを可動式にしつつも、励磁コイルが適切な位置から浮いてしまうのを抑制することができる。

画像形成装置の概略構成断面図。 定着装置の概略構成横断面図。 定着ベルトの層構造図。 定着装置の概略構成縦断面図。 定着装置の一部を省略して示す分解斜視図。 誘導加熱装置を上側から見た斜視図。 移動コアの移動状態を示す誘導加熱装置の断面図。 移動コアをコイルに近づけた状態を示す、定着装置の概略構成横断面図。 移動コアをコイルから遠ざけた状態を示す、定着装置の概略構成横断面図。 記録材の幅に合わせて移動コアを移動させた状態の定着装置の模式図及び定着ベルトの温度分布。 移動コア、固定コア及びコイル押さえ部を露出させた状態で示す誘導加熱装置の平面図。 同じく斜視図。 固定コアの部分で切断した誘導加熱装置の断面図。 コイル押さえ部の部分で切断した誘導加熱装置の模式図。 コイル押さえ部のガイド部を説明するための模式図。

本発明に係る画像加熱装置の実施形態について、図１ないし図１５を用いて説明する。まず、画像加熱装置が搭載される画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。

［画像形成装置］
図１に示す画像形成装置１００は、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置である。ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの色トナー画像（トナー像）を形成する４つの画像形成部であり、図の下から上に順に配列してある。各画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫは、それぞれ、像担持体体としての感光ドラム（感光体）２１、帯電装置２２、現像装置２３、クリーニング装置２４などを有している。

画像形成部ＰＹの現像装置２３にはイエロートナーを、画像形成部ＰＣの現像装置２３にはシアントナーを、画像形成部ＰＭの現像装置２３にはマゼンタトナーを、画像形成部ＰＫの現像装置２３にはブラックトナーを、それぞれ収容させている。

また、感光ドラム２１に露光を行うことにより静電潜像を形成する露光装置２５が、上記４色の画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫに対応して設けられている。露光装置２５としては、レーザー走査露光光学系を用いている。

各画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫにおいて、帯電装置２２により一様に帯電された感光ドラム２１に対して露光装置２５より画像データに基づいた走査露光がなされる。これにより、各画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫのそれぞれの感光ドラム２１の表面に、各色の走査露光画像パターンに対応した静電潜像が形成される。

そして、これらの静電潜像が現像装置２３によりトナー画像として現像される。即ち、画像形成部ＰＹの感光ドラム２１にはイエロートナー画像が、画像形成部ＰＣの感光ドラム２１にはシアントナー画像が形成される。また、画像形成部ＰＭの感光ドラム２１にはマゼンタトナー画像が、画像形成部ＰＫの感光ドラム２１にはブラックトナー画像が形成される。

各画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫの感光ドラム２１上に形成された各色トナー画像は、各感光ドラム２１の回転と同期して、略等速で回転する中間転写体としての中間転写ベルト２６上へ所定の位置合わせ状態で順に重畳されて一次転写される。これにより中間転写ベルト２６上に未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。本実施形態においては、中間転写ベルト２６として、エンドレスベルトを用いており、駆動ローラ２７、二次転写対向ローラ２８、テンションローラ２９の３本のローラに巻きかけて張架してあり、駆動ローラ２７によって駆動される。

各画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫの感光ドラム２１上から中間転写ベルト２６上へのトナー画像の一次転写手段としては、一次転写ローラ３０を用いている。一次転写ローラ３０に対して不図示のバイアス電源よりトナーと逆極性の一次転写バイアスを印加する。これにより、各画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫの感光ドラム２１上から中間転写ベルト２６に対してトナー画像が一次転写される。各画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫにおいて感光ドラム２１上から中間転写ベルト２６への一次転写後、感光ドラム２１上に転写残として残留したトナーは、クリーニング装置２４により除去される。

上述のような工程を中間転写ベルト２６の回転に同調して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して行い、中間転写ベルト２６上に、各色の一次転写トナー画像を順次重ねて形成していく。なお、単色のみの画像形成（単色モード）時には、上記工程は、目的の色についてのみ行われる。

一方、記録材カセット３１内の記録材Ｐは、給送ローラ３２により一枚ずつ分離給送される。そして、レジストローラ３３により所定のタイミングで、二次転写対向ローラ２８に巻きかけられている中間転写ベルト２６部分と二次転写ローラ３４との圧接部である二次転写部Ｔ２に搬送される。

中間転写ベルト２６上に形成された一次転写合成トナー画像は、二次転写ローラ３４に不図示のバイアス電源より印加されるトナーと逆極性のバイアスにより、記録材Ｐ上に一括転写される。二次転写後に中間転写ベルト２６上に残留した二次転写残トナーは中間転写ベルトクリーニング装置３５により除去される。

記録材上に二次転写されたトナー画像は、画像加熱装置としての定着装置Ａにより、記録材上に溶融混色定着され、フルカラープリントとして排紙パス６１を通って排紙トレイ６２に送り出される。

［定着装置］
次に、上述の定着装置Ａについて、図２ないし図７を用いて説明する。なお、以下の説明において、定着装置またはこれを構成している部材の長手方向（幅方向）とは、記録材搬送路面内において記録材の搬送方向に直交する方向である。また短手方向とは、記録材の搬送方向に平行な方向である。定着装置に関し、正面とは装置を記録材入口側からみた面、背面とはその反対側の面（記録材出口側）、左右とは装置を正面から見て左または右である。上流側と下流側とは記録材搬送方向に関して上流側と下流側である。

定着装置Ａは、図２に示すように、加熱回転体としての定着ベルト１と、ニップ形成部材としての加圧ローラ２と、磁束発生手段としての誘導加熱装置７０とを備える。定着ベルト１は、金属層を有する無端状の加熱ベルトにより構成される。加圧ローラ２は、定着ベルト１の外周と接するように配設された加圧回転体である。

定着ベルト１は、図３に示すように、例えば内径が２０〜４０ｍｍ程度で電気鋳造法によって製造したニッケルの基層（金属層、発熱層）１ａを有している。この基層１ａの厚みは４０μｍである。基層１ａの外周には弾性層１ｂとして耐熱性シリコーンゴム層が設けられている。シリコーンゴム層の厚さは１００〜１０００μｍの範囲内で設定するのが好ましい。本実施形態では、定着ベルト１の熱容量を小さくしてウォーミングアップタイムを短縮し、かつカラー画像を定着するときに好適な定着画像を得ることを考慮して、シリコーンゴム層の厚みは１０００μｍとされている。このシリコーンゴムは、ＪＩＳ−Ａ２０度の硬度を持ち、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。更に弾性層１ｂの外周には、表面離型層１ｃとしてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられている。

基層１ａの内面側には、定着ベルト内面と後述する温度センサＴＨ１（図２）との摺動摩擦を低下させるために、フッ素樹脂やポリイミドなどの樹脂層（滑性層）１ｄを１０〜５０μｍ設けても良い。本実施形態では、この層１ｄとしてポリイミドを２０μｍ設けた。

なお、定着ベルト１の基層１ａにはニッケルのほかに鉄合金や銅、銀などを適宜選択可能である。また、樹脂基層にそれら金属を積層させるなどの構成でも良い。基層１ａの厚みは、後で説明する励磁コイルに流す高周波電流の周波数と金属層の透磁率・導電率に応じて調整して良く、５〜２００μｍ程度の間で設定すると良い。

加圧ローラ２は、図２に示すように、例えば、外径が４０ｍｍの鉄合金製の芯金２ａに、弾性層２ｂとしてシリコーンゴム層が設けてある。表面は、離型層２ｃとしてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられる。加圧ローラ２の長手方向中央部における硬度は、ＡＳＫ−Ｃ７０℃である。芯金２ａにテーパー形状をつけているのは、加圧した時に後述する圧力付与部材３が撓んでも、定着ベルト１と加圧ローラ２で挟まれる定着ニップ内の圧力が長手方向にわたって均一にするためである。

本実施形態における定着ベルト１と加圧ローラ２との定着ニップ部Ｎの回転方向の幅は、定着ニップ圧が６００Ｎにおいては、長手方向両端部で約９ｍｍ、中央部では約８．５ｍｍである。これは記録材Ｐの両端部での搬送速度が中央部と比べて速くなるので紙しわが発生しにくくなるという利点がある。

また、定着ベルト１内には、定着ベルト１と加圧ローラ２との間に押圧力を作用させて定着ニップ部Ｎを形成する圧力付与部材３を長手方向に配置している。圧力付与部材３は、長手方向に配設された金属製のステー４に保持されている。また、ステー４の誘導加熱装置７０側には、誘導加熱による温度上昇を防止するための磁気遮蔽部材としての磁気遮蔽コア５が設けられている。

このようなステー４は、図４に示す定着フランジ１０により長手方向両端部を支持されている。定着フランジ１０は、定着ベルト１の長手方向移動および周方向の形状を規制する規制部材として、定着ベルト１の長手方向両端部に配置さている。１２は定着ベルト１を支持するための支持側板であり、定着フランジ１０は支持側板１２に支持されている。そして、支持側板１２により、定着フランジ１０を介して定着ベルト１の長手方向の位置が規制されている。回転する定着ベルト１は、基層が金属で構成されている。このため、回転状態にあっても幅方向への寄りを規制するための手段としては、定着ベルト１の端部を単純に受け止めるだけの定着フランジ１０を設ければ十分であり、これにより、定着装置の構成を簡略化できるという利点がある。

また、定着フランジ１０内に挿通して配設したステー４の両端部と、装置シャーシ側のバネ受け部材９ａとの間にステー加圧バネ９ｂを縮設することでステー４に加圧ローラ２に向かう力を作用させている。これにより、圧力付与部材３と加圧ローラ２の外周面とが定着ベルト１を挟んで圧設して所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。

圧力付与部材３は、耐熱性樹脂であり、ステー４は圧接部に圧力を加えるために剛性が必要であるため、本実施形態では鉄製である。また、圧力付与部材３は特に両端部で後述する励磁コイル３８と接近しており、圧力付与部材３の発熱を防止するために励磁コイル３８で生じる磁界を遮蔽するために、圧力付与部材３の上面に長手方向にわたって磁気遮蔽コア５を配置してある。

［誘導加熱装置］
誘導加熱装置７０は、定着ベルト１を電磁誘導（ＩＨ）により加熱する加熱源（誘導加熱手段）である。この誘導加熱装置７０は、図２に示すように、励磁コイル３８と外側磁性体コア群３７Ａ、３７Ｂを有する磁性コアとを備える。励磁コイル３８は、電線として例えばリッツ線を用い、これを横長・船底状にして定着ベルト１の周面と側面の一部に対向するように巻回してなる。外側磁性体コア群３７Ａ、３７Ｂは、励磁コイル３８によって発生した磁界が定着ベルト１の金属層（導電層）以外（加熱回転体以外）に実質漏れないように（漏れることを抑制するために）励磁コイル３８を覆うように幅方向に配置されている。即ち、外側磁性体コア群３７Ａ、３７Ｂは、励磁コイル３８を介して定着ベルト１に対向配置されている。言い換えれば、外側磁性体コア群３７Ａ、３７Ｂは、励磁コイル３８より発生した交流磁束を効率よく定着ベルト１で構成している誘導発熱体に導く役割をする。即ち、磁気回路(磁路)の効率を上げるためと磁気遮蔽のために用いている。外側磁性体コア群３７Ａ、３７Ｂの材質として、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。

外側磁性体コア群３７Ａ、３７Ｂは、複数のコア素子３７Ｔ、３７Ｒにより構成される。複数のコア素子３７Ｔ、３７Ｒは、図５に示すように、定着ベルト１の幅方向（長手方向）に分割して配置される。なお、外側磁性体コア群３７Ａ、３７Ｂは、複数のコア素子３７Ｔ、３７Ｒを一体形状として構成しても良い。このような励磁コイル３８及び外側磁性体コア群３７Ａ、３７Ｂは、コイルホルダとしてのフレーム３６により電気絶縁性の樹脂によって支持される。励磁コイル３８により発生した磁束は、外側磁性体コア群３７Ａ、３７Ｂにより定着ベルト１に導かれ、定着ベルト１の基層１ａが磁束の通過により発熱する。

このような誘導加熱装置７０は、定着ベルト１の外周面の上側において、定着ベルト１に所定のギャップ（隙間）を存して対面させて配設してある。即ち、誘導加熱装置７０は、定着ベルト１の外周面に近接して配置されている。定着ベルト１の外周面と誘導加熱装置７０との隙間は、例えば、２ｍｍ程度である。

誘導加熱装置７０の構成について、より具体的に説明する。本実施形態では、定着ベルト１と誘導加熱装置７０の励磁コイル３８は肉厚２ｍｍ程度のモールドにより電気絶縁の状態を保つ。そして、定着ベルト１と励磁コイル３８との間隔が一定距離とされ、定着ベルト１は均一に加熱される。

励磁コイル３８には、後述の束線５８を通じて２０〜５０ｋＨｚの高周波電流が印加されて、定着ベルト１の基層１ａが誘導発熱する。そして、定着ベルト１の目標温度である１８０℃で一定になるように、温度センサＴＨ１の検出値に基づいて高周波電流の周波数を変化させて励磁コイル３８に入力する電力を制御して温度調節される。

即ち、定着ベルト１の回転状態において、誘導加熱装置７０の励磁コイル３８には電源装置（励磁回路）１０１から２０〜５０ｋＨｚの高周波電流が印加される。そして、励磁コイル３８によって発生した磁界により定着ベルト１の金属層（導電層）が誘導発熱（電磁誘導発熱）する。温度検知手段としての温度センサＴＨ１は、例えばサーミスタ等の温度検出素子であり、定着ベルト１の幅方向中央内面部（母線方向中央部の内周面側）の位置に当接させて配設してある。具体的には、温度センサＴＨ１は、圧力付与部材３に弾性支持部材を介して取り付けられており、定着ベルト１の当接面が波打つなどの位置変動が生じたとしてもこれに追従して良好な接触状態が維持されるように構成されている。

この温度センサＴＨ１は、記録材の通過域になる定着ベルト１の部分の温度を検知し、その検知温度情報が制御手段としての制御回路部１０２にフィードバックされる。制御回路部１０２はこの温度センサＴＨ１から入力する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電源装置１０１から励磁コイル３８に入力する電力を制御している。即ち、定着ベルトの検出温度が所定温度に昇温した場合、励磁コイル３８への通電が遮断される。本実施形態では、定着ベルト１の目標温度である１８０℃で一定になるように、温度センサＴＨ１の検出値に基づいて高周波電流の周波数を変化させて励磁コイル３８に入力する電力を制御して温度調節を行っている。

本実施形態では、励磁コイル３８を含む誘導加熱装置７０が、高温になる定着ベルト１の内部ではなく外部に配置されている。このため、励磁コイル３８の温度が高温になりにくく、電気抵抗も上昇せず高周波電流を流してもジュール発熱による損失を軽減する事が可能となる。また、励磁コイル３８を外部に配置したことで定着ベルト１の小径化（低熱容量化）にも寄与しており、延いては省エネルギー性にも優れていると言える。本実施形態の定着装置Ａのウォーミングアップタイムは、非常に熱容量が低い構成であるため、例えば励磁コイル３８に１２００Ｗ入力すると約１５秒で目標温度である１８０℃に到達できる。このため、スタンバイ中の加熱動作が不要であるため、電力消費量を非常に低く抑える事が可能である。

定着ベルト１は、少なくとも画像形成実行時には、制御回路部１０２で制御されるモータ（駆動手段）Ｍ１によって加圧ローラ２が回転駆動されることで、従動回転する。そして、図１の二次転写部Ｔ２側（記録材搬送方向上流側）から搬送されてくる、未定着トナー画像Ｔを担持した記録材Ｐの搬送速度とほぼ同一の周速度で回転駆動される。本実施形態の場合、定着ベルト１の表面回転速度が、２００ｍｍ／ｓｅｃで回転し、フルカラーの画像を１分間にＡ４サイズで５０枚、Ａ４Ｒサイズで３２枚定着することが可能である。

未定着トナー画像Ｔを有する記録材Ｐは、図２に示すように、そのトナー画像担持面側を定着ベルト１側に向けて不図示のガイド部材で案内されて、定着ニップ部Ｎに導入される。そして、定着ニップ部Ｎにおいて定着ベルト１の外周面に密着し、定着ベルト１と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。これにより、主に定着ベルト１の熱が付与され、また定着ニップ部Ｎの加圧力を受けて未定着トナー画像Ｔが記録材Ｐの表面に熱圧定着される。定着ニップ部Ｎを通った記録材Ｐは、定着ベルト１の外周面から定着ベルト１の表面が定着ニップ部Ｎの出口部分の変形によって自己分離されて定着装置外へ搬送される。

また、外側磁性体コア群３７Ａ、３７Ｂのうち、定着ベルト１の幅方向両側（長手方向両外側、図５の領域Ｅ）に配置される外側磁性体群コア（第２の磁性コア群、第３の磁性コア群、移動コア群）３７Ａは、励磁コイル３８及び定着ベルト１に対して遠近動自在に配置されている。そして、定着ニップ部Ｎの長手方向に関して記録材が通過しない非通過部で、定着ベルト１と外側磁性体コア群３７との隙間を広げることで、定着ベルト１を通過する磁束密度を低め、定着ベルト１の発熱量を低下させようにしている。一方、外側磁性体コア群３７Ａ、３７Ｂのうち、定着ベルト１の幅方向中間部（長手方向中央領域、図５の領域Ｆ）に配置（並置）される外側磁性体コア群（第１の磁性コア群、固定コア群）３７Ｂは、後述するように、フレーム３６に固定している。

［第２及び第３の磁性コア（外側磁性体コア群３７Ａ）の移動］
外側磁性体コア群（第２及び第３の磁性コア群）３７Ａの移動機構（退避機構）について、図６及び図７を用いて説明する。図６に示すように、外側磁性体コア群３７Ａは、ハウジング部材４０に保持される。ハウジング部材４０は、幅方向に配置された軸４５に軸支されており、励磁コイル３８を保持するフレーム３６（コイルホルダ）に取り付けられた取付部材４２の両端部に回転可能に保持されている。取付部材４２は、フレーム３６と一体でもよい。ハウジング部材４０は、軸４５と同軸上に設けたねじりコイルばね４３により、図７の矢印Ｄ方向に所定の力で付加さている。ねじりコイルばね４３によるバネ力により、外側磁性体コア群３７Ａを保持するハウジング部材４０は、図７（ａ）に示す第一の位置において、ハウジング部材４０の一部が励磁コイル３８を保持するフレーム３６の一部に当接する。これにより、幅方向に配置した外側磁性体コア群３７Ａを励磁コイル３８に対する相対位置を幅方向で均一に配置することが可能となる。そして、幅方向に均一な温度分布を提供することが可能となる。

外側磁性体コア群３７Ａは、記録材のサイズに応じて、移動機構により図７（ｂ）に示す第二の位置に移動する（退避可能である）。このように外側磁性体コア群３７Ａを移動させるべく、図７に示すように、ハウジング部材４０に当接してハウジング部材４０を回動させるカム４１ｂを有する。カム４１ｂは、幅方向に配置したカム軸４１ａに固定されている。外側磁性体コア群３７Ａを第二の位置に移動させる場合には、カム軸４１ａを不図示の駆動手段により回転させる。すると、カム軸４１ａ上に設けたカム４１ｂが、外側磁性体コア群３７Ａを保持したハウジング部材４０を押し上げ、ハウジング部材４０が軸４５を中心に回動して、外側磁性体コア群３７Ａが図７（ｂ）に示す第二の位置に移動する。なお、励磁コイル３８と外側磁性体コア群３７Ａの距離が所定の距離を確保できれば、他の移動方式でも良い。

［非通過部昇温対策］
図５に示したように、外側磁性体コア群３７Ａ、３７Ｂは、定着ベルト１の幅方向に並んで配置されており、励磁コイル３８の巻き中心部に位置する部位と励磁コイル３９の周囲を囲む部位とをそれぞれ備えている。そして、領域Ｅに配置された外側磁性体コア群３７Ａは、上述したような移動機構によって移動可能となっている（退避動作が制御される）。また、領域Ｆに配置された外側磁性体コア群３７Ｂは、移動機構により退避させられることなく、フレーム３６に励磁コイル３８に対し不動となるように（励磁コイル３８に対する相対位置が実質変わらないように）固定されている。なお、領域Ｆは幅の狭い小サイズの記録材の幅に対応した領域となっており、領域Ｆと領域Ｅを合わせた幅は幅の大きい大サイズの記録材の幅に対応した領域となっている。

ニップ部に搬送される記録材が大サイズである場合には、図５の左右の領域Ｅに配置された外側磁性体コア群３７Ａを、図８に示すように、第一の位置に位置させる。定着装置Ａは、この状態において加圧ローラ２の駆動がなされ、また励磁コイル３８に通電されて、定着動作する。この状態において、励磁コイル３８の周りにできる、外側磁性体コア群３７Ａ及び定着ベルト１からなる磁気回路を、図８に太線Ｈで示す。

一方、ニップ部に搬送される記録材が小サイズである場合には、図９に示すように、左右の領域Ｅに配置された外側磁性体コア群３７Ａを第二の位置に移動（退避）させて、外側磁性体コア群３７Ａと励磁コイル３８との間隙を広げる。この状態において、励磁コイル３８の周りにできる、外側磁性体コア群３７Ａ及び定着ベルト１からなる磁気回路を、図９に太線Ｉで示す。このような状態では、磁気回路の効率が落ちて、定着ベルト１の発熱量が低下する。

この結果、定着ベルト１の幅方向の温度分布は、図１０に示すようになる。図１０は、記録材Ｐの幅Ｍと外側磁性体コア群３７Ａ、３７Ｂによって磁束が強められている幅Ｌが一致する場合の連続定着処理時において、１枚目(点線)と５００枚目(実線)の定着ベルトの幅方向の温度分布を示している。これによると、１枚目の温度分布は記録材Ｐの幅Ｍを満たし、記録材Ｐの定着性を満足することが可能となる。また５００枚目の温度分布は、記録材Ｐの幅Ｍの外側である非通過部の領域においても、定着ベルトの温度は上限温度以下に保たれており、定着ベルト１の耐久性を確保することが可能となる。このように、記録材の非通過部において、励磁コイル３８と外側磁性体コア群３７Ａの隙間を広げることで、記録材Ｐの定着性と定着ベルト１の耐久性の確保とを両立することができる。

［コイル押さえ部］
上述したような、誘導加熱装置７０を用いて定着を行うＩＨ定着の場合、励磁コイル３８と外側磁性体コア群３７Ａ、３７Ｂとの距離、励磁コイル３８と定着ベルト１との距離は、定着効率を確保する上で非常に重要である。また、これらの距離が幅方向に亙って一定であることが、定着ベルト１の幅方向の温度分布の安定化に非常に重要である。一方で、本例のように、外側磁性体コア群３７Ａが可動式となっている場合、励磁コイル３８の一部がフレーム３６（コイルホルダ）から浮いてしまう浮きが生じる恐れがある。そして、励磁コイル３８の浮きが生じると、励磁コイル３８と定着ベルト１との距離が変わったり、外側磁性体コア群３７Ａが励磁コイル３８と干渉したりして、位置がずれてしまう可能性がある。

また、励磁コイル３８の固定は、定着ベルト１にできるだけ近接させるのが好ましい。また、励磁コイル３８に近接した位置に外側磁性体コア群３７Ａ、３７Ｂが配置されるが、励磁コイル３８と外側磁性体コア群３７Ａ、３７Ｂとの距離もできるだけ近接させるのが好ましい。

このために本実施形態では、以下のように、励磁コイル３８をフレーム３６（コイルホルダ）に固定するようにしている。この点に関して、図１１ないし図１５を用いて説明する。まず、本実施形態では、フレーム３６の一部は、励磁コイル３８を挟んで移動コアとしての外側磁性体コア群３７Ａの反対側に配置されており、励磁コイル３８はフレーム３６に設置される。即ち、フレーム３６の定着ベルト１の外周面に近接する部分で、定着ベルト１の外周面に沿って湾曲した湾曲部３６ａ（図１３及び図１４）の上に、励磁コイル３８が設置されている。このとき、励磁コイル３８の全域を、フレーム３６の湾曲部３６ａに両面テープなどで接着している。

そして、図１１及び図１２に示すように、励磁コイル３８の幅方向中間部を、フレーム３６に固定される外側磁性体コア群（第１の磁性コア群）３７Ｂにより、フレーム３６に押さえ付ける。また、励磁コイル３８の外側磁性体コア群（第２及び第３の磁性コア群）３７Ａにより覆われる部分よりも幅方向両側部分を、コイル押さえ部５０、５１（第１の押し付け部材、第２の押し付け部材）によりフレーム３６に押さえ付ける。

即ち、外側磁性体コア群（第１の磁性コア群）３７Ｂは、図１３に示すように、（外側磁性体コア群３７Ａと同様に）ハウジング部材５２（コアホルダ）に保持されている。ハウジング部材５２は、励磁コイル３８側に凸部５４を有する。そして、凸部５４で励磁コイル３８をフレーム３６の湾曲部３６ａに向けて押し付けつつ、ハウジング部材５２をフレーム３６にビス５３で固定することで、励磁コイル３８の幅方向中間部をフレーム３６の湾曲部３６ａに押さえ付けている。

また、コイル押さえ部５０、５１は、図１１に示すように、外側磁性体コア群（第２及び第３の磁性コア群）３７Ａの幅方向両側部分にそれぞれ配置されている。コイル押さえ部５０、５１は、図１４に示すように、（ハウジング部材５２と同様に）励磁コイル３８側に凸部５５を有する。そして、凸部５５で励磁コイル３８をフレーム３６の湾曲部３６ａに向けて押し付けつつ、コイル押さえ部５０、５１をフレーム３６にビス５６、５７で固定することで、励磁コイル３８の幅方向両端部をそれぞれフレーム３６の湾曲部３６ａに押さえ付けている。

これらコイル押さえ部５０、５１は、コアを保持しない。また、コイル押さえ部５０、５１は、それぞれ非磁性金属などにより構成し、励磁コイル３８で発した磁束を遮蔽できる材料により構成しても良い。この場合、外側磁性体コア群（第２及び第３の磁性コア群）３７Ａの幅方向両側部分から露出する励磁コイル３８の両端部の全域を覆うようにすることが好ましい。

また、これらコイル押さえ部５０、５１のうちの一方のコイル押さえ部５０には、図１５に示すように、励磁コイル３８に通電するための（励磁コイル３８に接続された）束線５８をフレーム３６の外側に案内するガイド部５９を有する。言い換えれば、コイル押さえ部５０は、フレーム３６の外部に出ていく励磁コイル３８の束線５８のガイドも兼ねる。

本実施形態の場合、上述のように、励磁コイル３８の幅方向両端部を、コイル押さえ部５０、５１によりフレーム３６に押さえ付けているため、励磁コイル３８を覆うように配置された磁性コアを可動式とする構成であっても、励磁コイル３８の浮きを抑制できる。例えば、励磁コイル３８のフレーム３６（コイルホルダ）への固定を両面テープなどの簡易な手法で行うことが可能となる。但し、フレーム３６（コイルホルダ）はモールド（樹脂）で構成されており、誘導加熱による急激な温度上昇により、フレーム３６が熱膨張や熱収縮し、結果として、励磁コイル３８の一部の接着が剥がれて浮いてしまう可能性がある。更に、外部に出ていく束線５８を通じて外部から励磁コイル３８に力が作用する可能性があり、この力により励磁コイル３８が浮いてしまう可能性もある。

そこで、本実施形態では、励磁コイル３８をフレーム３６に簡易接着するのに加えて、励磁コイル３８の幅方向両端部を、コイル押さえ部５０、５１によりフレーム３６に押さえ付けて固定している。これにより、フレーム３６が熱膨張や熱収縮したり、外部から励磁コイル３８に力が作用したりしても、励磁コイル３８の浮きを抑えることができる。

また、本実施形態の場合、励磁コイル３８の幅方向中間部は、固定コアである外側磁性体コア群３７Ｂによりフレーム３６に押さえ付けているため、より確実に励磁コイル３８の浮きを抑制できる。このように励磁コイル３８の浮きを抑制できれば、励磁コイル３８の位置を安定させることができる。この結果、外側磁性体コア群３７Ａ、３７Ｂと励磁コイル３８との間、励磁コイル３８と定着ベルト１との間の距離が安定し、定着ベルト１の幅方向の温度分布の不均一になりにくくなって、画像光沢ムラなどの画像不良が発生することを低減できる。

また、本実施形態では、図７（ａ）に示す第一位置で外側磁性体コア群（第２及び第３の磁性コア群）３７Ａがコイルに近接することができるように、移動コア群３７Ａのハウジング部材４０と励磁コイル３８との間の空間には、コイルの押さえ部材に相当するものは配置されない。そのため、第一位置での移動コア群３７Ａと励磁コイル３８との間隔を、外側磁性体コア群（第１の磁性コア群）３７Ｂと励磁コイル３８との間隔と同じにすることができる。その結果、外側磁性体コア群３７Ａ、３７Ｂ各々の励磁コイル３８に対する相対的な配置が、幅方向においてばらつくのを抑制することができる。

更に本実施形態では、コイル押さえ部５０が束線５８のガイドを兼ねているため、部品点数を多くすることなく、励磁コイル３８の固定と束線５８のガイドとを行える。

なお、励磁コイル３８のフレーム３６（コイルホルダ）に対する接着は省略しても良い。また、励磁コイル３８をフレーム３６に設置する前の励磁コイル３８の断面形状を、定着ベルト１の外周面の湾曲に沿って形成されたフレーム３６の湾曲部３６ａの半径よりも小さくすることが好ましい。これにより、励磁コイル３８をフレーム３６の湾曲部３６ａに設置した状態で、励磁コイル３８が弾性的に広がるため、弾性復元力により励磁コイル３８のフレーム３６に対する固定をより強固にできる。

また、上述の説明では、励磁コイル３８の幅方向中間部を固定コアとしての外側磁性体コア群３７Ｂにより固定したが、本発明は、励磁コイル３８の幅方向中間部が固定されていない構成にも適用可能である。例えば、外側磁性体コアが全て移動コアであって良い。この場合でも、励磁コイルの幅方向両端部が固定されていれば、励磁コイルの浮きを抑制できる効果は得られる。

なお、以上においては、画像加熱装置として定着装置を例に説明したが、次のような構成にも同様に本発明を適用することが可能である。つまり、定着済みの画像を再度加熱及び加圧することにより、画像の光沢度を調整する装置にも適用可能である。

１・・・定着ベルト（加熱回転体）、２・・・加圧ローラ、３６・・・フレーム（コイルホルダ）、３７Ａ・・・外側磁性体コア群（第２、第３の磁性コア群）、３７Ｂ・・・外側磁性体コア群（第１の磁性コア群）、３８・・・励磁コイル、７０・・・誘導加熱装置（磁束発生手段）、５０、５１・・・コイル押さえ部（第１、第２の押し付け部材）、５２・・・ハウジング部材（コアホルダ）、５８・・・束線、５９・・・ガイド部

Claims (6)

1. 記録材上のトナー像を加熱する加熱回転体と、
   前記加熱回転体の外部に配置され前記加熱回転体を電磁誘導発熱させる励磁コイルと、
   前記励磁コイルを介して前記加熱回転体に対向し、且つ、前記加熱回転体の長手方向に沿って並置され、前記加熱回転体の長手方向中央領域に位置する第１の磁性コア群と、前記第１の磁性コア群よりも長手方向両外側の領域にそれぞれ位置する第２及び第３の磁性コア群とを有し、前記励磁コイルにより発生した磁束を前記加熱回転体に導くための複数の磁性コアと、
   前記第２及び第３の磁性コア群を前記励磁コイルから退避させる退避機構と、
   前記励磁コイルの前記加熱回転体に近い側を保持するコイルホルダと、
   前記第２及び第３の磁性コア群よりもそれぞれ前記長手方向両外側の前記励磁コイルを覆うように配置され、前記コイルホルダに固定されることで前記励磁コイルを前記コイルホルダに押し付ける第１及び第２の押し付け部材と、を備え、
   前記第１の磁性コア群は、前記励磁コイルを前記コイルホルダに押し付けるように固定されている、
   ことを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記第１の磁性コア群を保持するコアホルダを有し、
   前記第１の磁性コア群は、前記コアホルダを介して前記励磁コイルを前記コイルホルダに押し付ける、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の画像加熱装置。
3. 前記第１の押し付け部材は、前記励磁コイルに接続された束線を前記コイルホルダの外へ案内するガイド部を有する、
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像加熱装置。
4. 前記退避機構は、記録材の幅に応じて前記第２及び第３の磁性コア群の退避動作を制御する、
   ことを特徴とする、請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載の画像加熱装置。
5. 記録材の幅が所定幅のとき、前記退避機構は前記第２の磁性コア群の一部と前記第３の磁性コア群の一部を退避させる、
   ことを特徴とする、請求項４に記載の画像加熱装置。
6. 前記複数の磁性コアは、前記励磁コイルの巻き中心部に位置する部位をそれぞれ有する、
   ことを特徴とする、請求項１ないし５のうちの何れか１項に記載の画像加熱装置。

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