JPH1074009A

JPH1074009A - 定着装置

Info

Publication number: JPH1074009A
Application number: JP8230999A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kato; 剛加藤; Yusuke Morigami; 祐介森上; Tetsuro Ito; 哲朗伊藤; Taizo Onishi; 泰造大西
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 1998-03-17

Abstract

(57)【要約】【課題】薄肉の加熱媒体でも通紙モードに拘らず熱分
布を効率良く制御でき、加熱媒体の非通紙領域における
温度上昇を抑制し得る定着装置を提供する。【解決手段】金属スリーブ１１と誘導コイル１８との
間に、誘導コイル１８から金属スリーブ１１へ届く磁束
の一部を遮蔽する磁束遮蔽手段３１を配置し、該磁束遮
蔽手段３１の位置を、金属スリーブ１１における通紙範
囲に応じて、変位手段４０により変化させることによ
り、通紙する記録材１４のサイズの種類によらず昇温さ
れる金属スリーブ１１の熱分布をコントロール可能とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式の複写
機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはそれらの複合機
の定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式の複写機などには、搬送され
る記録媒体である記録材上に転写されたトナー像（未定
着画像）のトナー（現像剤）を、熱によって融解して当
該記録材上に融着させる定着装置が設けられている。

【０００３】この定着装置においては、高速昇温させる
ために、加熱媒体である定着ローラを薄肉小径化したも
の、樹脂フィルムの回転体に対しその内側から加熱体を
圧接したもの、薄肉金属の回転体を誘導加熱により加熱
するものなどが知られているが、いずれも加熱媒体であ
る回転体の熱容量を小さくし、加熱効率の良い熱源で加
熱しようとしたものである。また、非接触の加熱源を用
いたものもあるが、コストやエネルギー効率の点から、
複写機などの画像形成装置では、薄肉の回転体を記録材
に接触させて記録材上の現像剤を加熱溶融させるタイプ
の定着装置が多く提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、熱容量を小
さくするために薄肉の回転体を加熱媒体として使用する
場合、軸直角断面の断面積がきわめて小さくなるため
に、軸方向への熱移動率が良好でない。この傾向は薄肉
なほど顕著であり、熱伝導率の低い樹脂等の材質ではさ
らに低くなる。

【０００５】これは、熱伝導率をλ、２点間の温度差を
θ1 −θ2 、長さをＬとしたとき、単位時間に伝わる熱
量Ｑは、Ｑ＝λ・ｆ（θ1 −θ2 ）／Ｌで表されるというフーリエの法則からも明らかである。

【０００６】このことは、回転体の長手方向の長さいっ
ぱいの記録材、すなわち最大通紙幅の記録材を通紙して
定着させる場合には問題ないが、幅の小さい小形サイズ
の記録材を連続で通紙させる場合には、回転体の非通紙
領域における温度が温調温度よりも上昇し、通紙領域に
おける温度と非通紙領域における温度との温度差が極め
て大きくなってしまうという問題があった。

【０００７】したがって、このような加熱媒体の長手方
向の温度ムラのために、樹脂材料からなる周辺部材の耐
熱寿命が低下したり、熱的損傷を被ったりする虞れがあ
り、さらには、小形サイズの記録材を連続で通紙させた
直後に大形サイズの記録材を通紙したときに、部分的な
温度ムラによる紙シワ、スキュー等や、定着ムラが生じ
る虞れがあるという問題もある。

【０００８】このような通紙領域と非通紙領域との温度
差は、搬送される記録材の熱容量が大きく、スループッ
ト（単位時間あたりのプリント枚数）を高くするほど広
がることになる。このため、薄肉で低熱容量の回転体に
より定着装置を構成する場合に、スループットの高い複
写機などへの適用を困難にしていた。

【０００９】これに対し、加熱源としてハロゲンランプ
や発熱抵抗体を使用した定着装置では、加熱源を分割
し、通紙幅に応じた領域を加熱するように選択的に通電
するものが知られている。また、誘導コイルを加熱源と
した定着装置においても同様に加熱源を分割して選択的
に通電するものがある。

【００１０】しかしながら、加熱源を複数設けたり分割
したりすれば、その分だけ制御回路も複雑でコストも高
くなり、さらに種々の幅の記録材に対応させようとする
と分割数もさらに多くなりコストも一層高いものとな
る。しかも、薄肉の回転体を加熱媒体にすると、分割し
た場合の境目付近の温度分布が不連続かつ不均一で定着
性能に影響を及ぼす虞れがある。

【００１１】本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決
するためになされたものであり、本発明の目的は、薄肉
の加熱媒体でも、通紙モードに拘らず熱分布を効率良く
制御でき、加熱媒体の非通紙領域における温度上昇を抑
制し得る定着装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項１に記載の発明は、導電層を有する加熱媒体と、該加
熱媒体を誘導加熱により加熱する誘導加熱源とを有し、
搬送される記録材上に形成された未定着画像の現像剤を
前記加熱媒体の熱によって融解し定着させる定着装置に
おいて、前記加熱媒体と前記誘導加熱源との間に配置さ
れ、前記誘導加熱源から前記加熱媒体へ届く磁束の一部
を遮蔽する磁束遮蔽手段と、該磁束遮蔽手段の位置を変
化させる変位手段とを有することを特徴とする。この発
明にあっては、磁束遮蔽手段を設け移動させることで、
必要部分以外は誘導加熱源から届く磁束が遮蔽され発熱
自体が抑えられることにより、発熱範囲の制御が行わ
れ、昇温される加熱媒体の熱分布をコントロールするこ
とが可能となる。

【００１３】請求項２に記載の発明は、上記請求項１記
載の定着装置において、前記磁束遮蔽手段は、前記加熱
媒体における通紙範囲に応じて前記変位手段によりその
位置が変化されることを特徴とする。この発明にあって
は、小形サイズの記録材を通紙する場合には、変位手段
により、磁束遮蔽手段の位置が加熱媒体の非通紙領域に
相当する範囲の誘導加熱源を覆う位置まで変位される。
これにより、誘導加熱源から加熱媒体の非通紙領域へ届
く磁束が遮蔽され、非通紙領域における加熱媒体の温度
が通紙領域における加熱媒体の温調温度よりも上昇する
事態が防止される。一方、大形サイズの記録材を通紙す
る場合には、変位手段により、磁束遮蔽手段は大形サイ
ズの記録材の通紙幅の外側まで退避され、加熱媒体は誘
導加熱源からの磁束を受けて均一に加熱される。このよ
うに磁束遮蔽手段の位置が通紙範囲に応じて変化させら
れるので種々の幅の記録材に対応可能となる。

【００１４】請求項３に記載の発明は、上記請求項１記
載の定着装置において、前記磁束遮蔽手段は、前記加熱
媒体と前記誘導加熱源との間に配置された絶縁部材の表
面に設けられることを特徴とする。この発明にあって
は、確実かつコンパクトに磁束遮蔽手段が配置させら
れ、磁束遮蔽手段の位置は、前記絶縁部材と共に変位さ
せられる。また特に、前記絶縁部材を回転可能に構成す
れば、当該絶縁部材を回転することによって遮蔽部分の
範囲を変化させることができ、したがってきわめて限ら
れたスペースの中で加熱媒体の熱分布の制御が可能とな
る。

【００１５】請求項４に記載の発明は、上記請求項１記
載の定着装置において、前記磁束遮蔽手段に通孔を形成
したことを特徴とする。この発明にあっては、磁束遮蔽
手段を透過して加熱媒体へ向けて届く磁束量を制御する
ことができるため、加熱媒体の非通紙領域の温度が必要
以上に低下してしまうことが防止される。

【００１６】請求項５に記載の発明は、導電層を有する
加熱媒体と、該加熱媒体を誘導加熱により加熱する誘導
加熱源とを有し、搬送される記録材上に形成された未定
着画像の現像剤を前記加熱媒体の熱によって融解し定着
させる定着装置において、前記加熱媒体に対し前記誘導
加熱源と反対側に、磁束を吸収する磁束吸収部材を配置
し、該磁束吸収部材の位置を前記加熱媒体における通紙
範囲に応じて変化させるようにしたことを特徴とする。
この発明にあっては、磁束吸収手段を設け移動させるこ
とにより、加熱媒体への磁束密度を部分的に変化させ、
エネルギー吸収効率を通紙幅に応じて制御することが可
能となる。

【００１７】請求項６に記載の発明は、上記請求項５記
載の定着装置において、前記磁束吸収部材は、温度によ
り変形してその位置が変化されることを特徴とする。こ
の発明にあっては、磁束吸収手段は、加熱媒体に近いほ
ど磁気的な結合が良いので、前記変形によって、磁束吸
収手段の加熱媒体からの距離を変えることにより、発熱
量が部分的に変化させられる。

【００１８】請求項７に記載の発明は、導電層を有する
加熱媒体と、該加熱媒体を誘導加熱により加熱する誘導
加熱源とを有し、搬送される記録材上に形成された未定
着画像の現像剤を前記加熱媒体の熱によって融解し定着
させる定着装置において、前記誘導加熱源が発生する磁
束と位相の異なる磁束を発生させる磁束発生手段を有
し、前記加熱媒体における通紙範囲に応じて前記位相の
異なる磁束の発生範囲を変化させることを特徴とする。
この発明にあっては、磁束発生手段へ流す電流量を変え
たり磁束発生手段を移動したりすることにより、通紙範
囲に応じて前記位相の異なる磁束の発生範囲を変化さ
せ、加熱媒体の発熱範囲が制御される。

【００１９】請求項８に記載の発明は、導電層を有する
加熱媒体と、該加熱媒体を誘導加熱により加熱する誘導
加熱源とを有し、搬送される記録材上に形成された未定
着画像の現像剤を前記加熱媒体の熱によって融解し定着
させる定着装置において、前記加熱媒体における通紙範
囲に応じて前記誘導加熱源の位置を変化させることを特
徴とする。この発明にあっては、加熱媒体の端部から誘
導加熱源の端部が外方に遠ざかることにより、その反対
側の加熱媒体の端部では磁気的結合が弱くなり、発熱量
が部分的に変化させられる。

【００２０】請求項９に記載の発明は、導電層を有する
加熱媒体と、該加熱媒体を誘導加熱により加熱する誘導
加熱源とを有し、搬送される記録材上に形成された未定
着画像の現像剤を前記加熱媒体の熱によって融解し定着
させる定着装置において、前記誘導加熱源は芯材を有
し、前記加熱媒体における通紙範囲に応じて前記芯材の
一部の位置を変化させることを特徴とする。この発明に
あっては、加熱媒体との磁気的結合を強めるための芯材
の一部を移動させることで、磁気的結合を部分的に変化
させることができ、これにより、発熱範囲あるいは発熱
量を変化させることが可能となる。

【００２１】請求項１０に記載の発明は、上記請求項１
〜９のいずれか１項に記載の定着装置において、前記加
熱媒体は、可撓性を有する薄肉の回転体であることを特
徴とする。この発明にあっては、加熱媒体が薄肉で長手
方向に熱移動が困難であるほど発熱範囲の制御が効果的
に行われる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態１に係
る誘導加熱方式の定着装置を概略で示す斜視図、図２は
同定着装置の軸直角断面図である。

【００２３】図１および図２に示す誘導加熱定着装置
は、搬送される記録媒体である記録材１４上に形成され
た未定着画像の現像剤を、熱によって融解して当該記録
材１４体上に融着させるものであり、高周波磁界を生じ
るコイル・アセンブリ１０と、コイル・アセンブリ１０
によって加熱され記録材１４の搬送方向に沿って移動自
在に設けられた金属スリーブ１１（加熱媒体に相当す
る）と、金属スリーブ１１が摺動接触する固定されたホ
ルダ１２（絶縁部材に相当する）と、記録材１４の搬送
路を介してホルダ１２および金属スリーブ１１に対向し
てこれらに圧接する加圧ローラ１３とを有する。加圧ロ
ーラ１３は図２中矢印ａ方向に回転可能に設けられ、金
属スリーブ１１は、加圧ローラ１３とホルダ１２との間
に挟持され、加圧ローラ１３の回転に伴って従動回転す
る。なお、図１中符号「３０」は、金属スリーブ１１の
側方への寄りを防止するための寄り止め部材を示す。

【００２４】未定着のトナー像が転写されている記録材
１４は、図中矢印ｂで示す方向から搬送され、記録材１
４を挟持するニップ部２３に向けて送り込まれる。記録
材１４は、加熱された金属スリーブ１１の熱と、加圧ロ
ーラ１３から作用する圧力とが加えられながら、ニップ
部２３を搬送される。これにより、未定着トナーが定着
され、記録材１４上には定着トナー像が形成される。ニ
ップ部２３を通過した記録材１４は、先端部が金属スリ
ーブ１１の表面に当接する分離爪１５により金属スリー
ブ１１から分離され、図２中右方向に搬送される。この
記録材１４は、図示しない排紙ローラによって搬送さ
れ、排紙トレイ上に排出される。

【００２５】前記金属スリーブ１１は、可撓性を有する
薄肉の中空金属導体であり、例えばニッケル、鉄、ＳＵ
Ｓ４３０などの導電性磁性材から形成される導電層を有
している。そして金属スリーブ１１の外周表面には、フ
ッ素樹脂をコーティングして、耐熱性の離型層が形成さ
れている。金属スリーブ１１の金属層の厚さは、２０μ
ｍ〜６０μｍである。

【００２６】金属スリーブ１１の内部には、当該金属ス
リーブ１１に誘導電流（渦電流）を誘起させてジュール
発熱させるために、高周波磁界を生じるコイル・アセン
ブリ１０が配設されている。このコイル・アセンブリ１
０は、ホルダ１２の内部に保持されている。ホルダ１２
は、図示しない定着ユニットフレームに固定され非回転
となっている。

【００２７】コイル・アセンブリ１０は、磁性材からな
るコア１６（芯材に相当する）と、コア１６を挿入する
ための通孔が形成されたボビン１７と、このボビン１７
の周囲に銅線を巻回して形成され金属スリーブ１１に誘
導電流を誘起させて加熱する誘導コイル１８（誘導加熱
源に相当する）とを有する。コア１６としては、透磁率
が大きく自己損失の小さい材料がよく、例えばフェライ
ト、パーマロイ、センダスト等が適している。ボビン１
７は、コア１６と誘導コイル１８とを絶縁する絶縁部と
して機能している。そして、コイル・アセンブリ１０
は、ボビン１７とは別体に形成された前記ホルダ１２内
に、外部に露呈しないように収納されている。

【００２８】ホルダ１２、ボビン１７および分離爪１５
は、耐熱および電気絶縁性エンジニアリング・プラスチ
ックから形成されている。

【００２９】加圧ローラ１３は、軸芯１９と、当該軸芯
１９の周囲に形成された表面離型性耐熱ゴム層であるシ
リコンゴム層２０とから構成されている。

【００３０】金属スリーブ１１の上方には、当該金属ス
リーブ１１の温度を検出する温度センサ２１が設けられ
ている。この温度センサ２１は、金属スリーブ１１を隔
てて誘導コイル１８に向かい合うように、金属スリーブ
１１の表面に圧接している。温度センサ２１は、例え
ば、サーミスタより構成され、このサーミスタで金属ス
リーブ１１の温度を検出しつつ、金属スリーブ１１の温
度が最適温度となるように誘導コイル１８への通電が制
御される。

【００３１】金属スリーブ１１の上方にはさらに、温度
異常上昇時の安全機構として、サーモスタット２２が設
けられている。このサーモスタット２２は、金属スリー
ブ１１の表面に接触しており、予め設定された温度にな
ると接点を開放して誘導コイル１８への通電を切断し、
金属スリーブ１１が所定温度以上の高温となることを防
止している。

【００３２】実施の形態１では特に、金属スリーブ１１
と誘導コイル１８との間に、ホルダ１２の内面に沿うよ
うにして、誘導コイル１８から金属スリーブ１１へ届く
磁束の一部を遮蔽する磁束遮蔽板３１（磁束遮蔽手段に
相当する）が移動可能に設けられており、変位手段４０
により磁束遮蔽板３１の位置を軸方向に変化させること
によって、誘導電流による発熱範囲を制御することがで
きる構成となっている。また、この発熱範囲の制御は、
金属スリーブ１１のように加熱媒体が薄肉で長手方向に
熱移動が困難であるほど効果的なものとなる。

【００３３】変位手段４０は、磁束遮蔽板３１に連結さ
れるワイヤ３３と、ワイヤ３３が装架される回転自在な
プーリ３６と、プーリ３６を回転駆動させるモータ３４
とを有しており、モータ３４の駆動により磁束遮蔽板３
１を図中矢印方向に進退動させることができる。モータ
３４には、例えばステップモータなどが使用される。な
お、変位手段４０はこのような構成に限定されるもので
はなく、例えば、ワイヤ３３の代わりにベルトを使用し
たり、スクリューねじにより進退動させる構成とするこ
とも可能である。

【００３４】磁束遮蔽板３１としては、誘導電流を流す
導電体であって固有抵抗の小さい非磁性材料である銅、
アルミニウム、銀若しくはその合金、または磁束を閉じ
込める固有抵抗が大きいフェライト等が適している。な
お、鉄やニッケルのような磁性材料でも磁束を遮蔽する
が、同時に自ら発熱するため、これらを使用する場合に
は、円孔やスリットなどの通孔を形成して渦電流による
発熱を抑える必要がある。

【００３５】磁束遮蔽板３１は、図示のように、誘導コ
イル１８の主として上半分を覆う円弧曲面を呈してお
り、小形サイズの記録材（図１中において二点鎖線で示
す）が通紙される場合には、金属スリーブ１１の非通紙
領域に相当する軸方向範囲の誘導コイル１８を覆う位置
（図１中において二点鎖線で示す）まで、変位手段４０
により移動される。一方、大形サイズの記録材が通紙さ
れる場合には、大形サイズの記録材の通紙幅の外側まで
磁束遮蔽板３１を退避させるようになっている。このよ
うに、磁束遮蔽板３１は、金属スリーブ１１における通
紙範囲に応じて変位手段４０によりその位置が変化させ
られるため、種々の幅の記録材に対応可能となる。この
通紙範囲は、記録材の給紙部のサイズ検出手段により情
報を得る構成とされるが、あるいは、金属スリーブ１１
や加圧ローラ１３等の温度を検出する手段を軸方向に沿
って複数設けることにより検出する構成としてもよい
（いずれも図示せず）。なお、磁束遮蔽板３１は円弧曲
面のものに限られず、円筒形状とすることも可能であ
る。

【００３６】また、磁束遮蔽板３１には、必要に応じて
円孔やスリットなどの通孔３５が形成される。これによ
り、磁束遮蔽板３１を透過して金属スリーブ１１へ向け
て届く磁束量を制御することができるため、金属スリー
ブ１１の非通紙領域の温度が必要以上に低下してしまう
ことを防止することができる。したがって、非通紙領域
の温度上昇を抑えすぎて極端に温度が低くなって金属ス
リーブ１１内の通紙領域との温度差が生じることによ
り、部分的熱変形による金属スリーブの内部応力が発生
してすることとなって寿命を低下させたり、また、小形
サイズの記録材を通紙後に大形サイズの記録材を通紙さ
せた場合に前記温度差のために記録材のスキューや紙シ
ワ、定着ムラ等の障害を引き起こしたりする事態を防止
することができる。

【００３７】次に、実施の形態１の定着装置の作用を説
明する。

【００３８】誘導コイル１８に高周波電流を通電する
と、金属スリーブ１１は磁性金属からなるので高周波誘
導電流が誘起されて発熱する。しかも誘導加熱方式は発
熱効率が高く、金属スリーブ１１を薄肉に形成して低熱
容量化をも図っているので、金属スリーブ１１は高速で
昇温する。

【００３９】この金属スリーブ１１は、加圧ローラ１３
とホルダ１２との間に挟持され、加圧ローラ１３の圧接
により駆動力を得て該加圧ローラ１３の回転に伴って従
動回転する。未定着のトナー像が転写されている記録材
１４は、これら金属スリーブ１１と加圧ローラ１３との
間のニップ部２３に向けて送り込まれ、加熱された金属
スリーブ１１の熱と加圧ローラ１３から作用する圧力と
が加えられながらニップ部２３を搬送されることによ
り、トナーが記録材１４上に定着される。

【００４０】ここで、最大通紙幅よりも小形サイズの記
録材を通紙する場合には、モータ３４の駆動により、磁
束遮蔽板３１の位置が金属スリーブ１１の非通紙領域に
相当する軸方向範囲の誘導コイル１８を覆う位置まで変
位される。これにより、誘導コイル１８から金属スリー
ブ１１の非通紙領域へ届く磁束が遮蔽され、非通紙領域
における金属スリーブ１１の温度が通紙領域における金
属スリーブ１１の温調温度よりも上昇する事態が防止さ
れる。一方、大形サイズの記録材を通紙する場合には、
モータ３４の駆動により、磁束遮蔽板３１は大形サイズ
の記録材の通紙幅の外側まで退避する。これにより、金
属スリーブ１１は誘導コイル１８からの磁束を受けて均
一に加熱される。

【００４１】このように実施の形態１によれば、薄肉の
金属スリーブ１１であっても、通紙する記録材のサイズ
の種類によらず昇温される金属スリーブ１１の熱分布を
コントロールすることが可能となり、また必要部分以外
は発熱自体をさせないので熱損失が小さく、省エネルギ
ーともなる。

【００４２】したがって、金属スリーブ１１の非通紙領
域における温度上昇を低減させることが可能となり、該
金属スリーブ１１の長手方向の温度ムラを抑制すること
ができる。これにより、小形サイズ記録材の通紙直後の
大形サイズ記録材の通紙時における定着性の部分的なム
ラによる高温オフセットの発生、同じく小形サイズ記録
材の通紙直後の大形サイズ記録材の通紙時における温度
ムラによる紙シワ、スキューあるいはジャムの発生、金
属スリーブ１１における温度分布差による内部熱応力の
発生およびこれに伴う劣化、定着装置の構成部品の耐熱
温度を越えることによる溶融、変形あるいは損傷などの
金属スリーブ１１の非通紙領域の温度上昇による不具合
を効率良く防止することができる。

【００４３】図３（Ａ）（Ｂ）は本発明の実施の形態２
に係る誘導加熱方式の定着装置のホルダを概略で示す斜
視図である。

【００４４】この実施の形態２は、薄肉の磁束遮蔽手段
がホルダの表面に固定あるいは一体化されて設けられて
いる点で、実施の形態１と相違している。なお、実施の
形態１と共通する部材には、同一の符号を付し、その説
明については適宜省略する（以降の実施の形態において
同様）。このように、金属スリーブと誘導コイルとの間
に電気的短絡保護のために設けられるホルダの表面に、
薄肉の銅箔などからなる磁束遮蔽手段を一体化させるこ
とにより、確実かつコンパクトに磁束遮蔽手段を配置さ
せることができる。この場合には、磁束遮蔽手段の位置
は、ホルダと共に例えば軸方向などに変位させることが
できる。

【００４５】また特に、図３（Ａ）または（Ｂ）に示す
実施の形態では、薄肉の磁束遮蔽手段３２の表面積を軸
方向に変化させて配置する構成を採ると共に、ホルダ１
２を回転可能に構成したので、ホルダ１２を回転するこ
とによって遮蔽部分の範囲を変化させることができ、し
たがってきわめて限られたスペースの中で金属スリーブ
１１の熱分布の制御が可能となる。

【００４６】図４は本発明の実施の形態３に係る誘導加
熱方式の定着装置を概略で示す斜視図である。この実施
の形態３は、実施の形態１と同様に金属スリーブを用い
た誘導加熱定着装置であり、実施の形態１の磁束遮蔽板
３１を排除し、これとは異なる磁束吸収手段３７，３８
を配置した点で実施の形態１と相違している。

【００４７】図４に示すように、磁束吸収手段３７，３
８は、金属スリーブ１１に対し誘導コイル１８と反対
側、すなわち上方に配置され、略半円弧面を呈する板状
のものである。第１の磁束吸収手段３７は、小形サイズ
記録材の通紙幅に相当する位置、すなわち通紙領域の上
方を覆うように固定して配置されており、一方、第２の
磁束吸収手段３８は、小形サイズ記録材の通紙幅の外側
で且つ大形サイズ記録材の通紙幅の内側領域、すなわち
非通紙領域の上方を覆う位置に移動可能に配置されてい
る。

【００４８】第２の磁束吸収手段３８は、その側端部が
ガイドレール３９により案内されながら、金属スリーブ
１１における通紙範囲に応じて、変位手段４０により図
中矢印で示される軸方向に進退動されるように構成され
る。

【００４９】磁束吸収手段３７，３８としては、透磁率
が高く、固有抵抗が高いフェライト等が、コスト的にも
特性的にもより好ましいが、鉄、ニッケルおよびそれら
の合金のような磁性材に通孔を設けたものを使用するこ
とも可能である。

【００５０】この実施の形態３では、最大通紙幅よりも
小形サイズの記録材を通紙する場合には、モータ３４の
駆動により、第２の磁束吸収手段３８の位置は、図中右
方向、すなわち金属スリーブ１１の通紙領域へ変位され
る。これにより、誘導コイル１８から金属スリーブ１１
の非通紙領域へ届く磁束が通紙領域へ届く磁束に比べて
少なくなり、非通紙領域における金属スリーブ１１の温
度上昇が抑えられて均熱化される。一方、大形サイズの
記録材を通紙する場合には、モータ３４の駆動により、
第２の磁束吸収手段３８の位置は、図中左方向、すなわ
ち金属スリーブ１１の非通紙領域へ変位される。これに
より、誘導コイル１８から金属スリーブ１１へ届く磁束
の密度は該金属スリーブ１１の長さ方向で同じとなり、
金属スリーブ１１は均一に加熱される。

【００５１】このように実施の形態３によれば、磁束吸
収手段を設け移動させることにより、金属スリーブ１１
への磁束密度を部分的に変化させ、エネルギー吸収効率
を通紙幅に応じて制御することが可能となり、したがっ
て、金属スリーブ１１の非通紙領域における温度上昇を
低減させ、温度ムラを抑制することができる。

【００５２】図５（Ａ）（Ｂ）は本発明の実施の形態４
に係る誘導加熱方式の定着装置の磁束吸収手段を金属ス
リーブと共に示す概略図である。この実施の形態４は、
磁束吸収手段を温度により変形する部材から構成し、金
属スリーブ１１の近傍に配置した点で、実施の形態３と
相違している。

【００５３】図５（Ａ）に示すように、例えば一対の銅
を含むバイメタル４１ａ，４１ｂから磁束吸収手段４１
を構成し、この磁束吸収手段４１は、金属スリーブ１１
の非通紙領域の近傍に配置される。また、金属スリーブ
１１の通紙領域の近傍には、図５（Ａ）の状態における
磁束吸収手段４１と同等の磁束密度を生じさせる図示し
ない磁束吸収手段が固定して配置されている。

【００５４】この実施の形態４では、最大通紙幅よりも
小形サイズの記録材を連続で通紙するような場合には、
非通紙領域における金属スリーブ１１の温度が通紙領域
における金属スリーブ１１の温調温度よりも上昇しよう
とするが、この温度上昇に伴って、磁束吸収手段４１が
徐々に図５（Ｂ）のように自ら変形してその位置が変化
する。なお、温度で変形する部材としては、バイメタル
に限られるものではなく、例えば形状記憶合金を利用す
ることも可能である。

【００５５】ここで、磁束吸収手段は、加熱媒体である
金属スリーブ１１に近いほど磁気的な結合が良いので、
前記変形により金属スリーブ１１からの距離が大きくな
ることにより、誘導コイル１８から金属スリーブ１１の
非通紙領域へ届く磁束が通紙領域へ届く磁束に比べて少
なくなり、非通紙領域における金属スリーブ１１の温度
上昇が抑えられて均熱化される。

【００５６】この実施の形態４によれば、金属スリーブ
１１に温度で変形する磁束吸収手段を設けることによ
り、記録材サイズや温度の情報をフィードバックさせる
制御をする必要がなく、きわめて簡易に磁束吸収手段の
位置を変位させる制御が可能となる。

【００５７】図６は本発明の実施の形態５に係る誘導加
熱方式の定着装置の磁束発生手段を金属スリーブ及びコ
イル・アセンブリと共に概略で示す斜視図である。この
実施の形態５は、実施の形態１と同様に金属スリーブを
用いた誘導加熱定着装置であり、実施の形態１の磁束遮
蔽板３１を排除し、これとは異なる磁束発生手段４２を
配置した点で実施の形態１と相違している。

【００５８】この実施の形態５は、誘導コイル１８が発
生する磁束と位相の異なる磁束を発生させる磁束発生手
段４２を、誘導コイル１８に対向すると共に金属スリー
ブ１１の非通紙領域の近傍位置に配置した点で、実施の
形態１と相違している。

【００５９】磁束発生手段４２は、誘導コイル１８によ
り発生する交番磁界と位相のずれた磁界を発生させるコ
イルから構成されている。この場合に、磁束発生手段４
２が発生する磁界の位相は、誘導コイル１８による交番
磁界を打ち消すことができる点で、これと逆位相にする
のが効果的である。また、磁束発生手段４２は、金属ス
リーブ１１に近く配置するほど効果が大きい。

【００６０】このように、誘導コイル１８が発生する磁
束と位相の異なる磁束を発生させる磁束発生手段４２を
設け、該磁束発生手段４２へ流す電流量を制御すること
により、通紙範囲に応じて前記位相の異なる磁束の発生
範囲を変化させ、金属スリーブ１１の発熱範囲を制御す
るようになっている。なお、磁束発生手段４２自体を移
動させることにより、前記位相の異なる磁束の発生範囲
を変化させる構成とすることも可能である。

【００６１】この実施の形態５では、最大通紙幅よりも
小形サイズの記録材を通紙する場合に、磁束発生手段４
２に通電される。これにより、非通紙領域における誘導
コイル１８が発生する磁束が打ち消されることとなり、
当該非通紙領域における温度上昇を防止することが可能
となる。なお、加熱範囲の制御は若干難しくなるが、磁
束発生手段４２を誘導加熱源である誘導コイル１８自体
に組み込むことも可能である。

【００６２】図７は本発明の実施の形態６に係る誘導加
熱方式の定着装置を概略で示す斜視図である。この実施
の形態６は、実施の形態１と同様に金属スリーブを用い
た誘導加熱定着装置であり、実施の形態１の磁束遮蔽板
３１を排除し、誘導加熱源である誘導コイル１８自体の
位置を、変位手段４０により、金属スリーブ１１におけ
る通紙範囲に応じて軸方向に変化させるようにした点で
実施の形態１と相違している。この実施の形態６では、
加熱媒体である金属スリーブ１１の端部から誘導コイル
１８の端部が外方に遠ざかることにより、その反対側の
金属スリーブ１１の端部では磁気的結合が弱くなる。し
たがって、磁気的結合が弱くなる方の端部を非通紙領域
とすることにより当該領域の発熱量を低下させることが
でき、非通紙領域の温度上昇を防止することが可能とな
る。

【００６３】図８は本発明の実施の形態７に係る誘導加
熱方式の定着装置の軸直角断面図である。この実施の形
態６は、実施の形態１と同様に金属スリーブを用いた誘
導加熱定着装置であり、実施の形態１の磁束遮蔽板３１
を排除し、金属スリーブ１１における通紙範囲に応じ
て、コイル・アセンブリ１０の図示のように分割された
コア１６の一部１６ａの位置を軸方向に変化させるよう
にした点で実施の形態１と相違している。この実施の形
態７では、金属スリーブとの磁気的結合を強めるための
芯材の一部を移動させることで、磁気的結合を部分的に
変化させることができ、これにより、発熱範囲あるいは
発熱量を変化させることが可能となり、ひいては非通紙
領域の温度上昇を防止することができる。

【００６４】なお、以上説明した実施形態は、本発明を
限定するために記載されたものではなく、種々変更が可
能である。例えば上述した実施の形態では、加熱媒体と
して可撓性を有する金属スリーブを使用した誘導加熱定
着装置について説明したが、本発明はこれに限られるも
のではなく、中空の金属ローラを使用した誘導加熱定着
装置に対しても勿論適用することができる。

【００６５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、加
熱媒体がたとえ薄肉であっても、通紙する記録材のサイ
ズの種類によらず昇温される加熱媒体の熱分布をコント
ロールすることが可能となり、また必要部分以外は発熱
自体を抑えるようにしたので熱損失が小さく、省エネル
ギーともなる。

【００６６】したがって、加熱媒体の非通紙領域におけ
る温度上昇を低減させることが可能となり、該加熱媒体
の長手方向の温度ムラを抑制することができる。これに
より、小形サイズ記録材の通紙直後の大形サイズ記録材
の通紙時における定着性の部分的なムラによる高温オフ
セットの発生、同じく小形サイズ記録材の通紙直後の大
形サイズ記録材の通紙時における温度ムラによる紙シ
ワ、スキューあるいはジャムの発生、加熱媒体における
温度分布差による内部熱応力の発生およびこれに伴う劣
化、定着装置の構成部品の耐熱温度を越えることによる
溶融、変形あるいは損傷などの加熱媒体の非通紙領域の
温度上昇による不具合を、効率良く防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る誘導加熱方式の
定着装置を概略で示す斜視図である。

【図２】同定着装置の軸直角断面図である。

【図３】（Ａ）（Ｂ）は本発明の実施の形態２に係る
誘導加熱方式の定着装置のホルダを概略で示す斜視図で
ある。

【図４】本発明の実施の形態３に係る誘導加熱方式の
定着装置を概略で示す斜視図である。

【図５】（Ａ）（Ｂ）は本発明の実施の形態４に係る
誘導加熱方式の定着装置の磁束吸収手段を金属スリーブ
と共に示す概略図である。

【図６】本発明の実施の形態５に係る誘導加熱方式の
定着装置の磁束発生手段を金属スリーブ及びコイル・ア
センブリと共に概略で示す斜視図である。

【図７】本発明の実施の形態６に係る誘導加熱方式の
定着装置を概略で示す斜視図である。

【図８】本発明の実施の形態７に係る誘導加熱方式の
定着装置の軸直角断面図である。

【符号の説明】

１１…金属スリーブ（加熱媒体）、１２…ホルダ（絶縁部材）、１３…加圧ローラ、１４…記録材、１６…コア（芯材）、１８…誘導コイル（誘導加熱源）、３１，３２…磁束遮蔽手段、３５…通孔、３７，３８，４１…磁束吸収部材、４０…変位手段、４２…磁束発生手段。

フロントページの続き (72)発明者伊藤哲朗大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者大西泰造大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電層を有する加熱媒体と、該加熱媒体
を誘導加熱により加熱する誘導加熱源とを有し、搬送さ
れる記録材上に形成された未定着画像の現像剤を前記加
熱媒体の熱によって融解し定着させる定着装置におい
て、前記加熱媒体と前記誘導加熱源との間に配置され、前記
誘導加熱源から前記加熱媒体へ届く磁束の一部を遮蔽す
る磁束遮蔽手段と、該磁束遮蔽手段の位置を変化させる変位手段とを有する
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記磁束遮蔽手段は、前記加熱媒体にお
ける通紙範囲に応じて前記変位手段によりその位置が変
化されることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】前記磁束遮蔽手段は、前記加熱媒体と前
記誘導加熱源との間に配置された絶縁部材の表面に設け
られることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】前記磁束遮蔽手段に通孔を形成したこと
を特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項５】導電層を有する加熱媒体と、該加熱媒体
を誘導加熱により加熱する誘導加熱源とを有し、搬送さ
れる記録材上に形成された未定着画像の現像剤を前記加
熱媒体の熱によって融解し定着させる定着装置におい
て、前記加熱媒体に対し前記誘導加熱源と反対側に、磁束を
吸収する磁束吸収部材を配置し、該磁束吸収部材の位置
を前記加熱媒体における通紙範囲に応じて変化させるよ
うにしたことを特徴とする定着装置。
【請求項６】前記磁束吸収部材は、温度により変形し
てその位置が変化されることを特徴とする請求項５記載
の定着装置。
【請求項７】導電層を有する加熱媒体と、該加熱媒体
を誘導加熱により加熱する誘導加熱源とを有し、搬送さ
れる記録材上に形成された未定着画像の現像剤を前記加
熱媒体の熱によって融解し定着させる定着装置におい
て、前記誘導加熱源が発生する磁束と位相の異なる磁束を発
生させる磁束発生手段を有し、前記加熱媒体における通
紙範囲に応じて前記位相の異なる磁束の発生範囲を変化
させることを特徴とする定着装置。
【請求項８】導電層を有する加熱媒体と、該加熱媒体
を誘導加熱により加熱する誘導加熱源とを有し、搬送さ
れる記録材上に形成された未定着画像の現像剤を前記加
熱媒体の熱によって融解し定着させる定着装置におい
て、前記加熱媒体における通紙範囲に応じて前記誘導加熱源
の位置を変化させることを特徴とする定着装置。
【請求項９】導電層を有する加熱媒体と、該加熱媒体
を誘導加熱により加熱する誘導加熱源とを有し、搬送さ
れる記録材上に形成された未定着画像の現像剤を前記加
熱媒体の熱によって融解し定着させる定着装置におい
て、前記誘導加熱源は芯材を有し、前記加熱媒体における通
紙範囲に応じて前記芯材の一部の位置を変化させること
を特徴とする定着装置。
【請求項１０】前記加熱媒体は、可撓性を有する薄肉
の回転体であることを特徴とする請求項１〜９のいずれ
か１項に記載の定着装置。