JPWO2005038535A1 - 定着装置 - Google Patents

Abstract

小型な構成により、発熱体の通紙領域から非通紙領域への磁束の回り込みによる非通紙領域の過昇温を防止することができる定着装置。回転手段（５００）によりセンターコア（３３３）を回転して切欠部（３３３ａ，３３３ｂ）を磁路の遮蔽位置に臨ませ、センターコア（３３３）と発熱ローラ（３１０）との磁気的な結合度を弱めて発熱ローラ（３１０）の非通紙領域の過昇温を抑制する。この定着装置（３００）は、センターコア（３３３）を回転させるだけで、センターコア（３３３）と発熱ローラ（３１０）との磁気的な結合度の強弱の切り替えを行うことができる。また、この定着装置（３００）は、磁気抑制体を別部材として用意する必要がなく、その構成の簡素化及び低廉化を実現できる。

Description

本発明は、電子写真方式あるいは静電記録方式の複写機、ファクシミリ及びプリンタ等の画像形成装置に用いて有用な定着装置に関し、特に電磁誘導加熱方式の加熱手段を用いて記録媒体上に未定着画像を加熱定着させる定着装置に関する。

電磁誘導加熱（ＩＨ；ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｈｅａｔｉｎｇ）方式の定着装置は、発熱体に磁場生成手段により生成した磁場を作用させて渦電流を発生させ、この渦電流による前記発熱体のジュール発熱により、転写紙及びＯＨＰシートなどの記録媒体上の未定着画像を加熱定着する定着装置である。

この電磁誘導加熱方式の定着装置は、ハロゲンランプを熱源とする熱ローラ方式の定着装置と比較して発熱効率が高く定着速度を速くすることができるという利点を有している。

また、前記発熱体として肉厚の薄いスリーブもしくは無端状ベルトなどからなる薄肉の発熱体を用いた定着装置は、発熱体の熱容量が小さくこの発熱体を短時間で発熱させることができるので、所定の定着温度に発熱するまでの立ち上がり応答性を著しく向上させることができる。

反面、このような熱容量の小さい発熱体を用いた定着装置は、記録媒体が通紙されるだけでも発熱体の熱が奪われて通紙領域の温度が低下してしまう。そこで、この種の定着装置では、その通紙領域の温度が所定の定着温度に維持されるように発熱体を適時加熱している。

このため、この熱容量の小さい発熱体を用いた定着装置では、サイズが小さい記録媒体が連続的に通紙されると、発熱体が加熱され続けられてその非通紙領域の温度が通紙領域の温度よりも異常に高くなる現象、つまり非通紙領域の過昇温現象が発生する。

従来、このような非通紙領域の過昇温現象を解消する技術として、発熱体を電磁誘導発熱させる磁束発生手段により生成された磁束のうち、前記発熱体の非通紙領域に作用する磁束のみを、発熱体の発熱幅方向に移動可能な磁束吸収部材により吸収するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、前記非通紙領域の過昇温現象を解消する他の技術として、発熱体を電磁誘導発熱させる磁束発生手段の第１磁性体コアの背後に、非通紙領域に対応する第２磁性体コアを配置し、第１磁性体コアと第２磁性体コアとのギャップを変化させて発熱体の長手方向の温度分布を変えるものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

図１は、特許文献１に開示された定着装置の実施例の概略斜視図である。図１に示すように、この定着装置は、コイルアセンブリ１０、金属スリーブ１１、ホルダ１２、加圧ローラ１３、磁束遮蔽板３１及び変位手段４０などを備えている。

図１において、コイルアセンブリ１０は、高周波磁界を生じる。金属スリーブ１１は、コイルアセンブリ１０の誘導コイル１８により誘導電流を誘起されて加熱され記録材１４を搬送する方向に回転する。コイルアセンブリ１０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。加圧ローラ１３は、金属スリーブ１１に圧接してニップ部を形成しつつ記録材１４を搬送する方向に回転する。このニップ部により記録材１４が挟持搬送されることにより、記録材１４上の未定着画像が発熱した金属スリーブ１１により記録材１４に加熱定着される。

磁束遮蔽板３１は、図１に示すように、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、変位手段４０によりコイルアセンブリ１０とホルダ１２との両端部の隙間に対して進退される。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が懸架される一対のプーリ３６と、一方のプーリ３６を回転駆動するモータ３４とを有している。

磁束遮蔽板３１は、変位手段４０により、記録材１４のサイズが最大サイズの場合には図１に実線で示す位置に退避するように移動される。一方、磁束遮蔽板３１は、記録材１４のサイズが小サイズの場合には図１に鎖線で示す位置に進出するように移動される。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の過昇温が抑制される。

図２は、特許文献２に開示された定着装置の実施例の概略断面図である。図２に示すように、この定着装置は、加熱アセンブリ５１、ホルダ５２、コア保持回動部材５３、励磁コイル５４、第１コア５５、第２コア５６、定着ローラ５７及び加圧ローラ５８などを備えている。

図２において、加熱アセンブリ５１は、ホルダ５２、コア保持回動部材５３、励磁コイル５４、第１コア５５及び第２コア５６からなり磁束を発生する。定着ローラ５７は、加熱アセンブリ５１から発生する磁束の作用により誘導発熱され記録材５９を搬送する方向に回転する。

加圧ローラ５８は、定着ローラ５７に圧接してニップ部を形成しつつ記録材５９を搬送する方向に回転する。このニップ部により記録材５９が挟持搬送されることにより、記録材５９上の未定着画像が発熱した定着ローラ５７により記録材５９に加熱定着される。

第１コア５５は、定着ローラ５７の最大通紙領域の幅と同じ幅を有している。一方、第２コア５６は、記録材５９のサイズが最大サイズの場合には図２Ａに示すように、第１コア５５に近接した位置に移動される。また、第２コア５６は、記録材５９のサイズが小サイズの場合には図２Ｂに示すように、コア保持回動部材５３が１８０°回転して第１コア５５から離間した位置に移動される。これにより、第２コア５６に対応する定着ローラ５７の非通紙領域の発熱が抑えられる。
特開平１０−７４００９号公報 特開２００３−１２３９６１号公報

しかしながら、前者の定着装置は、磁束遮蔽板３１を変位手段４０によりコイルアセンブリ１０とホルダ１２との両端部の隙間に対して進退させる構成であるため、図１に示すように、変位手段４０の一対のプーリ３６がホルダ１２の両端部から大きく突出し定着装置本体が大型化してしまう不具合がある。

さらに、前者の定着装置は、図１に示すように金属スリーブ１１と誘導コイル１８の間に磁束遮蔽板３１を配置する構成である。誘導加熱方式を用いる定着装置では、誘導コイル１８と金属スリーブ１１の間の隙間を例えば１ｍｍ程度に狭く保って、磁気的な結合を高める必要がある。磁束遮蔽板３１はその狭い隙間に挿入するため、厚みを薄くする必要がある。つまり、磁束遮蔽板３１は十分な厚みがとれないため電気抵抗が高くなり、自ら発熱しやすくなるという問題がある。磁束遮蔽板３１に通孔３５を形成することで、渦電流による発熱を抑えることができるが、これにより磁束が金属スリーブ１１に届いて金属スリーブの非通紙領域が発熱する。この結果、小サイズの記録材１４が連続的に通紙されると、金属スリーブ１１の非通紙領域に熱が蓄積し、過昇温を抑制できないという問題がある。

また、後者の定着装置は、図２Ａ、図２Ｂに示すように、コア保持回動部材５３の回転により第２コア５６が第１コア５５に対して変位しても第１コア５５と定着ローラ５７との間隔が変化しないため、定着ローラ５７の通紙領域と非通紙領域との磁気的ギャップが一定である。

このため、この定着装置は、第１コア５５に対応する通紙領域の端部から第２コア５６に対応する非通紙領域の端部への磁束の回り込みが発生し、定着ローラ５７の非通紙領域における磁束の抑制効果が低くなってしまう。この結果、この定着装置では、小サイズの記録材５９が連続的に通紙されると、定着ローラ５７の非通紙領域に熱が蓄積し、過昇温を効果的に抑制することができないという問題がある。

また、この定着装置では、コア保持回動部材５３に１つの記録材サイズに対応した第２コア５６しか保持できないため、定着ローラ５７の通紙領域幅を最大サイズと小サイズとの２種類の記録材の紙幅にしか対応させることができない。

本発明の目的は、発熱体の通紙領域から非通紙領域への磁束の回り込みによる非通紙領域の過昇温を防止することができる小型な定着装置を提供することである。

本発明の定着装置は、磁束を発生する磁束発生手段と、前記磁束により誘導加熱される発熱体と、前記発熱体に対向して配置されて前記磁束発生手段と前記発熱体との間の磁束の経路を形成する磁路形成体と、前記磁路形成体に配設されかつ前記磁路形成体と前記発熱体との間の前記発熱体の非通紙領域に対応する磁束の経路の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽位置に臨むことにより前記非通紙領域に対応する前記磁路形成体と前記発熱体との磁気的な結合を抑制する磁気抑制体と、回転により前記遮蔽位置と前記遮蔽位置から退避した退避位置とに前記磁気抑制体を臨ませる回転手段と、を具備する。

本発明によれば、発熱体の通紙領域から非通紙領域への磁束の回り込みによる非通紙領域の過昇温を防止することができる小型な定着装置を提供することができる。

従来の定着装置の構成を示す概略斜視図 従来の他の定着装置の要部の構成を示す概略断面図 当該定着装置の動作態様を示す概略断面図 本発明の実施の形態１に係る定着装置を搭載するのに適した画像形成装置の全体構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態１に係る定着装置の基本的な構成を示す断面図 本発明の実施の形態１に係る定着装置の構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態１に係る定着装置のセンターコアに磁気抑制体としての切欠部を形成した構成を示す概略斜視図 本発明の実施の形態１に係る定着装置の磁気抑制体としての切欠部を回転させる回転手段の構成を示す概略斜視図 本発明の実施の形態１に係る定着装置の磁気抑制体としての切欠部を退避位置に回転させた状態を示す概略断面図 本発明の実施の形態２に係る定着装置の構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態２に係る定着装置のセンタアーコアに磁気抑制体としての磁気遮蔽部材を配設した構成を示す概略斜視図 本発明の実施の形態２に係る定着装置の磁気抑制体としての磁気遮蔽部材を回転させる回転手段の構成を示す概略斜視図 本発明の実施の形態２に係る定着装置の磁気抑制体としての磁気遮蔽部材を退避位置に回転させた状態を示す概略断面図 本発明の実施の形態３に係る定着装置の構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態３に係る定着装置の磁気抑制体としての切欠部を退避位置に回転させた状態を示す概略断面図 本発明の実施の形態４に係る定着装置の構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態４に係る定着装置のセンタアーコアの構成を示す概略斜視図 本発明の実施の形態４に係る定着装置の矩形状のセンタアーコアの構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態４に係る定着装置のクロス状のセンタアーコアの構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態４に係る定着装置のクロス状のセンタアーコアの段付部に磁気遮蔽部材を埋め込んだ構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態５に係る定着装置の構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態５に係る定着装置の要部の動作態様を示す概略断面図 本発明の実施の形態６に係る定着装置の構成を示す概略断面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一の構成または機能を有する構成要素及び相当部分には、同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係る定着装置を搭載するのに適した画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。

図３に示すように、画像形成装置１００は、電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と称する）１０１、帯電器１０２、レーザービームスキャナ１０３、現像器１０５、給紙装置１０７、定着装置２００及びクリーニング装置１１３などを具備している。

図３において、感光ドラム１０１は、矢印の方向に所定の周速度で回転駆動されながら、その表面が帯電器１０２によってマイナスの所定の暗電位Ｖ０に一様に帯電される。

レーザービームスキャナ１０３は、図示しない画像読取装置やコンピュータ等のホスト装置から入力される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されたレーザービーム１０４を出力し、一様に帯電された感光ドラム１０１の表面をレーザービーム１０４によって走査露光する。これにより、感光ドラム１０１の露光部分の電位絶対値が低下して明電位ＶＬとなり、感光ドラム１０１の表面に静電潜像が形成される。

現像器１０５は、回転駆動される現像ローラ１０６を備えている。現像ローラ１０６は、感光ドラム１０１と対向して配置されており、その外周面にはトナーの薄層が形成される。また、現像ローラ１０６には、その絶対値が感光ドラム１０１の暗電位Ｖ０よりも小さく、明電位ＶＬよりも大きい現像バイアス電圧が印加されている。

これにより、現像ローラ１０６上のマイナスに帯電したトナーが感光ドラム１０１の表面の明電位ＶＬの部分にのみ付着し、感光ドラム１０１の表面に形成された静電潜像が反転現像されて顕像化されて、感光ドラム１０１上に未定着トナー像１１１が形成される。

一方、給紙装置１０７は、給紙ローラ１０８により所定のタイミングで記録媒体としての記録紙１０９を一枚ずつ給送する。給紙装置１０７から給送された記録紙１０９は、一対のレジストローラ１１０を経て、感光ドラム１０１と転写ローラ１１２とのニップ部に、感光ドラム１０１の回転と同期した適切なタイミングで送られる。これにより、感光ドラム１０１上の未定着トナー像１１１が、転写バイアスが印加された転写ローラ１１２により記録紙１０９に転写される。

このようにして未定着トナー像１１１が形成担持された記録紙１０９は、記録紙ガイド１１４により案内されて感光ドラム１０１から分離された後、定着装置２００の定着部位に向けて搬送される。定着装置２００は、その定着部位に搬送された記録紙１０９に未定着トナー像１１１を加熱定着する。

未定着トナー像１１１が加熱定着された記録紙１０９は、定着装置２００を通過した後、画像形成装置１００の外部に配設された排紙トレイ１１６上に排出される。

一方、記録紙１０９が分離された後の感光ドラム１０１は、その表面の転写残トナー等の残留物がクリーニング装置１１３によって除去され、繰り返し次の画像形成に供される。

次に、図３に示した画像形成装置１００の定着装置について説明する。図４は、この定着装置の構成を示す断面図である。図４に示すように、この定着装置２００は、定着ベルト２１０、ベルト支持部材としての支持ローラ２２０、電磁誘導加熱手段としての励磁装置２３０、定着ローラ２４０及びベルト回転手段としての加圧ローラ２５０などを具備している。

図４において、定着ベルト２１０は、支持ローラ２２０と定着ローラ２４０とに懸架されている。支持ローラ２２０は、定着装置２００の本体側板２０１の上部側に回転自在に軸支されている。定着ローラ２４０は、本体側板２０１に短軸２０２により揺動自在に取り付けられた揺動板２０３に回転自在に軸支されている。加圧ローラ２５０は、定着装置２００の本体側板２０１の下部側に回転自在に軸支されている。

揺動板２０３は、コイルバネ２０４の緊縮習性により、短軸２０２を中心として時計方向に揺動する。定着ローラ２４０は、この揺動板２０３の揺動に伴って変位し、その変位により定着ベルト２１０を挟んで加圧ローラ２５０に圧接している。支持ローラ２２０は図示されないバネにより定着ローラ２４０と反対側に付勢され、これにより定着ベルト２１０には所定の張力が付与されている。

加圧ローラ２５０は、図示しない駆動源により矢印方向に回転駆動される。定着ローラ２４０は、加圧ローラ２５０の回転により定着ベルト２１０を挟持しながら従動回転する。これにより、定着ベルト２１０が、定着ローラ２４０と加圧ローラ２５０とに挟持されて矢印方向に回転される。この定着ベルト２１０の挟持回転により、定着ベルト２１０と加圧ローラ２５０との間に未定着トナー像１１１を記録紙１０９上に加熱定着するためのニップ部が形成される。

励磁装置２３０は、前記ＩＨ方式の電磁誘導加熱手段からなり、図４に示すように、定着ベルト２１０の支持ローラ２２０に懸架された部位の外周面に沿って配設した磁気発生手段としての励磁コイル２３１と、励磁コイル２３１を覆うフェライトで構成したコア２３２とを備えている。励磁コイル２３１は、通紙幅方向に延伸し定着ベルト２１０の両端で折り返して巻回される。また、支持ローラ２２０の内部には定着ベルト２１０及び支持ローラ２２０を挟んで励磁コイル２３１と対向する対向コア２３３を備えている。

励磁コイル２３１は、細い線を束ねたリッツ線を用いて形成されており、支持ローラ２２０に懸架された定着ベルト２１０の外周面を覆うように、断面形状が半円形に形成されている。励磁コイル２３１には、図示しない励磁回路から駆動周波数が２５ｋＨｚの励磁電流が印加される。これより、コア２３２と対向コア２３３との間に交流磁界が発生し、定着ベルト２１０の導電層に渦電流が発生して定着ベルト２１０が発熱する。なお、本例では、定着ベルト２１０が発熱する構成であるが、支持ローラ２２０を発熱させ、この支持ローラ２２０の熱を定着ベルト２１０に伝導する構成としてもよい。

コア２３２は、励磁コイル２３１の中心と背面の一部に設けられている。コア２３２及び対向コア２３３の材料としては、フェライトの他、パーマロイ等の高透磁率の材料を用いることができる。

この定着装置２００は、図４に示すように、未定着トナー像１１１が転写された記録紙１０９を、未定着トナー像１１１の担持面を定着ベルト２１０に接触させるように矢印方向から搬送することにより、記録紙１０９上に未定着トナー像１１１を加熱定着することができる。

なお、支持ローラ２２０との接触部を通り過ぎた部分の定着ベルト２１０の裏面には、サーミスタからなる温度センサ２６０が接触するように設けられている。この温度センサ２６０により定着ベルト２１０の温度が検出される。温度センサ２６０の出力は、図示しない制御装置に与えられている。制御装置は、温度センサ２６０の出力に基づいて、最適な画像定着温度となるように、前記励磁回路を介して励磁コイル２３１に供給する電力を制御し、これにより定着ベルト２１０の発熱量を制御している。

また、記録紙１０９の搬送方向下流側の、定着ベルト２１０の定着ローラ２４０に懸架された部分には、加熱定着を終えた記録紙１０９を排紙トレイ１１６に向けてガイドする排紙ガイド２７０が設けられている。

さらに、励磁装置２３０には、励磁コイル２３１及びコア２３２と一体に、保持部材としてのコイルガイド２３４が設けられている。このコイルガイド２３４は、ＰＥＥＫ材やＰＰＳなどの耐熱温度の高い樹脂で構成されている。このコイルガイド２３４は、定着ベルト２１０から放射される熱が定着ベルト２１０と励磁コイル２３１との間の空間に籠もって、励磁コイル２３１が損傷を受けるのを回避することができる。

なお、図４に示したコア２３２は、その断面形状が半円形になっているが、このコア２３２は必ずしも励磁コイル２３１の形状に沿った形状とする必要はなく、その断面形状は、例えば、略Πの字状であってもよい。

定着ベルト２１０は、基材がガラス転移点３６０（℃）のポリイミド樹脂中に銀粉を分散して導電層を形成した、直径５０ｍｍ、厚さ５０μｍの薄肉の無端状ベルトで構成されている。前記導電層は、厚さ１０μｍ銀層を２〜３積層した構成としてもよい。また、さらに、この定着ベルト２１０の表面には、離型性を付与するために、フッ素樹脂からなる厚さ５μｍの離型層（図示せず）を被覆してもよい。定着ベルト２１０の基材のガラス転移点は、２００（℃）〜５００（℃）の範囲であることが望ましい。さらに、定着ベルト２１０の表面の離型層としては、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の離型性の良好な樹脂やゴムを単独であるいは混合して用いてもよい。

なお、定着ベルト２１０の基材の材料としては、上述のポリイミド樹脂の他、フッ素樹脂等の耐熱性を有する樹脂、電鋳によるニッケル薄板及びステンレス薄板等の金属を用いることもできる。例えば、この定着ベルト２１０は、厚さ４０μｍのＳＵＳ４３０（磁性）又はＳＵＳ３０４（非磁性）の表面に、厚さ１０μｍの銅メッキを施した構成のものであってもよい。

また、定着ベルト２１０は、モノクロ画像の加熱定着用の像加熱体として用いる場合には離型性のみを確保すればよいが、この定着ベルト２１０をカラー画像の加熱定着用の像加熱体として用いる場合には厚いゴム層を形成して弾性を付与することが望ましい。また、定着ベルト２１０の熱容量は、６０Ｊ／Ｋ以下であるのが好ましく、さらに好ましくは、４０Ｊ／Ｋ以下である。

支持ローラ２２０は、直径が２０ｍｍ、長さが３２０ｍｍ、厚みが０．２ｍｍの円筒状の金属ローラからなる。なお、支持ローラ２２０の材料としては、鉄及びニッケル等の磁性を有する金属を用いるのが好ましい。

図４に示すように、励磁コイル２３１に対向して対向コア２３３を用いる場合は、支持ローラ２２０は固有抵抗が５０μΩｃｍ以上である非磁性のステンレス材を用いることが好ましい。ちなみに、非磁性のステンレス材であるＳＵＳ３０４で構成した支持ローラ２２０は、固有抵抗が７２μΩｃｍと高くかつ非磁性であるので支持ローラ２２０を透過する磁束があまり遮蔽されず、例えば０．２ｍｍの肉厚のものでは支持ローラ２２０の発熱が極めて小さくなるので、定着ベルト２１０が有効に発熱する。また、ＳＵＳ３０４で構成した支持ローラ２２０は、機械的強度も高いので０．０４ｍｍの肉厚に薄肉化して熱容量をさらに小さくすることができる。

定着ローラ２４０は、表面が低硬度（ここでは、ＪＩＳＡ３０度）、直径３０ｍｍの低熱伝導性の弾力性を有する発泡体であるシリコーンゴムによって構成されている。

加圧ローラ２５０は、硬度ＪＩＳＡ６５度のシリコーンゴムによって構成されている。この加圧ローラ２５０の材料としては、フッ素ゴム、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂や他のゴムを用いてもよい。また、加圧ローラ２５０の表面には、耐摩耗性や離型性を高めるために、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の樹脂あるいはゴムを、単独あるいは混合して被覆することが望ましい。また、加圧ローラ２５０は、熱伝導性の小さい材料によって構成されることが望ましい。

次に、本実施の形態１に係る定着装置の構成についてさらに詳細に説明する。図５は、本実施の形態１に係る定着装置の構成を示す概略断面図である。図５に示すように、この定着装置３００は、磁性材料で構成される前記発熱体としての発熱ローラ３１０、前記磁束発生手段としての励磁コイル３３１、励磁コイル３３１を覆うアーチコア３３２、アーチコア３３２と発熱ローラ３１０との間の磁束の経路を形成する前記磁路形成体としてのセンターコア３３３及びサイドコア３３４などを具備している。

図５及び図６において、センターコア３３３は、発熱ローラ３１０の回転軸方向に平行なフェライトなどの強磁性体からなる円柱状の回転体で構成され、励磁コイル３３１の巻回中心に配置される。このセンターコア３３３には、その発熱ローラ３１０の非通紙領域に対向する対向面に、前記磁気抑制体としての２つの切欠部３３３ａ，３３３ｂが形成されている。これらの切欠部３３３ａ，３３３ｂは、センターコア３３３を挟んで互いに向き合うように位置している。

また、切欠部３３３ａ，３３３ｂは、記録紙１０９の通紙基準に応じてセンターコア３３３への形成位置が決められている。ここでは、記録紙１０９の通紙基準をセンター基準とし、切欠部３３３ａ，３３３ｂがセンターコア３３３の両端部に形成されている。

また、センターコア３３３の長さは、発熱ローラ３１０の最大通紙領域幅であるＢ４サイズの記録紙の幅よりも大きく形成されている。ここでは、図６に示すように、センターコア３３３の長さが、Ａ３サイズの記録紙の幅に対応するように構成されている。また、切欠部３３３ａは、発熱ローラ３１０と加圧ローラ２５０とのニップ部にＡ４サイズの記録紙を通紙した場合における発熱ローラ３１０の非通紙領域幅に対応した長さを有している。さらに、切欠部３３３ｂは、発熱ローラ３１０と加圧ローラ２５０とのニップ部にＢ４サイズの記録紙を通紙した場合における発熱ローラ３１０の非通紙領域幅に対応した長さを有している。

図７は、センターコア３３３の切欠部３３３ａ，３３３ｂを回転させる回転手段５００を示す概略斜視図である。この回転手段５００は、図７に示すように、センターコア３３３の支軸に設けた小歯車５０１、小歯車５０１に噛み合う大歯車５０２、大歯車５０２を軸支して回転するステッピングモータ５０３などで構成されている。

図７において、ステッピングモータ５０３がオン（通電）状態になると、その支軸の回転により大歯車５０２が回転して小歯車５０１が従動回転する。この小歯車５０１の従動回転により、センターコア３３３の支軸が回転して、切欠部３３３ａ，３３３ｂのうちの通紙される記録紙サイズの非通紙領域幅に対応した長さの所定の切欠部が、図８に示す退避位置から図５に示す遮蔽位置に回転する。

ここでは、図５に示すように、切欠部３３３ｂが、その退避位置から遮蔽位置に回転する。このようにして、切欠部３３３ｂがその退避位置から遮蔽位置に回転することにより、Ｂ４サイズの記録紙を通紙した場合の発熱ローラ３１０の非通紙領域に対応するセンターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合が切欠部３３３ｂにより抑制される。

また、切欠部３３３ａが、回転手段５００によりその退避位置から遮蔽位置に回転すると、Ａ４サイズの記録紙を通紙した場合の発熱ローラ３１０の非通紙領域に対応するセンターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合が切欠部３３３ａにより抑制される。

このように、この定着装置３００は、回転手段５００により各切欠部３３３ａ，３３３ｂを、その退避位置から遮蔽位置に回転して、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合力を制御している。

すなわち、この定着装置３００では、センターコア３３３の回転により、磁気抑制体である各切欠部３３３ａ，３３３ｂが、図５に示す前記遮蔽位置に臨んだ状態と、図８に示す前記退避位置に臨んだ状態とで、前記非通紙領域に対応する部位の発熱ローラ３１０とセンターコア３３３との間隔が変化する。

この非通紙領域に対応する部位の発熱ローラ３１０とセンターコア３３３との間隔は、図５に示すように、各切欠部３３３ａ，３３３ｂが、前記遮蔽位置に臨んだ状態では広くなり、図８に示すように、各切欠部３３３ａ，３３３ｂが、前記退避位置に臨んだ状態では狭くなる。

また、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合度は、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との間隔が狭くなると強くなり、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との間隔が広くなると弱くなる。

従って、この定着装置３００では、回転手段５００によりセンターコア３３３を回転して切欠部３３３ａ，３３３ｂを前記遮蔽位置に臨ませることにより、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合度を弱めて発熱ローラ３１０の非通紙領域の過昇温を抑制することができる。

また、この定着装置３００においては、センターコア３３３を回転させるだけで、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合度の強弱の切り替えを行うことができるので、発熱ローラ３３３の通紙領域幅を、図６に示したように、Ａ４サイズとＢ４サイズとの２種類のサイズの記録紙の紙幅に容易に対応させることができる。

さらに、この定着装置３００では、前記磁気抑制体をセンターコア３３３に形成した切欠部３３３ａ，３３３ｂで構成しているので、前記磁気抑制体を別部材として用意する必要がなく、その構成の簡素化及び低廉化を実現できる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る定着装置の特徴部の構成について説明する。図９は、本実施の形態２に係る定着装置の構成を示す概略断面図である。図９に示すように、この定着装置７００は、前記磁気抑制体を磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂで構成したものであり、その他の構成は、実施の形態１に係る定着装置３００と同様である。

前記磁気抑制体としての磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂは、発熱ローラ３１０の非通紙領域に対応するセンターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合を遮断することができる素材、例えば、銅もしくはアルミなどの安価な低透磁率の電気導体で形成される。この磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂは、図９及び図１０に示すように、発熱ローラ３１０の非通紙領域に対向するセンターコア３３３の周面に、互いに向き合うように配設されている。

また、本実施の形態２に係る定着装置７００は、実施の形態１に係る定着装置３００と同様、記録紙１０９の通紙基準がセンター基準になっており、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂがセンターコア３３３の両端部に形成されている。

ここで、センターコア３３３は、発熱ローラ３１０の最大通紙領域幅であるＢ４サイズの記録紙の幅よりも大きく形成されている。ここでは、図１０に示すように、センターコア３３３の長さが、Ａ３サイズの記録紙の幅に対応するように構成されている。また、磁気遮蔽部材７０１ａは、発熱ローラ３１０と加圧ローラ２５０とのニップ部にＡ４サイズの記録紙を通紙した場合における発熱ローラ３１０の非通紙領域幅に対応した長さを有している。さらに、磁気遮蔽部材７０１ｂは、発熱ローラ３１０と加圧ローラ２５０とのニップ部にＢ４サイズの記録紙を通紙した場合における発熱ローラ３１０の非通紙領域幅に対応した長さを有している。

また、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂは、図１１に示す回転手段９００により、センターコア３３３と共に回転される。この回転手段９００は、図７に示した回転手段５００と同様、センターコア３３３の支軸に設けた小歯車９０１、小歯車９０１に噛み合う大歯車９０２、大歯車９０２を軸支して回転するステッピングモータ９０３などで構成されている。

図１１において、ステッピングモータ９０３がオン（通電）状態になると、その支軸の回転により大歯車９０２が回転して小歯車９０１が従動回転する。この小歯車９０１の従動回転により、センターコア３３３の支軸が回転して、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂのうちの通紙される記録紙サイズの非通紙領域幅に対応した長さの所定の磁気遮蔽部材が、図１２に示す退避位置から図９に示す遮蔽位置に回転する。

ここでは、図９に示すように、磁気遮蔽部材７０１ｂが、その退避位置から遮蔽位置に回転する。このようにして、磁気遮蔽部材７０１ｂがその退避位置から遮蔽位置に回転することにより、Ｂ４サイズの記録紙を通紙した場合の発熱ローラ３１０の非通紙領域に対応するセンターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合が磁気遮蔽部材７０１ｂにより抑制される。

また、磁気遮蔽部材７０１ａが、回転手段９００によりその退避位置から遮蔽位置に回転すると、Ａ４サイズの記録紙を通紙した場合の発熱ローラ３１０の非通紙領域に対応するセンターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合が磁気遮蔽部材７０１ａにより抑制される。

このように、この定着装置７００は、回転手段９００により各磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂを、その退避位置から遮蔽位置に回転して、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合を遮断したり促進したりしている。

すなわち、この定着装置７００では、センターコア３３３の回転により、磁気抑制体である各磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂが、図９に示す前記遮蔽位置に臨んだ状態で、前記非通紙領域に対応する部位の発熱ローラ３１０とセンターコア３３３との磁気的な結合が遮断される。

このように、この定着装置７００では、回転手段９００によりセンターコア３３３を回転して各磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂを前記遮蔽位置に臨ませることにより、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合が遮断されるので、発熱ローラ３１０の非通紙領域の過昇温を抑制することができる。

また、この定着装置７００においては、実施の形態１に係る定着装置３００と同様、センターコア３３３を回転させるだけで、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合を遮断したり促進したりできるので、発熱ローラ３３３の通紙領域幅を、図１０に示したように、Ａ４サイズとＢ４サイズとの２種類のサイズの記録紙の紙幅に容易に対応させることができる。

さらに、この定着装置７００では、前記磁気抑制体をセンターコア３３３に配設した磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂで構成しているので、前記磁気抑制体を別部材として用意する必要がなく、その構成の簡素化及び低廉化を実現できる。

また、この定着装置７００は、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂを励磁コイル３３１の巻回中心に配置する構成であるので、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂの厚みを薄くする必要性を無くすことができ、例えば１ｍｍ程度に厚さを増すことが可能になる。これにより、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂは電気抵抗が小さくなるので、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂの発熱は抑えられる。また、磁気遮蔽体３０１は、熱伝導率及び比熱が高いフェライト等の材料で構成されるセンターコア３３３に配設されているので、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂで生じた熱はセンターコア３３３に伝導して拡散し、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂの過度な温度上昇を抑えられる。また、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂは厚みを増すことにより電気抵抗が小さくなり、渦電流が流れやすくなる。これにより、反発磁界が強まって磁束をより効果的に遮蔽することができる。さらに、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂは通孔３５を必要としないので、図１の磁束遮蔽板３１に比べて磁束をより効果的に遮蔽できる。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る定着装置の構成について説明する。図１３は、本実施の形態３に係る定着装置の構成を示す概略断面図である。図１３に示すように、この定着装置１１００は、励磁コイル３３１を覆うアーチコア３３２のセンターコア３３３を挟んで発熱ローラ３１０と対向する側に、センターコア３３３を迂回するように磁束の経路を形成する迂回経路部３３２ａを形成したものである。なお、この定着装置１１００のその他の構成は、実施の形態２に係る定着装置７００と同様である。

この定着装置１１００は、センターコア３３３に形成された磁気抑制体としての磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂにより磁気的な結合度が規制される磁束の経路の他に、アーチコア３３２の迂回経路部３３２ａにより新たな磁束の経路が形成される。

このように、この定着装置１１００は、迂回経路部３３２ａにより新たな磁束の経路を確保することができるので、発熱ローラ３１０の過昇温を起こさずに通紙できる通紙領域サイズの数を増やすことができる。

つまり、この定着装置１１００では、磁路６００の閉ループのうち、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との間の磁束が集中している部位を、センターコア３３３の磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂにより遮蔽している。従って、この定着装置１１００においては、発熱ローラ３１０の非通紙領域に対応するセンターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合を効率よく抑制することができ、前記磁気抑制体である磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂの回転方向の幅を小さく構成することができ、図１３に示すように、センターコア３３３に２つの磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂを形成することができる。

従って、この定着装置１１００においては、その発熱ローラ３１０の通紙領域を、センターコア３３３に形成した２つの磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂにより規制される２種類のサイズの記録紙と、図１４に示すように、アーチコア３３２の迂回経路部３３２ａを通る新たな磁束の経路に対応した３種類目のサイズの記録紙とに対応させることが可能になる。この実施の形態では、図１０におけるＡ４，Ｂ４のサイズの他にＡ３のサイズにも対応させることができる。

また、この定着装置１１００は、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂを励磁コイル３３１の巻回中心に配置する構成であるので、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂの厚みを薄くする必要性を無くすことができ、例えば１ｍｍ程度に厚さを増すことが可能になる。これにより、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂは電気抵抗が小さくなるので、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂの発熱は抑えられる。また、磁気遮蔽体３０１は、熱伝導率及び比熱が高いフェライト等の材料で構成されるセンターコア３３３に配設されているので、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂで生じた熱はセンターコア３３３に伝導して拡散し、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂの過度な温度上昇を抑えられる。また、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂは厚みを増すことにより電気抵抗が小さくなり、渦電流が流れやすくなる。これにより、反発磁界が強まって磁束をより効果的に遮蔽することができる。さらに、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂは通孔３５を必要としないので、図１の磁束遮蔽板３１に比べて磁束をより効果的に遮蔽できる。

（実施の形態４）
次に、実施の形態４に係る定着装置の構成について説明する。図１５は、本実施の形態４に係る定着装置の構成を示す概略断面図である。図１５及び図１６に示すように、この定着装置１３００は、前記磁気抑制体を段付部１３３３ａ、１３３３ｂで構成したものであり、その他の構成は、実施の形態１に係る定着装置３００と同様である。

この定着装置１３００のセンターコア１３３３は、矩形状の柱体で構成されている。また、前記磁気抑制体としての段付部１３３３ａ、１３３３ｂは、図１６に示すように、発熱ローラ３１０の非通紙領域に対向するセンターコア１３３３の両端部の下半分に形成されている。これにより、図１５に示すように、段付部１３３３ａ、１３３３ｂが形成されていない側のセンターコア１３３３の対向面の回転方向の幅Ｗ１は、段付部１３３３ａ、１３３３ｂが形成されている側のセンターコア３３３の対向面の回転方向の幅Ｗ２よりも大きくなる。

すなわち、この定着装置１３００においては、センターコア１３３３の回転により、その磁気抑制体である段付部１３３３ａ、１３３３ｂが発熱ローラ３１０に対向する対向位置に臨んだ状態と、段付部１３３３ａ、１３３３ｂが発熱ローラ３１０から退避する退避位置に臨んだ状態とで、発熱ローラ３１０の非通紙領域に対向するセンターコア１３３３の対向面の回転方向の幅が変化する。

この発熱ローラ３１０の非通紙領域に対向するセンターコア１３３３の対向面の回転方向の幅は、段付部１３３３ａ、１３３３ｂが前記退避位置に臨んだ状態では広い幅Ｗ１となり、段付部１３３３ａ、１３３３ｂが前記対向位置に臨んだ状態では狭い幅Ｗ２となる。また、発熱ローラ３１０とセンターコア１３３３との磁気的な結合力は、センターコア１３３３の対向面の回転方向の幅が広くなると強くなり、発熱ローラ３１０の非通紙領域に対向するセンターコア１３３３の対向面の回転方向の幅が狭くなると弱くなる。

従って、この定着装置１３００によれば、回転手段５００（又は９００）によりセンターコア１３３３を回転して、段付部１３３３ａ、１３３３ｂを前記対向位置に臨ませることにより、発熱ローラ３１０とセンターコア１３３３との磁気的な結合度を弱めて、発熱ローラ３１０の非通紙領域の過昇温を抑制することができる。

また、この定着装置１３００においては、センターコア１３３３を回転させるだけで、発熱ローラ３１０とセンターコア１３３３との磁気的な結合度の強弱の切り替えを行うことができるので、発熱ローラ３１０の通紙領域幅を複数種類のサイズの記録紙の紙幅に容易に対応させることができる。

また、この定着装置１３００は、前記磁気抑制体を別部材として用意する必要がないので、構成の簡素化及び低廉化を実現できる。このように、この定着装置１３００によれば、複数種類のサイズの記録紙の通紙時における発熱ローラ３１０の非通紙領域の過昇温を容易に防止することができる。

なお、この定着装置１３００におけるセンターコア１３３３の形状としては、図１６に示した矩形状以外に、図１７Ｂに示すような４種の段付部１３３３ａ，１３３３ｂ，１３３３ｃが形成されたクロス状であってもよい。

また、図１７Ａ，Ｃに示すように、センターコア１３３３の段付部には、銅又はアルミからなる磁気遮蔽部材１５０１ａ，１５０１ｂ，１５０１ｃを埋め込んだ構成であってもよい。

（実施の形態５）
次に、実施の形態５に係る定着装置について説明する。図１８は、本実施の形態５に係る定着装置の概略断面図である。図１８に示すように、この定着装置１６００は、前記磁路形成体としてのセンターコア１６３３に、プーリ１６０１により回転される無端ベルト１６０２を懸架し、この無端ベルト１６０２の周面に、前記磁気抑制体としての所定幅の磁気遮蔽層１６０３を形成したものである。

この定着装置１６００においては、プーリ１６０１により無端ベルト１６０２を回転して、この無端ベルト１６０２の周面の磁気遮蔽層１６０３により、図１９に示すように、発熱ローラ３１０の非通紙領域に対応するセンターコア１６３３の部位を覆い隠す。

これにより、無端ベルト１６０２の磁気遮蔽層１６０３により覆い隠された前記非通紙領域に対応するセンターコア１６３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合度が抑制されて、発熱ローラ３１０の非通紙領域の過昇温が抑制される。

また、この定着装置１６００においては、無端ベルト１６０２を長くすることにより、前記磁気抑制体としての磁気遮蔽層１６０３を数多く設けることができるので、前記発熱体をより多くの通紙サイズ（加熱幅）に対応した構成とすることができる。

（実施の形態６）
次に、実施の形態６に係る定着装置の構成について説明する。図２０は、本実施の形態６に係る定着装置の構成を示す概略断面図である。図２０に示すように、この定着装置１８００は、アーチコア３３２と励磁コイル３３１との間に漏洩磁気遮蔽体１８０１を配設して構成したものであり、その他の構成は、実施の形態３に係る定着装置１１００と同様である。

前記磁気抑制体としての磁気遮蔽部材７０１ｂは、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合を遮断しているため、発熱ローラ３１０の非通紙領域の過昇温は抑制される。しかし、アーチコア３３２から励磁コイル３３１を貫いて発熱ローラ３１０に達する若干の漏洩磁束が生じる。この漏洩磁束を漏洩磁気遮蔽体１８０１が遮蔽するので、非通紙領域の過昇温は効果的に抑制される。

なお、漏洩磁気遮蔽体１８０１は励磁コイル３３１の巻回部位の幅よりも狭くする方が好ましい。このようにすれば、発熱ローラ３１０の最大通紙領域幅を加熱する場合において、漏洩磁気遮蔽体１８０１は、図１４に示す磁路６００の閉ループに影響を与えないので温度ムラは生じない。

ところで、前記各実施の形態に係る定着装置においては、その発熱体として発熱ローラ３１０を用いているが、この発熱体は、図４に示した発熱ベルト２１０であってもよい。

また、前記各実施の形態に係る定着装置においては、前記磁気抑制体が配設される前記磁路形成体をセンターコア３３３（又は１３３３）としたが、前記磁気抑制体を配設する磁路形成体は、アーチコア３３２の磁路を横断する励磁コイル３３１の側部に配置したサイドコア３３４であってもよい。この構成によれば、発熱ローラ３１０の非通紙領域に対応するサイドコア３３４と発熱ローラ３１０との磁気的な結合度の強弱を切り換えることができる。

また、前記各実施の形態に係る定着装置は、磁束発生手段としての励磁コイル３３１及びセンターコア３３３などを、発熱ローラ３１０の外側に配置した構成となっている。このような構成の定着装置は、前記磁路形成体としてのセンターコア３３３及びその回転手段５００を配設する空間に余裕があり、装置本体の設計の自由度が向上される。また、この構成の定着装置は、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂが発熱ローラ３１０の外側に配置されているので、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂに生じた熱は、周囲の空気の自然対流により放熱しやすい。また、送風ファンによる強制対流による冷却も容易である。

なお、前記各実施の形態に係る定着装置は、磁束発生手段としての励磁コイル３３１及びセンターコア３３３などを、発熱ローラ３１０の外側に配置しているので、消耗品である発熱ローラ３１０等の部品の交換やメンテナンスの作業効率が良好である。

本明細書は、２００３年１０月１７日出願の特願２００３−３５８０２３に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

以上説明したように、本発明に係る定着装置は、小型に構成でき、かつ発熱体の通紙領域から非通紙領域への磁束の回り込みによる非通紙領域の過昇温を防止することができるので、電子写真方式あるいは静電記録方式の複写機、ファクシミリ及びプリンタ等の定着装置として有用である。

本発明は、電子写真方式あるいは静電記録方式の複写機、ファクシミリ及びプリンタ等の画像形成装置に用いて有用な定着装置に関し、特に電磁誘導加熱方式の加熱手段を用いて記録媒体上に未定着画像を加熱定着させる定着装置に関する。

電磁誘導加熱（ＩＨ；induction heating）方式の定着装置は、発熱体に磁場生成手段により生成した磁場を作用させて渦電流を発生させ、この渦電流による前記発熱体のジュール発熱により、転写紙及びＯＨＰシートなどの記録媒体上の未定着画像を加熱定着する定着装置である。

この電磁誘導加熱方式の定着装置は、ハロゲンランプを熱源とする熱ローラ方式の定着装置と比較して発熱効率が高く定着速度を速くすることができるという利点を有している。

また、前記発熱体として肉厚の薄いスリーブもしくは無端状ベルトなどからなる薄肉の発熱体を用いた定着装置は、発熱体の熱容量が小さくこの発熱体を短時間で発熱させることができるので、所定の定着温度に発熱するまでの立ち上がり応答性を著しく向上させることができる。

反面、このような熱容量の小さい発熱体を用いた定着装置は、記録媒体が通紙されるだけでも発熱体の熱が奪われて通紙領域の温度が低下してしまう。そこで、この種の定着装置では、その通紙領域の温度が所定の定着温度に維持されるように発熱体を適時加熱している。

このため、この熱容量の小さい発熱体を用いた定着装置では、サイズが小さい記録媒体が連続的に通紙されると、発熱体が加熱され続けられてその非通紙領域の温度が通紙領域の温度よりも異常に高くなる現象、つまり非通紙領域の過昇温現象が発生する。

従来、このような非通紙領域の過昇温現象を解消する技術として、発熱体を電磁誘導発熱させる磁束発生手段により生成された磁束のうち、前記発熱体の非通紙領域に作用する磁束のみを、発熱体の発熱幅方向に移動可能な磁束吸収部材により吸収するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、前記非通紙領域の過昇温現象を解消する他の技術として、発熱体を電磁誘導発熱させる磁束発生手段の第１磁性体コアの背後に、非通紙領域に対応する第２磁性体コアを配置し、第１磁性体コアと第２磁性体コアとのギャップを変化させて発熱体の長手方向の温度分布を変えるものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

図１は、特許文献１に開示された定着装置の実施例の概略斜視図である。図１に示すように、この定着装置は、コイルアセンブリ１０、金属スリーブ１１、ホルダ１２、加圧ローラ１３、磁束遮蔽板３１及び変位手段４０などを備えている。

図１において、コイルアセンブリ１０は、高周波磁界を生じる。金属スリーブ１１は、コイルアセンブリ１０の誘導コイル１８により誘導電流を誘起されて加熱され記録材１４を搬送する方向に回転する。コイルアセンブリ１０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。加
圧ローラ１３は、金属スリーブ１１に圧接してニップ部を形成しつつ記録材１４を搬送する方向に回転する。このニップ部により記録材１４が挟持搬送されることにより、記録材１４上の未定着画像が発熱した金属スリーブ１１により記録材１４に加熱定着される。

磁束遮蔽板３１は、図１に示すように、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、変位手段４０によりコイルアセンブリ１０とホルダ１２との両端部の隙間に対して進退される。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が懸架される一対のプーリ３６と、一方のプーリ３６を回転駆動するモータ３４とを有している。

磁束遮蔽板３１は、変位手段４０により、記録材１４のサイズが最大サイズの場合には図１に実線で示す位置に退避するように移動される。一方、磁束遮蔽板３１は、記録材１４のサイズが小サイズの場合には図１に鎖線で示す位置に進出するように移動される。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の過昇温が抑制される。

図２は、特許文献２に開示された定着装置の実施例の概略断面図である。図２に示すように、この定着装置は、加熱アセンブリ５１、ホルダ５２、コア保持回動部材５３、励磁コイル５４、第１コア５５、第２コア５６、定着ローラ５７及び加圧ローラ５８などを備えている。

図２において、加熱アセンブリ５１は、ホルダ５２、コア保持回動部材５３、励磁コイル５４、第１コア５５及び第２コア５６からなり磁束を発生する。定着ローラ５７は、加熱アセンブリ５１から発生する磁束の作用により誘導発熱され記録材５９を搬送する方向に回転する。

加圧ローラ５８は、定着ローラ５７に圧接してニップ部を形成しつつ記録材５９を搬送する方向に回転する。このニップ部により記録材５９が挟持搬送されることにより、記録材５９上の未定着画像が発熱した定着ローラ５７により記録材５９に加熱定着される。

第１コア５５は、定着ローラ５７の最大通紙領域の幅と同じ幅を有している。一方、第２コア５６は、記録材５９のサイズが最大サイズの場合には図２Ａに示すように、第１コア５５に近接した位置に移動される。また、第２コア５６は、記録材５９のサイズが小サイズの場合には図２Ｂに示すように、コア保持回動部材５３が１８０°回転して第１コア５５から離間した位置に移動される。これにより、第２コア５６に対応する定着ローラ５７の非通紙領域の発熱が抑えられる。
特開平１０−７４００９号公報 特開２００３−１２３９６１号公報

しかしながら、前者の定着装置は、磁束遮蔽板３１を変位手段４０によりコイルアセンブリ１０とホルダ１２との両端部の隙間に対して進退させる構成であるため、図１に示すように、変位手段４０の一対のプーリ３６がホルダ１２の両端部から大きく突出し定着装置本体が大型化してしまう不具合がある。

さらに、前者の定着装置は、図１に示すように金属スリーブ１１と誘導コイル１８の間に磁束遮蔽板３１を配置する構成である。誘導加熱方式を用いる定着装置では、誘導コイ
ル１８と金属スリーブ１１の間の隙間を例えば１ｍｍ程度に狭く保って、磁気的な結合を高める必要がある。磁束遮蔽板３１はその狭い隙間に挿入するため、厚みを薄くする必要がある。つまり、磁束遮蔽板３１は十分な厚みがとれないため電気抵抗が高くなり、自ら発熱しやすくなるという問題がある。磁束遮蔽板３１に通孔３５を形成することで、渦電流による発熱を抑えることができるが、これにより磁束が金属スリーブ１１に届いて金属スリーブの非通紙領域が発熱する。この結果、小サイズの記録材１４が連続的に通紙されると、金属スリーブ１１の非通紙領域に熱が蓄積し、過昇温を抑制できないという問題がある。

また、後者の定着装置は、図２Ａ、図２Ｂに示すように、コア保持回動部材５３の回転により第２コア５６が第１コア５５に対して変位しても第１コア５５と定着ローラ５７との間隔が変化しないため、定着ローラ５７の通紙領域と非通紙領域との磁気的ギャップが一定である。

このため、この定着装置は、第１コア５５に対応する通紙領域の端部から第２コア５６に対応する非通紙領域の端部への磁束の回り込みが発生し、定着ローラ５７の非通紙領域における磁束の抑制効果が低くなってしまう。この結果、この定着装置では、小サイズの記録材５９が連続的に通紙されると、定着ローラ５７の非通紙領域に熱が蓄積し、過昇温を効果的に抑制することができないという問題がある。

また、この定着装置では、コア保持回動部材５３に１つの記録材サイズに対応した第２コア５６しか保持できないため、定着ローラ５７の通紙領域幅を最大サイズと小サイズとの２種類の記録材の紙幅にしか対応させることができない。

本発明の目的は、発熱体の通紙領域から非通紙領域への磁束の回り込みによる非通紙領域の過昇温を防止することができる小型な定着装置を提供することである。

本発明の定着装置は、磁束を発生する磁束発生手段と、前記磁束により誘導加熱される発熱体と、前記発熱体に対向して配置されて前記磁束発生手段と前記発熱体との間の磁束の経路を形成する磁路形成体と、前記磁路形成体に配設されかつ前記磁路形成体と前記発熱体との間の前記発熱体の非通紙領域に対応する磁束の経路の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽位置に臨むことにより前記非通紙領域に対応する前記磁路形成体と前記発熱体との磁気的な結合を抑制する磁気抑制体と、回転により前記遮蔽位置と前記遮蔽位置から退避した退避位置とに前記磁気抑制体を臨ませる回転手段と、を具備する。

本発明によれば、発熱体の通紙領域から非通紙領域への磁束の回り込みによる非通紙領域の過昇温を防止することができる小型な定着装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一の構成または機能を有する構成要素及び相当部分には、同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係る定着装置を搭載するのに適した画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。

図３に示すように、画像形成装置１００は、電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と称する）１０１、帯電器１０２、レーザービームスキャナ１０３、現像器１０５、給紙装置１０７、定着装置２００及びクリーニング装置１１３などを具備している。

図３において、感光ドラム１０１は、矢印の方向に所定の周速度で回転駆動されながら、その表面が帯電器１０２によってマイナスの所定の暗電位Ｖ０に一様に帯電される。

レーザービームスキャナ１０３は、図示しない画像読取装置やコンピュータ等のホスト装置から入力される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されたレーザービーム１０４を出力し、一様に帯電された感光ドラム１０１の表面をレーザービーム１０４によって走査露光する。これにより、感光ドラム１０１の露光部分の電位絶対値が低下して明電位ＶＬとなり、感光ドラム１０１の表面に静電潜像が形成される。

現像器１０５は、回転駆動される現像ローラ１０６を備えている。現像ローラ１０６は
、感光ドラム１０１と対向して配置されており、その外周面にはトナーの薄層が形成される。また、現像ローラ１０６には、その絶対値が感光ドラム１０１の暗電位Ｖ０よりも小さく、明電位ＶＬよりも大きい現像バイアス電圧が印加されている。

これにより、現像ローラ１０６上のマイナスに帯電したトナーが感光ドラム１０１の表面の明電位ＶＬの部分にのみ付着し、感光ドラム１０１の表面に形成された静電潜像が反転現像されて顕像化されて、感光ドラム１０１上に未定着トナー像１１１が形成される。

一方、給紙装置１０７は、給紙ローラ１０８により所定のタイミングで記録媒体としての記録紙１０９を一枚ずつ給送する。給紙装置１０７から給送された記録紙１０９は、一対のレジストローラ１１０を経て、感光ドラム１０１と転写ローラ１１２とのニップ部に、感光ドラム１０１の回転と同期した適切なタイミングで送られる。これにより、感光ドラム１０１上の未定着トナー像１１１が、転写バイアスが印加された転写ローラ１１２により記録紙１０９に転写される。

このようにして未定着トナー像１１１が形成担持された記録紙１０９は、記録紙ガイド１１４により案内されて感光ドラム１０１から分離された後、定着装置２００の定着部位に向けて搬送される。定着装置２００は、その定着部位に搬送された記録紙１０９に未定着トナー像１１１を加熱定着する。

未定着トナー像１１１が加熱定着された記録紙１０９は、定着装置２００を通過した後、画像形成装置１００の外部に配設された排紙トレイ１１６上に排出される。

一方、記録紙１０９が分離された後の感光ドラム１０１は、その表面の転写残トナー等の残留物がクリーニング装置１１３によって除去され、繰り返し次の画像形成に供される。

次に、図３に示した画像形成装置１００の定着装置について説明する。図４は、この定着装置の構成を示す断面図である。図４に示すように、この定着装置２００は、定着ベルト２１０、ベルト支持部材としての支持ローラ２２０、電磁誘導加熱手段としての励磁装置２３０、定着ローラ２４０及びベルト回転手段としての加圧ローラ２５０などを具備している。

図４において、定着ベルト２１０は、支持ローラ２２０と定着ローラ２４０とに懸架されている。支持ローラ２２０は、定着装置２００の本体側板２０１の上部側に回転自在に軸支されている。定着ローラ２４０は、本体側板２０１に短軸２０２により揺動自在に取り付けられた揺動板２０３に回転自在に軸支されている。加圧ローラ２５０は、定着装置２００の本体側板２０１の下部側に回転自在に軸支されている。

揺動板２０３は、コイルバネ２０４の緊縮習性により、短軸２０２を中心として時計方向に揺動する。定着ローラ２４０は、この揺動板２０３の揺動に伴って変位し、その変位により定着ベルト２１０を挟んで加圧ローラ２５０に圧接している。支持ローラ２２０は図示されないバネにより定着ローラ２４０と反対側に付勢され、これにより定着ベルト２１０には所定の張力が付与されている。

加圧ローラ２５０は、図示しない駆動源により矢印方向に回転駆動される。定着ローラ２４０は、加圧ローラ２５０の回転により定着ベルト２１０を挟持しながら従動回転する。これにより、定着ベルト２１０が、定着ローラ２４０と加圧ローラ２５０とに挟持されて矢印方向に回転される。この定着ベルト２１０の挟持回転により、定着ベルト２１０と加圧ローラ２５０との間に未定着トナー像１１１を記録紙１０９上に加熱定着するための
ニップ部が形成される。

励磁装置２３０は、前記ＩＨ方式の電磁誘導加熱手段からなり、図４に示すように、定着ベルト２１０の支持ローラ２２０に懸架された部位の外周面に沿って配設した磁気発生手段としての励磁コイル２３１と、励磁コイル２３１を覆うフェライトで構成したコア２３２とを備えている。励磁コイル２３１は、通紙幅方向に延伸し定着ベルト２１０の両端で折り返して巻回される。また、支持ローラ２２０の内部には定着ベルト２１０及び支持ローラ２２０を挟んで励磁コイル２３１と対向する対向コア２３３を備えている。

励磁コイル２３１は、細い線を束ねたリッツ線を用いて形成されており、支持ローラ２２０に懸架された定着ベルト２１０の外周面を覆うように、断面形状が半円形に形成されている。励磁コイル２３１には、図示しない励磁回路から駆動周波数が２５ｋＨｚの励磁電流が印加される。これより、コア２３２と対向コア２３３との間に交流磁界が発生し、定着ベルト２１０の導電層に渦電流が発生して定着ベルト２１０が発熱する。なお、本例では、定着ベルト２１０が発熱する構成であるが、支持ローラ２２０を発熱させ、この支持ローラ２２０の熱を定着ベルト２１０に伝導する構成としてもよい。

コア２３２は、励磁コイル２３１の中心と背面の一部に設けられている。コア２３２及び対向コア２３３の材料としては、フェライトの他、パーマロイ等の高透磁率の材料を用いることができる。

この定着装置２００は、図４に示すように、未定着トナー像１１１が転写された記録紙１０９を、未定着トナー像１１１の担持面を定着ベルト２１０に接触させるように矢印方向から搬送することにより、記録紙１０９上に未定着トナー像１１１を加熱定着することができる。

なお、支持ローラ２２０との接触部を通り過ぎた部分の定着ベルト２１０の裏面には、サーミスタからなる温度センサ２６０が接触するように設けられている。この温度センサ２６０により定着ベルト２１０の温度が検出される。温度センサ２６０の出力は、図示しない制御装置に与えられている。制御装置は、温度センサ２６０の出力に基づいて、最適な画像定着温度となるように、前記励磁回路を介して励磁コイル２３１に供給する電力を制御し、これにより定着ベルト２１０の発熱量を制御している。

また、記録紙１０９の搬送方向下流側の、定着ベルト２１０の定着ローラ２４０に懸架された部分には、加熱定着を終えた記録紙１０９を排紙トレイ１１６に向けてガイドする排紙ガイド２７０が設けられている。

さらに、励磁装置２３０には、励磁コイル２３１及びコア２３２と一体に、保持部材としてのコイルガイド２３４が設けられている。このコイルガイド２３４は、ＰＥＥＫ材やＰＰＳなどの耐熱温度の高い樹脂で構成されている。このコイルガイド２３４は、定着ベルト２１０から放射される熱が定着ベルト２１０と励磁コイル２３１との間の空間に籠もって、励磁コイル２３１が損傷を受けるのを回避することができる。

なお、図４に示したコア２３２は、その断面形状が半円形になっているが、このコア２３２は必ずしも励磁コイル２３１の形状に沿った形状とする必要はなく、その断面形状は、例えば、略Πの字状であってもよい。

定着ベルト２１０は、基材がガラス転移点３６０（℃）のポリイミド樹脂中に銀粉を分散して導電層を形成した、直径５０ｍｍ、厚さ５０μｍの薄肉の無端状ベルトで構成されている。前記導電層は、厚さ１０μｍ銀層を２〜３積層した構成としてもよい。また、さ
らに、この定着ベルト２１０の表面には、離型性を付与するために、フッ素樹脂からなる厚さ５μｍの離型層（図示せず）を被覆してもよい。定着ベルト２１０の基材のガラス転移点は、２００（℃）〜５００（℃）の範囲であることが望ましい。さらに、定着ベルト２１０の表面の離型層としては、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の離型性の良好な樹脂やゴムを単独であるいは混合して用いてもよい。

なお、定着ベルト２１０の基材の材料としては、上述のポリイミド樹脂の他、フッ素樹脂等の耐熱性を有する樹脂、電鋳によるニッケル薄板及びステンレス薄板等の金属を用いることもできる。例えば、この定着ベルト２１０は、厚さ４０μｍのＳＵＳ４３０（磁性）又はＳＵＳ３０４（非磁性）の表面に、厚さ１０μｍの銅メッキを施した構成のものであってもよい。

また、定着ベルト２１０は、モノクロ画像の加熱定着用の像加熱体として用いる場合には離型性のみを確保すればよいが、この定着ベルト２１０をカラー画像の加熱定着用の像加熱体として用いる場合には厚いゴム層を形成して弾性を付与することが望ましい。また、定着ベルト２１０の熱容量は、６０Ｊ／Ｋ以下であるのが好ましく、さらに好ましくは、４０Ｊ／Ｋ以下である。

支持ローラ２２０は、直径が２０ｍｍ、長さが３２０ｍｍ、厚みが０．２ｍｍの円筒状の金属ローラからなる。なお、支持ローラ２２０の材料としては、鉄及びニッケル等の磁性を有する金属を用いるのが好ましい。

図４に示すように、励磁コイル２３１に対向して対向コア２３３を用いる場合は、支持ローラ２２０は固有抵抗が５０μΩｃｍ以上である非磁性のステンレス材を用いることが好ましい。ちなみに、非磁性のステンレス材であるＳＵＳ３０４で構成した支持ローラ２２０は、固有抵抗が７２μΩｃｍと高くかつ非磁性であるので支持ローラ２２０を透過する磁束があまり遮蔽されず、例えば０．２ｍｍの肉厚のものでは支持ローラ２２０の発熱が極めて小さくなるので、定着ベルト２１０が有効に発熱する。また、ＳＵＳ３０４で構成した支持ローラ２２０は、機械的強度も高いので０．０４ｍｍの肉厚に薄肉化して熱容量をさらに小さくすることができる。

定着ローラ２４０は、表面が低硬度（ここでは、ＪＩＳＡ３０度）、直径３０ｍｍの低熱伝導性の弾力性を有する発泡体であるシリコーンゴムによって構成されている。

加圧ローラ２５０は、硬度ＪＩＳＡ６５度のシリコーンゴムによって構成されている。この加圧ローラ２５０の材料としては、フッ素ゴム、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂や他のゴムを用いてもよい。また、加圧ローラ２５０の表面には、耐摩耗性や離型性を高めるために、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の樹脂あるいはゴムを、単独あるいは混合して被覆することが望ましい。また、加圧ローラ２５０は、熱伝導性の小さい材料によって構成されることが望ましい。

次に、本実施の形態１に係る定着装置の構成についてさらに詳細に説明する。図５は、本実施の形態１に係る定着装置の構成を示す概略断面図である。図５に示すように、この定着装置３００は、磁性材料で構成される前記発熱体としての発熱ローラ３１０、前記磁束発生手段としての励磁コイル３３１、励磁コイル３３１を覆うアーチコア３３２、アーチコア３３２と発熱ローラ３１０との間の磁束の経路を形成する前記磁路形成体としてのセンターコア３３３及びサイドコア３３４などを具備している。

図５及び図６において、センターコア３３３は、発熱ローラ３１０の回転軸方向に平行なフェライトなどの強磁性体からなる円柱状の回転体で構成され、励磁コイル３３１の巻
回中心に配置される。このセンターコア３３３には、その発熱ローラ３１０の非通紙領域に対向する対向面に、前記磁気抑制体としての２つの切欠部３３３ａ，３３３ｂが形成されている。これらの切欠部３３３ａ，３３３ｂは、センターコア３３３を挟んで互いに向き合うように位置している。

また、切欠部３３３ａ，３３３ｂは、記録紙１０９の通紙基準に応じてセンターコア３３３への形成位置が決められている。ここでは、記録紙１０９の通紙基準をセンター基準とし、切欠部３３３ａ，３３３ｂがセンターコア３３３の両端部に形成されている。

また、センターコア３３３の長さは、発熱ローラ３１０の最大通紙領域幅であるＢ４サイズの記録紙の幅よりも大きく形成されている。ここでは、図６に示すように、センターコア３３３の長さが、Ａ３サイズの記録紙の幅に対応するように構成されている。また、切欠部３３３ａは、発熱ローラ３１０と加圧ローラ２５０とのニップ部にＡ４サイズの記録紙を通紙した場合における発熱ローラ３１０の非通紙領域幅に対応した長さを有している。さらに、切欠部３３３ｂは、発熱ローラ３１０と加圧ローラ２５０とのニップ部にＢ４サイズの記録紙を通紙した場合における発熱ローラ３１０の非通紙領域幅に対応した長さを有している。

図７は、センターコア３３３の切欠部３３３ａ，３３３ｂを回転させる回転手段５００を示す概略斜視図である。この回転手段５００は、図７に示すように、センターコア３３３の支軸に設けた小歯車５０１、小歯車５０１に噛み合う大歯車５０２、大歯車５０２を軸支して回転するステッピングモータ５０３などで構成されている。

図７において、ステッピングモータ５０３がオン（通電）状態になると、その支軸の回転により大歯車５０２が回転して小歯車５０１が従動回転する。この小歯車５０１の従動回転により、センターコア３３３の支軸が回転して、切欠部３３３ａ，３３３ｂのうちの通紙される記録紙サイズの非通紙領域幅に対応した長さの所定の切欠部が、図８に示す退避位置から図５に示す遮蔽位置に回転する。

ここでは、図５に示すように、切欠部３３３ｂが、その退避位置から遮蔽位置に回転する。このようにして、切欠部３３３ｂがその退避位置から遮蔽位置に回転することにより、Ｂ４サイズの記録紙を通紙した場合の発熱ローラ３１０の非通紙領域に対応するセンターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合が切欠部３３３ｂにより抑制される。

また、切欠部３３３ａが、回転手段５００によりその退避位置から遮蔽位置に回転すると、Ａ４サイズの記録紙を通紙した場合の発熱ローラ３１０の非通紙領域に対応するセンターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合が切欠部３３３ａにより抑制される。

このように、この定着装置３００は、回転手段５００により各切欠部３３３ａ，３３３ｂを、その退避位置から遮蔽位置に回転して、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合力を制御している。

すなわち、この定着装置３００では、センターコア３３３の回転により、磁気抑制体である各切欠部３３３ａ，３３３ｂが、図５に示す前記遮蔽位置に臨んだ状態と、図８に示す前記退避位置に臨んだ状態とで、前記非通紙領域に対応する部位の発熱ローラ３１０とセンターコア３３３との間隔が変化する。

この非通紙領域に対応する部位の発熱ローラ３１０とセンターコア３３３との間隔は、図５に示すように、各切欠部３３３ａ，３３３ｂが、前記遮蔽位置に臨んだ状態では広く
なり、図８に示すように、各切欠部３３３ａ，３３３ｂが、前記退避位置に臨んだ状態では狭くなる。

また、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合度は、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との間隔が狭くなると強くなり、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との間隔が広くなると弱くなる。

従って、この定着装置３００では、回転手段５００によりセンターコア３３３を回転して切欠部３３３ａ，３３３ｂを前記遮蔽位置に臨ませることにより、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合度を弱めて発熱ローラ３１０の非通紙領域の過昇温を抑制することができる。

また、この定着装置３００においては、センターコア３３３を回転させるだけで、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合度の強弱の切り替えを行うことができるので、発熱ローラ３３３の通紙領域幅を、図６に示したように、Ａ４サイズとＢ４サイズとの２種類のサイズの記録紙の紙幅に容易に対応させることができる。

さらに、この定着装置３００では、前記磁気抑制体をセンターコア３３３に形成した切欠部３３３ａ，３３３ｂで構成しているので、前記磁気抑制体を別部材として用意する必要がなく、その構成の簡素化及び低廉化を実現できる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る定着装置の特徴部の構成について説明する。図９は、本実施の形態２に係る定着装置の構成を示す概略断面図である。図９に示すように、この定着装置７００は、前記磁気抑制体を磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂで構成したものであり、その他の構成は、実施の形態１に係る定着装置３００と同様である。

前記磁気抑制体としての磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂは、発熱ローラ３１０の非通紙領域に対応するセンターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合を遮断することができる素材、例えば、銅もしくはアルミなどの安価な低透磁率の電気導体で形成される。この磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂは、図９及び図１０に示すように、発熱ローラ３１０の非通紙領域に対向するセンターコア３３３の周面に、互いに向き合うように配設されている。

また、本実施の形態２に係る定着装置７００は、実施の形態１に係る定着装置３００と同様、記録紙１０９の通紙基準がセンター基準になっており、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂがセンターコア３３３の両端部に形成されている。

ここで、センターコア３３３は、発熱ローラ３１０の最大通紙領域幅であるＢ４サイズの記録紙の幅よりも大きく形成されている。ここでは、図１０に示すように、センターコア３３３の長さが、Ａ３サイズの記録紙の幅に対応するように構成されている。また、磁気遮蔽部材７０１ａは、発熱ローラ３１０と加圧ローラ２５０とのニップ部にＡ４サイズの記録紙を通紙した場合における発熱ローラ３１０の非通紙領域幅に対応した長さを有している。さらに、磁気遮蔽部材７０１ｂは、発熱ローラ３１０と加圧ローラ２５０とのニップ部にＢ４サイズの記録紙を通紙した場合における発熱ローラ３１０の非通紙領域幅に対応した長さを有している。

また、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂは、図１１に示す回転手段９００により、センターコア３３３と共に回転される。この回転手段９００は、図７に示した回転手段５００と同様、センターコア３３３の支軸に設けた小歯車９０１、小歯車９０１に噛み合う大歯
車９０２、大歯車９０２を軸支して回転するステッピングモータ９０３などで構成されている。

図１１において、ステッピングモータ９０３がオン（通電）状態になると、その支軸の回転により大歯車９０２が回転して小歯車９０１が従動回転する。この小歯車９０１の従動回転により、センターコア３３３の支軸が回転して、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂのうちの通紙される記録紙サイズの非通紙領域幅に対応した長さの所定の磁気遮蔽部材が、図１２に示す退避位置から図９に示す遮蔽位置に回転する。

ここでは、図９に示すように、磁気遮蔽部材７０１ｂが、その退避位置から遮蔽位置に回転する。このようにして、磁気遮蔽部材７０１ｂがその退避位置から遮蔽位置に回転することにより、Ｂ４サイズの記録紙を通紙した場合の発熱ローラ３１０の非通紙領域に対応するセンターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合が磁気遮蔽部材７０１ｂにより抑制される。

また、磁気遮蔽部材７０１ａが、回転手段９００によりその退避位置から遮蔽位置に回転すると、Ａ４サイズの記録紙を通紙した場合の発熱ローラ３１０の非通紙領域に対応するセンターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合が磁気遮蔽部材７０１ａにより抑制される。

このように、この定着装置７００は、回転手段９００により各磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂを、その退避位置から遮蔽位置に回転して、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合を遮断したり促進したりしている。

すなわち、この定着装置７００では、センターコア３３３の回転により、磁気抑制体である各磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂが、図９に示す前記遮蔽位置に臨んだ状態で、前記非通紙領域に対応する部位の発熱ローラ３１０とセンターコア３３３との磁気的な結合が遮断される。

このように、この定着装置７００では、回転手段９００によりセンターコア３３３を回転して各磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂを前記遮蔽位置に臨ませることにより、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合が遮断されるので、発熱ローラ３１０の非通紙領域の過昇温を抑制することができる。

また、この定着装置７００においては、実施の形態１に係る定着装置３００と同様、センターコア３３３を回転させるだけで、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合を遮断したり促進したりできるので、発熱ローラ３３３の通紙領域幅を、図１０に示したように、Ａ４サイズとＢ４サイズとの２種類のサイズの記録紙の紙幅に容易に対応させることができる。

さらに、この定着装置７００では、前記磁気抑制体をセンターコア３３３に配設した磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂで構成しているので、前記磁気抑制体を別部材として用意する必要がなく、その構成の簡素化及び低廉化を実現できる。

また、この定着装置７００は、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂを励磁コイル３３１の巻回中心に配置する構成であるので、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂの厚みを薄くする必要性を無くすことができ、例えば１ｍｍ程度に厚さを増すことが可能になる。これにより、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂは電気抵抗が小さくなるので、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂの発熱は抑えられる。また、磁気遮蔽体３０１は、熱伝導率及び比熱が高いフェライト等の材料で構成されるセンターコア３３３に配設されているので、磁気遮蔽部
材７０１ａ，７０１ｂで生じた熱はセンターコア３３３に伝導して拡散し、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂの過度な温度上昇を抑えられる。また、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂは厚みを増すことにより電気抵抗が小さくなり、渦電流が流れやすくなる。これにより、反発磁界が強まって磁束をより効果的に遮蔽することができる。さらに、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂは通孔３５を必要としないので、図１の磁束遮蔽板３１に比べて磁束をより効果的に遮蔽できる。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る定着装置の構成について説明する。図１３は、本実施の形態３に係る定着装置の構成を示す概略断面図である。図１３に示すように、この定着装置１１００は、励磁コイル３３１を覆うアーチコア３３２のセンターコア３３３を挟んで発熱ローラ３１０と対向する側に、センターコア３３３を迂回するように磁束の経路を形成する迂回経路部３３２ａを形成したものである。なお、この定着装置１１００のその他の構成は、実施の形態２に係る定着装置７００と同様である。

この定着装置１１００は、センターコア３３３に形成された磁気抑制体としての磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂにより磁気的な結合度が規制される磁束の経路の他に、アーチコア３３２の迂回経路部３３２ａにより新たな磁束の経路が形成される。

このように、この定着装置１１００は、迂回経路部３３２ａにより新たな磁束の経路を確保することができるので、発熱ローラ３１０の過昇温を起こさずに通紙できる通紙領域サイズの数を増やすことができる。

つまり、この定着装置１１００では、磁路６００の閉ループのうち、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との間の磁束が集中している部位を、センターコア３３３の磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂにより遮蔽している。従って、この定着装置１１００においては、発熱ローラ３１０の非通紙領域に対応するセンターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合を効率よく抑制することができ、前記磁気抑制体である磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂの回転方向の幅を小さく構成することができ、図１３に示すように、センターコア３３３に２つの磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂを形成することができる。

従って、この定着装置１１００においては、その発熱ローラ３１０の通紙領域を、センターコア３３３に形成した２つの磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂにより規制される２種類のサイズの記録紙と、図１４に示すように、アーチコア３３２の迂回経路部３３２ａを通る新たな磁束の経路に対応した３種類目のサイズの記録紙とに対応させることが可能になる。この実施の形態では、図１０におけるＡ４，Ｂ４のサイズの他にＡ３のサイズにも対応させることができる。

また、この定着装置１１００は、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂを励磁コイル３３１の巻回中心に配置する構成であるので、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂの厚みを薄くする必要性を無くすことができ、例えば１ｍｍ程度に厚さを増すことが可能になる。これにより、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂは電気抵抗が小さくなるので、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂの発熱は抑えられる。また、磁気遮蔽体３０１は、熱伝導率及び比熱が高いフェライト等の材料で構成されるセンターコア３３３に配設されているので、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂで生じた熱はセンターコア３３３に伝導して拡散し、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂの過度な温度上昇を抑えられる。また、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂは厚みを増すことにより電気抵抗が小さくなり、渦電流が流れやすくなる。これにより、反発磁界が強まって磁束をより効果的に遮蔽することができる。さらに、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂは通孔３５を必要としないので、図１の磁束遮蔽板３１に比べて磁束をより効果的に遮蔽できる。

（実施の形態４）
次に、実施の形態４に係る定着装置の構成について説明する。図１５は、本実施の形態４に係る定着装置の構成を示す概略断面図である。図１５及び図１６に示すように、この定着装置１３００は、前記磁気抑制体を段付部１３３３ａ、１３３３ｂで構成したものであり、その他の構成は、実施の形態１に係る定着装置３００と同様である。

この定着装置１３００のセンターコア１３３３は、矩形状の柱体で構成されている。また、前記磁気抑制体としての段付部１３３３ａ、１３３３ｂは、図１６に示すように、発熱ローラ３１０の非通紙領域に対向するセンターコア１３３３の両端部の下半分に形成されている。これにより、図１５に示すように、段付部１３３３ａ、１３３３ｂが形成されていない側のセンターコア１３３３の対向面の回転方向の幅Ｗ１は、段付部１３３３ａ、１３３３ｂが形成されている側のセンターコア３３３の対向面の回転方向の幅Ｗ２よりも大きくなる。

すなわち、この定着装置１３００においては、センターコア１３３３の回転により、その磁気抑制体である段付部１３３３ａ、１３３３ｂが発熱ローラ３１０に対向する対向位置に臨んだ状態と、段付部１３３３ａ、１３３３ｂが発熱ローラ３１０から退避する退避位置に臨んだ状態とで、発熱ローラ３１０の非通紙領域に対向するセンターコア１３３３の対向面の回転方向の幅が変化する。

この発熱ローラ３１０の非通紙領域に対向するセンターコア１３３３の対向面の回転方向の幅は、段付部１３３３ａ、１３３３ｂが前記退避位置に臨んだ状態では広い幅Ｗ１となり、段付部１３３３ａ、１３３３ｂが前記対向位置に臨んだ状態では狭い幅Ｗ２となる。また、発熱ローラ３１０とセンターコア１３３３との磁気的な結合力は、センターコア１３３３の対向面の回転方向の幅が広くなると強くなり、発熱ローラ３１０の非通紙領域に対向するセンターコア１３３３の対向面の回転方向の幅が狭くなると弱くなる。

従って、この定着装置１３００によれば、回転手段５００（又は９００）によりセンターコア１３３３を回転して、段付部１３３３ａ、１３３３ｂを前記対向位置に臨ませることにより、発熱ローラ３１０とセンターコア１３３３との磁気的な結合度を弱めて、発熱ローラ３１０の非通紙領域の過昇温を抑制することができる。

また、この定着装置１３００においては、センターコア１３３３を回転させるだけで、発熱ローラ３１０とセンターコア１３３３との磁気的な結合度の強弱の切り替えを行うことができるので、発熱ローラ３１０の通紙領域幅を複数種類のサイズの記録紙の紙幅に容易に対応させることができる。

また、この定着装置１３００は、前記磁気抑制体を別部材として用意する必要がないので、構成の簡素化及び低廉化を実現できる。このように、この定着装置１３００によれば、複数種類のサイズの記録紙の通紙時における発熱ローラ３１０の非通紙領域の過昇温を容易に防止することができる。

なお、この定着装置１３００におけるセンターコア１３３３の形状としては、図１６に示した矩形状以外に、図１７Ｂに示すような４種の段付部１３３３ａ，１３３３ｂ，１３３３ｃが形成されたクロス状であってもよい。

また、図１７Ａ，Ｃに示すように、センターコア１３３３の段付部には、銅又はアルミからなる磁気遮蔽部材１５０１ａ，１５０１ｂ，１５０１ｃを埋め込んだ構成であってもよい。

（実施の形態５）
次に、実施の形態５に係る定着装置について説明する。図１８は、本実施の形態５に係る定着装置の概略断面図である。図１８に示すように、この定着装置１６００は、前記磁路形成体としてのセンターコア１６３３に、プーリ１６０１により回転される無端ベルト１６０２を懸架し、この無端ベルト１６０２の周面に、前記磁気抑制体としての所定幅の磁気遮蔽層１６０３を形成したものである。

この定着装置１６００においては、プーリ１６０１により無端ベルト１６０２を回転して、この無端ベルト１６０２の周面の磁気遮蔽層１６０３により、図１９に示すように、発熱ローラ３１０の非通紙領域に対応するセンターコア１６３３の部位を覆い隠す。

これにより、無端ベルト１６０２の磁気遮蔽層１６０３により覆い隠された前記非通紙領域に対応するセンターコア１６３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合度が抑制されて、発熱ローラ３１０の非通紙領域の過昇温が抑制される。

また、この定着装置１６００においては、無端ベルト１６０２を長くすることにより、前記磁気抑制体としての磁気遮蔽層１６０３を数多く設けることができるので、前記発熱体をより多くの通紙サイズ（加熱幅）に対応した構成とすることができる。

（実施の形態６）
次に、実施の形態６に係る定着装置の構成について説明する。図２０は、本実施の形態６に係る定着装置の構成を示す概略断面図である。図２０に示すように、この定着装置１８００は、アーチコア３３２と励磁コイル３３１との間に漏洩磁気遮蔽体１８０１を配設して構成したものであり、その他の構成は、実施の形態３に係る定着装置１１００と同様である。

前記磁気抑制体としての磁気遮蔽部材７０１ｂは、センターコア３３３と発熱ローラ３１０との磁気的な結合を遮断しているため、発熱ローラ３１０の非通紙領域の過昇温は抑制される。しかし、アーチコア３３２から励磁コイル３３１を貫いて発熱ローラ３１０に達する若干の漏洩磁束が生じる。この漏洩磁束を漏洩磁気遮蔽体１８０１が遮蔽するので、非通紙領域の過昇温は効果的に抑制される。

なお、漏洩磁気遮蔽体１８０１は励磁コイル３３１の巻回部位の幅よりも狭くする方が好ましい。このようにすれば、発熱ローラ３１０の最大通紙領域幅を加熱する場合において、漏洩磁気遮蔽体１８０１は、図１４に示す磁路６００の閉ループに影響を与えないので温度ムラは生じない。

ところで、前記各実施の形態に係る定着装置においては、その発熱体として発熱ローラ３１０を用いているが、この発熱体は、図４に示した発熱ベルト２１０であってもよい。

また、前記各実施の形態に係る定着装置においては、前記磁気抑制体が配設される前記磁路形成体をセンターコア３３３（又は１３３３）としたが、前記磁気抑制体を配設する磁路形成体は、アーチコア３３２の磁路を横断する励磁コイル３３１の側部に配置したサイドコア３３４であってもよい。この構成によれば、発熱ローラ３１０の非通紙領域に対応するサイドコア３３４と発熱ローラ３１０との磁気的な結合度の強弱を切り換えることができる。

また、前記各実施の形態に係る定着装置は、磁束発生手段としての励磁コイル３３１及びセンターコア３３３などを、発熱ローラ３１０の外側に配置した構成となっている。こ
のような構成の定着装置は、前記磁路形成体としてのセンターコア３３３及びその回転手段５００を配設する空間に余裕があり、装置本体の設計の自由度が向上される。また、この構成の定着装置は、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂが発熱ローラ３１０の外側に配置されているので、磁気遮蔽部材７０１ａ，７０１ｂに生じた熱は、周囲の空気の自然対流により放熱しやすい。また、送風ファンによる強制対流による冷却も容易である。

なお、前記各実施の形態に係る定着装置は、磁束発生手段としての励磁コイル３３１及びセンターコア３３３などを、発熱ローラ３１０の外側に配置しているので、消耗品である発熱ローラ３１０等の部品の交換やメンテナンスの作業効率が良好である。

本明細書は、２００３年１０月１７日出願の特願２００３−３５８０２３に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

以上説明したように、本発明に係る定着装置は、小型に構成でき、かつ発熱体の通紙領域から非通紙領域への磁束の回り込みによる非通紙領域の過昇温を防止することができるので、電子写真方式あるいは静電記録方式の複写機、ファクシミリ及びプリンタ等の定着装置として有用である。

従来の定着装置の構成を示す概略斜視図 従来の他の定着装置の要部の構成を示す概略断面図 当該定着装置の動作態様を示す概略断面図 本発明の実施の形態１に係る定着装置を搭載するのに適した画像形成装置の全体構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態１に係る定着装置の基本的な構成を示す断面図 本発明の実施の形態１に係る定着装置の構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態１に係る定着装置のセンターコアに磁気抑制体としての切欠部を形成した構成を示す概略斜視図 本発明の実施の形態１に係る定着装置の磁気抑制体としての切欠部を回転させる回転手段の構成を示す概略斜視図 本発明の実施の形態１に係る定着装置の磁気抑制体としての切欠部を退避位置に回転させた状態を示す概略断面図 本発明の実施の形態２に係る定着装置の構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態２に係る定着装置のセンタアーコアに磁気抑制体としての磁気遮蔽部材を配設した構成を示す概略斜視図 本発明の実施の形態２に係る定着装置の磁気抑制体としての磁気遮蔽部材を回転させる回転手段の構成を示す概略斜視図 本発明の実施の形態２に係る定着装置の磁気抑制体としての磁気遮蔽部材を退避位置に回転させた状態を示す概略断面図 本発明の実施の形態３に係る定着装置の構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態３に係る定着装置の磁気抑制体としての切欠部を退避位置に回転させた状態を示す概略断面図 本発明の実施の形態４に係る定着装置の構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態４に係る定着装置のセンタアーコアの構成を示す概略斜視図 本発明の実施の形態４に係る定着装置の矩形状のセンタアーコアの構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態４に係る定着装置のクロス状のセンタアーコアの構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態４に係る定着装置のクロス状のセンタアーコアの段付部に磁気遮蔽部材を埋め込んだ構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態５に係る定着装置の構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態５に係る定着装置の要部の動作態様を示す概略断面図 本発明の実施の形態６に係る定着装置の構成を示す概略断面図

Claims (13)

1. 磁束を発生する磁束発生手段と、前記磁束により誘導加熱される発熱体と、前記発熱体に対向して配置されて前記磁束発生手段と前記発熱体との間の磁束の経路を形成する磁路形成体と、前記磁路形成体に配設されかつ前記磁路形成体と前記発熱体との間の前記発熱体の非通紙領域に対応する磁束の経路の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽位置に臨むことにより前記非通紙領域に対応する前記磁路形成体と前記発熱体との磁気的な結合を抑制する磁気抑制体と、回転により前記遮蔽位置と前記遮蔽位置から退避した退避位置とに前記磁気抑制体を臨ませる回転手段と、を具備する定着装置。
2. 前記磁束発生手段は、前記発熱体の通紙幅方向に延伸し前記発熱体の両端で折り返して巻回される励磁コイルと前記励磁コイルを覆うコアとを有し、前記磁路形成体は、前記励磁コイルの巻回中心に配置したセンターコアからなる請求項１記載の定着装置。
3. 前記磁路形成体を回転する回転手段を備え、前記磁路形成体に、前記発熱体の非通紙領域に対向する前記磁路形成体の対向面と前記発熱体との間隔を広げる切欠部からなる前記磁気抑制体を形成した請求項１記載の定着装置。
4. 前記磁路形成体を回転する回転手段を備え、前記磁路形成体に、前記発熱体の非通紙領域に対向する前記磁路形成体の対向面の回転方向の幅を変化させる段付部からなる前記磁気抑制体を形成した請求項１記載の定着装置。
5. 前記磁気抑制体は、前記発熱体の非通紙領域に対応する前記磁束発生手段と前記発熱体との磁気的な結合を遮断する電気導体から構成される磁気遮蔽部材からなる請求項１記載の定着装置。
6. 前記励磁コイルを覆うコアは、前記センターコアを挟んで前記発熱体と対向する側に、前記センターコアを迂回するように磁束の経路を形成する迂回経路部を有している請求項２記載の定着装置。
7. 前記磁気抑制体は、前記磁路形成体に回転自在に懸架された無端状のベルトに設けられている請求項１記載の定着装置。
8. 前記磁束発生手段は、前記発熱体の通紙幅方向に延伸し前記発熱体の両端で折り返して巻回される励磁コイルと前記励磁コイルを覆うコアとを有し、前記磁気抑制体が配設される前記磁路形成体は、前記コアの磁路を横断する前記励磁コイルの側部に配置したサイドコアからなる請求項１記載の定着装置。
9. 前記磁束発生手段は、前記発熱体の外側に配置されている請求項１記載の定着装置。
10. 前記磁束発生手段は、前記発熱体の通紙幅方向に延伸し前記発熱体の両端で折り返して巻回される励磁コイルと、前記励磁コイルを覆うコアと、前記励磁コイルと前記コアとの間に配置され前記コアから前記励磁コイルを貫き前記発熱体に達する漏洩磁束を遮蔽する漏洩磁気遮蔽部材と、を有する請求項１記載の定着装置。
11. 前記漏洩磁気遮蔽部材の前記発熱体の回転方向の幅は、前記励磁コイルの前記発熱体の回転方向の幅よりも狭い請求項１０記載の定着装置。
12. 前記発熱体は、磁性材料からなる請求項１記載の定着装置。
13. 請求項１記載の定着装置を具備する画像形成装置。

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