【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、複写機・プリンター・ファクシミリなどの画像情報記録装置（画像形成装置）において未定着画像を加熱・加圧定着させるための画像加熱定着装置として用いて好適な、特に電磁（磁気）誘導加熱方式の加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機・プリンタ・ファクシミリ等の画像形成装置に搭載される画像加熱定着装置を例にして説明する。
【０００３】
画像形成装置における画像加熱定着装置は、画像形成装置の作像部において電子写真・静電記録・磁束記録等の適宜の画像形成プロセス手段により、加熱溶融性の樹脂等よりなるトナー（顕画剤）を用いて被加熱材としての記録材の面に直接方式若しくは間接（転写）方式で形成した未定着のトナー画像を記録材面に永久固着画像として加熱定着処理する装置である。
【０００４】
従来、そのような画像加熱定着装置として、熱源内臓ローラ方式、誘導加熱方式等の各種装置がある。
【０００５】
熱源内臓ローラ方式は、ハロゲンランプ等の熱源を内蔵させて所定の定着温度に加熱・温調した定着ローラ（熱ローラ）と加圧ローラとの回転ローラ対からなり、該ローラ対の圧接ニップ部（定着ニップ部）に被加熱材としての、未定着トナー画像を形成担持させた記録材を導入して挟持搬送させることで未定着のトナー画像を記録材面に加熱定着する装置である。
【０００６】
しかしながら、この装置は定着ローラの熱容量が大きくて、加熱に要する電力が大きい、ウエイトタイム（装置電源投入時からプリント出力可能状態になるまでの待ち時間）が長い等の問題があった。また、定着ローラの熱容量が大きいため、限られた電力で定着ニップ部の温度を上昇させるためには大きな電力を必要とするという問題があった。
【０００７】
その対策としては、定着ローラの肉厚を薄くして、定着ローラの熱容量を低減することが行われている。しかしながら、熱容量を低減した薄肉定着ローラでは、長尺方向（定着ニップ部長手方向）の熱流が阻害されるため、小サイズ記録材を通紙した場合に非通紙部での過昇温（非通紙部昇温）が発生して、定着ローラや加圧ローラの寿命を低下させるという問題が発生していた。
【０００８】
その対策の一つとして、ハロゲンランプ等の熱源を用いた定着装置では、定着ローラ長手方向の発光位置の分布の異なるハロゲンランプを複数用いる構成がある。複数のハロゲンランプの発光タイミングを紙サイズごとに設定し、該タイミングでハロゲンランプを発光制御することによって非通紙部昇温対策としている。しかしながら、この方式では、ハロゲンランプのＯＮ／ＯＦＦによる制御が行われるために、高周波フリッカーの対策が取り扱いには必要なる。高周波フリッカー対策の提案の一つとして次に述べる誘導加熱方式が近年、注目されている。
【０００９】
誘導加熱方式は、加熱体として誘導発熱体を用い、誘導発熱体に磁場発生手段で磁場を作用させて誘導発熱体に発生する渦電流に基づくジュール発熱で被加熱材としての記録材に熱を付与して未定着のトナー画像を記録材面に加熱定着処理する装置である。
【００１０】
従来、例えば、特許文献１には、強磁性体の定着ローラを誘導加熱する熱ローラ方式の装置が開示されており、発熱位置を定着ニップ部に近くすることができ、ハロゲンランプを熱源として用いた熱源内臓ローラ方式の装置よりも高効率の定着プロセスを達成している。
【００１１】
しかしながら、定着ローラの熱容量が大きいため、限られた電力で定着ニップ部の温度を上昇させるためには大きな電力を必要とするという問題があった。定着ローラの熱容量を低減することが、この問題の一つの解決方法である。たとえば、定着ローラの肉厚を薄くすることである。
【００１２】
また、例えば、特許文献２には、熱容量を低減したフィルム状の定着ローラ（フィルム）を用いた誘導加熱方式の定着装置が開示されている。
【００１３】
しかしながら、熱容量を低減したフィルム状の定着ローラ（フィルム）でも、熱ローラ同様に、非通紙部昇温が発生し、定着フィルムや加圧ローラの寿命を低下させるという問題が発生していた。
【００１４】
また、例えば、特許文献３・４に、定着ローラ（フィルム）の長手方向に関する磁束発生手段から誘導発熱体に対する作用磁束の密度分布を変化せしめる磁束調整手段を有することを特徴とする加熱装置が開示されている。この誘導加熱方式の定着装置により、非通紙部昇温を解決する一つの方法が示された。
【００１５】
上記特許文献３・４の定着装置はフィルム状の誘導発熱体を加熱させた構成を実施例としているが、円筒状の誘導発熱体を定着ローラにした構成に対しても非通紙部昇温の問題の対策として効果があると考えられる。
【００１６】
その他の非通紙部昇温を解決する方法としては、小サイズ記録材を通紙したときに定着スピードを遅くする方法もある（スループットダウン）。定着スピードを遅くすることで、定着ローラの端部方向（非通紙部）への熱移動時間を設けている。しかし、この方法では画像形成装置の生産性を低下することになっている。
【特許文献１】
特公平５−９０２７号公報
【特許文献２】
特開平４−１６６９６６号公報
【特許文献３】
特開平９−１７７８８９号公報
【特許文献４】
特開平１０−７４００９号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように周知の熱ローラ方式、電磁誘導加熱方式の画像加熱定着装置では、一般に、次のような問題を抱えている。
【００１８】
定着ローラを支持するベアリングは定着ローラの熱により、高温状態に常にさらされている。そのため、高耐熱性のグリスを用いた高価なベアリングを使用している。
【００１９】
定着ローラとベアリングの間に断熱性と耐熱性を兼ね備えた樹脂からなる断熱ブッシュを用いることで、ベアリングへの温度伝導を妨げ、ベアリングの寿命低下を防止している。
【００２０】
さらに、従来では、定着ローラ端部周辺では多くの放熱により、定着装置の消費電力アップの要因になっている。特に、定着ローラの支持部（ベアリング部）を介してベアリング支持側板への熱伝導が問題となる。
【００２１】
ところで、従来のハロゲンランプの非通紙部昇温では、ハロゲンランプのＯＮ／ＯＦＦによる制御が行われるために、高周波フリッカーの対策が必要になり、コストアップの要因になっている。
【００２２】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、電磁誘導加熱方式の加熱装置において、磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導発熱体を回転可能に支持する支持部材およびその近傍において該誘導発熱体の電磁誘導発熱を抑えることのできる加熱装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする加熱装置である。
【００２４】
磁束発生手段と、磁束発生手段の発生磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導発熱体を有し、加熱部に被加熱材を導入搬送させて誘導発熱体の熱により被加熱材を加熱する加熱装置において、磁束発生手段から誘導発熱体に対する作用磁束を遮蔽する磁束遮蔽部材と、誘導発熱体を回転可能に支持する支持部材の位置関係は、支持部材が誘導発熱体を支持する支持部およびその近傍における誘導発熱体に作用する磁束を磁束遮蔽部材によって遮蔽する位置であることを特徴とする加熱装置。
【００２５】
このような構成において、磁束発生手段から誘導発熱体に対する作用磁束は支持部材が誘導発熱体を支持する支持部およびその近傍において磁束遮蔽部材により遮蔽される。これにより、支持部材の支持部およびその近傍の誘導発熱体の電磁誘導発熱が抑えられることから、支持部材への熱ダメージを低減できるとともに、支持部材を介しての熱伝導も低減できる。支持部材への熱ダメージの低減作用によって支持部材の長寿命化を図れ、また支持部材を熱から保護するための断熱部材（断熱ブッシュ）が不要となって装置構成の簡略化および装置の低コスト化を図れる。また、支持部材を介しての熱伝導の低減作用によって支持部材の支持部に対応した誘導発熱体端部からの放熱を低減できて省電力化を実現できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
〔第一の実施例〕
図１〜図４に、本発明に係る加熱装置として、電磁誘導過熱方式の画像加熱定着装置（以下、定着装置と記す）の一例を示す。図１は第一の実施例の定着装置の定着ローラ長手方向（定着ローラ軸方向）における概略構成を示す断面図、図２は同装置の定着ロ−ラ径方向における概略構成を示す断面図、図３は同装置における磁束調整加熱アセンブリの構成分解斜視図である。
【００２７】
本例の定着装置は、磁束調整加熱アセンブリ１、定着ローラ７、加圧ローラ８を主体として構成され、磁束発生手段を定着ローラの内部に配置することで定着ローラを加熱する誘導加熱方式の定着装置である。
【００２８】
定着ローラ７は両端部を支持部材２１ａ・２１ｂによって回転可能に支持側板２５ａ・２５ｂにそれぞれ支持されている。支持部材としては、ボールベアリング（以下ベアリングと称す）などが一般的である。
【００２９】
第一の実施例の定着装置では、ベアリングを熱から保護するためのベアリング断熱部材（断熱ブッシュ）を無くした構成にした。本発明は断熱ブッシュの有り無しを限定するものではない。
【００３０】
磁束調整加熱アセンブリ１は、磁束発生手段としての励磁コイル５（以下コイルと称す）と磁性体コア６（以下コアと称す）、コイル５とコア６を保持するホルダー（保持部材）２、およびホルダー２の両端部を回動軸として矢示ａ・ｂの反時計方向又は時計方向に回動移動自由に配設した、磁束調整手段である円弧状の磁束遮蔽板３などからなる。
【００３１】
磁束発生手段は、定着ローラ７の内部にコイル５とＴ字型コア６が配置されている構成である。コイル５とコア６はホルダー２に保持され、ホルダーフタ１９で覆われている。
【００３２】
コイル５は定着ローラ７の長手方向に略楕円形状（横長舟形）をしており、定着ローラの内面に沿うようにホルダー２の内部に配置されている。コア６はコイル５の巻き中心部にある第一コア６ａ（垂直部）と上部に第二コア６ｂ（水平部）が配置されてＴ字型コアを構成している。
【００３３】
コイル５としては加熱に十分な交番磁束を発生するものでなければならないが、そのためには抵抗成分を低く、インダクタンス成分を高くとる必要がある。コイルの芯線としては、φ０．１〜０．３ｍｍの細線を略８０〜１６０本程度に束ねたリッツ線を用いている。細線には絶縁被覆電線を用いている。本例ではコイル５として、コア６ａを周回するように８〜１２回巻回してコイル５を構成したものが使われる。コイル５には不図示の励磁回路が接続されており、該回路を介して交番電流をコイル５へ供給できるようになっている。
【００３４】
コア６にはフェライト、パーマロイなどの高透磁率で残留磁束密度の低い材質のものを用いると良いが、磁束を発生できるものであれば良く特に規定するものではない。コアの形状・材質は上記のものに規定されるものではない。例えば、第一コア６ａ、第二コア６ｂを一体成形でＴ字型にしても本発明の効果を得ることができる。
【００３５】
誘導発熱体としての円筒状の定着ローラ７は、鉄、ニッケル、コバルトなどの強磁性の金属を用いることが良い。強磁性の金属（透磁率の大きい金属）を使うことで、磁束発生手段５・６から発生する磁束を強磁性の金属内により多く拘束させることができる。すなわち、磁束密度を高くすることができる。それにより、効率的に強磁性金属の表面（定着ローラ表面）にうず電流を発生させ、該表面を発熱させられる。
【００３６】
本発明は、磁束発生手段としてのコイル５とコア６、誘導発熱体としての定着ローラ７の形状・材質を限定するものではない。
【００３７】
定着ローラ７の肉厚は、略０．３〜２ｍｍ程度にすることで熱容量を低減している。定着ローラ７の外側表面には不図示のトナー離型層がある。一般にはＰＴＦＥ１０〜５０μｍやＰＦＡ１０〜５０μｍで構成されている。また、トナー離型層の内側にはゴム層を用いる構成にしても良い。
【００３８】
定着ローラ７の一端には定着ローラギア１８が取り付けられ、該ギアは不図示の駆動モータにより回転される。
【００３９】
加圧ローラ８は鉄製の芯金の外周に、シリコーンゴム層と定着ローラと同様にトナー離型層を設けた構成である。
【００４０】
本例の定着装置における定着ローラ長手方向の磁束調整手段は、磁束遮蔽部材３、ホルダー２、遮蔽ギア１１、ブッシュ１４が主な構成要素である。これらの構成要素のうち、ホルダー２と磁束遮蔽部材３は定着ローラ７の内部に配置される。磁束調整手段は上記構成要素に限定されるものではなく、必要に応じて所定部材を適宜に選択してよい。また、第一の実施例ではコイル５とコア６を保持しているホルダー２の両端支持部を磁束遮蔽部材３の回動中心にした構成を示すが、後述する第四の実施例でも分かるように他の構成でも本発明の効果は変わらない。
【００４１】
ホルダー２の両端部は磁束遮蔽部材３を回動自在に支持するために軸形状である。ホルダー２はコイル５とコア６を保持する機能と、磁束遮蔽部材３を回動支持する機能を備えている。
【００４２】
ホルダー２の支持軸２ａには、磁束遮蔽部材３を回動するための遮蔽ギア１１が設けられ、逆側の支持軸２ｂには磁束遮蔽部材３の摺動性を良くするためにブッシュ１４が設けられ、それぞれスラスト止め輪１２、１６でスラスト方向が規制されている。
【００４３】
ホルダー２は、非磁性、電気絶縁性および高耐熱性の物質で作られる。例えば、ホルダー２の材質としては、耐熱性と機械的強度を兼ね備えたＰＰＳ系樹脂にガラスを添加したものを用いている。もちろん非磁性である。ホルダーが磁性材料であると、電磁誘導によりホルダーが発熱して定着ローラの発熱効率が落ちてしまう。
【００４４】
ホルダーの材質には、ＰＰＳ系樹脂、ＰＥＥＫ系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、セラミック、液晶ポリマー、フッ素系樹脂などの物質が適している。
【００４５】
ブッシュ１４・遮蔽ギア１１の材質についてもホルダーと同様である。この中でも特に摺動性の良い材質のものを選ぶと良い。たとえば、ポリアミドイミド系樹脂、ＰＦＡ系樹脂、ＰＥＥＫ系樹脂などがある。
【００４６】
磁束遮蔽部材３は非磁性かつ良電気導電性の部材で構成されている。非磁性部材にすることで磁束を遮断する効果がある。良電気導電性部材にすることで磁束遮蔽部材自身の電磁誘導の発熱を抑える効果がある。本例では、アルミニウム合金を用いたが、銅・マグネシウム・銀などの合金でもよい。
【００４７】
磁束遮蔽部材の厚さは、略０．３〜１．０ｍｍ程度でよい。薄すぎると、磁束遮蔽部材自身が電磁誘導発熱する。また、強度不足にもなる。逆に厚すぎると、磁束遮蔽部材の熱容量が増加して定着ローラを温めるとき逆に熱を奪ってしまい、ウエイトタイムの増加につながる。
【００４８】
図１及び図３に示すように、磁束遮蔽部材３はベアリング部２１ａ・２１ｂ近傍の両端部に定着ローラ７を通る磁束線を遮蔽するための円筒形状の遮蔽部３ｃ・３ｄを有する。図では遮蔽部３ｃ・３ｄはベアリング２１ａ・２１ｂの対向部（近傍）に設けてある。遮蔽部３ｃ・３ｄを円筒形状に形成することにより、磁束発生手段によって発生する磁束の流れをベアリング部２１ａ・２１ｂ及びその近傍で遮蔽する。
【００４９】
また、磁束遮蔽部材３には被加熱材としての記録材（用紙）の紙サイズに対応した段階的に変化している形状の切り欠き部３ｇ・３ｈを設けてある。図では、例えば、磁束遮蔽部材３の長手方向において、非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａ（最大通紙サイズ）の内側に、該紙サイズ幅Ａより小さい紙サイズ幅Ｂに対応した切り欠き部３ｇを設け、さらに紙サイズ幅Ｂの内側に、該紙サイズ幅Ｂより小さい紙サイズ幅Ｃに対応した切り欠き部３ｈを設けている。上記切り欠き部３ｇによって紙サイズ幅Ａの内側両端に紙サイズ幅Ｂに応じた遮蔽部（非通紙部）３ｉ・３ｊを形成し、上記切り欠き部３ｇによって紙サイズ幅Ｂの内側両端に紙サイズ幅Ｃに応じた遮蔽部（非通紙部）３ｋ・３ｌを形成している。
【００５０】
したがって、本例の磁束遮蔽部材３は、紙サイズに応じた遮蔽部３ｉ・３ｊと３ｋ・３ｌが段階的に変化している形状である。
【００５１】
ホルダー支持軸２ａ側では、磁束遮蔽部材３の一端部に設けられた切り欠き部を有する異型穴３ａと遮蔽ギア１１の円筒部１１ｂが嵌合する。遮蔽ギアの円筒部１１ｂに形成された突起部１１ａと磁束遮蔽部材３のＵ字型穴部３ａ’が嵌合していることで、遮蔽ギア１１が回動すると磁束遮蔽部材３が遮蔽ギア１１に同期して回動する。遮蔽ギア１１には駆動手段２０から回転駆動が与えられる。駆動手段２０はモータなどの駆動源であれば良く、本発明は駆動手段の構成に依存するものではない。たとえば、駆動手段として、ソレノイドなどのアクチュエータと、該アクチュエータの作動を回転運動に変換して遮蔽ギア１１に伝達するリンク機構などの運動伝達機構とによって、遮蔽ギアを回動させてもよい。
【００５２】
ホルダー支持軸２ｂ側は、コイル５へ電力を供給しているコイル供給線１５のガイドを兼ねた形状をしている。ホルダー支持軸２ｂを中空パイプ形状にすることで、その内部を通してコイル供給線１５を引き出している。ホルダー支持軸２ｂには磁束遮蔽部材３の他端側に設けられた保持穴３ｂがブッシュ１４の円筒部１４ａに回転可能に嵌合している。コイル供給線１５の端部には、コネクタ部１５ａが設けられ、電力制御装置２５に接続する構成である。コイル５には、電力制御装置２５で不図示の励磁回路が制御されることにより、コイル供給線１５を介して交番電流が供給される。
【００５３】
ホルダー２は支持軸２ａ側がホルダー支持側板１３で支持され、支持軸２ｂ側がホルダー支持側板１７で支持されている。支持軸２ａとホルダー支持側板１３との嵌合部の形状は、Ｄ字型状（Ｄカット）で嵌合する構成である。Ｄ字型状にすることで、ホルダー２を定着ローラ円周方向において位置決めをしている。これにより、ホルダー２は支持軸２ａ・支持軸２ｂの軸中心２ｃ（図３参照）が定着ローラ７の回転軸中心７ｃ（図１参照）と同軸上に位置するように位置決めされる。
【００５４】
本例の定着装置において、磁束遮蔽部材３は、円筒形状の遮蔽部３ｃ・３ｄにより定着ローラ７からコア６ａへと通る磁束線を遮蔽することで、ベアリング近傍の定着ローラ端部の発熱を緩和し、ベアリング２１ａ・２１ｂの温度昇温を防止する。
【００５５】
また、磁束遮蔽部材３は、紙サイズに対応した角度分だけ駆動手段２０により所定方向に所定角度回転されて、磁束遮蔽部材の段階的に変化している形状の遮蔽部３ｅ・３ｆと３ｇ・３ｈがコア６ａの対向部に回動移動される。この遮蔽部によってコア６ａから定着ローラ７へと通る磁束線を遮蔽することで、その遮蔽部分において定着ローラの発熱を緩和し、異常温度昇温を防止する。
【００５６】
本例に示す磁束遮蔽部材３では、非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａ（最大通紙サイズ）より小さい紙サイズ幅Ｂおよび紙サイズ幅Ｃの２段階の磁束調整が可能である。たとえば、メートル系の紙サイズであれば、紙サイズ幅ＡをＡ４幅（２９７ｍｍ）、紙サイズ幅ＢをＢ４幅（２５７ｍｍ）、紙サイズ幅ＣをＡ４Ｒ幅（２１０ｍｍ）である。この場合、切り欠き部の全長を、それぞれの紙サイズ幅Ａ・Ｂ・Ｃに対応した、段階的に変化している切り欠き幅（紙サイズ幅）にする。どのような紙サイズにするかは、定着装置が搭載される画像形成装置の仕様によって決められる。また、磁束遮蔽部材３の遮蔽部（又は切り欠き部）は、２段階に限ったものでは無く、非通紙部昇温が起こるサイズによって、その都度に段階的に変化している遮蔽部（又は切り欠き部）を増減して設けることができ、１つでも、３つ以上設けても、紙サイズに応じた非通紙昇温防止効果を得ることができる。
【００５７】
本例の定着装置では、上述したように、コイル５及びコア６を保持するホルダー２と磁束遮蔽部材３において、ホルダー支持軸２ａで磁束遮蔽部材３の一端側を保持し、ホルダー支持軸２ｂで磁束遮蔽部材３の一端側を保持することから、ホルダー２と磁束遮蔽部材３とが一つのコンパクトなアセンブリ（ユニット）として構成される。これにより、装置の組立工程においてホルダー２と磁束遮蔽部材３との組立て性の向上を図れ、メンテナンス時においては定着ローラ７の交換性（サービス性）の向上を図れる。
【００５８】
本例に示す定着装置においては、図１及び図２に示されるように、前記アセンブリ１を内包する定着ローラ７と加圧ローラ８は互いに上下に圧接され不図示の装置筐体に組み込んで、両者７・８間に所定幅の定着ニップ部（加熱ニップ部）Ｎを形成させてある。
【００５９】
定着ローラ７は定着ローラギア１８により矢示Ｐの時計方向に回転され、それにともない加圧ロ−ラ８も従動して矢示Ｑの反時計方向に回転する。
【００６０】
コイル５は電力制御装置２５から供給される交番電流によって交番磁束を発生し、交番磁束はコア６に導かれて定着ニップ部Ｎに作用し、定着ニップ部Ｎにおいて定着ローラ表面に渦電流を発生させる。その渦電流はローラ表面の固有抵抗によってジュール熱を発生させる。即ち、コイルに交番電流を供給することで定着ニップ部Ｎにおいて定着ローラ７が電磁誘導発熱状態になる。
【００６１】
定着ニップ部Ｎの温度は不図示の温度検知センサを含む温調系により電力制御装置２５からコイル５への供給交番電流が制御されることで所定の定着温度に温調制御される。
【００６２】
しかして、定着ローラギア１８の回転により定着ローラ７の回転がなされ、電力制御装置２５からコイル６への交番電流の供給がなされて定着ニップ部Ｎの温度が所定温度に立ち上がり温調された状態において、定着ニップ部Ｎの定着ローラ７と加圧ローラ８との間に、被加熱材としての、未定着トナー像を担持した記録材（用紙）Ｓが用紙搬送路（一点鎖線）Ｈを矢印Ｃ方向から導入されることで、記録材は定着ローラ７の発熱で記録材と未定着トナー像が加熱されてトナー像の加熱定着がなされる。定着ニップ部Ｎを通った記録材は定着ニップ部の出口側で分離爪３０により定着ローラの外面から分離されて搬送される。
【００６３】
次に、磁気回路のイメージ図である図４を用いて、本例の定着装置における磁束遮蔽部材の動作および作用について説明する。
【００６４】
磁力線Ｊａ（二点鎖線にて図示）は磁束発生手段に電力制御装置から電力（交番電流）を入力したときの、発生した磁力線の磁気回路を示したものである。磁力線Ｊａは、第一コア６ａ（垂直部）、定着ローラ７、第二コア６ｂ（水平部）を通過する。実際には磁力線は透磁率の高い定着ローラの内部を通るが、説明をわかりやすくするために図４のように示した。
【００６５】
ここで、定着ローラ７における電磁誘導加熱による発熱ヶ所を考えてみる。
【００６６】
発熱ヶ所はコイル５の対向する定着ローラ部で特に大きくなる。これは第一コア６ａと第二コア６ｂを磁力線が行き来するように発生するために、コイル５の対向する定着ローラ部において磁束密度が高くなるためであると考えられる。このことを考慮に入れ、本例の磁束発生手段５・６は定着ニップＮ部およびその前方に発熱部が来るように傾いた配置にしている。さらに、定着ローラ７は回転することで、温度ムラがなく加熱される。
【００６７】
磁束調整手段は上述した電磁誘導加熱原理に基づいて設けられたものである。本例の磁束調整手段は磁束遮蔽部材３によって、定着ローラ内部を行き来する磁束の通路を変化させている。これにより、定着ローラ長手方向の電磁誘導の発熱を制御するのである。
【００６８】
すなわち、コア６と定着ローラ７の間に磁束遮蔽部材３を置くことで、効率的に定着ローラの発熱を緩和できるのである。特に、Ｔ字型コア６のときは、第一コア（垂直部）６ａを遮蔽することが効率的である。図４（ａ）に示されるように、磁束線Ｊａは第一コア６ａが第二コア（水平部）６ｂより密度が高く、第一コアの端部から第二コアの端部のそれぞれに分かれので、この磁気回路位置で磁束線Ｊａを遮蔽するのが効率的である。
【００６９】
図４（ａ）に示されるように、非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａのとき、磁束遮蔽部材３は磁気回路Ｊａに影響の少ない範囲に待機している。図では磁束遮蔽部材３は磁気回路Ｊａが存在しない位置に待機している。この位置の磁束遮蔽部材３は磁気回路Ｊａに影響を与えないので、紙サイズ幅Ａの全域幅で電磁誘導加熱による定着処理が可能である。
【００７０】
非通紙部昇温の起こる紙サイズ幅Ｂのとき、磁束遮蔽部材３は図４（ｂ）に示すように同図（ａ）に示す磁気回路Ｊａ上に回動移動して磁束の流れを阻害する。図では磁束遮蔽部材３の遮蔽部３ｉ及び３ｊが第一コア６ａと対向して磁束の流れを阻害する。図に示す磁気回路Ｊｂは遮蔽部３ｉ（３ｊ）の幅Ｂａ（Ｂｂ）（図３参照）で遮蔽されたときの磁気回路である。紙サイズ幅Ｂのときに非通紙部となる遮蔽部３ｉ（３ｊ）の幅Ｂａ（Ｂｂ）において、定着ローラ内部を通る磁束は、図４（ａ）の場合に比べて小さくなっていることが分かる。これにより、遮蔽部３ｉ・３ｊの幅Ｂａ・Ｂｂの範囲では電磁誘導による発熱が減少し、非通紙部昇温を抑えることができる。このとき、紙サイズ幅Ｂ（切り欠き部３ｇ）が電磁誘導加熱による定着可能領域となる。
【００７１】
非通紙部昇温の起こる紙サイズ幅Ｃのときも同様である。磁束遮蔽部材３は、さらに磁気回路Ｊａ上に回動移動する。図では磁束遮蔽部材３の遮蔽部３ｋ（３ｌ）が第一コア６ａと対向して磁束の流れを阻害する。図に示す磁気回路Ｊｃ・Ｊｃ’は遮蔽部３ｋ（３ｌ）の幅Ｃａ（Ｃｂ）（図３参照）で遮蔽されたときの磁気回路である。紙サイズ幅Ｃのときに非通紙部となる遮蔽部３ｉと３ｋの加算幅（Ｂａ＋Ｃａ）及び遮蔽部３ｊと３ｌの加算幅（Ｂｂ＋Ｃｂ）において、定着ローラ内部を通る磁束は、図４（ｂ）と図４（ｃ）に示す磁気回路Ｊｂ、Ｊｃ・Ｊｃ’のようになる。上記幅（Ｂａ＋Ｃａ）・（Ｂｂ＋Ｃｂ）の範囲で定着ローラ内部を通る磁束は、図４（ａ）の場合に比べて小さくなっていることが分かる。これにより、幅（Ｂａ＋Ｃａ）、（Ｂｂ＋Ｃｂ）の範囲で電磁誘導発熱が減少し、非通紙部昇温を抑えることができる。このとき、紙サイズ幅Ｃ（切り欠き部３ｈ）が電磁誘導加熱による定着可能領域となる。
【００７２】
上記の各紙サイズ幅Ａ・Ｂ・Ｃに応じた電磁誘導加熱による定着処理過程において、磁束遮蔽部材３の両端部の円筒形状の遮蔽部３ｃ・３ｄは、磁束発生手段５・６によって発生する磁束の流れを図４（ｄ）に示すように遮蔽する。すなわち、定着ローラ７からコア６ａへと通る磁束線を遮蔽する。これによって、ベアリング近傍の定着ローラ端部の発熱が緩和され、ベアリング２１ａ・２１ｂの温度昇温が防止される。
【００７３】
本例の定着装置によれば、ベアリング近傍の磁束を磁気遮蔽部材３の両端部の円筒形状の遮蔽部３ｃ・３ｄによって遮蔽することで、ベアリング近傍の定着ローラ７の誘導発熱を抑えることができる。これにより、ベアリング２１ａ・２１ｂへの熱ダメージを低減できるので、ベアリングの長寿命化、ベアリング断熱部材を無くす構成、高耐熱性のグリスを用いないベアリングすなわち低耐熱性のグリスを用いた低価格のベアリングの使用が可能になった。
【００７４】
また、ベアリング近傍の定着ローラ７の誘導発熱を抑えることで、ベアリング２１ａ・２１ｂをそれぞれ支持する支持側板２５ａ・２５ｂからの熱の逃げを少なくすることができ、発熱した熱を効率よく使うことができる。これにより、定着ローラ端部からの放熱を低減でき省電力化を実現できる。
【００７５】
また、磁束発生手段を保持するホルダー２と磁束遮蔽部材３が一つのアセンブリ（ユニット）でコンパクトに構成されているため、省スペース化・低コスト化を図りつつ、省電力化を向上した、磁束調整手段を用いた誘導発熱方式の定着装置を実現できる。
【００７６】
〔第二の実施例〕
第二の実施例の定着装置を図６、７、８を用いて説明する。
【００７７】
本例の定着装置は、固定されている磁束調整手段（磁束遮蔽部材）に対して磁束発生手段が回動することで磁束調整を行う構成である。磁束発生手段、定着ローラ、加圧ローラなどは第一実施例と同様で、同じ機能のものは同じ符号とした。ホルダー、磁束遮蔽部材の材質なども第一実施例と同様である。
【００７８】
磁束調整手段である磁束遮蔽部材は、第一実施例の磁束遮蔽部材と異なり、二つの部材３Ａ・３Ｂから構成されている（図６参照）。磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂは図８に示すような段階的に変化している切り欠き部のある円筒形状をしている。この切り欠き部については追って説明する。二つの磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂのうち、一方の磁束遮蔽部材３Ａはホルダー２の支持軸２ａ側のホルダー支持板１３に、他方の磁束遮蔽部材３Ｂはホルダー２の支持軸２ｂ側のホルダー支持板１７にそれぞれ不図示のビスで固定されている。
【００７９】
本例の定着装置では、磁束発生手段であるコイル５とコア６を保持するホルダー２が、支持軸２ａ、２ｂを回動中心にして遮蔽ギア１１によって回動する。遮蔽ギア１１と支持軸２ａは、Ｄ字形状（Ｄカット）の嵌合により駆動を伝えられる構成である。それにより、ホルダー２は矢印ａ・ｂ方向に回動する。
【００８０】
図８に示すように、磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂはベアリング部近傍の両端部に定着ローラを通る磁束線を遮蔽するための円筒形状の遮蔽部３ｃ・３ｄを有する。図では遮蔽部３ｃ・３ｄは図６に示すベアリング２１ａ・２１ｂの対向部（近傍）に設けてある。遮蔽部３ｃ・３ｄを円筒形状に形成することにより、磁束発生手段によって発生する磁束の流れをベアリング部及びその近傍で遮蔽する。
【００８１】
また、磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂには紙サイズに対応した段階的に変化している遮蔽部（非通紙部）３ｐ・３ｑ及び３ｒ・３ｓを設けている。これらの遮蔽部は、第一実施例で説明した、段階的に変化している切り欠き部３ｇ・３ｈに対応するような形状に設けている。
【００８２】
したがって、磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂは、紙サイズに応じた遮蔽部３ｐ・３ｑと３ｒ・３ｓが段階的に変化している形状である。ホルダー２は紙サイズに対応した角度分だけ駆動手段２０により、磁束遮蔽部材の段階的に変化している形状の遮蔽部３ｐ・３ｑと３ｒ・３ｓにホルダー２と一体のコア６ａの対向部を回動移動させる。コア６ａから定着ローラ７へと通る磁束線を上記遮蔽部によって遮蔽することで、遮蔽部（非通紙部）での定着ローラの発熱を緩和し、異常温度昇温を防止する。
【００８３】
上記磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂでは、非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａ（最大通紙サイズ）より小さい紙サイズ幅Ｂおよび紙サイズ幅Ｃの２段階の磁束調整が可能である。たとえば、メートル系の紙サイズであれば、紙サイズ幅ＡをＡ４幅（２９７ｍｍ）、紙サイズ幅ＢをＢ４幅（２５７ｍｍ）、紙サイズ幅ＣをＡ４Ｒ幅（２１０ｍｍ）である。この場合、切り欠き部の全長を、それぞれの紙サイズ幅Ａ・Ｂ・Ｃに対応した、段階的に変化している切り欠き幅（紙サイズ幅）にする。どのような紙サイズにするかは、定着装置が搭載される画像形成装置の仕様によって決められる。また、磁束遮蔽部材の遮蔽部（又は切り欠き部）は、２段階に限ったものでは無く、非通紙部昇温が起こるサイズによって、その都度に段階的に変化している遮蔽部（又は切り欠き部）を増減して設けるものである。ただし、遮蔽をようする紙サイズが一つのときは段階的形状では無くなる。
【００８４】
非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａのとき、磁束遮蔽部材３Ａ（または３Ｂ）とコイル５・コア６を保持しているホルダー２の位置関係は、図７（ａ）に示すような位置関係となる。すなわち、ホルダー２は磁気回路Ｊａに影響の少ない範囲の位置にある。この位置にホルダー２があるときは、磁束遮蔽部材３Ａ（または３Ｂ）は磁気回路Ｊａに影響を与えないので、紙サイズ幅Ａの全域幅で電磁誘導加熱による定着処理が可能である。
【００８５】
非通紙部昇温の起こる紙サイズ幅Ｂのとき、コイル５・コア６を保持しているホルダー２は、磁気回路上に磁束遮蔽部材が来るように回動移動して、該磁束遮蔽部材が磁束の流れを阻害する。図では第一コア６ａが磁束遮蔽部材３Ａ（または３Ｂ）の遮蔽部３ｐ（３ｑ）に対向し、該遮蔽部が磁束の流れを阻害する。図に示す磁気回路Ｊｂ・Ｊｂ’は遮蔽部３ｑ（３ｐ）の幅Ｂａ（Ｂｂ）（図８参照）で遮蔽されたときの磁気回路である。紙サイズ幅Ｂのときに非通紙部となる遮蔽部３ｑ（３ｐ）の幅Ｂａ（Ｂｂ）において、定着ローラ内部を通る磁束は、図７（ａ）の場合に比べて小さくなっていることが分かる。これにより、遮蔽部３ｐ・３ｑの幅Ｂａ・Ｂｂの範囲では電磁誘導による発熱が減少し、非通紙部昇温を抑えることができる。このとき、紙サイズ幅Ｂ（切り欠き部３ｇ）が電磁誘導加熱による定着可能領域となる。
【００８６】
非通紙部昇温の起こる紙サイズ幅Ｃのときも同様である。コイル５・コア６を保持しているホルダー２は、さらに回動移動する。図では第一コア６ａが磁束遮蔽部材３Ａ（または３Ｂ）の遮蔽部３ｒ（３ｓ）に対向し、該遮蔽部が磁束の流れを阻害する。図に示す磁気回路Ｊｃ、Ｊｃ’は遮蔽部３ｓ（３ｒ）の幅Ｃａ（Ｃｂ）（図８参照）で遮蔽されたときの磁気回路である。紙サイズ幅Ｃのときに非通紙部となる遮蔽部３ｑと３ｓの加算幅（Ｂａ＋Ｃａ）及び遮蔽部３ｐと３ｒの加算幅（Ｂｂ＋Ｃｂ）（図７参照）において、定着ローラ内部を通る磁束は、図７（ｂ）と図７（ｃ）の磁気回路Ｊｂ・Ｊｂ’、Ｊｃ・Ｊｃ’のようになる。上記幅紙サイズ幅（Ｂａ＋Ｃａ）・（Ｂｂ＋Ｃｂ）の範囲で定着ローラ内部を通る磁束は、図７（ａ）の場合に比べて小さくなっていることが分かる。これにより、幅（Ｂａ＋Ｃａ）、（Ｂｂ＋Ｃｂ）の範囲で電磁誘導発熱が減少し、非通紙部昇温を抑えることができる。このとき、紙サイズ幅Ｃ（第一実施例の切り欠き部３ｈに相当）が電磁誘導加熱による定着可能領域となる。
【００８７】
上記の各紙サイズ幅Ａ・Ｂ・Ｃに応じた電磁誘導加熱による定着処理過程において、磁束遮蔽部材３Ａ（または３Ｂ）の両端部の円筒形状の遮蔽部３ｃ・３ｄは、磁束発生手段５・６によって発生する磁束の流れを図７（ｄ）に示すように遮蔽する。すなわち、定着ローラ７からコア６ａへと通る磁束線を遮蔽する。これによって、ベアリング近傍の定着ローラ端部の発熱が緩和され、ベアリング２１ａ・２１ｂの温度昇温が防止される。
【００８８】
したがって、本例のように、固定されている磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂに対して磁束発生手段５・６を備えたホルダー２を回動移動させるタイプの定着装置においても、第一実施例と同様な効果を得ることができる。
【００８９】
〔第三の実施例〕
第三の実施例の定着装置を図９を用いて説明する。
【００９０】
本例に示す定着装置は、第一の実施例の磁束調整加熱アセンブリ１を、磁束遮蔽部材３の回転半径ｒ１よりも大きな半径ｒ２（ｒ２＜ｒ１）の定着ローラ７に対して適用した例である。本例の定着装置では、定着ローラの中心と磁束遮蔽部材３の回動中心が異なる。すなわち、磁束遮蔽部材３の回動中心ｏ１は定着ローラ７の回転中心ｏ２に対して偏心している。磁束発生手段５・６、加圧ローラ８などは第一実施例と同様で、同じ機能のものは同じ符号とした。ホルダー２、磁束遮蔽部材３の材質なども第一実施例と同様である。
【００９１】
本例の定着装置においては、磁束遮蔽部材３は定着ローラ７の内部でアセンブリ１に対して矢印ａ・ｂ方向に回動されることによって、第一実施例の装置と同様な効果を得ている。
【００９２】
このように、大径定着ローラ７にも、それより小さな径の定着ローラで使用する磁束調整加熱アセンブリ１を用いることができ、部品の共通化・成形型の削減が可能になり、低コスト化につながる。
【００９３】
さらに、大きな径の定着ローラに対して、磁束調整加熱アセンブリを一本の定着ローラに複数設けることもできることは、第三の実施例から容易に推測できる。
【００９４】
〔第四の実施例〕
第四の実施例の定着装置を図１０、１１、１２、１３、１４を用いて説明する。
【００９５】
図１０は本例の定着装置の定着ローラ長手方向における紙サイズ幅Ａのときの磁束遮蔽部材の位置を示す概略構成断面図、図１１は同装置の定着ローラ径方向における概略構成断面図、図１２は同装置における磁束遮蔽部材３Ａ（３Ｂ）とリードねじ４の結合関係を示す斜視図、図１３は同装置の定着ローラ長手方向における紙サイズ幅Ｂのとき（非通紙部昇温対策のとき）の磁束遮蔽部材の位置を示す概略構成断面図、図１４は同装置における磁束遮蔽部材の動作および作用について説明する磁気回路のイメージ図をそれぞれ示している。
【００９６】
本例の定着装置において、磁束発生手段、定着ローラ、加圧ローラなどは第一実施例と同様で、同じ機能のものは同じ符号とした。磁束遮蔽部材の材質なども第一実施例と同様である。
【００９７】
本例の定着装置は、図１２に示すようなＤ字型円筒形状の二つの磁束遮蔽部材３Ａ（３Ｂ）が、定着ローラの長手方向でスラスト移動する構成である。二つの磁束遮蔽部材３Ａ（３Ｂ）はリードねじ４が回転することで、定着ローラ長手方向にスラスト移動する。
【００９８】
図１０に示すように、リードねじ４は逆ねじの関係の形状にある右ねじ部（又は左ねじ部）４ａと左ねじ部（又は右ねじ部）４ｂから構成されている。リードねじ４の両端部４ｃ、４ｄはそれぞれホルダー２に設けられた軸受け部２ａ１、２ｂ１にて支持されている。リードねじ４の片端部４ｅはＤ字型形状をしており、該片端部に取り付けられた遮蔽ギア１１を介して駆動手段２０により所定方向に回転駆動される。ホルダー２は両端をそれぞれ支持側板１３、１４にて位置決めされて固定されている。本例ではリードねじ４の両端部４ｃ、４ｄをホルダー２の軸受け部２ａ１、２ｂ１で支持させたが、リードねじの他の支持構造として、ホルダーに耐久性のある軸受け部材を別に設け、この軸受け部材によりリードねじの両端部を支持するように構成してもよい。
【００９９】
リードねじ４の右ねじ部（又は左ねじ部）４ａには磁束遮蔽部材３Ａが取り付けられ、左ねじ部（又は右ねじ部）４ｂには磁束遮蔽部材３Ｂが取り付けられる。二つの磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂは、それぞれ、ベアリング部及びその近傍で定着ローラを通る磁束線を遮蔽するためのＤ字型円筒形状をしている。リードねじ４と二つの磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂの結合態様は、図１２に示されるように、各磁束遮蔽部材３Ａ（３Ｂ）において、部材の平面部の２箇所に設けられたねじ支持部３ｆ１が対応するねじ部により支持され、該２箇所のねじ支持部間で同平面部に設けられたボス部３ｆを対応するねじ部に噛合わせている。
【０１００】
図１０に示されるように、各磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂは、通常、非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａ（最大通紙サイズ）に対応する位置に待機している。この待機位置において、磁束遮蔽部材の一部がベアリング２１ａ、２１ｂの対向部（近傍）に位置している。
【０１０１】
非通紙部昇温の起こる紙サイズ幅Ｂ（最大通紙サイズよりも小サイズの通紙サイズ）のときには、各磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂは、駆動手段２０により回転駆動されたリードねじ４によって上記待機位置から図１３に示す紙サイズ幅Ｂに対応する位置まで定着ローラ長手方向にスラスト移動される。この場合、リードねじ４の回転によって、一方の磁束遮蔽部材３Ａは待機位置から定着ローラ７の中央に向けてスラスト移動し、他方の磁束遮蔽部材３Ｂも待機位置から定着ローラ７の中央に向けてスラスト移動する。すなわち２つの磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂはリードねじ４の回転によって互いに接近・離隔移動される。各磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂは、紙サイズ幅Ｂに対応する位置で、その一部がベアリング２１ａ、２１ｂの対向部（近傍）に位置している。
【０１０２】
次に、紙サイズに対応した非通紙部昇温を抑える磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂの動作を説明する。
【０１０３】
磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂは、紙サイズに対応してスラスト方向に移動し、非通紙部の磁束遮蔽を行うことで、全ての紙サイズに対応することができる。ただし、非通紙部昇温が問題にならない場合は移動しない。対応紙サイズに応じて駆動手段２０によりリードねじ４は回転され、対応紙サイズに対応する所定位置にスラスト移動して、コア６ａから定着ローラ７へと通る磁束線を遮蔽することで、その磁束線遮蔽部（非通紙部）の定着ローラの発熱を緩和し、異常温度昇温を防止する。
【０１０４】
磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂは、上述したように、通常、図１０に示すように非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａ（最大通紙サイズ）に対応する位置に待機しており、非通紙部昇温の起こる小サイズ紙幅Ｂのときは図１３に示す位置にスラスト移動する。たとえば、メートル系の紙サイズであれば、紙サイズ幅ＡをＡ４幅（２９７ｍｍ）、紙サイズ幅ＢをＡ４Ｒ幅（２１０ｍｍ）である、対応した位置に移動する。どのような紙サイズかは、定着装置を搭載する画像形成装置の仕様によって決められる。
【０１０５】
図１４（ａ）に紙サイズ幅Ａ（またはＢ）の定着可能領域の磁気回路Ｊａを示す。図１４（ｂ）に紙サイズ幅Ａ（またはＢ）の外側の非通紙部およびベアリング近傍の磁気回路Ｊｂを示す。
【０１０６】
非通紙部昇温の起こらない紙サイズ幅Ａ（図１０参照）に対応する位置に磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂがあるときは、紙サイズ幅Ａの全域幅で定着が可能である。この場合、磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂは、紙サイズ幅Ａの外側の非通紙部およびベアリング近傍に位置して磁束の流れを遮蔽する。すなわち、図１４（ｂ）に示されるように、定着ローラ７からコア６ａへと通る磁束線が遮蔽され、これによって、ベアリング近傍の定着ローラの発熱を緩和し、ベアリング２１ａ・２１ｂの温度昇温を防止する。
【０１０７】
非通紙部昇温の起こる紙サイズ幅Ｂ（図１３参照）のとき、磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂはスラスト移動して、紙サイズ幅Ｂの外側の非通紙部およびベアリング近傍の磁束の流れを阻害する。これによって、図１４（ｂ）に示されるように、定着ローラ７からコア６ａへと通る磁束線が遮蔽され、紙サイズ幅Ｂの外側の範囲（非通紙部）及びベアリング近傍では電磁誘導による定着ローラの発熱が減少し、非通紙部昇温を抑えるとともにベアリング２１ａ・２１ｂの温度昇温を防止する。
【０１０８】
本例の定着装置によれば、磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂを定着ローラ長手方向にスラスト移動させるリードねじ４をホルダー２に支持させる構成であるので、ホルダー２とスラスト移動する磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂとの位置精度を向上させ、磁束遮蔽部材とホルダーの擦れを減少させることができるとともに、定着ローラ長手方向の磁束遮蔽部における磁気回路の均一性を向上させ、定着ローラ長手方向の温度ムラに起因して発生する画像ムラを無くすことができる。
【０１０９】
また、ベアリング近傍の磁束をスラスト移動する磁気遮蔽部材３Ａ・３Ｂで遮蔽する構成である。これによって、磁気遮蔽部材３Ａ・３Ｂによりベアリング近傍の定着ローラ７の誘導発熱を抑えることができ、ベアリング２１ａ・２１ｂへの熱ダメージを低減でき、ベアリングの長寿命化、ベアリング断熱部材を無くす構成、低価格のベアリングの使用を実現できる。
【０１１０】
また、ベアリング近傍の定着ローラ７の誘導発熱を抑えることで、ベアリング２１ａ・２１ｂをそれぞれ支持する支持側板２５ａ・２５ｂからの熱の逃げを少なくすることができ、発熱した熱を効率よく使うことができる。これにより、定着ローラ端部からの放熱を低減でき省電力化を実現できる。
【０１１１】
〔第五の実施例〕
本例の定着装置は、第一実施例の磁束遮蔽部材３（図３参照）の非通紙部昇温対策部である段階的に変化する遮蔽部３ｉ〜３ｌを無くした構成である。すなわち、図１５に示されるように、磁束発生手段５・６を保持するホルダー２に磁束遮蔽部材３の円筒部３ｃ・３ｄのみ設けた。
【０１１２】
〔第六の実施例〕
本例の定着装置は、第二実施例の、固定された磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂ（図８参照）の非通紙部昇温対策部である段階的に変化する遮蔽部３ｐ〜３ｒ形状を無くした構成である。すなわち、図１６に示されるように、ホルダー支持側板１３・１４に固定された磁束遮蔽部材３Ａ・３Ｂに円筒部３ｃ・３ｄのみ設けた。
【０１１３】
このような第五、六の実施例でも、第一、二実施例と同様の効果が得られる。
【０１１４】
〔画像形成装置例〕
各実施例の定着装置は、例えば、電子写真画像形成装置に搭載される。図５は第一実施例の定着装置１０を備えた画像形成装置の一例を示す概略構成の説明図である。
【０１１５】
画像形成装置１００は、画像読取部１０８で原稿の画像を読み取り、読み取られた画像データに基づいたコントローラ（図示せず）からの指令により、感光ドラム１０１の表面に画像書き込み部１０９から露光を行って感光ドラム１０１上に静電潜像を形成する。なお、露光の前に、感光ドラム１０１の表面が帯電器１０２により所定の電位に一様に帯電させられており、一様に帯電させられた感光ドラム１０１上に、画像書き込み部１０９からレーザー光等を照射することにより、感光ドラム１０１上に静電潜像が形成される。感光ドラム１０１上に形成された静電潜像は、現像装置１０３のトナーにより現像され、その後、現像されたトナー画像が感光ドラム１０１の回転により転写装置１０４との対向部へ搬送される。
【０１１６】
現像されたトナー画像の搬送に対応して、ピックアップローラ１３２により用紙Ｓが用紙カセットから１枚づつ給紙されるとともに、レジストローラ対１３５によってタイミングを取って感光ドラム１０１と転写装置１０４との対向部へ搬送される。そして、用紙Ｓが感光ドラム１０１と転写装置１０４との対向部を通過する際に、感光ドラム１０１上の現像されたトナー画像が転写装置１０４により用紙Ｓの上に転写される。
【０１１７】
トナー画像が転写された用紙Ｓは、所定の搬送装置により定着ローラ７の位置に搬送され、定着ローラ７と加圧ローラ８で圧接されるとともに、定着ローラ内に設けられた磁束発生手段により電磁誘導加熱されて、用紙Ｓ上のトナーが用紙Ｓに溶融定着させられる。その後、トナー画像が定着させられた用紙Ｓは、排紙ローラ１１１により装置本体外部のトレー１１５に収納され一連の画像形成プロセスが終了する。
【０１１８】
以上の第一、二、三、四の実施例では、特に非通紙部昇温の対策を必要とする定着装置の例を示した。また、第一、二、三、四の実施例では、非通紙部昇温対策の磁束遮蔽部材３、３Ａ・３Ｂに、ベアリングの熱ダメージを低減させる機能を共有させている構成である。これにより、省スペース化、部品の共通化が図られる。
【０１１９】
第五、六の実施例としては、定着ローラ７の長手方向の長さの短いものや、紙サイズの限定などによって、非通紙部昇温が問題とならない定着装置に本発明の構成を用いた。
【０１２０】
以上のように６種類の実施例を示したが、画像形成装置の仕様、定着装置の配置などにより適時、本発明の構成を用いるとよい。
【０１２１】
画像形成装置の仕様などによって適時、ベアリング断熱部材の有り無し、ベアリング内部のグリスを選定して本発明の構成を用いるとよい。この場合、ベアリング断熱部材無しの構成、低耐熱性グリスを限定するものではない。
【０１２２】
〔その他〕
本発明の加熱装置は実施形態例の画像加熱定着装置としてに限らず、画像を担持した記録材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着する像加熱装置、その他、被加熱材の加熱乾燥装置、加熱ラミネート装置など、広く被加熱材を加熱処理する手段・装置として使用できる。
【０１２３】
以上、本発明の様々な例と実施例が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
【０１２４】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【０１２５】
〔実施形態１〕励磁コイルと磁性体コアを有する磁束発生手段と、磁束発生手段の発生磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導発熱体を有し、加熱部に被加熱材を導入搬送させて誘導発熱体の熱により被加熱材を加熱する加熱装置において、磁束発生手段から誘導発熱体に対する作用磁束を遮蔽する磁束遮蔽部材と、誘導発熱体を回転可能に支持する支持部材の位置関係は、支持部材が誘導発熱体を支持する支持部およびその近傍における誘導発熱体に作用する磁束を磁束遮蔽部材によって遮蔽する位置であることを特徴とする加熱装置。
【０１２６】
〔実施形態２〕励磁コイルと磁性体コアを有する磁束発生手段と、磁束発生手段の発生磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導発熱体を有し、加熱部において磁束発生手段から誘導発熱体に対する作用磁束の、被加熱材の搬送方向に交差する加熱部長尺方向に関する密度分布を変化せしめる磁束調整手段を備え、磁束発生手段から誘導発熱体に対する作用磁束を調整する位置に磁束遮蔽部材を移動する駆動手段を備え、磁束遮蔽部材は被加熱材のサイズに対応して磁束発生手段から誘導発熱体に対する作用磁束を調整する位置に駆動手段によって移動し、被加熱材のサイズに応じた加熱部に被加熱材を導入搬送させて誘導発熱体の熱により被加熱材を加熱する加熱装置において、磁束発生手段から誘導発熱体に対する作用磁束を遮蔽する前記移動可能な磁束遮蔽部材と、誘導発熱体を回転可能に支持する支持部材の位置関係は、支持部材が誘導発熱体を支持する支持部およびその近傍における誘導発熱体に作用する磁束を前記移動可能な磁束遮蔽部材によって常時、遮蔽する位置であることを特徴とする加熱装置。
【０１２７】
〔実施形態３〕誘導発熱体が円筒形状のとき、磁束遮蔽部材は略円弧形状である、実施形態１または２に記載の加熱装置。
【０１２８】
〔実施形態４〕磁束遮蔽部材は、被加熱材のサイズに応じた遮蔽部が段階的に変化している形状である、実施形態１ないし３のいずれかに記載の加熱装置。
【０１２９】
〔実施形態５〕実施形態１に記載の磁束遮蔽部材は、磁束遮蔽部材の駆動手段により遮蔽を要する被加熱材のサイズに応じた遮蔽位置に対応した角度分だけ回動移動し、遮蔽を要する被加熱材のサイズの非通紙部を磁束遮蔽部材の段階的に変化している形状部により磁性体コアと誘導発熱体の間を遮蔽するとともに、誘導発熱体の支持部材の近傍においては常時、磁束遮蔽部材によって磁性体コアと誘導発熱体の間を遮蔽するものである、実施形態１、３または４に記載の加熱装置。
【０１３０】
〔実施形態６〕実施形態２に記載の磁束遮蔽部材は、磁束遮蔽部材の駆動手段により遮蔽を要する被加熱材のサイズに応じた遮蔽位置に対応して被加熱材の搬送方向に交差する加熱部長尺方向にスラスト移動し、遮蔽を要する被加熱材のサイズの非通紙部を磁束遮蔽部材がスラスト方向に移動することにより磁性体コアと誘導発熱体の間を遮蔽するとともに、誘導発熱体の支持部材の近傍においては常時、磁束遮蔽部材によって磁性体コアと誘導発熱体の間を遮蔽するものである、実施形態２、３または４に記載の加熱装置。
【０１３１】
〔実施形態７〕実施形態６に記載の磁束遮蔽部材を被加熱材の搬送方向に交差する加熱部長尺方向（スラスト方向）にスラスト移動する駆動手段として、リードねじを用い、リードねじの支持部は励磁コイルと励磁コアを保持するホルダーの一部で構成する、実施形態２、３、４または６に記載の加熱装置。
【０１３２】
〔実施形態８〕被加熱材が誘導発熱体の長手方向の中央を基準にして搬送される加熱装置において、実施形態７に記載の磁束遮蔽部材は誘導発熱体の長手方向の両側にそれぞれ設けられ、被加熱材の搬送方向に交差する加熱部長尺方向にスラスト移動する駆動手段であるリードねじは、それぞれの磁束遮蔽部材に対応して設けられ、リードねじの回転によって磁束遮蔽部材がそれぞれ逆のスラスト方向に移動するように、それぞれの磁束遮蔽部材に対応したリードねじ部は逆ねじの関係の形状である、実施形態２、３、４、６または７に記載の加熱装置。。
【０１３３】
〔実施形態９〕実施形態１ないし８に記載の加熱装置の磁束発生手段および磁束遮蔽部材を一つのアセンブリ構成にしたことを特徴とする、実施形態１ないし８のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３４】
〔実施形態１０〕実施形態９に記載のアセンブリを一つの誘導発熱体に対して少なくても設けたことを特徴とする、実施形態１ないし９のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３５】
〔実施形態１１〕磁束遮蔽部材は、非磁性かつ良電気導電性の物質で作られる、実施形態１ないし１０のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３６】
〔実施形態１２〕実施形態１１に記載の非磁性かつ良電気導電性の物質は、アルミニウム、銅、マグシウム、銀などの合金である、実施形態１ないし１１のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３７】
〔実施態様１３〕被加熱材が画像を担持した記録材であることを特徴とする実施態様１ないし１２のいずれかに記載の加熱装置。
【０１３８】
〔実施態様１４〕記録材上に画像を形成する像形成手段と、該記録材上の画像を加熱する像加熱手段とを有する画像形成装置において、前記像加熱手段が実施態様１ないし１３のいずれかに記載の加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
【０１３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、支持部材近傍の磁束を磁気遮蔽部材によって遮蔽することで、支持部材近傍の誘導発熱体の電磁誘導発熱を抑えることができる。これにより、支持部材への熱ダメージを低減でき、支持部材の長寿命化、断熱部材を無くす構成、低価格の支持部材の使用が可能になった。
【０１４０】
また、支持部材近傍の誘導発熱体端部の電磁誘導発熱を抑えることで、支持部材をそれぞれ支持する支持側板からの熱の逃げを少なくすることができ、発熱した熱を効率よく使うことができる。これにより、誘導発熱体端部からの放熱を低減させ省電力化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施例の定着装置（加熱装置）の定着ローラ長手方向（定着ローラ軸方向）における概略構成断面図。
【図２】第一の実施例の定着装置の定着ロ−ラ径方向における概略構成断面図。
【図３】第一の実施例の定着装置における磁束調整加熱アセンブリの構成分解斜視図。
【図４】第一の実施例の定着装置において磁束遮蔽部材で磁束を遮蔽したときの磁気回路のイメージ図。
【図５】第一の実施例の定着装置を搭載した画像形成装置の一例を示す概略構成図。
【図６】第二の実施例の定着装置の定着ローラ長手方向における概略構成断面図。
【図７】第二の実施例の定着装置において磁束遮蔽部材で磁束を遮蔽したときの磁気回路のイメージ図。
【図８】第二の実施例の定着装置における磁束遮蔽部材の斜視図。
【図９】第三の実施例の定着装置の定着ロ−ラ径方向における概略構成断面図。
【図１０】第四の実施例の定着装置の定着ローラ長手方向における紙サイズ幅Ａのときの磁束遮蔽部材の位置を示す概略構成断面図。
【図１１】第四の実施例の定着装置の定着ローラ径方向における概略構成断面図。
【図１２】第四の実施例の定着装置における磁束遮蔽部材とリードねじの結合関係を示す斜視図。
【図１３】第四の実施例の定着装置の定着ローラ長手方向における紙サイズ幅Ｂのとき（非通紙部昇温対策のとき）の磁束遮蔽部材の位置を示す概略構成断面図。
【図１４】第四の実施例の定着装置における磁束遮蔽部材の動作および作用について説明する磁気回路のイメージ図。
【図１５】第五の実施例の定着装置の定着ローラ長手方向における概略構成断面図。
【図１６】第六の実施例の定着装置の定着ローラ長手方向における概略構成断面図。
【符号の説明】
１：磁束調整加熱アセンブリ、２：ホルダー、３：磁束遮蔽部材、
４：リードねじ、４ａ，４ｂ：ねじ部、５：励磁コイル、６：磁性体コア、
６ａ：第一の磁性体コア、６ｂ：第２の磁性体コア、７：定着ローラ、
８：加圧ローラ、１１：遮蔽ギア、１５：コイル電力供給線、
２１ａ、２１ｂ：ベアリング、２５ａ，１５ｂ：支持側板、
Ｎ：定着ニップ部、Ｊａ，Ｊｂ，Ｊｃ，Ｊｃ’：磁束発生部の磁力線（磁気回路）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is particularly suitable for use as an image heating and fixing device for fixing an unfixed image by heating and pressing in an image information recording apparatus (image forming apparatus) such as a copying machine, a printer, and a facsimile. A) an induction heating type heating device;
[0002]
[Prior art]
An image heating and fixing device mounted on an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, and a facsimile will be described as an example.
[0003]
The image heat fixing device in the image forming apparatus is a toner (developing agent) made of a heat-meltable resin or the like by an appropriate image forming process means such as electrophotography, electrostatic recording, and magnetic flux recording in an image forming unit of the image forming apparatus. ) Is a device that heat-fixes an unfixed toner image formed on a recording material surface as a material to be heated by a direct method or an indirect (transfer) method as a permanent fixed image on the recording material surface.
[0004]
Conventionally, as such an image heating and fixing device, there are various devices such as a heat source built-in roller system and an induction heating system.
[0005]
The heat source built-in roller system is composed of a rotating roller pair of a fixing roller (heat roller) that has a built-in heat source such as a halogen lamp and is heated and controlled to a predetermined fixing temperature, and a pressure roller, and a pressure nip portion of the roller pair. This is a device for heating and fixing an unfixed toner image to the surface of a recording material by introducing a recording material having an unfixed toner image formed thereon as a material to be heated (fixing nip portion) and carrying the recording material.
[0006]
However, this apparatus has problems such as a large heat capacity of the fixing roller, a large amount of electric power required for heating, and a long wait time (a waiting time from when the apparatus is turned on until a print output is enabled). Further, since the heat capacity of the fixing roller is large, there is a problem that a large amount of electric power is required to raise the temperature of the fixing nip portion with limited electric power.
[0007]
As a countermeasure, the heat capacity of the fixing roller is reduced by reducing the thickness of the fixing roller. However, with a thin fixing roller having a reduced heat capacity, the heat flow in the longitudinal direction (longitudinal direction of the fixing nip) is hindered. This causes a problem that the service life of the fixing roller and the pressure roller is shortened.
[0008]
As one of the countermeasures, a fixing device using a heat source such as a halogen lamp has a configuration in which a plurality of halogen lamps having different distributions of light emission positions in the longitudinal direction of the fixing roller are used. The light emission timing of the plurality of halogen lamps is set for each paper size, and the light emission of the halogen lamps is controlled at the timing to prevent the non-sheet passing portion from being heated. However, in this method, since control is performed by turning on / off the halogen lamp, a measure against high-frequency flicker is required for handling. In recent years, attention has been paid to the induction heating method described below as one of the measures against high-frequency flicker.
[0009]
In the induction heating method, an induction heating element is used as a heating element, and a magnetic field is applied to the induction heating element by a magnetic field generating means, and heat is applied to a recording material as a material to be heated by Joule heat based on eddy current generated in the induction heating element. This is an apparatus that heat-fixes a toner image that has been applied and is not fixed to a recording material surface.
[0010]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses a heat roller type apparatus for inductively heating a ferromagnetic fixing roller, which can make a heat generation position close to a fixing nip portion and uses a halogen lamp as a heat source. It achieves a more efficient fusing process than a roller-type device with a built-in heat source.
[0011]
However, since the heat capacity of the fixing roller is large, there is a problem that a large amount of electric power is required to raise the temperature of the fixing nip portion with limited electric power. Reducing the heat capacity of the fixing roller is one solution to this problem. For example, reducing the thickness of the fixing roller.
[0012]
Further, for example, Patent Document 2 discloses an induction heating type fixing device using a film-shaped fixing roller (film) having a reduced heat capacity.
[0013]
However, even in the case of a film-shaped fixing roller (film) having a reduced heat capacity, as in the case of the heat roller, a temperature rise in the non-sheet passing portion occurs, causing a problem of shortening the life of the fixing film and the pressure roller.
[0014]
Further, for example, Patent Documents 3 and 4 disclose a heating device including a magnetic flux adjusting unit that changes a density distribution of a magnetic flux acting on an induction heating element from a magnetic flux generating unit in a longitudinal direction of a fixing roller (film). Have been. One method of solving the temperature rise in the non-sheet passing portion by the induction heating type fixing device has been described.
[0015]
The fixing devices disclosed in Patent Documents 3 and 4 have a configuration in which a film-like induction heating element is heated as an embodiment. However, even in a configuration in which a cylindrical induction heating element is used as a fixing roller, a non-paper-passing portion temperature rise. It is thought that it is effective as a countermeasure for the problem.
[0016]
As another method for solving the temperature rise in the non-sheet passing portion, there is a method of lowering the fixing speed when a small-sized recording material is passed (throughput reduction). By reducing the fixing speed, a heat transfer time in the direction of the end of the fixing roller (non-sheet passing portion) is provided. However, this method reduces the productivity of the image forming apparatus.
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 5-9027
[Patent Document 2]
JP-A-4-166966
[Patent Document 3]
JP-A-9-177889
[Patent Document 4]
JP-A-10-74009
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the known image heating and fixing apparatus of the heat roller type and the electromagnetic induction heating type generally have the following problems.
[0018]
The bearing supporting the fixing roller is always exposed to a high temperature state due to the heat of the fixing roller. Therefore, expensive bearings using highly heat-resistant grease are used.
[0019]
By using a heat insulating bush made of a resin having both heat insulation and heat resistance between the fixing roller and the bearing, the heat conduction to the bearing is prevented, and the life of the bearing is prevented from being shortened.
[0020]
Further, conventionally, a large amount of heat radiation around the end portion of the fixing roller causes increase in power consumption of the fixing device. In particular, heat conduction to the bearing supporting side plate via the supporting portion (bearing portion) of the fixing roller poses a problem.
[0021]
By the way, in the conventional non-sheet-passing part temperature rise of the halogen lamp, since control is performed by turning on / off the halogen lamp, a countermeasure against high-frequency flicker is required, which causes a cost increase.
[0022]
The present invention has been made in view of the above points, and in a heating device of an electromagnetic induction heating system, a support member rotatably supporting an induction heating element that generates electromagnetic induction heat by the action of a magnetic flux and the induction member near the support member. An object of the present invention is to provide a heating device that can suppress electromagnetic induction heat generation of a heating element.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a heating device having the following configuration.
[0024]
A heating device that has a magnetic flux generating means and an induction heating element that generates electromagnetic induction by the action of the magnetic flux generated by the magnetic flux generating means; In the above, the positional relationship between the magnetic flux shielding member that shields the magnetic flux acting on the induction heating element from the magnetic flux generation means and the support member that rotatably supports the induction heating element is determined by the support member supporting the induction heating element and its vicinity. Wherein the magnetic flux acting on the induction heating element is shielded by a magnetic flux shielding member.
[0025]
In such a configuration, the magnetic flux acting on the induction heating element from the magnetic flux generation means is shielded by the magnetic flux shielding member in the vicinity of the support where the support member supports the induction heating element and in the vicinity thereof. This suppresses electromagnetic induction heat generated by the support portion of the support member and the induction heating element in the vicinity thereof, so that heat damage to the support member can be reduced and heat conduction via the support member can be reduced. The service life of the support member can be extended by the action of reducing thermal damage to the support member, and a heat insulating member (heat insulating bush) for protecting the support member from heat is not required, thereby simplifying the device configuration and reducing the cost of the device. Can be achieved. In addition, heat dissipation from the end of the induction heating element corresponding to the support portion of the support member can be reduced by the action of reducing heat conduction via the support member, and power saving can be realized.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First embodiment]
FIGS. 1 to 4 show an example of an image heating and fixing device of an electromagnetic induction heating type (hereinafter, referred to as a fixing device) as a heating device according to the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration in a fixing roller longitudinal direction (fixing roller axial direction) of the fixing device of the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration in a fixing roller radial direction of the fixing device. FIG. 3 is an exploded perspective view of the configuration of the magnetic flux adjusting and heating assembly in the apparatus.
[0027]
The fixing device according to the present embodiment mainly includes a magnetic flux adjusting and heating assembly 1, a fixing roller 7, and a pressure roller 8, and an induction heating type fixing device that heats the fixing roller by disposing a magnetic flux generating unit inside the fixing roller. Device.
[0028]
Both ends of the fixing roller 7 are rotatably supported by support side plates 25a and 25b by support members 21a and 21b, respectively. As the supporting member, a ball bearing (hereinafter, referred to as a bearing) or the like is generally used.
[0029]
In the fixing device of the first embodiment, a configuration is adopted in which a bearing heat insulating member (heat insulating bush) for protecting the bearing from heat is eliminated. The present invention does not limit the presence or absence of the heat insulating bush.
[0030]
The magnetic flux adjusting and heating assembly 1 includes an exciting coil 5 (hereinafter, referred to as a coil) and a magnetic core 6 (hereinafter, referred to as a core) as magnetic flux generating means, a holder (holding member) 2 for holding the coil 5 and the core 6, and a holder. An arc-shaped magnetic flux shielding plate 3 or the like, which is a magnetic flux adjusting means, is disposed so as to be freely rotatable in the counterclockwise or clockwise directions indicated by arrows a and b with both end portions as pivot axes.
[0031]
The magnetic flux generating means has a configuration in which the coil 5 and the T-shaped core 6 are arranged inside the fixing roller 7. The coil 5 and the core 6 are held by the holder 2 and are covered by a holder lid 19.
[0032]
The coil 5 has a substantially elliptical shape (horizontal boat shape) in the longitudinal direction of the fixing roller 7, and is disposed inside the holder 2 along the inner surface of the fixing roller. The core 6 includes a first core 6a (vertical portion) at the center of the winding of the coil 5 and a second core 6b (horizontal portion) at the upper portion to form a T-shaped core.
[0033]
The coil 5 must generate an alternating magnetic flux sufficient for heating, but for that purpose, it is necessary to reduce the resistance component and increase the inductance component. As a core wire of the coil, a litz wire obtained by bundling approximately 80 to 160 thin wires having a diameter of 0.1 to 0.3 mm is used. Insulated wires are used for the thin wires. In this example, the coil 5 is used in which the coil 5 is wound 8 to 12 times so as to go around the core 6a. An exciting circuit (not shown) is connected to the coil 5, and an alternating current can be supplied to the coil 5 via the circuit.
[0034]
The core 6 is preferably made of a material having a high magnetic permeability and a low residual magnetic flux density, such as ferrite or permalloy, but is not particularly limited as long as it can generate a magnetic flux. The shape and material of the core are not limited to those described above. For example, the effects of the present invention can be obtained by forming the first core 6a and the second core 6b into a T-shape by integral molding.
[0035]
The cylindrical fixing roller 7 as the induction heating element is preferably made of a ferromagnetic metal such as iron, nickel, and cobalt. By using a ferromagnetic metal (a metal having a high magnetic permeability), the magnetic flux generated from the magnetic flux generating means 5 and 6 can be more restricted in the ferromagnetic metal. That is, the magnetic flux density can be increased. As a result, an eddy current is efficiently generated on the surface of the ferromagnetic metal (the surface of the fixing roller), and the surface can be heated.
[0036]
The present invention does not limit the shapes and materials of the coil 5 and the core 6 as the magnetic flux generating means and the fixing roller 7 as the induction heating element.
[0037]
The heat capacity is reduced by setting the thickness of the fixing roller 7 to about 0.3 to 2 mm. On the outer surface of the fixing roller 7, there is a toner release layer (not shown). Generally, it is composed of 10 to 50 μm of PTFE or 10 to 50 μm of PFA. Further, a configuration in which a rubber layer is used inside the toner release layer may be adopted.
[0038]
A fixing roller gear 18 is attached to one end of the fixing roller 7, and the gear is rotated by a drive motor (not shown).
[0039]
The pressure roller 8 has a configuration in which a toner release layer is provided on the outer periphery of an iron core like a silicone rubber layer and a fixing roller.
[0040]
The magnetic flux adjusting means in the fixing roller longitudinal direction in the fixing device of this embodiment is mainly composed of the magnetic flux shielding member 3, the holder 2, the shielding gear 11, and the bush 14. Among these components, the holder 2 and the magnetic flux shielding member 3 are arranged inside the fixing roller 7. The magnetic flux adjusting means is not limited to the above components, and a predetermined member may be appropriately selected as needed. Further, in the first embodiment, a configuration is shown in which the support portions at both ends of the holder 2 holding the coil 5 and the core 6 are used as the rotation centers of the magnetic flux shielding members 3, but as will be understood from a fourth embodiment described later. However, the effects of the present invention do not change even with other configurations.
[0041]
Both ends of the holder 2 have a shaft shape for rotatably supporting the magnetic flux shielding member 3. The holder 2 has a function of holding the coil 5 and the core 6 and a function of rotatably supporting the magnetic flux shielding member 3.
[0042]
The support shaft 2a of the holder 2 is provided with a shielding gear 11 for rotating the magnetic flux shielding member 3, and the opposite support shaft 2b is provided with a bush 14 for improving the slidability of the magnetic flux shielding member 3. The thrust direction is regulated by the thrust retaining rings 12 and 16, respectively.
[0043]
The holder 2 is made of a non-magnetic, electrically insulating and highly heat-resistant substance. For example, as a material of the holder 2, a material obtained by adding glass to a PPS resin having both heat resistance and mechanical strength is used. Of course, it is non-magnetic. If the holder is made of a magnetic material, the holder generates heat due to electromagnetic induction, and the heat generation efficiency of the fixing roller is reduced.
[0044]
Suitable materials for the holder include PPS resin, PEEK resin, polyimide resin, polyamide resin, polyamideimide resin, ceramic, liquid crystal polymer, and fluorine resin.
[0045]
The materials of the bush 14 and the shielding gear 11 are the same as those of the holder. Among them, a material having a particularly good sliding property is preferably selected. For example, there are polyamide-imide-based resins, PFA-based resins, and PEEK-based resins.
[0046]
The magnetic flux shielding member 3 is made of a non-magnetic member having good electric conductivity. The use of a non-magnetic member has an effect of blocking magnetic flux. By using a good electric conductive member, there is an effect of suppressing heat generation due to electromagnetic induction of the magnetic flux shielding member itself. In this example, an aluminum alloy was used, but an alloy such as copper, magnesium, and silver may be used.
[0047]
The thickness of the magnetic flux shielding member may be about 0.3 to 1.0 mm. If it is too thin, the magnetic flux shielding member itself generates electromagnetic induction heat. In addition, the strength is insufficient. On the other hand, if the thickness is too large, the heat capacity of the magnetic flux shielding member increases and heat is taken away when the fixing roller is warmed, which leads to an increase in the weight time.
[0048]
As shown in FIGS. 1 and 3, the magnetic flux shielding member 3 has cylindrical shielding portions 3c and 3d at both ends near the bearing portions 21a and 21b for shielding magnetic flux lines passing through the fixing roller 7. In the figure, the shielding portions 3c and 3d are provided at opposing portions (near) of the bearings 21a and 21b. By forming the shielding portions 3c and 3d in a cylindrical shape, the flow of the magnetic flux generated by the magnetic flux generating means is shielded by the bearing portions 21a and 21b and the vicinity thereof.
[0049]
Further, the magnetic flux shielding member 3 is provided with notches 3g and 3h having shapes that change stepwise according to the paper size of the recording material (paper) as the material to be heated. In the drawing, for example, in the longitudinal direction of the magnetic flux shielding member 3, a paper size width B smaller than the paper size width A corresponds to the inside of the paper size width A (maximum paper passing size) where the non-paper passing portion does not raise the temperature. A cutout 3g is provided, and a cutout 3h corresponding to a paper size width C smaller than the paper size width B is provided inside the paper size width B. The cutouts 3g form shielding portions (non-sheet passing portions) 3i and 3j corresponding to the paper size width B at both inside ends of the paper size width A, and the cutout portions 3g form both end portions inside the paper size width B. The shielding portions (non-paper passing portions) 3k and 3l corresponding to the paper size width C are formed.
[0050]
Therefore, the magnetic flux shielding member 3 of this example has a shape in which the shielding portions 3i and 3j and 3k and 3l change stepwise according to the paper size.
[0051]
On the holder support shaft 2a side, the irregularly shaped hole 3a having a cutout provided at one end of the magnetic flux shielding member 3 and the cylindrical portion 11b of the shielding gear 11 are fitted. Since the projection 11a formed on the cylindrical portion 11b of the shielding gear and the U-shaped hole 3a 'of the magnetic flux shielding member 3 are fitted, when the shielding gear 11 rotates, the magnetic flux shielding member 3 is moved. It rotates in synchronization with. The shield gear 11 is provided with a rotational drive from a drive unit 20. The driving unit 20 may be any driving source such as a motor, and the present invention does not depend on the configuration of the driving unit. For example, the shielding gear may be rotated by an actuator such as a solenoid and a motion transmission mechanism such as a link mechanism that converts the operation of the actuator into a rotational motion and transmits the rotation to the shielding gear 11 as a driving unit.
[0052]
The holder support shaft 2b has a shape that also serves as a guide for the coil supply line 15 that supplies power to the coil 5. By making the holder support shaft 2b into a hollow pipe shape, the coil supply line 15 is drawn through the inside thereof. A holding hole 3b provided on the other end side of the magnetic flux shielding member 3 is rotatably fitted to the cylindrical portion 14a of the bush 14 on the holder support shaft 2b. A connector 15 a is provided at the end of the coil supply line 15, and is connected to the power control device 25. An alternating current is supplied to the coil 5 via the coil supply line 15 by controlling an excitation circuit (not shown) by the power control device 25.
[0053]
The holder 2 has the support shaft 2a side supported by the holder support side plate 13 and the support shaft 2b side supported by the holder support side plate 17. The shape of the fitting portion between the support shaft 2a and the holder support side plate 13 is a D-shaped (D-cut) shape. With the D-shape, the holder 2 is positioned in the circumferential direction of the fixing roller. Thus, the holder 2 is positioned such that the center 2c (see FIG. 3) of the support shafts 2a and 2b is coaxial with the center 7c of the rotation shaft of the fixing roller 7 (see FIG. 1).
[0054]
In the fixing device of the present embodiment, the magnetic flux shielding member 3 shields the magnetic flux lines passing from the fixing roller 7 to the core 6a by the cylindrical shielding portions 3c and 3d, thereby alleviating heat generation at the end of the fixing roller near the bearing. Then, the temperature rise of the bearings 21a and 21b is prevented.
[0055]
Further, the magnetic flux shielding member 3 is rotated by a predetermined angle in a predetermined direction by the driving means 20 by an angle corresponding to the paper size, and the shielding portions 3e, 3f and 3g. 3h is pivotally moved to the opposing portion of the core 6a. By shielding magnetic flux lines passing from the core 6a to the fixing roller 7 by the shielding portion, heat generation of the fixing roller is reduced at the shielding portion, and abnormal temperature rise is prevented.
[0056]
In the magnetic flux shielding member 3 shown in the present example, two-stage magnetic flux adjustment of a paper size width B and a paper size width C smaller than the paper size width A (maximum paper passing size) where the non-paper passing portion does not raise the temperature can be performed. . For example, for a metric paper size, the paper size width A is A4 width (297 mm), the paper size width B is B4 width (257 mm), and the paper size width C is A4R width (210 mm). In this case, the total length of the cutout portion is set to a cutout width (paper size width) that changes in a stepwise manner corresponding to each of the paper size widths A, B, and C. The paper size is determined by the specifications of the image forming apparatus in which the fixing device is mounted. Further, the shielding portion (or notch portion) of the magnetic flux shielding member 3 is not limited to two stages, and the shielding portion (or notch portion) which changes stepwise each time according to the size at which the temperature rise of the non-sheet passing portion occurs. Alternatively, the number of cutout portions may be increased or decreased. Even if one or three or more cutout portions are provided, an effect of preventing non-sheet passing temperature rise according to the paper size can be obtained.
[0057]
In the fixing device of this example, as described above, in the holder 2 holding the coil 5 and the core 6 and the magnetic flux shielding member 3, one end of the magnetic flux shielding member 3 is held by the holder supporting shaft 2a, and the magnetic flux shielding member 3 is held by the holder supporting shaft 2b. Since one end of the magnetic flux shielding member 3 is held, the holder 2 and the magnetic flux shielding member 3 are configured as one compact assembly (unit). Thereby, the assemblability of the holder 2 and the magnetic flux shielding member 3 can be improved in the assembly process of the apparatus, and the exchangeability (serviceability) of the fixing roller 7 can be improved during maintenance.
[0058]
In the fixing device shown in this example, as shown in FIGS. 1 and 2, a fixing roller 7 and a pressure roller 8 containing the assembly 1 are vertically pressed against each other and assembled into a device housing (not shown). A fixing nip portion (heating nip portion) N having a predetermined width is formed between the two.
[0059]
The fixing roller 7 is rotated clockwise as indicated by an arrow P by a fixing roller gear 18, and accordingly, the pressure roller 8 is also driven to rotate counterclockwise as indicated by an arrow Q.
[0060]
The coil 5 generates an alternating magnetic flux by an alternating current supplied from the power control device 25, and the alternating magnetic flux is guided to the core 6 and acts on the fixing nip N, thereby generating an eddy current on the fixing roller surface at the fixing nip N. Let it. The eddy current generates Joule heat due to the specific resistance of the roller surface. That is, by supplying an alternating current to the coil, the fixing roller 7 is brought into an electromagnetic induction heating state in the fixing nip portion N.
[0061]
The temperature of the fixing nip N is controlled to a predetermined fixing temperature by controlling the alternating current supplied from the power control device 25 to the coil 5 by a temperature control system including a temperature detection sensor (not shown).
[0062]
Thus, in a state where the fixing roller 7 is rotated by the rotation of the fixing roller gear 18, an alternating current is supplied from the power control device 25 to the coil 6, and the temperature of the fixing nip portion N rises to a predetermined temperature and is adjusted. Between the fixing roller 7 and the pressure roller 8 in the fixing nip portion N, a recording material (paper) carrying an unfixed toner image as a material to be heated is moved along a paper conveyance path (dashed line) H by an arrow C. When the recording material is introduced from the direction, the recording material and the unfixed toner image are heated by the heat generated by the fixing roller 7, and the toner image is heated and fixed. The recording material that has passed through the fixing nip N is separated from the outer surface of the fixing roller by a separation claw 30 at the exit side of the fixing nip, and is conveyed.
[0063]
Next, the operation and action of the magnetic flux shielding member in the fixing device of this embodiment will be described with reference to FIG. 4 which is an image diagram of a magnetic circuit.
[0064]
The magnetic line of force Ja (shown by a two-dot chain line) indicates a magnetic circuit of the generated magnetic line of force when power (alternating current) is input from the power control device to the magnetic flux generating means. The lines of magnetic force Ja pass through the first core 6a (vertical portion), the fixing roller 7, and the second core 6b (horizontal portion). Actually, the lines of magnetic force pass through the inside of the fixing roller having a high magnetic permeability, but are shown in FIG. 4 for easy understanding.
[0065]
Here, let us consider a heat generation location of the fixing roller 7 due to electromagnetic induction heating.
[0066]
The location of heat generation is particularly large in the fixing roller portion facing the coil 5. It is considered that this is because the magnetic flux density is increased in the fixing roller portion opposite to the coil 5 because the lines of magnetic force are generated so as to move between the first core 6a and the second core 6b. Taking this into consideration, the magnetic flux generating means 5 and 6 of the present embodiment are arranged so as to be inclined so that the heat generating portion comes in front of the fixing nip N portion. Further, the fixing roller 7 is heated by rotation without temperature unevenness.
[0067]
The magnetic flux adjusting means is provided based on the above-described principle of electromagnetic induction heating. In the magnetic flux adjusting means of this embodiment, the magnetic flux shielding member 3 changes the path of the magnetic flux flowing back and forth inside the fixing roller. Thus, the heat generated by electromagnetic induction in the longitudinal direction of the fixing roller is controlled.
[0068]
That is, by disposing the magnetic flux shielding member 3 between the core 6 and the fixing roller 7, heat generation of the fixing roller can be efficiently reduced. In particular, in the case of the T-shaped core 6, it is efficient to shield the first core (vertical portion) 6a. As shown in FIG. 4 (a), the magnetic flux lines Ja are such that the first core 6a has a higher density than the second core (horizontal portion) 6b, and is separated from the end of the first core to the end of the second core. Therefore, it is efficient to shield the magnetic flux lines Ja at the position of the magnetic circuit.
[0069]
As shown in FIG. 4A, when the paper size width A is such that the non-paper passing portion does not raise the temperature, the magnetic flux shielding member 3 stands by in a range where the magnetic circuit Ja is less affected. In the figure, the magnetic flux shielding member 3 stands by at a position where the magnetic circuit Ja does not exist. Since the magnetic flux shielding member 3 at this position does not affect the magnetic circuit Ja, it is possible to perform a fixing process by electromagnetic induction heating over the entire width of the paper size width A.
[0070]
At the paper size width B at which the temperature of the non-sheet passing portion rises, the magnetic flux shielding member 3 pivotally moves on the magnetic circuit Ja shown in FIG. 4A as shown in FIG. Inhibit. In the figure, the shielding portions 3i and 3j of the magnetic flux shielding member 3 oppose the first core 6a and obstruct the flow of the magnetic flux. The magnetic circuit Jb shown in the figure is a magnetic circuit when shielded by the width Ba (Bb) (see FIG. 3) of the shield 3i (3j). At the width Ba (Bb) of the shielding portion 3i (3j), which is a non-sheet passing portion when the paper size width is B, the magnetic flux passing inside the fixing roller is smaller than that in the case of FIG. I understand. As a result, heat generation due to electromagnetic induction is reduced in the range of the widths Ba and Bb of the shielding portions 3i and 3j, and the temperature rise of the non-sheet passing portion can be suppressed. At this time, the paper size width B (the cutout portion 3g) becomes a fixable area by electromagnetic induction heating.
[0071]
The same applies to the paper size width C where the non-paper passing portion temperature rises. The magnetic flux shielding member 3 further pivots on the magnetic circuit Ja. In the figure, the shielding portion 3k (31) of the magnetic flux shielding member 3 opposes the first core 6a and obstructs the flow of the magnetic flux. The magnetic circuits Jc and Jc ′ shown in the figure are magnetic circuits when shielded by the width Ca (Cb) (see FIG. 3) of the shield 3k (31). In the addition width (Ba + Ca) of the shielding portions 3i and 3k and the addition width (Bb + Cb) of the shielding portions 3j and 31 which are non-sheet passing portions when the paper size width is C, the magnetic flux passing through the inside of the fixing roller is as shown in FIG. ) And the magnetic circuits Jb, Jc and Jc ′ shown in FIG. It can be seen that the magnetic flux passing through the inside of the fixing roller in the range of the width (Ba + Ca) · (Bb + Cb) is smaller than that in the case of FIG. As a result, electromagnetic induction heat is reduced in the range of the widths (Ba + Ca) and (Bb + Cb), and the temperature rise in the non-sheet passing portion can be suppressed. At this time, the paper size width C (notch portion 3h) is a fixable area by electromagnetic induction heating.
[0072]
In the fixing process by electromagnetic induction heating according to each of the paper size widths A, B, and C, the cylindrical shielding portions 3c and 3d at both ends of the magnetic flux shielding member 3 generate the magnetic flux generated by the magnetic flux generating means 5 and 6. Is shielded as shown in FIG. That is, the magnetic flux lines passing from the fixing roller 7 to the core 6a are shielded. As a result, heat generation at the end of the fixing roller near the bearing is reduced, and the temperature rise of the bearings 21a and 21b is prevented.
[0073]
According to the fixing device of the present embodiment, the magnetic flux near the bearing is shielded by the cylindrical shielding portions 3c and 3d at both ends of the magnetic shielding member 3, so that the induced heat of the fixing roller 7 near the bearing can be suppressed. . As a result, thermal damage to the bearings 21a and 21b can be reduced, so that the life of the bearing can be extended, a configuration that eliminates the bearing heat insulating member, and a bearing that does not use high heat-resistant grease, that is, a low-cost bearing that uses low heat-resistant grease. Use of bearings has become possible.
[0074]
Further, by suppressing the induction heat generation of the fixing roller 7 near the bearing, the escape of heat from the supporting side plates 25a and 25b that support the bearings 21a and 21b can be reduced, and the generated heat can be used efficiently. it can. As a result, heat radiation from the end of the fixing roller can be reduced, and power saving can be achieved.
[0075]
In addition, since the holder 2 for holding the magnetic flux generating means and the magnetic flux shielding member 3 are compactly constructed by one assembly (unit), the power saving is improved while the space and cost are reduced. An induction heating type fixing device using an adjusting unit can be realized.
[0076]
[Second embodiment]
A fixing device according to a second embodiment will be described with reference to FIGS.
[0077]
The fixing device of the present embodiment is configured to adjust the magnetic flux by rotating the magnetic flux generating means with respect to the fixed magnetic flux adjusting means (magnetic flux shielding member). The magnetic flux generating means, the fixing roller, the pressure roller and the like are the same as those in the first embodiment, and those having the same functions are denoted by the same reference numerals. The materials of the holder and the magnetic flux shielding member are the same as in the first embodiment.
[0078]
The magnetic flux shielding member as the magnetic flux adjusting means is different from the magnetic flux shielding member of the first embodiment, and is composed of two members 3A and 3B (see FIG. 6). Each of the magnetic flux shielding members 3A and 3B has a cylindrical shape having a stepped notch as shown in FIG. This notch will be described later. Of the two magnetic flux shielding members 3A and 3B, one magnetic flux shielding member 3A is on the holder support plate 13 on the support shaft 2a side of the holder 2, and the other magnetic flux shielding member 3B is a holder support plate on the support shaft 2b side of the holder 2. 17 are respectively fixed by screws (not shown).
[0079]
In the fixing device of the present embodiment, the holder 2 holding the coil 5 and the core 6 as the magnetic flux generating means is rotated by the shielding gear 11 about the support shafts 2a and 2b as the center of rotation. The shielding gear 11 and the support shaft 2a are configured to be able to transmit driving by fitting in a D-shape (D cut). Thereby, the holder 2 rotates in the directions of the arrows a and b.
[0080]
As shown in FIG. 8, the magnetic flux shielding members 3A and 3B have cylindrical shielding portions 3c and 3d at both ends near the bearing portion for shielding magnetic flux lines passing through the fixing roller. In the figure, the shielding portions 3c and 3d are provided at the opposing portions (near) of the bearings 21a and 21b shown in FIG. By forming the shielding portions 3c and 3d in a cylindrical shape, the flow of the magnetic flux generated by the magnetic flux generating means is shielded in the bearing portion and its vicinity.
[0081]
Further, the magnetic flux shielding members 3A and 3B are provided with shielding portions (non-paper passing portions) 3p and 3s and 3r and 3s that change stepwise according to the paper size. These shields are provided in a shape corresponding to the notches 3g and 3h that are changed stepwise as described in the first embodiment.
[0082]
Therefore, the magnetic flux shielding members 3A and 3B have a shape in which the shielding portions 3p and 3q and 3r and 3s change stepwise according to the paper size. The holder 2 is driven by the driving means 20 by an angle corresponding to the paper size, and the shields 3p, 3q and 3r, 3s of the magnetic flux shielding member are opposed to the core 6a integral with the holder 2 at the shields 3p, 3q and 3r, 3s. Rotate and move. By shielding the magnetic flux lines passing from the core 6a to the fixing roller 7 by the shielding portion, heat generation of the fixing roller in the shielding portion (non-sheet passing portion) is reduced, and abnormal temperature rise is prevented.
[0083]
In the magnetic flux shielding members 3A and 3B, it is possible to adjust the magnetic flux in two stages, a paper size width B and a paper size width C, which are smaller than the paper size width A (maximum paper passing size) where the non-paper passing portion does not raise the temperature. For example, for a metric paper size, the paper size width A is A4 width (297 mm), the paper size width B is B4 width (257 mm), and the paper size width C is A4R width (210 mm). In this case, the total length of the cutout portion is set to a cutout width (paper size width) that changes in a stepwise manner corresponding to each of the paper size widths A, B, and C. The paper size is determined by the specifications of the image forming apparatus in which the fixing device is mounted. Further, the shielding portion (or notch portion) of the magnetic flux shielding member is not limited to two stages, and the shielding portion (or notch portion) that changes stepwise each time depending on the size at which the temperature rise of the non-sheet passing portion occurs. Notches) are provided by increasing or decreasing. However, when the size of the paper for shielding is one, the paper does not have a stepwise shape.
[0084]
When the paper size width A is such that the non-paper passing portion does not raise the temperature, the positional relationship between the magnetic flux shielding member 3A (or 3B) and the holder 2 holding the coil 5 and the core 6 is as shown in FIG. It becomes a positional relationship. That is, the holder 2 is located at a position where the influence on the magnetic circuit Ja is small. When the holder 2 is located at this position, the magnetic flux shielding member 3A (or 3B) does not affect the magnetic circuit Ja, so that the fixing process by electromagnetic induction heating is possible over the entire width of the paper size width A.
[0085]
At the paper size width B at which the temperature of the non-sheet passing portion increases, the holder 2 holding the coil 5 and the core 6 is rotated so that the magnetic flux shielding member comes on the magnetic circuit, and the magnetic flux shielding member is moved. Block the flow of magnetic flux. In the figure, the first core 6a faces the shield 3p (3q) of the magnetic flux shielding member 3A (or 3B), and the shield blocks the flow of the magnetic flux. The magnetic circuits Jb and Jb 'shown in the figure are the magnetic circuits when shielded by the width Ba (Bb) (see FIG. 8) of the shield 3q (3p). In the width Ba (Bb) of the shielding portion 3q (3p), which is a non-sheet passing portion when the paper size width is B, the magnetic flux passing through the inside of the fixing roller is smaller than that in the case of FIG. I understand. As a result, heat generation due to electromagnetic induction is reduced in the range of the widths Ba and Bb of the shielding portions 3p and 3q, and the temperature rise in the non-sheet passing portion can be suppressed. At this time, the paper size width B (the cutout portion 3g) becomes a fixable area by electromagnetic induction heating.
[0086]
The same applies to the paper size width C where the non-paper passing portion temperature rises. The holder 2 holding the coil 5 and the core 6 further rotates. In the figure, the first core 6a faces the shielding part 3r (3s) of the magnetic flux shielding member 3A (or 3B), and the shielding part obstructs the flow of the magnetic flux. The magnetic circuits Jc and Jc ′ shown in the figure are magnetic circuits when shielded by the width Ca (Cb) (see FIG. 8) of the shield 3s (3r). In the additional width (Ba + Ca) of the shielding portions 3q and 3s and the additional width (Bb + Cb) of the shielding portions 3p and 3r (see FIG. 7) which are non-paper passing portions when the paper size width is C, the magnetic flux passing through the inside of the fixing roller is , And the magnetic circuits Jb and Jb 'and Jc and Jc' in FIGS. 7B and 7C. It can be seen that the magnetic flux passing through the inside of the fixing roller in the range of the width paper size width (Ba + Ca) · (Bb + Cb) is smaller than that in the case of FIG. As a result, electromagnetic induction heat is reduced in the range of the widths (Ba + Ca) and (Bb + Cb), and the temperature rise in the non-sheet passing portion can be suppressed. At this time, the paper size width C (corresponding to the cutout portion 3h in the first embodiment) becomes a fixable area by electromagnetic induction heating.
[0087]
In the fixing process by the electromagnetic induction heating according to each of the paper size widths A, B, and C, the cylindrical shielding portions 3c and 3d at both ends of the magnetic flux shielding member 3A (or 3B) are provided with the magnetic flux generating means 5.6. As shown in FIG. 7 (d), the flow of the magnetic flux generated by this is shielded. That is, the magnetic flux lines passing from the fixing roller 7 to the core 6a are shielded. As a result, heat generation at the end of the fixing roller near the bearing is reduced, and the temperature rise of the bearings 21a and 21b is prevented.
[0088]
Therefore, as in the present embodiment, the fixing device of the type in which the holder 2 provided with the magnetic flux generating means 5 and 6 is rotated with respect to the fixed magnetic flux shielding members 3A and 3B is the same as in the first embodiment. Effects can be obtained.
[0089]
(Third embodiment)
A fixing device according to a third embodiment will be described with reference to FIG.
[0090]
The fixing device shown in this embodiment is an example in which the magnetic flux adjusting and heating assembly 1 of the first embodiment is applied to the fixing roller 7 having a radius r2 (r2 <r1) larger than the rotation radius r1 of the magnetic flux shielding member 3. is there. In the fixing device of this example, the center of the fixing roller and the center of rotation of the magnetic flux shielding member 3 are different. That is, the rotation center o1 of the magnetic flux shielding member 3 is eccentric with respect to the rotation center o2 of the fixing roller 7. The magnetic flux generating means 5 and 6, the pressure roller 8 and the like are the same as those in the first embodiment. The materials of the holder 2 and the magnetic flux shielding member 3 are the same as those in the first embodiment.
[0091]
In the fixing device of this embodiment, the same effect as the device of the first embodiment is obtained by rotating the magnetic flux shielding member 3 in the directions of arrows a and b with respect to the assembly 1 inside the fixing roller 7. I have.
[0092]
As described above, the magnetic flux adjusting and heating assembly 1 used for the fixing roller having a smaller diameter can also be used for the large-diameter fixing roller 7, so that parts can be shared and the number of molding dies can be reduced, and the cost can be reduced. Leads to.
[0093]
Further, it can be easily inferred from the third embodiment that a plurality of magnetic flux adjusting and heating assemblies can be provided on one fixing roller for a fixing roller having a large diameter.
[0094]
(Fourth embodiment)
A fixing device according to a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 10, 11, 12, 13, and 14. FIG.
[0095]
FIG. 10 is a schematic configuration sectional view showing the position of the magnetic flux shielding member in the fixing device of the present example when the paper size width is A in the longitudinal direction of the fixing roller, and FIG. 12 is a perspective view showing the coupling relationship between the magnetic flux shielding member 3A (3B) and the lead screw 4 in the apparatus, and FIG. FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing the position of the magnetic flux shielding member in FIG. 14, and FIG. 14 is an image diagram of a magnetic circuit for explaining the operation and operation of the magnetic flux shielding member in the same device.
[0096]
In the fixing device of this example, the magnetic flux generating means, the fixing roller, the pressure roller, and the like are the same as those of the first embodiment, and those having the same functions are denoted by the same reference numerals. The material of the magnetic flux shielding member is the same as in the first embodiment.
[0097]
The fixing device of this example has a configuration in which two D-shaped cylindrical magnetic flux shielding members 3A (3B) as shown in FIG. 12 move in a thrust direction in the longitudinal direction of the fixing roller. When the lead screw 4 rotates, the two magnetic flux shielding members 3A (3B) move in a thrust direction in the longitudinal direction of the fixing roller.
[0098]
As shown in FIG. 10, the lead screw 4 is composed of a right-handed thread (or left-handed thread) 4a and a left-handed thread (or right-handed thread) 4b, which are in the shape of a reverse thread. Both ends 4c and 4d of the lead screw 4 are supported by bearings 2a1 and 2b1 provided on the holder 2, respectively. One end 4e of the lead screw 4 has a D-shape, and is driven to rotate in a predetermined direction by a driving means 20 via a shielding gear 11 attached to the one end. Both ends of the holder 2 are positioned and fixed by the supporting side plates 13 and 14, respectively. In this example, both end portions 4c and 4d of the lead screw 4 are supported by the bearing portions 2a1 and 2b1 of the holder 2. However, as another supporting structure of the lead screw, a durable bearing member is separately provided on the holder and the bearing is provided. The members may support both ends of the lead screw.
[0099]
A magnetic flux shielding member 3A is attached to the right thread (or left thread) 4a of the lead screw 4, and a magnetic flux shielding member 3B is attached to the left thread (or right thread) 4b. Each of the two magnetic flux shielding members 3A and 3B has a D-shaped cylindrical shape for shielding magnetic flux lines passing through the fixing roller in and around the bearing portion. As shown in FIG. 12, the coupling mode of the lead screw 4 and the two magnetic flux shielding members 3A and 3B is such that, in each of the magnetic flux shielding members 3A (3B), a screw support portion 3f1 provided at two places on a plane portion of the member. Are supported by the corresponding screw portions, and the boss portion 3f provided on the same plane portion between the two screw support portions is engaged with the corresponding screw portion.
[0100]
As shown in FIG. 10, each of the magnetic flux shielding members 3A and 3B normally stands by at a position corresponding to the paper size width A (maximum paper passing size) where the temperature rise does not occur in the non-paper passing portion. In this standby position, a part of the magnetic flux shielding member is located at a portion (near) facing the bearings 21a and 21b.
[0101]
In the case of a paper size width B (a paper passing size smaller than the maximum paper passing size) at which the temperature rise in the non-paper passing portion, each of the magnetic flux shielding members 3A and 3B is driven by the lead screw 4 rotated by the driving means 20. The fixing roller is moved in the longitudinal direction of the fixing roller from the standby position to a position corresponding to the paper size width B shown in FIG. In this case, the rotation of the lead screw 4 causes one of the magnetic flux shielding members 3A to thrust from the standby position toward the center of the fixing roller 7, and the other magnetic flux shielding member 3B also moves from the standby position toward the center of the fixing roller 7. Thrust moves. That is, the two magnetic flux shielding members 3A and 3B are moved toward and away from each other by the rotation of the lead screw 4. Each of the magnetic flux shielding members 3A and 3B is located at a position corresponding to the paper size width B, and a part thereof is located at an opposing portion (near) of the bearings 21a and 21b.
[0102]
Next, the operation of the magnetic flux shielding members 3A and 3B for suppressing the temperature rise in the non-sheet passing portion corresponding to the paper size will be described.
[0103]
The magnetic flux shielding members 3A and 3B move in the thrust direction in accordance with the paper size, and perform the magnetic flux shielding of the non-paper passing portion, so that they can cope with all paper sizes. However, if the non-sheet passing portion temperature rise does not matter, it does not move. The lead screw 4 is rotated by the driving means 20 in accordance with the corresponding paper size, and thrust moves to a predetermined position corresponding to the corresponding paper size, thereby shielding the magnetic flux passing from the core 6a to the fixing roller 7 to thereby reduce the magnetic flux. The heat generation of the fixing roller in the line shielding portion (non-sheet passing portion) is reduced, and abnormal temperature rise is prevented.
[0104]
As described above, the magnetic flux shielding members 3A and 3B are normally waiting at a position corresponding to the paper size width A (maximum paper passing size) where the temperature rise does not occur in the non-paper passing portion as shown in FIG. In the case of the small-size paper width B in which the temperature rise in the non-paper passing portion, the thrust moves to the position shown in FIG. For example, in the case of a metric paper size, the paper size width A is moved to a corresponding position of A4 width (297 mm), and the paper size width B is moved to a corresponding position of A4R width (210 mm). The paper size is determined by the specifications of the image forming apparatus equipped with the fixing device.
[0105]
FIG. 14A shows a magnetic circuit Ja in a fixable area having a paper size width A (or B). FIG. 14B shows the magnetic circuit Jb near the non-sheet passing portion and the bearing outside the paper size width A (or B).
[0106]
When the magnetic flux shielding members 3A and 3B are located at positions corresponding to the paper size width A (see FIG. 10) where the temperature does not increase in the non-paper passing portion, fixing is possible over the entire width of the paper size width A. In this case, the magnetic flux shielding members 3A and 3B are located near the non-sheet passing portion outside the paper size width A and near the bearing to shield the flow of the magnetic flux. That is, as shown in FIG. 14B, the magnetic flux lines passing from the fixing roller 7 to the core 6a are shielded, thereby alleviating the heat generation of the fixing roller near the bearing and increasing the temperature of the bearings 21a and 21b. To prevent
[0107]
At the paper size width B (see FIG. 13) where the temperature rises at the non-paper passing portion, the magnetic flux shielding members 3A and 3B move in the thrust direction, and the flow of magnetic flux near the non-paper passing portion outside the paper size width B and the bearing. Inhibits. As a result, as shown in FIG. 14B, the magnetic flux lines passing from the fixing roller 7 to the core 6a are shielded, and electromagnetic induction is generated in a range outside the paper size width B (non-paper passing portion) and near the bearings. Heat generation of the fixing roller is reduced, and the temperature rise of the non-sheet passing portion is suppressed, and the temperature rise of the bearings 21a and 21b is prevented.
[0108]
According to the fixing device of the present embodiment, since the lead screw 4 for moving the magnetic flux shielding members 3A and 3B in the longitudinal direction of the fixing roller is supported by the holder 2, the magnetic flux shielding members 3A and 3B that move in the thrust direction with the holder 2. And the friction between the magnetic flux shielding member and the holder can be reduced, and the uniformity of the magnetic circuit in the magnetic flux shielding portion in the longitudinal direction of the fixing roller is improved, resulting in temperature unevenness in the longitudinal direction of the fixing roller. This can eliminate image unevenness that may occur.
[0109]
In addition, the magnetic flux near the bearing is shielded by the magnetic shielding members 3A and 3B that move in the thrust direction. Thereby, induced heat generation of the fixing roller 7 near the bearing can be suppressed by the magnetic shielding members 3A and 3B, heat damage to the bearings 21a and 21b can be reduced, the life of the bearing is prolonged, and the bearing heat insulating member is eliminated. The use of low-cost bearings can be realized.
[0110]
Further, by suppressing the induction heat generation of the fixing roller 7 near the bearing, the escape of heat from the supporting side plates 25a and 25b that support the bearings 21a and 21b can be reduced, and the generated heat can be used efficiently. it can. As a result, heat radiation from the end of the fixing roller can be reduced, and power saving can be achieved.
[0111]
[Fifth embodiment]
The fixing device of the present embodiment has a configuration in which the stepwise changing shield portions 3i to 31 serving as the non-sheet passing portion temperature rising countermeasure portion of the magnetic flux shielding member 3 (see FIG. 3) of the first embodiment are eliminated. That is, as shown in FIG. 15, only the cylindrical portions 3c and 3d of the magnetic flux shielding member 3 are provided on the holder 2 holding the magnetic flux generating means 5 and 6.
[0112]
(Sixth embodiment)
The fixing device of the present embodiment has the stepwise changing shielding portions 3p to 3r, which are the non-sheet passing portion temperature rising prevention portions of the fixed magnetic flux shielding members 3A and 3B (see FIG. 8) of the second embodiment. It is a lost configuration. That is, as shown in FIG. 16, only the cylindrical portions 3c and 3d are provided on the magnetic flux shielding members 3A and 3B fixed to the holder supporting side plates 13 and 14.
[0113]
In the fifth and sixth embodiments, the same effects as in the first and second embodiments can be obtained.
[0114]
[Example of image forming apparatus]
The fixing device of each embodiment is mounted on, for example, an electrophotographic image forming apparatus. FIG. 5 is an explanatory diagram of a schematic configuration showing an example of an image forming apparatus including the fixing device 10 of the first embodiment.
[0115]
In the image forming apparatus 100, an image of a document is read by the image reading unit 108, and the surface of the photosensitive drum 101 is exposed from the image writing unit 109 according to a command from a controller (not shown) based on the read image data. Thus, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 101. Before the exposure, the surface of the photosensitive drum 101 is uniformly charged to a predetermined potential by the charger 102, and the laser beam from the image writing unit 109 is placed on the uniformly charged photosensitive drum 101. Irradiation forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum 101. The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 101 is developed by the toner of the developing device 103, and then the developed toner image is conveyed to a portion facing the transfer device 104 by rotation of the photosensitive drum 101.
[0116]
In response to the transport of the developed toner image, the sheet S is fed one by one from the sheet cassette by the pickup roller 132, and the photosensitive drum 101 and the transfer device 104 are opposed at a timing by the registration roller pair 135. Transported to the department. Then, when the sheet S passes through the opposing portion between the photosensitive drum 101 and the transfer device 104, the developed toner image on the photosensitive drum 101 is transferred onto the sheet S by the transfer device 104.
[0117]
The sheet S to which the toner image has been transferred is conveyed to the position of the fixing roller 7 by a predetermined conveying device, pressed against the fixing roller 7 by the pressing roller 8, and electromagnetically generated by magnetic flux generating means provided in the fixing roller. By induction heating, the toner on the paper S is fused and fixed to the paper S. Thereafter, the sheet S on which the toner image has been fixed is stored in the tray 115 outside the apparatus main body by the discharge roller 111, and a series of image forming processes is completed.
[0118]
In the first, second, third and fourth embodiments described above, examples of the fixing device that particularly require a measure for raising the temperature of the non-sheet passing portion have been described. Further, in the first, second, third, and fourth embodiments, the magnetic flux shielding members 3, 3A, and 3B for non-sheet-passing portion temperature rising measures share the function of reducing thermal damage to the bearings. As a result, space can be saved and parts can be shared.
[0119]
In the fifth and sixth embodiments, the configuration of the present invention is applied to a fixing device in which the length of the fixing roller 7 is short in the longitudinal direction or a fixing device in which the temperature rise in the non-sheet passing portion is not a problem due to limitation of the paper size. Was.
[0120]
Although the six embodiments are described above, the configuration of the present invention may be used as appropriate depending on the specifications of the image forming apparatus, the arrangement of the fixing device, and the like.
[0121]
According to the specifications of the image forming apparatus, the configuration of the present invention may be used by appropriately selecting the presence or absence of a heat insulating member for bearing and grease inside the bearing. In this case, the configuration without the bearing heat insulating member and the low heat-resistant grease are not limited.
[0122]
[Others]
The heating device of the present invention is not limited to the image heating and fixing device of the embodiment, an image heating device that heats a recording material carrying an image to improve the surface properties such as gloss, an image heating device that is assumed to be worn, and the like, It can be widely used as a means / apparatus for heat-treating a material to be heated, such as a device for heating and drying a material to be heated, a heating laminating device, and the like.
[0123]
Although various examples and embodiments of the present invention have been shown and described, those skilled in the art will appreciate that the spirit and scope of the present invention is not limited to the specific description and figures herein. It will be appreciated that various modifications and changes are set forth which are all set forth in the following claims.
[0124]
Examples of embodiments of the present invention are listed below.
[0125]
[Embodiment 1] A magnetic flux generating means having an excitation coil and a magnetic core, and an induction heating element which generates electromagnetic induction by the action of the magnetic flux generated by the magnetic flux generating means, and introduces and conveys a material to be heated into a heating section for induction. In a heating device that heats a material to be heated by the heat of a heating element, the positional relationship between a magnetic flux shielding member that shields a magnetic flux acting on the induction heating element from a magnetic flux generation unit and a support member that rotatably supports the induction heating element is A heating device, wherein the member is located at a position where the magnetic flux acting on the induction heating element in the vicinity of the support portion supporting the induction heating element is shielded by the magnetic flux shielding member.
[0126]
[Embodiment 2] A magnetic flux generating means having an excitation coil and a magnetic core, and an induction heating element for generating electromagnetic induction by the action of the magnetic flux generated by the magnetic flux generating means, wherein the action of the magnetic flux generating means on the induction heating element in the heating section is performed. A drive for moving the magnetic flux shielding member to a position for adjusting the magnetic flux acting on the induction heating element from the magnetic flux generating means, the magnetic flux adjusting means for changing the density distribution of the magnetic flux in the heating unit longitudinal direction intersecting the conveying direction of the material to be heated; The magnetic flux shielding member is moved by the driving means from the magnetic flux generating means to a position for adjusting the acting magnetic flux on the induction heating element in accordance with the size of the material to be heated, and is covered by the heating section according to the size of the material to be heated. In a heating device for introducing and conveying a heating material and heating a material to be heated by heat of an induction heating element, the magnetic flux generating means shields a magnetic flux acting on the induction heating element. The positional relationship between the movable magnetic flux shielding member and the support member rotatably supporting the induction heating element is such that the support member can move the magnetic flux acting on the support section supporting the induction heating element and the induction heating element in the vicinity thereof. A heating device characterized in that it is always at a position where it is shielded by a simple magnetic flux shielding member.
[0127]
[Embodiment 3] The heating device according to Embodiment 1 or 2, wherein the magnetic flux shielding member has a substantially arc shape when the induction heating element has a cylindrical shape.
[0128]
[Embodiment 4] The heating device according to any one of Embodiments 1 to 3, wherein the magnetic flux shielding member has a shape in which a shielding portion corresponding to the size of the material to be heated changes stepwise.
[0129]
[Fifth Embodiment] The magnetic flux shielding member according to the first embodiment rotates and moves by an angle corresponding to a shielding position corresponding to the size of the material to be heated which needs to be shielded by the driving means of the magnetic flux shielding member, and the shielding is required. The non-sheet-passing portion of the size of the material to be heated is shielded between the magnetic core and the induction heating element by the stepped shape of the magnetic flux shielding member, and is always near the supporting member of the induction heating element. 5. The heating device according to the first, third or fourth embodiment, wherein the magnetic flux core shields between the magnetic core and the induction heating element.
[0130]
[Sixth Embodiment] The magnetic flux shielding member according to the second embodiment has a heating element that intersects the transport direction of the heated material corresponding to a shielding position corresponding to the size of the heated material that needs to be shielded by the driving means of the magnetic flux shielding member. The magnetic flux shielding member moves in the thrust direction through the non-sheet passing portion of the size of the material to be heated that needs to be shielded by moving the thrust in the lengthwise direction to shield the gap between the magnetic core and the induction heating element. The heating device according to the second, third, or fourth embodiment, wherein a magnetic flux shielding member always shields between the magnetic core and the induction heating element in the vicinity of the supporting member.
[0131]
[Embodiment 7] A lead screw is used as a driving means for moving the magnetic flux shielding member according to the embodiment 6 in a long direction (thrust direction) of a heating section which intersects a conveying direction of a material to be heated. The heating device according to the second, third, fourth, or sixth embodiment, wherein the heating device comprises a part of a holder that holds an excitation coil and an excitation core.
[0132]
[Embodiment 8] In a heating apparatus in which a material to be heated is transported with reference to the center in the longitudinal direction of the induction heating element, the magnetic flux shielding members according to Embodiment 7 are provided on both sides in the longitudinal direction of the induction heating element, respectively. The lead screw, which is a driving means that moves in the elongate direction of the heating section intersecting with the conveying direction of the material to be heated, is provided corresponding to each magnetic flux shielding member, and the rotation of the lead screw causes the magnetic flux shielding members to be opposite to each other. The heating device according to the second, third, fourth, sixth or seventh embodiment, wherein the lead screw portions corresponding to the respective magnetic flux shielding members have a reverse screw shape so as to move in the thrust direction. .
[0133]
[Embodiment 9] The heating apparatus according to any one of Embodiments 1 to 8, wherein the magnetic flux generating means and the magnetic flux shielding member of the heating apparatus according to Embodiments 1 to 8 are configured as one assembly.
[0134]
[Embodiment 10] A heating device according to any one of Embodiments 1 to 9, wherein at least the assembly according to Embodiment 9 is provided for one induction heating element.
[0135]
[Embodiment 11] The heating device according to any one of Embodiments 1 to 10, wherein the magnetic flux shielding member is made of a non-magnetic and highly electric conductive material.
[0136]
[Embodiment 12] The heating apparatus according to any of Embodiments 1 to 11, wherein the non-magnetic and high-electrically-conductive substance according to Embodiment 11 is an alloy of aluminum, copper, magnesium, silver, or the like.
[0137]
[Thirteenth Embodiment] The heating apparatus according to any one of the first to twelfth embodiments, wherein the material to be heated is a recording material carrying an image.
[0138]
[Embodiment 14] In an image forming apparatus having an image forming unit for forming an image on a recording material and an image heating unit for heating the image on the recording material, the image heating unit may be any one of Embodiments 1 to 13. An image forming apparatus, which is the heating apparatus according to any one of the first to third aspects.
[0139]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the magnetic flux in the vicinity of the support member is shielded by the magnetic shielding member, so that the electromagnetic induction heating of the induction heating element in the vicinity of the support member can be suppressed. As a result, thermal damage to the support member can be reduced, the service life of the support member can be prolonged, the structure without the heat insulating member can be used, and a low-cost support member can be used.
[0140]
In addition, by suppressing the electromagnetic induction heat generated at the end of the induction heating element near the support member, the escape of heat from the support side plates that support the support members can be reduced, and the generated heat can be used efficiently. . Thereby, heat dissipation from the end of the induction heating element can be reduced, and power saving can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a fixing device (heating device) of a first embodiment in a fixing roller longitudinal direction (fixing roller axial direction).
FIG. 2 is a schematic sectional view of the fixing device of the first embodiment in a fixing roller radial direction.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a configuration of a magnetic flux adjusting and heating assembly in the fixing device of the first embodiment.
FIG. 4 is an image diagram of a magnetic circuit when a magnetic flux is shielded by a magnetic flux shielding member in the fixing device of the first embodiment.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus equipped with the fixing device of the first embodiment.
FIG. 6 is a schematic sectional view of a fixing device according to a second embodiment in a longitudinal direction of a fixing roller.
FIG. 7 is an image diagram of a magnetic circuit when a magnetic flux is shielded by a magnetic flux shielding member in the fixing device of the second embodiment.
FIG. 8 is a perspective view of a magnetic flux shielding member in the fixing device according to the second embodiment.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a fixing device according to a third embodiment in a fixing roller radial direction.
FIG. 10 is a schematic sectional view illustrating a position of a magnetic flux shielding member when a paper size width is A in a fixing roller longitudinal direction of a fixing device according to a fourth embodiment.
FIG. 11 is a schematic sectional view of a fixing device of a fourth embodiment in a fixing roller radial direction.
FIG. 12 is a perspective view illustrating a coupling relationship between a magnetic flux shielding member and a lead screw in a fixing device according to a fourth embodiment.
FIG. 13 is a schematic sectional view showing the position of a magnetic flux shielding member when the paper size width B in the fixing device longitudinal direction of the fixing device of the fourth embodiment (when a non-sheet passing portion is heated).
FIG. 14 is an image diagram of a magnetic circuit illustrating an operation and an action of a magnetic flux shielding member in a fixing device according to a fourth embodiment.
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of a fixing device according to a fifth embodiment in a fixing roller longitudinal direction.
FIG. 16 is a schematic sectional view of a fixing device according to a sixth embodiment in a longitudinal direction of a fixing roller.
[Explanation of symbols]
1: magnetic flux adjusting and heating assembly, 2: holder, 3: magnetic flux shielding member,
4: lead screw, 4a, 4b: screw portion, 5: excitation coil, 6: magnetic core,
6a: first magnetic core, 6b: second magnetic core, 7: fixing roller,
8: pressure roller, 11: shielding gear, 15: coil power supply line,
21a, 21b: bearing, 25a, 15b: support side plate,
N: fixing nip portion, Ja, Jb, Jc, Jc ': magnetic field lines (magnetic circuit) of magnetic flux generating portion
