JP4971621B2

JP4971621B2 - 画像加熱装置

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Publication number: JP4971621B2
Application number: JP2005303178A
Authority: JP
Inventors: 浩二竹松; 岡樹渡辺; 伸一郎若原; 二郎白潟
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2025-10-18
Also published as: JP2006146185A

Description

本発明は記録材上の画像を電磁誘導加熱方式により加熱する画像加熱装置に関する。例えば、記録材上の光沢付与装置や、記録材上の画像を定着する定着装置に関する。

従来、記録材上の画像を加熱する画像加熱定着装置として、電磁誘導加熱方式がある。

これは加熱体として電磁誘導発熱体を用い、該電磁誘導発熱体に磁場発生手段で磁場を作用させて該電磁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。

例えば強磁性体の定着ローラをコイルからの発生磁束の作用により電磁誘導加熱する装置が開示されている。磁束が作用する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。（例えば、特許文献１参照）
また、定着ローラ（フィルム）の長手方向に関する作用磁束の密度分布を変化せしめる磁束遮蔽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。この電磁誘導加熱方式の定着装置により、最大サイズより小サイズの記録材を連続加熱処理した場合の、最大サイズと小サイズの搬送領域との差領域の異常昇温、所謂、非通紙部昇温を解決する一つの方法が示された。（例えば、特許文献２参照）
特公平５−９０２７号公報特開２００４−２６５６７０号公報

しかしながら、特許文献２においては、以下のような問題が考えられる。即ち、磁束抑制部材の回動時、磁束抑制部材の移動を制御する制御部や駆動部が故障した場合、磁束抑制部材の位置が不明になる。また位置センサによる回動規制に関しても同様に、位置センサが故障すると磁束抑制部材の位置が不明になる。このような場合、コイルから発生した磁束が集中する発熱領域に対向する磁束調整領域（コイルが巻き回されたＴ字コアのセンターに配置されたセンタコア端面に対向する領域）を磁気遮蔽部材の連結部で覆ってしまう可能性がある。センタコア端面が磁気遮蔽部材で覆われたままでいると、磁気遮蔽部材、もしくはコイルが異常昇温してしまうという問題が生じる。また、磁束調整領域が磁束抑制部材によって長手方向全域を覆うと、コイルからのみかけのインピーダンスＬ値が急激に減少し、大電流が流れて、電源が破壊されてしまうという問題が生じる。

そこで本発明の目的は、磁束抑制手段の連結部が所定の磁束抑制位置へ移動することによる不具合を防止することにある。

上記目的を達成するための本発明の画像加熱装置は、磁束を生ずる磁束発生手段と、前記磁束発生手段からの磁束により発熱する発熱体と、前記磁束発生手段から前記発熱体に向かう磁束を抑制する磁束抑制部材と、前記磁束発生手段から前記発熱体に向かう磁束を抑制するための磁束抑制位置と前記磁束抑制位置から退避した退避位置とに前記磁束抑制部材を移動するための移動手段と、有し、前記発熱体の熱により記録材上の画像を加熱する画像加熱装置において、前記磁束抑制部材の移動に伴い前記磁束抑制部材の移動と一体で移動する移動部と、前記磁束抑制部材を前記退避位置と前記磁束抑制位置とを含む所定の位置に停止させるために前記移動手段の動作を制御する制御部と、前記磁束抑制部材が前記退避位置から前記磁束抑制位置への方向に移動する際に、前記制御部により前記磁束抑制部材が前記磁束抑制位置で停止せずに、前記磁束抑制部材が前記磁束抑制位置を超えて移動した場合に、前記移動部と接触することで前記方向の移動を規制する規制部と、を有することを特徴とする。

また、本発明の画像加熱装置は、磁束を生ずる磁束発生手段と、前記磁束発生手段からの磁束により発熱する発熱体と、前記磁束発生手段から前記発熱体に向かう磁束を抑制する磁束抑制部材と、前記磁束発生手段から前記発熱体に向かう磁束を抑制するための磁束抑制位置と前記磁束抑制位置から退避した退避位置とに前記磁束抑制部材を移動するための移動手段と、有し、前記発熱体の熱により記録材上の画像を加熱する画像加熱装置において、前記磁束抑制部材の移動に伴い前記磁束抑制部材の移動と一体で移動する移動部と、前記磁束抑制部材を前記退避位置と前記磁束抑制位置とを含む所定の位置に停止させるために前記移動手段の動作を制御する制御部と、前記磁束抑制部材が前記磁束抑制位置から前記退避位置への方向に移動する際に、前記制御部により前記磁束抑制部材が前記退避位置で停止せずに、前記磁束抑制部材が前記退避位置を超えて移動した場合に、前記移動部と接触することで前記方向の移動を規制する規制部と、を有することを特徴とする。

磁束抑制手段の連結部が所定の磁束抑制位置へ移動することによる不具合を防止することができる。

（実施例）
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る電磁誘導加熱方式の加熱装置を画像加熱定着装置（以下、定着装置と記す）として搭載した画像形成装置の一例の概略模型図である。本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレーザープリンタである。
１０１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）である。矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。

１０２は帯電手段としての接触帯電ローラである。回転する感光ドラム１０１の外周面を所定の極性・電位に一様に帯電処理する。

１０３は露光手段としてのレーザースキャナである。画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調したレーザー光を出力して、回転する感光ドラム１０１の一様帯電処理面を走査露光Ｌする。これにより感光ドラム面に走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。

１０４は現像装置である。感光ドラム面の静電潜像をトナー画像として反転現像または正規現像する。

１０５は転写手段としての転写ローラである。感光ドラム１０１に対して所定の押圧力で接触して転写ニップ部Ｔを形成している。この転写ニップ部Ｔに不図示の給紙機構部から被加熱材としての記録材Ｐが所定の制御タイミングにて給送されて転写ニップ部Ｔを挟持搬送されていく。また転写ローラ１０５には所定の制御タイミングで所定の転写バイアスが印加される。これにより、転写ニップ部Ｔを挟持搬送される記録材Ｐの面に感光ドラム１０１面側のトナー画像が順次に静電転写される。

転写ニップ部Ｔを出た記録材Ｐは感光ドラム１０１面から分離されて定着装置１００に導入される。定着装置１００は導入された記録材Ｐ上の未定着トナー画像を永久固着画像として加熱・加圧定着する。そして記録材Ｐは排出搬送する。

１０６は感光ドラムクリーニング器であり、記録材分離後の感光ドラム上の転写残トナーを除去する。転写残トナーが除去されて清浄面化された感光ドラム面は繰り返して作像に供される。

ａは記録材Ｐの搬送方向である。本実施例の画像形成装置において、記録材Ｐの給紙・搬送は記録材中心の中央通紙基準でなされる。

（２）定着装置１００
図２は画像加熱装置としての定着装置の要部の正面模型図、図３は拡大横断面模型図である。図４は定着ローラアセンブリ部分の縦断面模型図である。

＜定着ローラ＞
１は誘導発熱体としての定着ローラである。鉄・ニッケル・ＳＵＳ４３０などの誘導発熱体（導電性磁性材）から形成された、肉厚が例えば０．１ｍｍ〜１．５ｍｍ程度の円筒状のローラである。一般に、その外周表面に、フッ素樹脂等の離型層、あるいは弾性層と離型層等を形成して用いられる。鉄など強磁性の金属（透磁率の高い金属）を使うことで、磁束発生手段から発生する磁束を金属内部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ことにより効率的に金属表面に渦電流を発生させられる。

この定着ローラ１はその前側端部と後側端部を定着前側板２１と定着後側板２２の外側にそれぞれ前側支持部材（芯決め板）２６の第１支持部材２６ａと後側支持部材（芯決め板）２７の第１支持部材２７ａを取り付けてある。定着ローラ１と前側支持部材（芯決め板）２６の第１支持部材２６ａもしくは後側支持部材（芯決め板）２７の第１支持部材２７ａとの間にそれぞれ断熱ブッシュ２３ａ・２３ｂ及びベアリング２４ａ・２４ｂを介して回転自由に軸受支持させてある。

断熱ブッシュ２３ａ・２３ｂは定着ローラ１からベアリング２４ａ・２４ｂへの伝熱を低減させるために用いている。Ｇ１は定着ローラ１の前側端部に外嵌して固着した定着ローラ駆動ギアである。このギアＧ１に第１モータＭ１の回転力が動力伝達系（不図示）を介して伝達されることで定着ローラ１が図３において矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される。図７は、断熱ブッシュ２３ａ・２３ｂと定着ローラギアＧ１が取り付けられた状態の定着ローラ１の外観斜視図である。

２は加圧部材としての加圧ローラである。芯金２ａと、該芯金２ａの回りに同心一体にローラ状に形成具備させた弾性層２ｂ等からなる弾性ローラである。弾性層２ｂは例えばａ表面離型性耐熱ゴム層であるシリコーンゴム層である。この加圧ローラ２は上記定着ローラ１の下側に並行に配列されて、芯金２ａの前側端部と後側端部を定着前側板２１と定着後側板２２との間にそれぞれベアリング２５ａ・２５ｂを介して回転自由に軸受支持させてある。ベアリング２５ａ・２５ｂは定着前側板２１と定着後側板２２とにそれぞれ定着ローラ１の方向にスライド移動可能に配設してある。このベアリング２５ａ・２５ｂを付勢手段（不図示）により定着ローラ方向に押上付勢している。こうすることで、加圧ローラ２を定着ローラ１の下面に対して弾性層２ｂの弾性に抗して所定の押圧力Ｆにて圧接させて定着ローラ１と加圧ローラ２との間に加熱ニップ部としての所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させている。加圧ローラ２は定着ローラ１が回転駆動されることで定着ニップ部Ｎで摩擦回転力を受けて従動回転する。

＜コイルアセンブリ＞
３は磁束発生手段としての励磁コイルアセンブリである。この励磁コイルアセンブリ３は上記の円筒状の定着ローラ１の内空部に挿入して配設してある。励磁コイルアセンブリ３は、励磁コイル（以下、コイルと略記する）４、横断面Ｔ字型に配設された磁性体コア（以下、コアと略記する）５ａ・５ｂ、上記のコイル４とコア５ａ・５ｂを内蔵させて保持させたホルダー６を有する。更に、励磁コイルアセンブリ３はホルダー６の外側にホルダー６と同軸に回転自由に配設した磁束抑制手段（磁束調整手段）としての磁束抑制部材７を有する組み立て体である。図８はこの励磁コイルアセンブリ３と磁束抑制部材移動手段Ｍ２・２８・Ｇ４・Ｇ５の外観斜視図である。図９はホルダー６と磁束抑制部材７の分解斜視図である。図１０はホルダー６の内部の分解斜視図である。

ここで、以下において、定着装置の構成部材・部分について、長手方向とは、記録材搬送路面において記録材搬送方向ａに直交（交差）する方向とする。

ホルダー６はその長手方向全域で断面形状を略円筒形状にしてある。材質は、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。ホルダー６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材質が適している。

このホルダー６は、図１０のように、長手軸線に略沿って縦２つ割りとした第１半体６ａと第２半体６ｂの形態で成形してある。第１半体６ａと第２半体６ｂを重ね合わせて接着剤で一体に接合する、あるいは嵌め合い構造部で一体に接合する等により断面形状を長手方向全域で略円筒形状の部材にしている。第１半体６ａの内部にコイル４、コア５ａ・５ｂが組み込まれる。この第１半体６ａに対して蓋するように第２半体６ｂを重ね合わせて一体に接合することで、コイル４とコア５ａ・５ｂを内蔵させて保持させたホルダー６が組み立てられる。４ａ・４ｂはコイル４の引出し線（リード線）である。この引出し線４ａ・４ｂはホルダー６の前側端面に設けた穴部６ｃからホルダー６の外側に出される。

コイル４は、図１０のように、定着ローラ１の長手方向に長い略楕円形状（横長舟形）をしており、定着ローラ１の内面に沿うようにホルダー６の第１半体６ａの内部に配置されている。コイル４は加熱に十分な交番磁束を発生するものにする。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４の芯線としては、φ０．１〜０．３の細線を略８０〜１６０本程度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。また、第１コア５ａを周回するように６〜１２回巻回してコイル１を構成したものが使われる。

コア５ａはコイル４の巻き中心部にある第１コア（垂直部）である。コア５ｂはその上部の第２コア（水平部）である。この２つのコア５ａ・５ｂにより横断面Ｔ字型コアを構成させている。コア５ａ・５ｂはフェライト等の高透磁率残留磁束密度の低いものを用いると良いが、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。また、コア５ａ・５ｂの形状・材質を規定するものではなく、第１コア５ａ及び第２コア５ｂを一体成形でＴ字型にしてもよい。

励磁コイルアセンブリ３のホルダー６は、図２・図４のように支持する構成をとっている。即ち、円筒状のホルダー６の端部を定着ローラ１の前側端部開口から外方に、突出させて、定着前側板２１の外側に取り付けた第２支持部材２６ｂに設けた嵌合丸穴２６ｃに嵌合させて支持させてある。また、後側端部を定着ローラ１の後側端部開口から外方に突出させて、後側端部に設けたＤ字形状部６ｄを、定着後側板２２の外側に取り付けた後側支持部材２７の第２支持部材２７ｂに設けた嵌合Ｄ穴２７ｃにＤ嵌合させることで回転不能に固定支持させる。これによりホルダー６を定着ローラ１内にホルダー６と定着ローラ１とを略同軸にして、ホルダー外面と定着ローラ内面との間に所定のギャップを保持させた状態で、かつ円周方向に所定の角度姿勢で非回転に位置決めして配置している。ホルダー６の前側端面に設けた穴部６ｃからホルダー外側に出されているコイル引出し線４ａ・４ｂは励磁回路５１に接続される。なお、本実施例では上記ホルダー６の周方向の位置決めをＤ嵌合で行っているが、特にＤ嵌合に限定するものではない。ホルダー６の周方向の位置が決まれば任意の手段構成にすることができる。

＜磁束抑制手段＞
磁束抑制部材７は、図９のように、長手方向全域で基本的には横断面円弧形状を形成していて、長手両側部の円周方向に幅広の円弧状シャッター部（磁束抑制部）７ａ・７ａと、その両者７ａ・７ａ間の幅狭の円弧状つなぎ板部（連結部）７ｂを有している。連結部７ｂは両端部に配置されたシャッターギアに係合支持され、定着ローラ１の長手方向（回転軸方向）に亘って回動可能に支持され、円弧状シャッター部（磁束抑制部）７ａ・７ａを支持する支持部である。材質は一般にアルミや銅系金属などの非鉄金属が用いられ、中でも電気抵抗率が低いものが好ましく用いられる。この磁束抑制部材７は、その両端部に曲げ越し７ｃ・７ｃを形成し、その曲げ越し７ｃ・７ｃをホルダー６の前側端部と後側端部とにそれぞれ回転自由に外嵌される第１のシャッタギアＧ２と第２のシャッタギアＧ３とに係合させている。こうして磁束抑制部材７は第１と第２のシャッタギアＧ２・Ｇ３間に両持ちで支持させるようにしている。即ち、長手両端部に設けた曲げ越し７ｃ・７ｃ（図８・図９）をホルダー６の前側端部と後側端部とにそれぞれ回転自由に外嵌させた第１のシャッタギアＧ２と第２のシャッタギアＧ３とに係合させて支持している。そしてこの磁束抑制部材７は、第１と第２のシャッタギアＧ２・Ｇ３が磁束抑制部材移動手段Ｍ２・２８・Ｇ４・Ｇ５で回転されることで、定着ローラ１内においてホルダー外面と定着ローラ内面との円周方向ギャップ内をホルダー６と略同軸に回動移動する。

図８の磁束抑制部材７を移動させる移動手段としてのＭ２・２８・Ｇ４・Ｇ５において、Ｍ２は第２モータ、２８はシャフト、Ｇ４は第１出力ギア、Ｇ５は第２出力ギアである。シャフト２８は定着ローラ１の外側において定着ローラ１に並行に配列して定着前側板２１と定着後側板２２との間に軸受部材（不図示）を介して回転自由に支持させてある。第２モータＭ２はこのシャフト２８を回転する駆動源であり、ステッピングモータを用いている。第１出力ギアＧ４と第２出力ギアＧ５は、それぞれシャフト２８に同軸に固着して配設してあり、第１出力ギアＧ４は励磁コイルアセンブリ３の第１のシャッタギアＧ２に、第２出力ギアＧ５は第２のシャッタギアＧ３に、それぞれ噛合させてある。第２モータＭ２が回転駆動されることで、第１と第２のシャッタギアＧ２・Ｇ３に回転力が伝達される。これにより磁束抑制部材７がホルダー６の外回りをホルダー６と略同軸に回動移動する。ギアの材質は雰囲気温度やトルクにより様々な樹脂材が選択可能である。

図２において、５０は制御手段としての制御回路部（ＣＰＵ）である。制御回路部５０は、画像形成シーケンス制御の所定の制御タイミングにおいて、ドライバ５２を介して第１モータＭ１を起動させる。これにより定着ローラ駆動ギアＧ１に回転力が与えられて定着ローラ１が図３の矢印の時計方向に所定領域内を回転駆動される。加圧ローラ２は従動回転する。

また制御回路部５０は、所定の制御タイミングにおいて、励磁回路５１を起動させてコイル４に交番電流を供給する。これにより発生する交番磁束（交番磁界）の作用で定着ローラ１が誘導発熱して昇温する。

図６は上記のような系における定着ローラ１の発熱の状態を定着ローラ１の横断側面模型図で示したもので、磁束発生手段の主たる磁束発生領域と、それに対応する定着ローラ部分の円周方向発熱量分布の説明図ある。コイル４は交番電流が流されることで交番磁束を発生する。定着ローラ１は前記のように磁性金属または磁性材料を用いており、定着ローラ１の肉厚内では磁界を打ち消すように誘導電流（渦電流）が発生する。この誘導電流によるジュール熱により定着ローラ１自体が発熱し、昇温していくことになる。

本実施例の構成においては、ホルダー６の、コイル４とコア５ａ・５ｂを組み込んだ第１半体６ａの外面側が主たる磁束発生領域であり、この磁束発生領域において定着ローラ１に磁束が作用して定着ローラ１の加熱がなされる。そして、定着ローラ１の円周方向において、その主たる磁束発生領域に対応する定着ローラ部分にて発熱する発熱量分布は模式図に示すように、２ヶ所に発熱量の多い部分Ｈ・Ｈが存在する。本実施例においては、その１箇所部Ｈが定着ニップ部Ｎに対応位置するように、他の１箇所部Ｈが定着ニップ部Ｎよりも定着ローラ回転方向上流側に位置するように、ホルダー６を、その円周方向の角度姿勢状態を位置決めして非回転に固定支持させて配置している。

磁束抑制部材７は、常時は、ホルダー６の外面と定着ローラ１の内面との間の円周方向ギャップ内において、図３・図６のように、上記の主たる磁束発生領域に対応するギャップ部分とは反対側のギャップ部分に位置移動されて保持されている。この反対側のギャップ部分は磁束発生手段から定着ローラ１に磁束が実質的に作用しない部分、あるいは作用磁束量が少ない部分である。この磁束抑制部材７の図３・図６の保持位置を第１切換え位置とする。

そして、その定着ローラ１の昇温温度が定着ローラ１の長手方向の略中央部の位置に定着ローラ１に接触あるいは非接触に配設した温度検知手段である中央部サーミスタＴＨ１で検知されて制御回路５０に入力する。制御回路５０はその中央部サーミスタＴＨ１から入力する定着ローラ検知温度が所定の目標温度（定着温度）に維持されるように励磁回路５１からコイル４への供給電力を制御して定着ローラ１の温度制御を行う。磁束抑制部材７が図３・図６の第１切換え位置に保持されている状態においては定着ローラ１はその長手方向の有効加熱全長域が所定の目標温度に温調維持される。

定着ローラ１の温度が所定の定着温度に立ち上って温調された状態において、定着ニップ部Ｎに未定着トナー画像ｔを担持した記録材Ｐが導入されて、定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。これにより、定着ローラ１の熱と定着ニップ部Ｎの加圧力で、未定着トナー画像ｔが記録材Ｐの面に加熱加圧定着される。

ここで、紙幅とは記録材Ｐの平面において記録材搬送方向ａに直交する方向の記録材寸法である。前記したように、本実施例においては、記録材通紙は記録材中心の中央通紙基準である。図２・図４において、Ｏはその記録材中央通紙基準線（仮想線）である。Ａは装置に通紙使用可能な最大紙幅の記録材の通紙領域幅である。この通紙領域幅Ａに対応する紙幅の記録材を大サイズ記録材とする。Ｂは大サイズ記録材の紙幅よりも小さい紙幅の記録材の通紙領域幅である。大サイズ記録材の紙幅よりも小さい紙幅の記録材を小サイズ記録材とする。Ｃは大サイズ記録材通紙領域幅Ａと小サイズ記録材通紙領域幅Ｂとの差領域幅である。すなわち小サイズ記録材を通紙した時に記録材搬送路面内に生じる非通紙領域幅である。記録材通紙が中央基準であるから、小サイズ記録材を通紙した時の非通紙領域は小サイズ記録材通紙領域幅Ｂの左右両側に生じる。非通紙領域幅Ｃは通紙された小サイズ記録材の紙幅の大小により異なる。

上記の中央部サーミスタＴＨ１は定着ローラ１の温調制御用として、大小どの紙幅の記録材が通紙されても記録材通紙領域となる小サイズ記録材通紙領域幅Ｂ内に対応する位置に配設してある。

ＴＨ２は非通紙領域幅Ｃ内に対応する位置に接触あるいは非接触に配設した、非通紙部昇温監視用としての温度検知手段である端部サーミスタである。この端部サーミスタＴＨ２の検知温度情報も制御回路部５０に入力する。

小サイズ記録材の通紙が連続的になされると、定着ローラ１の非通紙領域幅Ｃの部分が非通紙部昇温して行く。その昇温状態が端部サーミスタＴＨ２から制御回路部５０に入力する。制御回路部５０は端部サーミスタＴＨ２から入力する非通紙部昇温温度が所定の許容温度よりも高くなったら、ドライバイ５３を介して第２モータＭ２を起動させて、磁束抑制部材７を図３・図６の第１切換え位置から図５の第２切換え位置に回動移動させる。

この磁束抑制部材７の第２切換え位置は、磁束抑制部材７の長手両側部の幅広円弧状のシャッター部（磁束抑制部）７ａ・７ａがそれぞれ、以下の位置に進入した位置である。即ち、ホルダー６の外面と定着ローラ１の内面との間の円周方向ギャップ内において主たる磁束発生領域に対応するギャップ部分であって、かつ非通紙領域幅Ｃ・Ｃに対応するギャップ部分に進入した位置である。

これにより、非通紙領域幅Ｃ・Ｃに対応する定着ローラ部分に対する磁束発生手段からの作用磁束量が低減されて、非通紙領域幅Ｃ・Ｃに対応する定着ローラ部分の発熱が抑えられる。すなわち、非通紙部昇温が抑えられる。

シャッター部７ａ・７ａは、主たる磁束発生領域に対応するギャップ部分であって、かつ非通紙領域幅Ｃ・Ｃに対応するギャップ部分の全体に進入させる構成にすることもできるし、そのギャップ部分の一部に進入させる構成にすることもできる。図５は上記のギャップ部分の略半分の領域に進入させる構成である。

制御回路部５０は磁束抑制部材７が第２切換え位置に回動移動された後、端部サーミスタＴＨ２から入力する非通紙領域部温度が所定の許容温度よりも低くなったら、磁束抑制部材７を第１切換え位置に戻し回動移動させる。こうして、非通紙領域部温度の下がり過ぎを防止する。

また制御回路部５０は磁束抑制部材７が第２切換え位置に回動移動された後、通紙使用される記録材が小サイズ記録材から大サイズ記録材に切換えられたら磁束抑制部材７を第１切換え位置に戻し回動移動させる。

定着ローラ１と磁束抑制部材７の相対距離（ギャップ）を確保する方法として、磁束抑制部材７と定着ローラ１との距離を広げる方法がある。しかしながら、これに伴い、必要以上にコア５ａ、５ｂと定着ローラ１との距離を広げると、熱交換効率が悪化するため今日ではあまり用いられていない。磁束抑制部材７およびホルダー６はコイル４が配置されている反対側にもホルダーを延長させホルダー６の断面形状を長手方向全域で略円形状にする。この形状にすることによりホルダー６、定着ローラ１、磁束抑制部材７の断面中心を合わせる事により、相対位置精度を向上することができる。

前記のように、磁束抑制部材７を駆動する駆動伝達手段として、ホルダー６の前側端部と後側端部とにそれぞれ回転自由に第１のシャッタギアＧ２と第２のシャッタギアＧ３を配置する。磁束抑制部材７の両端は曲げ越し６ｃを形成し、それぞれ上記第１のシャッタギアＧ２と第２のシャッタギアＧ３とに係合させて磁束抑制部材７を第１と第２のシャッタギアＧ２・Ｇ３間に両持ちで支持させている。上記第１のシャッタギアＧ２と第２のシャッタギアＧ３は磁束抑制部材７の曲げ越し７ｃと係合していない領域ではホルダー６に嵌合している。このため磁束抑制部材７はホルダー６の面全体とギアＧ２・Ｇ３の内径部とで支持され回動する。ギアＧ２・Ｇ３とホルダー６とが嵌合する領域においてホルダー６の最大外径部はストレート形状を形成している。ここで最大外径部と表記しているのは上記嵌合領域においてホルダー６にリブを設けてリブの形状をストレート形状にしても良いことを意味している。これにより、ホルダー６、磁束抑制部材７を嵌合させることにより精度良く断面中心を合わせる事により、相対位置精度を向上することができる。

磁束抑制部材７は定着ローラ長手方向全域で基本的に円弧形状を形成し、両端部から中央部にかけて円弧部の長さが変わっている。小サイズ記録材を流すときには非通紙領域に対応する磁束抑制部材両端部のシャッター部７ａ・７ａを磁束発生領域に移動させることで定着ローラ端部の昇温を抑えている。本実施例では、非通紙領域に磁束遮蔽領域であるシャッター部７ａ・７ａを設けて、このシャッター部を磁束発生領域に移動させることで磁束抑制をする例を挙げて説明したがこの限りではない。例えば、磁束発生領域の通紙部に対応する中央部に磁束抑制部材（シャッター部）を設け、このシャッター部を磁束発生領域に移動させる。このように通紙領域の磁束分布を非通紙部に対して変えることで、定着ローラ長手方向における通紙部と非通紙部の発熱分布を変えることで定着ローラの温度調整を行ってもよい。

（磁束抑制部材の駆動方法）
磁束抑制部材７の駆動方法について図１１および図１２を用いて説明する。図１１は本実施例の磁束抑制部材７の駆動機構を表した斜視図であり、磁束抑制部材７の磁束抑制部を大・中・小の３種類の記録材紙幅に対応させた磁束抑制部材７の斜視図である。図１２は本実施例の磁束抑制部材の移動規制部を説明するための磁束抑制部材７の駆動手段の拡大図である。なお、図１１及び図１２は、説明し易くするため、部材を一部省略している。

磁束抑制部材を駆動する第一の駆動伝達手段（移動手段）として画像形成装置本体前側に磁束抑制部材駆動ギアＧ２を設け、第二の駆動伝達手段として後側のそれとしてＧ３を配置する。

磁束抑制部材７の両端は曲げ越し７ｃを形成し、前記第一および第二の駆動伝達手段であるギアＧ２、Ｇ３が係合されている。

さらに前記第一および第二の駆動伝達手段であるギアＧ２、Ｇ３は磁束抑制部材と係合していない領域ではホルダーに嵌合している。

このため磁束抑制部材７はホルダーの面全体とギアの内径部に沿って面支持され、回動するためホルダーの局所的磨耗はない。

上記ギアのＧ２，Ｇ３に動力を分配する第三の駆動伝達手段としてシャフト２８が定着ローラと平行に設けられている。

束遮蔽部材駆動の用の動力発生手段はステッピングモータＭ２を用いている。

ステッピングモータＭ２から得られた動力は出力ギアを介し、さらにシャフト２８、第一および第二の磁束抑制部材駆動ギアＧ２，Ｇ３を介して、磁束抑制部材７の前後より伝達される。

磁束抑制部材駆動ギアＧ２は、第１切欠き部Ｇ２ａと第２切欠き部Ｇ２ｂ、第３切欠き部Ｇ２ｃを設けている。

磁束抑制部材駆動ギアＧ２は、第１、第２、第３切欠き部Ｇ２ａ、Ｇ２ｂ、Ｇ２ｃが位置検知センサ２１０を通過した際に検知されたＯＮ、ＯＦＦ信号により回動を制御されている。第１、第２、第３切欠き部Ｇ２ａ、Ｇ２ｂ、Ｇ２ｃの切欠き位置は、様々な紙サイズの非通紙部磁束調整が可能な位置に対応している。

図１２は、位置検知センサ２１０が磁束抑制部材駆動ギアＧ２の切欠き部Ｇ２ａ、Ｇ２ｂ、Ｇ２ｃを検知出来なかった場合を表した図である。磁束抑制部材駆動ギアＧ２は回動位置が不明のため回動を続けるが、磁束抑制部材の移動領域が所定領域を超えて移動しないように規制部材を設けている。具体的には、磁束抑制部材駆動ギアＧ２の規制部材としての回動規制部Ｇ２ｄが回動規制部材２２０ａに突き当たることで磁束抑制部材の移動を規制している。こうして、ステッピングモータＭ２の駆動トルクが負荷重になり、モータ脱調が起こり、回動が停止する。回動規制部Ｇ２ｄ及び回動規制部材２２０ａは後側にも同様に設けられており（２２０ｂ）、磁束抑制部材駆動ギアＧ３も同時に回動規制される。このとき、図１２に示すように、最も磁束抑制部材７が回動した時でも第一のコア５ａは、中央部において磁束抑制部材７で覆われていない。即ち、磁束抑制部材７の連結部７ａは所定の磁束抑制位置への移動が規制されている。本実施例では磁束抑制部７ａ及び円弧状つなぎ板部（連結部）７ｂは同一部材であり、材質は一般にアルミや銅系金属などの非鉄金属が用いられ、中でも電気抵抗率が低いものが好ましく用いられる。

ここで、磁束抑制位置とはコイルの巻中心（第一コアの端部中心）に対応する位置であり、コイルから発熱体への作用磁束が最大の位置に対応する。

このように回動規制部材２２０ａ及び回動規制部Ｇ２ｄは、最も磁束抑制部材７が回動した時でも、第一のコア５ａを磁束抑制部材７によって長手方向全てを覆わないような位置に設けられている。

なお、図示はしていないが、第３の切欠き部Ｇ２ｃ側に回動した場合も回動規制部Ｇ２ｄと同様な回動規制部が磁束抑制部材駆動ギアＧ２には設けられている。回動規制部材２２０ａにより、磁束抑制部材７で第一のコア５ａを全て覆わないように回動が規制されている。

以上のような構成にすることにより、磁束が集中して発生する第一のコア５ａ端面が磁気遮蔽部材により長手全域で覆われることがないため、磁気遮蔽部材、もしくはコイルが異常昇温を防止することが可能となる。またインピーダンスＬ値が急激に減少し、電源が破壊されてしまうことも防止出来る。

尚、本実施例では回動規制部材は磁束抑制部材の両側に設けているが、これに限定される訳ではない。例えば、規制部材を片側もしくは中央に設けて規制しても良い。この場合、規制部材の位置は磁束抑制手段を移動させるため動力発生手段（駆動源）側の端部を規制するのが好ましい。こうすることで、規制部材の規制時における磁束抑制部材のねじれを低減することができる。

（３）その他
１）実施例の装置は大サイズ記録材と小サイズ記録材の大小２種類の記録材に対応して磁束抑制部材７の移動は第１切換え位置と第２切換え位置とに切換えるものであるけれども、これに限定されるわけではない。３種類以上の記録材紙幅に対応させて多段に位置切換する構成にすることもできることは勿論である。図１３は大・中・小の３種類の記録材紙幅に対応させた磁束抑制部材７の斜視模型図である。

２）実施例の装置は記録材の搬送を中央通紙基準で行なう装置構成であるけれども、片側通紙基準の装置構成にも本発明は有効に適用することができる。図１４と図１５はそれぞれ片側通紙基準の装置である場合における磁束抑制部材形態例を示したものである。Ｏ´が片側通紙基準線である。

３）本発明の電磁誘導加熱方式の像加熱装置は、実施例の画像加熱定着装置に限られず、未定着画像を記録材に仮定着する仮定着装置、定着画像を担持した記録材を再加熱してつや等の画像表面性を改質する表面改質装置等の像加熱装置としても有効である。またその他、例えばシート状被加熱部材のしわ除去用の熱プレス装置や、熱ラミネート装置、紙等の被加熱部材の含水分を蒸発させる加熱乾燥装置など、シート状被加熱材を加熱処理する加熱装置として用いても有効であることは勿論である。

画像形成装置の一例の概略模型図定着装置の要部の正面模型図定着装置の要部の拡大横断面模型図定着ローラアセンブリ部分の縦断面模型図磁束調整部材が第２切換え位置に回動移動されている状態時の定着装置の要部の拡大横断面模型図主たる磁束発生領域と、それに対応する定着ローラ部分の円周方向発熱量分布の説明図断熱ブッシュと定着ローラギアが取り付けられた状態の定着ローラの外観斜視図励磁コイルアセンブリと磁束調整部材移動手段の外観斜視図ホルダーと磁束調整部材の分解斜視図ホルダーの内部の分解斜視図本実施例の磁束抑制部材の移動を規制する規制部と駆動ギアの斜視図本実施例の磁束抑制部材の移動を規制する規制部と駆動ギアの拡大図大・中・小の３種類の記録材紙幅に対応させた磁束調整部材の斜視模型図片側通紙基準の装置である場合の磁束調整部材形態例の斜視模型図図片側通紙基準の装置である場合の、他の磁束調整部材形態例の斜視模型図

Claims

磁束を生ずる磁束発生手段と、前記磁束発生手段からの磁束により発熱する発熱体と、前記磁束発生手段から前記発熱体に向かう磁束を抑制する磁束抑制部材と、前記磁束発生手段から前記発熱体に向かう磁束を抑制するための磁束抑制位置と前記磁束抑制位置から退避した退避位置とに前記磁束抑制部材を移動するための移動手段と、有し、前記発熱体の熱により記録材上の画像を加熱する画像加熱装置において、
前記磁束抑制部材の移動に伴い前記磁束抑制部材の移動と一体で移動する移動部と、前記磁束抑制部材を前記退避位置と前記磁束抑制位置とを含む所定の位置に停止させるために前記移動手段の動作を制御する制御部と、前記磁束抑制部材が前記退避位置から前記磁束抑制位置への方向に移動する際に、前記制御部により前記磁束抑制部材が前記磁束抑制位置で停止せずに、前記磁束抑制部材が前記磁束抑制位置を超えて移動した場合に、前記移動部と接触することで前記方向の移動を規制する規制部と、を有することを特徴とする画像加熱装置。
磁束を生ずる磁束発生手段と、前記磁束発生手段からの磁束により発熱する発熱体と、前記磁束発生手段から前記発熱体に向かう磁束を抑制する磁束抑制部材と、前記磁束発生手段から前記発熱体に向かう磁束を抑制するための磁束抑制位置と前記磁束抑制位置から退避した退避位置とに前記磁束抑制部材を移動するための移動手段と、有し、前記発熱体の熱により記録材上の画像を加熱する画像加熱装置において、
前記磁束抑制部材の移動に伴い前記磁束抑制部材の移動と一体で移動する移動部と、前記磁束抑制部材を前記退避位置と前記磁束抑制位置とを含む所定の位置に停止させるために前記移動手段の動作を制御する制御部と、前記磁束抑制部材が前記磁束抑制位置から前記退避位置への方向に移動する際に、前記制御部により前記磁束抑制部材が前記退避位置で停止せずに、前記磁束抑制部材が前記退避位置を超えて移動した場合に、前記移動部と接触することで前記方向の移動を規制する規制部と、を有することを特徴とする画像加熱装置。
前記磁束発生手段は励磁コイルを有し、前記励磁コイルは前記発熱体の回転軸方向に沿って延ばされて巻回されており、前記磁束抑制位置とは前記コイルの巻中心と前記発熱体の間にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像加熱装置。
前記磁束抑制部材が前記磁束抑制位置から前記退避位置への方向に移動する際に、前記移動部と接触することで前記磁束抑制部材が所定位置を超えた領域の前記方向の移動を規制する規制部は前記発熱体の両端側に設けられ、前記磁束抑制部材の移動を両側から規制することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像加熱装置。
前記磁束抑制部材は非磁性の金属であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像加熱装置。
前記移動手段は前記磁束抑制部材と係合し、前記磁束抑制部材を移動するための駆動力を伝達する駆動伝達部材を有し、前記移動部は前記駆動伝達部材と一体で移動するように設けられ、前記規制部は前記駆動伝達部材の移動領域に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の画像加熱装置。