像加熱装置
【課題】磁性体コアが分割され、記録材のサイズによって端部側を移動させる場合、
通紙するにつれ、通紙域に対して記録材の端部では記録材に奪われる熱量は小さく、過昇温してしまう。この過昇温によって、定着ベルトの耐久性能が大幅に落ちるため、記録材端部での昇温を低減する必要がある。
【解決手段】磁性体コアの長手方向の端部側を移動可能とすることで、加熱回転体への作用磁束の長手方向の密度分布を変化させる第１の磁束調整手段と、加熱回転体への作用磁束を長手方向の端部側で遮蔽することで、加熱回転体への作用磁束の長手方向の密度分布を変化させる第２の磁束調整手段を備える。
通紙するにつれ、通紙域に対して記録材の端部では記録材に奪われる熱量は小さく、過昇温してしまう。この過昇温によって、定着ベルトの耐久性能が大幅に落ちるため、記録材端部での昇温を低減する必要がある。
【解決手段】磁性体コアの長手方向の端部側を移動可能とすることで、加熱回転体への作用磁束の長手方向の密度分布を変化させる第１の磁束調整手段と、加熱回転体への作用磁束を長手方向の端部側で遮蔽することで、加熱回転体への作用磁束の長手方向の密度分布を変化させる第２の磁束調整手段を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に使用される像加熱装置に関する。像加熱装置としては、記録材に形成された未定着画像を定着する定着装置や、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を向上させる光沢付与装置等が挙げられる。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式の複写機等では、搬送される記録媒体である記録材上に転写されたトナー像（未定着画像）のトナー（現像剤）を、熱によって融解して当該記録材上に融着させる像加熱装置としての定着装置が設けられている。
【０００３】
この定着装置においては、高速昇温させるために、加熱媒体である定着ローラを薄肉小径化したもの、樹脂フィルムの回転体に対しその内側から加熱体を圧接したもの、薄肉金属の回転体を誘導加熱により加熱するものなどが知られている。これらはいずれも加熱媒体である回転体の熱容量を小さくし、加熱効率の良い熱源で加熱しようとしたものである。また、非接触の加熱源を用いたものもあるが、コストやエネルギー効率の点から、複写機などの画像形成装置では、薄肉の回転体を記録材に接触させて記録材上の現像剤を加熱溶融させるタイプの定着装置が多く提案されている。
【０００４】
ところが、熱容量を小さくするために薄肉の回転体を加熱媒体として使用する場合、軸直角断面の断面積がきわめて小さくなるために、軸方向への熱移動率が良好でない。この傾向は薄肉なほど顕著であり、熱伝導率の低い樹脂等の材質では更に低くなる。
【０００５】
これは、熱伝導率をλ、２点間の温度差をθ１−θ２、長さをＬとしたとき、単位時間に伝わる熱量Ｑは、以下の式で表されるというフーリエの法則からも明らかである。
【０００６】
Ｑ＝λ・ｆ（θ１−θ２）／Ｌ
このことは、回転体の長手方向（回転軸方向）の長さと等しい記録材、すなわち最大通紙幅の記録材を通紙して定着させる場合には問題ない。しかし、幅の小さい小形サイズの記録材を連続で通紙させる場合には、回転体の非通紙領域における温度が温調温度よりも上昇し、通紙領域における温度と非通紙領域における温度との温度差が極めて大きくなってしまうという問題があった。
【０００７】
したがって、このような加熱媒体の長手方向の温度ムラのために、樹脂材料からなる周辺部材の耐熱寿命が低下したり、熱的損傷を被ったりする虞れがある。
【０００８】
更には、小形サイズの記録材を連続で通紙させた直後に大形サイズの記録材を通紙したときに、部分的な温度ムラによる紙シワ、スキュー等や、定着ムラが生じる虞があるという問題もある。このような通紙領域と非通紙領域との温度差は、搬送される記録材の熱容量が大きく、スループット（単位時間あたりのプリント枚数）を高くするほど広がることになる。このため、薄肉で低熱容量の回転体により像加熱装置を構成する場合に、スループットの高い複写機などへの適用を困難にしていた。
【０００９】
ところで、加熱源としてハロゲンランプや発熱抵抗体を使用した像加熱装置で、加熱源を分割し、通紙幅に応じた領域を加熱するように選択的に通電するものが知られている。また、誘導コイルを加熱源とした加熱装置においても同様に加熱源を分割して選択的に通電するものがある。
【００１０】
しかしながら、加熱源を複数設けたり分割したりすれば、その分だけ制御回路も複雑でコストも高くなり、さらに種々の幅の記録材に対応させようとすると分割数も更に多くなりコストも一層高いものとなる。しかも、薄肉の回転体を加熱媒体にすると、分割した場合の境目付近の温度分布が不連続かつ不均一で定着性能に影響を及ぼす虞がある。
【００１１】
これを解決するため、電磁誘導加熱方式の像加熱装置で、記録材のサイズに対応するため、磁性体コアが記録材搬送に直交する方向で分割され、移動手段で移動可能とし、その移動距離を記録材のサイズによって異ならせる装置が知られる（特許文献１）。
【００１２】
それにより、非通紙領域で誘導加熱源と磁性体コアの間隔が大きくなるため、誘導加熱源の周りにできる、磁性体コア及び加熱媒体からなる磁気回路の効率が落ちて、発熱量が低下する。すなわち非通紙部昇温が回避され、その結果、磁性体コアや誘導加熱源の異常昇温も回避される。また、各記録材のサイズに対応するため、その移動距離を記録材のサイズによって異ならせており、各記録材のサイズによっても非通紙部昇温を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−１９４９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述した電磁誘導加熱方式の像加熱装置においては、次のような問題点がある。記録材搬送に直交する方向で分割された磁性体コアと記録材の位置関係が一致せず、加熱領域が記録材より広くなってしまうと、非通紙部において昇温してしまう。また、記録材搬送に直交する方向で分割された磁性体コアと記録材の位置関係が一致していても、記録材の両端部（コバ部）で昇温してしまう。これは、記録材の端部においてもトナーを定着するのに十分な発熱量を要するが、通紙するにつれ、通紙域に対して記録材の端部では記録材に奪われる熱量は小さく、過昇温してしまうためである。
【００１５】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、通紙するにつれ非通紙領域で生ずる過昇温を低減できる像加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、この発明に係わる画像加熱装置の代表的な構成は、磁束を生ずるコイルと、前記コイルから生ずる磁束により発熱する回転可能な発熱部材と、前記発熱部材の外側に設けられ、前記発熱部材の回転軸線方向において並べて配置された複数の磁性体コアと、少なくとも複数の内の一部の前記磁性体コアを第一位置から前記コイルから離れた位置である第二位置へ移動させる第一移動手段と、を有し、前記発熱部材が記録材の画像を加熱する像加熱装置において、前記磁性体コアと前記発熱部材との間を移動可能であり、前記磁性体コアから前記発熱部材に向かう磁束を減らすための磁束調整部材と、記録材の非通紙領域の第一の磁性体コアを前記第一移動手段により前記第二位置に移動させ、前記非通紙領域であって前記第一の磁性体コアの隣の第二の磁性体コアを前記第一位置に配置して画像を加熱する際に、前記第二の磁性体コアに対応する位置に前記磁束調整部材を移動させる第二移動手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、磁性体コアによる磁束調整幅が記録材の幅と不一致となることから生ずる定着部材の部分的な過昇温を低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の磁束調整手段と第２の磁束調整手段の配置に関し、（ａ）は記録材が最大サイズの場合、（ｂ）は記録材がＡ４サイズの場合、（ｃ）は記録材がＡサイズの場合を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る像加熱装置を搭載した画像形成装置の構成模式図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態に係る像加熱装置の制御系を含む説明図、（ｂ）は外側磁性体コアが移動した状況の説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る像加熱装置における定着ベルトの層構造図である。
【図５】本発明の実施形態に係る像加熱装置の長手方向断面図である。
【図６】第１の磁束調整手段としての外側磁性体コアと第２の磁束調整手段としての磁束遮蔽手段を含む像加熱装置の斜視図である。
【図７】記録材の幅が磁束が強められている外側磁性体コアの幅より小さい場合の説明図である。
【図８】記録材の幅が磁束が強められている外側磁性体コアの幅と等しい場合の説明図である。
【図９】第２の磁束調整手段の挿入時の像加熱装置の制御系を含む説明図である。
【図１０】第２の磁束調整手段の長手方向の幅と記録材端部での昇温の関係図である。
【図１１】最大サイズ紙における第２の磁束調整手段の長手方向の幅と長手温度分布の関係図である。
【図１２】Ａ４サイズ紙における第２の磁束調整手段の長手方向の挿入適正位置を示す図である。
【図１３】Ａ４サイズ紙における第２の磁束調整手段による昇温に対する低減効果を示す図である。
【図１４】第１の実施形態におけるフローチャートである。
【図１５】第２の実施形態における外側磁性体コアが移動した場合の長手温度分布を示す図である。
【図１６】第２の実施形態における端部側の外側磁性体コアが更に多く移動した場合の長手温度分布を示す図である。
【図１７】第２の実施形態における第２の磁束調整手段の長手方向の挿入適正位置を示す図である。
【図１８】第２の実施形態における第２の磁束調整手段による昇温に対する低減効果を示す図である。
【図１９】第３の実施形態における、第１の磁束調整手段としての外側磁性体コアと第２の磁束調整手段としての磁束遮蔽手段を含む像加熱装置の斜視図である。
【図２０】（ａ）は第３の実施形態における大サイズ通紙時に規制部材が端部側に位置することの説明図、（ｂ）は小サイズ通紙時に規制部材を中央部へ動作させる図である。
【図２１】（ａ）は第３の実施形態における外側磁性体コアが励磁コイルに近い状態の説明図、（ｂ）は外側磁性体コアが励磁コイルから離れた状態の説明図である。
【図２２】第３の実施形態における誘導加熱ユニットの斜視図である。
【図２３】（ａ）は第３の実施形態における最大サイズ紙通紙時の長手方向配置図、（ｂ）はＢ４サイズ紙通紙時の長手方向配置図である。
【図２４】第３の実施形態におけるブロック図である。
【図２５】第３の実施形態におけるフローチャートである。
【図２６】（ａ）は第３の実施形態における大サイズ通紙時に規制部材が端部側に位置することの斜視図、（ｂ）は小サイズ通紙時に規制部材を中央部へ動作させる斜視図である。
【図２７】第４の実施形態におけるブロック図である。
【図２８】第４の実施形態におけるフローチャートである。
【図２９】第４の実施形態における通紙初期の第１の磁束調整手段と第２の磁束調整手段の通紙片側領域の状態に関し、（ａ）は通紙初期を示す図、（ｂ）は基準取りを示す図、（ｃ）は通紙後期を示す図である。
【図３０】（ａ）は励磁コイルと第２の磁束調整手段に関する断面図、（ｂ）は励磁コイルの上視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一又は対応する部分には同一の符号を付す。
【００２０】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図２は、本発明に係る像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置の一例の構成模型図である。この画像形成装置は電子写真方式を用いたカラー画像形成装置である。Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋはそれぞれイエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの色トナー画像を形成する４つの画像形成部であり、下から上に順に配列してある。各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋは、それぞれ、感光体ドラム２１、帯電装置２２、現像装置２３、クリーニング装置２４等を有している。
【００２１】
イエローの画像形成部Ｙの現像装置２３にはイエロートナーを、シアンの画像形成部Ｃの現像装置２３にはシアントナーを、マゼンタの画像形成部Ｍの現像装置２３にはマゼンタトナーをそれぞれ収容させている。そして、ブラックの画像形成部Ｋの現像装置２３にはブラックトナーを収容させている。
【００２２】
ドラム２１に露光を行うことにより静電潜像を形成する光学系２５が４色の画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋに対応して設けられている。光学系としては、レーザー走査露光光学系を用いている。
【００２３】
各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋにおいて、帯電装置２２により一様に帯電されたドラム２１に対して光学系２５より画像データに基づいた走査露光がなされることにより、ドラム表面に走査露光画像パターンに対応した静電潜像が形成される。
【００２４】
それらの静電潜像が現像装置２３によりトナー画像として現像される。すなわち、イエローの画像形成部Ｙのドラム２１にはイエロートナー画像が、シアンの画像形成部Ｃのドラム２１にはシアントナー画像が、マゼンタの画像形成部Ｍのドラム２１にはマゼンタトナー画像がそれぞれ形成される。そして、ブラックの画像形成部Ｋの感光体ドラム２１にはブラックトナー画像が形成される。
【００２５】
各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋのドラム２１上に形成された上記の色トナー画像は各ドラム２１の回転と同期して、略等速で回転する中間転写体２６上へ所定の位置合わせ状態で順に重畳されて一次転写される。これにより中間転写体２６上に未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。本実施形態においては、中間転写体２６として、エンドレスの中間転写ベルトを用いており、駆動ローラ２７、２次転写ローラ対向ローラ２８、テンションローラ２９の３本のローラに巻きかけて張架してあり、駆動ローラ２７によって駆動される。
【００２６】
各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋのドラム２１上から中間転写ベルト２６上へのトナー画像の一次転写手段としては、一次転写ローラ３０を用いている。一次転写ローラ３０に対して不図示のバイアス電源よりトナーと逆極性の一次転写バイアスを印加する。これにより、各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋのドラム２１上から中間転写ベルト２６に対してトナー画像が一次転写される。各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋにおいてドラム２１上から中間転写ベルト２６への一次転写後、ドラム２１上に転写残として残留したトナーはクリーニング装置２４により除去される。
【００２７】
上記工程を中間転写ベルト２６の回転に同調して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して行い、中間転写ベルト６上に、各色の一次転写トナー画像を順次重ねて形成していく。なお、単色のみの画像形成（単色モード）時には、上記工程は、目的の色についてのみ行われる。
【００２８】
一方、記録材カセット３１内の記録材Ｐは、給送ローラ３２により一枚分離給送される。そして、レジストローラ３３により所定のタイミングで、２次転写ローラ対向ローラ２８に巻きかけられている中間転写ベルト２６部分と２次転写ローラ３４との圧接部である転写ニップ部に搬送される。
【００２９】
中間転写ベルト２６上に形成された一次転写合成トナー画像は、２次転写ローラ３４に不図示のバイアス電源より印加されるトナーと逆極性のバイアスにより、記録材Ｐ上に一括転写される。２次転写後に中間転写ベルト２６上に残留した２次転写残トナーは中間転写ベルトクリーニング装置３５により除去される。
【００３０】
記録材Ｐ上に２次転写されたトナー画像は、像加熱装置である定着装置Ａにより記録材Ｐ上に溶融混色定着され、フルカラープリントとして排紙パス３６を通って排紙トレイ３７に送り出される。
【００３１】
（定着装置）
以下の説明において、定着装置またはこれを構成している部材の長手方向とは記録材搬送路面内において記録材搬送方向に直交する方向（加熱回転体の回転軸方向）に平行な方向である。また短手方向とは記録材搬送方向に平行な方向である。定着装置に関し、正面とは装置を記録材入口側からみた面、背面とはその反対側の面（記録材出口側）、左右とは装置を正面から見て左または右である。上流側と下流側とは記録材搬送方向に関して上流側と下流側である。
【００３２】
図３は本実施形態における像加熱装置としての定着装置の制御系を含む要部の拡大横断側面図である。１は金属層を有する無端状の定着ベルトである。２は定着ベルト１の外周と接するように配設された加圧体としての加圧ローラである。３は定着ベルト１と加圧ローラ２との間に押圧力を作用させて定着ニップ部Ｎを形成する圧力付与部材であり、金属製のステー４に保持されている。
【００３３】
また、ステー４の励磁コイル６側には、誘導加熱による温度上昇を防止するための磁気遮蔽部材としての磁気遮蔽コア５が設けられている。図５に示す１０は定着ベルト１の長手方向移動および周方向の形状を規制する規制部材としての左右の定着フランジである。定着フランジ１０内に挿通して配設したステー４の両端部と装置シャーシ側のバネ受け部材９ａとの間にステー加圧バネ９ｂを縮設することでステー４に押し下げ力を作用させている。これにより、定着フランジ１０の下面と加圧ローラ２の上面とが定着ベルト１を挟んで圧設して所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。
【００３４】
図３（ａ）の１００は定着ベルト１を誘導加熱する加熱源（誘導加熱手段）としての誘導加熱装置である。この誘導加熱装置１００は、後に説明する励磁コイル６と、励磁コイル６によって発生した磁界が定着ベルト１の金属層（導電層）以外に実質漏れないように該励磁コイル６を覆わせた外側磁性体外側磁性体コア７ａを含む。そして、誘導加熱装置１００は、それらと、それらを電気絶縁性の樹脂によって支持するモールド部材７ｃと、から構成される。
【００３５】
この誘導加熱装置１００は定着ベルト１の外周面の上面側において、定着ベルト１に所定のギャップ（隙間）を存して対面させて配設してある。図３（ｂ）に示すように、非通紙部においては励磁コイル６と外側磁性体コア７ａの隙間を広げることで、定着ベルト１を通過する磁束密度を低め、定着ベルト１の発熱量を低下させている。即ち、長手方向端部側の外側磁性体コア７ａを回転可能な発熱部材である定着ベルト１から離した退避位置（図３（ｂ）の位置）である第二位置へ、退避位置よりも発熱部材に近づける加熱位置（図３（ａ）の位置）である第一位置から移動させる。
【００３６】
これにより、定着ベルト１への作用磁束の長手方向の密度分布を変化させ、回転軸線方向における通紙可能な最大サイズの記録材の幅よりも小さい幅の記録材を通紙した際に非通紙部領域への発熱量を低下させることができる。この外側磁性体コア７ａの移動手段は制御部と移動機構を備え、第一移動手段として機能する。
【００３７】
定着ベルト１の回転状態において、誘導加熱装置１００の励磁コイル６には電源装置（励磁回路を含む）１０１から２０〜５０ｋＨｚの高周波電流が印加されて、該励磁コイル６によって発生した磁界により定着ベルト１の金属層（導電層）が誘導発熱する。
【００３８】
ＴＨ１は例えばサーミスタ等の温度センサ（温度検出素子）であり、定着ベルト１の幅方向中央内面部の位置に当接させて配設してある。この温度センサＴＨ１は通紙域になる定着ベルト部分の温度を検知し、その検知温度情報が制御回路部１０２にフィードバックされる。制御回路部１０２はこの温度センサＴＨ１から入力する検知温度が所定の目標温度（定着温度）に維持されるように電源装置１０１から励磁コイル６に入力する電力を制御している。すなわち、定着ベルトの検出温度が所定温度に昇温した場合、励磁コイル６への通電が遮断される。
【００３９】
本実施形態では、定着ベルト１の目標温度である１８０℃で一定になるように、温度センサＴＨ１の検出値に基づいて高周波電流の周波数を変化させて励磁コイル６に入力する電力を制御して温度調節を行っている。
【００４０】
上記の温度センサＴＨ１は、圧力付与部材３に弾性支持部材を介して取り付けられており、定着ベルトの当接面が波打つなどの位置変動が生じたとしてもこれに追従して良好な接触状態が維持されるように構成されている。
【００４１】
定着ベルト１は、少なくとも画像形成実行時には、制御回路部１０２で制御されるモータ（駆動手段）Ｍ１によって加圧ローラ２によりが回転駆動される。それにより、図２の画像転写部側から搬送されてくる、未定着トナー画像Ｔを担持した記録材Ｐの搬送速度とほぼ同一の周速度で回転駆動される。本実施形態の場合、定着ベルト１の表面回転速度が、３００ｍｍ／ｓｅｃで回転し、フルカラーの画像を１分間にＡ４サイズで８０枚、Ａ４Ｒサイズで５８枚定着することが可能である。
【００４２】
また、誘導加熱装置１００の励磁コイル６に制御回路部１０２で制御される電源装置１０１から電力供給がなされて定着ベルト１が所定の定着温度に立ち上がって温調された状態になる。その状態において、定着ニップ部Ｎにおける定着ベルト１と加圧ローラ２との間に、未定着トナー画像Ｔを有する記録材Ｐがそのトナー画像担持面側を定着ベルト１側に向けてガイド部材７で狭持搬送される。そして、定着ニップ部Ｎにおいて定着ベルト１の外周面に密着し、定着ベルト１と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。
【００４３】
これにより、主に定着ベルト１の熱が付与され、また定着ニップ部Ｎの加圧力を受けて未定着トナー画像Ｔが記録材Ｐの表面に熱圧定着される。定着ニップ部Ｎを通った記録材Ｐは定着ベルト１の外周面から定着ベルト１の表面が定着ニップ部Ｎの出口部分の変形によって自己分離されて定着装置外へ搬送される。
【００４４】
（定着ベルト）
図４は定着ベルト１の層構成模型図である。定着ベルト１は内径が３０ｍｍで電気鋳造法によって製造したニッケルを基層（金属層）１ａを有している。この基層１ａの厚みは４０μｍである。基層１ａの外周には弾性層１ｂとして耐熱性シリコーンゴム層が設けられている。シリコーンゴム層の厚さは１００〜１０００μｍの範囲内で設定するのが好ましい。
【００４５】
本実施形態では、定着ベルト１の熱容量を小さくしてウォーミングアップタイムを短縮し、かつカラー画像を定着するときに好適な定着画像を得ることを考慮して、シリコーンゴム層の厚みは３００μｍとされている。このシリコーンゴムは、ＪＩＳ−Ａ２０度の硬度を持ち、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。 更に弾性層１ｂの外周には、表面離型層１ｃとしてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられている。
【００４６】
基層１ａの内面側には、定着ベルト内面と温度センサＴＨ１ との摺動摩擦を低下させるために、フッ素樹脂やポリイミドなどの樹脂層（滑性層）１ｄを１０〜５０μｍ設けても良い。本実施形態では、この層１ｄとしてポリイミドを２０μｍ設けた。
【００４７】
なお、定着ベルト１の金属層１ａにはニッケルの他に鉄合金や銅、銀などを適宜選択可能である。また、樹脂基層にそれら金属を積層させるなどの構成でも良い。金属層１ａの厚みは、後で説明する励磁コイルに流す高周波電流の周波数と金属層の透磁率・導電率に応じて調整して良く、５〜２００μｍ程度の間で設定すると良い。
【００４８】
（加圧ローラ）
定着ベルト１との間で定着ニップ部を形成するための加圧ローラ２（加圧回転体）は、外径が３０ｍｍで長手方向中央部の径が２０ｍｍで両端部の径が１９ｍｍである鉄合金製の芯金２ａに、弾性層２ｂとしてシリコーンゴム層が設けてある。表面は、離型層２ｃとしてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられる。加圧ローラ２の長手方向中央部における硬度は、ＡＳＫ−Ｃ７０℃である。芯金２ａにテーパー形状をつけているのは、加圧した時に圧力付与部材３が撓んでも定着ベルト１と加圧ローラ２で挟まれる定着ニップ内の圧力が長手方向にわたって均一にするためである。
【００４９】
本実施形態における定着ベルト１と加圧ローラ２との定着ニップ部の回転方向の幅は、定着ニップ圧が６００Ｎにおいては、長手方向両端部で約９ｍｍ、中央部では約８．５ｍｍである。これは記録材Ｐの両端部での搬送速度が中央部と比べて速くなるので紙しわが発生しにくくなるという利点がある。
【００５０】
（圧力付与部材）
図５は本実施形態における像加熱装置としての定着装置の正面断面図を示している。１０は定着ベルト１の長手方向移動および周方向の形状を規制する規制部材としての左右の定着フランジである。定着フランジ１０内に挿通して配設したステー４の両端部と装置シャーシ側のステー用バネ受け部材９ａとの間にステー加圧バネ９ｂを縮設することでステー４に押し下げ力を作用させている。
【００５１】
これにより、定着フランジ１０の下面と加圧ローラ２の上面とが定着ベルト１を挟んで圧設して所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。こうすることで加圧ローラ２の弾性層や定着ベルトが変形してしまうのを防止することが出来る。３は定着ベルト１と加圧ローラ２との間に押圧力を作用させて定着ニップ部Ｎを形成する圧力付与部材であり、金属製のステー４に保持されている。
【００５２】
圧力付与部材３は耐熱性樹脂であり、ステー４は圧接部に圧力を加えるために剛性が必要であるため、本実施形態では鉄製である。また、圧力付与部材３は特に両端部で励磁コイル６と接近しており、圧力付与部材３の発熱を防止するために励磁コイル６で生じる磁界を遮蔽するために、圧力付与部材３の上面に長手方向にわたって磁気遮蔽コア５（図３）を配置してある。
【００５３】
また、回転する定着ベルト１は、基層１ａが金属で構成されているので、回転状態にあっても幅方向への寄りを規制するための手段としては、定着ベルト１の端部を単純に受け止めるだけの定着フランジ１０を設ければ十分である。これにより、定着装置の構成を簡略化できるという利点がある。 １２は定着ベルト１を支持するための装置側板である。装置側板１２により、定着ベルト１の長手方向の位置が規制されている。
【００５４】
（誘導加熱装置）
図３０（ａ）（ｂ）に示すように、励磁コイル６の形状は、断面形状が略半円形状（円弧形状）であり、長手方向の端部のＵターン部も同様に略半円形状の形状である。そして励磁コイル６は、電線６ｘとして例えばリッツ線を用い、これを横長・船底状にして定着ベルト１の周面と側面の一部に対向するように巻回してなる。また長手方向におけるコイル内径を図３０（ｂ）に示す。
【００５５】
図３（ａ）（ｂ）に示す本実施形態において、定着ベルト１と誘導加熱装置１００の励磁コイル６とは、０．５ｍｍのモールドにより電気絶縁の状態を保つ。定着ベルト１と励磁コイル６との間隔は１．５ｍｍ（モールド表面と定着ベルト表面の距離は１．０ｍｍ）で一定であり、定着ベルト１は均一に加熱される。
【００５６】
励磁コイル６には、２０〜５０ｋＨｚの高周波電流が印加される。そして、定着ベルト１の金属で構成される基層１ａが誘導発熱し、定着ベルト１の目標温度である１８０℃で一定になるように、温度センサＴＨ１の検出値に基づいて高周波電流の周波数を変化させて励磁コイル６に入力する電力を制御して温度調節される。
【００５７】
励磁コイル６を含む誘導加熱装置１００が、高温になる定着ベルト１の内部ではなく外部に配置されているため、励磁コイル６の温度が高温になりにくく、電気抵抗も上昇せず高周波電流を流してもジュール発熱による損失を軽減する事が可能となる。また励磁コイル６を外部に配置したことで定着ベルト１の小径化（低熱容量化）にも寄与しており、しいては省エネルギー性にも優れていると言える。
【００５８】
本実施形態の定着装置のウォーミングアップタイムは、非常に熱容量が低い構成であるため、例えば励磁コイル６に１２００Ｗ入力すると約１５秒で目標温度である１６０℃に到達できる。これにより、スタンバイ中の加熱動作が不要であるため、電力消費量を非常に低く抑える事が可能である。
【００５９】
（外側磁性体コアの移動）
図６に示すように、外側磁性体コア７ａ・７ｂは記録材搬送方向と直交する方向に並んで配置されており、コイル６の巻き中心部と周囲を囲むように構成されている。外側磁性体コア７ａは通紙端部の領域Ｅにおけるコアであり、図９に示すようにコア移動機構１０２ａによって図中矢印方向に移動可能となっている。ここで、制御回路部１０２とコア移動機構１０２ａは、第一移動手段を構成する。
【００６０】
また、コア７ｂは通紙中心の領域におけるコアで、ハウジングに固定されている。尚、領域Ｄは小サイズ紙幅に対応した通紙領域幅となっており、領域Ｄと領域Ｅを合わせた幅は大サイズ紙幅に対応した通紙領域幅となっている。
【００６１】
外側磁性体コア７ａ・７ｂはコイル６より発生した交流磁束を効率よく定着ベルト１に導く役割をする。すなわち、磁気回路（磁路）の効率を上げるためと磁気遮蔽のために用いている。外側磁性体コア７ａ・７ｂの材質として、フェライト等の高透磁率残留磁束密度の低いものを用いると良い。
【００６２】
種々の紙サイズ、例えばハガキ、Ａ５、Ｂ４、Ａ４、Ａ３ノビサイズの非通紙部昇温の回避に対応できるよう、通紙端部の領域Ｅにおいて、外側磁性体コア７ａは記録材搬送方向に直交する方向で複数に分割されている。図３（ｂ）に示すように、非通紙域においては外側磁性体コア７ａがコイル６から離れる方向に移動し、定着ベルト１に通過する磁束密度を弱めている。記録材の搬送方向に直交する方向のサイズの変更に応じて、記録材サイズに応じた端部側位置で外側磁性体コア７ａを移動させる第１の磁束調整手段としては、任意の移動機構で良く、例えば後述するリンク部材７５（図２１）が用いられる。
【００６３】
本実施形態においては、外側磁性体コア７ａの記録材搬送方向に交差する方向の幅は１０ｍｍとしている。記録材のサイズに対応して外側磁性体コア７ａが移動することで、非通紙部での昇温を抑制する。図７、図８に幅Ａの記録材を通紙する場合の、外側磁性体コア７ａの移動による効果を示す。図７は記録材の幅Ａが外側磁性体コア７ａによって磁束が強められている幅Ｂより小さい場合の通紙１枚目（点線）と通紙５００枚目（実線）の定着ベルト長手温度分布を示している。
【００６４】
これによると、通紙１枚目において通紙域で均一な温度分布を得ようとすると、通紙５００枚目において紙端部の位置において定着ベルト１は２７０℃となり非常に大きな昇温をしてしまっているのが分かる。この過昇温は定着ベルトの耐久破壊を招くため、低減することが必須となる。次に、図８は記録材の幅Ａと外側磁性体コア７ａによって磁束が強められている幅Ｂが一致する時の通紙１枚目（点線）と通紙５００枚目（実線）の定着ベルト長手温度分布を示している。
【００６５】
これによると、通紙５００枚目においても、記録材端部での過昇温は定着ベルト１の耐久限界温度以下である２２０℃となっている。しかし、通紙１枚目においても、通紙５００枚目においても通紙域端部で１０．℃以上の温度ダレが見られる。これは、トナーに十分な熱量を与えることが出来ず、低温オフセットを誘発してしまう結果となる。
【００６６】
（磁束調整部材）
そこで、上記したような記録材端部における過昇温を防止し、かつ、通紙域端部での温度ダレも防止するために、図９に示すように長手方向端部側に磁束調整部材として
磁束遮蔽部材１１を移動機構１０２ｂによって移動可能とする。これにより、定着ベルト１への作用磁束の長手方向の密度分布を変化させることができる。制御回路部１０２と移動機構１０２ｂは、第二移動手段を構成する。
【００６７】
磁束遮蔽部材１１としては、アルミニウム、銅、銀、金、真鍮などの非磁性金属やその合金でも良いし、高透磁率部材であるフェライトやパーマロイなどの材料でもよい。また、磁束遮蔽部材１１は励磁コイル６と外側磁性体コア７ａの間、励磁コイル６と定着ベルト１の間、もしくは定着ベルト１と磁気遮蔽コア５の間などが考えられる。
【００６８】
本実施形態においては、図９に示すように磁束遮蔽部材１１として銅板を用い、励磁コイル６と定着ベルト１の間に挿入した。銅板挿入の効果としては、コア移動より磁束を弱め定着ベルト１の基層１ａの発熱量を低下する効果が大きく、また、外側磁性体コア７ａの移動機構と連動して移動することで、外側磁性体コア７ａの分割幅よりも細かく長手発熱分布を制御できることにある。銅板の厚みとしては表皮深さ以上である０．５ｍｍのものを用いる。
【００６９】
磁束遮蔽部材１１は長手方向において定着ベルト１の両端部に配置される。それぞれの端部に配置される磁束遮蔽部材１１の長手幅Ｘ（記録材搬送方向と交差する方向の幅）は、定着ベルト１の装置側板１２と励磁コイル６の長手方向における内径の差分位置に配置できる幅以下の幅とした。これは、磁束遮蔽効果を発揮する十分な幅を持つこと、最大サイズ通紙時に対応する最大発熱幅を低減しないこと、そして、定着器の長手幅も拡大することなく配置出来る幅であるといった３つの理由からである。
【００７０】
磁束遮蔽効果を発揮する十分な幅は、図１０に示すように、記録材端部での昇温の低減効果が外側磁性体コア７ａの幅より小さいところであると小さくなってしまうためで、外側磁性体コア７ａの幅以上と規定している。
【００７１】
次に、最大発熱幅を低減せず、また、定着器の長手幅も拡大することもない配置は図１１により明示する。この図１１は、磁束遮蔽部材１１がない場合と、磁束遮蔽部材１１を装置側板１２と励磁コイル６の長手方向における内径の差分位置に配置した場合と、磁束遮蔽部材１１の幅がそれ以上の場合に関しての、定着ベルト１の最大発熱幅を示してある。
【００７２】
これによると、磁束遮蔽部材１１を装置側板１２と励磁コイル６の長手方向における内径の差分位置に配置した場合は磁束遮蔽部材１１を配置しない場合と比較して、最大発熱幅がほぼ変わらない。それに対して、磁束遮蔽部材１１の幅が広い場合に関しては、長手の最大発熱幅が短くなっているのが分かる。これにより、最大サイズ紙通紙時においては、磁束遮蔽部材１１は装置側板１２と励磁コイル６の長手方向における内径の差分位置に配置された状態を初期位置Ａ１として配置する。
【００７３】
（磁束遮蔽部材による効果）
本実施形態における磁束遮蔽部材１１挿入の効果を説明するために実際に検討を行う。条件としては、１５℃環境においてＡ４ １０５ｇ紙を８０ｐｐｍで５００枚通紙した。一つの外側磁性体コア７ａ、磁束遮蔽部材１１の長手幅はそれぞれＸ１、Ｙ１である。温調温度は定着ベルト１の中央において１８０℃とし、定着ベルト１の耐久破壊温度は定着ベルト１の内面において２３０℃である。耐久破壊温度よりも定着ベルト温度が高くなってしまうと、耐久通紙可能枚数が大幅に低減してしまう。
【００７４】
図１２に一方の端部における磁束遮蔽部材１１の挿入位置と記録材端部の温度との関係図を示す。磁束遮蔽部材１１を記録材端部位置まで挿入してしまうと、通紙域で温度ダレが発生してしまう。それに対し、挿入位置を記録材端部位置外側へ離すほど記録材端部での昇温低減効果は低下しまう。これらを共に回避出来る位置を適正位置としているが、これは環境、紙種や生産性などによらないため、初期設定として位置を設定できる。
【００７５】
本実施形態においては、適正領域の中でも記録材端部位置からＸ１／２外側の位置が最も記録材端部での昇温を低減できるため、この位置を適正位置Ｚ１として磁束遮蔽部材１１を挿入する。即ち、図１２で左側の４個の磁性体コアを非通紙領域の第一の磁性体コアとして退避させるとき、第一の磁性体コアの隣の第二の磁性体コア（左側から５個目の磁性体コア）を退避させないで、磁束遮蔽部材１１を移動させる。具体的には、磁束遮蔽部材１１を第二の磁性体コアに対応する位置（Ｚ１）に移動させる。
【００７６】
このように、記録材の幅方向において記録材の端部よりも外側であり、更に、記録材の端部から所定幅は退避していない外側磁性体コアが定着ベルトと対向する領域を確保できる領域を有し、その領域の外側に磁束遮蔽部材を配置する。
【００７７】
図１３に磁束遮蔽部材１１がない場合（実線）と、適正位置Ｚ１まで磁束遮蔽部材１１を挿入した場合（点線）の５００枚通紙後の長手温度分布を示す。磁束遮蔽部材１１がない場合、定着ベルトの記録材端部位置の温度は２７０℃まで昇温してしまったが、磁束遮蔽部材１１を用いることによって記録材端部位置の温度は２００℃まで緩和され、記録材端部位置での昇温が大きく低減されているのが分かる。
【００７８】
しかし、この磁束遮蔽部材１１挿入位置に常に磁束遮蔽部材１１が位置していると、通紙１枚目においてＡ４紙定着に十分な長手発熱幅が得られないため、通紙初期において磁束遮蔽部材１１は記録材端部位置の外側にあるＢ１（図１２）まで退避させておく。通紙を重ねると記録材端部位置で昇温してくるため、その温度がある程度上がったところで磁束遮蔽部材１１を適正位置Ｚ１（図１２）まで挿入する。記録材端部での温度上昇は主に生産性によって決まるため、磁束遮蔽板１１を移動するタイミングに関しては、生産性で場合分けされたテーブルを持つことで、決まった通紙枚数において移動制御される。
【００７９】
このテーブル表を表１に示す。
【００８０】
【表１】
【００８１】
本実施形態における１５℃環境、Ａ４ １０５ｇ紙、８０ｐｐｍの条件であると、通紙１０枚目において磁束遮蔽部材１１を退避位置Ｂ１から適正位置Ｚ１まで移動させる。通紙枚数が１０枚よりも早い時点で磁束遮蔽部材１１を移動すると通紙域での温度ダレを誘発してしまうし、それよりも遅い時点で移動すると記録材端部位置での昇温が耐久破壊温度を超えてしまうためである。これらの流れをまとめたものが図１４に示すフローチャートである。
【００８２】
また、表２に示すように実際に通紙耐久テストを行ったところ、適切な枚数後に適正位置Ｚ１まで磁束遮蔽部材１１を挿入することで、磁束遮蔽部材１１がない場合は耐久枚数１００ｋで定着ベルト表層にしわが発生し画像不良が見られた。これに対し、磁束遮蔽部材１１がある場合は耐久枚数３００ｋ以上においても良好な画像が得られた。
【００８３】
【表２】
【００８４】
《第２の実施形態》
本実施形態では、Ａ４サイズより小サイズの記録材に対し、第１、第２の磁束調整手段を用いる。具体的には、Ａ４紙よりも搬送方向に交差する方向の幅が１０ｍｍ短い記録材Ａに対し通紙時における磁束遮蔽部材１１を挿入する。なお、第１の実施形態と同一機能を有する部分は同一符号を説明として使用する。
【００８５】
まず、通紙１枚目において十分な長手発熱幅を得ようとすると、図１５に示すように定着ベルトの記録材端部において２９０℃と大幅に耐久破壊温度を超えてしまっているのが分かる。この昇温を外側磁性体コア７ａの移動によって低減しようとした結果が図１６である。例え通紙中に外側磁性体コア７ａをさらに内側のものまで移動させたとしても、記録材端部での昇温は２５０℃と耐久破壊温度を超えてしまっているのが分かる。
【００８６】
さらに内側の外側磁性体コア７ａを移動させたとしても第１の実施形態と同じく記録材通紙域端部において温度ダレが誘発してしまい、外側磁性体コア７ａの移動だけでは記録材端部の昇温低減と通紙域端部での温度ダレの両方を解決することは出来ない。そこで、磁束遮蔽部材１１を挿入するが、図１７に示すように、記録材Ａ通紙時においてもＡ４通紙時と同じく、記録材端部からＸ１／２外側の位置まで磁束遮蔽部材１１を挿入するのが最も適正な位置である。
【００８７】
この位置まで磁束遮蔽部材１１を挿入することで、図１８に示すように通紙域端部での温度ダレもなく、記録材端部位置での定着ベルトの温度は２００℃となり、昇温を低減できていることが分かる。本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、磁束遮蔽部材１１を用いることで耐久可能枚数は３００ｋ以上となり、大幅に改善するという結果が得られた。即ち、定着ベルトの破壊なしに通紙できる耐久通紙枚数に関して、記録材端部位置において２９０℃であった場合に８０ｋで画像不良が出ていた状況が、大幅に改善された。
【００８８】
《第３の実施形態》
本実施形態は、外側磁性体コア７ａの移動と、磁束遮蔽部材１１の移動を単一の駆動源（モータＭ）で構成するものである。図１９は本実施形態の定着装置の斜視図、図２０は本実施形態の定着装置の上視図、図２１は本実施形態の定着装置の断面図である。本実施形態は、画像形成装置、定着装置、定着ベルト、加圧ローラ、圧力付与部材、誘導加熱装置に関しては、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００８９】
図２２に示すように、外側磁性体コア７ａ・７ｂは記録材搬送方向と直交する方向に並んで配置されている。励磁コイルの巻き中心部と周囲を囲むように構成されている。外側磁性体コア７ａは通紙端部の領域Ｅ（図６）におけるコアであり、後述するコア移動機構によって移動可能となっている。また、コア７ｂは通紙中心の領域におけるコアで、ハウジングに固定されている。尚、領域Ｄ（図６）は小サイズ紙幅に対応した通紙領域幅となっており、領域Ｄと領域Ｅを合わせた幅は大サイズ紙幅に対応した通紙領域幅となっている。
【００９０】
外側磁性体コア７ａ・７ｂは励磁コイルより発生した交流磁束を効率よく定着ベルト１を構成している誘導発熱体に導く役割をする。すなわち、磁気回路（磁路）の効率を上げるためと磁気遮蔽のために用いている。外側磁性体コア７ａ・７ｂの材質として、フェライトを用いると良い。
【００９１】
図２０（ａ）に示すように、種々の紙サイズ、例えばハガキ、Ａ５、Ｂ４、Ａ４、Ａ３ノビサイズの非通紙部昇温の回避に対応できるように、通紙端部の領域Ｅ（図６）において、外側磁性体コア７ａはＹ方向で複数に分割されている。また、図２１に示すように夫々の外側磁性体コア７ａは、コアホルダ７７に熱溶着され保持されており、ハウジング７６内に収まっている。尚、本実施形態では、コアホルダ７７を具備したが、コアホルダ７７を廃止し、外側磁性体コア７ａのみで本実施形態の外側磁性体コア７ａとコアホルダ７７の形状を具備してもよい。
【００９２】
また、図２１（ａ）に示すように外側磁性体コア７ａを保持してコアホルダ７７はハウジング７６の案内手段７６１の案内によって、外側磁性体コア７ａと励磁コイル６との間隙を変化させる方向、すなわち矢印Ｐ方向に移動可能になっている。リンク部材７５は長穴部がコアホルダ７７の連結部７７１と連結され、回転軸７８周りに回転可動となっている。つまり、リンク部材７５がＱ１方向へ回転すると、コアホルダ７７と外側磁性体コア７ａがＰ１方向へ移動し、リンク部材７５がＱ２方向へ回転すると、コアホルダ７７と外側磁性体コア７ａがＰ２方向へ移動する。
【００９３】
このように、リンク部材７５を設けることによって、コアホルダ７７と外側磁性体コア７ａの移動距離を長くすることが可能となる。リンク部材７５は付勢部材７４によってＱ１方向へ回転されるように付勢されており、外側磁性体コア７ａを移動規制する規制部材７３によって、リンク部材７５のＱ１方向への回転を規制している。尚、本実施形態ではリンク部材７５に弾性バネで構成される付勢部材７４を取り付けている。しかし、結果として外側磁性体コア７ａがＰ１へ動く方向であればよく、外側磁性体コア７ａやコアホルダ７７へ付勢部材を取り付けたり、リンク部材７５の自重によってＱ１方向へモーメントを作用させても用いてもよい。
【００９４】
図２０（ａ）に示すように、規制部材７３はピニオンギア８０と連結され、ピニオンギア８０の回転運動により、記録材搬送方向に直交する方向、すなわちＹ方向へ移動可能となっている。また、ピニオンギア８０はモータＭと駆動連結されており、モータＭの駆動力によって動作する。ホームポジションセンサ８１はフォトインタラプタであり、規制部材７３のフラグ部７３ａによって遮光されている（このときホームポジションセンサはＯＮ状態とする）。
【００９５】
したがって、図１９（ａ）、図２０（ａ）、図２１（ａ）の状態においては、規制部材７３によってすべてのリンク部材７５が規制されていることになる。図２２は、定着ベルト１方向からみた、誘導加熱ユニット７０の斜視図である。図１９および図２２に示すように規制部材７３には磁束遮蔽部材１１が一体に取り付けられており、規制部材７３とともに記録材搬送方向に直交する方向、すわなちＹ方向への移動が可能になっている。磁束遮蔽部材１１は銅板を用い、励磁コイル６と定着ベルト１の間に挿入しており、外側磁性体コア７ａの幅以上と規定している。
【００９６】
図２３は、最大サイズ紙通紙時の長手方向配置図である。最大サイズ紙通紙時（本実施形態ではＡ３ノビ）において、磁束遮蔽部材１１は、励磁コイル６の長手方向における内径ｒの端面と定着ベルト１を支持するための装置側板１２との間に対応する位置を初期位置Ａ１として配置している。この初期位置Ａ１をホームポジションとしている。このときホームポジションセンサ８１はＯＮ状態である。したがって、ホームポジションは、すべての外側磁性体コア７ａがＰ２方向へ規制され、且つ磁束遮蔽部材１１が初期位置Ａ１に配置されている状態である。
【００９７】
図２４、図２５は本実施形態のブロック図、フローチャートである。図２４に示すように、ＣＰＵ１１０は画像形成装置に設置されている操作部や、コンピュータ内の記録材サイズ入力手段１１１の信号を読み取り、ホームポジションセンサ８１の信号をもとにモータＭを制御している。
【００９８】
次に、図２５を用いて、コア移動動作の流れを説明する。プリントジョブが開始すると、記録材サイズ入力手段１１１から記録材サイズの入力値を読み取る。すると記録材サイズの入力値に合わせてＣＰＵ１１０の演算により、モータＭのホームポジションセンサ８１からの所定のパルス数Ｃ１を決定する。そして、ＣＰＵ１１０はホームポジションセンサ８１の入力信号を読み取り、ＯＦＦ状態であると、すなわち規制部材７３がホームポジションにいないと、規制部材７３をＹ２方向へ移動させる。即ち、モータＭを回転させることで、規制部材７３をＯＮ状態になるまで戻す。
【００９９】
ホームポジションセンサ８１が、ＯＮ状態であると、規制部材７３をＹ１方向へ動くようにモータＭを回転させる。そして、ホームポジションセンサ８１がＯＦＦへ切換わったことを認識すると、モータＭを所定のパルス数Ｃ１移動させて、コア移動動作が終了し、プリントが開始される。
【０１００】
図２０（ｂ）、図２１（ｂ）は、本実施形態のコア移動手段が移動した後の定着装置の上視図、断面図である。図２０（ｂ）、図２１（ｂ）においては、記録材サイズ入力手段１１１の信号からＢ４サイズと認識した際の、非通紙部領域のコア移動後の状態を示している。すなわち、両端のコアホルダ７７（図２１）の３つ分がＰ１方向へ移動し、外側磁性体コア７ａと励磁コイル６との間隙が広がっている。
【０１０１】
図２０（ｂ）のように規制部材７３がＹ１方向へ移動が開始すると、記録材搬送方向と直交方向の端部側のリンク部材７５から規制がはずれる。すなわち、規制部材７３が端部側から中央側へ移動するとき、端部側の外側磁性体コア７ａから規制を解除していくことになる。このように、小サイズ通紙時に規制部材７３を中央部へ動作させることで、規制部材７３の可動範囲が記録材搬送方向と直交方向に広がらないため、省スペースで構成することができる。
【０１０２】
規制部材７３から規制を解除された外側磁性体コア７ａの状態を図２１（ｂ）を用いて説明する。規制部材７３の規制からはずれたリンク部材７５は、付勢部材７４によって回転軸７８を中心にＱ１の方向へ回転する。そして、フレーム７９の突き当て部に当接し、リンク部材７５の位置が規制される。これに伴って、コアホルダ７７および外側磁性体コア７ａはハウジング７６の案内手段７６１の案内によって、Ｐ１方向へ移動し、外側磁性体コア７ａと励磁コイル６との間隙が広がることになる。
【０１０３】
一方、図２３（ｂ）に示すように規制部材７３の移動に伴って磁束遮蔽部材１１は記録材端部領域の適正位置Ｚまで移動している。したがって図２０（ｂ）、図２１（ｂ）、図２３（ｂ）に示すような状態においては、励磁コイル６と外側磁性体コア７ａの距離が離れているため、励磁コイル６の周りにできる外側磁性体コア７ａ及び誘導発熱体からなる磁気回路の効率が落ちて、発熱量が低下する。
【０１０４】
また、磁束遮蔽部材１１によって、記録材端部領域の励磁コイル６の周りに発生した磁気回路を遮蔽し、定着ベルト１、すなわち誘導発熱体の発熱自体を抑える。したがって、非通紙部昇温が回避され、その結果、外側磁性体コア７ａや励磁コイル６の異常昇温も回避される。
【０１０５】
逆に、規制部材７３をＹ２方向へ動かす際、すなわちホームポジションへ戻す場合
は、規制部材７３がリンク部材７５と接触し、リンク部材７５を図２１（ｂ）に示すＱ２方向へ回転させる。このとき、コアホルダ７７およびコア７２はＰ２方向へ動作する。すなわち、図２１（ｂ）の断面で示す状態は図２１（ａ）に示す状態へと移行する。
【０１０６】
このように、本実施形態においては外側磁性体コア７ａの移動と、磁束遮蔽部材１１の移動を単一の駆動源（モータＭ）で構成している。そして、規制部材７３等の構成部品を長手方向に大きくする必要もないため、構成を煩雑にすることなく、省スペースな構成で多種類の記録材サイズの非通紙部昇温を回避することができる。
【０１０７】
《第４の実施形態》
本実施形態は、画像形成装置、定着装置、定着ベルト、加圧ローラ、圧力付与部材、誘導加熱装置に関しては第１の実施形態と、磁性体コアおよび磁束遮蔽部材の移動手段に関しては第３の実施形態と同様であるため説明を省略する。図２６は本実施形態を示す斜視図である。図２６（ａ）はジョブ開始前の状態を示している。本実施形態では規制部材７３のホームポジションを検出するホームポジションセンサ８１の他、位置検出センサ８９を設けている。
【０１０８】
規制部材７３はホームポジションセンサが検出をするフラグ部７３ａの他、位置検出センサ８９が検出をする位置フラグ部７３ｂを有している。 位置検出センサ８９は規制部材７３が移動した際に位置フラグ部７３ｂの複数のエッジが通過することによって、検知信号がＯＮ⇒ＯＦＦあるいはＯＦＦ⇒ＯＮへの切り替わる。そのタイミングをＣＰＵ１１０が読み取り、モータＭへ動作指令を行う。尚、ＯＮ⇒ＯＦＦあるいはＯＦＦ⇒ＯＮへの切り替りの幅は、外側磁性体コア７ａの間隙と同一に設定している。
【０１０９】
図２７、図２８は本実施形態のブロック図、フローチャートである。図２７に示すように、ＣＰＵ１１０は画像形成装置に設置されている操作部や、コンピュータ内の記録材サイズ入力手段１１１の信号を読み取り、ホームポジションセンサ８１と位置検出センサ８９の信号をもとにモータＭを制御している。
【０１１０】
本実施形態では図２７に示すように、規制部材７３（図２６）の位置を検出する位置検出センサ８９を備え、その検出情報に基づいて、規制部材を駆動する規制部材移動駆動部としてのモータＭの回転数をＣＰＵ１１０で制御する。
【０１１１】
次に、図２８を用いて、コア移動動作の流れを説明する。プリントジョブが開始すると、記録材サイズ入力手段１０１から記録材サイズの入力値を読み取る。すると記録材サイズの入力値に合わせてＣＰＵ１１０の演算により、モータＭのホームポジションセンサ８１がＯＮ⇒ＯＦＦへの切り替わりを基準に、位置検出センサ８９のＯＮ⇒ＯＦＦまたはＯＦＦ⇒ＯＮへの所定の切替わり数Ｃ２を決定する。
【０１１２】
そして、ＣＰＵ１１０はホームポジションセンサ８１の入力信号を読み取り、ＯＦＦ状態であると、すなわち規制部材７３がホームポジションにいないと、モータＭを回転させることで、規制部材７３をＯＮ状態になるまで戻す。即ち、規制部材７３が記録材搬送方向と直交方向の中央側に寄っているため、規制部材７３をＹ２方向へ移動させる。
【０１１３】
ホームポジションセンサ８１が、ＯＮ状態であると、規制部材７３がホームポジションにいるとして、規制部材７３をＹ１方向へ動くようにモータＭを回転させる。そして、ホームポジションセンサ８１がＯＦＦへ切換わったことを認識すると、モータＭを位置検出センサ８９の所定の切替わり数Ｃ２だけ移動させてコア移動動作を停止し、プリントが開始される。この状態を図２６（ｂ）に示す。
【０１１４】
その後、ジョブが開始されると、第１の実施形態で示したように連続通紙の所定枚数後に記録材端部領域の非通紙部昇温を回避するために磁束遮蔽手段１１を移動させる必要がある。
【０１１５】
図２９は通紙初期から通紙後期にかけての外側磁性体コア７ａと磁束遮蔽手段１１の通紙片側領域の状態を示す説明図である。この際、磁束遮蔽手段１１を保持した規制部材７３は、ジョブの初期状態から外側磁性体コア７ａの移動している数が変化しない位置に対応した位置フラグ部７３ｂのエッジを位置検出センサ８９で検出する。これにより基準取りを行った後、モータＭを所定のパルス数Ｃ３移動して通紙後期につなげる。
【０１１６】
即ち、通紙ジョブ中に、第２の磁束調整手段である磁束遮蔽手段１１の移動に際し前記規制部材を移動する場合、前記磁性体コアの移動している数が変化しないようにされる。そして、これにより、通紙途中で磁束遮蔽手段１１を保持した規制部材７３を移動する際、位置フラグ部で必ず移動位置への基準が定まる。このため、初期に移動した規制部材７３の位置バラツキや通紙中に熱膨張等による規制部材７３の位置バラツキをキャンセルすることができる。すなわち、通紙中に移動した磁束遮蔽手段１１の位置精度が向上する。
【０１１７】
また、外側磁性体コア７ａの移動している数が変化しない位置に対応した位置フラグ部７３ｂのエッジを検出しているので、移動の際に外側磁性体コア７ａの移動による非通紙部昇温や端部定着不良を誘発させることもない。
【０１１８】
さらに、位置検出センサ８９と規制部材７３の位置フラグ部７３ｂを設けることで、位置精度を向上させるためにホームポジションまで戻す必要もなく、通紙中の生産性の低下も生じることがない。
【０１１９】
（変形例）
以上、分割された外側磁性体コア７ａについては、長手方向の幅が夫々等しいという前提で説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、長手方向の端部側において中央部側とは異なり、図１の破線で囲まれる４個分の外側磁性体コア７ａを連結した幅で一体的に移動可能としても良い。
【０１２０】
また以上、磁束遮蔽手段１１に関しては、加熱回転体の回転軸方向である長手方向に移動可能と説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、磁束遮蔽手段１１を円筒状あるいは部分円筒状（例えば円周角度が１２０度）の回転体の表面に両端部側の磁束遮蔽手段として設け、この磁束遮蔽手段１１の組を記録材の幅サイズに応じて複数組設けても良い。そして、記録材の幅サイズに応じて磁束遮蔽手段１１が設けられた前記回転体を幅サイズに応じた所定角度回動させることで、長手方向適切な位置に磁束遮蔽手段１１をセットできる。
【符号の説明】
【０１２１】
１・・定着ベルト、２・・加圧ローラ、６・・励磁コイル、７ａ・・外側磁性体コア、
１１・・磁束遮蔽部材、１２・・装置側板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に使用される像加熱装置に関する。像加熱装置としては、記録材に形成された未定着画像を定着する定着装置や、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を向上させる光沢付与装置等が挙げられる。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式の複写機等では、搬送される記録媒体である記録材上に転写されたトナー像（未定着画像）のトナー（現像剤）を、熱によって融解して当該記録材上に融着させる像加熱装置としての定着装置が設けられている。
【０００３】
この定着装置においては、高速昇温させるために、加熱媒体である定着ローラを薄肉小径化したもの、樹脂フィルムの回転体に対しその内側から加熱体を圧接したもの、薄肉金属の回転体を誘導加熱により加熱するものなどが知られている。これらはいずれも加熱媒体である回転体の熱容量を小さくし、加熱効率の良い熱源で加熱しようとしたものである。また、非接触の加熱源を用いたものもあるが、コストやエネルギー効率の点から、複写機などの画像形成装置では、薄肉の回転体を記録材に接触させて記録材上の現像剤を加熱溶融させるタイプの定着装置が多く提案されている。
【０００４】
ところが、熱容量を小さくするために薄肉の回転体を加熱媒体として使用する場合、軸直角断面の断面積がきわめて小さくなるために、軸方向への熱移動率が良好でない。この傾向は薄肉なほど顕著であり、熱伝導率の低い樹脂等の材質では更に低くなる。
【０００５】
これは、熱伝導率をλ、２点間の温度差をθ１−θ２、長さをＬとしたとき、単位時間に伝わる熱量Ｑは、以下の式で表されるというフーリエの法則からも明らかである。
【０００６】
Ｑ＝λ・ｆ（θ１−θ２）／Ｌ
このことは、回転体の長手方向（回転軸方向）の長さと等しい記録材、すなわち最大通紙幅の記録材を通紙して定着させる場合には問題ない。しかし、幅の小さい小形サイズの記録材を連続で通紙させる場合には、回転体の非通紙領域における温度が温調温度よりも上昇し、通紙領域における温度と非通紙領域における温度との温度差が極めて大きくなってしまうという問題があった。
【０００７】
したがって、このような加熱媒体の長手方向の温度ムラのために、樹脂材料からなる周辺部材の耐熱寿命が低下したり、熱的損傷を被ったりする虞れがある。
【０００８】
更には、小形サイズの記録材を連続で通紙させた直後に大形サイズの記録材を通紙したときに、部分的な温度ムラによる紙シワ、スキュー等や、定着ムラが生じる虞があるという問題もある。このような通紙領域と非通紙領域との温度差は、搬送される記録材の熱容量が大きく、スループット（単位時間あたりのプリント枚数）を高くするほど広がることになる。このため、薄肉で低熱容量の回転体により像加熱装置を構成する場合に、スループットの高い複写機などへの適用を困難にしていた。
【０００９】
ところで、加熱源としてハロゲンランプや発熱抵抗体を使用した像加熱装置で、加熱源を分割し、通紙幅に応じた領域を加熱するように選択的に通電するものが知られている。また、誘導コイルを加熱源とした加熱装置においても同様に加熱源を分割して選択的に通電するものがある。
【００１０】
しかしながら、加熱源を複数設けたり分割したりすれば、その分だけ制御回路も複雑でコストも高くなり、さらに種々の幅の記録材に対応させようとすると分割数も更に多くなりコストも一層高いものとなる。しかも、薄肉の回転体を加熱媒体にすると、分割した場合の境目付近の温度分布が不連続かつ不均一で定着性能に影響を及ぼす虞がある。
【００１１】
これを解決するため、電磁誘導加熱方式の像加熱装置で、記録材のサイズに対応するため、磁性体コアが記録材搬送に直交する方向で分割され、移動手段で移動可能とし、その移動距離を記録材のサイズによって異ならせる装置が知られる（特許文献１）。
【００１２】
それにより、非通紙領域で誘導加熱源と磁性体コアの間隔が大きくなるため、誘導加熱源の周りにできる、磁性体コア及び加熱媒体からなる磁気回路の効率が落ちて、発熱量が低下する。すなわち非通紙部昇温が回避され、その結果、磁性体コアや誘導加熱源の異常昇温も回避される。また、各記録材のサイズに対応するため、その移動距離を記録材のサイズによって異ならせており、各記録材のサイズによっても非通紙部昇温を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−１９４９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述した電磁誘導加熱方式の像加熱装置においては、次のような問題点がある。記録材搬送に直交する方向で分割された磁性体コアと記録材の位置関係が一致せず、加熱領域が記録材より広くなってしまうと、非通紙部において昇温してしまう。また、記録材搬送に直交する方向で分割された磁性体コアと記録材の位置関係が一致していても、記録材の両端部（コバ部）で昇温してしまう。これは、記録材の端部においてもトナーを定着するのに十分な発熱量を要するが、通紙するにつれ、通紙域に対して記録材の端部では記録材に奪われる熱量は小さく、過昇温してしまうためである。
【００１５】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、通紙するにつれ非通紙領域で生ずる過昇温を低減できる像加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、この発明に係わる画像加熱装置の代表的な構成は、磁束を生ずるコイルと、前記コイルから生ずる磁束により発熱する回転可能な発熱部材と、前記発熱部材の外側に設けられ、前記発熱部材の回転軸線方向において並べて配置された複数の磁性体コアと、少なくとも複数の内の一部の前記磁性体コアを第一位置から前記コイルから離れた位置である第二位置へ移動させる第一移動手段と、を有し、前記発熱部材が記録材の画像を加熱する像加熱装置において、前記磁性体コアと前記発熱部材との間を移動可能であり、前記磁性体コアから前記発熱部材に向かう磁束を減らすための磁束調整部材と、記録材の非通紙領域の第一の磁性体コアを前記第一移動手段により前記第二位置に移動させ、前記非通紙領域であって前記第一の磁性体コアの隣の第二の磁性体コアを前記第一位置に配置して画像を加熱する際に、前記第二の磁性体コアに対応する位置に前記磁束調整部材を移動させる第二移動手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、磁性体コアによる磁束調整幅が記録材の幅と不一致となることから生ずる定着部材の部分的な過昇温を低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の磁束調整手段と第２の磁束調整手段の配置に関し、（ａ）は記録材が最大サイズの場合、（ｂ）は記録材がＡ４サイズの場合、（ｃ）は記録材がＡサイズの場合を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る像加熱装置を搭載した画像形成装置の構成模式図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態に係る像加熱装置の制御系を含む説明図、（ｂ）は外側磁性体コアが移動した状況の説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る像加熱装置における定着ベルトの層構造図である。
【図５】本発明の実施形態に係る像加熱装置の長手方向断面図である。
【図６】第１の磁束調整手段としての外側磁性体コアと第２の磁束調整手段としての磁束遮蔽手段を含む像加熱装置の斜視図である。
【図７】記録材の幅が磁束が強められている外側磁性体コアの幅より小さい場合の説明図である。
【図８】記録材の幅が磁束が強められている外側磁性体コアの幅と等しい場合の説明図である。
【図９】第２の磁束調整手段の挿入時の像加熱装置の制御系を含む説明図である。
【図１０】第２の磁束調整手段の長手方向の幅と記録材端部での昇温の関係図である。
【図１１】最大サイズ紙における第２の磁束調整手段の長手方向の幅と長手温度分布の関係図である。
【図１２】Ａ４サイズ紙における第２の磁束調整手段の長手方向の挿入適正位置を示す図である。
【図１３】Ａ４サイズ紙における第２の磁束調整手段による昇温に対する低減効果を示す図である。
【図１４】第１の実施形態におけるフローチャートである。
【図１５】第２の実施形態における外側磁性体コアが移動した場合の長手温度分布を示す図である。
【図１６】第２の実施形態における端部側の外側磁性体コアが更に多く移動した場合の長手温度分布を示す図である。
【図１７】第２の実施形態における第２の磁束調整手段の長手方向の挿入適正位置を示す図である。
【図１８】第２の実施形態における第２の磁束調整手段による昇温に対する低減効果を示す図である。
【図１９】第３の実施形態における、第１の磁束調整手段としての外側磁性体コアと第２の磁束調整手段としての磁束遮蔽手段を含む像加熱装置の斜視図である。
【図２０】（ａ）は第３の実施形態における大サイズ通紙時に規制部材が端部側に位置することの説明図、（ｂ）は小サイズ通紙時に規制部材を中央部へ動作させる図である。
【図２１】（ａ）は第３の実施形態における外側磁性体コアが励磁コイルに近い状態の説明図、（ｂ）は外側磁性体コアが励磁コイルから離れた状態の説明図である。
【図２２】第３の実施形態における誘導加熱ユニットの斜視図である。
【図２３】（ａ）は第３の実施形態における最大サイズ紙通紙時の長手方向配置図、（ｂ）はＢ４サイズ紙通紙時の長手方向配置図である。
【図２４】第３の実施形態におけるブロック図である。
【図２５】第３の実施形態におけるフローチャートである。
【図２６】（ａ）は第３の実施形態における大サイズ通紙時に規制部材が端部側に位置することの斜視図、（ｂ）は小サイズ通紙時に規制部材を中央部へ動作させる斜視図である。
【図２７】第４の実施形態におけるブロック図である。
【図２８】第４の実施形態におけるフローチャートである。
【図２９】第４の実施形態における通紙初期の第１の磁束調整手段と第２の磁束調整手段の通紙片側領域の状態に関し、（ａ）は通紙初期を示す図、（ｂ）は基準取りを示す図、（ｃ）は通紙後期を示す図である。
【図３０】（ａ）は励磁コイルと第２の磁束調整手段に関する断面図、（ｂ）は励磁コイルの上視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一又は対応する部分には同一の符号を付す。
【００２０】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図２は、本発明に係る像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置の一例の構成模型図である。この画像形成装置は電子写真方式を用いたカラー画像形成装置である。Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋはそれぞれイエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの色トナー画像を形成する４つの画像形成部であり、下から上に順に配列してある。各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋは、それぞれ、感光体ドラム２１、帯電装置２２、現像装置２３、クリーニング装置２４等を有している。
【００２１】
イエローの画像形成部Ｙの現像装置２３にはイエロートナーを、シアンの画像形成部Ｃの現像装置２３にはシアントナーを、マゼンタの画像形成部Ｍの現像装置２３にはマゼンタトナーをそれぞれ収容させている。そして、ブラックの画像形成部Ｋの現像装置２３にはブラックトナーを収容させている。
【００２２】
ドラム２１に露光を行うことにより静電潜像を形成する光学系２５が４色の画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋに対応して設けられている。光学系としては、レーザー走査露光光学系を用いている。
【００２３】
各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋにおいて、帯電装置２２により一様に帯電されたドラム２１に対して光学系２５より画像データに基づいた走査露光がなされることにより、ドラム表面に走査露光画像パターンに対応した静電潜像が形成される。
【００２４】
それらの静電潜像が現像装置２３によりトナー画像として現像される。すなわち、イエローの画像形成部Ｙのドラム２１にはイエロートナー画像が、シアンの画像形成部Ｃのドラム２１にはシアントナー画像が、マゼンタの画像形成部Ｍのドラム２１にはマゼンタトナー画像がそれぞれ形成される。そして、ブラックの画像形成部Ｋの感光体ドラム２１にはブラックトナー画像が形成される。
【００２５】
各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋのドラム２１上に形成された上記の色トナー画像は各ドラム２１の回転と同期して、略等速で回転する中間転写体２６上へ所定の位置合わせ状態で順に重畳されて一次転写される。これにより中間転写体２６上に未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。本実施形態においては、中間転写体２６として、エンドレスの中間転写ベルトを用いており、駆動ローラ２７、２次転写ローラ対向ローラ２８、テンションローラ２９の３本のローラに巻きかけて張架してあり、駆動ローラ２７によって駆動される。
【００２６】
各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋのドラム２１上から中間転写ベルト２６上へのトナー画像の一次転写手段としては、一次転写ローラ３０を用いている。一次転写ローラ３０に対して不図示のバイアス電源よりトナーと逆極性の一次転写バイアスを印加する。これにより、各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋのドラム２１上から中間転写ベルト２６に対してトナー画像が一次転写される。各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋにおいてドラム２１上から中間転写ベルト２６への一次転写後、ドラム２１上に転写残として残留したトナーはクリーニング装置２４により除去される。
【００２７】
上記工程を中間転写ベルト２６の回転に同調して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して行い、中間転写ベルト６上に、各色の一次転写トナー画像を順次重ねて形成していく。なお、単色のみの画像形成（単色モード）時には、上記工程は、目的の色についてのみ行われる。
【００２８】
一方、記録材カセット３１内の記録材Ｐは、給送ローラ３２により一枚分離給送される。そして、レジストローラ３３により所定のタイミングで、２次転写ローラ対向ローラ２８に巻きかけられている中間転写ベルト２６部分と２次転写ローラ３４との圧接部である転写ニップ部に搬送される。
【００２９】
中間転写ベルト２６上に形成された一次転写合成トナー画像は、２次転写ローラ３４に不図示のバイアス電源より印加されるトナーと逆極性のバイアスにより、記録材Ｐ上に一括転写される。２次転写後に中間転写ベルト２６上に残留した２次転写残トナーは中間転写ベルトクリーニング装置３５により除去される。
【００３０】
記録材Ｐ上に２次転写されたトナー画像は、像加熱装置である定着装置Ａにより記録材Ｐ上に溶融混色定着され、フルカラープリントとして排紙パス３６を通って排紙トレイ３７に送り出される。
【００３１】
（定着装置）
以下の説明において、定着装置またはこれを構成している部材の長手方向とは記録材搬送路面内において記録材搬送方向に直交する方向（加熱回転体の回転軸方向）に平行な方向である。また短手方向とは記録材搬送方向に平行な方向である。定着装置に関し、正面とは装置を記録材入口側からみた面、背面とはその反対側の面（記録材出口側）、左右とは装置を正面から見て左または右である。上流側と下流側とは記録材搬送方向に関して上流側と下流側である。
【００３２】
図３は本実施形態における像加熱装置としての定着装置の制御系を含む要部の拡大横断側面図である。１は金属層を有する無端状の定着ベルトである。２は定着ベルト１の外周と接するように配設された加圧体としての加圧ローラである。３は定着ベルト１と加圧ローラ２との間に押圧力を作用させて定着ニップ部Ｎを形成する圧力付与部材であり、金属製のステー４に保持されている。
【００３３】
また、ステー４の励磁コイル６側には、誘導加熱による温度上昇を防止するための磁気遮蔽部材としての磁気遮蔽コア５が設けられている。図５に示す１０は定着ベルト１の長手方向移動および周方向の形状を規制する規制部材としての左右の定着フランジである。定着フランジ１０内に挿通して配設したステー４の両端部と装置シャーシ側のバネ受け部材９ａとの間にステー加圧バネ９ｂを縮設することでステー４に押し下げ力を作用させている。これにより、定着フランジ１０の下面と加圧ローラ２の上面とが定着ベルト１を挟んで圧設して所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。
【００３４】
図３（ａ）の１００は定着ベルト１を誘導加熱する加熱源（誘導加熱手段）としての誘導加熱装置である。この誘導加熱装置１００は、後に説明する励磁コイル６と、励磁コイル６によって発生した磁界が定着ベルト１の金属層（導電層）以外に実質漏れないように該励磁コイル６を覆わせた外側磁性体外側磁性体コア７ａを含む。そして、誘導加熱装置１００は、それらと、それらを電気絶縁性の樹脂によって支持するモールド部材７ｃと、から構成される。
【００３５】
この誘導加熱装置１００は定着ベルト１の外周面の上面側において、定着ベルト１に所定のギャップ（隙間）を存して対面させて配設してある。図３（ｂ）に示すように、非通紙部においては励磁コイル６と外側磁性体コア７ａの隙間を広げることで、定着ベルト１を通過する磁束密度を低め、定着ベルト１の発熱量を低下させている。即ち、長手方向端部側の外側磁性体コア７ａを回転可能な発熱部材である定着ベルト１から離した退避位置（図３（ｂ）の位置）である第二位置へ、退避位置よりも発熱部材に近づける加熱位置（図３（ａ）の位置）である第一位置から移動させる。
【００３６】
これにより、定着ベルト１への作用磁束の長手方向の密度分布を変化させ、回転軸線方向における通紙可能な最大サイズの記録材の幅よりも小さい幅の記録材を通紙した際に非通紙部領域への発熱量を低下させることができる。この外側磁性体コア７ａの移動手段は制御部と移動機構を備え、第一移動手段として機能する。
【００３７】
定着ベルト１の回転状態において、誘導加熱装置１００の励磁コイル６には電源装置（励磁回路を含む）１０１から２０〜５０ｋＨｚの高周波電流が印加されて、該励磁コイル６によって発生した磁界により定着ベルト１の金属層（導電層）が誘導発熱する。
【００３８】
ＴＨ１は例えばサーミスタ等の温度センサ（温度検出素子）であり、定着ベルト１の幅方向中央内面部の位置に当接させて配設してある。この温度センサＴＨ１は通紙域になる定着ベルト部分の温度を検知し、その検知温度情報が制御回路部１０２にフィードバックされる。制御回路部１０２はこの温度センサＴＨ１から入力する検知温度が所定の目標温度（定着温度）に維持されるように電源装置１０１から励磁コイル６に入力する電力を制御している。すなわち、定着ベルトの検出温度が所定温度に昇温した場合、励磁コイル６への通電が遮断される。
【００３９】
本実施形態では、定着ベルト１の目標温度である１８０℃で一定になるように、温度センサＴＨ１の検出値に基づいて高周波電流の周波数を変化させて励磁コイル６に入力する電力を制御して温度調節を行っている。
【００４０】
上記の温度センサＴＨ１は、圧力付与部材３に弾性支持部材を介して取り付けられており、定着ベルトの当接面が波打つなどの位置変動が生じたとしてもこれに追従して良好な接触状態が維持されるように構成されている。
【００４１】
定着ベルト１は、少なくとも画像形成実行時には、制御回路部１０２で制御されるモータ（駆動手段）Ｍ１によって加圧ローラ２によりが回転駆動される。それにより、図２の画像転写部側から搬送されてくる、未定着トナー画像Ｔを担持した記録材Ｐの搬送速度とほぼ同一の周速度で回転駆動される。本実施形態の場合、定着ベルト１の表面回転速度が、３００ｍｍ／ｓｅｃで回転し、フルカラーの画像を１分間にＡ４サイズで８０枚、Ａ４Ｒサイズで５８枚定着することが可能である。
【００４２】
また、誘導加熱装置１００の励磁コイル６に制御回路部１０２で制御される電源装置１０１から電力供給がなされて定着ベルト１が所定の定着温度に立ち上がって温調された状態になる。その状態において、定着ニップ部Ｎにおける定着ベルト１と加圧ローラ２との間に、未定着トナー画像Ｔを有する記録材Ｐがそのトナー画像担持面側を定着ベルト１側に向けてガイド部材７で狭持搬送される。そして、定着ニップ部Ｎにおいて定着ベルト１の外周面に密着し、定着ベルト１と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。
【００４３】
これにより、主に定着ベルト１の熱が付与され、また定着ニップ部Ｎの加圧力を受けて未定着トナー画像Ｔが記録材Ｐの表面に熱圧定着される。定着ニップ部Ｎを通った記録材Ｐは定着ベルト１の外周面から定着ベルト１の表面が定着ニップ部Ｎの出口部分の変形によって自己分離されて定着装置外へ搬送される。
【００４４】
（定着ベルト）
図４は定着ベルト１の層構成模型図である。定着ベルト１は内径が３０ｍｍで電気鋳造法によって製造したニッケルを基層（金属層）１ａを有している。この基層１ａの厚みは４０μｍである。基層１ａの外周には弾性層１ｂとして耐熱性シリコーンゴム層が設けられている。シリコーンゴム層の厚さは１００〜１０００μｍの範囲内で設定するのが好ましい。
【００４５】
本実施形態では、定着ベルト１の熱容量を小さくしてウォーミングアップタイムを短縮し、かつカラー画像を定着するときに好適な定着画像を得ることを考慮して、シリコーンゴム層の厚みは３００μｍとされている。このシリコーンゴムは、ＪＩＳ−Ａ２０度の硬度を持ち、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。 更に弾性層１ｂの外周には、表面離型層１ｃとしてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられている。
【００４６】
基層１ａの内面側には、定着ベルト内面と温度センサＴＨ１ との摺動摩擦を低下させるために、フッ素樹脂やポリイミドなどの樹脂層（滑性層）１ｄを１０〜５０μｍ設けても良い。本実施形態では、この層１ｄとしてポリイミドを２０μｍ設けた。
【００４７】
なお、定着ベルト１の金属層１ａにはニッケルの他に鉄合金や銅、銀などを適宜選択可能である。また、樹脂基層にそれら金属を積層させるなどの構成でも良い。金属層１ａの厚みは、後で説明する励磁コイルに流す高周波電流の周波数と金属層の透磁率・導電率に応じて調整して良く、５〜２００μｍ程度の間で設定すると良い。
【００４８】
（加圧ローラ）
定着ベルト１との間で定着ニップ部を形成するための加圧ローラ２（加圧回転体）は、外径が３０ｍｍで長手方向中央部の径が２０ｍｍで両端部の径が１９ｍｍである鉄合金製の芯金２ａに、弾性層２ｂとしてシリコーンゴム層が設けてある。表面は、離型層２ｃとしてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられる。加圧ローラ２の長手方向中央部における硬度は、ＡＳＫ−Ｃ７０℃である。芯金２ａにテーパー形状をつけているのは、加圧した時に圧力付与部材３が撓んでも定着ベルト１と加圧ローラ２で挟まれる定着ニップ内の圧力が長手方向にわたって均一にするためである。
【００４９】
本実施形態における定着ベルト１と加圧ローラ２との定着ニップ部の回転方向の幅は、定着ニップ圧が６００Ｎにおいては、長手方向両端部で約９ｍｍ、中央部では約８．５ｍｍである。これは記録材Ｐの両端部での搬送速度が中央部と比べて速くなるので紙しわが発生しにくくなるという利点がある。
【００５０】
（圧力付与部材）
図５は本実施形態における像加熱装置としての定着装置の正面断面図を示している。１０は定着ベルト１の長手方向移動および周方向の形状を規制する規制部材としての左右の定着フランジである。定着フランジ１０内に挿通して配設したステー４の両端部と装置シャーシ側のステー用バネ受け部材９ａとの間にステー加圧バネ９ｂを縮設することでステー４に押し下げ力を作用させている。
【００５１】
これにより、定着フランジ１０の下面と加圧ローラ２の上面とが定着ベルト１を挟んで圧設して所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。こうすることで加圧ローラ２の弾性層や定着ベルトが変形してしまうのを防止することが出来る。３は定着ベルト１と加圧ローラ２との間に押圧力を作用させて定着ニップ部Ｎを形成する圧力付与部材であり、金属製のステー４に保持されている。
【００５２】
圧力付与部材３は耐熱性樹脂であり、ステー４は圧接部に圧力を加えるために剛性が必要であるため、本実施形態では鉄製である。また、圧力付与部材３は特に両端部で励磁コイル６と接近しており、圧力付与部材３の発熱を防止するために励磁コイル６で生じる磁界を遮蔽するために、圧力付与部材３の上面に長手方向にわたって磁気遮蔽コア５（図３）を配置してある。
【００５３】
また、回転する定着ベルト１は、基層１ａが金属で構成されているので、回転状態にあっても幅方向への寄りを規制するための手段としては、定着ベルト１の端部を単純に受け止めるだけの定着フランジ１０を設ければ十分である。これにより、定着装置の構成を簡略化できるという利点がある。 １２は定着ベルト１を支持するための装置側板である。装置側板１２により、定着ベルト１の長手方向の位置が規制されている。
【００５４】
（誘導加熱装置）
図３０（ａ）（ｂ）に示すように、励磁コイル６の形状は、断面形状が略半円形状（円弧形状）であり、長手方向の端部のＵターン部も同様に略半円形状の形状である。そして励磁コイル６は、電線６ｘとして例えばリッツ線を用い、これを横長・船底状にして定着ベルト１の周面と側面の一部に対向するように巻回してなる。また長手方向におけるコイル内径を図３０（ｂ）に示す。
【００５５】
図３（ａ）（ｂ）に示す本実施形態において、定着ベルト１と誘導加熱装置１００の励磁コイル６とは、０．５ｍｍのモールドにより電気絶縁の状態を保つ。定着ベルト１と励磁コイル６との間隔は１．５ｍｍ（モールド表面と定着ベルト表面の距離は１．０ｍｍ）で一定であり、定着ベルト１は均一に加熱される。
【００５６】
励磁コイル６には、２０〜５０ｋＨｚの高周波電流が印加される。そして、定着ベルト１の金属で構成される基層１ａが誘導発熱し、定着ベルト１の目標温度である１８０℃で一定になるように、温度センサＴＨ１の検出値に基づいて高周波電流の周波数を変化させて励磁コイル６に入力する電力を制御して温度調節される。
【００５７】
励磁コイル６を含む誘導加熱装置１００が、高温になる定着ベルト１の内部ではなく外部に配置されているため、励磁コイル６の温度が高温になりにくく、電気抵抗も上昇せず高周波電流を流してもジュール発熱による損失を軽減する事が可能となる。また励磁コイル６を外部に配置したことで定着ベルト１の小径化（低熱容量化）にも寄与しており、しいては省エネルギー性にも優れていると言える。
【００５８】
本実施形態の定着装置のウォーミングアップタイムは、非常に熱容量が低い構成であるため、例えば励磁コイル６に１２００Ｗ入力すると約１５秒で目標温度である１６０℃に到達できる。これにより、スタンバイ中の加熱動作が不要であるため、電力消費量を非常に低く抑える事が可能である。
【００５９】
（外側磁性体コアの移動）
図６に示すように、外側磁性体コア７ａ・７ｂは記録材搬送方向と直交する方向に並んで配置されており、コイル６の巻き中心部と周囲を囲むように構成されている。外側磁性体コア７ａは通紙端部の領域Ｅにおけるコアであり、図９に示すようにコア移動機構１０２ａによって図中矢印方向に移動可能となっている。ここで、制御回路部１０２とコア移動機構１０２ａは、第一移動手段を構成する。
【００６０】
また、コア７ｂは通紙中心の領域におけるコアで、ハウジングに固定されている。尚、領域Ｄは小サイズ紙幅に対応した通紙領域幅となっており、領域Ｄと領域Ｅを合わせた幅は大サイズ紙幅に対応した通紙領域幅となっている。
【００６１】
外側磁性体コア７ａ・７ｂはコイル６より発生した交流磁束を効率よく定着ベルト１に導く役割をする。すなわち、磁気回路（磁路）の効率を上げるためと磁気遮蔽のために用いている。外側磁性体コア７ａ・７ｂの材質として、フェライト等の高透磁率残留磁束密度の低いものを用いると良い。
【００６２】
種々の紙サイズ、例えばハガキ、Ａ５、Ｂ４、Ａ４、Ａ３ノビサイズの非通紙部昇温の回避に対応できるよう、通紙端部の領域Ｅにおいて、外側磁性体コア７ａは記録材搬送方向に直交する方向で複数に分割されている。図３（ｂ）に示すように、非通紙域においては外側磁性体コア７ａがコイル６から離れる方向に移動し、定着ベルト１に通過する磁束密度を弱めている。記録材の搬送方向に直交する方向のサイズの変更に応じて、記録材サイズに応じた端部側位置で外側磁性体コア７ａを移動させる第１の磁束調整手段としては、任意の移動機構で良く、例えば後述するリンク部材７５（図２１）が用いられる。
【００６３】
本実施形態においては、外側磁性体コア７ａの記録材搬送方向に交差する方向の幅は１０ｍｍとしている。記録材のサイズに対応して外側磁性体コア７ａが移動することで、非通紙部での昇温を抑制する。図７、図８に幅Ａの記録材を通紙する場合の、外側磁性体コア７ａの移動による効果を示す。図７は記録材の幅Ａが外側磁性体コア７ａによって磁束が強められている幅Ｂより小さい場合の通紙１枚目（点線）と通紙５００枚目（実線）の定着ベルト長手温度分布を示している。
【００６４】
これによると、通紙１枚目において通紙域で均一な温度分布を得ようとすると、通紙５００枚目において紙端部の位置において定着ベルト１は２７０℃となり非常に大きな昇温をしてしまっているのが分かる。この過昇温は定着ベルトの耐久破壊を招くため、低減することが必須となる。次に、図８は記録材の幅Ａと外側磁性体コア７ａによって磁束が強められている幅Ｂが一致する時の通紙１枚目（点線）と通紙５００枚目（実線）の定着ベルト長手温度分布を示している。
【００６５】
これによると、通紙５００枚目においても、記録材端部での過昇温は定着ベルト１の耐久限界温度以下である２２０℃となっている。しかし、通紙１枚目においても、通紙５００枚目においても通紙域端部で１０．℃以上の温度ダレが見られる。これは、トナーに十分な熱量を与えることが出来ず、低温オフセットを誘発してしまう結果となる。
【００６６】
（磁束調整部材）
そこで、上記したような記録材端部における過昇温を防止し、かつ、通紙域端部での温度ダレも防止するために、図９に示すように長手方向端部側に磁束調整部材として
磁束遮蔽部材１１を移動機構１０２ｂによって移動可能とする。これにより、定着ベルト１への作用磁束の長手方向の密度分布を変化させることができる。制御回路部１０２と移動機構１０２ｂは、第二移動手段を構成する。
【００６７】
磁束遮蔽部材１１としては、アルミニウム、銅、銀、金、真鍮などの非磁性金属やその合金でも良いし、高透磁率部材であるフェライトやパーマロイなどの材料でもよい。また、磁束遮蔽部材１１は励磁コイル６と外側磁性体コア７ａの間、励磁コイル６と定着ベルト１の間、もしくは定着ベルト１と磁気遮蔽コア５の間などが考えられる。
【００６８】
本実施形態においては、図９に示すように磁束遮蔽部材１１として銅板を用い、励磁コイル６と定着ベルト１の間に挿入した。銅板挿入の効果としては、コア移動より磁束を弱め定着ベルト１の基層１ａの発熱量を低下する効果が大きく、また、外側磁性体コア７ａの移動機構と連動して移動することで、外側磁性体コア７ａの分割幅よりも細かく長手発熱分布を制御できることにある。銅板の厚みとしては表皮深さ以上である０．５ｍｍのものを用いる。
【００６９】
磁束遮蔽部材１１は長手方向において定着ベルト１の両端部に配置される。それぞれの端部に配置される磁束遮蔽部材１１の長手幅Ｘ（記録材搬送方向と交差する方向の幅）は、定着ベルト１の装置側板１２と励磁コイル６の長手方向における内径の差分位置に配置できる幅以下の幅とした。これは、磁束遮蔽効果を発揮する十分な幅を持つこと、最大サイズ通紙時に対応する最大発熱幅を低減しないこと、そして、定着器の長手幅も拡大することなく配置出来る幅であるといった３つの理由からである。
【００７０】
磁束遮蔽効果を発揮する十分な幅は、図１０に示すように、記録材端部での昇温の低減効果が外側磁性体コア７ａの幅より小さいところであると小さくなってしまうためで、外側磁性体コア７ａの幅以上と規定している。
【００７１】
次に、最大発熱幅を低減せず、また、定着器の長手幅も拡大することもない配置は図１１により明示する。この図１１は、磁束遮蔽部材１１がない場合と、磁束遮蔽部材１１を装置側板１２と励磁コイル６の長手方向における内径の差分位置に配置した場合と、磁束遮蔽部材１１の幅がそれ以上の場合に関しての、定着ベルト１の最大発熱幅を示してある。
【００７２】
これによると、磁束遮蔽部材１１を装置側板１２と励磁コイル６の長手方向における内径の差分位置に配置した場合は磁束遮蔽部材１１を配置しない場合と比較して、最大発熱幅がほぼ変わらない。それに対して、磁束遮蔽部材１１の幅が広い場合に関しては、長手の最大発熱幅が短くなっているのが分かる。これにより、最大サイズ紙通紙時においては、磁束遮蔽部材１１は装置側板１２と励磁コイル６の長手方向における内径の差分位置に配置された状態を初期位置Ａ１として配置する。
【００７３】
（磁束遮蔽部材による効果）
本実施形態における磁束遮蔽部材１１挿入の効果を説明するために実際に検討を行う。条件としては、１５℃環境においてＡ４ １０５ｇ紙を８０ｐｐｍで５００枚通紙した。一つの外側磁性体コア７ａ、磁束遮蔽部材１１の長手幅はそれぞれＸ１、Ｙ１である。温調温度は定着ベルト１の中央において１８０℃とし、定着ベルト１の耐久破壊温度は定着ベルト１の内面において２３０℃である。耐久破壊温度よりも定着ベルト温度が高くなってしまうと、耐久通紙可能枚数が大幅に低減してしまう。
【００７４】
図１２に一方の端部における磁束遮蔽部材１１の挿入位置と記録材端部の温度との関係図を示す。磁束遮蔽部材１１を記録材端部位置まで挿入してしまうと、通紙域で温度ダレが発生してしまう。それに対し、挿入位置を記録材端部位置外側へ離すほど記録材端部での昇温低減効果は低下しまう。これらを共に回避出来る位置を適正位置としているが、これは環境、紙種や生産性などによらないため、初期設定として位置を設定できる。
【００７５】
本実施形態においては、適正領域の中でも記録材端部位置からＸ１／２外側の位置が最も記録材端部での昇温を低減できるため、この位置を適正位置Ｚ１として磁束遮蔽部材１１を挿入する。即ち、図１２で左側の４個の磁性体コアを非通紙領域の第一の磁性体コアとして退避させるとき、第一の磁性体コアの隣の第二の磁性体コア（左側から５個目の磁性体コア）を退避させないで、磁束遮蔽部材１１を移動させる。具体的には、磁束遮蔽部材１１を第二の磁性体コアに対応する位置（Ｚ１）に移動させる。
【００７６】
このように、記録材の幅方向において記録材の端部よりも外側であり、更に、記録材の端部から所定幅は退避していない外側磁性体コアが定着ベルトと対向する領域を確保できる領域を有し、その領域の外側に磁束遮蔽部材を配置する。
【００７７】
図１３に磁束遮蔽部材１１がない場合（実線）と、適正位置Ｚ１まで磁束遮蔽部材１１を挿入した場合（点線）の５００枚通紙後の長手温度分布を示す。磁束遮蔽部材１１がない場合、定着ベルトの記録材端部位置の温度は２７０℃まで昇温してしまったが、磁束遮蔽部材１１を用いることによって記録材端部位置の温度は２００℃まで緩和され、記録材端部位置での昇温が大きく低減されているのが分かる。
【００７８】
しかし、この磁束遮蔽部材１１挿入位置に常に磁束遮蔽部材１１が位置していると、通紙１枚目においてＡ４紙定着に十分な長手発熱幅が得られないため、通紙初期において磁束遮蔽部材１１は記録材端部位置の外側にあるＢ１（図１２）まで退避させておく。通紙を重ねると記録材端部位置で昇温してくるため、その温度がある程度上がったところで磁束遮蔽部材１１を適正位置Ｚ１（図１２）まで挿入する。記録材端部での温度上昇は主に生産性によって決まるため、磁束遮蔽板１１を移動するタイミングに関しては、生産性で場合分けされたテーブルを持つことで、決まった通紙枚数において移動制御される。
【００７９】
このテーブル表を表１に示す。
【００８０】
【表１】
【００８１】
本実施形態における１５℃環境、Ａ４ １０５ｇ紙、８０ｐｐｍの条件であると、通紙１０枚目において磁束遮蔽部材１１を退避位置Ｂ１から適正位置Ｚ１まで移動させる。通紙枚数が１０枚よりも早い時点で磁束遮蔽部材１１を移動すると通紙域での温度ダレを誘発してしまうし、それよりも遅い時点で移動すると記録材端部位置での昇温が耐久破壊温度を超えてしまうためである。これらの流れをまとめたものが図１４に示すフローチャートである。
【００８２】
また、表２に示すように実際に通紙耐久テストを行ったところ、適切な枚数後に適正位置Ｚ１まで磁束遮蔽部材１１を挿入することで、磁束遮蔽部材１１がない場合は耐久枚数１００ｋで定着ベルト表層にしわが発生し画像不良が見られた。これに対し、磁束遮蔽部材１１がある場合は耐久枚数３００ｋ以上においても良好な画像が得られた。
【００８３】
【表２】
【００８４】
《第２の実施形態》
本実施形態では、Ａ４サイズより小サイズの記録材に対し、第１、第２の磁束調整手段を用いる。具体的には、Ａ４紙よりも搬送方向に交差する方向の幅が１０ｍｍ短い記録材Ａに対し通紙時における磁束遮蔽部材１１を挿入する。なお、第１の実施形態と同一機能を有する部分は同一符号を説明として使用する。
【００８５】
まず、通紙１枚目において十分な長手発熱幅を得ようとすると、図１５に示すように定着ベルトの記録材端部において２９０℃と大幅に耐久破壊温度を超えてしまっているのが分かる。この昇温を外側磁性体コア７ａの移動によって低減しようとした結果が図１６である。例え通紙中に外側磁性体コア７ａをさらに内側のものまで移動させたとしても、記録材端部での昇温は２５０℃と耐久破壊温度を超えてしまっているのが分かる。
【００８６】
さらに内側の外側磁性体コア７ａを移動させたとしても第１の実施形態と同じく記録材通紙域端部において温度ダレが誘発してしまい、外側磁性体コア７ａの移動だけでは記録材端部の昇温低減と通紙域端部での温度ダレの両方を解決することは出来ない。そこで、磁束遮蔽部材１１を挿入するが、図１７に示すように、記録材Ａ通紙時においてもＡ４通紙時と同じく、記録材端部からＸ１／２外側の位置まで磁束遮蔽部材１１を挿入するのが最も適正な位置である。
【００８７】
この位置まで磁束遮蔽部材１１を挿入することで、図１８に示すように通紙域端部での温度ダレもなく、記録材端部位置での定着ベルトの温度は２００℃となり、昇温を低減できていることが分かる。本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、磁束遮蔽部材１１を用いることで耐久可能枚数は３００ｋ以上となり、大幅に改善するという結果が得られた。即ち、定着ベルトの破壊なしに通紙できる耐久通紙枚数に関して、記録材端部位置において２９０℃であった場合に８０ｋで画像不良が出ていた状況が、大幅に改善された。
【００８８】
《第３の実施形態》
本実施形態は、外側磁性体コア７ａの移動と、磁束遮蔽部材１１の移動を単一の駆動源（モータＭ）で構成するものである。図１９は本実施形態の定着装置の斜視図、図２０は本実施形態の定着装置の上視図、図２１は本実施形態の定着装置の断面図である。本実施形態は、画像形成装置、定着装置、定着ベルト、加圧ローラ、圧力付与部材、誘導加熱装置に関しては、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００８９】
図２２に示すように、外側磁性体コア７ａ・７ｂは記録材搬送方向と直交する方向に並んで配置されている。励磁コイルの巻き中心部と周囲を囲むように構成されている。外側磁性体コア７ａは通紙端部の領域Ｅ（図６）におけるコアであり、後述するコア移動機構によって移動可能となっている。また、コア７ｂは通紙中心の領域におけるコアで、ハウジングに固定されている。尚、領域Ｄ（図６）は小サイズ紙幅に対応した通紙領域幅となっており、領域Ｄと領域Ｅを合わせた幅は大サイズ紙幅に対応した通紙領域幅となっている。
【００９０】
外側磁性体コア７ａ・７ｂは励磁コイルより発生した交流磁束を効率よく定着ベルト１を構成している誘導発熱体に導く役割をする。すなわち、磁気回路（磁路）の効率を上げるためと磁気遮蔽のために用いている。外側磁性体コア７ａ・７ｂの材質として、フェライトを用いると良い。
【００９１】
図２０（ａ）に示すように、種々の紙サイズ、例えばハガキ、Ａ５、Ｂ４、Ａ４、Ａ３ノビサイズの非通紙部昇温の回避に対応できるように、通紙端部の領域Ｅ（図６）において、外側磁性体コア７ａはＹ方向で複数に分割されている。また、図２１に示すように夫々の外側磁性体コア７ａは、コアホルダ７７に熱溶着され保持されており、ハウジング７６内に収まっている。尚、本実施形態では、コアホルダ７７を具備したが、コアホルダ７７を廃止し、外側磁性体コア７ａのみで本実施形態の外側磁性体コア７ａとコアホルダ７７の形状を具備してもよい。
【００９２】
また、図２１（ａ）に示すように外側磁性体コア７ａを保持してコアホルダ７７はハウジング７６の案内手段７６１の案内によって、外側磁性体コア７ａと励磁コイル６との間隙を変化させる方向、すなわち矢印Ｐ方向に移動可能になっている。リンク部材７５は長穴部がコアホルダ７７の連結部７７１と連結され、回転軸７８周りに回転可動となっている。つまり、リンク部材７５がＱ１方向へ回転すると、コアホルダ７７と外側磁性体コア７ａがＰ１方向へ移動し、リンク部材７５がＱ２方向へ回転すると、コアホルダ７７と外側磁性体コア７ａがＰ２方向へ移動する。
【００９３】
このように、リンク部材７５を設けることによって、コアホルダ７７と外側磁性体コア７ａの移動距離を長くすることが可能となる。リンク部材７５は付勢部材７４によってＱ１方向へ回転されるように付勢されており、外側磁性体コア７ａを移動規制する規制部材７３によって、リンク部材７５のＱ１方向への回転を規制している。尚、本実施形態ではリンク部材７５に弾性バネで構成される付勢部材７４を取り付けている。しかし、結果として外側磁性体コア７ａがＰ１へ動く方向であればよく、外側磁性体コア７ａやコアホルダ７７へ付勢部材を取り付けたり、リンク部材７５の自重によってＱ１方向へモーメントを作用させても用いてもよい。
【００９４】
図２０（ａ）に示すように、規制部材７３はピニオンギア８０と連結され、ピニオンギア８０の回転運動により、記録材搬送方向に直交する方向、すなわちＹ方向へ移動可能となっている。また、ピニオンギア８０はモータＭと駆動連結されており、モータＭの駆動力によって動作する。ホームポジションセンサ８１はフォトインタラプタであり、規制部材７３のフラグ部７３ａによって遮光されている（このときホームポジションセンサはＯＮ状態とする）。
【００９５】
したがって、図１９（ａ）、図２０（ａ）、図２１（ａ）の状態においては、規制部材７３によってすべてのリンク部材７５が規制されていることになる。図２２は、定着ベルト１方向からみた、誘導加熱ユニット７０の斜視図である。図１９および図２２に示すように規制部材７３には磁束遮蔽部材１１が一体に取り付けられており、規制部材７３とともに記録材搬送方向に直交する方向、すわなちＹ方向への移動が可能になっている。磁束遮蔽部材１１は銅板を用い、励磁コイル６と定着ベルト１の間に挿入しており、外側磁性体コア７ａの幅以上と規定している。
【００９６】
図２３は、最大サイズ紙通紙時の長手方向配置図である。最大サイズ紙通紙時（本実施形態ではＡ３ノビ）において、磁束遮蔽部材１１は、励磁コイル６の長手方向における内径ｒの端面と定着ベルト１を支持するための装置側板１２との間に対応する位置を初期位置Ａ１として配置している。この初期位置Ａ１をホームポジションとしている。このときホームポジションセンサ８１はＯＮ状態である。したがって、ホームポジションは、すべての外側磁性体コア７ａがＰ２方向へ規制され、且つ磁束遮蔽部材１１が初期位置Ａ１に配置されている状態である。
【００９７】
図２４、図２５は本実施形態のブロック図、フローチャートである。図２４に示すように、ＣＰＵ１１０は画像形成装置に設置されている操作部や、コンピュータ内の記録材サイズ入力手段１１１の信号を読み取り、ホームポジションセンサ８１の信号をもとにモータＭを制御している。
【００９８】
次に、図２５を用いて、コア移動動作の流れを説明する。プリントジョブが開始すると、記録材サイズ入力手段１１１から記録材サイズの入力値を読み取る。すると記録材サイズの入力値に合わせてＣＰＵ１１０の演算により、モータＭのホームポジションセンサ８１からの所定のパルス数Ｃ１を決定する。そして、ＣＰＵ１１０はホームポジションセンサ８１の入力信号を読み取り、ＯＦＦ状態であると、すなわち規制部材７３がホームポジションにいないと、規制部材７３をＹ２方向へ移動させる。即ち、モータＭを回転させることで、規制部材７３をＯＮ状態になるまで戻す。
【００９９】
ホームポジションセンサ８１が、ＯＮ状態であると、規制部材７３をＹ１方向へ動くようにモータＭを回転させる。そして、ホームポジションセンサ８１がＯＦＦへ切換わったことを認識すると、モータＭを所定のパルス数Ｃ１移動させて、コア移動動作が終了し、プリントが開始される。
【０１００】
図２０（ｂ）、図２１（ｂ）は、本実施形態のコア移動手段が移動した後の定着装置の上視図、断面図である。図２０（ｂ）、図２１（ｂ）においては、記録材サイズ入力手段１１１の信号からＢ４サイズと認識した際の、非通紙部領域のコア移動後の状態を示している。すなわち、両端のコアホルダ７７（図２１）の３つ分がＰ１方向へ移動し、外側磁性体コア７ａと励磁コイル６との間隙が広がっている。
【０１０１】
図２０（ｂ）のように規制部材７３がＹ１方向へ移動が開始すると、記録材搬送方向と直交方向の端部側のリンク部材７５から規制がはずれる。すなわち、規制部材７３が端部側から中央側へ移動するとき、端部側の外側磁性体コア７ａから規制を解除していくことになる。このように、小サイズ通紙時に規制部材７３を中央部へ動作させることで、規制部材７３の可動範囲が記録材搬送方向と直交方向に広がらないため、省スペースで構成することができる。
【０１０２】
規制部材７３から規制を解除された外側磁性体コア７ａの状態を図２１（ｂ）を用いて説明する。規制部材７３の規制からはずれたリンク部材７５は、付勢部材７４によって回転軸７８を中心にＱ１の方向へ回転する。そして、フレーム７９の突き当て部に当接し、リンク部材７５の位置が規制される。これに伴って、コアホルダ７７および外側磁性体コア７ａはハウジング７６の案内手段７６１の案内によって、Ｐ１方向へ移動し、外側磁性体コア７ａと励磁コイル６との間隙が広がることになる。
【０１０３】
一方、図２３（ｂ）に示すように規制部材７３の移動に伴って磁束遮蔽部材１１は記録材端部領域の適正位置Ｚまで移動している。したがって図２０（ｂ）、図２１（ｂ）、図２３（ｂ）に示すような状態においては、励磁コイル６と外側磁性体コア７ａの距離が離れているため、励磁コイル６の周りにできる外側磁性体コア７ａ及び誘導発熱体からなる磁気回路の効率が落ちて、発熱量が低下する。
【０１０４】
また、磁束遮蔽部材１１によって、記録材端部領域の励磁コイル６の周りに発生した磁気回路を遮蔽し、定着ベルト１、すなわち誘導発熱体の発熱自体を抑える。したがって、非通紙部昇温が回避され、その結果、外側磁性体コア７ａや励磁コイル６の異常昇温も回避される。
【０１０５】
逆に、規制部材７３をＹ２方向へ動かす際、すなわちホームポジションへ戻す場合
は、規制部材７３がリンク部材７５と接触し、リンク部材７５を図２１（ｂ）に示すＱ２方向へ回転させる。このとき、コアホルダ７７およびコア７２はＰ２方向へ動作する。すなわち、図２１（ｂ）の断面で示す状態は図２１（ａ）に示す状態へと移行する。
【０１０６】
このように、本実施形態においては外側磁性体コア７ａの移動と、磁束遮蔽部材１１の移動を単一の駆動源（モータＭ）で構成している。そして、規制部材７３等の構成部品を長手方向に大きくする必要もないため、構成を煩雑にすることなく、省スペースな構成で多種類の記録材サイズの非通紙部昇温を回避することができる。
【０１０７】
《第４の実施形態》
本実施形態は、画像形成装置、定着装置、定着ベルト、加圧ローラ、圧力付与部材、誘導加熱装置に関しては第１の実施形態と、磁性体コアおよび磁束遮蔽部材の移動手段に関しては第３の実施形態と同様であるため説明を省略する。図２６は本実施形態を示す斜視図である。図２６（ａ）はジョブ開始前の状態を示している。本実施形態では規制部材７３のホームポジションを検出するホームポジションセンサ８１の他、位置検出センサ８９を設けている。
【０１０８】
規制部材７３はホームポジションセンサが検出をするフラグ部７３ａの他、位置検出センサ８９が検出をする位置フラグ部７３ｂを有している。 位置検出センサ８９は規制部材７３が移動した際に位置フラグ部７３ｂの複数のエッジが通過することによって、検知信号がＯＮ⇒ＯＦＦあるいはＯＦＦ⇒ＯＮへの切り替わる。そのタイミングをＣＰＵ１１０が読み取り、モータＭへ動作指令を行う。尚、ＯＮ⇒ＯＦＦあるいはＯＦＦ⇒ＯＮへの切り替りの幅は、外側磁性体コア７ａの間隙と同一に設定している。
【０１０９】
図２７、図２８は本実施形態のブロック図、フローチャートである。図２７に示すように、ＣＰＵ１１０は画像形成装置に設置されている操作部や、コンピュータ内の記録材サイズ入力手段１１１の信号を読み取り、ホームポジションセンサ８１と位置検出センサ８９の信号をもとにモータＭを制御している。
【０１１０】
本実施形態では図２７に示すように、規制部材７３（図２６）の位置を検出する位置検出センサ８９を備え、その検出情報に基づいて、規制部材を駆動する規制部材移動駆動部としてのモータＭの回転数をＣＰＵ１１０で制御する。
【０１１１】
次に、図２８を用いて、コア移動動作の流れを説明する。プリントジョブが開始すると、記録材サイズ入力手段１０１から記録材サイズの入力値を読み取る。すると記録材サイズの入力値に合わせてＣＰＵ１１０の演算により、モータＭのホームポジションセンサ８１がＯＮ⇒ＯＦＦへの切り替わりを基準に、位置検出センサ８９のＯＮ⇒ＯＦＦまたはＯＦＦ⇒ＯＮへの所定の切替わり数Ｃ２を決定する。
【０１１２】
そして、ＣＰＵ１１０はホームポジションセンサ８１の入力信号を読み取り、ＯＦＦ状態であると、すなわち規制部材７３がホームポジションにいないと、モータＭを回転させることで、規制部材７３をＯＮ状態になるまで戻す。即ち、規制部材７３が記録材搬送方向と直交方向の中央側に寄っているため、規制部材７３をＹ２方向へ移動させる。
【０１１３】
ホームポジションセンサ８１が、ＯＮ状態であると、規制部材７３がホームポジションにいるとして、規制部材７３をＹ１方向へ動くようにモータＭを回転させる。そして、ホームポジションセンサ８１がＯＦＦへ切換わったことを認識すると、モータＭを位置検出センサ８９の所定の切替わり数Ｃ２だけ移動させてコア移動動作を停止し、プリントが開始される。この状態を図２６（ｂ）に示す。
【０１１４】
その後、ジョブが開始されると、第１の実施形態で示したように連続通紙の所定枚数後に記録材端部領域の非通紙部昇温を回避するために磁束遮蔽手段１１を移動させる必要がある。
【０１１５】
図２９は通紙初期から通紙後期にかけての外側磁性体コア７ａと磁束遮蔽手段１１の通紙片側領域の状態を示す説明図である。この際、磁束遮蔽手段１１を保持した規制部材７３は、ジョブの初期状態から外側磁性体コア７ａの移動している数が変化しない位置に対応した位置フラグ部７３ｂのエッジを位置検出センサ８９で検出する。これにより基準取りを行った後、モータＭを所定のパルス数Ｃ３移動して通紙後期につなげる。
【０１１６】
即ち、通紙ジョブ中に、第２の磁束調整手段である磁束遮蔽手段１１の移動に際し前記規制部材を移動する場合、前記磁性体コアの移動している数が変化しないようにされる。そして、これにより、通紙途中で磁束遮蔽手段１１を保持した規制部材７３を移動する際、位置フラグ部で必ず移動位置への基準が定まる。このため、初期に移動した規制部材７３の位置バラツキや通紙中に熱膨張等による規制部材７３の位置バラツキをキャンセルすることができる。すなわち、通紙中に移動した磁束遮蔽手段１１の位置精度が向上する。
【０１１７】
また、外側磁性体コア７ａの移動している数が変化しない位置に対応した位置フラグ部７３ｂのエッジを検出しているので、移動の際に外側磁性体コア７ａの移動による非通紙部昇温や端部定着不良を誘発させることもない。
【０１１８】
さらに、位置検出センサ８９と規制部材７３の位置フラグ部７３ｂを設けることで、位置精度を向上させるためにホームポジションまで戻す必要もなく、通紙中の生産性の低下も生じることがない。
【０１１９】
（変形例）
以上、分割された外側磁性体コア７ａについては、長手方向の幅が夫々等しいという前提で説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、長手方向の端部側において中央部側とは異なり、図１の破線で囲まれる４個分の外側磁性体コア７ａを連結した幅で一体的に移動可能としても良い。
【０１２０】
また以上、磁束遮蔽手段１１に関しては、加熱回転体の回転軸方向である長手方向に移動可能と説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、磁束遮蔽手段１１を円筒状あるいは部分円筒状（例えば円周角度が１２０度）の回転体の表面に両端部側の磁束遮蔽手段として設け、この磁束遮蔽手段１１の組を記録材の幅サイズに応じて複数組設けても良い。そして、記録材の幅サイズに応じて磁束遮蔽手段１１が設けられた前記回転体を幅サイズに応じた所定角度回動させることで、長手方向適切な位置に磁束遮蔽手段１１をセットできる。
【符号の説明】
【０１２１】
１・・定着ベルト、２・・加圧ローラ、６・・励磁コイル、７ａ・・外側磁性体コア、
１１・・磁束遮蔽部材、１２・・装置側板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁束を生ずるコイルと、前記コイルから生ずる磁束により発熱する回転可能な発熱部材と、前記発熱部材の外側に設けられ、前記発熱部材の回転軸線方向において並べて配置された複数の磁性体コアと、少なくとも複数の内の一部の前記磁性体コアを第一位置から前記コイルから離れた位置である第二位置へ移動させる第一移動手段と、を有し、前記発熱部材が記録材の画像を加熱する像加熱装置において、
前記磁性体コアと前記発熱部材との間を移動可能であり、前記磁性体コアから前記発熱部材に向かう磁束を減らすための磁束調整部材と、
記録材の非通紙領域の第一の磁性体コアを前記第一移動手段により前記第二位置に移動させ、前記非通紙領域であって前記第一の磁性体コアの隣の第二の磁性体コアを前記第一位置に配置して画像を加熱する際に、前記第二の磁性体コアに対応する位置に前記磁束調整部材を移動させる第二移動手段を有することを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記発熱部材の前記回転軸線方向の両端部側に装置側板を備え、
前記磁束調整部材の前記回転軸線方向における幅Ｘは、前記装置側板の間隔をＡ、前記コイルの前記回転軸線方向における内径をＢ、前記磁性体コアの夫々の前記回転軸線方向における幅をＣとすると、
Ｃ≦Ｘ≦（Ａ−Ｂ）／２
であることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記第一の磁性体コアは前記記録材の搬送方向に直交する方向のサイズの変更に応じて前記記録材の前記サイズに応じた前記第二位置に移動され、かつ前記磁束調整部材は変更された前記記録材が所定枚数だけ通紙された場合に前記記録材の前記サイズに応じた位置に移動される請求項１または請求項２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記磁束調整部材は前記記録材の最大サイズ通紙時に、前記回転軸線方向における前記コイルの内径の外側に配置することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記第一の磁性体コアを移動規制する規制部材を備え、
前記規制部材によって前記磁束調整部材が前記回転軸線方向に移動規制されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項６】
前記規制部材は前記回転軸線方向において端部側から中央部側へ移動するとき、端部側の前記磁性体コアから規制を解除していくことを特徴とする請求項５に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記磁束調整部材は前記規制部材に固定されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の像加熱装置。
【請求項８】
前記規制部材の位置を検出する位置検出手段と、前記規制部材を駆動する規制部材移動駆動部と、前記位置検出手段の検出情報に基づいて前記規制部材移動駆動部の回転数を制御する制御手段と、を有することを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項９】
通紙ジョブ中に、前記磁束調整部材の移動に際し前記規制部材を移動する場合、前記磁性体コアの移動している数が変化しないことを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項１０】
前記位置検出手段によって前記規制部材の位置検出を行った後に、ホームポジションへ前記規制部材を移動させることを特徴とする請求項８に記載の像加熱装置。
【請求項１】
磁束を生ずるコイルと、前記コイルから生ずる磁束により発熱する回転可能な発熱部材と、前記発熱部材の外側に設けられ、前記発熱部材の回転軸線方向において並べて配置された複数の磁性体コアと、少なくとも複数の内の一部の前記磁性体コアを第一位置から前記コイルから離れた位置である第二位置へ移動させる第一移動手段と、を有し、前記発熱部材が記録材の画像を加熱する像加熱装置において、
前記磁性体コアと前記発熱部材との間を移動可能であり、前記磁性体コアから前記発熱部材に向かう磁束を減らすための磁束調整部材と、
記録材の非通紙領域の第一の磁性体コアを前記第一移動手段により前記第二位置に移動させ、前記非通紙領域であって前記第一の磁性体コアの隣の第二の磁性体コアを前記第一位置に配置して画像を加熱する際に、前記第二の磁性体コアに対応する位置に前記磁束調整部材を移動させる第二移動手段を有することを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記発熱部材の前記回転軸線方向の両端部側に装置側板を備え、
前記磁束調整部材の前記回転軸線方向における幅Ｘは、前記装置側板の間隔をＡ、前記コイルの前記回転軸線方向における内径をＢ、前記磁性体コアの夫々の前記回転軸線方向における幅をＣとすると、
Ｃ≦Ｘ≦（Ａ−Ｂ）／２
であることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記第一の磁性体コアは前記記録材の搬送方向に直交する方向のサイズの変更に応じて前記記録材の前記サイズに応じた前記第二位置に移動され、かつ前記磁束調整部材は変更された前記記録材が所定枚数だけ通紙された場合に前記記録材の前記サイズに応じた位置に移動される請求項１または請求項２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記磁束調整部材は前記記録材の最大サイズ通紙時に、前記回転軸線方向における前記コイルの内径の外側に配置することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記第一の磁性体コアを移動規制する規制部材を備え、
前記規制部材によって前記磁束調整部材が前記回転軸線方向に移動規制されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項６】
前記規制部材は前記回転軸線方向において端部側から中央部側へ移動するとき、端部側の前記磁性体コアから規制を解除していくことを特徴とする請求項５に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記磁束調整部材は前記規制部材に固定されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の像加熱装置。
【請求項８】
前記規制部材の位置を検出する位置検出手段と、前記規制部材を駆動する規制部材移動駆動部と、前記位置検出手段の検出情報に基づいて前記規制部材移動駆動部の回転数を制御する制御手段と、を有することを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項９】
通紙ジョブ中に、前記磁束調整部材の移動に際し前記規制部材を移動する場合、前記磁性体コアの移動している数が変化しないことを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項１０】
前記位置検出手段によって前記規制部材の位置検出を行った後に、ホームポジションへ前記規制部材を移動させることを特徴とする請求項８に記載の像加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２０１２−１２８３１２（Ｐ２０１２−１２８３１２Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８１３６０（Ｐ２０１０−２８１３６０）
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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