(57)【要約】【課題】誘導コイルから被加熱部材に作用する磁束の幅を変化させる際に磁束の急激な変化を防止することのできる定着装置及び画像形成装置を提供すること。【解決手段】誘導コイル及び被加熱部材の間の磁束の経路を遮蔽する磁束遮蔽板６０が，隣接する二つの遮蔽部Ｄ１，Ｄ２の境界Ｐから該二つの遮蔽部Ｄ１，Ｄ２のうち遮蔽幅が大きい遮蔽部Ｄ２側であって該二つの遮蔽部Ｄ１，Ｄ２による遮蔽幅の差に対応する領域に，二つの遮蔽部Ｄ１，Ｄ２の変更時に誘導コイルから被加熱部材に作用する磁束を徐々に変動させるための磁束漏洩用開口６１が形成されたものである。具体的に，磁束漏洩用開口６１は，境界Ｐから遮蔽幅の大きい遮蔽部Ｄ２側に向かう方向に，同方向の長さや前記被加熱部材の幅方向の長さが徐々に小さくなる複数のスリット６１ａ〜６１ｃである。【選択図】図３
2010091592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱部材を誘導加熱するための磁束を発生させる誘導コイルと，前記誘導コイル及び前記被加熱部材の間の磁束の経路を遮蔽する遮蔽幅が異なる複数の遮蔽部を有する磁束遮蔽部材と，所定の駆動手段で前記磁束遮蔽部材を移動させて前記磁束の経路上に介在する前記遮蔽部を変更することにより前記磁束の経路の幅を変更する磁束幅変更手段とを備えてなる定着装置において，
前記磁束遮蔽部材が，隣接する二つの前記遮蔽部の境界から該二つの遮蔽部のうち遮蔽幅が大きい遮蔽部側であって該二つの遮蔽部による遮蔽幅の差に対応する領域に，前記磁束幅変更手段による前記二つの遮蔽部の変更時に前記誘導コイルから前記被加熱部材に作用する磁束を徐々に変動させるための磁束漏洩用開口が形成されたものであることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記磁束漏洩用開口が，前記境界から前記遮蔽幅の大きい遮蔽部側に向かう方向に，同方向の長さ及び／又は前記被加熱部材の幅方向の長さが徐々に小さくなる複数の磁束漏洩用スリットである請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記磁束遮蔽部材が，前記誘導コイルと前記被加熱部材との間に磁気回路を形成する円筒状の磁性体コアの外周面に設けられてなり，
前記所定の駆動手段が，前記磁性体コアを回転させることにより前記磁束遮蔽部材を回転移動させるものである請求項１又は２のいずれかに記載の定着装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置を備えてなる画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，誘導加熱方式の定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関し，特に，誘導加熱される被加熱部材（定着ローラなど）の加熱対象領域の幅を変更するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に，プリンタ装置や複写機，ファクシミリ装置，これらの複合機などの画像形成装置には，定着ローラなどの被加熱部材を電磁誘導によって加熱する誘導加熱方式の定着装置が用いられる。具体的に，前記定着装置には，磁性材料からなる被加熱部材の最大通紙領域に対向して誘導コイル及び磁性体コアが配置されている。そして，誘導コイルに高周波電流を流すことにより磁束を発生させる。これにより，誘導コイルで発生した磁束が磁性体コアで形成された磁気回路を通じて被加熱部材に導かれ，該被加熱部材は，その磁束による電磁誘導で発生する渦電流（誘導電流）によって加熱される。
従来から，このような誘導加熱方式の定着装置では，最大通紙領域よりも小さいサイズの用紙が通紙される場合，その用紙が通過する通紙領域を所定の定着温度に維持するために，用紙が通過しない被加熱部材の端部近傍の非通紙領域で過熱が生じるという問題があった。そこで，被加熱部材における加熱対象領域の幅を用紙サイズに合わせて変更することのできる構成が検討されている。
例えば，特許文献１には，誘導コイルから被加熱部材に作用する磁束の幅を磁束遮蔽部材で変更することにより加熱対象領域の幅を変更することが記載されている。具体的には，幅の異なる複数段階の遮蔽部を有する円弧状の磁束遮蔽板を回動させることにより被加熱部材に作用する磁束の幅を調整している。
【特許文献１】特開２００５−２０８６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら，磁束遮蔽板を移動させて遮蔽部を切り換えることによって誘導コイルから被加熱部材への磁束の遮蔽幅を変化させるとき，その磁束が急激に変化すると，誘導コイルが接続された通電回路上に逆起電圧が発生して過電流が流れるおそれがある。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，誘導コイルから被加熱部材に作用する磁束の幅を変化させる際に磁束の急激な変化を防止することのできる定着装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために本発明は，被加熱部材を誘導加熱するための磁束を発生させる誘導コイルと，前記誘導コイル及び前記被加熱部材の間の磁束の経路を遮蔽する遮蔽幅が異なる複数の遮蔽部を有する磁束遮蔽部材と，所定の駆動手段で前記磁束遮蔽部材を移動させて前記磁束の経路上に介在する前記遮蔽部を変更することにより前記磁束の経路の幅を変更する磁束幅変更手段とを備えてなる定着装置に適用されるものであって，前記磁束遮蔽部材が，隣接する二つの前記遮蔽部の境界から該二つの遮蔽部のうち遮蔽幅が大きい遮蔽部側であって該二つの遮蔽部による遮蔽幅の差に対応する領域に，前記磁束幅変更手段による前記二つの遮蔽部の変更時に前記誘導コイルから前記被加熱部材に作用する磁束を徐々に変動させるための磁束漏洩用開口が形成されたものであることを特徴とする定着装置として構成される。
これにより，前記磁束遮蔽部材を移動させて前記遮蔽部を切り換えることによって前記誘導コイル及び前記被加熱部材の間の磁束の経路を遮蔽する遮蔽幅を変化させる際に，その変化が緩やかに行われるため，前記誘導コイルが接続された通電回路上における逆起電力の発生を抑制することができ，過電流を防止することができる。
【０００５】
具体的に，前記磁束漏洩用開口は，前記境界から前記遮蔽幅の大きい遮蔽部側に向かう方向に，同方向の長さや前記被加熱部材の幅方向の長さが徐々に小さくなる複数の磁束漏洩用スリットであることが考えられる。これにより，前記磁束遮蔽部材を移動させる際には，前記磁束漏洩用開口から漏れる磁束の量を徐々に変化させることにより，急激な磁束の変化を防止することができる。
また，例えば前記磁束遮蔽部材は，前記誘導コイルと前記被加熱部材との間に磁気回路を形成する円筒状の磁性体コアの外周面に設けられたものである。この場合，前記所定の駆動手段は，前記磁性体コアを回転させることにより前記磁束遮蔽部材を回転移動させるものであることが考えられる。
ところで，本発明は，前記のように構成された定着装置を備えてなる画像形成装置の発明として捉えてもよい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば，前記磁束遮蔽部材を移動させて前記遮蔽部を切り換えることによって前記誘導コイル及び前記被加熱部材の間の磁束の経路を遮蔽する遮蔽幅を変化させる際に，その変化が緩やかに行われるため，前記誘導コイルが接続された通電回路上における逆起電力の発生を抑制することができ，過電流を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。なお，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る複写機Ｘの概略構成を示すブロック図，図２は本発明の実施の形態に係る定着装置５の概略構成を示す模式図，図３は本発明の実施の形態に係る定着装置５に設けられた磁束遮蔽板６０を説明するための模式図である。
まず，図１を用いて，本発明の実施の形態に係る複写機Ｘの概略構成について説明する。
図１に示すように，本発明の実施の形態に係る複写機Ｘは，操作表示部１，画像読取部２，画像処理部３，画像形成部４，定着装置５，及び制御部６などを備えて概略構成されている。前記複写機Ｘは，他にも一般的な電子写真方式の複写機が有する各種の構成要素を有しているが，それらについては従来と異なるところがないため，ここでは説明を省略する。なお，本発明は当該複写機Ｘに限られず，例えばプリンタ装置，ファクシミリ装置，これらの機能やスキャナ機能を有する複合機などの電子写真方式の画像形成装置にも適用可能である。
【０００８】
前記制御部６は，ＣＰＵ及びＲＯＭ，ＲＡＭ等の周辺装置を有してなり，前記ＲＯＭに格納された所定のプログラムに従った処理を前記ＲＡＭに展開しながら実行することにより当該複写機Ｘを統括的に制御する。
前記操作表示部１は，前記制御部６からの指示に応じて各種の情報の表示を行う液晶ディスプレイや，前記制御部６への操作入力を行うためのタッチパネルなどを有している。
前記画像読取部２は，原稿台やＡＤＦ（自動搬送装置）にセットされた原稿の画像を読み取るものであって，該画像読取部２で読み取られた画像データは前記画像処理部３に入力される。
前記画像処理部３は，前記画像読取部２で読み取られた原稿の画像データや，ＬＡＮ等の通信網を介して図外の情報処理装置から入力された原稿の画像データなどに対して各種の画像処理を施すものである。前記画像処理部３で画像処理が施された後の画像データは，前記画像形成部４に入力される。
前記画像形成部４は，感光体ドラムや帯電器，現像装置，ＬＳＵなどを有してなり，前記画像処理部３から入力された原稿の画像データに基づいて用紙にトナー像（現像剤）を形成するものである。
そして，前記定着装置５は，前記画像形成部４によってトナー像が形成された用紙にそのトナー像を溶融定着させる。本発明の実施の形態に係る前記複写機Ｘは，前記定着装置５に関する構成に特徴を有しており，以下，図２及び図３を用いてその点について詳説する。
【０００９】
図２に示すように，前記定着装置５は，前記画像形成部４においてトナー像が転写された後，用紙搬送路５０上に搬送される用紙を圧接しながら回転する定着ローラ５１及び加圧ローラ５１ａと，前記定着ローラ５１との間に張架された定着ベルト５２を介して該定着ローラ５１から伝達される駆動力によって回転駆動される加熱ローラ５３（被加熱部材の一例）と，前記加熱ローラ５３を誘導加熱するための磁束を発生させる誘導コイル５４と，前記誘導コイル５４で発生した磁束を前記加熱ローラ５３に導く磁気回路を形成するセンターコア５５（磁性体コアの一例）及び外部コア５６とを有している。
前記定着ローラ５１は，不図示のステッピングモータなどの駆動手段に連結されており，該駆動手段によって回転駆動される。前記定着ローラ５１が回転駆動されると，その駆動力によって前記定着ベルト５２が走行し，該定着ベルト５２から伝達される駆動力によって前記加熱ローラ５３が回転する。前記加熱ローラ５３は，鉄や整磁合金などの磁性材料で形成されたものである。
【００１０】
前記誘導コイル５４は，前記加熱ローラ５３の幅方向である回転軸方向（図２における奥行き方向）に巻かれたものであって，該加熱ローラ５３の長手方向の幅（最大通紙幅と略同じ幅）と略同じ幅に形成されている。
また，前記センターコア５５及び前記外部コア５６は，フェライトなどの強磁性材料から構成されたものであって，前記誘導コイル５４と同様に前記加熱ローラ５３の長手方向の幅と略同じ幅に形成されている。このセンターコア５５及び外部コア５６は，前記誘導コイル５４で発生する磁束を前記加熱ローラ５３に導く磁気回路（図２の太線矢印参照）を形成する。
前記定着装置５では，前記誘導コイル５４への電力供給により該誘導コイル５４で発生した磁束が前記センターコア５５及び前記外部コア５６によって前記加熱ローラ５３に導かれ，該加熱ローラ５３の表面に渦電流（誘導電流）が発生することによって該加熱ローラ５３が加熱される。
そして，前記加熱ローラ５３が加熱されると，前記加熱ローラ５３から該加熱ローラ５３に熱的に結合された前記定着ベルト５２への熱伝導によって該定着ベルト５２が加熱される。これにより，前記定着ベルト５２に接触する用紙では，該用紙に付着したトナーが溶融定着される。なお，前記定着ベルト５２が磁性部材から構成され，該定着ベルト５２が前記誘導コイル５４からの磁束によって直接加熱される構成も考えられる。また，前記加熱ローラ５３や前記定着ベルト５２を有さず，前記定着ローラ５１を前記誘導コイル５４からの磁束によって直接誘導加熱するように構成することも考えられる。これらの場合には，加熱対象となる前記定着ベルト５２や前記定着ローラ５１が被加熱部材に相当する。
【００１１】
前記外部コア５６は，図２に示すように，前記加熱ローラ５３及び前記センターコア５５の両側部を囲むコの字状，逆コの字状の一対の磁性体コアから構成されており，前記加熱ローラ５３及び前記センターコア５５の間に前記誘導コイル５４の外部を通過する磁気回路を形成するものである。
なお，前記外部コア５６は，前記加熱ローラ５３及び前記センターコア５５の長手方向の全幅に亘って連続的に形成されたものに限られず，例えば前記加熱ローラ５３及び前記センターコア５５の長手方向の全幅に亘って所定間隔毎に配置された複数の板状コアを有するものであってもよい。
【００１２】
一方，前記センターコア５５は，前記誘導コイル５４の中空部を介して前記加熱ローラ５３に対向配置された円筒状のローラ部材であって，前記外部コア５６と前記加熱ローラ５３との間に磁気回路を形成するものである。前記センターコア５５は，該センターコア５５を前記加熱ローラ５３と独立して回転駆動させるコア回転機構（不図示）によって回転可能に支持されている。
前記コア回転機構（不図示）は，前記センターコア５５に連結された回転軸やギアなどの伝達系と，該回転軸やギアに連結されたステッピングモータやサーボモータなどの駆動系とを備えている。なお，前記コア回転機構（不図示）の駆動の有無や駆動量などは，前記制御部６などによって制御される。具体的に，前記駆動系として，入力されるステップ数に応じて所定量回転するステッピングモータを用いる場合には，該ステッピングモータに入力するステップ数によって前記センターコア５５の回転量を制御することができる。
【００１３】
また，前記定着装置５では，前記誘導コイル５４から前記加熱ローラ５３に作用する磁束の経路上である前記センターコア５５の外周面に，前記加熱ローラ５３の長手方向の幅が複数段階に変化する形状を有する磁束遮蔽板６０（磁束遮蔽部材の一例）が設けられている。
前記磁束遮蔽板６０は，磁束を遮蔽する銀や銅，アルミニウムなどの材料で形成されており，前記コア回転機構（不図示）によって前記センターコア５５が回転されることにより回転する。ここに，前記コア回転機構（不図示）が前記磁束遮蔽板６０を回転移動させる所定の駆動手段の一例である。なお，前記磁束遮蔽板６０が，前記センターコア５５と独立して回動可能に支持され，所定の駆動モータ（所定の駆動手段の一例）によって回転されることも他の実施例として考えられる。
【００１４】
ここで，図３を用いて，前記磁束遮蔽板６０について説明する。ここに，図３（ａ）は前記センターコア５５及び前記磁束遮蔽板６０の斜視図，図３（ｂ）は前記磁束遮蔽板６０の展開図を示すものである。
なお，本実施の形態では，前記定着ベルト５２の幅方向の中心部に用紙の中心部が沿うように該用紙が搬送される構成を前提として説明するが，もちろん前記定着ベルト５２の幅方向の一端部に用紙の一端部が沿うように該用紙が搬送される構成にも適用可能である。
図３に示すように，前記磁束遮蔽板６０は，前記センターコア５５から前記加熱ローラ５３への磁束の経路を遮蔽する位置及び幅の異なる遮蔽部Ｄ１，Ｄ２（図３の斜線部）を有している。ここに，前記遮蔽部Ｄ１，Ｄ２は，前記センターコア５５の周方向に境界Ｐを挟んで隣接している。なお，前記定着装置５では，該定着装置５を通過する用紙が，その中心が前記定着ベルト５２の中心に沿って通紙されるものであるため，前記磁束遮蔽板６０は，前記センターコア５５の左右に二分して設けられている。
前記遮蔽部Ｄ１，Ｄ２各々は，前記定着装置５に通紙される用紙のサイズがＡ３，Ａ５各々である場合に対応するものであって，その用紙の通過領域に対応する幅に磁束を作用させ，用紙の通過領域の外側の磁束を遮蔽するものである。ここでは，説明の便宜上，前記磁束遮蔽板６０にＡ３，Ａ５サイズに対応する２段階の遮蔽部Ｄ１，Ｄ２が設けられている場合を例に挙げて説明するが，もちろん，更に多段階の遮蔽幅の変更を実現するために，より多くの遮蔽部が設けられる構成であってもよい。例えば，前記複写機Ｘで使用される用紙サイズごとに対応する遮蔽部が設けられることが考えられる。さらに，各々の遮蔽部の遮蔽幅は，用紙サイズに対応するものに限られず予め定められた任意のサイズであってもよい。
【００１５】
また，前記磁束遮蔽板６０を回転させて前記遮蔽部Ｄ１，Ｄ２を切り換える際，前記誘導コイル５４から前記加熱ローラ５３に作用する磁束の幅が急激に変化すると，該誘導コイル５４が接続された通電回路上に逆起電圧が発生し，過電流が流れるおそれがある。
そこで，前記磁束遮蔽板６０には，図３に示すように，隣接する二つの前記遮蔽部Ｄ１，Ｄ２の境界Ｐから該二つの遮蔽部Ｄ１，Ｄ２のうち遮蔽幅が大きい遮蔽部Ｄ２側であって該二つの遮蔽部Ｄ１，Ｄ２による遮蔽幅の差に対応する領域Ｒに，前記制御部６による前記二つの遮蔽部Ｄ１，Ｄ２の変更時に前記誘導コイル５４から前記加熱ローラ５３に作用する磁束を徐々に変動させるための磁束漏洩用開口６１が形成されている。なお，前記磁束遮蔽板６０が更に多段階の遮蔽部を有する構成では，その多段階の遮蔽部各々について，隣接する二つの遮蔽部の境界から遮蔽幅が大きい遮蔽部側に前記磁束漏洩用開口６１が設けられる。
前記磁束漏洩用開口６１は，前記加熱ローラ５３の幅方向の長さは同じであるが，前記境界Ｐから前記遮蔽部Ｄ２側に向かう方向に同方向の長さが徐々に小さくなる複数のスリット６１ａ，６１ｂ，６１ｃ（磁束漏洩用スリットの一例）である。前記スリット６１ａ〜６１ｃは，前記センターコア５５の軸方向を長手方向とする長方形の開口である。なお，これに限られず，前記磁束漏洩用開口６１は，例えば円孔であってもよいし斜め方向に形成されたスリットなどであってもよい。
【００１６】
このように構成された前記複写機Ｘでは，前記加熱ローラ５３と前記センターコア５５とが最も近接する対向部に，前記磁束遮蔽板６０の遮蔽部Ｄ１，Ｄ２のいずれかが介在するように該磁束遮蔽板６０を回転させることによって，前記センターコア５５から前記加熱ローラ５３に作用する磁束の経路の位置及び幅，即ち前記加熱ローラ５３の加熱対象領域を変更することが可能である。このとき，前記磁束遮蔽板６０は，その遮蔽部Ｄ１，Ｄ２の中心Ｃ１，Ｃ２（図３（ｂ）参照）のいずれかが前記加熱ローラ５３との対向部に位置するように回転される。
具体的に，前記複写機Ｘでは，前記制御部６が，画像形成が行われる用紙のサイズや，その用紙におけるトナーの転写領域，前記加熱ローラ５３の温度を検出する温度センサ（不図示）の検出結果などに応じて，前記コア回転機構（不図示）で前記センターコア５５を回転させて前記磁束遮蔽板６０を回転移動させることにより，前記加熱ローラ５３への磁束の経路上に介在する遮蔽部を前記遮蔽部Ｄ１，Ｄ２のいずれかに変更する磁束幅変更処理を実行する。これにより，前記センターコア５５から前記加熱ローラ５３に作用する磁束の経路の幅，即ち前記加熱ローラ５３の加熱対象領域が変更される。ここに，係る磁束幅変更処理を実行するときの前記制御部６が磁束幅変更手段に相当する。
【００１７】
このとき，前記定着装置５では，前記制御部６によって前記磁束幅変更処理が実行されることにより，前記磁束遮蔽板６０が回動され，前記誘導コイル５４から前記加熱ローラ５３への磁束の経路上に介在する前記磁束遮蔽板６０の遮蔽部Ｄ１，Ｄ２が切り換えられる際，該磁束遮蔽板６０によって遮蔽される磁束の量は，前記領域Ｒに形成された前記スリット６１ａ〜６１ｃによって徐々に変化することになる。具体的に，前記遮蔽部Ｄ１から前記遮蔽部Ｄ２への切り換え時には，前記領域Ｒの前記磁束漏洩用開口６１から漏れて前記加熱ローラ５３に作用する磁束が徐々に減少し，逆に前記遮蔽部Ｄ２から前記遮蔽部Ｄ１への切り換え時には，前記加熱ローラ５３に作用する磁束が徐々に増加することになる。
従って，前記遮蔽部Ｄ１，Ｄ２の切り換え時に前記誘導コイル５４の通電回路上に発生する逆起電力を抑制することができ，該通電回路上における過電流を防止することができる。
【００１８】
なお，ここでは，前記磁束漏洩用開口６１が３つの前記スリット６１ａ〜６１ｃを有する場合を例に挙げているが，更に多段階に小さくなる多数のスリットを有する構成であってもよい。
また，前記磁束漏洩用開口６１のスリット６１ａ〜６１ｃは，前記境界Ｐから前記遮蔽部Ｄ２側に向かう方向に徐々に長さが小さくなるものであるが，これに限られず，前記加熱ローラ５３の幅方向の長さが徐々に小さくなるものであってもよい。
さらに，前記スリット６１ａ〜６１ｃは，前記境界Ｐから前記遮蔽部Ｄ２側に向かう方向に徐々に長さ，及び前記加熱ローラ５３の幅方向の長さの両方が，徐々に小さくなるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る複写機の概略構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施の形態に係る定着装置の概略構成を示す模式図。
【図３】本発明の実施の形態に係る定着装置に設けられた磁束遮蔽部材を説明するための模式図。
【符号の説明】
【００２０】
１…操作表示部
２…画像読取部
３…画像処理部
４…画像形成部
５…定着装置
６…制御部
５０…用紙搬送路
５１…定着ローラ
５１ａ…加圧ローラ
５２…定着ベルト
５３…加熱ローラ
５４…誘導コイル
５５…センターコア（磁性体コアの一例）
５６…外部コア
６０…磁束遮蔽板（磁束遮蔽部材の一例）
６１…磁束漏洩用開口
６１ａ〜６１ｃ…スリット（磁束漏洩用スリットの一例）
Ｄ１，Ｄ２…遮蔽部
Ｘ…複写機（画像形成装置の一例）
【図１】
2010091592.tif 000003
【図２】
2010091592.tif 000004
【図３】
2010091592.tif 000005