(57)【要約】【課題】  電磁誘導加熱方式の定着装置の構成部材に熱変形が生じても、誘導加熱部と発熱体との位置関係の変動が少なく、発熱効率の変動等の不具合が生じない、定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  トナー像を加熱してトナー像を記録媒体に定着する定着装置１９であって、磁束を発生させる誘導加熱部２４と、誘導加熱部２４に対向するとともに誘導加熱部２４から発生される磁束によって加熱される発熱体２２、２３と、発熱体２２、２３の変位に連動して誘導加熱部２４を変位させる可変手段２０、２９と、を備える。【選択図】        図３
2006350054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を加熱して当該トナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、
磁束を発生させる誘導加熱部と、
前記誘導加熱部に対向するとともに当該誘導加熱部から発生される磁束によって加熱される発熱体と、
前記発熱体の変位に連動して前記誘導加熱部を変位させる可変手段と、
を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記発熱体は、支持ローラと定着補助ローラとに張架された定着ベルトであって、
前記支持ローラは、前記定着ベルトの外周面に対向する前記誘導加熱部に対して当該定着ベルトを介して対向するように配設され、
前記定着ベルトは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接するように配設されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
支持ローラと、
定着補助ローラと、
前記支持ローラと前記定着補助ローラとに張架された定着ベルトと、を備え、
前記支持ローラは、前記発熱体であって、前記定着ベルトの外周面に対向する前記誘導加熱部に対して当該定着ベルトを介して対向するように配設され、
前記定着ベルトは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接するように配設されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着補助ローラは、前記加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記変位手段は、前記支持ローラが変位したときに、前記支持ローラの回転中心と前記定着補助ローラの回転中心とを通る仮想線上を前記誘導加熱部が移動するように構成されたことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記支持ローラと前記定着補助ローラとの間の位置で前記定着ベルトに張力を与えるテンションローラを備え、
前記変位手段は、前記支持ローラが変位したときに、前記支持ローラの回転中心と前記定着補助ローラの回転中心とを通る第１の仮想線上と前記支持ローラの回転中心と前記テンションローラの回転中心とを通る第２の仮想線上との間であって前記支持ローラが前記定着ベルトによって付勢される側で等角度にて等分される第３の仮想線上を前記誘導加熱部が移動するように構成されたことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記支持ローラの両端軸部を保持するとともに、外周に曲面部を有する軸受と、
前記誘導加熱部を保持するとともに、前記軸受の前記曲面部が２点で当接する傾斜部を有する第１保持部と、
前記軸受を保持するとともに、前記軸受が前記仮想線上を移動するように当該仮想線に沿って形成された案内部を有する第２保持部と、
前記軸受を前記傾斜部に向けて付勢する第１付勢部材と、
前記誘導加熱部を前記支持ローラに向けて付勢する第２付勢部材と、
を備えたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記支持ローラに内設された内部コアと、
前記支持ローラに内設されるとともに前記内部コアに達する前記磁束を調整する磁束調整部材と、を備え、
前記変位手段は、前記支持ローラが変位したときに、前記誘導加熱部が前記内部コア及び前記磁束調整部材との相対位置を維持したまま移動するように構成されたことを特徴とする請求項２〜請求項７のいずれかに記載の定着装置。
【請求項９】
前記支持ローラの両端軸部を保持するとともに、曲面部と前記誘導加熱部に突き当たる突当部とを有する軸受と、
前記誘導加熱部を保持するとともに、前記軸受の前記曲面部が２点で当接する傾斜部を有する第１保持部と、
前記軸受を前記傾斜部に向けて付勢する第１付勢部材と、
前記誘導加熱部が前記突当部に突き当たった状態で当該誘導加熱部を前記支持ローラに向けて付勢する第２付勢部材と、
を備えたことを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記支持ローラの両端軸部を保持するとともに、外周に２つの平面部を有する軸受と、
前記誘導加熱部を保持するとともに、前記軸受の前記２つの平面部が当接する傾斜部を有する第１保持部と、
前記軸受を保持する第２保持部と、
前記軸受を前記傾斜部に向けて付勢する第１付勢部材と、
前記誘導加熱部を前記支持ローラに向けて付勢する第２付勢部材と、
を備えたことを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置とそこに設置される定着装置とに関し、特に、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、装置の立ち上がり時間を低減して省エネルギー化することを目的として、電磁誘導加熱方式の定着装置を用いたものが広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１等において、電磁誘導加熱方式の定着装置は、発熱体としての支持ローラ（加熱ローラ）、定着補助ローラ（定着ローラ）、支持ローラと定着補助ローラとによって張架された定着ベルト、支持ローラに定着ベルトを介して対向する誘導加熱部（誘導加熱手段）、定着補助ローラに定着ベルトを介して当接する加圧ローラ、等で構成される。誘導加熱部は、幅方向（記録媒体の搬送方向に直交する方向である。）に延設されたコイル部（励磁コイル）や、コイル部に対向するコア（励磁コイルコア）等で構成される。
【０００４】
そして、定着ベルトは、誘導加熱部との対向位置で加熱される。加熱された定着ベルトは、定着補助ローラ及び加圧ローラの位置に搬送される記録媒体上のトナー像を加熱して定着する。詳しくは、コイル部に高周波の交番電流を流すことで、コイル部の周囲に交番磁界が形成されて、支持ローラ表面近傍に渦電流が生じる。支持ローラ（発熱体）に渦電流が生じると、支持ローラ自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、支持ローラに巻装された定着ベルトが加熱される。
このような電磁誘導加熱方式の定着装置は、発熱体が電磁誘導によって直接的に加熱されるために、熱ローラ方式（ヒータランプ加熱方式）等の他方式のものに比べて熱変換効率が高く、少ないエネルギー消費で短い立ち上げ時間にて定着ベルトの表面温度（定着温度）を所望の温度まで昇温できるものとして知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−７０３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の定着装置は、電力消費量が少なくて昇温時間も短縮できるものの、誘導加熱部と支持ローラ等の発熱体との位置関係が変動して種々の不具合が生じる可能性があった。
【０００７】
詳しくは、以下の通りである。
誘導加熱部と発熱体との位置関係が変動してしまうのは、高温で使用される定着装置を構成する構成部材が熱変形することによる。
具体的に、特許文献１等の定着装置において、定着補助ローラは所定の定着ニップ部を形成するために加圧ローラに対向する位置で固定支持されていて、支持ローラは定着ベルトに所定の張力を与えるために誘導加熱部（固定支持されている。）に対向する位置で移動自在に支持されている場合が多い。一方、定着工程時に誘導加熱部によって加熱された定着ベルトの熱は、記録媒体上へトナー像（トナー）を溶着させる熱として伝達されるだけではなく、定着補助ローラへも伝達される。したがって、定着工程が連続しておこなわれている定着補助ローラの温度は徐々に上昇して、シリコーンゴム等で形成された弾性層の熱膨張によって定着補助ローラの外径が大きくなる。そして、定着ベルトの基材の熱膨張率は定着補助ローラの弾性層のものよりも低いために、定着補助ローラの外径変化にともない支持ローラと定着補助ローラとの軸間距離が縮まってしまう。したがって、誘導加熱部と発熱体（支持ローラ）との対向距離（位置関係）が変動してしまう。
【０００８】
ここで、誘導加熱部と発熱体との対向距離は、発熱体の発熱効率に大きく影響する。具体的に、誘導加熱部と発熱体との対向距離が小さくなると発熱体の発熱量が増加して、誘導加熱部と発熱体との対向距離が大きくなると発熱体の発熱量が低減してしまう。このように、発熱体の発熱量が変動すると、その時々の装置の立ち上げ時間にバラツキが生じてしまうことになる。
【０００９】
また、誘導加熱部と発熱体との対向距離が小さくなると、双方の部材が接触してしまって定着ベルト表面を傷付けてしまったり、誘導加熱部の対向面にオフセットトナーが堆積して定着ベルト表面を傷付けてしまったり、その堆積したトナーが定着ベルトに再付着して異常画像を発生させてしまったりする可能性がある。
さらに、誘導加熱部と発熱体との対向距離が小さくなると、誘導加熱部自体の温度が上昇して、構成部材が耐熱温度を超えてしまったり、コア部の温度がキューリー点を超えて発熱効率を低下させてしまったりする可能性もある。
これに対して、誘導加熱部と発熱体との対向距離が大きくなると、定着ベルトを発熱させる効率が低下してしまうので、連続通紙時等に所望の定着温度が得られずに定着性不良等の異常画像が発生する可能性がある。
【００１０】
このように、誘導加熱部と発熱体との位置関係が変動してしまう不具合を防止するために、支持ローラも定着補助ローラと同様に固定支持して、支持ローラと定着補助ローラとの間であって定着ベルトの内周面又は外周面に当接するように移動自在に支持されて定着ベルトに張力を与えるテンションローラを設置する方策も考えられる。しかし、テンションローラを設置することで、部品点数の増加や、レイアウトの自由度低下や、定着ベルト表面の損傷による画像不良（定着ベルトの外周面にテンションローラを当接させた場合である。）や、テンションローラ表面にオフセットトナーが付着することによる画像不良（定着ベルトの外周面にテンションローラを当接させた場合である。）や、支持ローラに対する定着ベルトの巻き付け角度が小さくなることによる発熱効率の低下、等が発生してしまう。また、定着補助ローラの外径変化にともないテンションローラの位置が変位して、支持ローラに対する定着ベルトの巻き付け角度変動にともない発熱効率も変動してしまうことになる。
【００１１】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電磁誘導加熱方式の定着装置の構成部材に熱変形が生じても、誘導加熱部と発熱体との位置関係の変動が少なく、発熱効率の変動等の不具合が生じない、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】
【００１２】
この発明の請求項１記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を加熱して当該トナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、磁束を発生させる誘導加熱部と、前記誘導加熱部に対向するとともに当該誘導加熱部から発生される磁束によって加熱される発熱体と、前記発熱体の変位に連動して前記誘導加熱部を変位させる可変手段と、を備えたものである。
【００１３】
また、請求項２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記発熱体は、支持ローラと定着補助ローラとに張架された定着ベルトであって、前記支持ローラは、前記定着ベルトの外周面に対向する前記誘導加熱部に対して当該定着ベルトを介して対向するように配設され、前記定着ベルトは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接するように配設されたものである。
【００１４】
また、請求項３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、支持ローラと、定着補助ローラと、前記支持ローラと前記定着補助ローラとに張架された定着ベルトと、を備え、前記支持ローラは、前記発熱体であって、前記定着ベルトの外周面に対向する前記誘導加熱部に対して当該定着ベルトを介して対向するように配設され、前記定着ベルトは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接するように配設されたものである。
【００１５】
また、請求項４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記定着補助ローラは、前記加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたものである。
【００１６】
また、請求項５記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項２〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記変位手段は、前記支持ローラが変位したときに、前記支持ローラの回転中心と前記定着補助ローラの回転中心とを通る仮想線上を前記誘導加熱部が移動するように構成されたものである。
【００１７】
また、請求項６記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項２〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記支持ローラと前記定着補助ローラとの間の位置で前記定着ベルトに張力を与えるテンションローラを備え、前記変位手段は、前記支持ローラが変位したときに、前記支持ローラの回転中心と前記定着補助ローラの回転中心とを通る第１の仮想線上と前記支持ローラの回転中心と前記テンションローラの回転中心とを通る第２の仮想線上との間であって前記支持ローラが前記定着ベルトによって付勢される側で等角度にて等分される第３の仮想線上を前記誘導加熱部が移動するように構成されたものである。
【００１８】
また、請求項７記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項５又は請求項６に記載の発明において、前記支持ローラの両端軸部を保持するとともに、外周に曲面部を有する軸受と、前記誘導加熱部を保持するとともに、前記軸受の前記曲面部が２点で当接する傾斜部を有する第１保持部と、前記軸受を保持するとともに、前記軸受が前記仮想線上を移動するように当該仮想線に沿って形成された案内部を有する第２保持部と、前記軸受を前記傾斜部に向けて付勢する第１付勢部材と、前記誘導加熱部を前記支持ローラに向けて付勢する第２付勢部材と、を備えたものである。
【００１９】
また、請求項８記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項２〜請求項７のいずれかに記載の発明において、前記支持ローラに内設された内部コアと、前記支持ローラに内設されるとともに前記内部コアに達する前記磁束を調整する磁束調整部材と、を備え、前記変位手段は、前記支持ローラが変位したときに、前記誘導加熱部が前記内部コア及び前記磁束調整部材との相対位置を維持したまま移動するように構成されたものである。
【００２０】
また、請求項９記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項８に記載の発明において、前記支持ローラの両端軸部を保持するとともに、曲面部と前記誘導加熱部に突き当たる突当部とを有する軸受と、前記誘導加熱部を保持するとともに、前記軸受の前記曲面部が２点で当接する傾斜部を有する第１保持部と、前記軸受を前記傾斜部に向けて付勢する第１付勢部材と、前記誘導加熱部が前記突当部に突き当たった状態で当該誘導加熱部を前記支持ローラに向けて付勢する第２付勢部材と、を備えたものである。
【００２１】
また、請求項１０記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項８に記載の発明において、前記支持ローラの両端軸部を保持するとともに、外周に２つの平面部を有する軸受と、前記誘導加熱部を保持するとともに、前記軸受の前記２つの平面部が当接する傾斜部を有する第１保持部と、前記軸受を保持する第２保持部と、前記軸受を前記傾斜部に向けて付勢する第１付勢部材と、前記誘導加熱部を前記支持ローラに向けて付勢する第２付勢部材と、を備えたものである。
【００２２】
また、この発明の請求項１１記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、電磁誘導加熱方式の定着装置において発熱体の変位に連動して誘導加熱部を変位させるように構成しているために、構成部材に熱変形が生じても、誘導加熱部と発熱体との位置関係の変動が少なく、発熱効率の変動等の不具合が生じない、定着装置及び画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００２５】
実施の形態１．
図１〜図４にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのレーザープリンタの装置本体、３は画像情報に基いた露光光Ｌを感光体ドラム１８上に照射する露光部、４は装置本体１に着脱自在に設置される作像部としてのプロセスカートリッジ、７は感光体ドラム１８上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する転写部、１０は出力画像が載置される排紙トレイ、１１、１２は転写紙等の記録媒体Ｐが収納された給紙部、１３は記録媒体Ｐを転写部７に搬送するレジストローラ、１５は手差し給紙部、１９は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置を示す。
【００２６】
図１を参照して、画像形成装置における、通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、露光部３から、画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Ｌが、プロセスカートリッジ４の感光体ドラム１８上に向けて発せられる。感光体ドラム１８は図中の反時計方向に回転しており、所定の電子写真プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程）を経て、感光体ドラム１８上に画像情報に対応したトナー像が形成される。その後、感光体ドラム１８上に形成されたトナー像は、転写部７で、レジストローラ１３により搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。
なお、図示は省略するが、プロセスカートリッジ４には、感光体ドラム１８、感光体ドラム１８上を帯電する帯電部、トナー（現像剤）が収容されていて感光体ドラム１８上に形成された静電潜像を現像する現像部、感光体ドラム１８上に残存する未転写トナーを除去するクリーニング部、等が一体的に設けられている。
【００２７】
一方、転写部７に搬送される記録媒体Ｐは、次のように動作する。
まず、画像形成装置本体１の複数の給紙部１１、１２、１５のうち、１つの給紙部が自動又は手動で選択される（例えば、最上段の給紙部１１が選択されたものとする。）。
【００２８】
そして、給紙部１１に収納された記録媒体Ｐの最上方の１枚が、搬送経路Ｋの位置に向けて搬送される。その後、記録媒体Ｐは、搬送経路Ｋを通過してレジストローラ１３の位置に達する。そして、レジストローラ１３の位置に達した記録媒体Ｐは、感光体ドラム１８上に形成されたトナー像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部７に向けて搬送される。
【００２９】
そして、転写工程後の記録媒体Ｐは、転写部７の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置１９に達する。定着装置１９に達した記録媒体Ｐは、定着ベルトと加圧ローラとの間に送入されて、定着ベルトから受ける熱と加圧ローラから受ける圧力とによってトナー像が定着される。トナー像が定着された記録媒体Ｐは、定着ベルトと加圧ローラとの間から送出された後に、出力画像として画像形成装置本体１から排出されて、排紙トレイ１０上に載置される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００３０】
次に、図２にて、画像形成装置本体１に設置される定着装置１９の構成・動作について詳述する。
図２に示すように、定着装置１９は、誘導加熱部２４、定着補助ローラ２１、定着ベルト２２（発熱体）、支持ローラ２３（発熱体）、加圧ローラ３０、サーミスタ３７、等で構成される。なお、定着装置１９には、発熱体の変位に連動して誘導加熱部２４を変位させる可変手段も設けられているが、これについては後で詳しく説明する。
【００３１】
ここで、定着補助ローラ２１は、ステンレス鋼等からなる芯金の表面に、シリコーンゴム等の弾性層を形成したものである。定着補助ローラ２１の弾性層は、肉厚が１〜５ｍｍで、アスカー硬度が３０〜６０度となるように形成されている。定着補助ローラ２１は、定着装置１９の筐体の一部として機能する第２保持部２０にベアリングを介して固定支持されて、不図示の駆動部によって図２の反時計方向に回転駆動される。
【００３２】
発熱体としての支持ローラ２３は、鉄、コバルト、ニッケル、ステンレス鋼、又は、それらの合金等の磁性金属材料からなる低熱容量の円筒部を備えている。支持ローラ２３の円筒部は、外径が２０ｍｍで、肉厚が１ｍｍとなるように形成されている。支持ローラ２３は、第２保持部２０に軸受３３（図３を参照できる。）を介して破線矢印方向（後述する仮想線Ｓに沿った方向である。）に移動可能に支持されて、図２の反時計方向に回転する。
【００３３】
発熱体としての定着ベルト２２は、支持ローラ２３と定着補助ローラ２１とに張架・支持されている。
定着ベルト２２は、ポリイミド等からなるベース層、ニッケルや銀等の金属からなる発熱層、シリコーンゴム等からなる弾性層、フッ素化合物等からなる離型層等からなる多層構造のエンドレスベルトである。定着ベルト２２の離型層によって、トナーＴに対する離型性が担保されている。
なお、定着ベルト２２の発熱層として、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂等の樹脂層とニッケル等の金属層との複数層構造体を用いることもできる。
【００３４】
加圧ローラ３０は、アルミニウム、銅等からなる円筒部材上にフッ素ゴム、シリコーンゴム等の弾性層が形成されたものである。加圧ローラ３０の弾性層は、肉厚が０．５〜２ｍｍで、アスカー硬度が６０〜９０度となるように形成されている。加圧ローラ３０は、定着ベルト２２を介して定着補助ローラ２１に圧接している。そして、定着ベルト２２と加圧ローラ３０との当接部（定着ニップ部である。）に、記録媒体Ｐが搬送される。
【００３５】
誘導加熱部２４は、コイル部２５（励磁コイル）、コア２６（励磁コイルコア）、コイルガイド２７、等で構成される。コイル部２５は、支持ローラ２３に巻装された定着ベルト２２の外周部を覆うように配設されたコイルガイド２７上に細線を束ねたリッツ線を巻回して幅方向（図２の紙面垂直方向である。）に延設したものである。コイルガイド２７は、耐熱性の高い樹脂材料等からなる半円筒状部材であって、コイル部２５を保持する。コア２６は、フェライト等の強磁性体（比透磁率が１０００〜３０００程度である。）からなる半円筒状部材であって、発熱体に向けて効率のよい磁束を形成するためにセンターコア２６ａやサイドコア２６ｂが設けられている。コア２６は、幅方向に延設されたコイル部２５に対向するように設置されている。
【００３６】
誘導加熱部２４は、定着装置１９の筐体の一部として機能する第１保持部２９に保持されて、図２の破線両矢印方向に移動可能に構成されている。
詳しくは、図２及び図３を参照して、誘導加熱部２４は、画像形成装置本体１の本体側板４２に固設されたガイドピン４５によって支持されている。ガイドピン４５は、誘導加熱部２４を保持する第１保持部２９に形成された穴部２９ａに挿通されるとともに、誘導加熱部２４（第１保持部２９）を支持ローラ２３に向けて付勢する第２付勢部材としてのスプリング４６が設置されている。ここで、ガイドピン４５の外径は穴部２９ａの穴径よりも小さくなっていて、ガイドピン４５は穴部２９ａに対して径方向にある程度の自由度をもって取り付けられている。
また、図３を参照して、第１保持部２９には、支持ローラ２３の両端軸部を保持する軸受３３の曲面部３３ａが２点で当接するＶ字状の傾斜部２９ｂが形成されている。
【００３７】
一方、支持ローラ２３が保持される軸受３３を保持する第２保持部２０には、軸受３３（又は支持ローラ２３の軸中心）が図３中に一点鎖線で示す仮想線Ｓ上を移動するように、仮想線Ｓに沿って形成された案内部２０ａが設けられている詳しくは、図４（図３の軸受３３近傍を紙面垂直方向に断面化した図である。）を参照して、軸受３３の溝部３３ｂが、案内部２０ａにスライド移動可能に係合している。また、案内部２０ａには、軸受３３（又は支持ローラ２３）を傾斜部２９ｂ（又は誘導加熱部２４）に向けて付勢する第１付勢部材としてのスプリング３４が設置されている。このスプリング３４は、定着ベルト２２に張力を与える付勢部材としても機能することになる。なお、仮想線Ｓは、支持ローラ２３の回転中心と定着補助ローラ２１の回転中心とを通る仮想上の線である。
【００３８】
このような構成によって、定着補助ローラ２１が熱膨張して支持ローラ２３が変位した場合等であっても、その変位に連動して誘導加熱部２４がほぼ等量変位することになる。したがって、誘導加熱部２４と定着ベルト２２（又は支持ローラ２３）とのギャップ（対向距離）Ｇが一定に維持されることになる。
【００３９】
ここで、第２保持部２０は、支持ローラ２３の他に、定着補助ローラ２１、加圧ローラ３０等も保持していて、誘導加熱部２４を保持した第１保持部２９に対して分離可能に構成されている。ここで、誘導加熱部２４は、上述したようにガイドピン４５によってある程度ルーズに支持されているために、第１保持部２９と第２保持部２０との位置決めをおこなう際に生じる支持ローラ２３の位置のバラツキを吸収することができる。
【００４０】
また、定着工程が連続しておこなわれた場合（連続通紙時である。）等に、定着補助ローラ２１の外径が熱膨張によって大きくなり、定着ベルト２２に引っ張られて支持ローラ２３が定着補助ローラ２１側に引き寄せられても、軸受３３が第１保持部２９の傾斜部２９ａに接触した状態が維持されるために、コイル部２５と支持ローラ２３との対向距離を一定に保つことができる。このとき、支持ローラ２３の移動方向が一方向（仮想線Ｓの方向である。）になっているために、定着ベルト２２の張架状態が均一となって、支持ローラ２３と定着補助ローラ２１との平行度の精度が低下して定着ベルト２２が走行中に片方向に寄って外れてしまうような不具合が生じるのを抑止することができる。
【００４１】
なお、定着ベルト２２の内周面には、サーミスタ３７が当接されている。サーミスタ３７は、熱応答性の高い感温素子であって、定着ベルト２２における内周面の温度を検知する。そして、サーミスタ３７による検知結果に基いて、誘導加熱部２４による加熱量を調整する。
また、図示は省略するが、支持ローラ２３の外周面には、サーモスタットが当接されている。そして、支持ローラ２３上の表面温度が所定の温度を超えた場合には、サーモスタット３７によって誘導加熱部２４への通電が切断される。これにより、誘導加熱部２４による支持ローラ２３の過熱が制限される。
【００４２】
このように構成された定着装置１９は、次のように動作する。
定着補助ローラ２１の回転駆動によって、定着ベルト２２は図２中の矢印方向に周回するとともに、支持ローラ２３も反時計方向に回転して、加圧ローラ３０も矢印方向に回転する。定着ベルト２２は、誘導加熱部２４との対向位置で、誘導加熱部２４から発生される磁束によって加熱される。
【００４３】
詳しくは、不図示の電源部からコイル部２５に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ（好ましくは、２０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚである。）の高周波交番電流を流すことで、コア２６と内部コア２８との間に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、支持ローラ２３表面と定着ベルト２２の発熱層とに渦電流が生じて、支持ローラ２３及び発熱層の電気抵抗によってジュール熱が発生して、支持ローラ２３及び発熱層が加熱される。こうして、定着ベルト２２は、発熱した支持ローラ２３から受ける熱と、自身の発熱層の発熱と、によって加熱される。
【００４４】
その後、誘導加熱部２４によって加熱された定着ベルト２２表面は、加圧ローラ３０との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔ（トナー）を加熱して溶融する。
詳しくは、先に説明した作像プロセスを経てトナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐが、ガイド板に案内されながら定着ベルト２２と加圧ローラ３０との間に送入される（矢印Ｙ１の搬送方向の移動である。）。そして、定着ベルト２２から受ける熱と加圧ローラ３０から受ける圧力とによってトナー像Ｔが記録媒体Ｐに定着されて、記録媒体Ｐは定着ベルト２２と加圧ローラ３０との間から送出される。
【００４５】
定着位置を通過した定着ベルト２２表面は、その後に再び誘導加熱部２４との対向位置に達する。
このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。
【００４６】
ここで、連続通紙時等に誘導加熱部２４に対向する支持ローラ２３（又は定着ベルト２２）が変位した場合であっても、それに応じて可変手段によって誘導加熱部２４が変位して、誘導加熱部２４と支持ローラ２３（又は定着ベルト２２）との位置関係が一定に維持される。これによって、発熱体としての支持ローラ２３及び定着ベルト２２の発熱効率を一定化することができる。
【００４７】
以上説明したように、本実施の形態１では、発熱体２２、２３の変位に連動して誘導加熱部２４を変位させるように構成しているために、定着補助ベルト２１等の構成部材に熱変形が生じても、誘導加熱部２４と発熱体２２、２３との位置関係の変動が少なく、発熱効率の変動等の不具合が生じるのを抑止することができる。
【００４８】
なお、本実施の形態１では、加圧ローラ３０が定着ベルト２２を介して定着補助ローラ２１に当接するように、定着装置２０を構成した。これに対して、支持ローラ２３（又は定着補助ローラ２１）から定着補助ローラ２１（又は支持ローラ２３）に至る定着ベルト２２表面に加圧ローラ３０が当接するように、定着装置２０を構成することもできる。このような定着装置に対しても、発熱体２２、２３の変位に連動して誘導加熱部２４を変位させるように構成することで、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
また、本実施の形態１では、発熱層を有する定着ベルト２２と、支持ローラ２３と、を発熱体として用いた。これに対して、定着ベルト２２及び支持ローラ２３のうちいずれか一方のみを発熱体として用いることもできる。その場合も、発熱体の変位に連動して誘導加熱部２４を変位させるように構成することで、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
実施の形態２．
図５にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図５は、実施の形態２の定着装置１９を示す断面図である。本実施の形態２の定着装置１９は、定着ベルト２２に張力を与えるテンションローラ３８が設置されている点と、誘導加熱部２４の移動方向と、が前記実施の形態１のものとは相違する。
【００５１】
図５に示すように、本実施の形態２の定着装置１９は、誘導加熱部２４、定着補助ローラ２１、定着ベルト２２、支持ローラ２３、加圧ローラ３０、テンションローラ３８、可変手段２０、２９、サーミスタ、等で構成される。
テンションローラ３８は、支持ローラ２３と定着補助ローラ２１との間であって、定着ベルト２２の内周面に当接する位置で、定着ベルト２２に張力を与えている。ここで、テンションローラ３８と定着補助ローラ２１とは第２保持部２０に固定支持されていて、支持ローラ２３は前記実施の形態１と同様に第１付勢部材３４によって定着ベルト２２に積極的に張力を与えている。
【００５２】
ここで、誘導加熱部２４を保持して可変手段の一部として機能する第１保持部２９は、支持ローラ２３の回転中心と定着補助ローラ２１の回転中心とを通る第１の仮想線Ｓ１上と、支持ローラ２３の回転中心とテンションローラ３８の回転中心とを通る第２の仮想線Ｓ２上と、の間であって、支持ローラ２３が定着ベルト２２によって付勢される側で等角度にて等分される第３の仮想線Ｓ３上を、誘導加熱部２４が移動するように構成されている。
具体的には、前記実施の形態１の図３で説明した第２保持部２０の案内部２０ａが、軸受３３が第３の仮想線Ｓ３上を移動するように第３の仮想線Ｓ３に沿って形成されている。
【００５３】
これにより、誘導加熱部２４に対向する支持ローラ２３（又は定着ベルト２２）が変位した場合（おおむね仮想線Ｓ３に沿って変位する。）であっても、それに応じて可変手段によって誘導加熱部２４が変位して、誘導加熱部２４と支持ローラ２３（又は定着ベルト２２）との位置関係が一定に維持される。また、定着ベルト２２に対して支持ローラ２３を中心として入口側及び出口側に均等に配置されたセンタコア２６ａ及びサイドコア２６ｂの位置関係も一定に維持される。これによって、発熱体としての支持ローラ２３及び定着ベルト２２の発熱効率を一定化することができる。
【００５４】
以上説明したように、本実施の形態２では、発熱体２２、２３の変位に連動して誘導加熱部２４を変位させるように構成しているために、定着補助ベルト２１等の構成部材に熱変形が生じても、誘導加熱部２４と発熱体２２、２３との位置関係の変動が少なく、発熱効率の変動等の不具合が生じるのを抑止することができる。
【００５５】
実施の形態３．
図６及び図７にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図６は実施の形態３における定着装置１９を示す断面図であって、図７はその要部を示す概略図である。本実施の形態３の定着装置１９は、支持ローラ２３内に内部コア３５と磁束調整部材３６とが設置されている点と、軸受３３の構成と、が前記実施の形態１のものとは相違する。
【００５６】
図６に示すように、本実施の形態３の定着装置１９は、誘導加熱部２４、定着補助ローラ２１、定着ベルト２２、支持ローラ２３、加圧ローラ３０、内部コア３５、磁束調整部材３６、可変手段２０、２９、サーミスタ３７、等で構成される。
ここで、内部コア３５は、フェライト等の強磁性体からなり、定着ベルト２２を介してコイル部２５に対向するように支持ローラ２３に内設されている。内部コア３５を設けることによって、コア２６と内部コア３５との間でコイル部２５によって交番磁界が効率よく生成されることになる。
【００５７】
磁束調整部材３６は、アルミニウムや銅等の低抵抗率の材料からなり、幅方向にみた展開形状が三角形になるように形成されていて、内部コア３５の周面上の一部であって幅方向両端に貼着されている。ここで、磁束調整部材３６が貼着された内部コア３５は、支持ローラ２３の回転駆動とは独立して回転駆動されるように構成されている。そして、内部コア３５を所定角度回転させて、誘導加熱部２４のセンターコア２６ａに対向する磁束調整部材３６の姿勢（対向面積）を可変することで、発熱体２２、２３の幅方向の加熱範囲を可変する。
【００５８】
このように内部コア３５及び磁束調整部材３６が設置された定着装置１９では、磁束調整部材３６と誘導加熱部２４のセンターコア２６ａ及びサイドコア２６ｂとの位置関係が特に重要になる。これは、コイル部３５によって生成された交番磁界がセンターコア２６ａ及びサイドコア２６ｂに集中して磁束を発生させるためである。すなわち、センターコア２６ａの中心と内部コア３５の中心（支持ローラ２３の回転中心と一致する。）とを通る仮想線Ｓに対する、磁束調整部材３６の両端と内部コア３５の中心とを通る仮想線（図６中の破線で示す２つの線分である。）の角度がずれると、発熱体２２、２３の幅方向加熱範囲が変動してしまう。
【００５９】
本実施の形態３では、支持ローラ２３が変位したときに、誘導加熱部２４（特に、センターコア２６ａ及びサイドコア２６ｂである。）が内部コア３５及び磁束調整部材３６との相対位置を維持したまま移動するように構成しているために、発熱体２２、２３の幅方向加熱範囲が所望のものからずれてしまう不具合が抑止される。
具体的には、図７を参照して、支持ローラ２３の両端軸部を保持する軸受３３には、誘導加熱部２４に突き当たる複数の突当部３３ｃが設けられている。また、軸受３３は、第１付勢部材としてのスプリング３４によって、その曲面部３３ａが傾斜部２９ｂに当接した状態で誘導加熱部２４に向けて付勢されている。また、誘導加熱部２４は、第２付勢部材としてのスプリング４６によって、軸受３３の複数の突当部３３ｃに突き当たった状態で支持ローラ２３に向けて付勢されている。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態３では、発熱体２２、２３の変位に連動して誘導加熱部２４を変位させるように構成しているために、定着補助ベルト２１等の構成部材に熱変形が生じても、誘導加熱部２４と発熱体２２、２３との位置関係の変動が少なく、発熱効率の変動等の不具合が生じるのを抑止することができる。
【００６１】
実施の形態４．
図８にて、この発明の実施の形態４について詳細に説明する。
図８は、実施の形態４における定着装置１９の可変手段の要部を示す概略図である。本実施の形態４の定着装置１９は、軸受３３の構成が前記実施の形態３のものとは相違する。
【００６２】
本実施の形態４でも、前記実施の形態３と同様に、支持ローラ２３が変位したときに、誘導加熱部２４（特に、センターコア２６ａ及びサイドコア２６ｂである。）が内部コア３５及び磁束調整部材３６との相対位置を維持したまま移動するように構成されている。これにより、発熱体２２、２３の幅方向加熱範囲が所望のものからずれてしまう不具合が抑止される。
【００６３】
具体的には、図８を参照して、支持ローラ２３の両端軸部を保持する軸受３３には、その外周に２つの平面部３３ｄがＶ字状に設けられている。また、軸受３３は、第１付勢部材３４によって、２つの平面部３３ｄが傾斜部２９ｂに当接した状態で誘導加熱部２４に向けて付勢されている。また、誘導加熱部２４は、第２付勢部材４６によって、支持ローラ２３に向けて付勢されている。
このような構成によって、軸受３３が第１保持部２９の傾斜部２９ａに２箇所で面接触した状態で、支持ローラ２３の変位に連動して、誘導加熱部２４の姿勢を同一方向（仮想線Ｓに沿った方向である。）に維持したまま移動させることができる。
【００６４】
以上説明したように、本実施の形態４では、発熱体２２、２３の変位に連動して誘導加熱部２４を変位させるように構成しているために、定着補助ベルト２１等の構成部材に熱変形が生じても、誘導加熱部２４と発熱体２２、２３との位置関係の変動が少なく、発熱効率の変動等の不具合が生じるのを抑止することができる。
【００６５】
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の画像形成装置に設置される定着装置を示す断面図である。
【図３】図２の定着装置の可変手段の要部を示す概略図である。
【図４】図３の可変手段の軸受近傍を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態２における定着装置を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態３における定着装置を示す断面図である。
【図７】図６の定着装置の可変手段の要部を示す概略図である。
【図８】この発明の実施の形態４における定着装置の可変手段の要部を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  画像形成装置本体（装置本体）、
１９  定着装置、
２０  第２保持部、  ２０ａ  案内部、
２１  定着補助ローラ、
２２  定着ベルト、  ２３  支持ローラ（発熱体）、
２４  誘導加熱部、  ２５  コイル部、  ２６  コア、
２６ａ  センターコア、  ２６ｂ  サイドコア、  ２７  コイルガイド、
２９  第１保持部、  ２９ａ  穴部、  ２９ｂ  傾斜部、
３３  軸受、  ３３ａ  曲面部、  ３３ｂ  溝部、
３３ｃ  突当部、  ３３ｄ  平面部、
３４  スプリング（第１付勢部材）、
３５  内部コア、  ３６  磁束調整部材、
３８  テンションローラ、  ４２  本体側板、  ４５  ガイドピン、
４６  スプリング（第２付勢部材）、
Ｓ  仮想線、  Ｓ１  第１の仮想線、
Ｓ２  第２の仮想線、  Ｓ３  第３の仮想線。
【図１】
2006350054.tif 000003
【図２】
2006350054.tif 000004
【図３】
2006350054.tif 000005
【図４】
2006350054.tif 000006
【図５】
2006350054.tif 000007
【図６】
2006350054.tif 000008
【図７】
2006350054.tif 000009
【図８】
2006350054.tif 000010