(57)【要約】【課題】電磁誘導加熱方式の加熱装置において被加熱材のサイズに応じてニップ部に生ずる非導入領域の過昇温防止に適切に対応できる磁束調整部材を備えた加熱装置の提供。【解決手段】加熱回転体１０の外部に磁束発生手段４０を配置し、この磁束発生手段からの加熱回転体に対する作用磁束の被加熱材Ｐの搬送方向と交差する方向の密度分布を変化させる磁束調整手段５０を前記磁束発生手段に備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁束発生手段と、外部に配置された前記磁束発生手段から作用する磁束により発熱する加熱回転体と、前記加熱回転体と当接してニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部で被加熱材を挟持搬送しつつ加熱する加熱装置において、
前記磁束発生手段からの前記加熱回転体に対する作用磁束の前記被加熱材の搬送方向と交差する方向の密度分布を変化させる磁束調整手段を前記磁束発生手段に備えたことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記磁束調整手段は作用磁束を一部遮蔽する磁束遮蔽部材であることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記磁束遮蔽部材は前記磁束発生手段に対して移動可能であることを特徴とする請求項２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記磁束遮蔽部材は前記磁束発生手段に対して直線状に移動可能であることを特徴とする請求項３に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記磁束遮蔽部材は前記磁束発生手段に対して前記加熱回転体の回転方向に移動可能であることを特徴とする請求項３に記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式の画像形成装置に搭載される電磁誘導加熱方式の加熱定着装置として用いれば好適な加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはそれらの複合機等の画像形成装置では、像担持体としてのドラム形状の電子写真感光体に静電潜像を形成した後に、これをトナーによって現像してトナー画像とし、このトナー画像を被加熱材としての被記録材に転写している。そしてその被記録材を加熱媒体と加圧部材間のニップ部に導入・搬送させ、ニップ部でトナー画像を加熱溶融および加圧して被記録材に定着させている。このような画像形成装置には、トナー画像を被記録材に加熱定着させるための加熱定着装置（以下、定着装置と記す）が組み込まれる。
【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電磁誘導発熱により加熱するものなどが知られているが、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。
【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さらに低くなる。
【０００５】
このことは、回転体の長手方向の長さいっぱいの被記録材、すなわち最大通紙幅（最大被記録材導入幅）の被記録材をニップ部に通紙（導入）してトナー画像を定着させる場合には問題はないが、幅の小さい小形サイズの被記録材をニップ部に通紙させる場合には、回転体の非通紙領域（非導入領域）における温度が所定の定着温度（目標温度）よりも上昇し、ニップ部において通紙領域（導入領域）の温度と非通紙領域の温度との温度差がきわめて大きくなってしまう。
【０００６】
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、小形サイズの被記録材を連続で通紙させた直後に大形サイズの被記録材を通紙したときに、部分的な温度ムラによるシワ、スキュー等や、定着ムラが生じる虞がある。
【０００７】
そこで、上記の非通紙部昇温防止を可能とする電磁誘導加熱方式の定着装置がこれまでに提案されている（特許文献１）。この定着装置は、電磁誘導発熱性を有する加熱回転体としての金属スリーブの内部に、磁束発生手段としての誘導加熱源を配置している。そして金属スリーブと誘導加熱源との間に磁束調整手段としての磁束遮蔽部材を配設し、この磁束遮蔽部材を被記録材搬送方向と交差する方向（金属スリーブ長手方向）に移動させて金属スリーブに対し出し入れすることにより非通紙部の過昇温を防止している。
【特許文献１】特開平１０−７４００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の定着装置は、非通紙部の過昇温防止方法として、被記録材サイズに応じて磁束遮蔽部材により自在に磁束の遮蔽領域を可変できる点で自由度の高い方法を採用した構成である。しかしながら、磁束遮蔽部材を加熱回転体の内部で移動させるため、磁束遮蔽部材のサイズすなわち磁束を遮蔽する面積に制約があり、様々なサイズの被記録材に対応させるのは難しいという傾向がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、電磁誘導加熱方式の加熱装置において被加熱材のサイズに応じてニップ部に生ずる非導入領域の過昇温防止に適切に対応できる磁束調整部材を備えた加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る加熱装置の代表的な構成は、磁束発生手段と、外部に配置された前記磁束発生手段から作用する磁束により発熱する加熱回転体と、前記加熱回転体と当接してニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部で被加熱材を挟持搬送しつつ加熱する加熱装置において、前記磁束発生手段からの前記加熱回転体に対する作用磁束の前記被加熱材の搬送方向と交差する方向の密度分布を変化させる磁束調整手段を前記磁束発生手段に備えたことを特徴とする加熱装置、である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る加熱装置によれば、加熱回転体の外部に配置した磁束発生手段に磁束調整手段を備えるので、磁束調整部材のサイズの制約がなくなる。このため、被加熱材のサイズに応じてニップ部に生ずる非導入領域の過昇温防止に対応するべく、磁束調整手段を適切な形状に設計・加工することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
（１）画像形成装置
図１０は本発明に係る加熱装置を加熱定着装置として搭載できる画像形成装置の一例の概略構成模型図である。この画像形成装置は、電子写真方式を用いたタンデムタイプのフルカラープリンターである。
【００１４】
Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋは図面上右から左に順に配列した第１〜第４の４つの色トナー像形成ステーションである。各ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋは何れも、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）１０１（１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｂｋ）、帯電装置１０２（１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｂｋ）、レーザースキャナやＬＥＤアレイ等の露光装置１０３（１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｂｋ）、現像装置１０４（１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｂｋ）、クリーニング装置１０５（１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｂｋ）等からなる電子写真プロセス機構である。感光ドラム１０１は矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。
【００１５】
第１の色トナー像形成ステーションＹは感光体１０１Ｙの面にフルカラー画像のイエロー成分のトナー画像を形成する。第２の色トナー像形成ステーションＭは感光ドラム１０１Ｍの面にフルカラー画像のマゼンタ成分のトナー画像を形成する。第３の色トナー像形成ステーションＣは感光ドラム１０１Ｃの面にフルカラー画像のシアン成分のトナー画像を形成する。そして第４の色トナー像形成ステーションＢｋは感光体１０１Ｂｋの面にブラックのトナー画像を形成する。各色トナー像形成ステーションにおけるトナー画像の形成原理・プロセスは公知であるからその説明は省略する。
【００１６】
１０６は複数の支持ローラ１０７に懸架させて張設した転写ベルトであり、第１〜第４の色トナー像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋの下側に、全ステーションに亘たらせて配設してある。転写ベルト１０６は矢印の反時計方向に、感光ドラム１０１の周速度に対応した周速度で回動駆動される。
【００１７】
１０８（１０８Ｙ，１０８Ｍ，１０８Ｃ，１０８Ｂｋ）は転写ローラであり、第１〜第４の各色トナー像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋにおいて、感光体１０１の下面に対して転写ベルト１０６を挟んで圧接して転写ニップ部を形成している。
【００１８】
１０９は給送カセットであり、給送カセット内には被加熱材としての被記録材Ｐが積層収納されている。被記録材Ｐは給送カセット１０９から給送ローラ１１０により一枚分離給送され、搬送ローラ１１１により転写ベルト１０６の第１の色トナー像形成ステーションＹ側の端部に給送される。
【００１９】
転写ベルト１０６は給送された被記録材Ｐを静電的に吸着保持して第１から第４の各トナー像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋの各転写ニップ部を順次に搬送する。これにより、同一の被記録材Ｐの面にイエロートナー画像、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、およびブラックトナー画像が順次に位置合わせ状態で重畳転写されてフルカラートナー画像が合成形成される。
【００２０】
第４の色トナー像形成ステーションＢｋの転写ニップ部を搬送されて通過した被記録材Ｐは転写ベルト１０６から分離され、加熱定着装置（以下、定着装置と記す）１１２に導入されて未定着のトナー画像の加熱定着処理を受けて排出ローラ１１３により機外の排出トレイ（不図示）に排出される。
【００２１】
（２）定着装置１１２
Ａ）装置の全体的構成
本実施例において定着装置は電磁誘導加熱方式の装置である。図１は本実施例の定着装置１１２の要部の横断面側面模型図、図２は要部の正面模型図である。
【００２２】
以下の説明において、長手方向とは被記録材搬送方向に直交（交差）する方向で、かつ被記録材の面と平行な方向をいう。
【００２３】
本実施例の定着装置１１２は、加熱回転体としての薄肉のフィルム状・円筒形状の電磁誘導発熱スリーブ（以下、定着フィルムと記す）１０と、定着フィルム１０と圧接して定着ニップ部Ｎを形成する加圧部材としての弾性加圧ローラ（以下、加圧ローラと記す）３０と、定着フィルム１１２の外部に配置された磁束発生手段（磁場発生手段）としてのコイル・アセンブリ４０と、コイル・アセンブリ４０に対して回転移動可能に配置された磁束調整手段としての円筒形状の磁気遮蔽部材５０と、を基本構成とする、加圧ローラ駆動方式の装置である。Ｇは被記録材Ｐを定着ニップ部Ｎに導入するための入口ガイドである。
【００２４】
Ｂ）構成部材の説明
[定着フィルム１０]
定着フィルム１０は、磁場（磁束）の作用によって発熱する発熱層を基層とし、その外周に弾性層と離型層を有した積層構成となっている。図３に定着フィルム１０の層構成模型図を示す。
【００２５】
本実施例の定着フィルム１０は、基層となる電磁誘導発熱性の発熱層１１と、その外面に積層した弾性層１２と、その外面に積層した離型層１３の複合構造のものである。発熱層１１と弾性層１２との間や、弾性層１２と離型層１３との間の接着のため、各層間にプライマー層（不図示）を設けてもよい。このような層構成であって円筒形状である本例の定着フィルム１０は、発熱層１１を内面側とし、離型層１３を外面側としている。後述のようにコイル・アッセンブリ４０から発熱層１１に交番磁束が作用することで発熱層に渦電流が発生して発熱層が発熱する。その熱が弾性層１２・離型層１３を介して定着ニップ部Ｎで挟持搬送される被記録材Ｐを加熱して未定着トナー画像ｔの加熱定着がなされる。
【００２６】
以下に各層について詳しく説明する。
【００２７】
ａ．発熱層１１
発熱層１１は非磁性の金属でも良いが、ニッケル、鉄、強磁性ＳＵＳ、ニッケル−コバル卜合金といった強磁性体の金属を用いるとよい。
【００２８】
発熱層１１の厚さは、次の式で表される表皮深さδ［ｍ］より厚く、且つ２００ｍｍ以下にすることが好ましい。発熱層１１の厚さをこの範囲とすれば、発熱層１１が電磁波を効率よく吸収することができるため、効率良く発熱させることができる。
【００２９】
【数１】
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ここで、ｆは励磁回路の周波数［Ｈｚ］、μは発熱層１１の透磁率、κは発熱層１１の導電率である。
【００３０】
これは電磁誘導で使われる電磁波の吸収の深さを示しており、これより深いところでは電磁波の強度は１／ｅ以下になっており、逆にいうと殆どのエネルギーはこの深さまでで吸収されている（図４）。
【００３１】
そこで発熱層１１の厚さは好ましくは１〜１００μｍがよい。発熱層１１の厚みが１μｍよりも小さいとほとんどの電磁エネルギーが吸収しきれないため効率が悪くなる。また、発熱層１１が１００μｍを超えると剛性が高くなりすぎ、また屈曲性が悪くなり回転体として使用するには現実的ではない。従って、発熱層１１の厚みは１〜１００μｍが好ましい。
【００３２】
ｂ．弾性層１２
弾性層１２は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等で耐熱性がよく、熱伝導率がよい材質である。
【００３３】
弾性層１２の厚さｔｓは５０≦ｔｓ≦５００［μｍ］が好ましい。この弾性層１２は定着画像品質を保証するために必要な厚さである。カラー画像を印刷する場合、特に写真画像などでは被記録材Ｐ上で大きな面積に渡ってベタ画像が形成される。この場合、被記録材Ｐの凹凸あるいはトナー層の凹凸に加熱面（離型層１３）が追従できないと加熱ムラが発生し、伝熱量が多い部分と少ない部分で画像に光沢ムラが発生する。伝熱量が多い部分は光沢度が高く、伝熱量が少ない部分では光沢度が低い。弾性層１２の厚さとしては、５０μｍ以下では被記録材あるいはトナー層の凹凸に追従しきれず画像光沢ムラが発生してしまう。また、弾性層１２が５００μｍ以上の場合には弾性層の熱抵抗が大きくなり温度のレスポンスが低下する。より好ましくは弾性層１２の厚みｔｓは１００≦ｔｓ≦５００［μｍ］がよい。
【００３４】
弾性層１２の硬度は、硬度が高すぎると被記録材あるいはトナー層の凹凸に追従しきれず画像光沢ムラが発生してしまう。そこで、弾性層１２の硬度としては６０゜（ＪＩＳ−Ａ）以下、より好ましくは４５゜（ＪＩＳ−Ａ）以下がよい。
【００３５】
弾性層１２の熱伝導率λに関しては、０．２５〜０．８４［Ｗ／ｍ・℃］がよい。熱伝導率λが０．２５［Ｗ／ｍ・℃］よりも小さい場合には、熱抵抗が大きく、定着フィルム１０の表層（離型層１３）における温度上昇が遅くなる。熱伝導率λが０．８４［Ｗ／ｍ・℃］よりも大きい場合には、硬度が高くなりすぎたり、圧縮永久歪みが悪化したりする。よって熱伝導率λは０．２５〜０．８４［Ｗ／ｍ・℃］がよい。より好ましくは０．３３〜０．６３［Ｗ／ｍ・℃］がよい。
【００３６】
ｃ．離型層１３
離型層１３はフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択することができる。
【００３７】
離型層１３の厚さは１〜１００μｍが好ましい。離型層１３の厚さが１μｍよりも小さいと塗膜の塗ムラで離型性の悪い部分ができたり、耐久性が不足したりするといった問題が発生する。また、離型層１３が１００μｍを超えると熱伝導が悪化するという問題が発生し、特に樹脂系の離型層の場合は硬度が高くなりすぎ、弾性層１２の効果がなくなってしまう。
【００３８】
[フィルムガイド部材１６]
１６は横断面略半円弧状のフィルムガイド部材であり、円筒状の定着フィルム１０をルーズに外嵌させてある。フィルムガイド部材１６は、定着ニップ部Ｎへの加圧および定着フィルム１０を支持し、定着フィルム１０の回転時の搬送安定性を図る役目をする。図５にフィルムガイド部材１６の斜視模型図を示す。図５において１６ｅはフィルムガイド部材１６の側面にフィルムガイド部材の長手方向に沿って間隔をおいて形成具備させた複数本の凸リブ部である。この凸リブ部１６ｅはフィルムガイド部材１６の下面と定着フィルム１０の内面との接触摺動抵抗を低減させて定着フィルム１０の回転負荷を少なくする作用をする。
【００３９】
フィルムガイド部材１６の材質としては、定着フィルム１０との絶縁を確保するために絶縁性に優れ、耐熱性がよいものがよい。例えば、フェノール樹脂、フッ素樹脂、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、ＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂、ＬＣＰ樹脂などを選択するとよい。
【００４０】
[加圧用剛性ステイ１７]
１７はフィルムガイド部材１６を保持させた加圧用剛性ステイ（以下、ステイと記す）である。ステイ１７の長手方向の両端部は装置シャーシの第１の側板対６１，６２に固定して支持してある。ステイ１７は、第１の側板対６１ａ，６１ｂに設けたバネ支持部６２２ａ，６２ｂとの間に縮設された加圧バネ（加圧手段）２５ａ，２５ｂによる加圧力をフィルムガイド部材１６に伝えている。
【００４１】
[フランジ部材１８ａ，１８ｂ]
１８ａ，１８ｂはフィルムガイド部材１６の長手方向両端部に外嵌させたフランジ部材である。フランジ部材１８ａ，１８ｂは、定着フィルム１０の長手方向の位置が固定で、かつ定着フィルム１０の長手方向両端部を保持している。すなわち、定着フィルム１０の長手方向両端部の位置を規制すると共に、定着フィルム１０の長手方向両端部を回転自在に保持している。これにより定着フィルム１０の回転軌跡を円筒形に維持し、定着フィルム１０長手方向への寄りと定着フィルム１０長手端部の損傷を防止している。
【００４２】
[加圧ローラ３０]
加圧ローラ３０は、定着フィルム１０を挟ませてフィルムガイド部材１６の下面と所定の圧接力をもって相互に圧接し、定着フィルム１０との間に定着ニップ部Ｎを形成している。加圧ローラ３０は、芯金３０ａと、芯金周りに同心一体にローラ状に成形被覆させた、シリコーンゴム・フッ素ゴム・フッ素樹脂などの耐熱弾性層（以下、弾性層と記す）３０ｂとで構成されており、表層に離型層３０ｃを設けてある。加圧ローラ３０は導電性を付与するために弾性層３０ｂと離型層３０ｃは導電性の材料を用いることができる。
【００４３】
離型層３０ｃはフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択することができる。
【００４４】
弾性層３０ｂは、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等で耐熱性がよく、熱伝導率がよい材質がよい。
【００４５】
離型層３０ｃおよび弾性層３０ｂは、例えば、ケッチェンブラックなどのカーボンブラックやアルミニウムなどの金属紛を混ぜることで導電性を付与することができる。
【００４６】
芯金３０ａの長手方向両端部は装置シャーシの第２の側板対６３ａ，６３ｂに導電性軸受け６４ａ，６４ｂを介して回転自由に保持させて配設してある。
【００４７】
Ｇ１は加圧ローラ駆動ギアであり、加圧ローラ３０の長手端部に外嵌固着して配設してある。このギアＧ１にモータを含む加圧ローラ駆動機構（加圧部材駆動手段）７１より駆動力が伝達されることで、加圧ローラ３０が矢示の反時計方向（図１）に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ３０の回転駆動に伴い、定着ニップ部Ｎにおいて加圧ローラ３０と定着フィルム１０の外面との摩擦力で定着フィルム１０に回転力が作用する。これにより定着フィルム１０は定着ニップ部Ｎにおいてその内面をフィルムガイド部材１６の下面に密着させて摺動しながら矢示の時計方向（図１）に加圧ローラ３０の回転周速度にほぼ対応した周速度をもってフィルムガイド部材１６の外回りを回転状態になる。上記の加圧ローラ駆動機構７１は制御部７２からの信号により制御される。
【００４８】
この場合、定着ニップ部Ｎにおけるフィルムガイド部材１６の下面と定着フィルム１０の内面との相互摺動摩擦力を低減化させるため、定着ニップ部Ｎのフィルムガイド１６の下面と定着フィルム１０の内面との間に耐熱性グリスなどの潤滑剤を介在させる、あるいはフィルムガイド部材１６の下面を潤滑部材で被覆するようにすることもできる。
【００４９】
[コイル・アセンブリ４０]
コイル・アセンブリ４０は、定着フィルム１０の周面において定着ニップ部Ｎの上方に配設してあり、励磁コイル１８と、磁性コア（芯材）１７と、コアホルダ（保持部材）１９等を有する。
【００５０】
磁性コア１７は高透磁率の部材であり、フェライトやパーマロイ等といったトランスのコアに用いられる材料がよく、より好ましくは１００ｋＨｚ以上でも損失の少ないフェライトを用いるのがよい。
【００５１】
励磁コイル１８はコイル（線輪）を構成させる導線（電線）として、一本ずつがそれぞれ絶縁被覆された銅製の細線を複数本束ねたもの（束線）を用い、これを複数回巻いて励磁コイルを形成している。絶縁被覆は定着フィルム１０の発熱による熱伝導を考慮して耐熱性を有する被覆を用いるのがよい。本例においてはポリイミドによる被覆を用いており耐熱温度は２４０℃である。また、励磁コイル１８の外部から圧力をかけて密集度を向上させてもよい。
【００５２】
コアホルダ１９は耐熱性と機械的強度を備えた非磁性の成形体である。例えば、耐熱性および電気絶縁性のエンジニアリング・プラスチック等から形成されている。
【００５３】
本実施例では磁性コア１７の基本形状として横断面形状がＥ型のものを用い、その窪み部分に励磁コイル１８を組み込んでいる。そして磁性コア１７および励磁コイル１８を定着フィルム１０に近接させた状態でコアホルダ１９の長手方向両端部を第１の側板対６１ａ，６１ｂに固定して支持させることにより、磁性コア１７および励磁コイル１８の先端と定着フィルム１０表面との間にギャップ（以下、間隔と記す）Ｇａを形成している。間隔Ｇａはできる限り狭い方が定着フィルム１０の発熱層１１の磁束吸収効率が高くなり好ましい。特にこの間隔Ｇａが５ｍｍを越えると磁束吸収効率が著しく低下するため、間隔Ｇａは５ｍｍ以内にするのがよい。また、間隔Ｇａは５ｍｍ以内であれば一定である必要はない。
【００５４】
本実施例ではコイル・アセンブリ４０のコアホルダ１９を第１の側板対６１ａ，６１ｂに固定支持させて上記の間隔Ｇａを形成しているが、コアホルダ１９に設けたギャップ保持部材（不図示）を加圧用剛性ステイ１７に結合させる、若しくは加圧用剛性ステイ１７に設けたギャップ保持部材（不図示）をコアホルダ１９に結合させて上記間隔Ｇａを形成してもよい。
【００５５】
またコイル・アセンブリ４０は、第１と第２の２つのコイルユニット４１，４２を有する。第１と第２のコイルユニット４１，４２はそれぞれ、磁性コア１７ａ，１７ｂ、励磁コイル１８ａ，１８ｂ、およびコアホルダ１９ａ，１９ｃを有する組み立てユニット体である。そして第１のコイルユニット４１を磁気遮蔽部材５０の内部に挿入配置し、第２のコイルユニット４２を磁気遮蔽部材５０と定着フィルム１０との間に配置して、磁気遮蔽部材５０の外周の一部を回転可能に収容するための弧状の隙間Ｓを形成している。第１のコイルユニット４１のコアホルダ１９ａの長手方向両端部は第１の側板対６１ａ，６１ｂに固定して支持されている。そして磁性コア１７ａ、および該磁性コアの窪み部分に組み込んだ励磁コイル１８ａの先端は磁気遮蔽部材５０の内面に対向している。第２のコイルユニットのコアホルダ１９ｂの長手方向両端部は第１の側板対６１ａ，６１ｂに固定して支持されている。そして磁性コア１７ｂ、および該磁性コアの窪み部分に組み込んだ励磁コイル１８ｂの上方側の先端は磁気遮蔽部材５０の表面に対向している。各コイルユニットの励磁コイル１８ａ，１８ｂはコアホルダ１９内で結線してある。１８ｃ，１８ｄは励磁コイル１８のリード線であり、コアホルダ１９内から外部に引き出されて高周波駆動電源（励磁回路）７３に接続されている。
【００５６】
高周波駆動電源７３は、制御部７２からの信号によりコイル・アセンブリ４０の励磁コイル１８にリード線１８ｃ，１８ｄを通じて高周波電流を供給する。励磁コイル１８は高周波駆動電源７３から供給される高周波電流によって高周波磁界（交番磁束）を定着フィルム長手方向に発生させ、その交番磁束は磁性コア１７に導かれて定着フィルム１０の金属層１１に渦電流を発生させる。その渦電流は金属層１１の固有抵抗によってジュール熱を発生させる。これにより定着フィルム１０が電磁誘導発熱状態になる。そして定着フィルム１０は回転駆動されることによって表面温度が均一化される。
【００５７】
[温調制御系]
定着フィルム１０の内部には、定着フィルム１０の温度を検出する温度検出手段２６，２７が設けられている。これらの温度検知手段２６，２７は、定着フィルム１０を隔ててコイル・アセンブリ４０と向かい合うように定着フィルム１０の内面に近接（非接触）されている。これらの温度検知手段２６，２７として、例えばサーミスタやサーモパイル、熱電対などの一般的な温度検知素子（以下、温度検知手段を温度検知素子と記す）が用いられる。そしてこれらの温度検出素子２６，２７でそれぞれ検知される定着フィルム１０の温度情報が制御部７２に入力される。第１の温度検出素子２６は定着フィルム１０の温度制御用として定着フィルム１０の長手方向略中央に対応する位置に設けて配設してある。制御部７２は温度検出素子２６から入力する温度情報に基づいて高周波駆動電源７３を制御する。すなわち、温度検出素子から入力する温度情報が所定の定着温度(目標温度）に維持されるように高周波駆動電源７３から励磁コイル１８への供給電力量を制御する。このように温度検知素子２６を定着フィルム１０の長手方向内側であってコイル・アセンブリ４０との対向部の略中央に対応する位置に配置したことにより、定着フィルム１０の温度が最も高くなるコイル・アセンブリ４０の対向部で定着フィルム温度を検知できるので精度良く温度検知することが可能となった。定着フィルム１０の端部側の温度を検知している温度検知素子２７を用いて、被記録材の坪量や材質の違いによる非通紙部昇温の変化を検知し、回転駆動量を調整したり、紙間の変更を行うことができる。また、必要に応じて温度検知手段は数をさらに増やすことで、定着フィルム長手の温度分布を検知することも可能となる。
【００５８】
本実施例では、温度検知素子２６，２７を定着フィルム１０と非接触状態に配設したが、応答性の向上および精度の向上の目的で温度検知素子２６，２７を定着フィルム１０と接触状態に配置することも可能である。
【００５９】
また、定着フィルム１０には、さらに温度異常上昇時の安全機構としてサーモスタット（不図示）が設けられる。このサーモスタットは例えば定着フィルムの表面に接触または近接して配置され、熱暴走により定着フィルムが許容設定温度以上の高温に加熱されると接点を開放して励磁コイル１８への通電を緊急切断する。
【００６０】
定着フィルム１０および加圧ローラ３０が回転され、また定着フィルム１０がコイル・アセンブリ４０により電磁誘導加熱されて所定の定着温度に温調された状態において、未定着トナー画像ｔを担持した被記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに導入される（図２）。定着ニップ部Ｎにおいて被記録材Ｐは定着フィルム１０と加圧ローラ３０とにより挟持されて搬送される。その挟持搬送過程において被記録材Ｐには、加熱された定着フィルム１０の熱と、加圧ローラ３０からの作用する圧力とが加えられる。これにより、被記録材Ｐには未定着トナー画像ｔが固着され、定着トナー画像が形成される。定着ニップ部Ｎを通過した被記録材Ｐ先端は定着フィルム１０表面から剥離されて排出ローラ１１３（図１０）へと導かれる。
【００６１】
本実施例の画像形成装置および定着装置における被記録材Ｐの搬送形態は被記録材中心の中央基準である。図２において、Ｏはその中央搬送基準線（仮想線）である。ここで、各部材および被記録材について、幅とは定着フィルム長手方向の寸法である。Ｗｍａｘは、装置に搬送使用可能な最大幅（以下、最大サイズと記す）の被記録材の定着ニップ部Ｎにおける通紙域（以下、最大サイズ通紙域と記す）である。Ｗｍｉｎは、最小幅（以下、最小サイズと記す）の被記録材の定着ニップ部Ｎにおける通紙域（以下、最小サイズ通紙域と記す）である。そしてＷｎは、最大サイズの被記録材よりも小さく、かつ最小サイズの被記録材よりも大きい幅（以下、中間サイズと記す）の被記録材が定着ニップ部Ｎに通紙された場合に、定着ニップ部Ｎに生ずる非通紙領域である。
【００６２】
[磁気遮蔽部材５０]
円筒形状の磁気遮蔽部材５０は、コイル・アセンブリ４０から定着フィルム長手方向に作用する磁束領域、すなわち励磁コイル１８と定着フィルム１０の発熱層１１と磁性コア１７とで形成される磁気回路領域において作用磁束の密度分布を変化させる部材である。すなわち、作用磁束の密度分布を調整（遮蔽）して定着フィルム長手方向に関する温度分布を調整する部材である。
【００６３】
図1および図２に示すように磁気遮蔽部材５０は、長手方向において周面の一部をコイル・アセンブリ４０の隙間Ｓ内に入り込ませた状態で長手端部が装置シャーシの第３の側板対６５ａ，６５ｂに軸受け６６ａ，６６ｂを介して回転自由に保持させて配設してある。この磁気遮蔽部材５０は、サイズの異なる被記録材Ｐの幅に応じてコイル・アセンブリ４０から定着フィルム１０の発熱層１１に届く磁束の一部を遮蔽するような形状をしている。
【００６４】
図６（Ａ）に磁気遮蔽部材５０の側面図を示し、（Ｂ）に磁気遮蔽部材５０を（Ａ）のａ−ａ´部位で長手方向に展開した展開図を示す。
【００６５】
磁気遮蔽部材５０は、図６（Ｂ）のように被記録材搬送方向において中央搬送基準線Ｏに向けて傾斜する長辺５０ａ１，５０ｂ１を備える略直角三角形状の磁気遮蔽部（磁気調整部）５０ａ，５０ｂを長手方向両側に有し、この磁気遮蔽部５０ａ，５０ｂの内側角部を連結部５０ｃにより連結した薄肉の平面略凹字形状の平板を円筒形状（図６（Ａ））に成形加工したものである。磁気遮蔽部５０ａ，５０ｂにおいて被記録材搬送方向上流側の最大遮蔽領域Ｗ１は最大サイズ通紙域Ｗｍａｘ（図２）と対応している。また被記録材搬送方向下流側の最小遮蔽領域Ｗ２は最小サイズ通紙域Ｗｍｉｎ（図２）と対応している。そして最大遮蔽領域Ｗ１と最小遮蔽領域Ｗ２の差領域Ｗ３は非通紙領域Ｗｎ（図２）と対応している。
【００６６】
磁気遮蔽部材５０の材質としては、アルミニウム、銅、銀、金、真鍮などの非磁性金属で磁気遮蔽効果のある材料を選択すると良い。また、その合金で構成することもできる。さらに、その厚さは磁気遮蔽部材自身が発熱しない方が良く、５０μｍ以上が好ましい。
【００６７】
また、磁気遮蔽部材５０はその表面を絶縁体で覆うことも可能であるし、コイル・アセンブリ４０側を絶縁体で覆うことも可能である。絶縁体としてはフェノール樹脂、フッ素樹脂、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、ＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂、ＬＣＰ樹脂などを選択できる。
【００６８】
Ｃ）磁気遮蔽部材５０の動作説明
磁気遮蔽部材５０の長手端部には駆動ギアＧ２が外嵌固着して配設してある。このギアＧ２にモータを含む駆動機構（駆動手段）７４より駆動力が伝達されることで、磁気遮蔽部材５０は矢示の時計方向（図１）に所定角度回転駆動される。駆動機構７４は制御部７２により駆動が制御される。制御部７２は、駆動機構７４を駆動するに当たり、被記録材の中間サイズに応じた非通紙領域Ｗｎと対応する磁気遮蔽部材５０の回転駆動量を求め、その回転駆動量に基づき駆動機構７４により磁気遮蔽部材５０を回転駆動させることで、磁気遮蔽部５０ａ，５０ｂのコイル・アセンブリ４０の隙間Ｓへの進入量をコントロールしている。すなわち、最大サイズ通紙域Ｗｍａｘ（図２）に対して、中間サイズの被記録材の幅が狭いほど非通紙領域Ｗｎが広くなり、その非通紙領域Ｗｎに応じて磁気遮蔽部材５０を回転移動することで非通紙領域を覆う磁気遮蔽部５０ａ，５０ｂの面積を変化させている。磁気遮蔽部５０ａ，５０ｂで覆われた非通紙領域では、その磁気遮蔽部によりコイル・アセンブリ４０の磁束が遮蔽されて定着フィルム１０に作用しなくなるので、非通紙領域の過昇温を防止できる。
【００６９】
本実施例の定着装置１１２によれば、磁気遮蔽部材５０が定着フィルム１０の内部に配設される場合と異なり、磁気遮蔽部材５０が定着フィルム１０の外部に配設されることで磁気遮蔽部材のサイズの制約がなくなり、被記録材Ｐの幅に対応する自由度が大幅に向上する。
【００７０】
よって、被記録材ＰのサイズとしてＡ４／ＬＥＴＴＥＲサイズまで通紙可能な画像形成装置はもちろんのこと、Ａ３サイズやＡ３ノビサイズまで通紙可能な画像形成装置において定着ニップ部Ｎにおける非通紙部昇温の防止に、より大きな効果がある。
【００７１】
本実施例では、磁気遮蔽部材５０が磁場発生手段であるコイル・アセンブリ４０の周りに磁性コア１７および励磁コイル１８の中を分断するような装置構成としてあるが、分断位置は図１上で上下の任意の位置に設定することで、非通紙部における定着フィルム１０の発熱層１１での発熱量をコントロールすることができ、完全に磁気を遮蔽する場合と比べて非通紙部の温度低下を防ぐことができる。
【００７２】
磁気遮蔽部材５０として、図７（Ａ）のように被記録材のサイズに対応させて長辺５０ａ１，５０ｂ１を階段状に形成したもの、或いは図７（Ｂ）のように弧状に形成したものなどを適宜選択して使用することが可能である。
【実施例２】
【００７３】
図８は本実施例の定着装置１１２の一例の横断面模型図である。
【００７４】
本実施例の定着装置１１２は、磁気遮蔽部材として平板形状の磁気遮蔽部材５０を用いている。実施例１の定着装置１１２と同一機能の部材、部分には同じの符号を付して再度の説明を省略する。
【００７５】
磁気遮蔽部材５０は平らな形状をしており、被記録材の幅に応じて磁場発生手段から発熱層に届く磁束の一部を遮蔽するような形状をしており、図６（Ａ）、図７（Ａ）または図７（Ｂ）と同様の構成をとることができる。この磁気遮蔽部材５０は、定着フィルム１０の回転方向に対して直線的に移動可能となっている。すなわち、コイル・アセンブリ４０に設けた被記録材搬送方向と平行な隙間Ｓ１に対して進退自在に支持部材（不図示）により支持され、所定の駆動機構（不図示）によって隙間Ｓ１内を直線移動する。
【００７６】
本実施例の定着装置においても、磁気遮蔽部材５０が定着フィルム１０の外部に配設されることで磁気遮蔽部材のサイズの制約がなくなり、被記録材Ｐの幅に対応する自由度が大幅に向上する。よって実施例１の定着装置と同等の効果を得ることができる。
【００７７】
また、磁気遮蔽部材５を直線的に動かすことができ、部品精度や位置精度に対する自由度が増すため、簡便で安価に実現することができる。
【実施例３】
【００７８】
図９は本実施例の定着装置１１２の一例の横断面模型図である。
【００７９】
本実施例の定着装置１１２は、実施例１の定着装置において加熱回転体としての定着フィルム１０の替わりに定着ローラ８０を用いた。実施例１の定着装置１１２と同一機能の部材、部分には同じの符号を付して再度の説明を省略する。
【００８０】
定着ローラ８０は、高剛性の円筒形状に形成してあり、それ自身で加圧力を保持できる構成とすることができるので、実施例１の定着装置１１２の有する加圧用剛性ステイ２２を省略でき、また、フィルムガイド部材１６を省略することが可能である。定着ローラ７０の層構成は定着フィルム１０と同様に、発熱層８１と、弾性相８２と、離型層８３との積層構造であり、発熱層８１の厚さを０．１５〜３ｍｍ程度とすることができる。
【００８１】
本実施例の定着装置１１２においても、実施例１の定着装置と同等の効果を得ることができる。
【００８２】
[その他]
本発明の加熱装置は、実施例の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。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】実施例１に係わる加熱定着装置の要部の横断面側面模型図
【図２】同じく要部の正面模型図
【図３】定着フィルムの層構成模型図
【図４】発熱層深さと電磁波強度の関係を示したグラフ
【図５】フィルムガイド部材の斜視模型図
【図６】磁気遮蔽部材の説明図
【図７】磁気遮蔽部材の他の例の説明図
【図８】実施例２に係わる加熱定着装置の要部の横断面側面模型図
【図９】実施例３に係わる加熱定着装置の要部の横断面側面模型図
【図１０】画像形成装置の概略構成模型図
【符号の説明】
【００８４】
１０‥‥定着フィルム（加熱回転体）
１６‥‥フィルムガイド部材
１７ａ，１７ｂ‥‥磁性コア
１８ａ，１８ｂ‥‥励磁コイル
２６，２７‥‥温度検知素子
３０‥‥加圧ローラ（加圧部材）
４０‥‥コイル・アセンブリ（磁束発生手段）
４０ａ，４０ｂ‥‥コイルユニット
５０‥‥磁気遮蔽部材
８０‥‥定着ローラ（加熱回転体）
１１２‥‥定着装置（加熱装置）
Ｎ‥‥定着ニップ部（ニップ領域）
Ｐ‥‥被記録材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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