(57)【要約】【課題】  ウォームアップ時間を短縮した簡易な構成の定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  所定方向に走行してトナー像を加熱する定着部材と、定着部材を押圧してニップ部を形成する押圧部材と、磁束を発生する磁束発生部と、整磁材料を有し、定着部材を磁束による発熱で加熱する加熱部材と、加熱部材の内側に設けられる磁気遮蔽部材と、を備える定着装置において、押圧部材の押圧力を調整する調整手段と、調整手段と磁気遮蔽部材とを連動させる連動手段と、を有し、調整手段は、押圧部材の押圧力を上げる際に、連動手段を介して、磁気遮蔽部材が加熱部材に近づく方向に移動し、押圧部材の押圧力を下げる際に、連動手段を介して、磁気遮蔽部材が加熱部材から遠ざかる方向に移動する。【選択図】図２
2015111233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に走行してトナー像を加熱する定着部材と、
前記定着部材を押圧してニップ部を形成する押圧部材と、
磁束を発生する磁束発生部と、
整磁材料を有し、前記定着部材を磁束による発熱で加熱する加熱部材と、
前記加熱部材の内側に設けられる磁気遮蔽部材と、を備える定着装置において、
前記押圧部材の押圧力を調整する調整手段と、
前記調整手段と前記磁気遮蔽部材とを連動させる連動手段と、を有し、
前記調整手段は、
前記押圧部材の押圧力を上げる際に、前記連動手段を介して、前記磁気遮蔽部材が前記加熱部材に近づく方向に移動し、
前記押圧部材の押圧力を下げる際に、前記連動手段を介して、前記磁気遮蔽部材が前記加熱部材から遠ざかる方向に移動する、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記連動手段は、前記押圧部材と前記磁気遮蔽部材に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記磁気遮蔽部材の位置を調整する位置調整手段を有し、
前記連動手段は、前記調整手段と前記位置調整手段に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記調整手段と前記磁気遮蔽部材は、共通の駆動手段によって駆動されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記調整手段は、前記ニップ部への記録媒体の通紙が行われない際に、前記押圧部材の押圧力を下げるように駆動されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記調整手段は、ウォームアップ動作の際に、前記押圧部材の押圧力を下げるように駆動されることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記調整手段は、省電力モードの際に、前記押圧部材の押圧力を下げるように駆動されることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記加熱部材は、回転体であり、
前記磁気遮蔽部材は、前記加熱部材の径方向に移動可能であること特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項９】
前記加熱部材は、回転体であり、
前記磁気遮蔽部材は、前記加熱部材の周方向に移動可能であることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記加熱部材は、非回転体であり、
前記定着部材は、前記加熱部材に対して摺動することを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記加熱部材は、前記磁束発生部に対して凸の半円筒状に形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記磁気遮蔽部材は、前記加熱部材の曲率半径方向に移動可能であることを特徴とする、請求項１１に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記磁気遮蔽部材は、前記加熱部材の周方向に移動可能であることを特徴とする、請求項１１に記載の定着装置。
【請求項１４】
前記押圧部材の押圧力を上げる際と前記押圧部材の押圧力を下げる際に、所定の間は、前記磁気遮蔽部材が移動しないことを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４の何れか一項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】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ又はそれらの複合機等の画像形成装置に設置される定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関し、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。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置において、誘導加熱方式が広く採用されている。ここで、定着装置における技術課題の一つとして、通紙時の紙幅外領域における定着装置の過昇温が挙げられる。そこで、誘導加熱方式を用いた定着装置においては、この過昇温の抑制対策として、整磁材料を発熱体と磁気遮蔽部材の間に設けることで、整磁材料がキュリー温度以上になった際に、励磁装置から発生される磁束が整磁材料内部に透過して遮蔽部材に遮蔽され、発熱体の過昇温を抑制する技術が既に知られている。
【０００３】
しかしながら、整磁材料を設けた誘導加熱方式を用いた従来の定着装置は、ウォームアップの際に整磁材料の温度がキュリー温度に近づくにつれて、整磁材料よりも内部に透過して、遮蔽部材に遮蔽される磁束が増加する。そのため、定着装置の加熱効率が低下し、ウォームアップ時間が長くなるという問題があった。
【０００４】
一方、駆動系及び制御により定着装置内部の構成をウォームアップ時と通紙時とで切り替え可能な定着装置も知られている（例えば、特許文献１）。この特許文献１に記載の定着装置は、定着ローラの内側に消磁材（磁気遮蔽部材）を移動可能に設け、ウォームアップ時に、消磁材とコイルの距離を広げ、ウォームアップ時間を短縮することができる。
【０００５】
しかしながら、この特許文献１に記載の定着装置において、消磁材の移動には、複雑な構成の駆動系を必要とし、定着装置のコストが嵩む。また、ウォームアップ時と通紙時とで磁気遮蔽部材の位置を変化させる複雑な制御を必要する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ウォームアップ時間を短縮した簡易な構成の定着装置及びこれを備えた画像形成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】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の定着装置は、
所定方向に走行してトナー像を加熱する定着部材と、
前記定着部材を押圧してニップ部を形成する押圧部材と、
磁束を発生する磁束発生部と、
整磁材料を有し、前記定着部材を磁束による発熱で加熱する加熱部材と、
前記加熱部材の内側に設けられる磁気遮蔽部材と、を備える定着装置において、
前記押圧部材の押圧力を調整する調整手段と、
前記調整手段と前記磁気遮蔽部材とを連動させる連動手段と、を有し、
前記調整手段は、
前記押圧部材の押圧力を上げる際に、前記連動手段を介して、前記磁気遮蔽部材が前記加熱部材に近づく方向に移動し、
前記押圧部材の押圧力を下げる際に、前記連動手段を介して、前記磁気遮蔽部材が前記加熱部材から遠ざかる方向に移動する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、ウォームアップ時間を短縮した簡易な構成の定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置を概略的に示す構成図である。
【図２】図１に示した画像形成装置の定着装置を概略的に示す断面図である。
【図３】図１に示した画像形成装置の定着ベルトの断面を概略的に示す断面図である。
【図４】図１に示した画像形成装置の誘導加熱コイルの一部を概略的に示す斜視図である。
【図５】図１に示した画像形成装置の定着装置の断面を概略的に示す断面図である。
【図６】図１に示した画像形成装置の定着装置を概略的に示す斜視図である。
【図７】図１に示した画像形成装置の定着装置において生じる磁束について説明する説明図である。
【図８】図１に示した画像形成装置の定着装置の断面を概略的に示す断面図である。
【図９】図１に示した画像形成装置の定着装置を概略的に示す斜視図である。
【図１０】図１に示した画像形成装置の定着装置において生じる磁束について説明する説明図である。
【図１１】従来の画像形成装置の定着装置において生じる磁束について説明する説明図である。
【図１２】図１に示した画像形成装置のウォームアップの際の定着ベルトの温度変化を説明する説明図である。
【図１３】図１に示した画像形成装置の通紙の際の定着ベルトの温度変化を説明する説明図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の定着装置を概略的に示す断面図である。
【図１５】図１４に示した画像形成装置の定着装置を概略的に示す斜視図である。
【図１６】図１４に示した画像形成装置の定着装置を概略的に示す断面図である。
【図１７】図１４に示した画像形成装置の定着装置を概略的に示す斜視図である。
【図１８】図１４に示した画像形成装置の定着装置を概略的に示す断面図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置の定着装置を概略的に示す断面図である。
【図２０】図１９に示した画像形成装置の定着装置を概略的に示す断面図である。
【図２１】本発明の第４の実施形態に係る画像形成装置の定着装置を概略的に示す断面図である。
【図２２】図２１に示した画像形成装置の定着装置の断面を概略的に示す断面図である。
【図２３】図２１に示した画像形成装置の定着装置を概略的に示す斜視図である。
【図２４】図２１に示した画像形成装置の定着装置において生じる磁束について説明する説明図である。
【図２５】図２１に示した画像形成装置の定着装置の断面を概略的に示す断面図である。
【図２６】図２１に示した画像形成装置の定着装置を概略的に示す斜視図である。
【図２７】図２１に示した画像形成装置の定着装置において生じる磁束について説明する説明図である。
【図２８】本発明の第５の実施形態に係る画像形成装置の定着装置を概略的に示す断面図である。
【図２９】図２８に示した画像形成装置の定着装置を概略的に示す斜視図である。
【図３０】図２８に示した画像形成装置の定着装置を概略的に示す断面図である。
【図３１】図２８に示した画像形成装置の定着装置を概略的に示す斜視図である。
【図３２】図２８に示した画像形成装置の定着装置を概略的に示す断面図である。
【図３３】本発明の第６の実施形態に係る画像形成装置の定着装置を概略的に示す断面図である。
【図３４】図３３に示した画像形成装置の定着装置を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照して以下に説明する。図１は、本実施形態に係る定着装置を備えた電子写真式画像形成装置の一例であるカラー複写機の概略構成を示す構成図である。このカラー複写機の画像形成装置全体の機構としては、従来と基本的に同じであり、感光体の周りに画像を形成するために必要な所定の装置、例えば帯電装置、露光装置、現像装置等が設けられており、更に原稿の画像情報読取装置や給紙ユニットを備えている。周知構成・動作であるので、以下では、簡単な説明にとどめるが、説明されていない点についても周知構成、動作であると認識される限り、その内容を含むものである。
【００１１】
カラー複写機（以下、単に複写機という）１は、装置本体中央部にイエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの４つの画像形成手段を横に並べて配置してタンデム画像形成部を構成する。タンデム画像形成部においては、個々のトナー像形成手段である画像形成手段が配置されている。個々の画像形成手段においては、潜像担持体としてのドラム状の感光体１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ，１１１ＢＫ（以下、表示簡略化のため、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックを示すＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫを省略する）の周りに、帯電装置１１２、現像装置１１３、感光体クリーニング装置１１５等を備えている。
【００１２】
また、タンデム画像形成部の下に、潜像形成手段としての光書込ユニット１０２が設けられている。この光書込ユニット１０２は、複写機上部の原稿読取部１０４からの画像データに基づいて、各感光体１１１の表面にレーザ光を照射して各色ごとの静電潜像を形成する。原稿読取部１０４は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備えており、コンタクトガラス１０５に配された原稿Ｄを照射して、画像データを電気信号に変換して光書込ユニット１０２へ伝達する。
【００１３】
タンデム画像形成部の直ぐ上には、中間転写体として無端ベルト状の中間転写ベルト１１７を設けている。この中間転写ベルト１１７は、複数の支持ローラに掛け回され、これら支持ローラのうち駆動ローラ（例えば、２次転写部に配された転写ローラ）の回転軸には、駆動源としての図示しない駆動モータが連結されている。中間転写ベルト１１７のタンデム画像形成部の上流側にベルト用クリーニング装置１１６を備えている。駆動モータを駆動させると、中間転写ベルト１１７が図中反時計回りに回転移動するとともに、従動可能な支持ローラが回転する。中間転写ベルト１１７の内側には、感光体１１１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１１７上に転写するための１次転写装置を設けている（図示せず）。
【００１４】
１次転写装置より中間転写ベルト１１７の駆動方向下流側に２次転写装置としての２次転写ローラ１０６を設ける。この２次転写ローラ１０６と中間転写ベルト１１７を挟んで反対側には、転写支持ローラ１１８が配置されており、押部材としての機能を果たしている。
【００１５】
また、複写機１は、その下部に、給紙カセット１０７、給紙コロ１０８、レジストローラ（位置合わせローラ）等を備えている。更に、２次転写ローラ１０６によりトナー像を転写された記録媒体Ｐの進行方向に関して２次転写ローラ１０６の下流には、記録媒体Ｐ上の画像を定着する定着装置１０、排紙ローラ１０９を備えている。
【００１６】
次に、上記複写機の動作を説明する。個々の画像形成手段で感光体１１１を回転し、感光体の回転に伴って、帯電装置１１２で感光体１１１の表面を一様に帯電する。次いで、光書込ユニット１０２からの書込み光を照射することによって感光体１１１上に静電潜像を形成する。その後、現像装置１１３によりトナーを付着することで静電潜像を可視像化して各感光体ドラム１１１上にそれぞれ、イエロー・マゼンダ・シアン・ブラックの単色画像を形成する。また、不図示の駆動モータで駆動ローラを回転駆動して他の支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト１１７を回転搬送して、その可視像を１次転写装置で中間転写ベルト１１７上に順次転写する。これによって、中間転写ベルト１１７上に合成カラー画像を形成する。また、画像転写後の感光体１１１の表面は、感光体クリーニング装置１１５で残留トナーを除去することで清掃して再度の画像形成に備える。
【００１７】
また、上記画像形成のタイミングに合わせて、給紙カセット１０７からは記録媒体Ｐ先端が給紙コロ１０８により繰り出され、レジストローラまで搬送され、一旦停止する。そして、上記画像形成動作とタイミングを取りながら、転写支持ローラ（２次転写対向ローラ）１１８と中間転写ベルト１１７の間に搬送される。ここで、中間転写ベルト１１７と転写支持ローラ１１８とは記録媒体Ｐを挟んで所謂２次転写ニップを形成し、２次転写ローラ１０６にて中間転写ベルト１１７上のトナー像を記録媒体Ｐ上に２次転写する。２次転写された記録媒体Ｐは分離部材（図示せず）により中間転写ベルト１１７、転写支持ローラ１１８から分離された後、定着装置１０により定着処理が行われ、排紙ローラ１０９を経て機外に排出される。一方、画像転写後の中間転写ベルト１１７は、ベルト用クリーニング装置１１６で、画像転写後に中間転写ベルト１１７上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部による再度の画像形成に備える。
【００１８】
次に、定着装置１０の構成について図２を参照して以下に説明する。
定着装置１０は、発熱層を具備することで発熱体を兼ねた加熱部材としての加熱ローラ（支持ローラ）２０と、磁気遮蔽部材としてのアルミ部材２１と、定着ローラ３０と、加熱ローラ２０と定着ローラ３０に架け渡された定着部材としての定着ベルト４０と、加熱ローラ２０に定着ベルト４０を介して対向する磁束発生部としての誘導加熱コイル５０と、定着ローラ３０に定着ベルト４０を介して当接してニップ部Ｎを形成する押圧部材としての加圧ローラ６０と、定着ベルト４０と加圧ローラ６０がなすニップ部Ｎの加圧及び脱圧（圧接力）を調整する調整手段としてのカム部材７０を有する。
【００１９】
加熱ローラ２０は、円筒形状でキュリー温度１６０〜２２０℃程度を有する整磁材料としての整磁合金を使用する。このとき、整磁合金を発熱層とする。なお、整磁合金表層に発熱層として、Ｃｕを厚さ３〜１５μｍ程度形成しても良い。Ｃｕを整磁合金表層に形成することで、発熱層の発熱効率をより高めることができる。更に、Ｃｕ表層には防錆目的にＮｉメッキを施すことも好適である。
【００２０】
加熱ローラ２０の内側（内部）には、半円筒形状（アーチ状）のアルミ部材２１を有する。アルミ部材２１は、その凹形状が加熱ローラ２０に対向するように配置されている。これによってキュリー温度近傍での定着装置の昇温停止が可能となる。なお、アルミ部材２１の厚さは、０．６〜２．０ｍｍ程度が望ましい。
【００２１】
また、アルミ部材２１には、圧縮スプリング２２が取り付けられており、圧縮スプリング２２の伸縮によりアルミ部材２１は、加熱ローラ２０から接離可能に移動する。アルミ部材２１及び圧縮スプリング２２の動作の詳細は後述する。
【００２２】
定着ローラ３０は、例えばステンレス、炭素鋼等の金属製の芯金３２と、芯金３２を被覆する耐熱性を有するシリコーンゴム等をソリッド状又は発泡状にした弾性部材３３とからなる。そして、加圧ローラ６０は、定着ベルト４０を介して定着ローラ３０を押圧し、所定幅の接触部（定着ニップ部Ｎ）を形成する。定着ローラ３０の外径は３０〜４０ｍｍ程度であり、弾性部材３３の肉厚は、３〜１０ｍｍ程度であり、弾性部材３３の硬度は１０〜５０°（ＪＩＳ−Ａ）程度である。
【００２３】
定着ベルト４０は、図３に示すように、基材４１の上に弾性層４２、離型層４３を積層している。基材４１は、定着ベルト４０を加熱ローラ２０と定着ローラ３０とに張り渡した際の機械的強度、柔軟性、定着温度での使用に耐え得る耐熱性等の特性を有している。本実施形態では、加熱ローラ２０を誘導加熱するための基材４１は、絶縁性の耐熱樹脂材料、ポリイミド、ポリイミドアミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、フッ素樹脂等が適している。また、基材４１の厚さは、熱容量、強度の関係から３０〜２００μｍが望ましい。
【００２４】
弾性層４２は、光沢ムラのない均一な画像を得るために、定着ベルト表面に柔軟性を与える目的で形成され、ゴム硬度を５〜５０°（ＪＩＳ−Ａ）とし、厚さを５０〜５００μｍとすることが望ましい。また、定着温度における耐熱性を満たすため、その材質は、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等が用いられる。
【００２５】
離型層４３の材料は、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、及び四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂、若しくはこれらの樹脂の混合物、耐熱性樹脂にこれらフッ素系樹脂を分散させたものが使用される。
【００２６】
ここで、上述の材質の離型層４３が弾性層４２を被覆すると、シリコーンオイル等を使用しなくともトナーの離型性の向上、紙粉固着の防止が可能となり、所謂オイルレス化を図れる。しかしながら、これらの離型性を有する樹脂は、一般にゴム材料のような弾性を持たないため、離型層４３を弾性層上に厚く形成すると定着ベルト表面の柔軟性を損ない、光沢ムラを発生させる。そこで、離型性と柔軟性を両立させるため、離型層４３の膜厚を５〜５０μｍ、望ましくは１０〜３０μｍとする。
【００２７】
なお、必要に応じて、各層間にプライマー層を設けても良く、また、基材４１の内周面に摺動時の耐久性を向上させる層を設けても良い。また、基材４１に発熱層を具備させることも好適である。例えば、ポリイミド等からなる基材上にＣｕ層を３〜１５μｍ形成し、発熱層として用いることも可能である。
【００２８】
誘導加熱コイル５０は、図２に示すように、ケース５５とコイル５１と磁性体コア５２，５３，５４を有する。磁性体コアは更にアーチコア５２と、サイドコア５４と、センターコア５３から構成されている。アーチコア５２は、定着ローラ３０とは反対側の加熱ローラ外周面の略半分を囲み、このアーチコア５２と加熱ローラ２０でコイル５１を挟むように配置されている。サイドコア５４は、アーチコア５２の周方向端部から加熱ローラ２０に向かって延在している。センターコア５３は、アーチコア５２の周方向中央部から加熱ローラ２０に向かって延在している。
【００２９】
そして、これらの磁性体コア５２，５３，５４は、コイル５１より発生した磁束を加熱ローラ２０へ集中させる磁路を形成している。アーチコア５２は、加熱ローラ２０の長手方向の温度分布が均一になるように、適当な間隔で加熱ローラ２０の長手方向に複数設置される。また、磁性体コア５２，５３，５４は、保磁力が小さく透磁率が大きい軟磁性材料であり、かつ電気抵抗率の高いものが望ましい。磁性体コア５２，５３，５４の材質には、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト等を用いる。なお、フェライトの他にパーマロイ等の材料でも良い。
【００３０】
コイル５１は、絶縁被覆を施したφ０．０５〜０．２程度の導線を５０〜５００本程度撚り合わせたリッツ線を５〜２０回巻き回したものである。リッツ線は、その表面に、融着層を備えており、通電加熱又は恒温槽で加熱することで融着層が固化し、巻き回したコイル５１の形状保持が可能となる。なお、リッツ線は、その表面に融着層を備えないものを用いて、巻き回したコイル５１をプレス成型することで形状を与えることも可能である。また、リッツ線は、定着温度以上の耐熱性を必要とするため、素線の絶縁被覆材にはポリアミドイミド、ポリイミドなどの耐熱性と絶縁性を兼ね備えた樹脂を用いる。
【００３１】
巻き終えたコイル５１は、ケース５５にシリコーン接着剤等を用いて接着する。ケース５５は、定着温度以上の耐熱性を必要とするため、耐熱性の高い樹脂であるＰＥＴや液晶ポリマ等を用いる。
【００３２】
また、コイル５１は、図４に示すように、絶縁された外径０．１５ｍｍの銅製の線材を９０本束ねて線束を形成され、その線束を周回する事により構成される。そして、発熱部材である加熱ローラ２０を覆うように成型されているケース５５の凸側の全面に亘って配置される。また、コイル５１の形状は、センターコア５３を軸として、その外側に渦巻き状に形成され、加熱ローラ２０の外周面に沿うように形成される。
【００３３】
加圧ローラ６０は、図２に示すように、離型層６１と、耐熱性の高い弾性層６２と、金属製の円筒部材からなる芯金６３から構成される。そして、定着ベルト４０を介して定着ローラ３０を押圧して定着ニップ部Ｎを形成している。なお、加圧ローラ６０の外径は３０〜４０ｍｍ程度である。
【００３４】
弾性層６２は、肉厚０．３〜５ｍｍ程度であり、硬度２０〜５０°（Ａｓｋｅｒ硬度）程度である。また、弾性層６２の材質は、耐熱性を必要とするためシリコーンゴムを用いる。更に、両面印刷時の離型性を高めるため、弾性層上にフッ素樹脂からなる離型層６１を１０〜１００μｍ程度形成している。
【００３５】
加圧ローラ６０の硬度は、定着ローラ３０に比べて硬くすることで、加圧ローラ６０が定着ローラ３０（及び定着ベルト４０）へ食い込む形となる。そのため、記録紙（記録媒体）Ｐは、この食い込み形状によって、ニップ部出口において定着ベルト４０の表面に沿うことができない曲率を持ち、記録紙Ｐの離型性を向上できる。
【００３６】
カム部材７０は、芯金６３と接触しており、駆動手段としてのモータ等の駆動源（図示せず）により回転駆動して芯金６３を押し上げ及び引き下げ動作を可逆的に実行する。押し上げ動作を実行する場合、カム部材７０は、加圧ローラ６０を押し上げて、定着ベルト４０及び定着ローラ３０に食い込ませてニップ部Ｎを形成する。一方、引き下げ動作を実行する場合、カム部材７０は、加圧ローラ６０を引き下げてニップ部Ｎの食い込みを解除する。カム部材７０の動作の詳細は、後述する。
【００３７】
次に、本実施形態の定着装置の動作について説明する。なお、定着ベルト４０は、図２に示すように、矢印Ｒ方向に回転する。加熱ローラ２０は、誘導加熱コイル５０により加熱される。
【００３８】
具体的には、誘導加熱コイル５０に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波交番電流を流すことで、誘導加熱コイル５０のループ内で磁力線の向きが双方向に交互に切り替わり、交番磁界が形成される。そして、この交番磁界によって、加熱ローラ２０に渦電流が生じて、ジュール熱が発生し、加熱ローラ２０が誘導加熱される。
【００３９】
そして、加熱ローラ２０から発生した熱により定着ベルト４０が加熱され、搬送される記録紙Ｐと定着ベルト４０がニップ部Ｎで接触し、記録紙上のトナー像Ｔを加熱して溶融する。
【００４０】
続いて、本発明の特徴であるカム部材７０とアルミ部材２１の関係について説明する。加熱ローラ２０の内部には、図２に示すように、アルミ部材２１及び圧縮スプリング２２が取り付けられている。アルミ部材２１は、圧縮スプリング２２の伸縮により、加熱ローラ２０に近づく方向及び遠ざかる方向に移動可能である。また、カム部材７０は、加圧ローラ６０の芯金６３と接触し、回転駆動して芯金６３に加える力を変化させる。そして、加圧ローラ６０の押し上げ及び引き下げを行うことができる。そして、ニップ部Ｎへの加圧及び脱圧を実行可能とする。
【００４１】
また、連動手段としてのアルミ位置調整板８１は、図５に示すように、アルミ部材２１と加圧ローラ６０を挟み込むように設けられ、アルミ部材２１及び加圧ローラ６０の芯金６３と接触し、両者と連動して移動する。なお、アルミ位置調整板８１は、図５では、説明の便宜上で他の部材が重なるような記載をしている。実際のアルミ位置調整板８１は、図６に示すように、アルミ部材２１及び芯金６３の軸方向端部において接触し、他の部材とは接触していない構成となっている。アルミ位置調整板８１の材料としては、ステンレス等の金属が適している。
【００４２】
図５，図６は、ニップ部Ｎへの加圧の際、具体的には記録紙を搬送（通紙）する際の定着装置の位置関係を示しており、図５は断面図、図６は端部の斜視図（定着ベルト４０は省略）である。カム部材７０が回転し、加圧ローラ６０が定着ベルト４０に近づく方向（図中の矢印方向）に移動し、定着ベルト４０及び定着ローラ３０に圧力を加えて、ニップ部Ｎが形成される。そして、加圧ローラ６０の移動に伴い、加圧ローラ６０の芯金６３及びアルミ部材２１並びにこれらと連結しているアルミ位置調整板８１も同じ方向（図中の矢印の方向）に移動する。アルミ部材２１は、加熱ローラ２０の径方向に移動し、加熱ローラ２０に近づき、距離は０．４〜２．０ｍｍ程度となる。また、磁束Ａは、図７に示すように、非通紙部で過昇温の起こった部分において、加熱ローラ２０の整磁合金を通り内部のアルミ部材２１に遮蔽されるため、従来と同程度以上に定着装置の過昇温を防止できる。
【００４３】
一方、図８，図９は、ニップ部への脱圧の際、具体的にはウォームアップの際の定着装置の位置関係を示しており、図８は断面図、図９は端部の斜視図（定着ベルト４０は省略）である。カム部材７０が回転し、加圧ローラ６０が定着ベルト４０から遠ざかる方向（図中の矢印の方向）に移動し、定着ベルト４０及び定着ローラ３０に加えられる圧力が減り、ニップ部Ｎ’が形成される。なお、本実施形態では、圧力が減った際に、ニップ部Ｎ’を形成しているが、完全に離間してニップ部を形成しなくても良い。そして、加圧ローラ６０の移動に伴い、加圧ローラ６０の芯金６３及びアルミ部材２１並びにこれらと連結しているアルミ位置調整板８１も同じ方向（図中の矢印の方向）に移動する。そのため、アルミ部材２１は、加熱ローラ２０の径方向に移動し、加熱ローラ２０から遠ざかり、距離は、ニップ部Ｎへの加圧の際と比較し、３．０〜５．０ｍｍ程度長くなる。また、図１０に示すように、加熱ローラ２０とアルミ部材２１の間に十分な間隔が存在するため、磁束Ｂは、加熱ローラ２０の整磁合金がキュリー温度付近に到達しても、加熱ローラ２０の内部までほとんど通らず、投入した電力のほとんどが加熱ローラ２０で消費される。そのため、ウォームアップの際に、装置のウォームアップ時間が短くなる。
【００４４】
更には、ウォームアップ時には、ニップ部Ｎ’の面積が、ニップ部Ｎへの加圧の際より小さくなっているため、定着ベルト４０から加圧ローラ６０に伝わる熱量が減る。そのため、加熱ローラ２０の加熱効率が高まり、ウォームアップ時間を一層短くできる。なお、ウォームアップ時以外でも、記録紙がニップ部に搬送されていない際や省電力モード等の際も、図８，図９に示すような定着装置の位置関係にすることで、加熱ローラ２０の加熱効率を従来より高めることができる。なお、アルミ位置調整板は、本実施形態の態様に限定されず、加圧ローラやアルミ部材に間接的に接続する態様であっても良い。また、磁気遮蔽部材が移動する方向は、加熱ローラ２０の径方向に限定されず、加熱ローラの周方向でも良い。
【００４５】
次に、本実施形態に係る定着装置と従来の定着装置との相違点を説明する。従来の定着装置では、図１１に示すように、アルミ部材９２１の位置は、固定である。そのため、通紙時もウォームアップ時も加熱ローラ９２０にアルミ部材９２１が近づいた構成となる。その結果、ウォームアップ時に加熱ローラ９２０の温度がキュリー温度に近づくにつれて、磁束Ｃは、加熱ローラ９２０の内部に透過されてアルミ部材９２１に遮蔽され、ウォームアップ時間が低下してしまう。
【００４６】
次に、定着ベルトのウォームアップ時における温度と時間の関係をグラフを用いて説明する。
図１２は、定着装置のウォームアップ時において、定着ベルト表面の温度変化を示すグラフである。図中ａは、整磁合金を用いた従来の定着装置の温度変化を示すものであり、図中ｂは、本実施形態の定着装置の温度変化を示すものである。なお、整磁合金のキュリー温度は、２００℃であり、定着ベルト表面における定着設定温度は、１７０℃である。
【００４７】
従来の定着装置は、設定温度に近づくにつれて温度上昇速度が遅くなり、ウォームアップ時間は３０秒であった。これは、定着ベルト表面温度がキュリー温度に近づくにつれて、前述のように加熱効率が下がるためであると考えられる。なお、キュリー温度２００℃の整磁合金を用いた際には、温度上昇速度は１００℃付近から遅くなり始めている。
【００４８】
一方、本実施形態の定着装置は、設定温度付近でも温度上昇速度がほとんど変化せず、ウォームアップ時間はａよりも５秒短い２５秒であった。そのため、本実施形態の定着装置は、定着ベルト４０の表層の温度が従来の定着装置よりも迅速に昇温する。その結果、定着装置の立上特性を非常に良好なものとできる。また、ウォームアップ時間の短縮に伴い、定着装置の消費電力量も低減できる。アルミ部材２１の駆動源と調整手段の駆動源とを共通としているため、装置駆動による電力も増加しない。なお、定着装置の立上特性とは、定着ベルト４０がトナーを定着するのに必要な温度までのウォームアップ時間を言う。そして、ウォームアップ時間が短い程、ユーザーにとって使いやすい画像形成装置ということになる。
【００４９】
次に、定着ベルトの通紙時における温度と時間の関係をグラフを用いて説明する。
図１３は、定着装置の通紙時において、定着ベルト表面の温度変化を示すグラフである。図中ａは、整磁合金を用いた従来の定着装置の温度変化を示すものであり、図中ｂは、本実施形態の定着装置の温度変化を示すものである。
【００５０】
通紙時には、本実施形態に係る定着装置は、従来の定着装置と同様にアルミ部材２１が加熱ローラ２０に近い距離となるため、磁束が加熱ローラ２０の整磁合金を通りアルミ部材２１に遮蔽され、キュリー温度である２００℃において温度上昇が停止する。そのため、本実施形態においても、整磁合金を用いた従来の定着装置と同等以上に、定着装置の過昇温を抑制できる。
【００５１】
また、ニップ部の調整手段と磁気遮蔽部材の移動を連動させる連動手段を有することで、従来のニップ部の加圧・脱圧機構を有している定着装置と構成を大きく変えることなく、即ち簡易な構成で、効率的にウォームアップ時間短縮の効果が得られる。また、ウォームアップ時には、整磁材料の影響による熱効率の低下を抑制できる。更には、脱圧している分のニップ部の幅が小さくなり、ニップ部から加圧部材への伝熱も抑えられる。そのため、加熱部材への加熱を効率的にでき、従来以上にウォームアップ時間を短縮できる。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、可撓性を有する無端状で回転自在の定着部材と、定着部材内部のニップ形成部材と定着部材を介し対向する加圧体で形成されたニップにより加圧、加熱される定着装置であり、定着部材に発熱層である加熱部材が具備され、誘導加熱する定着装置であっても良い。また、定着部材としての定着ローラを用い、対向する加圧ローラと形成されたニップにより加圧・加熱される定着装置であり、定着部材に発熱層である加熱部材が具備され、誘導加熱する定着装置であっても良い。
【００５３】
続いて、本発明の第２の実施形態について以下に説明する。なお、上述した第１の実施形態と同等の構成については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５４】
本実施形態は、上述の第１の実施形態に対しアルミ部材と連動手段の構成が異なる。アルミ部材２２１の構成は、図１４に示すように、アーチ状の形状にアーチ状の両端をつなぐ平面状の部分が接続された形状となっている。そして、位置調整手段としてのアルミ位置調整カム部材２８２をアルミ部材２２１と接触させている。また、本実施形態では、アルミ位置調整板の代わりに、連動手段としてのアルミ位置調整シャフト（図示せず）を備える。このアルミ位置調整シャフトは、シャフトとギア等から構成され、アルミ位置調整カム部材２８２とカム部材７０とに接続され、両者を連動して移動（回転）させる。
【００５５】
アルミ位置調整カム部材２８２は、回転してアルミ部材２２１を押し上げて加熱ローラ２０に近づける動作と、アルミ部材２２１を引き下げて加熱ローラ２０から遠ざける動作を可逆的に実行可能とする。なお、アルミ位置調整カム部材２８２は、半円柱状である。そして、アルミ位置調整カム部材２８２の円周側面がアルミ部材２２１と接触する際は、アルミ部材２２１が加熱ローラ２０に近づく。アルミ位置調整カム部材２８２の平面がアルミ部材２２１と接触する際は、アルミ部材２２１が加熱ローラ２０から遠ざかる。
【００５６】
図１４，図１５は、ニップ部Ｎへの加圧の際、具体的には記録紙を搬送（通紙）する際の定着装置の位置関係を示しており、図１４は断面図、図１５は端部の斜視図（定着ベルト４０は省略）である。カム部材７０が回転し、加圧ローラ６０が定着ベルト４０に近づく方向（図中の矢印方向）に移動し、定着ベルト４０及び定着ローラ３０に圧力を加えて、ニップ部Ｎが形成される。そして、カム部材７０とアルミ位置調整カム部材２８２がアルミ位置調整シャフトを介して連動して回転することにより、アルミ部材２２１も同じ方向（図中の矢印の方向）に移動する。この際、アルミ部材２２１は、加熱ローラ２０に近づき、距離は０．４〜２．０ｍｍ程度となる。また、磁束は、非通紙部で過昇温の起こった部分において、加熱ローラ２０の整磁合金を通り内部のアルミ部材２２１に遮蔽されるため、従来と同程度以上に定着装置の過昇温を防止できる。
【００５７】
一方、図１６，図１７は、ニップ部への脱圧の際、具体的にはウォームアップの際の定着装置の位置関係を示しており、図１６は断面図、図１７は端部の斜視図（定着ベルト４０は省略）である。カム部材７０が回転し、加圧ローラ６０が定着ベルト４０から遠ざかる方向（図中の矢印の方向）に移動し、定着ベルト４０及び定着ローラ３０に加えられる圧力が減り、ニップ部Ｎ’が形成される。なお、本実施形態では、圧力が減った際に、ニップ部Ｎ’を形成しているが、ニップ部を形成せずに完全に離間しても良い。そして、カム部材７０とアルミ位置調整カム部材２８２がアルミ位置調整シャフトを介して連動して回転することにより、アルミ部材２２１も同じ方向（図中の矢印の方向）に移動する。そのため、アルミ部材２２１が加熱ローラ２０から遠ざかり、距離はニップ部Ｎへの加圧の際と比較し、２．０〜５．０ｍｍ程度長くなる。また、図１６に示すように、加熱ローラ２０とアルミ部材２２１の間に十分な間隔が存在するため、磁束は、加熱ローラ２０の整磁合金がキュリー温度付近に到達しても、加熱ローラ２０の内部までほとんど通らず、投入した電力のほとんどが加熱ローラ２０で消費される。そのため、ウォームアップ時において、装置のウォームアップ時間が短くなる。なお、ウォームアップ時以外でも、記録紙がニップ部Ｎに搬送されていない際や省電力モード等の際も、加熱ローラ２０の加熱効率を従来より高めることができる。
【００５８】
更に、本実施形態では、カム部材７０の回転により加圧ローラ６０の位置を調整し、図１８に示すように、ニップ部への加圧と脱圧の際の間の位置（軽圧）をとることが可能である。この際、ニップ部Ｎ”にかかる圧力及びニップ部Ｎ”の面積は、それぞれニップ部への加圧の際と脱圧の際の間の値となっている。一方、アルミ部材２２１は、アルミ位置調整カム部材２８２の円周部と接触している。アルミ部材２２１の位置は、このアルミ部材２２１がアルミ位置調整カム部材２８２の円周部と接触している所定の間、ニップ部Ｎへの加圧と脱圧の際と同様に加熱ローラ２０に近づいている。そして、連続通紙時に定着ベルト４０の非通紙部の過昇温が起きないようになっている。なお、アルミ位置調整カム部材は、本実施形態の態様に限定されない。また、磁気遮蔽部材が移動する方向は、加熱ローラの径方向に限定されず、加熱ローラの周方向でも良い。
【００５９】
このような構成を有することで、加圧状態、脱圧状態、軽圧状態の３種類のニップ部Ｎへの圧力状態をとることができる。そのため、ニップ部が形成されて連続通紙を行う際には、ニップ部の圧力に関わらず加熱ローラ２０とアルミ部材２２１の距離を一定とし、加圧状態と軽圧状態２種類の状態を切り替えができる。その結果、用紙種類や画像種類に応じ、装置をより適した圧力又は温度に制御可能となり、より高品質な定着画像を提供できる。
【００６０】
続いて、本発明の第３の実施形態について以下に説明する。なお、上述した第１の実施形態と同等の構成については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６１】
本実施形態は、上述の実施形態に対しアルミ部材と連動手段の構成が異なる。アルミ部材の構成は、図１９に示すように、アーチ状のアルミ部材３２１は、位置調整手段としてのアルミ側プーリー３８３と連結され、カム部材３７０は、カム部材３７０に付属するカム側プーリー３８４と連結されている。そして、アルミ側プーリー３８３とカム側プーリー３８４は、連動手段としてのプーリーベルト３８５が張架されている。そして、アルミ部材３２１及びカム部材３７０は、プーリーベルト３８５を介して、連動して回転可能となっている。
【００６２】
図１９は、ニップ部への加圧の際、具体的には記録紙を搬送（通紙）する際の定着装置の位置関係を示す断面図である。カム部材３７０が回転し、加圧ローラ６０が定着ベルト４０に近づく方向（図中の矢印方向）に移動し、定着ベルト４０及び定着ローラ３０に圧力を加えて、ニップ部Ｎが形成される。そして、カム部材３７０とアルミ部材３２１とがプーリーベルト３８５を介して連動して回転することにより、アルミ部材３２１は、加熱ローラ２０の周方向に１８０°回転する。この際、アルミ部材３２１は、加熱ローラ２０に近づき、距離は０．４〜２．０ｍｍ程度となる。また、磁束は、非通紙部で過昇温の起こった部分において、加熱ローラ２０の整磁合金を通り内部のアルミ部材３２１に遮蔽されるため、従来と同程度以上に定着装置の過昇温を防止できる。
【００６３】
一方、図２０は、ニップ部への脱圧の際、具体的にはウォームアップの際の定着装置の位置関係を示す断面図である。カム部材３７０が回転し、加圧ローラ６０が定着ベルト４０から遠ざかる方向（図中の矢印の方向）に移動し、定着ベルト４０及び定着ローラ３０に加えられる圧力が減り、ニップ部Ｎ’が形成される。なお、本実施形態では、圧力が減った際に、ニップ部Ｎ’を形成しているが、ニップ部を形成せずに完全に離間しても良い。そして、カム部材３７０とアルミ部材３２１とがプーリーベルト３８５を介して連動して回転することにより、アルミ部材３２１が加熱ローラ２０の周方向に１８０°回転する。そのため、アルミ部材３２１が加熱ローラ２０から遠ざかり、距離はニップ部Ｎへの加圧の際と比較し、１０．０〜２０．０ｍｍ程度長くなる。また、図２０に示すように、加熱ローラ２０とアルミ部材３２１の間に十分な間隔が存在するため、磁束は、加熱ローラ２０の整磁合金がキュリー温度付近に到達しても、加熱ローラ２０の内部までほとんど通らず、投入した電力のほとんどが加熱ローラ２０で消費される。そのため、ウォームアップ時において、装置のウォームアップ時間が短くなる。なお、ウォームアップ時以外でも、記録紙がニップ部に搬送されていない際や省電力モード等の際も、加熱ローラ２０の加熱効率を従来より高めることができる。なお、磁気遮蔽部材が移動する方向は、加熱ローラの周方向に限定されず、加熱ローラの径方向でも良い。
【００６４】
なお、圧力の制御は、第２実施形態のように軽圧状態等を設けて３種類以上の制御を行うことも可能である。例えば、アルミ側プーリー３８３を加圧状態に利用するものと、軽圧状態に利用するものと２種類設けておき、それらをクラッチ等により切り替えることにより、加圧状態、軽圧状態それぞれについてアルミが加熱ローラ２０に近づく構成が考えられる。
【００６５】
続いて、本発明の第４の実施形態について以下に説明する。なお、上述した第１の実施形態と同等の構成については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。第４の実施形態は、第１の実施形態の定着装置の加熱ローラ２０に代えて、加熱部材としての加熱パッド４２０を設ける。
【００６６】
具体的には、図２１に示すように、加熱パッド４２０は、整磁材料としての整磁合金からなり、誘導加熱コイル５０に対して凸の半円筒形状又はアーチ形状で形成され、定着ベルト４０を張架している。そして、加熱パッド４２０は、誘導加熱コイル５０と対向するとともに、半円筒形状のアルミ部材２１と対向するように固設されている。加熱パッド４２０は、整磁合金材を、プレス加工等によって半円筒形状に加工して形成されても良く、曲げ加工によってアーチ形状に加工して形成されても良い。なお、整磁合金表層に発熱層として、Ｃｕを厚さ３〜１５μｍ程度形成しても良い。Ｃｕを整磁合金表層に形成することで、発熱層の発熱効率をより高めることができる。更に、Ｃｕ表層には防錆目的にＮｉメッキを施すことも好適である。また、加熱パッド４２０の形状は、半円筒形状又はアーチ形状に限定されない。
【００６７】
加熱パッド４２０は、非回転体であり、動作中に定着ベルト４０が加熱パッド４２０の周囲を摺動する。そのため、定着ベルト４０は、誘導加熱コイル５０によって加熱された加熱パッド４２０によって、加熱される。そして、用紙上のトナーは、ニップ部Ｎで加熱・加圧され用紙に定着される。
【００６８】
加熱パッド４２０の内部には、アルミ部材２１及び圧縮スプリング２２が取り付けられている。アルミ部材２１は、圧縮スプリング２２の伸縮により、加熱パッド４２０に近づく方向及び遠ざかる方向に移動可能である。また、カム部材７０は、加圧ローラ６０の芯金６３と接触し、回転駆動して芯金６３に加える力を変化させる。そして、加圧ローラ６０の押し上げ及び引き下げを行うことができる。そして、ニップ部Ｎへの加圧及び脱圧を実行可能とする。
【００６９】
連動手段としてのアルミ位置調整板８１は、図２２に示すように、アルミ部材２１及び加圧ローラ６０の芯金６３と接触し、両者と連動して移動する。なお、アルミ位置調整板８１は、図２２では、説明の便宜上で他の部材が重なるような記載をしている。実際のアルミ位置調整板８１は、図２３に示すように、アルミ部材２１及び芯金６３の軸方向端部において接触し、他の部材とは接触していない構成となっている。アルミ位置調整板８１の材料としては、ステンレス等の金属が適している。
【００７０】
図２２，図２３は、ニップ部Ｎへの加圧の際、具体的には記録紙を搬送（通紙）する際の定着装置の位置関係を示しており、図２２は断面図、図２３は端部の斜視図（定着ベルト４０は省略）である。カム部材７０が回転し、加圧ローラ６０が定着ベルト４０に近づく方向（図中の矢印方向）に移動し、定着ベルト４０及び定着ローラ３０に圧力を加えて、ニップ部Ｎが形成される。そして、加圧ローラ６０の移動に伴い、加圧ローラ６０の芯金６３及びアルミ部材２１並びにこれらと連結しているアルミ位置調整板８１も同じ方向（図中の矢印の方向）に移動する。アルミ部材２１は、加熱パッド４２０に近づく方向で、曲率半径方向（図２２中左方向）に移動し、加熱パッド４２０に近づき、距離は０．４〜２．０ｍｍ程度となる。また、磁束Ａは、図２４に示すように、非通紙部で過昇温の起こった部分において、加熱パッド４２０の整磁合金を通り内部のアルミ部材２１に遮蔽されるため、従来と同程度以上に定着装置の過昇温を防止できる。
【００７１】
一方、図２５，図２６は、ニップ部への脱圧の際、具体的にはウォームアップの際の定着装置の位置関係を示しており、図２５は断面図、図２６は端部の斜視図（定着ベルト４０は省略）である。カム部材７０が回転し、加圧ローラ６０が定着ベルト４０から遠ざかる方向（図中の矢印の方向）に移動し、定着ベルト４０及び定着ローラ３０に加えられる圧力が減り、ニップ部Ｎ’が形成される。なお、本実施形態では、圧力が減った際に、ニップ部Ｎ’を形成しているが、完全に離間してニップ部を形成しなくても良い。そして、加圧ローラ６０の移動に伴い、加圧ローラ６０の芯金６３及びアルミ部材２１並びにこれらと連結しているアルミ位置調整板８１も同じ方向（図中の矢印の方向）に移動する。そのため、アルミ部材２１は、加熱パッド４２０から遠ざかる方向で、加熱パッド４２０の曲率半径方向（図２５中右方向）に移動し、加熱パッド４２０から遠ざかり、距離は、ニップ部Ｎへの加圧の際と比較し、３．０〜５．０ｍｍ程度長くなる。また、図２７に示すように、加熱パッド４２０とアルミ部材２１の間に十分な間隔が存在するため、磁束Ｂは、加熱パッド４２０の整磁合金がキュリー温度付近に到達しても、加熱パッド４２０の内部までほとんど通らず、投入した電力のほとんどが加熱パッド４２０で消費される。そのため、ウォームアップの際に、装置のウォームアップ時間が短くなる。
【００７２】
更には、ウォームアップ時には、ニップ部Ｎ’の面積が、ニップ部Ｎへの加圧の際より小さくなっているため、定着ベルト４０から加圧ローラ６０に伝わる熱量が減る。そのため、加熱パッド４２０の加熱効率が高まり、ウォームアップ時間を一層短くできる。なお、ウォームアップ時以外でも、記録紙がニップ部に搬送されていない際や省電力モード等の際も、図２５，図２６に示すような定着装置の位置関係にすることで、加熱パッド４２０の加熱効率を従来より高めることができる。なお、アルミ位置調整板は、本実施形態の態様に限定されず、加圧ローラやアルミ部材に間接的に接続する態様であっても良い。また、磁気遮蔽部材が移動する方向は、加熱パッド４２０の曲率半径方向に限定されず、加熱パッドの周方向でも良い。
【００７３】
また、本実施形態では、第１の実施形態の作用に加えて、連動手段や調整手段等を簡易な部品構成とし、取付作業性やメンテナンス性を向上できる。具体的には、上述の実施形態では、加熱ローラ内部にアルミ部材及び圧縮スプリングを設け、アルミ部材を加圧ローラと連動して移動させる連動手段を設置する構成となっている。一方、本実施形態では、加熱ローラの代わりに加熱パッド４２０を備えることで、加熱パッド４２０にアルミ部材２１を並設し、アルミ部材２１を加圧ローラ６０と連動して移動させる連動手段を設置する構成となる。そのため、連動手段や調整手段等を簡易な部品構成とし、取付作業性やメンテナンス性を向上できる。更に、加熱部材の低熱容量化に伴い、ウォームアップ時間の短縮及び消費電力の低減を期待できる。
【００７４】
また、加熱パッド４２０が半円筒形状又はアーチ形状で形成されることで、定着ベルト４０が加熱パッド４２０の周囲を摺動する際、両者の摩擦抵抗を低減できる。その結果、定着ベルト４０の磨耗を低減できる。また、定着ベルト４０を駆動する駆動装置のトルクを低減できる。更に、定着装置からの異音の発生を低減できる。
【００７５】
また、加熱パッド４２０が定着ベルト４０と摺接する摺接面を摩擦係数の低い材料で形成したり、加熱パッド４２０と定着ベルト４０の部材の間にシリコーンオイルやフッ素グリス等の潤滑剤を塗布したりしても良い。このような構成にすることで、加熱パッド４２０と定着ベルト４０とが摺接する際、定着ベルト４０の磨耗を低減できる。
【００７６】
また、定着装置が加熱ローラの代わりに加熱パッド４２０を備えることで、整磁合金の使用量を低減できる。また、加熱パッド４２０は、加熱ローラに比べて加工が容易となる。そのため、製造コストを低減できる。
【００７７】
続いて、本発明の第５の実施形態について以下に説明する。なお、上述した第４の実施形態と同等の構成については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７８】
本実施形態は、上述の第４の実施形態に対しアルミ部材と連動手段の構成が異なる。アルミ部材５２１の構成は、図２８に示すように、半円筒形状又はアーチ形状の両端をつなぐ平面状の部分が接続された形状となっている。そして、位置調整手段としてのアルミ位置調整カム部材５８２をアルミ部材５２１と接触させている。また、本実施形態では、アルミ位置調整板の代わりに、連動手段としてのアルミ位置調整シャフト（図示せず）を備える。このアルミ位置調整シャフトは、シャフトとギア等から構成され、アルミ位置調整カム部材５８２とカム部材７０とに接続され、両者を連動して移動（回転）させる。
【００７９】
アルミ位置調整カム部材５８２は、回転してアルミ部材５２１を押し上げて加熱パッド４２０に近づける動作と、アルミ部材５２１を引き下げて加熱パッド４２０から遠ざける動作を可逆的に実行可能とする。なお、アルミ位置調整カム部材５８２は、半円柱状である。そして、アルミ位置調整カム部材５８２の円周側面がアルミ部材５２１と接触する際は、アルミ部材５２１が加熱パッド４２０に近づく。アルミ位置調整カム部材５８２の平面がアルミ部材５２１と接触する際は、アルミ部材５２１が加熱パッド４２０から遠ざかる。
【００８０】
図２８，図２９は、ニップ部Ｎへの加圧の際、具体的には記録紙を搬送（通紙）する際の定着装置の位置関係を示しており、図２８は断面図、図２９は端部の斜視図（定着ベルト４０は省略）である。カム部材７０が回転し、加圧ローラ６０が定着ベルト４０に近づく方向（図中の矢印方向）に移動し、定着ベルト４０及び定着ローラ３０に圧力を加えて、ニップ部Ｎが形成される。そして、カム部材７０とアルミ位置調整カム部材５８２がアルミ位置調整シャフトを介して連動して回転することにより、アルミ部材５２１も加圧ローラ６０と同じ方向（図中の矢印の方向）に移動する。この際、アルミ部材５２１は、加熱パッド４２０に近づく方向で、曲率半径方向（図２８中左方向）に移動し、加熱パッド４２０に近づき、距離は０．４〜２．０ｍｍ程度となる。また、磁束は、非通紙部で過昇温の起こった部分において、加熱パッド４２０の整磁合金を通り内部のアルミ部材５２１に遮蔽されるため、従来と同程度以上に定着装置の過昇温を防止できる。
【００８１】
一方、図３０，図３１は、ニップ部への脱圧の際、具体的にはウォームアップの際の定着装置の位置関係を示しており、図３０は断面図、図３１は端部の斜視図（定着ベルト４０は省略）である。カム部材７０が回転し、加圧ローラ６０が定着ベルト４０から遠ざかる方向（図中の矢印の方向）に移動し、定着ベルト４０及び定着ローラ３０に加えられる圧力が減り、ニップ部Ｎ’が形成される。なお、本実施形態では、圧力が減った際に、ニップ部Ｎ’を形成しているが、ニップ部を形成せずに完全に離間しても良い。そして、カム部材７０とアルミ位置調整カム部材５８２がアルミ位置調整シャフトを介して連動して回転することにより、アルミ部材５２１も加圧ローラ６０と同じ方向（図中の矢印の方向）に移動する。そのため、アルミ部材５２１は、加熱パッド４２０から遠ざかる方向で、加熱パッド４２０の曲率半径方向（図３０中右方向）に移動し、加熱パッド４２０から遠ざかり、距離はニップ部Ｎへの加圧の際と比較し、２．０〜５．０ｍｍ程度長くなる。また、図３０に示すように、加熱パッド４２０とアルミ部材５２１の間に十分な間隔が存在するため、磁束は、加熱パッド４２０の整磁合金がキュリー温度付近に到達しても、加熱パッド４２０の内部までほとんど通らず、投入した電力のほとんどが加熱パッド４２０で消費される。そのため、ウォームアップ時において、装置のウォームアップ時間が短くなる。なお、ウォームアップ時以外でも、記録紙がニップ部Ｎに搬送されていない際や省電力モード等の際も、加熱パッド４２０の加熱効率を従来より高めることができる。
【００８２】
更に、本実施形態では、カム部材７０の回転により加圧ローラ６０の位置を調整し、図３２に示すように、ニップ部への加圧と脱圧の際の間の位置（軽圧）をとることが可能である。この際、ニップ部Ｎ”にかかる圧力及びニップ部Ｎ”の面積は、それぞれニップ部への加圧の際と脱圧の際の間の値となっている。一方、アルミ部材５２１は、アルミ位置調整カム部材５８２の円周部と接触している。アルミ部材５２１の位置は、このアルミ部材５２１がアルミ位置調整カム部材５８２の円周部と接触している所定の間、加熱パッド４２０に近づいている。そして、連続通紙時に定着ベルト４０の非通紙部の過昇温が起きないようになっている。なお、アルミ位置調整カム部材は、本実施形態の態様に限定されない。また、磁気遮蔽部材が移動する方向は、加熱パッドの曲率半径方向に限定されず、加熱パッドの周方向でも良い。
【００８３】
このような構成を有することで、加圧状態、脱圧状態、軽圧状態の３種類のニップ部Ｎへの圧力状態をとることができる。そのため、ニップ部が形成されて連続通紙を行う際には、ニップ部の圧力に関わらず加熱パッド４２０とアルミ部材５２１の距離を一定とし、加圧状態と軽圧状態２種類の状態を切り替えができる。その結果、用紙種類や画像種類に応じ、装置をより適した圧力又は温度に制御可能となり、より高品質な定着画像を提供できる。
【００８４】
続いて、本発明の第６の実施形態について以下に説明する。なお、上述した第４の実施形態と同等の構成については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８５】
本実施形態は、上述の第４の実施形態に対しアルミ部材と連動手段の構成が異なる。アルミ部材の構成は、図３３に示すように、半円筒形状又はアーチ形状のアルミ部材６２１は、位置調整手段としてのアルミ側プーリー６８３と連結され、カム部材６７０は、カム部材６７０に付属するカム側プーリー６８４と連結されている。そして、アルミ側プーリー６８３とカム側プーリー６８４は、連動手段としてのプーリーベルト６８５が張架されている。そして、アルミ部材６２１及びカム部材６７０は、プーリーベルト６８５を介して、連動して回転可能となっている。
【００８６】
図３３は、ニップ部への加圧の際、具体的には記録紙を搬送（通紙）する際の定着装置の位置関係を示す断面図である。カム部材６７０が回転し、加圧ローラ６０が定着ベルト４０に近づく方向（図中の矢印方向）に移動し、定着ベルト４０及び定着ローラ３０に圧力を加えて、ニップ部Ｎが形成される。そして、カム部材６７０とアルミ部材６２１とがプーリーベルト６８５を介して連動して回転することにより、アルミ部材６２１は、加熱パッド４２０の周方向に１８０°回転する。この際、アルミ部材６２１は、加熱パッド４２０に近づき、距離は０．４〜２．０ｍｍ程度となる。また、磁束は、非通紙部で過昇温の起こった部分において、加熱パッド４２０の整磁合金を通り内部のアルミ部材６２１に遮蔽されるため、従来と同程度以上に定着装置の過昇温を防止できる。
【００８７】
一方、図３４は、ニップ部への脱圧の際、具体的にはウォームアップの際の定着装置の位置関係を示す断面図である。カム部材６７０が回転し、加圧ローラ６０が定着ベルト４０から遠ざかる方向（図中の矢印の方向）に移動し、定着ベルト４０及び定着ローラ３０に加えられる圧力が減り、ニップ部Ｎ’が形成される。なお、本実施形態では、圧力が減った際に、ニップ部Ｎ’を形成しているが、ニップ部を形成せずに完全に離間しても良い。そして、カム部材６７０とアルミ部材６２１とがプーリーベルト６８５を介して連動して回転することにより、アルミ部材６２１が加熱パッド４２０の周方向に１８０°回転する。そのため、アルミ部材６２１が加熱パッド４２０から遠ざかり、距離はニップ部Ｎへの加圧の際と比較し、１０．０〜２０．０ｍｍ程度長くなる。また、図３４に示すように、加熱パッド４２０とアルミ部材６２１の間に十分な間隔が存在するため、磁束は、加熱パッド４２０の整磁合金がキュリー温度付近に到達しても、加熱パッド４２０の内部までほとんど通らず、投入した電力のほとんどが加熱パッド４２０で消費される。そのため、ウォームアップ時において、装置のウォームアップ時間が短くなる。なお、ウォームアップ時以外でも、記録紙がニップ部に搬送されていない際や省電力モード等の際も、加熱パッド４２０の加熱効率を従来より高めることができる。なお、磁気遮蔽部材が移動する方向は、加熱パッドの周方向に限定されず、加熱パッドの曲率半径方向でも良い。
【００８８】
なお、圧力の制御は、第５実施形態のように軽圧状態等を設けて３種類以上の制御を行うことも可能である。例えば、アルミ側プーリー６８３を加圧状態に利用するものと、軽圧状態に利用するものと２種類設けておき、それらをクラッチ等により切り替えることにより、加圧状態、軽圧状態それぞれについてアルミが加熱パッド４２０に近づく構成が考えられる。
【００８９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００９０】
なお、上述の実施形態で紹介した各構成の材質、寸法はあくまで一例であり、本発明の作用を発揮し得る範囲内で様々な材質や寸法を選択可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９１】
２０      加熱ローラ（加熱部材の一例）
２１      アルミ部材（磁気遮蔽部材の一例）
４０      定着ベルト（定着部材の一例）
５０      誘導加熱コイル（磁束発生部の一例）
６０      加圧ローラ（押圧部材の一例）
７０      カム部材（調整手段の一例）
８１      アルミ位置調整板（連動手段の一例）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９２】
【特許文献１】特開２００８−２５７１５５号公報
【特許文献２】特許第５０９１５４１号公報
【特許文献３】特許第４６３６６０５号公報
【特許文献４】特許第５１７７３４８号公報
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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