JP2014035373A - 像加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁束遮蔽部材の通紙部側への移動タイミングを適切に設定するなどにより、非通紙部昇温を確実に低減することを可能にした像加熱装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】像加熱装置は、誘導加熱装置（１００）と、加熱回転体（１）により発した熱が蓄熱される蓄熱部（２）における温度を検知する蓄熱温度検知手段（ＴＨ２）を有している。誘導加熱装置は、磁束の搬送幅方向に沿った磁束密度分布を変更し、記録材の搬送幅方向の長さに応じて加熱領域を設定する加熱領域設定手段（７１）と、加熱領域設定手段により設定された加熱領域よりも記録材の非通紙部側に配置され、通紙部側に移動可能な磁束遮蔽部材（１１）とを有する。誘導加熱装置は更に、蓄熱温度検知手段による検知温度に基づき、磁束遮蔽部材を通紙部側に移動させる移動タイミングを設定して、非通紙部昇温を低減する制御手段（１０２）とを有する。
【選択図】図１６

Description

本発明は、記録材上に形成された画像を加熱する定着装置などの像加熱装置、及び、このような像加熱装置を備えた、プリンタや複写機、ファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置に関する。

この像加熱装置としては、記録材に形成された未定着画像（トナー像）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などが挙げられる。

従来、電子写真方式の複写機などには、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）を熱で融解してこの記録材上に融着させる定着温度等の像加熱装置が備えられている。この像加熱装置では、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って加熱するもの、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像加熱装置が多く提案されている。

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って、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。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、
Ｑ＝λ・ｆ（θ１−θ２）／Ｌ
で表されるというフーリエの法則からも明らかである。

このことは、回転体の回転軸線方向（長手方向）の長さ一杯の記録材、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はない。しかし、幅の狭い小形サイズの記録材を連続的に通紙する場合には、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るという問題があった。

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がある。更には、小形サイズの記録材を連続で通紙した直後に大形サイズの記録材を通紙した場合に、部分的な温度ムラによる紙シワ、スキューや、定着ムラ等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が困難になっていた。

これに対し、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は、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像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。

しかし、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、更に、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。

そこで、加熱媒体と誘導加熱源との間に、誘導加熱源から加熱媒体に届く磁束の一部を遮蔽する磁束遮蔽手段を配置して、磁束遮蔽手段の位置を変化させる変位手段を設けた装置が提案されている（特許文献１参照）。この装置では、磁束遮蔽手段を移動させることで、必要部分以外では誘導加熱源から届く磁束を遮蔽して発熱自体を抑え、発熱範囲の制御を行うことによって、昇温される加熱媒体の熱分布をコントロール可能にしている。

また、各記録材のサイズに対応させるため、磁性体コアが、記録材搬送方向に直交する方向で分割され、移動手段によって移動可能とされ、その移動距離を記録材のサイズによって異ならせるように構成した装置が知られている（特許文献２参照）。

特許文献２記載の装置では、誘導加熱源と磁性体コアとの距離が離れるため、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。これにより非通紙部昇温が低減され、その結果、磁性体コアや誘導加熱源の異常昇温も低減される。また、各記録材のサイズに対応するために、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回避することが可能になっている。

特開２００５−３２１６３３号公報 特開２００１−１９４９４０号公報

しかし、上述した電磁誘導加熱方式の像加熱装置では、記録材搬送方向に直交する方向で分割された磁性体コアと記録材との位置関係が一致せず、加熱領域が記録材よりも広くなると、非通紙部において昇温してしまうという問題があった。

また、記録材搬送方向に直交する方向で分割された磁性体コアと記録材と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、通紙領域に対して記録材の端部では記録材に奪われる熱量が小さく、過昇温してしまうことで引き起こされる。

そのため、分割された磁性体コアの通紙中での移動により発熱幅を狭めるなどして昇温を低減させる制御を行うが、このように部分的に昇温する構成では、記録材のサイズによって昇温する位置が変わる。そのため、昇温部の正確な温度検知は困難であり、昇温部の温度に応じて発熱幅を変更する制御を適切なタイミングで行うのは難しい。

これらの現象は、低熱容量フィルムを用いた定着ベルト（加熱ベルト）においてより顕著に現れ、この過昇温によって定着ベルトの耐久性能が大幅に低下するため、記録材端部での昇温を的確に、しかもより簡単な構成によって低減することが望まれる。

そこで本発明は、磁束遮蔽部材の通紙部側への移動タイミングを適切に設定するなどにより、記録材端部での非通紙部昇温を確実に低減することを可能にした像加熱装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、記録材に接触して加熱する加熱回転体と、記録材の搬送方向に直交する搬送幅方向における前記加熱回転体による誘導加熱の加熱領域を可変に設定して前記加熱回転体を誘導加熱する誘導加熱装置と、を備える像加熱装置において、前記加熱回転体により発した熱が蓄熱される蓄熱部における温度を検知する蓄熱温度検知手段を有し、前記誘導加熱装置は、前記加熱回転体に入射する磁束の前記搬送幅方向に沿った磁束密度分布を変更し、記録材の前記搬送幅方向の長さに応じて前記加熱領域を設定する加熱領域設定手段と、前記加熱領域設定手段により設定された前記加熱領域よりも記録材の非通紙部側に配置され、前記通紙部側に移動可能な磁束遮蔽部材と、前記蓄熱温度検知手段による検知温度に基づき、前記磁束遮蔽部材を前記通紙部側に移動させる移動タイミングを設定して、非通紙部昇温を低減する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によると、加圧回転体の発熱を蓄熱する加圧回転体のような蓄熱部の温度を検知する簡単な構成を有しながらも、検知した蓄熱部の温度に基づいて、磁束遮蔽部材を通紙部側に移動させる移動タイミングを適切に設定することができる。これにより、加熱領域における記録材端部での非通紙部昇温を確実に低減することができ、加熱回転体の耐久性を向上することができる。

本発明に係る像加熱装置としての定着装置を搭載した画像形成装置の構成の説明図である。 本発明に係る第１の実施形態における定着装置の説明図である。 第１の実施形態における定着装置の説明図である。 第１の実施形態における定着ベルトの説明図である。 第１の実施形態における定着装置の説明図である。 第１の実施形態における定着装置の説明図である。 第１の実施形態における定着装置の説明図である。 （ａ），（ｂ）は第１の実施形態におけるコア移動機構の説明図である。 （ａ），（ｂ）は第１の実施形態における定着装置の説明図である。 第１の実施形態における磁性体コア、励磁コイル部材、定着ベルト及び加圧ローラの関係を示す分解斜視図である。 第１の実施形態におけるコア移動機構を内面側から見た状態で示す斜視図である。 （ａ），（ｂ）は第１の実施形態における説明図である。 第１の実施形態における制御系を示すブロック図である。 第１の実施形態におけるフローチャート図である。 （ａ），（ｂ）は第１の実施形態における説明図である。 第１の実施形態における説明図である。 第１の実施形態における説明図である。 第１の実施形態における説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は第１の実施形態における説明図である。 第１の実施形態におけるフローチャート図である。 第１の実施形態におけるタイミングチャート図である。 （ａ），（ｂ）は第１の実施形態における定着装置の斜視図である。 第１の実施形態における制御系を示すブロック図である。 第１の実施形態におけるフローチャート図である。 （ａ）〜（ｃ）は第１の実施形態における説明図である。 本発明に係る第２の実施形態における定着装置の説明図である。 第２の実施形態における説明図である。

以下に、実施形態を挙げて、本発明をより具体的に説明する。以下に説明する実施形態は、本発明に係る実施形態の一例ではあるものの、本発明は実施形態により限定されるものではない。

なお、以下の実施形態では、本発明の像加熱装置を、未定着トナー像を記録材に定着させる定着装置について説明するが、本発明は、定着済み画像又は半定着画像を担持した記録材を加熱加圧して画像の表面性状を調整する加熱処理装置としても実施できる。また、後述する定着ベルト（加熱回転体）１は、ベルト部材に限らずローラ部材によっても構成することが可能である。

＜第１の実施形態＞
像加熱装置を搭載する画像形成装置は、モノクロ／フルカラー、枚葉型／記録材搬送型／中間転写型、トナー像形成方式、転写方式の区別無く本発明の像加熱装置を搭載できる。本実施形態では、トナー像の形成／転写／定着に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。

［画像形成装置］
図１は、本発明に係る像加熱装置を定着装置１６として搭載した画像形成装置１５の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１５は、中間転写ベルト２６に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫを配列した、電子写真方式を用いるタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。

下から上に順に配列された画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫ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。

イエローの画像形成部ＰＹに備えられた現像装置２３にはイエロートナーを、シアンの画像形成部ＰＣに備えられた現像装置２３にはシアントナーを、それぞれ収容させている。更に、マゼンタの画像形成部ＰＭに備えられた現像装置２３にはマゼンタトナーを、ブラックの画像形成部ＰＫに備えられた現像装置２３にはブラックトナーを、それぞれ収容させている。

感光体ドラム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が上記４色の画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫ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。

各画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫにおいて、帯電装置２２により一様に帯電された感光体ドラム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、感光体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。

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。即ち、イエローの画像形成部ＰＹの感光体ドラム２１にはイエロートナー画像が、シアンの画像形成部ＰＣの感光体ドラム２１にはシアントナー画像が、それぞれ形成される。また、マゼンタの画像形成部ＰＭの感光体ドラム２１にはマゼンタトナー画像が、ブラックの画像形成部ＰＫの感光体ドラム２１にはブラックトナー画像が、それぞれ形成される。

各画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫの感光体ドラム２１上に形成された上記の色トナー画像は各感光体ドラム２１の回転と同期して、略等速で回転する中間転写ベルト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ベルト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。本実施形態では、エンドレスの中間転写ベルト２６を用いており、駆動ローラ２７、二次転写対向ローラ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。

各画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫの感光体ドラム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ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫの感光体ドラム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ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫにおいて感光体ドラム２１上から中間転写ベルト２６への一次転写後、感光体ドラム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。

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２６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。

一方、記録材カセット３１内の記録材Ｐは、給紙ローラ３２により一枚ずつ分離給送される。そして、レジストローラ３３により所定のタイミングで、二次転写対向ローラ２８に巻きかけられている中間転写ベルト２６部分と二次転写ローラ３４との圧接部である転写定着ニップ部に搬送される。

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、二次転写ローラ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、記録材上に一括転写される。二次転写後に中間転写ベルト２６上に残留した二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。

記録材Ｐ上に二次転写されたトナー画像は、像加熱装置である定着装置１６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。

［定着装置］
図２は定着装置１６の要部の構成の説明図（拡大横断側面図）と制御系のブロック図である。図３は定着装置１６を二次転写部側から見た縦断面図である。図５は、磁性体コアの移動機構及び定着装置１６を説明するための縦断正面図である。

以下の説明において、定着装置１６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。また、定着装置１６の正面とは、定着装置を記録材入口側から見た面、背面とはその反対側の記録材出口側から見た面である。定着装置１６の左右とは、定着装置１６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。

図２に示すように、像加熱装置としての定着装置１６は、定着ベルト１、誘導加熱装置１００、及び、加圧ローラ（加圧回転体）２を備えている。

即ち定着装置１６は、記録材Ｐに接触して加熱する加熱回転体としての定着ベルト１と、記録材の搬送方向に直交する搬送幅方向における定着ベルト１による誘導加熱の加熱領域を可変に設定して定着ベルト１を誘導加熱する誘導加熱装置１００とを備える。更に、定着装置１６は、定着ベルト１により発した熱が蓄熱される蓄熱部としての加圧ローラ２を備えている。この加圧ローラ２は、定着ベルト１に当接して記録材Ｐの定着ニップ部（加熱ニップ部）Ｎを形成するニップ形成部材としても構成される。

定着装置１６は、搬送される記録材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記録材Ｐ上に融着させる。

定着装置１６に備えた定着ベルト１は、金属層を有する内径が例えば３０ｍｍの無端状のベルト部材である。また加圧ローラ２は、外径が例えば３０ｍｍの円筒状に形成されている。加圧ローラ２は、金属製のステー４に保持された圧力付与部材３によって内側面を支持された定着ベルト１の外側面に圧接して、定着ベルト１との間に記録材Ｐの定着ニップ部Ｎを形成する。

また、ステー４の励磁コイル部材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束遮蔽コア５が設けられている。なお、圧力付与部材３は、定着ベルト１により発した熱が蓄熱される蓄熱部を構成すると共に、定着ベルト（加熱回転体）１内に配置され、定着ニップ部（加熱ニップ部）Ｎを形成するように定着ベルト１の内面に当接する当接部材を構成している。

図５に示すように、定着ベルト１の長手方向移動及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１０が配置されている。定着フランジ１０内に挿通して配設されたステー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が縮設されて、ステー４に押し下げ力が作用されている。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が形成されている。

図２に示すように、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されている。誘導加熱装置１００は、定着ベルト１を誘導加熱する加熱源である。

誘導加熱装置１００は、電線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された励磁コイル部材６を有している。また、誘導加熱装置１００は、励磁コイル部材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励磁コイル部材６を覆わせた磁性体コア７ａ、７ｂを有している。更に誘導加熱装置１００は、励磁コイル部材６及び磁性体コア７ａ、７ｂを電気絶縁性の樹脂で支持するモールド部材７ｃを有している。

磁性体コア７ａ、７ｂは、励磁コイル部材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。交流磁束の磁気回路の効率を上げるためと、周囲へ磁束を漏らして周辺部材を誘導加熱することを回避する磁束遮蔽のために用いている。磁性体コア７ａ、７ｂの材質として、フェライト等の高透磁率かつ残留磁束密度の低いものを用いると良い。

非通紙部において、磁性体コア７ａ、７ｂが励磁コイル部材６から離間して両者間の隙間が広げられると、定着ベルト１を通過する磁束密度が低められ、定着ベルト１の発熱量が低下される。

定着ベルト１の回転状態において、誘導加熱装置１００の励磁コイル部材６には、電源装置（励磁回路）１０１から２０〜５０ｋＨｚの高周波電流が印加されて、励磁コイル部材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。

温度検知センサＴＨ１は、例えばサーミスタ等の温度検知センサ（温度検出素子）から成り、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されている（図１６参照）。温度検知センサＴＨ１は、圧力付与部材３に対して弾性支持部材を介して取り付けられているので、定着ベルト１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。温度検知センサＴＨ１は、記録材Ｐの搬送時における定着ベルト１の通紙部領域の幅方向中央内面部の位置に配置されている（図１６参照）。なお、この温度検知センサＴＨ１は、定着ベルト（加熱回転体）１における記録材Ｐの通紙部に対応する温度を検知する加熱温度検知手段を構成している。

温度検知センサＴＨ１は、定着ベルト１においての通紙部領域となる部分の温度を検知し、その検知温度情報を制御部（ＣＰＵ）１０２にフィードバックする。制御部１０２は、温度検知センサ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から励磁コイル部材６に入力する電力を制御する。この制御部１０２は、温度検知センサ（蓄熱温度検知手段）ＴＨ２による検知温度に基づき、磁束遮蔽部材（磁気遮蔽板）１１を通紙部側に移動させる移動タイミングを設定して、非通紙部昇温を低減する制御手段を構成する。

すなわち、定着ベルト１の検出温度が所定温度に昇温した場合、励磁コイル部材６への通電が遮断される。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、温度検知センサ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部材６に入力する電力を制御して温度調節を行う。

また、加圧ローラ２表面との間に僅かな隙間をあけた状態で、加圧ローラ２の表面温度を測定する非接触型の温度検知センサＴＨ２が配置されている。この温度検知センサＴＨ２は、記録材Ｐの搬送時における通紙部領域の中央部にて加圧ローラ２に対し僅かな隙間をあけて対向した状態で配置されている（図１６参照）。温度検知センサＴＨ２は、蓄熱部としての加圧ローラ２における記録材Ｐの通紙部に対応する温度を検知する蓄熱温度検知手段を構成する。

定着ベルト１は、少なくとも画像形成実行時には、制御部１０２により制御されるモータ（駆動手段）Ｍ１によって加圧ローラ２が回転駆動されることで、回転駆動（連れ回り回転）される。つまり、定着ベルト１は、二次転写部（図１参照）側から搬送されてくる、未定着トナー像を担持した記録材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、例えば３００ｍｍ／ｓｅｃで回転し、その場合、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。

また、誘導加熱装置１００の励磁コイル部材６に、制御部１０２で制御される電源装置１０１から電力供給がなされると、定着ベルト１が所定の定着温度に立ち上がって温度調節される。この状態において、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、未定着トナー像を有する記録材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（不図示）で案内されて導入される。すると、この記録材Ｐは、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とともに定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。

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、未定着トナー像が記録材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、定着ベルト表面が定着ニップ部Ｎの出口部分で変形して定着ベルト外周面から自己分離されて、定着装置１６外へ搬送される。

［定着ベルト］
図４は、定着ベルト（加熱回転体）１の層構成の説明図である。定着ベルト１は、支持側板１２，１２（図５参照）により長手方向の位置を規制された状態で支持されている。定着ベルト１は、金属層である基層１ａを有する内径が例えば３０ｍｍの無端状のベルト部材である。この基層１ａは、電気鋳造法によってニッケルで製造されており、その厚みは例えば４０μｍとされる。

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例えば１００〜１０００μｍの範囲内で設定するのが好ましい。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が例えば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。

基層１ａの内面側には、定着ベルト１内面と温度検知センサＴＨ１（図２参照）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、この樹脂層１ｄとしてポリイミドを２０μｍ設けた。

なお、定着ベルト１の基層（金属層）１ａには、ニッケルのほかに鉄合金や銅、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。基層１ａの厚みは、後述する励磁コイル部材６に供給する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も良く、例えば５〜２００μｍ程度の範囲内で設定することが好ましい。

［加圧ローラ］
図２に示すように、定着ベルト１との間で定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ２は、外径が例えば３０ｍｍの円筒状に形成され、圧力付与部材３によって内側面を支持された定着ベルト１の外側面に圧接する。これにより、定着ベルト１との間に記録材Ｐの定着ニップ部Ｎを形成する。

加圧ローラ２は、長手方向中央部の径が例えば２０ｍｍで両端部の径が例えば１９ｍｍである鉄合金製の芯金２ａに、弾性層２ｂとして厚さがほぼ５ｍｍのシリコーンゴム層が設けられている。弾性層２ｂの表面は、離型層２ｃとしてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が例えば３０μｍの厚みで設けられている。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（クラウン形状）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部Ｎ内の圧力が長手方向に亘って均一に確保できるからである。

芯金２ａにテーパー形状をつけて中央部と両端部とで弾性層２ｂの厚さが異なるため、定着ニップ部Ｎの回転方向の幅（搬送方向長さ）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。これにより、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、紙シワが発生しにくくなるという利点がある。

［圧力付与部材］
図５に示すように、圧力付与部材３は、定着ベルト１内（加熱回転体内）に配置され、内側面を金属製のステー４に保持されて、その外側面で定着ベルト１の内側面を支持する。圧力付与部材３は、定着ベルト１を介して加圧ローラ２に押圧力を作用させて、定着ベルト１と加圧ローラ２との間に定着ニップ部Ｎを形成する。圧力付与部材３は、耐熱性樹脂であり、ステー４の励磁コイル部材６側（図２参照）には、誘導加熱による温度上昇を防止するための磁束遮蔽部材としての磁束遮蔽コア５が設けられている。

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。ステー４は、特に両端部で励磁コイル部材６と接近しており、ステー４の発熱を防止するため、ステー４の上面には、励磁コイル部材６で生じる磁界を遮蔽するように長手方向に亘って、上述の磁束遮蔽コア５が配置される。

定着フランジ１０は、定着ベルト１の長手方向移動及び周方向の形状を規制する左右の規制部材である。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、圧力付与部材３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、記録材の画像の定着ニップ部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１が変形してしまうことを防止することができる。

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１６の構成を簡略化できるという利点がある。

［誘導加熱装置］
本実施形態において、定着ベルト１と誘導加熱装置１００の励磁コイル部材６とは、例えば０．５ｍｍのモールドにより電気絶縁の状態を保っている。そして、定着ベルト１と励磁コイル部材６との間隔は、例えば１．５ｍｍ（モールド表面と定着ベルト表面との距離は１．０ｍｍ）で一定であり、これにより定着ベルト１は均一に加熱される。

前述したように、励磁コイル部材６には、２０〜５０ｋＨｚの高周波電流が印加されて、定着ベルト１の基層１ａが誘導発熱する。そして、定着ベルト１の目標温度である１８０℃で一定になるように、温度検知センサ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部材６に入力する電力を制御して温度調節される。

本実施形態では、励磁コイル部材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ので、励磁コイル部材６の温度が高温になりにくい。また、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、励磁コイル部材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、ひいては省エネルギー性にも優れていると言える。

定着装置１６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、例えば励磁コイル部材６に例えば１２００Ｗ入力すると、約１５秒で目標温度である１６０℃に到達でき、スタンバイ中の加熱動作が不要である。そのため、電力消費量を非常に低く抑えることが可能である。

［磁性体コアの移動機構］
図３に示すように、励磁コイル部材６は、定着ベルト１に入射する磁束を発生する。コア移動機構７１は、定着ベルト１に入射する磁束の長手方向に沿った磁束密度分布を変更可能に構成されている。コア移動機構７１は、加熱される記録材Ｐの搬送幅方向の長さに応じて誘導加熱装置１００による定着ベルト１の加熱領域を設定する。コア移動機構７１は、定着ベルト（加熱回転体）１に入射する磁束の搬送幅方向に沿った磁束密度分布を変更し、記録材Ｐの搬送幅方向の長さに応じて加熱領域を設定する加熱領域設定手段を構成する。

複数個の磁性体コア７ａ、７ｂ（図１６参照）は、定着ベルト１の長手方向に配列して励磁コイル部材６が発生する磁束をそれぞれの領域で定着ベルト１に案内する。規制部材７３（図１６も参照）は、複数個の磁性体コア７ａ、７ｂを定着ベルト１に対して接離する方向へ移動させる。規制部材７３は、記録材の幅方向の長さに応じた個数の磁性体コア７ａ、７ｂを他の磁性体コア７ａ、７ｂよりも定着ベルト１に近付けることによって加熱領域を設定する。

コア移動機構（加熱領域設定手段）７１において、磁性体コア７ａ、７ｂは、磁性体コアホルダ７７に保持されてハウジング７６内に収まっている。磁性体コアホルダ７７は、磁性体コア７ａ、７ｂと励磁コイル部材６との間隙を変化させる矢印Ｐ（Ｐ１，Ｐ２）方向に移動可能になっている。

リンク部材７５は、回転軸７８周りに回転可能に組み立てられ、端部の長穴部７５ａが磁性体コアホルダ７７の連結突起７７１と連結されている。リンク部材７５が回転軸７８周りに矢印Ｑ１方向へ回転すると、磁性体コアホルダ７７と磁性体コア７ａ、７ｂがＰ１方向へ移動する。リンク部材７５が矢印Ｑ２方向へ回転すると、磁性体コアホルダ７７と磁性体コア７ａ、７ｂがＰ２方向へ移動する。リンク部材７５は、励磁コイルばね７４によって矢印Ｑ１方向へ回転する方向へ付勢されているが、規制部材７３によって、リンク部材７５の矢印Ｑ１方向への回転が規制されている。

規制部材７３によってリンク部材７５が押し込まれている状態では、リンク部材７５は、励磁コイルばね７４に抗して矢印Ｑ２方向へ回動している。このとき、磁性体コアホルダ７７が矢印Ｐ２方向へ移動して磁性体コア７ａ、７ｂが励磁コイル部材６に接近している。

規制部材７３による押し込みが解除されると、リンク部材７５は、励磁コイルばね７４に付勢されて矢印Ｑ１方向へ回動してフレーム７９に突き当たって停止する。これにより、磁性体コアホルダ７７が矢印Ｐ１方向へ移動して磁性体コア７ａ、７ｂが励磁コイル部材６から遠ざかる。なお、符号７６１は、磁性体コアホルダ７７を移動案内する、ハウジング７６の案内部である。

［コア移動機構及び磁束遮蔽部材移動機構］
図６及び図７は本実施形態における定着装置１６の斜視図、図８（ａ）は定着装置１６を図６の矢印Ｘ方向から見た上視図（平面図）、図８（ｂ）は定着装置１６を図７の矢印Ｘ方向から見た上視図（平面図）である。また、図９（ａ），（ｂ）は定着装置１６の断面図、図１０は一部分解した定着装置１６及び誘導加熱装置１００を示す斜視図、図１１は定着ベルト１方向から見た誘導加熱装置１００の斜視図である。

図１０に示すように、誘導加熱装置１００では、複数の磁性体コア７ａ、７ｂが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、励磁コイル部材６の巻き中心部と周囲を囲むように構成されている。磁性体コア７ａは、通紙端部の領域Ｅにおけるコアであり、コア移動機構７１によって移動可能に構成されている。また磁性体コア７ｂは、通紙中心の領域Ｄにおけるコアで、ハウジング７６に支持されている。なお、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。

磁性体コア７ａ、７ｂは、励磁コイル部材６より発生した交流磁束を効率よく定着ベルト１の誘導発熱体に導く役割をするもので、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られる。磁性体コア７ａ、７ｂの材質としては、フェライトを用いることが好ましい。

図８（ａ）に示すように、誘導加熱装置１００では、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構成されている。つまり、通紙端部の領域Ｅにおいて、磁性体コア７ａ、７ｂは記録材搬送方向に直交する方向、即ちＹ方向で複数に分割されている。また、各磁性体コア７ａ、７ｂは、対応する磁性体コアホルダ７７にそれぞれ熱溶着され保持されて、ハウジング７６内に収容されている。

なお、本実施形態では、磁性体コアホルダ７７を具備したが、磁性体コアホルダ７７を廃止し、磁性体コア７ａ、７ｂのみで本実施形態の磁性体コア７ａ、７ｂと磁性体コアホルダ７７の形状を具備してもよい。

また、図９（ａ）に示すように、磁性体コア７ａ、７ｂを保持する磁性体コアホルダ７７は、前述のようにハウジング７６の案内部７６１による案内によって移動可能に構成されている。この移動方向は、磁性体コア７ａ、７ｂと励磁コイル部材６との間隙を変化させる方向、即ち矢印Ｐ（Ｐ１，Ｐ２）方向である。

リンク部材７５は、前述したように、長穴部７５ａが磁性体コアホルダ７７の連結突起７７１と連結され、回転軸７８周りに回転可動となっている。このようにリンク部材７５を設けることによって、磁性体コアホルダ７７と磁性体コア７ａ、７ｂと間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、前述のように、励磁コイルばね７４で矢印Ｑ１方向に回転付勢されており、規制部材７３によって矢印Ｑ１方向への回転を規制されている。なお、本実施形態では、リンク部材７５に励磁コイルばね７４を取り付けているが、結果として磁性体コア７ａ、７ｂが矢印Ｐ１方向へ動く構成であればよい。従って、磁性体コア７ａ、７ｂや磁性体コアホルダ７７に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たりする構成とすることもできる。

図８（ａ）に示すように、規制部材７３は、記録材搬送方向と直交する幅方向の中央部にて支持されたピニオンギア８０に連結され、ピニオンギア８０の回転運動により、上記幅方向、すなわち矢印Ｙ（Ｙ１，Ｙ２）方向にて移動可能に構成される。

また、ピニオンギア８０は、モータＭと駆動連結されており、制御部１０２によって制御されるモータＭの駆動により回転させられる。ピニオンギア８０の記録材搬送方向（同図の上下方向）には、ピニオンギア８０を挟む形でそれぞれのラックギア７３ｃを歯合させた状態の横長の一対の規制部材７３が配置されている。また、ピニオンギア８０に対向する位置には、フォトインタラプタから成るホームポジションセンサ８１が配置されている。

ホームポジションセンサ８１は、一方の規制部材７３の端部に固定されたフラグ部７３ａによって、遮蔽（遮光）・開放（透光）可能に構成されている。ホームポジションセンサ８１は、遮光された状態ではＯＮ状態となる。図６、図８（ａ）の状態では、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。

図６及び図１１に示すように、両端に位置する規制部材７３，７３には、磁束遮蔽部材（磁気遮蔽板）１１，１１がそれぞれ一体的に取り付けられている。一対の磁束遮蔽部材１１はそれぞれ、対応する側の規制部材７３から屈曲して下方に延びる支持部７３ｂに連結固定されており、対応する規制部材７３とともに記録材搬送方向と直交する幅方向、即ち、矢印Ｙ（Ｙ１，Ｙ２）方向への移動が可能に構成される。磁束遮蔽部材１１は、コア移動機構（加熱領域設定手段）７１により設定された加熱領域よりも記録材Ｐの非通紙部側に配置され、通紙部側に移動可能に構成される。

このように、一対の磁束遮蔽部材１１を、磁性体コア７ａ、７ｂを励磁コイル部材６に対して接離移動させるコア移動機構７１に連動して移動させることができる。なお、図６中の符号７０は、支持側板１２の上部と下部間に形成された隙間部を示している。

磁束遮蔽部材１１は、湾曲形状（半円筒形状）の銅板を用いて構成され、励磁コイル部材６と定着ベルト（加熱ベルト）１との間の空間に挿入されており（図２、図１０参照）、磁性体コア７ａ、７ｂの幅以上に規定されている。つまり、磁束遮蔽部材１１として、励磁コイル部材６と定着ベルト１間に、表皮深さ以上である例えば厚み０．５ｍｍの銅板２枚が挿入される。また磁束遮蔽部材１１は、記録材搬送方向と直交する幅方向（搬送幅方向）において、定着ベルト１に対向する励磁コイル部材６の幅を例えば２０ｍｍだけ定着ベルト１に対して遮蔽できるように構成される。

銅板挿入の効果としては、磁性体コア７ａ、７ｂの移動により磁束を弱めた定着ベルト発熱層である基層（金属層）１ａの発熱量をより低下させる効果が大きい。また、磁束遮蔽部材１１が磁性体コア７ａ、７ｂのコア移動機構７１と連動して移動することで、磁性体コア７ａ、７ｂの分割幅よりも細かく長手発熱分布を制御することができる。この磁束遮蔽部材１１は、各種記録材のサイズ（例えばハガキ、Ａ５、Ｂ４、Ａ４、Ａ３ノビサイズ等）に対応して移動し、定着ベルト１に通過する磁束密度を弱めることで、非通紙部での昇温を抑制する。

なお、磁束遮蔽部材（磁気遮蔽板）１１の配設位置としては、励磁コイル部材６と定着ベルト１の間だけでなく、励磁コイル部材６と磁性体コア７ａ、７ｂとの間、もしくは定着ベルト１と磁束遮蔽コア５との間なども考えられる。すなわち、磁束遮蔽部材１１を、励磁コイル部材６と定着ベルト１の間、励磁コイル部材６と磁性体コア７ａ、７ｂとの間、定着ベルト１と磁束遮蔽コア５との間などの、励磁コイル部材６から発生する磁気回路（磁路）上に配置するのである。

これにより、励磁コイル部材６からの磁束をキャンセルする方向に磁束遮蔽部材１１に磁束が発生し、定着ベルト１の発熱範囲を制御する事が可能になる。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構成されても良いし、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。

図１２は、最大サイズ紙通紙時の長手方向配置図である。図１２（ａ）のように、最大サイズ紙通紙時（本実施形態ではＡ３ノビ）では、磁束遮蔽部材１１は、励磁コイル部材６の長手方向における内径ｒの端面と定着ベルト１を支持する支持側板１２との間に対応する位置を初期位置Ａ１として配置されている。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（図１６参照）。

従って、ホームポジションは、すべての磁性体コア７ａ、７ｂが矢印Ｐ２方向（図３参照）に規制され、且つ、一対の磁束遮蔽部材１１がそれぞれ初期位置Ａ１に配置されている状態である。なお、図１２における各Ｒは、励磁コイル部材６の長手方向における内径ｒに磁束遮蔽部材１１の搬送幅方向サイズを加えた寸法を示し、２Ｒが励磁コイル部材６の搬送幅方向サイズを示している。

図１３は、本実施形態のピニオンギア８０を回転駆動するモータＭを制御する制御系を示すブロック図である。図１４は、モータＭ駆動時の各動作を説明するためのフローチャート図である。

図１３に示すように、制御部（ＣＰＵ）１０２は、画像形成装置１５に設置されている操作部（不図示）に接続され、コンピュータ内の記録材サイズ入力部１１１の信号を読み取り、ホームポジションセンサ８１の信号に基づいてモータＭを制御する。

次に、図１４を参照して、磁性体コア７ａ、７ｂの移動動作時の流れについて説明する。

まず、プリントジョブが開始すると、ステップＳ３１において、制御部１０２が記録材サイズ入力部１１１の信号から記録材サイズの入力値を読み取る。そして、記録材サイズの入力値に合わせて制御部１０２の演算により、ステッピングモータ等のモータ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（Ｓ３２）。

引き続き、制御部１０２は、ホームポジションセンサ８１の入力信号を読み取り（Ｓ３３）、ＯＦＦ状態である場合には、規制部材７３がホームポジションに位置していないと判断する。この場合、規制部材７３は記録材搬送方向と直交する幅方向（搬送幅方向）の中央側に寄っている。そのため、規制部材７３を矢印Ｙ２方向（図７参照）へ移動させるようにモータＭを回転させることで、ホームポジションセンサ８１がＯＮ状態になるまで規制部材７３を戻す（Ｓ３５）。

そして、制御部１０２は、ホームポジションセンサ８１がＯＮ状態になったと判断すると、規制部材７３を矢印Ｙ１方向へ移動するようにモータＭを回転駆動する（Ｓ３４）。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（Ｓ３６）、モータＭを所定のパルス数Ｃ１だけ移動させる（Ｓ３７）。そして、磁性体コア７ａ、７ｂの移動動作が終了し、プリントが開始される。

また、図７、図８（ｂ）、図９（ｂ）は、本実施形態のコア移動機構７１により磁性体コア７ａ、７ｂが移動した後の定着装置１６の斜視図、上視図（平面図）、断面図である。

図７、図８（ｂ）、図９（ｂ）においては、制御部１０２が記録材サイズ入力部１１１の信号に基づいて記録材ＰはＢ４サイズと認識した際の、非通紙部領域Ｃ（図１６参照）の磁性体コア７ａ、７ｂ移動後の状態を示している。すなわち、両端部における磁性体コアホルダ７７の３つ分が矢印Ｐ１方向（図９（ｂ））へ移動し、磁性体コア７ａと励磁コイル部材６との間隙が広がっている（図１６参照）。

すなわち、規制部材７３が図８の矢印Ｙ１方向へ移動開始すると、記録材搬送方向と直交する幅方向（搬送幅方向）における端部側のリンク部材７５に対する規制がはずれる。つまり、規制部材７３が端部側から中央側へ移動するとき、端部側の磁性体コア７ａから順に規制が解除される。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の可動範囲が搬送幅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。

ここで、規制部材７３から規制を解除された磁性体コア７ａ、７ｂの状態について、図９（ｂ）を用いて説明する。

すなわち、規制部材７３の規制からはずれたリンク部材７５は、励磁コイルばね７４によって回転軸７８を中心に矢印Ｑ１の方向へ回転し、フレーム７９の突き当て部Ａに当接し、これによりリンク部材７５の位置が規制される。これに伴い、磁性体コアホルダ７７及び磁性体コア７ａ、７ｂは、ハウジング７６の案内部７６１の案内によって矢印Ｐ１方向へ移動し、磁性体コア７ａ（７ｂ）と励磁コイル部材６との間隙が広がることになる。

一方、図１２（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。従って、図７、図８（ｂ）、図９（ｂ）、図１２（ｂ）に示す状態では、励磁コイル部材６と磁性体コア７ａ（７ｂ）との距離が離れている。そのため、励磁コイル部材６の周りにできる磁性体コア７ａ（７ｂ）及び誘導発熱体（基層１ａ）からなる磁気回路の効率が低下して、発熱量が低減する。

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部材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（基層１ａ）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、磁性体コア７ａ、７ｂや励磁コイル部材６の異常昇温も回避することができる。

逆に、規制部材７３を矢印Ｙ２方向へ移動させる場合、即ちホームポジションに戻す場合には、規制部材７３がリンク部材７５と接触し、接触したリンク部材７５を図９（ｂ）における矢印Ｑ２方向へ回転させる。このとき、磁性体コアホルダ７７及び磁性体コア７ａ、７ｂは矢印Ｐ２方向へ移動する。すなわち、図９（ｂ）の断面で示す状態が図９（ａ）に示す状態へと移行する。

以下、本発明について、より詳細に説明する。なお、図１５（ａ），（ｂ）は、本実施形態における説明図である。図１６は、Ａ４通紙時における定着ベルト１の長手温度分布であり、図１７、図１８、図１９（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態における説明図である。図２０は、本実施形態の動作を示すフローチャート図、図２１は、そのタイミングチャート図である。

図１６に示すように、紙端部付近において、定着ベルト１は大きく昇温していることが分かる。紙端部付近における定着ベルト１の昇温のピーク温度を非通紙部温度と呼ぶこととする。この非通紙部温度を低減するために、一定の通紙枚数を超えたところで磁束遮蔽部材１１を長手中央部に向かって移動させ、長手の発熱幅を狭める制御を行う。なお、図１６におけるＣは、記録材Ｐ搬送時における非通紙部領域を示している。

発熱幅を狭めることで、図１７に示すように非通紙部の発熱量が下がり、非通紙部温度が低減される。仮に、通紙前から発熱幅を狭める制御をしてしまうと、図１８に示すように、通紙域端部において温度ダレが発生してしまう。

非通紙部温度が上がるほど通紙域端部の温度も上がるため、発熱幅を狭める制御は、図１９（ａ）に示すようなテーブル表を参照して制御を行い、非通紙部温度が耐久破壊温度を超えてしまうことを防止する。

通紙枚数が所定の枚数を超えたところで、磁束遮蔽部材１１を、片側ｘ［ｍｍ］ずつ発熱幅を狭める方向に移動させる。耐久破壊温度とは、定着ベルト１の耐久寿命を著しく低下させる温度である。

図１９（ｂ）は、朝一立ち上げ時の定着ベルト（加熱ベルト）１の通紙領域、加圧ローラ２の通紙領域、定着ベルト１の非通紙領域の時間推移である。非通紙部温度が耐久破壊温度を超えていないことがわかる。

それに対し、長時間通紙後やスタンバイ後の通紙においては、朝一立ち上げ時に対して加圧ローラ２が蓄熱している。そのため、熱の逃げ場がなく、朝一立上げ時と同様の磁束遮蔽部材１１の移動制御を行うと、図１９（ｃ）に示すように非通紙部温度が耐久破壊温度を超えてしまう。

よって、長時間通紙後等には、朝一立ち上げ時よりも早いタイミングで磁束遮蔽部材１１を移動させて発熱幅を狭める制御を実行する必要がある。なお、「朝一立ち上げ時」とは、誘導加熱装置１００が冷えていて最大電力が要求されるような場合などを意味する。

上述した実施形態で用いている構成では、定着ベルト１が薄肉ベルトであることから、図１６に示すように記録材の端部付近において部分的な昇温が生じる。これにより、記録材Ｐのサイズによって昇温する長手位置が異なるため昇温を直接検知するのは難しく、非通紙部の温度を予測して制御しなければならない。

そこで、本実施形態では、加圧ローラ２の表面温度を測定し、測定した温度により系の蓄熱状態を判断し、磁束遮蔽部材１１の移動タイミングの制御を最適化する。

すなわち、本実施形態では、定着ベルト１の温度ではなく加圧ローラ２の温度を検知して制御を実行する。これは、薄肉の熱容量の小さい定着ベルト１よりも肉厚で熱容量の大きな加圧ローラ２の温度を検知した方が、系の蓄熱状態をより良好に把握することができるためである。従って、より正確に磁束遮蔽部材１１の移動タイミングを制御することができる。

図２０に示すように、立ち上げ時はフローチャート図に従って立ち上げ動作を行うが、本実施形態では、目標温度到達時の加圧ローラ２の温度を検知することで、磁束遮蔽部材１１の移動タイミングを決定する。

すなわち、図２０の処理がスタートすると、ステップＳ１１にて、画像形成装置１５に設けられた不図示の操作パネルまたは画像形成装置１５に接続されたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）から、記録材サイズの設定及びジョブ（ＪＯＢ）スタート情報を取得する。

ステップＳ１２では、制御部１０２が、定着装置１６の各部材のホームポジションの検知を行う。そして、ステップＳ１３にて、取得した記録材サイズに応じて励磁コイル部材６に対する磁性体コア７ａ、７ｂの上下移動（進退移動）を、規制部材７３の移動によって実行する（図２１のｔ１）。これに連動して、記録材サイズに応じて磁束遮蔽部材１１が、規制部材７３とともに移動させられる（Ｓ１４）。

ステップＳ１５では、制御部１０２が、不図示の駆動機構の作動で離間させていた加圧ローラ２を、この駆動機構を作動させることにより所定のタイミングで定着ベルト１に当接させる（図２１のｔ２）。そして、制御部１０２は、モータＭ１を駆動して加圧ローラ２を回転駆動し、定着ベルト１を加圧ローラ２に連れ回り回転させて、定着ベルト１及び加圧ローラ２を所定の速度で回転駆動する（Ｓ１６）（図２１のｔ３）。

ステップＳ１７において、定着装置１６の温度調節を開始すると、定着ニップ部Ｎが或る時点で目標温度に到達する（Ｓ１８）。

ステップＳ１９において、制御部１０２は、温度検知センサＴＨ２で検知された加圧ローラ２の温度に基づいて、画像形成枚数がｘ枚目のときに磁束遮蔽部材１１を移動させる旨の移動タイミングを決定する（図２１のｔ４）。

ステップＳ２０にて画像形成を開始した後、ステップＳ２１で、今回入力された１つのジョブにおける画像形成が終了したか否かを判断する。その結果、画像形成が終了していなければステップＳ２６に進み、画像形成枚数がｘ枚目になったか否かを判断する。そして、ｘ枚目にならなければステップＳ２０、２１、２６を繰り返し、ｘ枚目になった時点でステップＳ２７に進み、磁束遮蔽部材１１を移動させる。

そして、ステップＳ２１にて画像形成が終了したことを判定すると、制御部１０２は、温度調節を停止すると共に、ホームポジション位置に移動させる（Ｓ２２、Ｓ２３）。

引き続き、ステップＳ２４で、定着装置１６において加圧ローラ２を駆動機構（不図示）の作動で定着ベルト１から離間（脱）させる（図２１のｔ５）。更に、ステップＳ２５にて、モータＭに信号を出力してピニオンギア８０を所定の方向に回転させ、規制部材７３をホームポジションセンサ８１の検知によるホームポジション位置に移動させる（図２１のｔ６）。

ステップＳ２７における磁束遮蔽部材１１の移動タイミングは、図１５（ａ）に示すように、通紙枚数における磁束遮蔽部材１１の移動量と共にテーブル表として予め決められている。

図１５（ａ）に示すテーブル表では、定着ベルト１の目標温度到達時の加圧ローラ２の温度を、
（１）加圧ローラ温度＜１２０℃
（２）１２０℃≦加圧ローラ温度＜１４０℃
（３）１４０℃≦加圧ローラ温度
として３パターン化している。

そして、各パターン毎での通紙枚数と銅板（磁束遮蔽部材１１）挿入量とを、異なる枚数の場合としてそれぞれ設定している。

つまり、（１）加圧ローラ温度＜１２０℃の場合は、
（ａ）通紙枚数が１０枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側３ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（ｂ）通紙枚数が１００枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側６ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（ｃ）通紙枚数が３００枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側９ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（ｄ）通紙枚数が６００枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側１２ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。

また、（２）１２０℃≦加圧ローラ温度＜１４０℃の場合は、
（ｅ）通紙枚数が８枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側３ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（ｆ）通紙枚数が３０枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側６ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（ｇ）通紙枚数が１００枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側９ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（ｈ）通紙枚数が２００枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側１２ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。

更に、（３）１４０℃≦加圧ローラ温度の場合は、
（ｉ）通紙枚数が５枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側３ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（ｊ）通紙枚数が１０枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側６ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（ｋ）通紙枚数が２０枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側９ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（ｌ）通紙枚数が３０枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側１２ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。

すなわち制御部１０２は、加圧ローラ温度が低い場合に発熱幅を狭めるタイミングが早くなるように、磁束遮蔽部材を制御する。例えば、朝一の立ち上げでは、定着ベルト１の目標温度到達時の加圧ローラ２の温度は１２０℃未満である。そのため、上記テーブル表より、通紙１０枚目のタイミングで磁束遮蔽部材１１を片側３ｍｍ発熱幅を狭める方向へ移動させ、１００枚目に磁束遮蔽部材１１を片側６ｍｍ発熱幅を狭める方向へ移動させる。その結果、図１５（ｂ）に示すように、系が蓄熱状態にあっても、通紙枚数を重ねても非通紙部温度は耐久破壊温度を超えることがない。

また、定着ベルト１の目標温度到達時の加圧ローラ２の温度が１６０℃を超えたときは、図１５（ａ）のテーブル表より、通紙５枚目に磁束遮蔽部材１１を、片側３ｍｍ発熱幅を狭める方向へ移動させる。そして、１０枚目に磁束遮蔽部材１１を、片側６ｍｍ発熱幅を狭める方向へ移動させる。その結果、図１５（ｂ）に示すように、加圧ローラ２の蓄熱状態にあっても、通紙中に非通紙部温度が耐久破壊温度を超えることがない。

これにより、定着ベルト１の温調到達時の加圧ローラ２の温度が１６０℃を超えたときに朝一立ち上げ時と同様の制御した場合の耐久寿命が通紙１０万枚以下であったのに対し、本実施形態の制御の実行により通紙３０万枚以上の耐久寿命が確保できた。

仮に、加圧ローラ２の温度が１４０℃未満のときに、１６０℃以上のときと同様の制御をしてしまうと、図１８に示すように、定着ベルト１の通紙域端部の温度がダレてしまう。これは、非通紙部温度が所定の温度を超える前に発熱幅を狭めてしまうことで、非通紙部から通紙域端部への熱の移動量が小さくなるためである。このため、加圧ローラ２の蓄熱状態を的確に把握し、適切なタイミングで磁束遮蔽部材１１を移動させる制御は極めて重要である。

以上のように制御手段としての制御部１０２は、定着ベルト１が目標温度に達した時点での温度検知センサＴＨ２により検知した温度が低い程、磁束遮蔽部材１１の移動タイミングを遅く設定する。また、制御部１０２は、磁束遮蔽部材１１の移動量を、記録材Ｐの通紙枚数の増加に応じて増加させる。

このように本実施形態では、加圧ローラ２の表面温度を測定するために非接触の温度検知センサＴＨ２を用いている（図２参照）。このような非接触の温度検知センサＴＨ２を用いることで、加圧ローラ２の表面に傷や削れを発生させないため、長寿命化に繋がる。非接触の温度検知センサＴＨ２として、サーモパイルを用いることができる。温度検知センサＴＨ２で検知した温度情報は、制御部１０２にフィードバックされる。

本実施形態では、定着ベルト１の発熱を蓄熱する加圧ローラ（蓄熱部）２の通紙部に対応する温度を検知する簡単な構成を有しながらも、検知した加圧ローラ２の温度に基づき、磁束遮蔽部材１１を通紙部側に移動させる移動タイミングを適切に設定できる。これにより、加熱領域における記録材端部での非通紙部昇温を確実に低減することができ、定着ベルト１の耐久性を向上することができる。

また、本実施形態では、磁性体コア７ａ、７ｂの移動と、磁束遮蔽部材１１の移動とを単一の駆動源であるモータＭを制御することで実行しており、また、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がない。これにより、省スペースな構成で、多種類の記録材サイズに対応して非通紙部昇温を回避することができる。なお本実施形態では、蓄熱温度検知手段が通紙部に対応する加圧ローラ温度を検知する構成であるが、この構成に限定する意図ではない。蓄熱温度検知手段は非通紙部に対応する加圧ローラ温度を検知する構成にすることもできる。

＜第２の実施形態＞
次に、図２２（ａ），（ｂ）、図２３、図２４及び図２５を参照して、構成を一部変更した第２の実施形態について説明する。なお、前述した第１の実施形態と共通する構成部分には、同じ符号を付してその説明を省略する。

本実施形態では、主に位置検出センサ８９と複数のフラグ部７３ｄとに基づいて位置検出センサ８９の所定の切り替わり数を決定する。これにより、非通紙部昇温の抑制を実行する。すなわち、一対の規制部材７３の一方には、第１の実施形態のホームポジションセンサ８１の近傍に、フォトインタラプタから成る位置検出センサ８９が配置されている。更に、この一方の規制部材７３には、フラグ部７３ａに対するフラグ部７３ａとは別に、規制部材７３の移動に伴って同じピッチで位置検出センサ８９を順次通過する櫛歯状の複数のフラグ部７３ｄが形成されている。

図２３に示すように、制御部１０２は、画像形成装置１５に設置されている操作部に接続され、コンピュータ内の記録材サイズ入力部１１１の信号を読み取り、ホームポジションセンサ８１の信号と位置検出センサ８９の信号に基づきモータＭを制御する。

次に、図２４を参照して、本実施形態における動作時の流れについて説明する。まず、プリントジョブが開始すると、ステップＳ４１において、制御部（ＣＰＵ）１０２が記録材サイズ入力部１１１の信号から記録材サイズの入力値を読み取る。そして、記録材サイズの入力値に合わせて制御部１０２の演算により、位置検出センサ８９の所定の切り替わり数Ｃ２を決定する（Ｓ４２）。

そして、ステップＳ４３，Ｓ４５において、ホームポジションセンサ８１がＯＮするまで規制部材７３を図２２の矢印Ｙ２方向へ移動させるようにモータＭを回転させる。ステップＳ４３にて、ホームポジションセンサ８１がＯＮしてホームポジションに位置したら、ステップＳ４４にて規制部材７３をＹ１方向に移動させるようにモータＭを回転させる。

引き続き、制御部１０２は、ホームポジションセンサ８１の入力信号を読み取り（Ｓ４６）、ＯＦＦ状態になった場合は、規制部材７３がホームポジションに位置していないと判断する。この場合、規制部材７３は記録材搬送方向と直交する幅方向（搬送幅方向）の中央側に寄っている。そのため、規制部材７３を矢印Ｙ２方向へ移動させるようにモータＭを回転させるべく、ステップＳ４２で決定した位置検出センサ８９の所定切り替わり数Ｃ２だけ規制部材７３を移動させる（Ｓ４７）。これにより、磁性体コア７ａ、７ｂの移動動作が終了する。

引き続き、ステップＳ４８において通紙を開始する。この通紙時の初期状態を図２５（ａ）に示す。更に、ステップＳ４９にて、連続通紙の所定枚数に到達したか否かを判断し、到達した場合は、ステップＳ５０に進む。このステップＳ５０では、図２５（ｂ）に示すように、規制部材７３を移動させながら位置検出センサ８９で基準取りを行う。そして、モータＭを所定のパルス数Ｃ３だけ移動させて、磁束遮蔽部材１１を通紙部側に所定量だけ移動させる（Ｓ５１）。

本実施形態によっても、第１の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。

＜第３の実施形態＞
前述の第１、第２の実施形態では加圧ローラ２の温度に基づき非通紙部昇温の低減制御を行ったが、本実施形態では、蓄熱部としての圧力付与部材３の温度を検知することに基づき磁束遮蔽部材１１の移動タイミングを制御し、非通紙部昇温の低減を図る。なお、図２６及び図２７は、本実施形態における説明図である。前述した第１及び第２の実施形態と共通する構成部分には、同じ符号を付してその説明を省略する。

図２６に示すように、蓄熱部としての圧力付与部材３の温度を測定するために、圧力付与部材３の加圧ローラ２に対向する面とは逆側の面に、接触式のサーミスタ等の、蓄熱温度検知手段としての温度検知センサＴＨ３が配置されている。

従って、本実施形態では、定着ベルト１の目標温度到達時における圧力付与部材３の温度を検知し、前述の実施形態と同様に、通紙枚数における磁束遮蔽部材１１の移動量を、図２７に示すテーブル表に読みに行く。

本実施形態での磁束遮蔽部材１１の移動タイミングは、図２７に示すように、通紙枚数における磁束遮蔽部材１１の移動量と共にテーブル表として予め決められている。

図２７に示すテーブル表では、定着ベルト１の目標温度到達時の圧力付与部材３の温度を、
（ｉ）圧力付与部材温度＜５０℃
（ｉｉ）５０℃≦圧力付与部材温度＜１２０℃
（ｉｉｉ）１２０℃≦圧力付与部材温度＜１６０℃
（ｉｖ）１６０℃≦圧力付与部材温度
として４パターン化している。

そして、各パターン毎での通紙枚数と銅板（磁束遮蔽部材１１）挿入量とを、異なる枚数の場合としてそれぞれ設定している。

つまり、（ｉ）圧力付与部材温度＜５０℃の場合は、
（Ａ）通紙枚数が１０枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側３ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（Ｂ）通紙枚数が１００枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側６ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（Ｃ）通紙枚数が３００枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側９ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（Ｄ）通紙枚数が６００枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側１２ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。

また、（ｉｉ）５０℃≦圧力付与部材温度＜１２０℃の場合は、
（Ｅ）通紙枚数が８枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側３ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（Ｆ）通紙枚数が３０枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側６ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（Ｇ）通紙枚数が１００枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側９ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（Ｈ）通紙枚数が２００枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側１２ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。

更に、（ｉｉｉ）１２０℃≦圧力付与部材温度＜１６０℃の場合は、
（Ｉ）通紙枚数が６枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側３ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（Ｊ）通紙枚数が２０枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側６ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（Ｋ）通紙枚数が５０枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側９ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（Ｌ）通紙枚数が１００枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側１２ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。

また、（ｉｖ）１６０℃≦圧力付与部材温度の場合は、
（Ｍ）通紙枚数が５枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側３ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（Ｎ）通紙枚数が１０枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側６ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（Ｏ）通紙枚数が２０枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側９ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
（Ｐ）通紙枚数が３０枚のときに磁束遮蔽部材１１を片側１２ｍｍだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。

以上のような本実施形態によっても、第１の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。つまり、圧力付与部材３を含む系の蓄熱状態を判断して、磁束遮蔽部材１１の移動タイミングを制御することで、定着ベルト１の非通紙部昇温が耐久破壊温度を超えることを防止し、耐久寿命を向上させることができる。

更に、本実施形態では、制御手段としての制御部１０２が、定着ベルト１が目標温度に達した時点での温度検知センサＴＨ３により検知した温度が低い程、磁束遮蔽部材１１の移動タイミングを遅く設定することができる。また、制御部１０２は、磁束遮蔽部材１１の移動量を、記録材Ｐの通紙枚数の増加に応じて増加させることができる。

なお、蓄熱状態の判断材料である蓄熱部としては、前述した加圧ローラ２や圧力付与部材３に限らず、ステー４等の温度を検知することで代替することも可能である。

１…加熱回転体（定着ベルト）、２…蓄熱部，ニップ形成部材（加圧ローラ）、３…蓄熱部，当接部材（圧力付与部材）、１５…画像形成装置、１６…像加熱装置（定着装置）、１１…磁束遮蔽部材、７１…加熱領域設定手段（コア移動機構）、１００…誘導加熱装置、１０２…制御手段（制御部）、Ｎ…加熱ニップ部（定着ニップ部）、Ｐ…記録材、ＰＹ，ＰＣ，ＰＭ，ＰＫ…画像形成部、ＴＨ１…加熱温度検知手段（温度検知センサ）、ＴＨ２，ＴＨ３…蓄熱温度検知手段（温度検知センサ）

Claims (6)

1. 記録材に接触して加熱する加熱回転体と、記録材の搬送方向に直交する搬送幅方向における前記加熱回転体による誘導加熱の加熱領域を可変に設定して前記加熱回転体を誘導加熱する誘導加熱装置と、を備える像加熱装置において、
   前記加熱回転体により発した熱が蓄熱される蓄熱部における温度を検知する蓄熱温度検知手段を有し、
   前記誘導加熱装置は、
   前記加熱回転体に入射する磁束の前記搬送幅方向に沿った磁束密度分布を変更し、記録材の前記搬送幅方向の長さに応じて前記加熱領域を設定する加熱領域設定手段と、
   前記加熱領域設定手段により設定された前記加熱領域よりも記録材の非通紙部側に配置され、前記通紙部側に移動可能な磁束遮蔽部材と、
   前記蓄熱温度検知手段による検知温度に基づき、前記磁束遮蔽部材を前記通紙部側に移動させる移動タイミングを設定して、非通紙部昇温を低減する制御手段と、を有する、
   ことを特徴とする像加熱装置。
2. 前記加熱回転体に当接して記録材の加熱ニップ部を形成するニップ形成部材を有し、
   前記ニップ形成部材は、前記蓄熱部である、
   ことを特徴とする請求項１記載の像加熱装置。
3. 前記加熱回転体に当接して記録材の加熱ニップ部を形成するニップ形成部材と、
   前記加熱回転体内に配置され、前記加熱ニップ部を形成するように前記加熱回転体の内面に当接する当接部材と、を有し、
   前記当接部材は、前記蓄熱部である、
   ことを特徴とする請求項１記載の像加熱装置。
4. 前記加熱回転体における温度を検知する加熱温度検知手段を有し、
   前記制御手段は、
   前記加熱回転体が目標温度に達した時点での前記蓄熱温度検知手段により検知した温度が低い程、前記磁束遮蔽部材の移動タイミングを遅く設定する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の像加熱装置。
5. 前記制御手段は、
   前記磁束遮蔽部材の移動量を、記録材の通紙枚数の増加に応じて増加させる、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の像加熱装置。
6. 記録材上にトナー像を形成する画像形成部と、前記画像形成部により記録材上に形成されたトナー像を記録材に定着させる定着装置と、を備えた画像形成装置において、
   前記定着装置は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の像加熱装置である、
   ことを特徴とする画像形成装置。

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