CN101639640A - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有定影单元的图像形成装置，该定影单元包括：加热构件；加压构件；线圈，沿加热构件的外表面配置，用于产生磁场；第一磁芯，隔着线圈配置在与加热构件相反的一侧，形成磁路；第二磁芯，在由线圈产生的磁场方向上，固定在第一磁芯和加热构件之间，与第一磁芯一起形成磁路；屏蔽构件，配置在第二磁芯外侧，在磁路内屏蔽磁气；以及磁调整部，通过使屏蔽构件在第二磁芯外侧移动，将屏蔽构件的位置在屏蔽位置和退避位置之间进行切换，屏蔽位置为屏蔽构件屏蔽磁气通过的位置，退避位置为屏蔽构件允许磁气通过的位置。由此，能够减少配置在加热构件内部的构件，从而降低热容量，减少预热时间，并且实现节省空间。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及具有定影单元的图像形成装置，所述定影单元使承载了调色剂图像的纸通过加热辊对或加热带和辊的夹缝之间，把没有定影的调色剂加热熔融并定影在纸上。

背景技术

近年来，从缩短定影单元的预热时间和节能等角度考虑，在图像形成装置中采用可以减少热容量的带方式受到关注(例如参照日本专利公开公报特开平6-318001号)。此外近年来，可以快速加热并高效加热的电磁感应加热方式(IH)也受到关注，从彩色图像定影时节能的角度考虑，目前有很多把电磁感应加热方式与带方式组合的产品。在把带方式和电磁感应加热方式组合的情况下，因线圈的布置和冷却容易、可以直接加热带等优点，大多产品把电磁感应装置配置在带的外侧(所谓外包IH)。

在所述电磁感应加热方式中，考虑到通过定影单元的薄片体的宽度(纸通过宽度)，为了防止纸非通过区域过度升温，开发了各种技术。特别是作为外包IH中的尺寸切换装置，有以下的现有技术(例如日本专利公开公报特开2003-107941号、日本专利公报第3527442号)。

第一现有技术的装置(日本专利公开公报特开2003-107941号)公开的功能是：把磁性构件分割成多个，排在纸通过宽度方向上，按照通过的纸的尺寸(纸通过宽度)，使磁性构件的一部分与励磁线圈发生离合。在这种情况下，在纸非通过区域中，通过使磁性构件离开励磁线圈，降低发热效率，与最小纸通过宽度的纸对应的区域相比，发热量要小。

第二现有技术的装置(日本专利公报第3527442号)公开的功能是：在发热辊内部，把其它导电性构件配置在最小纸通过宽度的外侧，并把该导电性构件的位置在磁场范围内或范围外切换。在该第二现有技术中，首先使导电性构件位于磁场范围外，预先对发热辊进行电磁感应加热，如果发热辊温度上升到居里温度附近，则把导电性构件移到磁场范围内，在最小纸通过宽度的外侧，磁通从发热辊泄漏，可以防止纸非通过区域过度升温。

可是第一现有技术由于磁性构件的可动范围大，为此需要富余的空间，因此存在使整个装置不经意变大的问题。另一方面，第二现有技术把尺寸切换用构件配置在发热辊内部，可以节省空间。但发热辊内部是高温环境，在此配置的任何构件都需要高的居里温度，并且热容量大的构件会导致预热时间延长。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供这样一种技术，即：能减少配置在加热构件内部的构件，从而降低热容量，减少预热时间，并且实现节省空间。

为了达到上述目的，本发明的图像形成装置包括：图像形成部，形成调色剂图像，并将该调色剂图像转印到纸上；定影单元，具有加热构件和加压构件，并将所述纸夹在所述加热构件和所述加压构件之间进行输送，使所述调色剂图像定影在所述纸上；其中，所述定影单元还包括：线圈，沿所述加热构件的外表面配置，用于产生磁场；第一磁芯，隔着所述线圈配置在与所述加热构件相反的一侧，形成磁路；第二磁芯，在由所述线圈产生的磁场方向上，固定在所述第一磁芯和所述加热构件之间，与所述第一磁芯一起形成所述磁路；屏蔽构件，配置在所述第二磁芯外侧，在所述磁路内屏蔽磁气(屏蔽磁通)；以及磁调整部，通过使所述屏蔽构件在所述第二磁芯外侧移动，将所述屏蔽构件的位置在屏蔽位置和退避位置之间进行切换，所述屏蔽位置为所述屏蔽构件屏蔽所述磁气的位置(屏蔽磁通的位置)；所述退避位置为所述屏蔽构件允许所述磁气通过的位置(允许磁通通过的位置)。

在上述结构的图像形成装置中，由于采用利用线圈产生的磁场对加热构件进行感应加热，使调色剂图像加热熔融的方式(外包IH)，所以没有必要在加热构件的内侧设置特别的构件。此外为了形成引导线圈产生的磁场的磁路，把第一磁芯配置在线圈的周围，仅把第二磁芯配置在第一磁芯和加热构件之间，所以不会使整体所占的空间不经意地变大。

在上述结构的图像形成装置中，由于在加热构件的内部没有设置磁屏蔽用的机构，相应地可以降低热容量，所以可以减少定影单元的预热时间。此外，由于是外包IH，可动部件只是屏蔽构件，所以可以减小整体可动范围。由于可以减轻可动部件的质量，由此可以实现定影单元乃至整个图像形成装置的小型化。此外，即使采用外包IH方式在加热构件的内部设置磁屏蔽用的机构的情况下，由于线圈等配置在加热构件的外部，仍然可以抑制热容量。

特别是在上述图像形成装置中，仅通过使屏蔽构件在第二磁芯之外移动，就可以调整加热构件的发热量。即，如果磁调整部使屏蔽构件移动到退避位置，则线圈产生的磁场被导向第一磁芯、第二磁芯，在加热构件中产生涡电流，进行磁感应加热。另一方面，如果磁调整部使屏蔽构件移动到屏蔽位置，则磁路内的磁阻增大，磁场强度降低，可以使加热构件降低发热量。因此在调整加热构件的发热量时，不必使磁芯对加热构件进行接近或分离，由此可以节省空间。此外由于没有必要在加热构件的内侧设置磁感应用的磁芯或磁场调整用的导电性构件，所以可以抑制热容量的增加，有助于减少预热时间。

在所述的图像形成装置中优选的是：所述磁调整部通过使所述屏蔽构件沿所述第二磁芯的外周面转动，将该屏蔽构件在所述屏蔽位置和所述退避位置之间进行切换。

按照上述的结构，由于屏蔽构件的移动范围仅在第二磁芯的外周面附近，所以由此可以节省空间。由于可以利用转动实现屏蔽构件的移动，所以可以使结构简化。

在所述的图像形成装置中优选的是：所述加热构件具有用于使所述纸通过的纸通过区域，所述线圈能够沿所述纸的宽度方向对所述加热构件的整个所述纸通过区域进行感应加热，所述第二磁芯沿所述纸的宽度方向延伸，在整个所述纸通过区域形成所述磁路，所述屏蔽构件沿所述纸的宽度方向配置于所述纸通过区域被设定为最小的最小纸通过区域的外侧。

采用所述的结构，如果按照纸尺寸，利用磁调整部把屏蔽构件切换到屏蔽位置或退避位置，则在没有必要对最小纸通过区域的外侧进行加热的情况下，可以防止加热构件等的过度升温。

在所述的图像形成装置中优选的是：当设所述屏蔽构件转动方向上的长度占所述屏蔽构件转动方向一周长度的比例为覆盖率时，所述覆盖率沿所述纸的宽度方向而不同。此外优选的是：沿所述纸的宽度方向从所述第二磁芯的端部到中央部位，所述覆盖率变小。

按照上述的结构，当把屏蔽构件切换到屏蔽位置时，在所述覆盖率小时，磁屏蔽量就小，相反在覆盖率大时，磁屏蔽量就大。这样，通过使覆盖率在纸的宽度方向(纸通过宽度方向)上不同，可以使磁屏蔽量在宽度方向上变化。特别是如果覆盖率是分级或无级地不同，则通过精细调整屏蔽构件的转动角度，可以使加热构件进行感应加热的范围分级或无级地改变。

在所述的图像形成装置中优选的是：所述屏蔽构件是沿所述第二磁芯的外周面弯成圆弧形的一对薄板构件，各屏蔽构件沿所述纸的所述宽度方向从所述第二磁芯上所对应的端部向中央部位延伸，各屏蔽构件的周向长度从所述第二磁芯的所述端部向所述中央部位变小。

在所述的图像形成装置中优选的是：所述屏蔽构件具有由非磁性金属制成的环形框架，以及由所述框架划定的、面向所述第二磁芯外周面的环面，所述磁调整部通过调整所述环面相对于所述第二磁芯的外周面的位置，将所述屏蔽构件在所述屏蔽位置和所述退避位置之间进行切换。此外，所述屏蔽构件也可以沿所述第二磁芯的外周面具有多个所述环面。所述屏蔽构件还可以沿所述第二磁芯的外周面配置，且具有多个沿所述纸的宽度方向的长度互不相同的环面。

按照所述的结构，如果垂直的磁场(交链磁通)贯通屏蔽构件的环面，则在环的圆周方向产生感应电流，并由此产生与贯通磁场相反朝向的逆磁场。通过该逆磁场消除在垂直方向贯通环内侧的磁场(交链磁通)，屏蔽构件可以进行磁屏蔽。另一方面，磁场沿双方向往来通过环的内侧、或以U形折返的方式通过环的内侧时，不产生感应电流，不发挥磁屏蔽的效果。

本发明的发明人着眼于上述屏蔽构件的特性，想到这样一种能够节省空间的结构，即：在屏蔽位置使磁气贯通环内，从而产生磁屏蔽的效果，另一方面，在退避位置使磁气不通过环内，从而允许磁气通过。此外如果屏蔽构件是环形，由此可以使整体重量减轻，所以在使屏蔽构件移动时，也可以减少所需要的动力(电耗)。

在所述的图像形成装置中优选的是：所述线圈配置成从外面包住所述加热构件，所述第一磁芯隔着所述线圈的中心被分割配置在两侧，所述第二磁芯设置在所述磁路经由两侧的所述第一磁芯汇合到所述线圈的中心的位置上。

在上述结构的图像形成装置中，屏蔽构件配置在加热构件的外侧，但也可以替代该结构，把所述屏蔽构件配置在所述加热构件的内侧。在这种情况下，所述加热构件必须由非磁性金属制成。此外，在这种情况下，所述线圈也配置成从外面包住所述加热构件。

在把屏蔽构件配置在所述加热构件内侧的结构中也同样，通过使屏蔽构件在加热构件的内侧移动到屏蔽位置或退避位置，能够发挥磁屏蔽的效果，此外在不进行屏蔽的情况下，可以实现良好的预热环境。

优选的是屏蔽构件由铜制成。由于铜的电阻小，导磁率低，所以通过用铜制成屏蔽构件，可以发挥良好的磁屏蔽效果。

此外，在用铜制成屏蔽构件的情况下，优选屏蔽构件的厚度在0.5mm～3mm范围内。即，屏蔽构件抑制自身的焦耳热从而有效地进行磁屏蔽，因此要尽可能减小屏蔽构件的固有电阻(电阻)。采用上述的厚度，因屏蔽构件的固有电阻足够小，所以可以确保良好的导电性，获得足够的磁屏蔽效果，也可以减轻屏蔽构件的重量。

附图说明

图1是表示本发明一个实施方式的图像形成装置结构的简图。

图2是表示定影单元的结构示例的纵剖面图。

图3A和3B是表示屏蔽构件的结构示例(1)的立体图。

图4A和4B是表示在长边方向上宽度不同的屏蔽构件及其配置示例的图。

图5A是表示屏蔽构件的转动机构的构成的侧视图。

图5B是沿图5A的B-B线的剖面图，表示屏蔽构件的动作。

图6A和6B是表示伴随结构示例(1)的屏蔽构件转动的动作示例的图。

图7是表示把屏蔽构件做成环形的结构示例(2)的立体图。

图8A至图8C是用于说明环形屏蔽构件产生磁屏蔽效果的原理的原理图。

图9是表示屏蔽构件的结构示例(3)的立体图。

图10A和10B是使用结构示例(3)的屏蔽构件的动作示例的图。

图11是表示屏蔽构件的结构示例(4)的立体图。

图12A至12D是表示把结构示例(4)的屏蔽构件配置在中心磁芯端部的状态的图。

图13是表示用屏蔽构件进行全面屏蔽时的动作示例的立体图。

图14是表示使屏蔽构件从图13的状态绕顺时针方向转动60°时的动作示例的立体图。

图15是表示使屏蔽构件从图13的状态绕顺时针方向转动120°时的动作示例的立体图。

图16是表示使屏蔽构件从图13的状态绕顺时针方向转动180°时的动作示例的立体图。

图17是表示使屏蔽构件从图13的状态绕顺时针方向转动240°时的动作示例的立体图。

图18是表示使屏蔽构件从图13的状态绕顺时针方向转动300°时的动作示例的立体图。

图19是表示定影单元其它结构示例的图。

图20是表示定影单元其它结构示例的图。

图21是表示IH线圈单元的其它结构示例的图。

具体实施方式

下面利用附图对本发明的实施方式进行详细说明。

图1是表示本发明一个实施方式的图像形成装置1的结构的简图。图像形成装置1可以采用打印机、复印机、传真机以及兼有这些功能的数码复合机等方式，它们例如根据从外部输入的图像信息，把调色剂图像转印到印刷纸等印刷介质表面上，进行印刷。

图1所示的图像形成装置1是串列式彩色打印机。该图像形成装置1具有方箱形的装置主体2，在该装置主体2的内部，把彩色图像形成(打印)在纸上。在该装置主体2的上面，设置有出纸部(出纸盘)3，用于排出印刷有彩色图像的纸。

在装置主体2内，在下部配置有用于收纳纸的供纸盒5，在中央部位配置有用于用手供纸的堆纸盘6。并且在装置主体2的上部设置有图像形成部7，该图像形成部7根据从装置外部发送来的文字或图样等图像数据，在纸上形成图像。

在图1中，在装置主体2的左侧部位上，配置有第一输送通道9，用于把从供纸盒5抽出的纸输送到图像形成部7；在装置主体2的从右侧部位到左侧部位上，配置有第二输送通道10，用于把从堆纸盘6抽出的纸输送到图像形成部7。此外在装置主体2内的左上侧部位配置有：定影单元14，对在图像形成部7中被形成图像的纸进行定影处理；以及第三输送通道11，把进行定影处理后的纸输送到出纸部3。

供纸盒5通过拉出到装置主体2外部(例如图1中的身前一侧)，可以补充纸。该供纸盒5具有容纳部16，在该容纳部16中可以有选择地装入供纸方向的尺寸不同的至少两种纸。此外，装在容纳部16中的纸利用供纸辊17和分配辊18被一张一张向第一输送通道9一侧抽出。

堆纸盘6在装置主体2的外表面可以开关，在其手动供纸部19上可以用手一张一张放上纸，或可以层叠放上多张纸。放在手动供纸部19上的纸由搓纸辊20和分配辊21，一张一张地向第二输送通道10抽出。

第一输送通道9和第二输送通道10在对准辊22近旁汇合。提供给对准辊22的纸在此暂时待机，在进行倾斜调整和时机调整后，向第二转印部23送出。在第二转印部23中，把在中间转印带40上的全彩色调色剂图像转印到被送出的纸上(第二转印)。此后，在定影单元14中纸上的调色剂图像被定影后，该纸根据需要在第四输送通道12中翻转，在与最初的面相反一侧的面上也通过第二转印部23转印全彩色的调色剂图像(第二转印)。然后在定影单元14中把相反一面的调色剂图像定影之后，该纸经过第三输送通道11通过排出辊24排出到出纸部3。

图像形成部7具有四个图像形成单元26～29，形成黑(B)、黄(Y)、青(C)和品红(M)各种颜色的调色剂图像。此外，图像形成部7具有中间转印部30，用于合成并承载由所述图像形成单元26～29形成的各种颜色的调色剂图像。

各图像形成单元26～29包括：感光鼓32；带电部33，与感光鼓32的圆周面相对配置；激光扫描单元34，向感光鼓32圆周面上的比带电部33更靠向下游一侧的特定位置照射激光束；显影部35，在比激光扫描单元34的激光束照射位置更靠向下游一侧的位置，与感光鼓32的圆周面相对配置；以及清洁部36，在比显影部35更靠向下游一侧的位置，与感光鼓32的圆周面相对配置。

各图像形成单元26～29的感光鼓32利用图中没有表示的驱动电动机向图中的逆时针方向转动。此外，在各图像形成单元26～29的显影部35中，在各调色剂盒51中分别装有黑色调色剂、黄色调色剂、青色调色剂和品红色调色剂。

中间转印部30包括：驱动辊38，配置在图像形成单元26附近的位置；从动辊39，配置在图像形成单元29附近的位置；中间转印带40，卷挂在驱动辊38和从动辊39上；以及四个转印辊41，隔着中间转印带40可以与各图像形成单元26～29的感光鼓32的显影部35下游一侧的位置压力接触。

在所述中间转印部30中，在各图像形成单元26～29的转印辊41的位置，各颜色的调色剂图像分别重合转印到中间转印带40上。最后在中间转印带40上形成全彩色的调色剂图像。

第一输送通道9把从供纸盒5抽出的纸输送到中间转印部30。在第一输送通道9中包括：多个输送辊43，配置在装置主体2内的规定位置；以及对准辊22，配置在中间转印部30附近，用于调整图像形成部7的图像形成动作和供纸动作的时机。

定影单元14对图像形成部7中被转印了调色剂图像的纸进行加热和加压，从而把未定影的调色剂图像定影在纸上。定影单元14例如具有由加热式的加压辊44和定影辊45构成的辊对，其中加压辊44例如具有金属制的轴芯和弹性体的表层(例如硅橡胶)，定影辊45具有金属制的轴芯和弹性体的表层(例如硅海绵)和脱模层(例如PFA)。此外，与定影辊45相邻设置有加热辊46，加热带48绕挂在该加热辊46和定影辊45上。关于定影单元14的详细结构将在后面叙述。

在纸的输送方向上，比定影单元14靠向上游一侧和下游一侧的位置分别设置有输送通道47。经过中间转印部30输送来的纸，通过上游一侧的输送通道47，被导入到加压辊44和定影辊45之间的夹缝中。并且，经过加压辊44和定影辊45之间的纸，通过下游一侧的输送通道47被导向第三输送通道11。

第三输送通道11把在定影单元14中被实行定影处理的纸输送到出纸部3。为此在第三输送通道11中的适当位置处设置输送辊49，并且在其出口配置所述排出辊24。

[定影单元的详细情况]

下面对本实施方式的图像形成装置1使用的定影单元14进行详细说明。

图2是表示定影单元14的结构示例的纵剖面图。在图2中，表示把安装在图像形成装置1上的定影单元14绕逆时针方向转大约90°的状态。因此，在图1中从下向上的送纸方向在图2中变成从右向左。此外，在装置主体2是更大型(数码复合机等)的情况下，有时也安装成图2所示的朝向。

如上所述，定影单元14包括加压辊44、定影辊45、加热辊46和加热带48。转印有调色剂图像的纸被加压辊44和加热带48夹住，并进行输送。此时，加热带48对纸进行加热，由此在纸上定影调色剂图像。在加热带48上设定与可通过定影单元14的最大尺寸的纸接触的纸通过区域。如上所述，由于在定影辊45的表层形成硅海绵的弹性层，所以在加热带48和定影辊45之间形成平的夹缝。

加热带48的基体材料为强磁性材料(例如Ni)，在它的表层上形成薄膜弹性层(例如硅橡胶)，在它的外表面形成脱模层(例如PFA)。此外在加热带48不具有发热功能的情况下，也可以是PI等树脂带。加热辊46的芯轴为磁性金属(例如Fe、SUS)，在它的表面上形成脱模层(例如PFA)。

关于加压辊44更具体地说，金属制的轴芯例如使用Fe、Al等，在该轴芯上形成硅橡胶层，再在它的表层形成氟树脂层。也可以在加压辊44的内侧设置例如卤素加热器44a。

除此以外，定影单元14在加热辊46和加热带48的外侧装备有IH线圈单元50(图1中没有表示)。IH线圈单元50包括感应加热线圈52、一对拱形磁芯54、一对侧磁芯56和中心磁芯58。

[线圈]

在图2的例子中，感应加热线圈52为了沿加热带48宽度方向的大体整个区域(沿与纸通过方向垂直的纸宽度方向上的整个所述纸通过区域)对加热辊46和加热带48的圆弧形部分进行感应加热，配置在沿该圆弧形外表面的假想圆弧面上。实际上，在加热辊46和加热带48的外侧配置例如树脂制的绕线架(图中没有表示)，把感应加热线圈52以绕线状配置在该绕线架上。图中没有表示的绕线架做成沿加热辊46的外表面的半圆筒形。此外优选绕线架的材质为耐热性树脂(例如PPS、PET、LCP)。

[第一磁芯]

在图2中，中心磁芯58位于中央，在其两侧成对配置所述拱形磁芯54和侧磁芯56。其中两侧的拱形磁芯54是相互对称、断面做成拱形的铁氧体(ferrite)制磁芯(第一磁芯)，全长都比感应加热线圈52的绕线区域长。两侧的侧磁芯56是做成块形的铁氧体制磁芯(第一磁芯)。两侧的侧磁芯56连接在各拱形磁芯54的一端(图2中为下端)，这些侧磁芯56覆盖在感应加热线圈52的绕线区域的外侧。其中，拱形磁芯54例如在加热辊46长边方向的多个部位上隔开间隔固定配置。此外，侧磁芯56沿加热辊46的长边方向没有间隔地连续配置，它的全长对应于感应加热线圈52绕线区域的长度。这些磁芯54、56的配置例如按照感应加热线圈52的磁通密度(磁场强度)分布来确定，由于拱形磁芯54隔开一定间隔配置，所以侧磁芯56在没有配置拱形磁芯54的部位补足磁场的聚焦效果(focusing effect)，使长边方向上的磁通密度分布(温度差)均匀。在拱形磁芯54和侧磁芯56的外侧设置有例如图中没有表示的树脂制的磁芯架，利用该磁芯架支撑拱形磁芯54和侧磁芯56。磁芯架的材质也优选耐热树脂(例如PPS、PET、LCP)。

在图2的例子中，在加热辊46的内侧设置有热敏电阻62。热敏电阻62可以配置在加热辊46的主要因感应加热产生的发热量大的部位内侧。除此以外，在加热辊46的内侧配置有图中没有表示的温度控制器，也可以提高温度异常升高时的安全性。

[第二磁芯]

中心磁芯58例如是断面成T形的铁氧体制的磁芯(第二磁芯)。中心磁芯58与加热辊46大体相同，具有相当于最大纸通过宽度的长度(即，在整个纸通过区域中，沿与纸通过方向垂直的纸宽度方向延伸)。中心磁芯58固定配置在两侧的拱形磁芯54和加热辊46之间(配置在感应加热线圈52产生的磁路经由拱形磁芯54汇合到感应加热线圈52的中心的位置)。此外在图2中虽没有表示，但中心磁芯58被支撑在上述的树脂制的磁芯架上。

[屏蔽构件]

在中心磁芯58的外侧沿其外周面安装有屏蔽构件60。屏蔽构件60做成薄板形，整体弯成圆弧形。屏蔽构件60以与中心磁芯58不接触的状态支撑在图中没有表示的转动机构，并且，如图2中的箭头所示，屏蔽构件60利用该转动机构沿中心磁芯58的外周面转动。关于屏蔽构件60的支撑和转动机构的结构将在后面叙述。

屏蔽构件60优选非磁性且导电性优良的构件，例如使用无氧铜等。屏蔽构件60利用贯通其表面的垂直的磁场产生的感应电流，产生逆磁场，消除交链磁通(interlinkage flux：垂直的贯通磁场)来进行屏蔽。此外通过利用导电性优良的材料，可以抑制因感应电流产生的焦耳热，可以有效地屏蔽磁场。为了提高导电性，有效的方法例如有：(1)尽量选择固有电阻小的材料，(2)增加构件的厚度等。具体地说，屏蔽构件60的板厚优选在0.5mm以上，在本实施方式中例如为1mm。

如图2所示，如果屏蔽构件60位于靠近加热带48表面的位置(屏蔽位置)上，则在感应加热线圈52周围磁阻增加，磁场强度降低。另一方面，如果屏蔽构件60从图2所示的状态转动180°(方向没有特别的限制)，屏蔽构件60移动到距加热带48最远的位置(退避位置)，则在感应加热线圈52周围磁阻降低，以中心磁芯58为中心通过两侧的拱形磁芯54和侧磁芯56形成磁路，磁场作用于加热带48和加热辊46。

[结构示例(1)]

图3A和图3B是表示屏蔽构件60结构示例(1)的立体图。图3A是在退避位置从斜上方表示屏蔽构件60，图3B是从斜下方表示。屏蔽构件60主要由做成曲面形的屏蔽板61和做成扇形的侧板63构成。屏蔽板61的曲率设定成可以在中心磁芯58的外周面转动。此外侧板63安装在屏蔽板61的一侧端部边缘的内侧，驱动轴70连接在相当于该扇形的扇轴的位置上。驱动轴70的中心轴线与屏蔽板61的曲率中心一致，如果驱动轴70利用图中没有表示的电动机的动力转动，则屏蔽构件60与它连动，绕中心轴线转动。在图3A和图3B中，屏蔽构件60(屏蔽板61的部分)的宽度在长边方向上均匀不变，但下面所示的屏蔽构件60的宽度也可以在长边方向上不同。

图4A和图4B是表示在结构示例(1)中，在长边方向上宽度不同的屏蔽构件60及其配置示例的图。图4A表示上述的屏蔽位置，图4B表示退避位置。图4A和图4B分别表示中心磁芯58的侧视图和俯视图。图中在中心磁芯58的外表面上画有网点。

如上所述，中心磁芯58的全长与最大纸通过宽度W2大体相同或比它长。此时，屏蔽构件60在中心磁芯58的长边方向上被分割成两个，它们成为相互对称的形状。如图4B所示，各屏蔽构件60俯视为梯形，在靠近中心磁芯58的中央的位置上，屏蔽构件60的圆周方向(转动方向)的长度(在长边方向上的宽度)最短，屏蔽构件60的圆周方向的长度从这里向中心磁芯58的两侧端逐渐增加。

此外，屏蔽构件60设置在与纸通过方向垂直的最小纸通过宽度W1的两个外侧，屏蔽构件60的极少部分设置在最小纸通过宽度W1的范围内。并且屏蔽构件60在中心磁芯58的两端到达比最大纸通过宽度W2稍靠外侧的位置。此外，最小纸通过宽度W1和最大纸通过宽度W2由图像形成装置1可以印刷的最小尺寸或最大尺寸的纸来确定。

如上所述，在本实施方式中，屏蔽构件60的转动方向上的长度占屏蔽构件60的转动方向一周的长度的比例沿纸通过宽度方向而不同。此时，如果设屏蔽构件60的转动方向上的长度(Lc)占屏蔽构件60转动路径的一周长度(L)的比例为覆盖率(＝Lc/L)，则覆盖率在中心磁芯58的内侧小，从内侧越向纸通过宽度方向的外侧(两端)越大。具体说，覆盖率在最小纸通过区域(最小纸通过宽度W1的范围)附近最小，相反在中心磁芯58的两端最大。

通过使屏蔽构件60的位置无级或分级变化，可以部分地抑制产生的磁通，从而能够适应各种纸尺寸(纸通过宽度)。例如，按照纸尺寸(纸通过宽度)改变屏蔽构件60的转动角(转动位移量)，实现纸尺寸越大磁屏蔽量越小，相反纸尺寸越小屏蔽量越大，从而可以防止加热辊46和加热带48的两端部分过度升温。在图4A和图4B分别用箭头表示了绕顺时针方向和绕逆时针方向转动，不过屏蔽构件60也可以仅向一个方向转动。此外，纸通过方向也可以与图4A和图4B所示的方向相反。

[转动机构]

下面参照图5A和图5B，对使屏蔽构件60在中心磁芯58的外侧转动的机构进行说明。图5A是表示屏蔽构件60的转动机构64的结构的侧视图，图5B是沿图5A的B-B线的剖面图，表示屏蔽构件60的动作。此外，转动机构64构成磁调整部。

如图5A所示，转动机构64通过减速机构68使例如步进式电动机66的转动减速，对驱动轴70进行驱动，使屏蔽构件60转动。减速机构68例如使用蜗杆，但也可以使用其它的结构。为了检测屏蔽构件60的转动角度(从基准位置的转动位移量)，在驱动轴70的端部设置带切口的盘72，使它与光断续器74组合。

如图5B所示，把驱动轴70连接在侧板63上，通过该侧板63支撑包括屏蔽板61的整个屏蔽构件60。屏蔽构件60的转动角度例如可以用施加在步进式电动机66上的驱动脉冲数来控制，为此在转动机构64上附加控制电路(图中没有表示)。控制电路例如可以由控制用IC、输入输出驱动器、半导体存储器等构成。来自光断续器74的检测信号通过输入驱动器，输入到控制用IC中，据此，控制用IC检测出屏蔽构件60当前的转动角度(位置)。另一方面，把来自图中没有表示的图像形成控制部的有关当前纸尺寸的信息通知控制用IC。接收到该信息，控制用IC从半导体存储器(ROM)读出适合纸尺寸的转动角度的信息，以一定的频率输出达到该目标转动角度的驱动脉冲。驱动脉冲通过输出驱动器，施加在步进式电动机66上，接收到该驱动脉冲，步进式电动机66动作。

图6A和图6B是表示伴随屏蔽构件60转动的动作示例的图。下面分别进行说明。

图6A表示利用转动机构64把屏蔽构件60切换到退避位置时的动作示例。在这种情况下，感应加热线圈52产生的磁场经由侧磁芯56、拱形磁芯54和中心磁芯58，通过加热带48和加热辊46。此时在强磁体的加热带48和加热辊46中产生涡电流，因材料各自具有的电阻率产生焦耳热，进行加热。

图6B表示利用转动机构64把屏蔽构件60切换到屏蔽位置时的动作示例。在这种情况下，在最小纸通过区域的外侧，由于屏蔽构件60位于磁路径上，所以可以部分抑制磁场的产生。因此可以抑制在最小纸通过区域外侧的发热量，可以防止加热带48或加热辊46过度升温。此时通过一点点改变屏蔽构件60的转动角度，可以调整磁场的屏蔽量。例如从图6B的位置绕逆时针方向增加屏蔽构件60的转动角度，在图中的左侧不进行屏蔽，产生磁场，但在图中的右侧则继续屏蔽磁场。在这种情况下，与图6A的位置相比，由于整体产生的磁场强度降低，所以可以相应地减少发热量。

[结构示例(2)]

图7是表示把屏蔽构件60做成环形的结构示例(2)的立体图。在把屏蔽构件60做成环形的情况下，其四边由在宽度方向相对的一对直线部60a和在长边方向相对的一对圆弧部60b构成。在该示例中也在中心磁芯58的两个端部(最小纸通过区域的外侧)分别配置有屏蔽构件60。

在这种情况下，屏蔽构件60中例如长边方向的一端由支撑构件65支撑。支撑构件65例如由扇形的侧板65a和圆弧形的顶板65b构成，其中顶板65b连接成紧贴在屏蔽构件60的一个圆弧部60b的下表面。侧板65a在图7中从顶板65b向下延伸，在侧板65a的扇轴部分安装上述的驱动轴70。转动机构64与上述相同。

[磁屏蔽效果的原理]

图8A～图8C是用于说明利用环形屏蔽构件60产生的磁屏蔽效果的原理的原理图。在图8A～图8C中，把屏蔽构件60简化成金属丝模式。

如图8A所示，如果在环形的屏蔽构件60上产生垂直地(向一个方向)贯通其环面(假想的平面)的贯通磁场(交链磁通)，则由此在屏蔽构件60的圆周方向产生感应电流。于是因电磁感应产生与贯通磁场相反方向的磁场(逆磁场)，所以它们互相抵消，消除磁场。在把屏蔽构件60做成环形的情况下，利用该消除磁场的效果，可以进行磁屏蔽。

如图8B的上层所示，设想这样一种情况，即：在环形的屏蔽构件60上产生沿双方向贯通其环面的贯通磁场，此时交链磁通的总和大约相抵为0(±0)。在这种情况下，在屏蔽构件60中几乎不产生感应电流。因此屏蔽构件60几乎不发挥消除磁场的效果，向双方向的磁场不被屏蔽，通过屏蔽构件60。这与图8B下层所示的、磁场沿U形折返方向通过屏蔽构件60内侧的情况相同。此外在退避位置上，通过使屏蔽构件60退避到磁场向哪个方向也不贯通磁屏蔽构件60的位置上，可以使磁场通过。

图8C表示在环形的屏蔽构件60上产生与其环面大体平行的磁场(交链磁通)的情况。这种情况也在屏蔽构件60中几乎不产生感应电流，因此也不产生消除磁场的效果。在本实施方式中虽没有采用，但要在感应加热线圈52的周围得到这样的磁场环境，需要使屏蔽构件60产生大的位移，因此可动空间需增大。

在把屏蔽构件60做成环形的结构示例(2)的情况下，利用图8A所示的原理，可以获得磁屏蔽的效果。因此与图6A和图6B所示的例子相同，通过把环形的屏蔽构件60在屏蔽位置和退避位置进行移动，与结构示例(1)相同，可以进行最佳的磁屏蔽。

[结构示例(3)]

图9是表示屏蔽构件60的结构示例(3)的立体图。结构示例(3)的屏蔽构件60整体做成滚筒形状。即，在结构示例(3)中，屏蔽构件60在长边方向的两端位置上具有一对环部60c，它们之间用三根直线部60a连接。直线部60a在环部60c的圆周方向上隔开一定间隔配置。在结构示例(3)中，在一个环部60c内侧安装有圆形的侧板67，在它的中心位置上连接驱动轴70。这样整个屏蔽构件60由驱动轴70支撑，并且整个屏蔽构件60可以随驱动轴70的转动而转动。在结构示例(3)中，屏蔽构件60也被配置在中心磁芯58的一个端部(最小纸通过区域的外侧)和另一个端部上。

在所述结构示例(3)中，沿圆周方向的三个部位上形成环形部分(环面)。即，由在圆周方向相邻的三根直线部60a和与它们连接的环部60c形成环形部分，所以一个屏蔽构件60具有三个环形部分。

[结构示例(3)的动作]

图10A和图10B是表示使用结构示例(3)的屏蔽构件60的动作示例的图。

图10A表示利用转动机构64把屏蔽构件60切换到退避位置时的动作示例。结构示例(3)中，在使屏蔽构件60退避的状态下，利用图8B的下层所示的原理。即，通过使三根中的一根直线部60a位于感应加热线圈52的中心线上，使位于与加热辊46相反一侧(图中上方)的一个环形部分退避到磁场的外侧，并且使磁场沿U形折返方向通过其它两个环形部分的内侧，实现不产生磁屏蔽效果的状态。因此磁场经由侧磁芯56、拱形磁芯54和中心磁芯58，通过加热带48和加热辊46。此时在强磁体的加热带48和加热辊46中产生涡电流，因各材料所具有的电阻率产生焦耳热，进行加热。

图10B表示把屏蔽构件60切换到屏蔽位置时的动作示例。在这种情况下，在最小纸通过区域的外侧，由于屏蔽构件60的一个环形部分位于磁路径上，磁场贯通该环形部分，所以按照图8A所示的原理，可以部分抑制磁场的产生。由此可以抑制最小纸通过区域的外侧的发热量，可以防止加热带48或加热辊46过度升温。

[结构示例(4)]

图11是表示屏蔽构件60的结构示例(4)的立体图。结构示例(4)的屏蔽构件60是使结构示例(3)进一步发展的例子。即，在结构示例(4)中，屏蔽构件60在长边方向的一端位置上具有开孔形状的圆盘60A，除此以外，在长边方向隔开一定间隔具有相同形状的圆盘60B。接着该圆盘60B之后，屏蔽构件60在长边方向隔开一定间隔具有开孔形状的大约三分之二的圆盘60C，在另一端位置上具有开孔形状的大约三分之一的圆盘60D。此外在此图中虽然没有表示，但在位于一端位置的圆盘60A上安装有与结构示例(3)相同的圆形侧板67，驱动轴70连接在此。

在上述的四块圆盘60A～60D中，三块圆盘60A、60B、60C通过三根直线部60a相互连接。并且，剩余的另一端位置上的圆盘60D与相邻的圆盘60C通过两根直线部60a连接。

图12A是中心磁芯58的俯视图和侧视图，表示把结构示例(4)的屏蔽构件60配置在中心磁芯58的两端的状态。图12B、图12C、图12D分别是沿图12A的B-B线、C-C线、D-D线的剖面图。

如图12A所示，结构示例(4)的屏蔽构件60也分别设置在中心磁芯58的长边方向上的两个端部(图中仅表示了一个端部)。此时距最小纸通过区域最远的圆盘60A位于与最大纸尺寸P1(例如A3、A4R)对应的位置上，圆盘60B位于与中间纸尺寸P2(例如B4R)对应的位置上，圆盘60C位于与中小纸尺寸P3(例如B4)对应的位置上。最小纸通过区域附近的圆盘60D位于与最小纸尺寸P4(例如A5R)对应的位置上。

如图12B所示，可以看出圆盘60A、60B做成如上所述的开孔形状。如图12C所示，圆盘60C是如上所述的大约三分之二圆的开孔形状。圆盘60C缺口部分是中空的，不存在非磁性材料。

如图12D所示，圆盘60D是如上所述的大约三分之一圆的开孔形状。圆盘60D在它的缺口部分也不存在非磁性材料。

[结构示例(4)的动作示例]

下面对使用结构示例(4)的屏蔽构件60时的动作示例进行说明。从图13到图18是依次表示使用结构示例(4)的屏蔽构件60的六种动作示例的立体图。在各图中用粗线表示的箭头表示产生的感应电流或通过的磁场。此外在图13～图18中，省略表示侧板67和驱动轴70等。下面分别进行说明。

[全面屏蔽(0°)]

图13是表示利用屏蔽构件60进行全面屏蔽时的动作示例的立体图。在各动作示例中，设想在从上向下贯通屏蔽构件60的方向上产生磁场。此外在以下的说明中，设图13所示的全面屏蔽的状态为0°，并利用从此开始的转动角度表示屏蔽构件60的位移量。

如果使屏蔽构件60移动到圆盘60D位于下方的转动角度(0°)，可以在屏蔽构件60的长边方向的整个面上发挥磁屏蔽效果。即，位于一端的圆盘60A、位于另一端的圆盘60D以及连接它们的直线部60a形成最大的环形部分，可以用该整个环形部分进行磁屏蔽。在这种情况下，能够适应最小纸尺寸P4，可以防止加热带48或加热辊46的过热。

[无屏蔽(60°)]

图14是表示使屏蔽构件60从图13的状态绕顺时针方向转动60°时的动作示例的立体图。在这种情况下，由于直线部60a位于感应加热线圈52的中心线上(图8A的状态)，所以屏蔽构件60处于退避位置，不产生磁屏蔽效果。

[中小纸尺寸屏蔽(120°)]

图15是表示使屏蔽构件60从图13的状态绕顺时针方向转动120°时的动作示例的立体图。在这种情况下，利用在圆盘60A和圆盘60C之间形成的一个环形部分，可以发挥磁屏蔽的效果。在该动作示例中，例如能够适应中小纸尺寸P3，可以防止加热带48或加热辊46的过热。

[无屏蔽(180°)]

图16是表示使屏蔽构件60从图13的状态绕顺时针方向转动180°时的动作示例的立体图。在这种情况下，与图14相同，由于直线部60a位于感应加热线圈52的中心线上(图8A的状态)，所以屏蔽构件60处于退避位置，不产生磁屏蔽的效果。

[中间纸尺寸屏蔽(240°)]

图17是表示使屏蔽构件60从图13的状态绕顺时针方向转动240°时的动作示例的立体图。在这种情况下，利用圆盘60A和圆盘60B之间形成的一个环形部分，可以发挥磁屏蔽的效果。在该动作示例中，例如能够适应中间纸尺寸P2，可以防止加热带48或加热辊46的过热。

[无屏蔽(300°)]

图18是表示使屏蔽构件60从图13的状态绕顺时针方向转动300°时的动作示例的立体图。在这种情况下，与图14、图16相同，由于直线部60a位于感应加热线圈52的中心线上(图8A的状态)，所以屏蔽构件60处于退避位置，不产生磁屏蔽的效果。此外在无屏蔽(60°、180°、300°)的情况下，能够适应最大纸尺寸P1，对加热带48或加热辊46进行感应加热。

[其它结构示例]

图19是表示定影单元14的其它的结构示例的图。在该结构示例中，不使用上述的加热带，而使用定影辊45和加压辊44对调色剂图像进行定影。在定影辊45的外周面上例如卷绕有与上述的加热带相同的磁性体，利用感应加热线圈52对磁性体进行感应加热。在这种情况下，热敏电阻62设置在定影辊45的外侧、与磁性体层相对的位置上。在此只例举了使用结构示例(3)、(4)的屏蔽构件60，不过也可以使用其它结构示例(1)、(2)的屏蔽构件60。其它结构与上述相同，通过使屏蔽构件60转动，可以按照各结构示例(1)～(4)在屏蔽位置和退避位置之间进行切换。

图20是表示定影单元14的另外的其它结构示例的纵剖面图。在该结构示例中，加热辊46由非磁性金属(例如SUS：不锈钢)材料制成，与前述不同的是，中心磁芯58和屏蔽构件60配置在加热辊46的内部。此外，拱形磁芯54在其中央部位连接在一起，在拱形磁芯54的下部设置中间磁芯55。

在加热辊46为非磁性金属的情况下，由感应加热线圈52产生的磁场经由侧磁芯56、拱形磁芯54和中间磁芯55，贯通加热辊46到达内部的中心磁芯58。此时利用贯通磁场对加热带48进行感应加热。

在该结构示例中如图20所示，如果把屏蔽构件60的环形部分切换到与中间磁芯55相对的位置(屏蔽位置)则屏蔽磁气(磁通)，可以抑制在纸通过区域的外侧过度升温。另一方面，磁气不贯通屏蔽构件60的环内的状态就是退避位置，在这种情况下，不发挥磁屏蔽效果，在最大纸通过区域对加热带48进行感应加热。在此例举了使用结构示例(3)、(4)的屏蔽构件60，但也可以使用其它结构示例(1)、(2)的屏蔽构件60。

图21是表示IH线圈单元50的其它结构示例的图。在该结构示例中，加热带48不是在圆弧形的位置、而是在加热辊46和定影辊45之间的平面位置进行感应加热。这种情况下也是通过使屏蔽构件60转动可以进行磁屏蔽。此外，在此例举了结构示例(1)的屏蔽构件60，但也可以使用其它结构示例(2)～(4)的屏蔽构件60。

本发明不受上述的实施方式限制，可以进行各种变形。例如屏蔽构件60俯视的形状不限于梯形或矩形，也可以是三角形。此外，也可以将环形的屏蔽构件60在纸通过宽度方向上分割成多个。

在上述的实施方式中，作为屏蔽构件60的材料例举了铜(无氧铜)，不过屏蔽构件60也可以是其它的非磁性金属(例如非磁性SUS、铝)。

除此以外，包括拱形磁芯54和侧磁芯56的各部分的具体方式不限于图中所示的方式，可以适当变形。

Claims (13)

1.一种图像形成装置，其特征在于包括：

图像形成部，形成调色剂图像，并将该调色剂图像转印到纸上；

定影单元，具有加热构件和加压构件，并将所述纸夹在所述加热构件和所述加压构件之间进行输送，使所述调色剂图像定影在所述纸上；其中，

所述定影单元还具有：

线圈，沿所述加热构件的外表面配置，用于产生磁场；

第一磁芯，隔着所述线圈配置在与所述加热构件相反的一侧，形成磁路；

第二磁芯，在由所述线圈产生的磁场方向上，固定在所述第一磁芯和所述加热构件之间，与所述第一磁芯一起形成所述磁路；

屏蔽构件，配置在所述第二磁芯外侧，在所述磁路内屏蔽磁气；以及

磁调整部，通过使所述屏蔽构件在所述第二磁芯外侧移动，将所述屏蔽构件的位置在屏蔽位置和退避位置之间进行切换，所述屏蔽位置为所述屏蔽构件屏蔽所述磁气的位置，所述退避位置为所述屏蔽构件允许所述磁气通过的位置。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，所述磁调整部通过使所述屏蔽构件沿所述第二磁芯的外周面转动，将该屏蔽构件在所述屏蔽位置和所述退避位置之间进行切换。

3.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述加热构件具有用于使所述纸通过的纸通过区域，

所述线圈能够沿所述纸的宽度方向对所述加热构件的整个所述纸通过区域进行感应加热，

所述第二磁芯沿所述纸的宽度方向延伸，在整个所述纸通过区域形成所述磁路，

所述屏蔽构件沿所述纸的宽度方向配置于所述纸通过区域被设定为最小的最小纸通过区域的外侧。

4.根据权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于，当设所述屏蔽构件转动方向上的长度占所述屏蔽构件转动方向一周长度的比例为覆盖率时，所述覆盖率沿所述纸的宽度方向而不同。

5.根据权利要求4所述的图像形成装置，其特征在于，沿所述纸的宽度方向从所述第二磁芯的端部到中央部位，所述覆盖率变小。

6.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，

所述屏蔽构件是沿所述第二磁芯的外周面弯成圆弧形的一对薄板构件，各屏蔽构件沿所述纸的所述宽度方向分别从所述第二磁芯上所对应的端部向中央部位延伸，

各屏蔽构件的周向长度从所述第二磁芯的所述端部向所述中央部位变小。

7.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，

所述屏蔽构件具有由非磁性金属制成的环形框架，以及由所述框架划定的、面向所述第二磁芯的外周面的环面，

所述磁调整部通过调整所述环面相对于所述第二磁芯的外周面的位置，将所述屏蔽构件在所述屏蔽位置和所述退避位置之间进行切换。

8.根据权利要求7所述的图像形成装置，其特征在于，所述屏蔽构件沿所述第二磁芯的外周面具有多个所述环面。

9.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，所述屏蔽构件沿所述第二磁芯的外周面配置，且具有多个沿所述纸的宽度方向的长度互不相同的环面。

10.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述线圈配置成从外面包住所述加热构件，

所述第一磁芯隔着所述线圈的中心被分割配置在两侧，

所述第二磁芯设置在所述磁路经由两侧的所述第一磁芯汇合到所述线圈的中心的位置上。

11.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述线圈配置成从外面包住所述加热构件，

所述加热构件由非磁性金属制成，

所述屏蔽构件配置在所述加热构件的内侧。

12.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，所述屏蔽构件由铜制成。

13.根据权利要求12所述的图像形成装置，其特征在于，所述屏蔽构件的厚度在0.5mm～3mm的范围内。

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