JP2015200812A - 定着装置、およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁誘導加熱方式の定着装置およびこれを備えた画像形成装置において、磁場の漏れを抑制しつつ誘導加熱ユニットを効率的に冷却することを目的とする。
【解決手段】定着装置は、誘導加熱ユニット６５と、定着ベルトと、加圧ローラーと、シールド６９と、冷却ファンとを備える。誘導加熱ユニット６５は、定着ベルトを加熱する。シールド６９は、定着ベルトとは反対側で誘導加熱ユニット６５に対向して配置される。シールド６９には、複数の流入口６９Ａが形成されている。軸方向の端部における流入口６９Ａ同士の間隔は、軸方向の中央部における流入口６９Ａ同士の間隔よりも狭く設定されている。冷却ファンが発生した空気流は、流入口６９Ａを介して誘導加熱ユニット６５に導かれ、誘導加熱ユニット６５を冷却する。
【選択図】図６

Description

本発明は、シートに定着処理を施す定着装置、およびこれを備えた画像形成装置に関する。

複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置は、像担持体（例えば感光体ドラム）上に画像を形成する画像形成部と、像担持体上のトナー像を、記録媒体の一例としての用紙上に転写させる転写部と、用紙上に転写されたトナー像を該用紙上に加熱定着させる定着装置とを含む。

定着装置として、急速加熱や高効率加熱が可能な電磁誘導加熱（ＩＨ）方式が適用されたものが知られている。電磁誘導加熱方式では、誘導コイルに高周波電流を流して発生させた磁束によって定着ローラーや定着ベルトに誘導電流が誘起され、定着ローラーや定着ベルトがジュール発熱（誘導加熱）する。このジュール熱によりトナー像が用紙（記録媒体）上に定着される。

電磁誘導加熱方式の定着装置において、定着ベルトや定着ローラーの過昇温を抑制する技術として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の定着装置は、誘導加熱ユニットを冷却するために、空気流が流入される流入口を備える。また、流入口の大きさが部分的に調整されることで、誘導加熱ユニットのうち温度が高い領域が積極的に冷却される。

特開２００８−１３９４３３号公報

特許文献１に記載された定着装置では、流入口が大きく開口された領域において、誘導加熱時に発生する磁場が流入口から漏れやすいという課題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電磁誘導加熱方式の定着装置およびこれを備えた画像形成装置において、磁場の漏れを抑制しつつ誘導加熱ユニットを効率的に冷却することを目的とする。

本発明の一の局面に係る定着装置は、ハウジングと、前記ハウジングに収容される誘導加熱ユニットと、前記誘導加熱ユニットに対向して配置され、回転され、前記誘導加熱ユニットによって誘導加熱される第１回転体と、回転され、トナー像を担持するシートが通過するニップ部を前記第１回転体との間で形成する第２回転体と、前記第１回転体とは反対側で前記誘導加熱ユニットに対向し、前記第１回転体の回転における軸方向に延設されるシールド部材と、前記誘導加熱ユニットを冷却する空気流を発生する空気流発生部と、前記誘導加熱ユニットとは反対側において、前記シールド部材に沿って延設され、前記空気流が流通する冷却風路と、前記シールド部材に開口され、前記軸方向に沿って間隔をおいて複数配置され、前記冷却風路から前記空気流を前記誘導加熱ユニットに向けて流入させる流入口と、を有し、前記複数の流入口のうち前記軸方向の端部における前記流入口同士の間隔が、前記軸方向の中央部における前記流入口同士の間隔よりも狭く設定されていることを特徴とする。

本構成によれば、軸方向に沿って間隔をおいて配置された流入口を介して、冷却風路から誘導加熱ユニットに空気流が流入する。このため、誘導加熱ユニットを安定して冷却することができる。第１回転体と第２回転体との間には、さまざまなサイズのシートが通過する。特に、小サイズのシートが連続してニップ部を通過すると、シート面が通過しない非通紙領域では、第１回転体から熱が消費されないため第１回転体自身の温度が上昇する。この結果、第１回転体に対向する誘導加熱ユニットにおいても、軸方向の両端部の温度が上昇しやすくなる（端部過昇温）。このような場合であっても、上記の構成によれば、複数の流入口のうち軸方向の端部における流入口同士の間隔が、軸方向の中央部における流入口同士の間隔よりも狭く設定されている。このため、中央部よりも端部の方が、多くの空気流が誘導加熱ユニットに流入する。この結果、誘導加熱ユニットの軸方向における温度分布を均一化することができる。また、流入口の間隔によって空気流の流入量が調整されるため、流入口自体の開口面積が大きく変化される場合と比較して、誘導加熱ユニットからの磁場の漏れを抑制することができる。

上記の構成において、前記流入口同士の前記軸方向における間隔が、前記軸方向の中央部から端部に向かって連続的に縮小されていることが望ましい。

本構成によれば、誘導加熱ユニットに流入する空気流の流量を軸方向において連続的に変化させることができる。

上記の構成において、前記流入口同士の前記軸方向における間隔が、前記軸方向の中央部から端部に向かって段階的に縮小されていることが望ましい。

本構成によれば、誘導加熱ユニットに流入する空気流の流量を軸方向において段階的に変化させることができる。

上記の構成において、前記流入口同士の前記軸方向における間隔は、前記ニップ部を通過する異なるサイズのシートのシート幅に対応して段階的に設定されていることが望ましい。

本構成によれば、シートのシート幅に対応して、誘導加熱ユニットに流入する空気流の流量を軸方向において段階的に変化させることができる。したがって、誘導加熱ユニットの軸方向における温度分布をより均一化することができる。

上記の構成において、前記シールド部材は前記誘導加熱ユニットに対向する対向面を備え、前記流入口は前記対向面の一部である切欠き面が一辺を残して切り欠かれるとともに、前記一辺を支点として屈曲されることで形成されることが望ましい。

本構成によれば、パンチ加工などによって切欠き面が切り欠かれるとともに、屈曲加工されることによって、簡易に流入口を形成することができる。

上記の構成において、前記誘導加熱ユニットと前記第１回転体とは水平方向において対向して配置され、前記シールド部材は、上下方向に沿って延設され、前記複数の流入口は、前記シールド部材の下端側に配置されていることが望ましい。

本構成によれば、誘導加熱ユニットを冷却するための空気流を流入口から誘導加熱ユニットの下方部分に噴出させることができる。したがって、誘導加熱ユニットを冷却しながら空気流が上昇気流として上方に導かれやすく、誘導加熱ユニットの上方部分を効果的に冷却することができる。

上記の構成において、前記誘導加熱ユニットと前記第１回転体とは水平方向において対向して配置され、前記シールド部材の前記対向面は、上下方向に沿って延設され、前記複数の流入口は、前記対向面の下端側に配置され、前記流入口は、前記切欠き面が下端縁を支点として前記誘導加熱ユニット側に屈曲されることで形成されることが望ましい。

本構成によれば、誘導加熱ユニットを冷却するための空気流を誘導加熱ユニットの下方部分に噴出させることができる。したがって、誘導加熱ユニットを冷却しながら空気流が上昇気流として上方に導かれやすく、誘導加熱ユニットの上方部分を効果的に冷却することができる。更に、切欠き面が空気流を誘導加熱ユニット側にガイドするガイド部材として機能する。

上記の構成において、前記軸方向の端部において前記切欠き面が前記対向面に対して屈曲される角度が、前記軸方向の中央部において前記切欠き面が前記対向面に対して屈曲される角度よりも大きいことが望ましい。

本構成によれば、軸方向の両端部では、空気流が積極的に誘導加熱ユニットに向かって案内される。一方、軸方向の中央部では、空気流が誘導加熱ユニット側に入り込みにくい、または、両端部と比較して誘導加熱ユニットの周辺を通過しやすくなる。したがって、誘導加熱ユニットのうち温度が上昇しやすい軸方向の端部が積極的に冷却され、誘導加熱ユニットの軸方向における温度分布をより均一化することができる。

上記の構成において、前記シールド部材の上端側に開口され、前記誘導加熱ユニットを通過した前記空気流を流出させる流出口を更に有することが望ましい。

本構成によれば、上昇気流となった空気流を速やかに誘導加熱ユニットの周辺から排気させることができる。このため、流入口から再び新しい空気流が流入されやすく、誘導加熱ユニットを効果的に冷却することができる。

上記の構成において、前記空気流発生部は、前記冷却風路の前記軸方向の一端側から前記冷却風路に前記空気流を流入させるシロッコファンであることが望ましい。

本構成によれば、冷却風路の一端側から空気流を流入させることができる。したがって、軸方向と交差する方向における定着装置のサイズが縮小される。

上記の構成において、前記空気流発生部は、前記軸方向に沿って前記冷却風路に対向して配置され、前記軸方向と交差する方向から前記冷却風路に前記空気流を流入させるクロスフローファンであることが望ましい。

本構成によれば、軸方向と交差する方向から冷却風路に空気流を流入させることができる。したがって、軸方向における定着装置のサイズが縮小されるとともに、軸方向に沿って流入口に流入可能な冷却風の風量が確保される。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、表面にトナー像が形成される像担持体と、前記トナー像をシート上に転写する転写部と、上記の何れか一項に記載の定着装置と、を有することを特徴とする。

本構成によれば、誘導加熱ユニットを安定して冷却することができる。また、流入口の間隔によって空気流の流入量が調整されるため、流入口自体の開口面積が大きく変化される場合と比較して、誘導加熱式ユニットからの磁場の漏れを抑制することができる。

本発明によれば、電磁誘導加熱方式の定着装置およびこれを備えた画像形成装置において、磁場の漏れを抑制しつつ誘導加熱ユニットを効率的に冷却することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の内部構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の断面斜視図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置のシールド部材の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置のシールド部材の周辺の断面図である。 本発明の変形実施形態に係る定着装置のシールド部材の流入口の分布を示す模式図である。 本発明の変形実施形態に係る定着装置のシールド部材および空気流発生部を示す斜視図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部構造を示す断面図である。ここでは、画像形成装置１として複写機を例示するが、画像形成装置１は、ＩＨ定着方式を採用している限りにおいて、プリンタ、ファクシミリ装置、或いは、これらの機能を備える複合機であってもよい。

画像形成装置１は、略直方体形状の筐体構造を有する装置本体１０と、装置本体１０上に配置される自動原稿給送装置２０とを備える。装置本体１０の内部には、複写する原稿画像を光学的に読み取る読取ユニット２５と、シートにトナー像を形成する画像形成部３０と、前記トナー像をシートに定着させる定着装置６０と、画像形成部３０へ搬送されるシートを貯留する給紙部４０と、シートを給紙部４０から画像形成部３０及び定着装置６０を経由してシート排出口１０Ｅまで搬送する搬送経路５０と、この搬送経路５０の一部を構成するシート搬送路を内部に有する搬送ユニット５５とが収容されている。

自動原稿給送装置２０は、装置本体１０の上面に回動自在に取り付けられている。自動原稿給送装置２０は、装置本体１０における所定の原稿読取位置（第１コンタクトガラス２４１が組み付けられた位置）に向けて、複写される原稿シートを自動給送する。一方、ユーザーが手置きで原稿シートを所定の原稿読取位置（第２コンタクトガラス２４２の配置位置）に載置する場合は、自動原稿給送装置２０は上方に開かれる。自動原稿給送装置２０は、原稿シートが載置される原稿トレイ２１と、自動原稿読取位置を経由して原稿シートを搬送する原稿搬送部２２と、読取後の原稿シートが排出される原稿排出トレイ２３とを含む。

読取ユニット２５は、装置本体１０の上面の自動原稿給送装置２０から自動給送される原稿シートの読取用の第１コンタクトガラス２４１、又は手置きされる原稿シートの読取用の第２コンタクトガラス２４２を通して、原稿シートの画像を光学的に読み取る。読取
ユニット２５内には、光源、移動キャリッジ、反射ミラー等を含む走査機構と、撮像素子とが収容されている（図略）。走査機構は、原稿シートに光を照射し、その反射光を撮像素子に導く。撮像素子は、前記反射光をアナログ電気信号に光電変換する。前記アナログ電気信号は、Ａ／Ｄ変換回路でデジタル電気信号に変換された後、画像形成部３０に入力される。

画像形成部３０は、フルカラーのトナー画像を生成しこれをシート上に転写する処理を行うもので、タンデムに配置されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の各トナー像を形成する４つのユニット３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋを含む画像形成ユニット３２と、該画像形成ユニット３２の上に隣接して配置された中間転写ユニット３３（転写部）と、中間転写ユニット３３上に配置されたトナー補給部３４とを含む。

各画像形成ユニット３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋは、感光体ドラム３２１（像担持体）と、この感光体ドラム３２１の周囲に配置された、帯電器３２２、露光器３２３、現像装置３２４、一次転写ローラー３２５及びクリーニング装置３２６とを含む。

感光体ドラム３２１は、その軸回りに回転し、その周面に静電潜像及びトナー像が形成される。帯電器３２２は、感光体ドラム３２１の表面を均一に帯電する。露光器３２３は、レーザー光源とミラーやレンズ等の光学系機器とを有し、感光体ドラム３２１の周面に、原稿画像の画像データに基づく光を照射して、静電潜像を形成する。

現像装置３２４は、感光体ドラム３２１上に形成された静電潜像を現像するために、感光体ドラム３２１の周面にトナーを供給する。一次転写ローラー３２５は、中間転写ユニット３３に備えられている中間転写ベルト３３１を挟んで感光体ドラム３２１とニップ部を形成し、感光体ドラム３２１上のトナー像を中間転写ベルト３３１上に一次転写する。クリーニング装置３２６は、クリーニングローラー等を有し、トナー像転写後の感光体ドラム３２１の周面を清掃する。

中間転写ユニット３３は、中間転写ベルト３３１、駆動ローラー３３２、従動ローラー３３３、テンションローラー３３４及びバックアップローラー３３６を備える。中間転写ベルト３３１は、これらローラー３３２、３３３、３３４、３３６及び一次転写ローラー３２５に架け渡された無端ベルトであって、該中間転写ベルト３３１の外周面には、複数の感光体ドラム３２１からトナー像が、同一箇所に重ねて転写される（一次転写）。

駆動ローラー３３２の周面に対向して、二次転写ローラー３５が配置されている。二次転写ローラー３５も導電性のローラーである。駆動ローラー３３２と二次転写ローラー３５とのニップ部は、中間転写ベルト３３１に重ね塗りされたフルカラーのトナー像をシートに転写する二次転写部３５Ａとなる。二次転写ローラー３５には、トナー像と逆極性の二次転写バイアス電位が印加され、駆動ローラー３３２は接地される。

トナー補給部３４は、イエロー用トナーコンテナ３４Ｙ、マゼンタ用トナーコンテナ３４Ｍ、シアン用トナーコンテナ３４Ｃ、及びブラック用トナーコンテナ３４Ｂｋを含む。これらトナーコンテナは、それぞれ各色のトナーを貯留するものであり、ＹＭＣＢｋ各色に対応する画像形成ユニット３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋの現像装置３２４に、図略の供給経路を通して各色のトナーを供給する。

給紙部４０は、画像形成処理が施されるシートを収容する２段の給紙カセット４０Ａ、４０Ｂ及び手差し給紙用の給紙トレイ４６を備える。これら給紙カセット４０Ａ、４０Ｂは、装置本体１０の前方から手前方向に引出可能である。給紙カセット４０Ａ、４０Ｂは、自動給紙用に設けられたカセットであるが、手差し給紙用の給紙トレイ４６は、その下端部において装置本体１０に対して開閉自在に取り付けられている。ユーザーは、手差し給紙を行う場合、図示の通り給紙トレイ４６を開き、その上にシートを載置する。

給紙カセット４０Ａ（４０Ｂ）は、複数のシートが積層されてなるシート束を収納するシート収容部４１と、前記シート束を給紙のためにリフトアップするリフト板４２とを備える。給紙カセット４０Ａ（４０Ｂ）の右端側の上部には、ピックアップローラー４３と、給紙ローラー４４とリタードローラー４５とのローラー対とが配置されている。ピックアップローラー４３及び給紙ローラー４４の駆動により、給紙カセット４０Ａ内のシート束の最上層のシートが１枚ずつ繰り出され、搬送経路５０の上流端へ搬入される。一方、給紙トレイ４６に載置されたシートは、同様にピックアップローラー４６１及び給紙ローラー４６２の駆動によって、搬送経路５０へ搬入される。

搬送経路５０は、給紙部４０から画像形成部３０を経由して定着装置６０の出口までシートを搬送する主搬送路５０Ａと、シートに対して両面印刷を行う場合に片面印刷されたシートを画像形成部３０に戻すための反転搬送路５０Ｂと、主搬送路５０Ａの下流端から反転搬送路５０Ｂの上流端へシートを向かわせるためのスイッチバック搬送路５０Ｃと、主搬送路５０Ａの下流端から装置本体１０の左側面１０Ｌに設けられたシート排出口１０Ｅまでシートを水平方向に搬送する水平搬送路５０Ｄとを含む。この水平搬送路５０Ｄの大半は、搬送ユニット５５の内部に備えられているシート搬送路で構成されている。

主搬送路５０Ａの、二次転写部３５Ａよりも上流側には、レジストローラー対５１が配置されている。主搬送路５０Ａを搬送されてきたシートは、停止状態のレジストローラー対５１に付き当たって一旦停止され、スキュー矯正が行われる。その後、画像転写のための所定のタイミングで、レジストローラー対５１が駆動モーター（図略）で回転駆動されることで、シートは二次転写部３５Ａに送り出される。この他、主搬送路５０Ａには、シートを搬送するための搬送ローラー対５２が複数配置されている。他の搬送路５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄも同様である。

搬送経路５０の最下流端には、排紙ローラー対５３が搬送ユニット５５の図１において左側に隣接して配置されている。排紙ローラー対５３は、装置本体１０に接続されて配置される図略の後処理装置に、シート排出口１０Ｅを通してシートを送り込む。なお、後処理装置が取り付けられない画像形成装置では、シート排出口１０Ｅの下方にシート排出トレイが設けられる。

搬送ユニット５５は、定着装置６０から搬出されるシートを、シート排出口１０Ｅまで搬送するユニットである。本実施形態の画像形成装置１では、定着装置６０が装置本体１０の右側面１０Ｒ側に配置され、シート排出口１０Ｅは、右側面１０Ｒと対向する装置本体１０の左側面１０Ｌ側に配置されている。従って、搬送ユニット５５は、装置本体１０の右側面１０Ｒから左側面１０Ｌに向けて、シートを水平方向に搬送する。

定着装置６０は、シートにトナー像を定着させる定着処理を施す誘導加熱方式の定着装置であって、加熱ローラー６１、定着ローラー６２、加圧ローラー６３（第２回転体）、定着ベルト６４（第１回転体）、誘導加熱ユニット６５及び搬送ローラー対６６を含む。

図２は、定着装置６０の内部構造を示す断面図、図３は、定着装置６０の断面斜視図、図４は、定着装置６０及びその周辺機器の分解斜視図である。以下、図２〜図４に基づいて、定着装置６０の詳細構造を説明する。定着装置６０は、定着ユニット６０Ｕとして装置本体１０に装着される。定着ユニット６０Ｕは、ハウジング６００を備える。ハウジング６００は、断面形状が略矩形状であり、定着処理を行うための部材を収容する。

加熱ローラー６１は、誘導加熱ユニット６５により誘導加熱されるローラーであって、例えば鉄やステンレス等の磁性金属からなり、その表面には例えばＰＦＡからなる離型層が形成されている。加熱ローラー６１は、回転軸６１Ｓを有し、該回転軸６１Ｓの軸回りに従動回転する。

定着ローラー６２及び加圧ローラー６３は、定着ベルト６４を挟んで周面同士が圧接され、定着ニップ部６０Ｎを形成するローラーである。二次転写部３５Ａにおいてトナー像が二次転写されたシートは、定着ニップ部６０Ｎを通過し、加熱及び加圧されることで、トナー像がシート表面に定着される。

定着ローラー６２は、弾性層を表層に有する弾性ローラーである。前記弾性層としては
、シリコンスポンジからなる弾性層を用いることができる。定着ローラー６２は、回転軸６２Ｓを有し、該回転軸６２Ｓの軸回りに従動回転する。

加圧ローラー６３は、定着ローラー６２を加圧し、定着ベルト６４との間で所定幅の定着ニップ部６０Ｎを形成するためのローラーである。表面にトナー像を担持するシートは、定着ニップ部６０Ｎを通過しながら、定着処理が施される。加圧ローラー６３の好ましい構成の一つは、鉄やアルミニウム等の金属芯材と、この芯材の上に形成されたシリコンゴム層と、シリコンゴム層の表面に形成されたフッ素樹脂層とを備える構成である。加圧ローラー６３は、定着ローラー６２の表層の硬度よりも高い表層の硬度を有しており、その内部にはハロゲンヒーター等の加熱エレメントが備えられている。加圧ローラー６３は、回転軸６３Ｓを有し、回転軸６３Ｓの軸回りに駆動回転される。

定着ベルト６４は、加熱ローラー６１と定着ローラー６２とに架け渡され、回転され、加熱ローラー６１と同様に誘導加熱ユニット６５により誘導加熱されるベルトである。定着ベルト６４は、誘導加熱ユニット６５に対向して配置される。この定着ベルト６４の内周面には、当該定着ベルト６４に張力を与えるためのテンションローラー６４１が当接されている。定着ベルト６４は、例えばニッケルのような強磁性材料からなる基材上に、シリコンゴム弾性層及びＰＦＡ離型層が順次形成されてなる。なお、定着ベルト６４に被加熱機能を具備させず単に加熱ローラー６１が発する熱のキャリアとする場合は、ポリイミド（ＰＩ）等の樹脂ベルトを用いることができる。

図３に模式的に示すように、加圧ローラー６３の回転軸６３Ｓには、装置本体１０側に備えられたモーターＭ（駆動機構）から、所定の減速機構を介して回転駆動力が入力される。加圧ローラー６３の回転により、加熱ローラー６１、定着ローラー６２、テンションローラー６４１及び定着ベルト６４は従動回転する。上述の通り、加圧ローラー６３の方が定着ローラー６２よりも高い硬度を有している。このため、回転駆動時においてローラー外周の周速度に変動が生じないという点で、モーターＭからの駆動入力には加圧ローラー６３の回転軸６３Ｓが適している。

誘導加熱ユニット６５は、定着処理に必要な熱を発生させるためのユニットであり、誘導加熱コイル６５１と、センターコア６５２、複数対のアーチコア６５３及び一対のサイドコア６５４からなるコア部材と、これらを収容するユニットハウジング６５０とを備える。誘導加熱ユニット６５は、ハウジング６００の左端部に収容されている。また、誘導加熱ユニット６５は、定着ベルト６４に対して水平方向において対向して配置されている。

誘導加熱コイル６５１は、加熱ローラー６１及び定着ベルト６４を誘導加熱するための磁束を発生するもので、加熱ローラー６１及び定着ベルト６４の断面視における円弧面に対向する仮想的な円弧面上に配置されている。誘導加熱コイル６５１は、左方から見た側面視で略楕円形状に周回された巻線である。誘導加熱コイル６５１の周回における長手方向は、定着ベルト６４の回転における軸方向に沿うように延設されている。センターコア６５２、複数対のアーチコア６５３及び一対のサイドコア６５４は、フェライト製のコア部材であり、加熱ローラー６１及び定着ベルト６４の一部を経由する磁路を形成するために配置されている。センターコア６５２は、誘導加熱コイル６５１に周囲を囲まれるように前後方向に延びるように配置されている。アーチコア６５３は、誘導加熱コイル６５１を左方から覆うように、かつ、センターコア６５２を上下方向に挟むように一対配置されている。なお、アーチコア６５３は前後方向に連続的に伸びる形状ではなく、図２、図６に示すようなアーチ形状からなる部材が、前後方向に間隔をおいて複数配置されている。このため、誘導加熱コイル６５１は、隣接するアーチコア６５３同士の間において部分的に左側に（後記のシールド６９側に）露出している。誘導加熱コイル６５１が発生した磁束が前記磁路を通過することで、加熱ローラー６１及び定着ベルト６４には渦電流が発生し、これに伴うジュール熱を発生することになる。

ユニットハウジング６５０は、上記の誘導加熱コイル６５１及びコア部材を保持するハウジング部材であって、加熱ローラー６１及び定着ベルト６４の一部が入り込む円弧状の凹部６５Ｈを備えている。誘導加熱ユニット６５のユニットハウジング６５０と定着ユニットのハウジング６００の側面（図３では左側面）とは位置決めされた状態で嵌合され、凹部６５Ｈの内周面と定着ベルト６４の表面との間には所定間隔のギャップが形成されている。

図２を参照して、搬送ローラー対６６は、定着ニップ部６０Ｎを通過したシートをハウジング６００の下流側の水平搬送路５０Ｄへ送り出すための搬送ローラー対である。搬送ローラー対６６は、ハウジング６００に回転自在に支持される第１搬送ローラー６６１と第２搬送ローラー６６２とからなる。第１搬送ローラー６６１は、回転駆動力が装置本体１０側から入力される駆動ローラーであり、第２搬送ローラー６６２は、第１搬送ローラー６６１の回転に伴って従動回転する従動ローラーである。第２搬送ローラー６６２は、シート搬送力を具備させるために、所定のニップ圧で第１搬送ローラー６６１に圧接されている。

定着ニップ部６０Ｎのシート搬送方向上流側には、定着ニップ部６０Ｎに向けて搬入されるシートを案内する一対のガイド部材６７１、６７２が配置されている。また、定着ニップ部６０Ｎのシート搬送方向下流側には、定着ニップ部６０Ｎから排出されるシートを搬送ローラー対６６に向けてシートを案内する一対のガイド部材６７３、６７４が配置されている。さらに、定着ニップ部６０Ｎのシート搬送方向下流側には、シートの通過を検知するためのアクチュエーター６７Ａが、揺動自在な状態で配置されている。

図２において、定着ローラー６２及び定着ベルト６４は反時計方向に回転し、加圧ローラー６３は時計方向に回転する。定着ニップ部６０Ｎよりも回転方向下流側において、定着ベルト６４の周面に対して分離プレート６７５が配置され、また加圧ローラー６３の周面に対して分離爪６７６が配置されている。これら分離プレート６７５及び分離爪６７６は、定着ベルト６４又は加圧ローラー６３の周面に巻き付こうとするシートを引き剥がすために配置されている。分離プレート６７５は、定着ローラー６２の軸方向に延びる板状の部材であり、その先端部と定着ベルト６４の周面との間には、微小な空間が設けられる。一方、分離爪６７６は、加圧ローラー６３の軸方向の幅が数ミリ程度の部材であり、その先端は加圧ローラー６３の周面に当接される。なお、分離プレート６７５は通紙幅に相当する長さを備える一枚の板部材であるのに対し、分離爪６７６は加圧ローラー６３の軸方向に所定間隔を置いて複数個配置されている。

図２および図３を参照して、ユニットハウジング６５０の背面には、シールド６９（シールド部材）が一体的に取り付けられている。シールド６９は、定着ベルト６４とは反対側で誘導加熱ユニット６５に対向し、定着ベルト６４の回転における軸方向に延設されている。シールド６９は、誘導加熱ユニット６５で発生された磁場が定着ユニット６０Ｕ外に漏れることを防止する。このシールド６９の背面には、装置本体１０の本体フレーム７０が配置されている。本体フレーム７０は、シールド６９と平行に前後方向に延設された板金フレームである。

本体フレーム７０とシールド６９との間には、冷却風（空気流）が流通可能な空間Ｄ（冷却風路）が備えられている。図４に示すように、本体フレーム７０の前側の端部に、装置本体１０側に備えられている本体冷却ダクト７１が連結されている。冷却風の流通経路の上流側の本体冷却ダクト７１には冷却ファン７３（空気流発生部）が組み付けられている。冷却ファン７３は、誘導加熱ユニット６５を冷却する空気流を発生するシロッコファンである。冷却ファン７３が駆動されることで空間Ｄの前端側に、後方に向かって冷却風が流入される。換言すれば、空間Ｄは、誘導加熱ユニット６５とは反対側において、シールド６９に沿って延設され冷却風が流通する風路である。

次に、図５および図６を参照して、本実施形態に係る定着装置６０のシールド６９について、更に詳述する。図５は、本実施形態に係る定着装置６０のシールド６９の斜視図である。図６は、定着装置６０のシールド６９の周辺の断面図である。図６は、定着ベルト６４の回転における軸方向と交差する断面視に相当する。

図５を参照して、シールド６９は、上下方向に所定の高さをもって前後方向に長く延設される板金部材からなる。シールド６９の上端部は前後方向に沿って右方向に約９０度屈曲されるとともに先端側は上方に屈曲されている。同様に、シールド６９の下端部も前後方向に沿って右方向に約９０度屈曲されるとともに先端側は下方に屈曲されている。このため、図６に示すように、断面視においてシールド６９は略コの字型形状を備える。また、シールド６９の前後の端縁部も右方向に屈曲されている。したがって、シールド６９は、誘導加熱ユニット６５を囲むように誘導加熱ユニット６５に対向して配置されている（図６）。

シールド６９は、対向面６９０と、流入口６９Ａと、流出口６９Ｂと、曲げ部６９Ｃ（切欠き面）とを備える。対向面６９０は、シールド６９のうち上下方向に沿って、かつ、前後方向に延設された面である。対向面６９０は、誘導加熱ユニット６５に対向して配置される。流入口６９Ａは、シールド６９の対向面６９０に開口され、定着ベルト６４の回転における軸方向（前後方向）に沿って間隔をおいて複数配置されている。流入口６９Ａは、対向面６９０の下端部に配置されている。また、これら複数の流入口６９Ａは、略同じ大きさおよび形状を備える。したがって、前後方向に隣接する複数の流入口６９Ａよりも上方の対向面６９０には、他の開口が形成されていない。流入口６９Ａは、空間Ｄから冷却風を誘導加熱ユニット６５に向けて流入させる機能を備える。複数の流入口６９Ａが前後方向に分布する最大範囲、すなわち最も前側の流入口６９Ａから最も後側の流入口６９Ａまでの幅は、定着ニップ部６０Ｎを通過するシートの最大シート幅よりも大きく設定されている。

本実施形態では、流入口６９Ａは、第１流入口６９Ａ１と、第２流入口６９Ａ２とを備える。第１流入口６９Ａ１は、流入口６９Ａのうち軸方向の中央部に分布される複数の流入口である。第２流入口６９Ａ２は、流入口６９Ａのうち軸方向の両端部に分布される複数の流入口である。図５に示すように、第２流入口６９Ａ２同士の前後方向の間隔は、第１流入口６９Ａ１同士の前後方向の間隔よりも狭く設定されている。

流出口６９Ｂは、シールド６９の上端側に開口された開口部である。本実施形態では、流出口６９Ｂは、シールド６９のうち上方に面する領域に形成されている。流出口６９Ｂも、流入口６９Ａと同様に、軸方向に間隔をおいて複数配置されている。流出口６９Ｂは、誘導加熱ユニット６５を通過した冷却風を定着装置６０の外側に流出させる機能を備える。

曲げ部６９Ｃは、前述の流入口６９Ａを形成するための対向面６９０の一部である。すなわち、それぞれの流入口６９Ａは、曲げ部６９Ｃが一辺を残して略矩形状に切り欠かれるとともに、前記一辺を支点として屈曲されることで形成される。本実施形態では、曲げ部６９Ｃは下端縁を支点として、対向面６９０よりも右側、すなわち、誘導加熱ユニット６５側に向かって屈曲されている。この際、図６に示すように、曲げ部６９Ｃが対向面６９０に対して屈曲される角度θは４５度に設定されている。

画像形成装置１において画像形成動作が開始されると、不図示の制御部から出力される制御信号によって、誘導加熱ユニット６５が加熱ローラー６１及び定着ベルト６４を加熱する。また、加熱ローラー６１、定着ローラー６２、加圧ローラー６３および定着ベルト６４がモーターＭ（図３）によってそれぞれ回転される。この際、冷却ファン７３が回転されることによって、シールド６９と本体フレーム７０との間の空間Ｄに冷却風が流通する。冷却風は空間Ｄに沿って後方に導かれる（図３、図４参照）。更に、冷却風は、シールド６９に開口された流入口６９Ａを介して、定着ユニット６０Ｕの内部に流入する（図６の矢印Ｄ６１）。そして、図６に示すように、シールド６９に対向して配置される誘導加熱ユニット６５が冷却風によって冷却される。

定着ベルト６４と加圧ローラー６３との間には、さまざまなサイズのシートが通過する。特に、小サイズのシートが連続して定着ニップ部６０Ｎを通過すると、軸方向の両端側のシート面が通過しない非通紙領域では、定着ベルト６４から熱が消費されないため定着ベルト６４自身の温度が上昇する。この結果、定着ベルト６４に対向する誘導加熱ユニット６５においても、軸方向の両端部の温度が上昇しやすくなる（端部過昇温）。このような場合であっても、本実施形態によれば、複数の流入口６９Ａのうち軸方向の端部における第２流入口６９Ａ２同士の間隔が、軸方向の中央部における第１流入口６９Ａ１同士の間隔よりも狭く設定されている。このため、軸方向の中央部よりも端部の方が、多くの冷却風が誘導加熱ユニット６５に流入する。この結果、誘導加熱ユニット６５の軸方向における温度分布を均一化することができる。また、略同じサイズからなる流入口６９Ａの間隔によって冷却風の流入量が調整されるため、流入口６９Ａ自体の開口面積が大きく変化される場合と比較して、誘導加熱ユニット６５からの磁場の漏れを抑制することができる。

また、本実施形態では、図６に示すように、誘導加熱ユニット６５とシールド６９の対向面６９０とは水平方向において対向して配置されている。このため、誘導加熱ユニット６５を冷却するための冷却風を流入口６９Ａから誘導加熱ユニット６５の下方部分に噴出させることができる。したがって、誘導加熱ユニット６５を冷却しながら冷却風が上昇気流として上方に導かれやすく、誘導加熱ユニット６５の上方部分を効果的に冷却することができる。そして、上昇気流となった冷却風は、流出口６９Ｂから速やかに誘導加熱ユニット６５から排気される（図６の矢印Ｄ６２）。このため、流入口６９Ａから再び新しい冷却風が流入されやすく、誘導加熱ユニット６５を効果的に冷却することができる。

また、本実施形態では、流入口６９Ａは、曲げ部６９Ｃが下端縁を支点として誘導加熱ユニット６５側に屈曲されることで形成されている。このため、曲げ部６９Ｃが冷却風を誘導加熱ユニット６５側にガイドするガイド部材として機能する（図６）。また、対向面６９０の下端部に開口された流入口６９Ａの下方部分を曲げ部６９Ｃが画定するため、曲げ部６９Ｃが誘導加熱ユニット６５に向かう冷却風の流れを妨げることが防止される。更に、パンチ加工などによって曲げ部６９Ｃが切り欠かれるとともに屈曲加工されることによって、簡易に流入口６９Ａを形成することができる。

以上、本発明の実施形態に係る定着装置１４およびこれを備えた画像形成装置１について説明した。本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることができる。

（１）上記実施形態では、加熱ローラー６１及び定着ベルト６４を備える定着ユニット６０Ｕを例示したが、これらが存在しないタイプの定着ユニットを用いても良い。具体的には、定着ローラー６２の外周に、定着ベルト６４と同様な磁性体で形成された円筒状ベルトが巻かれた構成である。この変形実施形態では、誘導加熱ユニット６５は、前記円筒状ベルトを誘導加熱することになる。

（２）上記の実施形態では、シールド６９が流入口６９Ａとして第１流入口６９Ａ１および第２流入口６９Ａ２を備える態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図７は、本発明の変形実施形態に係る定着装置のシールド部材の流入口の分布を示す模式図である。図７（ａ）では、先の実施形態に係る流入口６９Ａの代わりに、流入口６９Ｄが前後方向に分布して形成されている。流入口６９Ｄでは、流入口６９Ｄ同士の軸方向（前後方向）における間隔が、軸方向の中央部から端部に向かって段階的に縮小されている。すなわち、シートの前後方向における位置決めが中央部を基準に規制され、サイズの異なるシートＳ１、Ｓ２およびＳ３が定着ニップ部６０Ｎ（図２）を通過する。シートＳ１が定着ニップ部６０Ｎを通過する際、図７の領域Ａ１が通紙領域とされ、領域Ａ２およびＡ３が非通紙領域とされる。同様に、シートＳ２が定着ニップ部６０Ｎを通過する際、図７の領域Ａ１およびＡ２が通紙領域とされ、領域Ａ３が非通紙領域とされる。更に、シートＳ３が定着ニップ部６０Ｎを通過する際、図７の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３のすべてが通紙領域とされる。そして、図７（ａ）の流入口６９Ｄでは、領域Ａ１、Ａ２、Ａ３の順に、流入口６９Ｄ同士の間隔が狭く設定されている。このため、誘導加熱ユニット６５に流入する冷却風の流量を軸方向において段階的に変化させることができる。そして、このような構成においても、非通紙領域となりやすい領域Ａ２、Ａ３に対向した誘導加熱ユニット６５の両端部側を積極的に冷却することができる。また、流入口６９Ｄ同士の軸方向における間隔は、定着ニップ部６０Ｎを通過する異なるサイズのシートのシート幅に対応して段階的に設定されている。したがって、誘導加熱ユニット６５の軸方向における温度分布をより均一化することができる。

同様に、図７（ｂ）の流入口６９Ｅでは、図７（ａ）の流入口６９Ｄと比較して、領域Ａ１には流入口６９Ｅが形成されていない。領域Ａ１は、常に通紙領域となるため、シートによって定着ベルト６４の熱が消費される。このような構成においても、領域Ａ２、Ａ３に対向した誘導加熱ユニット６５の両端部側を積極的に冷却することができる。また、図７（ｃ）の流入口６９Ｆでは、流入口６９Ｆ同士の軸方向における間隔が、軸方向の中央部から端部に向かって連続的に縮小されている。このような場合、誘導加熱ユニットに流入する冷却風の流量を軸方向において連続的に変化させることができる。そして、領域Ａ２、Ａ３に対向した誘導加熱ユニット６５の両端部側を積極的に冷却することができる。

（３）また、上記の実施形態では、図６に示すように、曲げ部６９Ｃが対向面６９０に対して屈曲される角度θは４５度に設定される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。軸方向の端部において曲げ部６９Ｃが対向面６９０に対して屈曲される角度が、軸方向の中央部において曲げ部６９Ｃが対向面６９０に対して屈曲される角度よりも大きく設定されてもよい。この場合、軸方向の両端部では、流入口６９Ａから流入した冷却風は、誘導加熱ユニット６５に向かって積極的に流入される。一方、軸方向の中央部では、流入口６９Ａから流入した冷却風は、センターコア６５２と対向面６９０との間の空間を通過しながら流出口６９Ｂから排気される。このような構成においても、誘導加熱ユニット６５の軸方向の温度分布が均一に維持される。

（４）また、上記の実施形態では、空気流発生部としての冷却ファン７３がシロッコファンである態様にて説明した。この場合、空間Ｄ（冷却風路）の一端側から冷却風を流入させることができる。したがって、軸方向と交差する方向における定着装置６０のサイズが縮小される。なお、本発明はこれに限定されるものではない。図８は、本発明の変形実施形態に係る定着装置のシールド６９Ｒ（シールド部材）および冷却ファン７３Ｒ（空気流発生部）を示す斜視図である。本変形実施形態では、冷却ファン７３Ｒは、軸方向（前後方向）に沿って空間ＤＲ（冷却風路）に対向して配置され、軸方向と交差する方向から空間ＤＲに冷却風（空気流）を流入させるクロスフローファンである。このような場合、軸方向における定着装置のサイズが縮小されるとともに、軸方向に沿って流入口６９ＲＡに流入可能な冷却風の風量が安定して確保される。

１ 画像形成装置
１０ 装置本体
３０ 画像形成部
３２１ 感光体ドラム（像担持体）
３３ 中間転写ユニット（転写部）
６０ 定着装置
６００ ハウジング
６０Ｎ 定着ニップ部
６０Ｕ 定着ユニット
６１ 加熱ローラー
６２ 定着ローラー
６３ 加圧ローラー（第２回転体）
６４ 定着ベルト（第１回転体）
６５ 誘導加熱ユニット
６５０ ユニットハウジング
６５１ 誘導加熱コイル
６５２ センターコア
６５３ アーチコア
６５４ サイドコア
６９ シールド
６９０ 対向面
６９Ａ，６９ＲＡ 流入口
６９Ａ１ 第１流入口
６９Ａ２ 第２流入口
６９Ｂ 流出口
６９Ｃ 曲げ部（切欠き面）
７０ 本体フレーム
７３，７３Ｒ 冷却ファン（空気流発生部）
Ｄ，ＤＲ 空間（冷却風路）

Claims (12)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに収容される誘導加熱ユニットと、
   前記誘導加熱ユニットに対向して配置され、回転され、前記誘導加熱ユニットによって誘導加熱される第１回転体と、
   回転され、トナー像を担持するシートが通過するニップ部を前記第１回転体との間で形成する第２回転体と、
   前記第１回転体とは反対側で前記誘導加熱ユニットに対向し、前記第１回転体の回転における軸方向に延設されるシールド部材と、
   前記誘導加熱ユニットを冷却する空気流を発生する空気流発生部と、
   前記誘導加熱ユニットとは反対側において、前記シールド部材に沿って延設され、前記空気流が流通する冷却風路と、
   前記シールド部材に開口され、前記軸方向に沿って間隔をおいて複数配置され、前記冷却風路から前記空気流を前記誘導加熱ユニットに向けて流入させる流入口と、
   を有し、
   前記複数の流入口のうち前記軸方向の端部における前記流入口同士の間隔が、前記軸方向の中央部における前記流入口同士の間隔よりも狭く設定されていることを特徴とする定着装置。
2. 前記流入口同士の前記軸方向における間隔が、前記軸方向の中央部から端部に向かって連続的に縮小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。
3. 前記流入口同士の前記軸方向における間隔が、前記軸方向の中央部から端部に向かって段階的に縮小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。
4. 前記流入口同士の前記軸方向における間隔は、前記ニップ部を通過する異なるサイズのシートのシート幅に対応して段階的に設定されていることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記シールド部材は前記誘導加熱ユニットに対向する対向面を備え、
   前記流入口は前記対向面の一部である切欠き面が一辺を残して切り欠かれるとともに、前記一辺を支点として屈曲されることで形成されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の定着装置。
6. 前記誘導加熱ユニットと前記第１回転体とは水平方向において対向して配置され、
   前記シールド部材は、上下方向に沿って延設され、
   前記複数の流入口は、前記シールド部材の下端側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の定着装置。
7. 前記誘導加熱ユニットと前記第１回転体とは水平方向において対向して配置され、
   前記シールド部材の前記対向面は、上下方向に沿って延設され、
   前記複数の流入口は、前記対向面の下端側に配置され、
   前記流入口は、前記切欠き面が下端縁を支点として前記誘導加熱ユニット側に屈曲されることで形成されることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
8. 前記軸方向の端部において前記切欠き面が前記対向面に対して屈曲される角度が、前記軸方向の中央部において前記切欠き面が前記対向面に対して屈曲される角度よりも大きいことを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
9. 前記シールド部材の上端側に開口され、前記誘導加熱ユニットを通過した前記空気流を流出させる流出口を更に有することを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項に記載の定着装置。
10. 前記空気流発生部は、前記冷却風路の前記軸方向の一端側から前記冷却風路に前記空気流を流入させるシロッコファンであることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の定着装置。
11. 前記空気流発生部は、前記軸方向に沿って前記冷却風路に対向して配置され、前記軸方向と交差する方向から前記冷却風路に前記空気流を流入させるクロスフローファンであることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の定着装置。
12. 表面にトナー像が形成される像担持体と、
    前記トナー像をシート上に転写する転写部と、
    請求項１乃至１１の何れか１項に記載の定着装置と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
    

Images