JP5124291B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー画像を担持した用紙を加熱したローラ対や加熱ベルトとローラとのニップ間に通しながら、未定着トナーを加熱溶融させて用紙に定着させる定着ユニットを備えた画像形成装置に関するものである。

この種の画像形成装置においては近年、定着ユニットでのウォームアップ時間の短縮や省エネルギー等の要望から、熱容量を少なく設定できるベルト方式が注目されている（例えば、特許文献１参照。）。また近年、急速加熱や高効率加熱の可能性をもった電磁誘導加熱方式（ＩＨ）が注目されており、カラー画像を定着させる際の省エネルギー化の観点から、電磁誘導加熱をベルト方式と組み合わせたものが多数製品化されている。ベルト方式と電磁誘導加熱とを組み合わせる場合、コイルのレイアウト及び冷却の容易さ、さらにはベルトを直接加熱できるメリット等から、ベルトの外側に電磁誘導器具を配置するケースが多く採用されている（いわゆる外包ＩＨ）。

上記の電磁誘導加熱方式においては、定着ユニットに通紙される用紙サイズの幅（通紙幅）に合わせて、非通紙域での過昇温を防止するために各種の技術が開発されており、特に外包ＩＨにおけるサイズ切り替え手段として以下の先行技術がある（例えば、特許文献２，３参照）。

第１の先行技術（特許文献２）は、磁性部材を複数に分割して通紙幅方向に並べておき、通紙する用紙サイズ（通紙幅）に合わせて、磁性部材の一部を励磁コイルに対して離接させるものである。この場合、非通紙域では磁性部材を励磁コイルから離隔させることで発熱効率が下がり、最小通紙幅の用紙に対応する領域よりも発熱量が小さくなると考えられる。

また第２の先行技術（特許文献３）は、発熱ローラの内部で最小通紙幅の外側に別の導電性部材を配置し、この導電性部材の位置を磁界の範囲内又は範囲外に切り替えるものである。この先行技術では、先ず導電性部材を磁界の範囲外に位置させて発熱ローラを電磁誘導加熱しておき、発熱ローラが昇温によってキュリー温度近傍まで上昇すると、導電性部材を磁界の範囲内に移動させることで、最小通紙幅の外側で発熱ローラから磁束を漏れさせて過昇温を防止する。
特開平６−３１８００１号公報 特開２００３−１０７９４１号公報（図２、図３） 特許第３５２７４４２号公報（図１０）

しかしながら、第１の先行技術は磁性部材の可動範囲が大きく、それだけ余計なスペースを必要とするため、装置全体を不用意に大型化させるという問題がある。一方、第２の先行技術は、発熱ローラ内部にサイズ切り替え用の部材を配置している分、省スペース化が可能である。しかしながら、発熱ローラ内部は高温環境であり、そこに何らかの部材を配置する場合はキュリー温度を高く設定する必要がある上、なにより熱容量の大きな部材はウォームアップタイムを長引かせるという問題がある。

そこで本発明は、加熱部材の内部に配置する部材を削減して低熱容量化を図り、ウォームアップタイムを削減するとともに省スペース化を実現できる技術を提供するものである。

本発明は、画像形成部でトナー画像が転写された用紙を加熱部材と加圧部材との間に挟み込んで搬送し、この搬送過程で、少なくとも加熱部材からの熱によりトナー画像を用紙に定着させる定着ユニットを備えた画像形成装置である。特にその定着ユニットは、加熱部材を誘導加熱するための磁界を発生させるコイルと、コイルの周囲にて磁路を形成するべく磁性材料で構成された固定コアと、コイルによる磁界の発生方向でみて固定コアと加熱部材との間に設けられ、固定コアとともに磁路を形成するべく磁性材料で構成された可動コアと、可動コアを内包するべく外面に沿って設けられ、コイルの発生させる磁界内で磁気を遮蔽するリング形状の非磁性金属で構成された遮蔽部材と、遮蔽部材による磁気の遮蔽時にはそのリング内を磁気が貫通する遮蔽位置に移動させ、磁気を遮蔽しない退避時にはリング外を磁気が通過する退避位置に移動させる磁気遮蔽手段とを備えている。
また、磁気遮蔽手段は、遮蔽部材による磁気の遮蔽時にはそのリング内を磁気が貫通する遮蔽位置に移動させることによりリング内で周方向に発生する誘導電流から磁界の貫通する方向と逆向きの反磁界を発生させてリング内の全面で磁気を遮蔽し、磁気を遮蔽しない退避時にはリング内を双方向に磁界が通過することでリング内に誘導電流が生じることなく前記反磁界を発生させない退避位置に移動させることもできる。

上記のように本発明では、コイルで発生させた磁界により加熱部材を誘導加熱してトナー画像の加熱溶融を行うため、コイルを例えば加熱部材の外側に配置して外包ＩＨ方式を採用した場合、加熱部材の内側には特段の部材を設ける必要がない。また固定コアは、コイルの発生させる磁界を導く磁路を形成するためにコイルの周囲に配置されており、可動コアも固定コアと加熱部材との間に設けられているだけであり、さらに磁気の遮蔽を行う遮蔽部材が可動コアを内包しているので、遮蔽部材をコアと別の位置に配置する必要がなく、その分、全体として占めるスペースが不用意に大型化することはない。

特に本発明では、可動コアを内包した遮蔽部材を退避位置に移動させると、コイルの発生させる磁界が固定コア、可動コアに導かれて加熱部材に渦電流を発生させて磁気誘導加熱を行う。一方、遮蔽部材を遮蔽位置に移動させると、磁路内の磁気抵抗が増大して磁界強度が低下し、加熱部材の発熱量を低減させることができる。したがって、加熱部材の発熱量の調整に際してコアを加熱部材から離隔させる必要がなく、それだけ省スペース化が図られる。また、外包ＩＨの構成を採用した場合は加熱部材の内側に磁気誘導用のコアや磁界調整用の導電性部材を設ける必要がないので、熱容量の増加を抑えてウォームアップタイムの削減に寄与することができる。

さらに、本発明で採用している遮蔽部材には以下のメリットがある。すなわち、遮蔽部材はリング形状をしているため、そのリングの内側の面に垂直な磁界（錯交磁束）が貫通すると、リング周方向に誘導電流が発生し、そこから貫通磁界と逆向きの反磁界を発生させる。この反磁界がリングの内側を垂直方向に貫通する磁界（錯交磁束）をキャンセルすることで、遮蔽部材は磁気を遮蔽することができる。その一方で、リングの内側を磁界が双方向に行き交って通過したり、Ｕターンするように通過したりする場合は誘導電流が発生せず、磁気の遮蔽効果を発揮しない。

本発明の発明者等は、上記のような遮蔽部材の性質に着目し、遮蔽位置ではリング内を磁気が貫通する配置とすることで磁気の遮蔽効果を発生させる一方、退避位置ではリング内を磁気が通過しない配置とすることで磁気の通過を許容することができる省スペース型の機構に想到したものである。

なお磁気遮蔽手段は、可動コアを磁界の通過方向に対して交差した軸線周りに回転させることで遮蔽部材を移動させることができる。すなわち、本発明では遮蔽部材が可動コアを内包する構造であるため、可動コアを回転させるだけで遮蔽部材を遮蔽位置や退避位置へ自在に移動させることができる。このため遮蔽部材を移動させる機構が簡素化され、より省スペース化に寄与することができる。

また加熱部材は、定着ユニットにより搬送される用紙の最大通紙領域にわたってコイルにより誘導加熱されるものであり、可動コアは、加熱部材の幅方向でみた全域で磁路を形成するべく軸線方向に延びており、遮蔽部材は、可動コアの軸線方向でみて、定着ユニットにより搬送される用紙の最小通紙領域の外側に設けられていることが好ましい。

このような構成により、用紙サイズに合わせて磁気遮蔽手段により可動コアを回転させ、遮蔽部材を移動させて遮蔽位置と退避位置とに切り替えれば、最小通紙領域の外側を加熱する必要がない場合に加熱部材等の過昇温を防止することができる。

また可動コアの回転方向でみて、その外周長に占める遮蔽部材のリング幅の割合を被覆率としたとき、この被覆率が軸線方向に異なり、かつ、最小通紙領域の近傍では被覆率が比較的小さく設定されていることが好ましい。

上記の構成であれば、遮蔽部材を遮蔽位置に移動させたとき、その被覆率の小さいところでは磁気の遮蔽量がそれだけ小さくなり、逆に被覆率の大きいところでは磁気の遮蔽量がそれだけ大きくなる。このように、被覆率を可動コアの軸線方向に異ならせて設定することで、磁気の遮蔽量を軸線方向（通紙幅方向）に変化させることができる。特に、軸線方向で被覆率が段階的又は無段階に異なっていれば、可動コアの回転角を細かく調整することで、加熱部材を誘導加熱する範囲を段階的又は無段階に変更することができる。

上記の遮蔽部材は、外周部分を共通とした１つの角リング形状をなし、その内部が加熱部材の長手方向でみて複数に分割されている形態である。

上記のように遮蔽部材は、リングの内側の範囲内で磁気遮蔽効果を発揮するものであるから、遮蔽部材を複数のリング部分に分割して構成すれば、磁気遮蔽効果を発生させるリングを組み合わせることで、いろいろなサイズの用紙に対応することができる。

本発明は外包ＩＨ方式を採用する。すなわち、コイルが加熱部材の外面に沿って配置されており、かつ、コイルの中心を挟んで両側に固定コアが分割して配置されている。そして可動コアは、両側の固定コアを経てコイルの中心に磁路が合流する位置に設けられている構成である。この場合、可動コアが磁路の中心に位置することになるため、１つの可動コアで効率的に磁気の遮蔽や通過を切り替えることができる。

また本発明においては、各種部材について以下の具体的な形状と幾何学的なパラメータを規定することができる。

（１）加熱部材は、少なくとも円弧状の外面を有するものである。またコイルは、加熱部材の円弧状の外面に沿ってその外側に仮想的に形成される同心の円弧面上に配置されている。可動コアは、軸線を中心とした円筒形状又は円柱形状をなしている。そして遮蔽部材は、可動コアの外面に沿って円弧状に湾曲した形状をなしている。この場合において、コイルが配置された仮想的な円弧面の曲率半径をｒ１とし、遮蔽部材が遮蔽位置に切り替えられた状態で、加熱部材が有する円弧状の外面の曲率中心から遮蔽部材の外面までの最短距離をｒ２としたとき、ｒ１＞ｒ２の関係が成り立つことを本発明の条件とすることができる。

上記（１）の条件を設定することにより、遮蔽位置では遮蔽部材をコイルよりも近接して位置付けることができるので、遮蔽部材を遮蔽位置に移動させたときに磁気の遮蔽をより確実に行うことができる。

（２）またコイルが配置された仮想的な円弧面は、遮蔽部材が遮蔽位置に移動した状態で、可動コアの周方向でみた遮蔽部材の端点の近傍位置にあることを条件としてもよい。

上記（２）の条件を設定することにより、遮蔽位置で遮蔽部材をコイルに近接して位置付けることができるので、遮蔽部材による遮蔽効果を良好に発揮させることができる。

（３）また本発明において、固定コアは、遮蔽部材が退避位置に移動した状態で、可動コアの周方向でみた遮蔽部材の端点の位置よりも加熱部材に近い位置にあることを条件とする。

上記（３）の条件を設定することで、遮蔽部材を退避位置に移動させたときに固定コアから流出する磁界（磁束）が遮蔽部材によって遮蔽されることがなく、上記（２）の条件と合わせて良好なウォームアップ環境を実現することに寄与できる。

なお遮蔽部材は、銅を材料として構成されていることが望ましい。銅は電気抵抗が小さく、透磁率が低いため、これを遮蔽部材に用いることで良好な磁気遮蔽効果を発揮することができる。

また遮蔽部材は、厚みが０．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲内である非磁性金属で構成されていることが望ましい。すなわち、遮蔽部材は、自己のジュール発熱を抑制して効率よく磁気を遮蔽するため、なるべく部材の固有抵抗（電気抵抗）を小さくする必要がある。上記の厚みであれば、遮蔽部材の固有抵抗を充分に小さくすることで良好な導電性を確保し、充分な磁気遮蔽効果を得ることができるし、遮蔽部材の軽量化を図ることができる。

また本発明において、コイルが加熱部材を外包するべく外側に配置された構成であり、かつ、遮蔽部材を含む磁気遮蔽手段が加熱部材の内側に配置されている構成であってもよい。

この場合も同様に、遮蔽部材を加熱部材の内側で遮蔽位置と退避位置とに移動させることにより、磁気の遮蔽効果を発揮させ、また遮蔽を行わない場合は良好なウォームアップ環境を実現することができる。

本発明の画像形成装置は、外包ＩＨ方式を採用した場合に加熱部材の内部に磁気遮蔽用の機構を設ける必要がなく、それだけ低熱容量化できるので、定着ユニットのウォームアップタイム削減を実現することができる。また、外包ＩＨであっても可動物は可動コアだけであるため、全体として可動範囲を小さくすることができ、それだけ定着ユニット、ひいては画像形成装置全体の小型化を図ることができる。また、外包ＩＨ方式で加熱部材の内部に磁気遮蔽用の機構を設けた場合であっても、コイル等は加熱部材の外部に配置されているため、やはり熱容量を抑えることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、一実施形態の画像形成装置１の構成を示した概略図である。画像形成装置１は、例えば外部から入力された画像情報に基づいて印刷用紙等の印刷媒体の表面にトナー画像を転写して印刷を行うプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、それらの機能を併せ持つ複合機等としての形態をとることができる。

図１に示される画像形成装置１は、例えばタンデム型のカラープリンタである。この画像形成装置１は、内部で用紙にカラー画像を形成（プリント）する四角箱状の装置本体２を備え、この装置本体２の上面部には、カラー画像が印刷された用紙を排出するための用紙排出部（排出トレイ）３が設けられている。

装置本体２内において、その下部には、用紙を収納する給紙カセット５が配設されている。また装置本体２内の中央部には、手差しの用紙を供給するスタックトレイ６が配設されている。そして装置本体２の上部には画像形成部７が設けられており、この画像形成部７は、装置外部から送信されてくる文字や絵柄などの画像データに基づいて用紙に画像を形成する。

図１中でみて装置本体２の左部には、給紙カセット５から繰り出された用紙を画像形成部７に搬送する第１の搬送路９が配設されており、右部から左部にかけては、スタックトレイ６から繰り出された用紙を画像形成部７に搬送する第２の搬送路１０が配設されている。また装置本体２内の左上部には、画像形成部７で画像が形成された用紙に対して定着処理を行う定着ユニット１４と、定着処理の行われた用紙を用紙排出部３に搬送する第３の搬送路１１とが配設されている。

給紙カセット５は、装置本体２の外部（例えば図１中の手前側）に引き出すことにより用紙の補充を可能にする。この給紙カセット５は収納部１６を備えており、この収納部１６には、給紙方向のサイズが異なる少なくとも２種類の用紙を選択的に収納可能である。なお収納部１６に収納されている用紙は、給紙ローラ１７及び捌きローラ１８により１枚ずつ第１の搬送路９側に繰り出される。

スタックトレイ６は、装置本体２の外面にて開閉可能であり、その手差し部１９には手差し用の用紙が１枚ずつ載置されるか、又は複数枚が積載される。なお、手差し部１９に載置された用紙はピックアップローラ２０及び捌きローラ２１により１枚ずつ第２の搬送路１０側に繰り出される。

第１の搬送路９と第２の搬送路１０とはレジストローラ２２の手前で合流しおり、レジストローラ２２に供給された用紙はここで一旦待機し、スキュー調整とタイミング調整を行った後、二次転写部２３に向けて送出される。送出された用紙には、二次転写部２３で中間転写ベルト４０上のフルカラーのトナー画像が用紙に二次転写される。この後、定着ユニット１４でトナー画像が定着された用紙は、必要に応じて第４の搬送路１２で反転され、最初とは反対側の面にも二次転写部２３でフルカラーのトナー画像が二次転写される。そして、反対面のトナー画像が定着ユニット１４で定着された後、第３の搬送路１１を通って排出ローラ２４により用紙排出部３に排出される。

画像形成部７は、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の各トナー画像を形成する４つの画像形成ユニット２６〜２９を備える他、これら画像形成ユニット２６〜２９で形成した各色別のトナー画像を合成して担持する中間転写部３０を備えている。

各画像形成ユニット２６〜２９は、感光体ドラム３２と、感光体ドラム３２の周面に対向して配設された帯電部３３と、帯電部３３の下流側であって感光体ドラム３２の周面上の特定位置にレーザビームを照射するレーザ走査ユニット３４と、レーザ走査ユニット３４からのレーザビーム照射位置の下流側であって感光体ドラム３２の周面に対向して配設された現像部３５と、現像部３５の下流側であって感光体ドラム３２の周面に対向して配設されたクリーニング部３６とを備えている。

なお、各画像形成ユニット２６〜２９の感光体ドラム３２は、図示しない駆動モータにより図中の反時計回り方向に回転する。また、各画像形成ユニット２６〜２９の現像部３５には、各トナーボックス５１にブラックトナー、イエロートナー、シアントナー及びマゼンタトナーがそれぞれ収納されている。

中間転写部３０は、画像形成ユニット２６の近傍位置に配設された後ローラ（駆動ローラ）３８と、画像形成ユニット２９の近傍位置に配設された前ローラ（従動ローラ）３９と、後ローラ３８と前ローラ３９とに跨って配設された中間転写ベルト４０と、各画像形成ユニット２６〜２９の感光体ドラム３２における現像部３５の下流側の位置に中間転写ベルト４０を介して圧接可能に配設された４つの転写ローラ４１とを備えている。

この中間転写部３０では、各画像形成ユニット２６〜２９の転写ローラ４１の位置で、中間転写ベルト４０上に各色別のトナー画像がそれぞれ重ね合わせて転写されて、最後にはフルカラーのトナー画像となる。

第１の搬送路９は、給紙カセット５から繰り出されてきた用紙を中間転写部３０側に搬送するものであり、装置本体２内で所定の位置に配設された複数の搬送ローラ４３と、中間転写部３０の手前に配設され、画像形成部７における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取るためのレジストローラ２２とを備えている。

定着ユニット１４は、画像形成部７でトナー画像が転写された用紙を加熱及び加圧することにより、未定着トナー画像を用紙に定着させる処理を行うものである。定着ユニット１４は、例えば加熱式の加圧ローラ４４と定着ローラ４５からなるローラ対を備え、このうち加圧ローラ４４が例えば金属製であり、定着ローラ４５が金属製の芯材と弾性体の表層（例えば、シリコンスポンジ）及び離型層（例えば、ＰＦＡ）を有するものである。また定着ローラ４５に隣接してヒートローラ４６が設けられており、このヒートローラ４６と定着ローラ４５には加熱ベルト４８が掛け回されている。なお、定着ユニット１４の詳細な構造についてはさらに後述する。

用紙の搬送方向でみて、定着ユニット１４の上流側及び下流側にはそれぞれ搬送路４７が設けられており、中間転写部３０を通って搬送されてきた用紙は上流側の搬送路４７を通じて加圧ローラ４４と定着ローラ４５との間のニップに導入される。そして、加圧ローラ４４及び定着ローラ４５間を通過した用紙は下流側の搬送路４７を通じて第３の搬送路１１に案内される。

第３の搬送路１１は、定着ユニット１４で定着処理の行われた用紙を用紙排出部３に搬送する。このため第３の搬送路１１には、適宜位置に搬送ローラ４９が配設されるとともに、その出口には上記の排出ローラ２４が配設されている。

〔定着ユニットの詳細〕
次に、本実施形態の画像形成装置１に適用された定着ユニット１４の詳細について説明する。

図２は、定着ユニット１４の構造例を示す縦断面図である。なお図２では、画像形成装置１に実装した状態から向きを約９０°反時計回りに転回させて示している。したがって、図１中でみて下方から上方への用紙搬送方向は、図２でみると右方から左方となる。なお、装置本体２がより大型（複合機等）である場合、図２に示される向きで実装されることもある。

定着ユニット１４は、上記のように加圧ローラ４４、定着ローラ４５、ヒートローラ４６及び加熱ベルト４８を備えている。上記のように加圧ローラ４４が金属製であるのに対し、定着ローラ４５が表層にシリコンスポンジの弾性層を有することから、加熱ベルト４８と定着ローラ４５との間にはフラットニップが形成されている。なお加圧ローラ４４の内側には、ハロゲンヒータ４４ａが設けられている。加熱ベルト４８は基材が強磁性材料（例えばＮｉ）であり、その表層に薄膜の弾性層（例えばシリコンゴム）が形成され、その外面には離型層（例えばＰＦＡ）が形成されている。ヒートローラ４６は芯金が磁性金属（例えばＦｅ）であり、その表面には離型層（例えばＰＦＡ）が形成されている。

この他に定着ユニット１４は、ヒートローラ４６及び加熱ベルト４８の外側にＩＨコイルユニット５０を備えている（図１には示されていない）。ＩＨコイルユニット５０は、誘導加熱コイル５２をはじめ一対のアーチコア５４、同じく一対のサイドコア５６及びセンタコア５８から構成されている。

〔コイル〕
図２の例では、ヒートローラ４６及び加熱ベルト４８の円弧状の部分で誘導加熱を行うため、誘導加熱コイル５２は円弧状の外面に沿う仮想的な円弧面上に配置されている。実際には、ヒートローラ４６及び加熱ベルト４８の外側に例えば図示しない樹脂カバーが配置されており、この樹脂カバー上に誘導加熱コイル５２が巻線状に配置される構成である。

〔固定コア〕
図２でみてセンタコア５８は中央に位置し、その両側で対をなすように上記のアーチコア５４及びサイドコア５６が配置されている。このうち両側のアーチコア５４は、互いに対称をなす断面アーチ形に成形されたフェライト製コア（固定コア）であり、それぞれ全長は誘導加熱コイル５２の巻線領域よりも長い。また両側のサイドコア５６は、ブロック形状に成形されたフェライト製のコア（固定コア）である。両側のサイドコア５６は各アーチコア５４の一端（図２では下端）に連結して設けられており、これらサイドコア５６は誘導加熱コイル５２の巻線領域の外側を覆っている。アーチコア５４及びサイドコア５６は、例えばヒートローラ４６の長手方向に間隔をおいて複数箇所に配置されている。コア５４，５６の配置は、例えば誘導加熱コイル５２の磁束密度（磁界強度）分布に合わせて決定されている。

なお図２の例では、ヒートローラ４６の内側にサーミスタ６２（サーモスタットでもよい）が設置されている。サーミスタ６２は、ヒートローラ４６の特に誘導加熱による発熱量の大きい箇所の内側に配置することができる。

〔可動コア〕
センタコア５８は、例えば断面円筒形状をなすフェライト製コア（可動コア）である。センタコア５８はヒートローラ４６と略同様に、用紙の最大通紙幅に対応するだけの長さを有している。図２には示されていないが、センタコア５８は図示しない回転機構に連結されており、この回転機構により長手方向の軸線回りに回転可能となっている。

〔遮蔽部材〕
またセンタコア５８には、その外面に沿って遮蔽部材６０が取り付けられている。遮蔽部材６０は薄板の周縁部だけを残して内側を打ち抜いたリング形状をなしており、全体的に円弧状に湾曲して形成されている。なお遮蔽部材６０は例えば図示のようにセンタコア５８の肉厚部分に埋め込んだ状態に設置されていてもよいし、センタコア５８の外面に貼り付けた状態で設置されていていてもよい。遮蔽部材６０の貼り付けは、例えばシリコン系接着剤を用いて行うことができる。

遮蔽部材６０の構成としては、非磁性かつ良導電部材が好ましく、例えば無酸素銅などが用いられる。遮蔽部材６０はそのリング内を垂直な磁界が貫通することによる誘導電流で逆磁界を発生させ、錯交磁束（垂直な貫通磁界）をキャンセルすることで遮蔽する。また、良導電性部材を用いることで誘導電流によるジュール発熱を抑制し、効率よく磁界を遮蔽することができる。導電性を向上するには、例えば（１）なるべく固有抵抗の小さい材料を選定すること、（２）部材の厚みを厚くすること、等の方法が有効である。具体的には、遮蔽部材６０の板厚は０．５ｍｍ以上が好ましく、本実施形態では例えば１ｍｍのものを用いている。

〔磁気遮蔽手段〕
図２に示されるように遮蔽部材６０が加熱ベルト４８の表面に近接する位置（遮蔽位置）にあると、誘導加熱コイル５２の周囲で磁気抵抗が増大して磁界強度が低下する。一方、図２に示される状態からセンタコア５８が１８０°回転（方向は特に限定しない）し、遮蔽部材６０が加熱ベルト４８から最も離隔した位置（退避位置）に移動すると、誘導加熱コイル５２の周囲で磁気抵抗が低下し、センタコア５８を中心として両側のアーチコア５４及びサイドコア５６を通じて磁路が形成され、加熱ベルト４８やヒートローラ４６に磁界が作用する。

〔構造例（１）〕
図３は、遮蔽部材６０の構造例（１）を示す斜視図である。上記のように、遮蔽部材６０は全体として矩形リング形状をなしており、その四辺は幅方向で対向する一対の直線部６０ａ及び長手方向で対向する一対の円弧部６０ｂで構成されている。この例では、センタコア５８の一端部（最小通紙領域の外側）に遮蔽部材６０が配置されている。また、図示されていないセンタコア５８の他端部にも同じく遮蔽部材６０が配置されている。

〔磁気遮蔽効果の原理〕
図４は、遮蔽部材６０による磁気遮蔽効果の原理を説明するための概念図である。なお図４中、遮蔽部材６０は単なるワイヤモデルとして簡略化されている。

図４中（Ａ）：リング形状の遮蔽部材６０に対し、そのリング面（仮想的な平面）を垂直方向（一方向）に貫通磁界（錯交磁束）が発生すると、それによって遮蔽部材６０の周方向に誘導電流が生じる。すると、電磁誘導によって貫通磁界と逆向きの磁界（反磁界）が発生するので、これらが互いに打ち消しあい、磁界をキャンセルする。本実施形態では、この磁界のキャンセル効果を用いて磁気を遮蔽するものである。

図４中（Ｂ）：上段に示されているように、リング形状の遮蔽部材６０に対し、そのリング面に双方向に貫通磁界が発生し、このとき錯交磁束の総和が概ね差し引き０（±０）の場合を想定する。この場合、遮蔽部材６０にはほとんど誘導電流が発生しない。したがって、遮蔽部材６０はほとんど磁界のキャンセル効果を発揮せず、双方向への磁界は遮蔽部材６０を素通りする。これは、下段に示されるように遮蔽部材６０の内側をＵターンする方向に磁界が通過した場合も同様となる。なお本実施形態では、磁界がどの方向にも貫通しない位置に遮蔽部材６０を退避させることで磁界を通過させている。

図４中（Ｃ）：リング形状の遮蔽部材６０に対し、そのリング面と略平行に磁界（錯交磁束）が発生した場合である。この場合も同様に、遮蔽部材６０には誘導電流がほとんど発生せず、したがって磁界のキャンセル効果も発生しない。本実施形態では採用していないが、主に先行技術で用いられている退避の手法である。ただし、誘導加熱コイル５２の周囲でこのような磁界環境を得るには遮蔽部材６０を大きく変位させる必要があり、それだけ可動スペースが大きくなる。

本発明の発明者等は、構造例（１）では図４中（Ａ）によって磁気遮蔽の効果が得られる点に着目し、遮蔽部材６０を遮蔽位置と退避位置とに変位させることで最適な磁気の遮蔽を行っている。

〔構造例（２）〕
また図５は、遮蔽部材６０の構造例（２）を示す図である。図５中（Ａ）が上記の遮蔽位置に対応し、図５中（Ｂ）が退避位置に対応する。また、図５中（Ａ），（Ｂ）は、それぞれセンタコア５８の側面図及び平面図を表したものである。なお図中、センタコア５８の外面には網点を施している。

上記のように、センタコア５８は用紙の最大通紙幅Ｗ２と略同等か、それよりも長い全長を有している。このとき、遮蔽部材６０はセンタコア５８の長手方向で２つに分割されており、これらが互いに対称の形状となっている。各遮蔽部材６０は、図５中（Ｂ）に示されているように全体の外形が平面視で台形状をなしており、センタコア５８の中央に近い位置では、その周方向でみた遮蔽部材６０の長さ（リング幅）が最も短く、そこから遮蔽部材６０は、センタコア５８の両側端に向かって次第に周方向の長さ（リング幅）が拡張されている。

特に、構造例（２）の遮蔽部材６０は全体として１つの角リング形状をなし、その内部が複数の円弧部６０ｂによって複数のリングに分割されている。このような構造の場合、分割された個々のリングを用いて遮蔽効果を発揮させることができるので、いろいろなサイズの用紙に対応することができる。

また遮蔽部材６０は、通紙方向と直交する最小通紙幅Ｗ１の両外側に設けられており、最小通紙幅Ｗ１の範囲内には僅かしか遮蔽部材６０が設けられていない。そして遮蔽部材６０は、センタコア５８の両端において、用紙の最大通紙幅Ｗ２よりも僅かに外側にまで達している。なお最小通紙幅Ｗ１や最大通紙幅Ｗ２は、画像形成装置１で印刷できる最小サイズ又は最大サイズの用紙によって決定される。

上記のように本実施形態では、センタコア５８の回転方向でみて、その外周長に占める遮蔽部材６０の長さ（リング幅）の割合はセンタコア５８の軸線方向（長手方向）に異なっている。このとき、センタコア５８の外周長（Ｌとする）に占める遮蔽部材６０のリング幅（Ｌｃとする）の割合を被覆率（＝Ｌｃ／Ｌ）とすると、被覆率はセンタコア５８の内側では小さく、そこから軸線方向の外側（両端）に向かうほど大きくなっている。具体的には、被覆率は最小通紙領域（最小通紙幅Ｗ１の範囲）の近傍で最小となり、逆にセンタコア５８の両端では最大となっている。

用紙サイズ（通紙幅）への対応は、遮蔽部材６０を移動させて発生磁束を部分的に抑制することで実現される。このとき、用紙サイズ（通紙幅）に応じてセンタコア５８の回転角（回転変位量）を異ならせ、大きい用紙サイズになるほど磁気の遮蔽量を小さくし、逆に小さい用紙サイズになるほど遮蔽量を大きくすることで、ヒートローラ４６や加熱ベルト４８の両端部分が過昇温するのを防止することができる。なお、図３には反時計回り方向への回転を矢印で示しているが、センタコア５８は時計回り方向に回転するものであってもよい。また、通紙方向は図５に示される方向と反対であってもよい。

次に、センタコア５８を軸線回りに回転させる機構について説明する。
図６は、センタコア５８の回転機構６４の構成を示す側面図及びその動作を示す部分的な断面図（Ｂ−Ｂ線に沿う縦断面）である。

図６中（Ａ）：回転機構６４は、例えばステッピングモータ６６の回転を減速機構６８によって減速し、駆動軸７０を駆動してセンタコア５８を回転させるものである。減速機構６８には、例えばウォームギアが用いられているが、その他のものであってもよい。また、センタコア５８の回転角（基準位置からの回転変位量）を検出するため、駆動軸７０の端部にスリット付ディスク７２が設けられており、これにフォトインタラプタ７４が組み合わされている。

図６中（Ｂ）：上記の駆動軸７０はセンタコア５８の一端部に連結されており、センタコア５８の内部を貫通することなくセンタコア５８を支持している。センタコア５８の回転角は、例えばステッピングモータ６６に印加する駆動パルス数によって制御することができ、回転機構６４にはそのための制御回路（図示していない）が付属する。制御回路は、例えば制御用ＩＣと入出力ドライバ、半導体メモリ等によって構成することができる。フォトインタラプタ７４からの検出信号は入力ドライバを通じて制御用ＩＣに入力され、これに基づいて制御用ＩＣが現在のセンタコア５８の回転角（位置）を検出する。一方、制御用ＩＣには、図示しない画像形成制御部から現在の用紙サイズに関する情報が通知される。これを受けて制御用ＩＣは、半導体メモリ（ＲＯＭ）から用紙サイズに適した回転角の情報を読み出し、その目標とする回転角に到達する分の駆動パルスを一定周期で出力する。駆動パルスは出力ドライバを通じてステッピングモータ６６に印加され、これを受けてステッピングモータ６６が作動する。

〔構造例（１），（２）の動作〕
図７は、センタコア５８の回転に伴う遮蔽部材６０の動作例を示す図である。以下、それぞれについて説明する。なお、ここでは主に構造例（１）と構造例（２）の遮蔽部材６０を用いた動作を説明する。

図７中（Ａ）：センタコア５８の回転に伴い、遮蔽部材６０を退避位置に切り替えた場合の動作例を示す。この場合、誘導加熱コイル５２の発生させる磁界が遮蔽部材６０を貫通しない。したがって、磁界はサイドコア５６、アーチコア５４及びセンタコア５８を通じて加熱ベルト４８及びヒートローラ４６を通過する。このとき強磁性体である加熱ベルト４８及びヒートローラ４６に渦電流が発生し、それぞれの材料の持つ固有抵抗によりジュール熱が発生して加熱が行われる。

図７中（Ｂ）：遮蔽部材６０を遮蔽位置に切り替えた場合の動作例を示す。この場合、最小通紙領域の外側では磁気経路上に遮蔽部材６０が位置し、磁界がリング内を貫通するため、図４中（Ａ）に示した原理で磁界の発生が部分的に抑制される。これにより、最小通紙領域の外側で発熱量が抑えられ、加熱ベルト４８やヒートローラ４６の過昇温を防止することができる。

また構造例（２）の場合、センタコア５８の回転角を少しずつ変えていくことで、磁界の遮蔽量を調整することができる。例えば、図７中（Ｂ）の位置から反時計回り方向にセンタコア５８の回転角を増加していくと、遮蔽位置からリングがずれた部分（最小通紙領域の近傍）で遮蔽が行われなくなって磁界が発生するが、その他の部分（最小通紙領域の外側）では引き続き磁界が遮蔽される。

〔構造例（３）〕
次に図８は、遮蔽部材６０の構造例（３）を示す斜視図である（センタコア５８は図示されていない）。構造例（３）の遮蔽部材６０は、全体としてリールのような形状をなしている。すなわち、構造例（３）では遮蔽部材６０が長手方向でみて両端位置に一対のリング部６０ｃを有しており、これらの間を３本の直線部６０ａで連結した構造である。直線部６０ａは、リング部６０ｃの周方向に間隔をおいて配置されている。なお構造例（３）においても、遮蔽部材６０はセンタコア５８の一端部（最小通紙領域の外側）と他端部にそれぞれ配置されている。

このような構造例（３）においては、リング形状の部分が周方向に３箇所にわたって形成されている。すなわち、周方向で隣り合う２本の直線部６０ａとこれらを連結するリング部６０ｃによって１つのリング部分が形成されるため、遮蔽部材６０が全体として３つのリング部分を有することになる。

〔構造例（３）の動作〕
図９は、構造例（３）の遮蔽部材６０を用いた動作例を示す図である。
図９中（Ａ）：センタコア５８の回転に伴い、遮蔽部材６０を退避位置に切り替えた場合の動作例を示す。構造例（３）の場合、遮蔽部材６０を退避させた状態で図４中（Ｂ）の下段に示した原理を適用している。すなわち、３本あるうちの１本の直線部６０ａをコイル５２の中心線上に位置付けることで、ヒートローラ４６と反対側（図中上方）に位置する１つのリング部分を磁界の外側に退避させ、その他の２つのリング部分については、その内側に磁界をＵターンする方向に通過させることで、磁気遮蔽効果を発生しない状態を実現している。したがって、磁界はサイドコア５６、アーチコア５４及びセンタコア５８を通じて加熱ベルト４８及びヒートローラ４６を通過する。このとき強磁性体である加熱ベルト４８及びヒートローラ４６に渦電流が発生し、それぞれの材料の持つ固有抵抗によりジュール熱が発生して加熱が行われる。

図９中（Ｂ）：遮蔽部材６０を遮蔽位置に切り替えた場合の動作例を示す。この場合、最小通紙領域の外側では磁気経路上に遮蔽部材６０の１つのリング部分が位置し、磁界がそのリング内を貫通するため、図４中（Ａ）に示した原理で磁界の発生が部分的に抑制される。これにより、最小通紙領域の外側で発熱量が抑えられ、加熱ベルト４８やヒートローラ４６の過昇温を防止することができる。

〔構造上のパラメータ〕
構造例（１）〜（３）において磁気遮蔽効果を良好に得るため、ＩＨコイルユニット５０の構造に関して、本発明の発明者は以下の最適なパラメータを提供している。

図１０は、本実施形態において設定されている構造上のパラメータを示す図である。以下、パラメータ相互の関係について説明する。

ＩＨコイルユニット５０の構造上、加熱ベルト４８はヒートローラ４６に接する位置で円弧状の外面を形成している。そして誘導加熱コイル５２は、この円弧状の外面に沿ってその外側に仮想的に形成される同心の円弧面（図中符号Ｓ１）上に配置されている。またセンタコア５８は、上記のように軸線を中心とした円筒形状であり、その外面に沿って貼り付けられた（又は埋設された）遮蔽部材６０は円弧状に湾曲した形状をなしている。なおセンタコア５８の軸線は、コイル５２の中心線Ｌ１を通る位置にある。このとき、以下の関係が成立している。

〔ｒ１＞ｒ２の関係〕
パラメータｒ１は、誘導加熱コイル５２が配置された仮想的な円弧面（Ｓ１）の曲率半径に相当する。次にパラメータｒ２は、遮蔽部材６０が遮蔽位置に切り替えられた状態で、加熱ベルト４８が有する円弧状の外面の曲率中心から遮蔽部材６０の外面までの最短距離に相当する。このとき、ｒ１＞ｒ２の関係が成立することで、遮蔽位置での磁界の遮蔽を確実に行うことができる。

〔コイル底面と端点ｂとの位置関係〕
遮蔽部材６０を遮蔽位置に移動させた状態で、センタコア５８の周方向でみた遮蔽部材６０の端点の位置（図中符号ｂ）を仮想的に規定する。このとき、コイル５２が設置された仮想的な円弧面Ｓ１は、端点ｂの近傍に位置することで、遮蔽部材６０による磁気遮蔽効果を良好に発揮させることができる。

〔アーチコアと端点ｃとの位置関係〕
図中に点線で示されているように、遮蔽部材６０を退避位置に移動させた状態で、センタコア５８の周方向でみた遮蔽部材６０の端点の位置（図中符号ｃ）を仮想的に規定する。このとき、アーチコア５４が端点ｃよりも加熱ベルト４８又はヒートローラ４６に近接して位置することで、誘導加熱時に遮蔽部材６０が磁界を阻害せず、良好なウォームアップ環境の実現に寄与することができる。

〔構造例（４）〕
図１１は、遮蔽部材６０の構造例（４）を示す斜視図である（センタコア５８は図示されていない）。構造例（４）の遮蔽部材６０は、構造例（３）をさらに発展させた形態である。すなわち、構造例（４）では遮蔽部材６０が長手方向でみて一端位置に穴あき形状の円盤６０Ａを有する他、長手方向に間隔をおいて同形状の円盤６０Ｂを有している。この円盤６０Ｂに続いて、遮蔽部材６０は長手方向に間隔をおいて約３分の２円で穴あき形状の円盤６０Ｃを有し、他端位置には約３分の１円で穴あき形状の円盤６０Ｄを有している。

これら４枚の円盤６０Ａ〜６０Ｄのうち、３枚の円盤６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃは、互いに３本の直線部６０ａを介して連結されている。そして、残る他端位置の円盤６０Ｄについては、隣接する円盤６０Ｃと２本の直線部６０ａを介して連結されている。

また図１２は、構造例（４）の遮蔽部材６０をセンタコア５８に取り付けた状態を示す図である。図１２中（Ａ）はセンタコア５８の平面図及び側面図に相当し、図１２中（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）はそれぞれ図中のＢ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面、Ｄ−Ｄ断面に相当する。なお、遮蔽部材６０は全体としてセンタコア５８にインサート成形された状態となっているが、円盤６０Ａ〜６０Ｄはセンタコア５８の外面から僅かに周面を露出させている。

図１２中（Ａ）：構造例（４）の遮蔽部材６０もまた、センタコア５８の長手方向でみた端部に設けられている。このとき、最小通紙領域から最も離れた円盤６０Ａは最大サイズＰ１（例えばＡ３，Ａ４Ｒ）に対応する位置にあり、次の円盤６０Ｂは中サイズＰ２（例えばＢ４Ｒ）に対応する位置にあり、その次の円盤６０Ｃは中小サイズＰ３（例えばＢ４）に対応する位置にある。そして、最小通紙領域近傍の円盤６０Ｄは最小サイズＰ４（例えばＡ５Ｒ）に対応した位置にある。

図１２中（Ｂ）：円盤６０Ａ，６０Ｂは、上記のように穴あき形状をなしていることが分かる。
図１２中（Ｃ）：円盤６０Ｃは、上記のように約３分の２円の穴あき形状である。円盤６０Ｃの欠けた部分にはセンタコア５８のフェライト材料が充填されている。

図１２中（Ｄ）：円盤６０Ｄは、上記のように約３分の１円の穴あき形状である。円盤６０Ｄについても、その欠けた部分にはセンタコア５８のフェライト材料が充填されている。

〔構造例（４）の動作例〕
次に、構造例（４）の遮蔽部材６０を適用した場合の動作例について説明する。図１３から図１８は、構造例（４）の遮蔽部材６０を用いた６通りの動作例を順番に示す斜視図である。各図中に太線で示される矢印は、発生する誘導電流又は通過する磁界を示している。以下、それぞれについて説明する。

〔全面遮蔽（０°）〕
先ず図１３は、遮蔽部材６０により全面遮蔽を行った場合の動作例を示す斜視図である。各動作例においては、遮蔽部材６０に対して上方から下方へ貫通する方向に磁界が発生することを想定している。また以下の説明では、図１３に示す全面遮蔽の状態を０°とし、そこからの回転角で遮蔽部材６０の変位量を表すものとする。

円盤６０Ｄが下方に位置する回転角（０°）に遮蔽部材６０を移動させると、遮蔽部材６０の長手方向の全面で磁気遮蔽効果を発揮させることができる。すなわち、一端位置の円盤６０Ａと他端位置の円盤６０Ｄ、そしてこれらを連結する直線部６０ａによって最大形状のリング部分が形成されるため、その全体で磁気遮蔽を行うことができる。この場合、最小サイズＰ４に対応して加熱ベルト４８やヒートローラ４６の過熱を防止することができる。

〔遮蔽なし（６０°）〕
図１４は、図１３の状態から時計回り方向に遮蔽部材６０を６０°回転させたときの動作例を示す斜視図である。この場合、直線部６０ａがコイル５２の中心線上に位置するので（図９中（Ａ）の状態）、遮蔽部材６０は退避位置となり、磁気の遮蔽効果が発生しない。

〔中小サイズ遮蔽（１２０°）〕
図１５は、図１３の状態から時計回り方向に遮蔽部材６０を１２０°回転させたときの動作例を示す斜視図である。この場合、円盤６０Ａと円盤６０Ｃとの間に形成される１つのリング部分で磁気遮蔽効果を発揮させることができる。この動作例では、例えば中小サイズＰ３に対応して加熱ベルト４８やヒートローラ４６の過熱を防止することができる。

〔遮蔽なし（１８０°）〕
図１６は、図１３の状態から時計回り方向に遮蔽部材６０を１８０°回転させたときの動作例を示す斜視図である。この場合、図１４と同様に直線部６０ａがコイル５２の中心線上に位置するので（図９中（Ａ）の状態）、遮蔽部材６０は退避位置となり、磁気の遮蔽効果が発生しない。

〔中サイズ遮蔽（２４０°）〕
図１７は、図１３の状態から時計回り方向に遮蔽部材６０を２４０°回転させたときの動作例を示す斜視図である。この場合、円盤６０Ａと円盤６０Ｂとの間に形成される１つのリング部分で磁気遮蔽効果を発揮させることができる。この動作例では、例えば中サイズＰ２に対応して加熱ベルト４８やヒートローラ４６の過熱を防止することができる。

〔遮蔽なし（３００°）〕
図１８は、図１３の状態から時計回り方向に遮蔽部材６０を３００°回転させたときの動作例を示す斜視図である。この場合、図１４，図１６と同様に直線部６０ａがコイル５２の中心線上に位置するので（図９中（Ａ）の状態）、遮蔽部材６０は退避位置となり、磁気の遮蔽効果が発生しない。なお、遮蔽なし（６０°），（１８０°），（３００°）の場合、最大サイズＰ１に対応して加熱ベルト４８やヒートローラ４６を誘導加熱することができる。

〔他の構造例〕
図１９は、定着ユニット１４の他の構造例を示す図である。この構造例では、上記の加熱ベルトを用いずに定着ローラ４５と加圧ローラ４４とでトナー画像を定着する。定着ローラ４５の外周には、例えば上記の加熱ベルトと同様の磁性体が巻かれており、誘導加熱コイル５２によって磁性体を誘導加熱する構成である。この場合、サーミスタ６２は定着ローラ４５の外側で、磁性体層に対向する位置に設けられる。なお、その他については上記と同様であり、センタコア５８を回転させて遮蔽部材６０を遮蔽位置と退避位置にそれぞれ移動させることができる。

図２０は、さらに定着ユニット１４の他の構造例を示す縦断面図である。この構造例では、ヒートローラ４６が非磁性金属（例えばＳＵＳ：ステンレス鋼）の材料で構成されており、センタコア５８がヒートローラ４６の内部に配置されている点が第１例と異なっている。また、合わせてアーチコア５４が中央で連結されており、その下部に中間コア５５が設置されている。

ヒートローラ４６を非磁性金属とした場合、誘導加熱コイル５２により発生した磁界はサイドコア５６、アーチコア５４及び中間コア５５を通り、ヒートローラ４６を貫通して内部のセンタコア５８に至る。加熱ベルト４８は貫通磁界により誘導加熱される。

このような構造例において、図２０に示されているように遮蔽部材６０のリング部分を中間コア５５に対向する位置（遮蔽位置）に切り替えると磁気が遮蔽され、通紙領域の外側で過昇温が抑制される。一方、遮蔽部材６０のリング内を磁気が貫通しない状態が退避位置となり、この場合は磁気の遮蔽効果が働かずに最大通紙領域で加熱ベルト４８が誘導加熱される。

次に図２１は、ＩＨコイルユニット５０の他の構造例を示す図である。この構造例では、加熱ベルト４８の円弧状の位置ではなく、ヒートローラ４６と定着ローラ４５との間の平面状の位置で誘導加熱する構成である。この場合も同様に、センタコア５８を回転させて磁気の遮蔽を行うことができる。

本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施可能である。例えば、センタコア５８の断面形状は円筒又は円柱に限らず、多角形状であってもよい。また、遮蔽部材６０の平面視でのリング形状は台形や矩形に限らず、三角形状であってもよい。

その他、アーチコア５４やサイドコア５６を含めた各部の具体的な形態は図示のものに限らず、適宜に変形可能である。

一実施形態の画像形成装置の構成を示した概略図である。 定着ユニットの構造例を示す縦断面図である。 遮蔽部材の構造例（１）を示す斜視図である。 遮蔽部材による磁気遮蔽効果の原理を説明するための概念図である。 遮蔽部材の構造例（２）を示す図である。 センタコアの回転機構の構成を示す側面図及びその動作を示す部分的な断面図（Ｂ−Ｂ断面）である。 センタコアの回転に伴う遮蔽部材の動作例を示す図である。 遮蔽部材の構造例（３）を示す斜視図である。 構造例（３）の遮蔽部材を用いた動作例を示す図である。 本実施形態において設定されている構造上のパラメータを示す図である。 遮蔽部材の構造例（４）を示す斜視図である。 構造例（４）の遮蔽部材をセンタコアに取り付けた状態を示す図である。 遮蔽部材により全面遮蔽を行った場合の動作例を示す斜視図である。 図１３の状態から時計回り方向に遮蔽部材を６０°回転させたときの動作例を示す斜視図である。 図１３の状態から時計回り方向に遮蔽部材を１２０°回転させたときの動作例を示す斜視図である。 図１３の状態から時計回り方向に遮蔽部材を１８０°回転させたときの動作例を示す斜視図である。 図１３の状態から時計回り方向に遮蔽部材を２４０°回転させたときの動作例を示す斜視図である。 図１３の状態から時計回り方向に遮蔽部材を３００°回転させたときの動作例を示す斜視図である。 定着ユニット１４の他の構造例を示す図である。 さらに定着ユニット１４の他の構造例を示す図である。 ＩＨコイルユニットの他の構造例を示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１４ 定着ユニット
５０ ＩＨコイルユニット
５２ 誘導加熱コイル
５４ アーチコア
５６ サイドコア
５８ センタコア
６０ 遮蔽部材
６２ サーミスタ
６４ 回転機構
６６ ステッピングモータ
６８ 減速機構
７０ 駆動軸

Claims (13)

1. 画像形成部でトナー画像が転写された用紙を加熱部材と加圧部材との間に挟み込んで搬送し、この搬送過程で、少なくとも前記加熱部材からの熱によりトナー画像を用紙に定着させる定着ユニットを備えた画像形成装置であって、
   前記定着ユニットは、
   前記加熱部材を誘導加熱するための磁界を発生させるコイルと、
   前記コイルの周囲にて磁路を形成するべく磁性材料で構成された固定コアと、
   前記コイルによる磁界の発生方向でみて前記固定コアと前記加熱部材との間に設けられ、前記固定コアとともに磁路を形成するべく磁性材料で構成された可動コアと、
   前記可動コアを内包するべく外面に沿って設けられ、前記コイルの発生させる磁界内で磁気を遮蔽するリング形状の非磁性金属で構成された遮蔽部材と、
   前記遮蔽部材による磁気の遮蔽時にはそのリング内を磁気が貫通する遮蔽位置に移動させることにより前記リング内で周方向に発生する誘導電流から磁界の貫通する方向と逆向きの反磁界を発生させて前記リング内の全面で磁気を遮蔽し、磁気を遮蔽しない退避時には前記リング内を双方向に磁界が通過することで前記リング内に誘導電流が生じることなく前記反磁界を発生させない退避位置に移動させる磁気遮蔽手段と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記可動コアの回転方向でみて、その外周長に占める前記遮蔽部材のリング幅の割合を被覆率としたとき、この被覆率が前記軸線方向に異なり、かつ、最小通紙領域の近傍では被覆率が比較的小さく設定されていることを特徴とする画像形成装置。
3. 画像形成部でトナー画像が転写された用紙を加熱部材と加圧部材との間に挟み込んで搬送し、この搬送過程で、少なくとも前記加熱部材からの熱によりトナー画像を用紙に定着させる定着ユニットを備えた画像形成装置であって、
   前記定着ユニットは、
   前記加熱部材を誘導加熱するための磁界を発生させるコイルと、
   前記コイルの周囲にて磁路を形成するべく磁性材料で構成された固定コアと、
   前記コイルによる磁界の発生方向でみて前記固定コアと前記加熱部材との間に設けられ、前記固定コアとともに磁路を形成するべく磁性材料で構成された可動コアと、
   前記可動コアを内包するべく外面に沿って設けられ、前記コイルの発生させる磁界内で磁気を遮蔽するリング形状の非磁性金属で構成された遮蔽部材と、
   前記遮蔽部材による磁気の遮蔽時にはそのリング内を磁気が貫通する遮蔽位置に移動させ、磁気を遮蔽しない退避時にはリング外を磁気が通過する退避位置に移動させる磁気遮蔽手段とを備え、
   前記可動コアの回転方向でみて、その外周長に占める前記遮蔽部材のリング幅の割合を被覆率としたとき、この被覆率が前記軸線方向に異なり、かつ、最小通紙領域の近傍では被覆率が比較的小さく設定されていることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置であって、
   前記磁気遮蔽手段は、
   前記可動コアを磁界の通過方向に対して交差した軸線周りに回転させることで前記遮蔽部材を移動させることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置であって、
   前記加熱部材は、
   前記定着ユニットにより搬送される用紙の最大通紙領域にわたって前記コイルにより誘導加熱されるものであり、
   前記可動コアは、
   前記加熱部材の幅方向でみた全域で磁路を形成するべく前記軸線方向に延びており、
   前記遮蔽部材は、
   前記可動コアの前記軸線方向でみて、前記定着ユニットにより搬送される用紙の最小通紙領域の外側に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置であって、
   前記遮蔽部材は、
   外周部分を共通とした１つの角リング形状をなし、その内部が前記加熱部材の長手方向でみて複数に分割されていることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置であって、
   前記コイルが前記加熱部材の外面に沿って配置されており、かつ、前記コイルの中心を挟んで両側に前記固定コアが分割して配置されており、
   前記可動コアは、両側の前記固定コアを経て前記コイルの中心に磁路が合流する位置に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項７に記載の画像形成装置であって、
   前記加熱部材は、少なくとも円弧状の外面を有し、
   前記コイルは、前記加熱部材の円弧状の外面に沿ってその外側に仮想的に形成される同心の円弧面上に配置されており、
   前記可動コアは、前記軸線を中心とした円筒形状又は円柱形状をなしており、
   前記遮蔽部材は、前記可動コアの外面に沿って円弧状に湾曲した形状をなしており、かつ、
   前記コイルが配置された仮想的な円弧面の曲率半径をｒ１とし、
   前記遮蔽部材が遮蔽位置に切り替えられた状態で、前記加熱部材が有する円弧状の外面の曲率中心から前記遮蔽部材の外面までの最短距離をｒ２としたとき、
   ｒ１＞ｒ２の関係が成り立つことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項８に記載の画像形成装置であって、
   前記コイルが配置された仮想的な円弧面は、前記遮蔽部材が前記遮蔽位置に移動した状態で、前記可動コアの周方向でみた前記遮蔽部材の端点の近傍位置にあることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項８又は９に記載の画像形成装置であって、
    前記固定コアは、前記遮蔽部材が前記退避位置に移動した状態で、前記可動コアの周方向でみた前記遮蔽部材の端点の位置よりも前記加熱部材に近い位置にあることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載の画像形成装置であって、
    前記遮蔽部材は、銅を材料として構成されていることを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１から１１のいずれかに記載の画像形成装置であって、
    前記遮蔽部材は、厚みが０．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲内である非磁性金属で構成されていることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１から１２のいずれかに記載の画像形成装置であって、
    前記コイルが前記加熱部材を外包するべく外側に配置された構成であり、かつ、前記遮蔽部材を含む前記磁気遮蔽手段が前記加熱部材の内側に配置されていることを特徴とする画像形成装置。

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