JP5232743B2

JP5232743B2 - 定着ユニット及び定着ユニットが組み込まれた画像形成装置

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Description

本発明は、トナー像をシートに定着させる定着ユニット及び定着ユニットが組み込まれた画像形成装置に関する。

電磁誘導加熱は、急速な加熱及び高効率な加熱を生じさせることができる。したがって、様々な装置で、電磁誘導加熱が利用されている。特許文献１は、電磁誘導加熱を利用する装置の一例として、画像形成装置に組み込まれる定着装置を開示する。

電磁誘導加熱を利用する装置において、磁束を通過させる磁性体と電磁誘導加熱される被加熱物との間の距離は、非常に重要なパラメータである。例えば、特許文献１において言及されるように、電磁誘導加熱を利用する定着装置の場合、磁性体と被加熱物間の距離のばらつきは、被加熱物の温度斑を生じさせ、シート上に定着されるトナー画像の質を悪化させる。特許文献１に開示される定着装置は、シャフトを被覆する磁性筒を備え、ロール内部に配される磁性筒とロールの回転中心軸を一致させ、磁性体とロール間の距離を一定に保っている。特許文献１の定着装置の構造において、シャフトの撓みを最小限化するため、金属製のシャフトが用いられることが好ましいと考えられる。

国際公開公報ＷＯ２００６／０５４６５８

電磁誘導加熱をする間、コイルには電流が流される。特許文献１に開示される定着装置では、シャフトとコイルとが十分に離間しているので、シャフトへの通電は生じないが、回転磁性体をコイルに近接させる構造において、導電性を有する金属性のシャフトを用いる場合には、シャフトとコイルとの間の電気的接触は確実に回避される必要がある。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、シャフトとコイルとの間の電気的接触を確実に回避する構造を備える定着ユニット及びこの定着ユニットが組み込まれた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成する本発明の一局面に係る定着ユニットは、一の回転中心軸を有する被加熱物と、該被加熱物に圧接される加圧体との間を通過するシートに、トナー像を定着させる定着ユニットであって、前記被加熱物を誘導加熱する磁界を発生させるコイルにより形成される環状のコイル面と、該コイル面の内縁により輪郭を定められる開口領域から立設される立ち壁と、前記開口領域に沿って配されるとともに前記被加熱物に近接して配設されるセンタコアと、前記立ち壁に形成された開口部に挿通される非導電性キャップと、を備え、前記センタコアは、導電性シャフトと、該導電性シャフトを部分的に被覆する磁性筒とを含み、前記非導電性キャップは、前記導電性シャフトを部分的に被覆し、前記コイルと前記導電性シャフトの間を電気的に絶縁することを特徴とする（請求項１）。

上記構成によれば、被加熱物からの熱エネルギと加圧体からの圧力エネルギによりトナー像がシートに定着される。コイルを通過する電流により生じた磁界は、環状のコイル面内に形成される開口領域に配されるとともに、磁性筒を含むセンタコアを通じ、被加熱物へ達し、非加熱物を誘導加熱する。センタコアは、導電性シャフトを含み、導電性シャフトによって、センタコアの撓み等の変形が防止される。コイル面の内縁により輪郭を定められる開口領域に立設される立ち壁は、非導電性キャップを支持し、非導電性キャップが導電性シャフトを支持することにより、センタコアをコイル面内で支持することが可能となる。非導電性キャップが、導電性シャフトを被覆することにより、コイルと導電性シャフト間の電気的絶縁が図られることとなる。

上記構成において、前記立ち壁は、第１の立ち壁と、該第１の立ち壁に対向して配される第２の立ち壁とを含み、前記導電性シャフトは、前記磁性筒に被覆される胴部と、該胴部の一端部から延出する第１のジャーナルと、前記胴部の他端部から延出する第２のジャーナルとを含み、前記非導電性キャップは、前記第１のジャーナルを被覆する第１の非導電性キャップと、前記第２のジャーナルを被覆する第２の非導電性キャップとを含み、前記第１の立ち壁と前記第２の立ち壁とが、前記第１の非導電性キャップ及び前記第２の非導電性キャップを前記コイル面から離間させる（請求項２）。この構成によれば、第１の立ち壁と第２の立ち壁によって、センタコアが両持ちされることとなる。センタコアの両端部に導電性を有する第１のジャーナルと第２のジャーナルが形成される。第１のジャーナルと第２のジャーナルは、第１の非導電性キャップと第２の非導電性キャップとでそれぞれ被覆されるので、コイルとの電気的絶縁が確保されることとなる。また、第１の立ち壁と第２の立ち壁とが、第１の非導電性キャップと第２の非導電性キャップとをそれぞれコイル面から離間させるので、コイル面の損傷（例えば、コイルの断線等）の問題を招来しない。

上記構成において、前記コイル面の外縁に隣接するとともに、前記第２の非導電性キャップが挿通される第３の開口部を備える第３の立ち壁を備え、前記第２の立ち壁と前記第３の立ち壁との間で、前記第２の非導電性キャップが前記コイル面を跨ぐことができる（請求項３）。この構成によれば、第２の非導電性キャップは、第２の立ち壁と第３の立ち壁の間で両持ちされることになる。したがって、第２の非導電性キャップを長く形成することが可能となる。この構成において、前記第２の非導電性キャップが、該第２の非導電性キャップと一体的に形成されたギアを含むことが好ましい（請求項４）。或いは、前記定着ユニットは、ギアを更に備え、該ギアは、前記第２の非導電性キャップに取り付けられることが好ましい（請求項５）。この構成によれば、第２の非導電性キャップは、駆動力を伝達する役割を担うことができる。特定の構成において、ギアが、前記第３の立ち壁の面のうち前記第２の立ち壁と対向する面と反対側の面側に位置することができる（請求項６）。これにより、ギアによって、コイル面を損傷させる問題を回避することができる。この構成において、前記ギアと接続し、前記センタコアを回転させる駆動機構を更に備えることができる（請求項７）。この構成によれば、センタコアに回転動作を与えることが可能となる。特定の構成において、前記ギアと接続し、前記センタコアを回転させる駆動機構を更に備え、前記第３の立ち壁が、前記駆動機構を収容するギアハウジングの一部を形成することができる（請求項８）。この構成によれば、第３の立ち壁をギアハウジングの一部とすることで、定着装置の小型化を図ることが可能となる。特定の構成において、前記駆動機構は、前記ギアハウジング内に配設されるモータと、該モータと接続するとともに前記ギアハウジング内に配設される減速機から構成することができる。この構成において、前記ギアは、前記減速機に噛み合う（請求項９）。

上記構成において、前記第１の非導電性キャップを挟持するクランプ板を更に備え、該クランプ板は、前記第１の立ち壁に向かう前記胴部の移動を妨げることができる（請求項１０）。この構成によれば、センタコアの軸方向の移動を抑止し、第１の立ち壁からの第１の非導電性キャップの突出量を一定に保つことができる。

上記構成において、前記第１の非導電性キャップは、滑り軸受とすることができる（請求項１１）。これにより、第１の非導電性キャップは、センタコアを回転可能に支持することができる。この構成において、前記第２の非導電性キャップは、前記第２のジャーナルとともに回転する（請求項１２）。これにより、第２の非導電性キャップは、センタコアへ駆動力を伝達する役割を果たすこととなる。特定の構成において、前記第２の非導電性キャップは、前記第２のジャーナルの非円形断面部分を被覆する（請求項１３）。これにより、第２の非導電性キャップと第２のジャーナルとの間の滑りの発生を確実に防止することができる。

上記構成において、前記センタコアが、前記磁性筒の外周面を部分的に覆う第１の磁気遮蔽板を更に含むことができる（請求項１４）。これにより、センタコアの回転により、第１のセンタコアを通じた磁界の通過による被加熱物への加熱量を制御することができる。第１の磁気遮蔽板が被加熱物に近接している間、センタコアからの磁界は遮断される。第１の磁気遮蔽板が被加熱物から離間している間、センタコアからの磁界は遮断されない。これにより、被加熱物の加熱量の調整を実行することが可能となる。

上記構成において、前記被加熱物の面及び前記磁性筒とともに前記コイル面を少なくとも部分的に取り囲む磁性部材を更に備えることができる（請求項１５）。この構成によれば、磁性部材が、センタコアへ向かう磁界を案内し、センタコアを通じての磁界による被加熱物の誘導加熱を効率的に行なうことができる。

上記構成において、前記コイル面と前記被加熱物との間に配設される第２の磁気遮蔽板を更に備えることが好ましい（請求項１６）。或いは、前記磁性部材と前記コイル面との間に配設される第２の磁気遮蔽板を更に備えることが好ましい（請求項１７）。この構成によれば、第２の磁気遮蔽板により、被加熱物の加熱が、略センタコアを通過する磁界によって生ずるため、第１の磁気遮蔽板による加熱抑制効果を高めることが可能となる。

上記の目的を達成する本発明の他の局面に係る画像形成装置は、シートにトナー像を形成する画像形成部と、前記トナー像を定着させる定着ユニットと、を備え、該定着ユニットは、一の回転中心軸を有する被加熱物と、該被加熱物に圧接する加圧体と、前記被加熱物を誘導加熱する磁界を発生させるコイルにより形成される環状のコイル面と、該コイル面の内縁により輪郭を定められる開口領域から立設される立ち壁と、前記開口領域に沿って配されるとともに前記被加熱物に近接して配設されるセンタコアと、前記立ち壁に形成された開口部に挿通される非導電性キャップと、を備え、前記センタコアは、導電性シャフトと、該導電性シャフトを部分的に被覆する磁性筒とを含み、前記非導電性キャップは、前記導電性シャフトを部分的に被覆し、前記コイルと前記導電性シャフトの間を電気的に絶縁することを特徴とする（請求項１８）。

上記構成によれば、被加熱物からの熱エネルギと加圧体からの圧力エネルギによりトナー像がシートに定着される。コイルを通過する電流により生じた磁界は、磁性筒を含むセンタコアを通じ、被加熱物へ達し、非加熱物を誘導加熱する。センタコアは、導電性シャフトを含み、導電性シャフトによって、センタコアの撓み等の変形が防止される。コイル面の内縁により輪郭を定められる開口領域に立設される立ち壁は、非導電性キャップを支持し、非導電性キャップが導電性シャフトを支持することにより、センタコアをコイル面内で支持することが可能となる。非導電性キャップが、導電性シャフトを被覆することにより、コイルと導電性シャフト間の電気的絶縁が図られることとなる。

上述の如く、本発明に係る定着装置並びに定着装置が組み込まれた画像形成装置は、シャフトへの通電の問題を好適に解消することができる。

本発明の一実施形態に係る定着ユニットを組み込む画像形成装置の概略構成を示す図である。図１に示される定着ユニットが備えるプラットフォームを概略的に示す図である。図１に示される画像形成装置が備える定着ユニットの一例を示す図である。図３に示される定着ユニットが備えるセンタコアを概略的に示す図である。図４に示されるセンタコアの取付工程の一例を概略的に示す図である。図４に示されるセンタコアの取付工程の一例を概略的に示す図である。図４に示されるセンタコアの取付工程の一例を概略的に示す図である。図４に示されるセンタコアの取付工程の一例を概略的に示す図である。図３に示される定着ユニットが備えるＩＨ加熱ユニットの一例を概略的に示す図である。図３に示される定着ユニットの駆動系の概略構成図である。図４に示されるセンタコア上の第１の磁気遮蔽板の配置を示す図である。図３に示される定着ユニット中の磁気経路の変化を示す図である。図１に示される画像形成装置に搭載される定着ユニットの他の構造を例示する図である。図１３に示される定着ユニット中の磁気経路の変化を示す図である。図１３に示される定着ユニットの部分拡大図である。図１に示される画像形成装置に搭載される定着ユニットの他の構造を例示する図である。図１に示される画像形成装置に搭載される定着ユニットの他の構造を例示する図である。図１乃至図１７に示される定着ユニットに適用される第２の磁気遮蔽板の一例を示す図である。図１８に示される第２の磁気遮蔽板の磁気遮蔽原理を説明する図である。図１乃至図１７に示される定着ユニットに適用される第２の磁気遮蔽板の一例を示す図である。図１乃至図１７に示される定着ユニットに適用される第２の磁気遮蔽板の一例を示す図である。図１乃至図１７に示される定着ユニットに適用される第２の磁気遮蔽板の一例を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施例について説明する。尚、以下の説明で用いられる「上」、「下」、「左」や「右」などの方向を表す用語は、単に、説明の明瞭化を目的とするものであり、何ら本発明を限定するものではない。更に、以下の説明で用いられる「磁性筒／センタコアがコイルの近くに配置される」、「磁性筒／センタコアが被加熱物の近くに配置される」或いはこれらに類する文言は、磁性筒／センタコアが誘導加熱に貢献できる程度にコイル或いは被加熱物の近くに位置していることを意味する。「磁気遮蔽板がコイル面の近くに配される」或いはこれに類する文言は、磁気遮蔽板がコイルの電磁誘導を妨げることができる程度にコイル面に近づけられている態様を意味する。また、以下の説明で用いられる「環状」或いはこれらに類する用語は、真円環のみならず、楕円環、矩形環、多角環などの総称であり、任意の閉領域を形成する物の形状を意味するものである。

（画像形成装置）
図１は、定着ユニットを備える画像形成装置の構成を示す概略図である。図１に示される画像形成装置は、タンデム型のカラープリンタであるが、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或いは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他の装置に本実施形態に係る原理を適用することも可能である。

画像形成装置１は、四角箱状の装置本体２を備える。装置本体２内部で、カラー画像が用紙（シート）上に形成（プリント）される。装置本体２の上面部には、用紙排出部３が設けられ、用紙排出部３は、カラー画像が印刷された用紙を排出する。

装置本体２は、用紙を供給する給紙カセット５、給紙カセット５の上方に位置するとともに手差しの用紙を供給するスタックトレイ６及びスタックトレイ６の上方に位置する画像形成部７を備える。画像形成部７は、画像形成装置１の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に示される装置本体２の左部には、第１の搬送路９が配設され、第１の搬送路９を通じて、給紙カセット５から繰り出された用紙が画像形成部７に搬送される。第２の搬送路１０が、給紙カセット５上方に配される。第２の搬送路１０を通じて、スタックトレイ６から繰り出された用紙が、装置本体２の左方から右方に向けて移動し、画像形成部７に到達する。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が設けられている。

用紙を補充するために、給紙カセット５は、装置本体２の外部（例えば、図１の右側）に引き出し可能に形成される。給紙カセット５は、収納部１６を備え、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に向けて繰り出される。

スタックトレイ６は、装置本体２の外面に沿う閉位置と装置本体２の外面から突出する開位置（図１に示される）の間を上下に回動可能に形成される。スタックトレイ６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、複数枚の手差し用の用紙が積載される。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に向けて繰り出される。

第１の搬送路９と第２の搬送路１０は、レジストローラ２２の手前で合流する。レジストローラ２２に到達した用紙はここで一旦停止し、スキュー調整とタイミング調整の後、二次転写部２３に向けて送出される。二次転写部２３に送出された用紙には、中間転写ベルト４０上のフルカラーのトナー画像が二次転写される。二次転写の後、用紙は、定着ユニット１４に送られ、トナー画像が用紙上に定着される。必要に応じて、トナー画像を用紙に定着させた後に、他の面に、二次転写部２３を用いて、フルカラーのトナー画像を二次転写するために、用紙が第４の搬送路１２に送り出され、反転されることができる。新たなトナー画像が、定着ユニット１４を用いて定着された後、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。更に、画像形成部７は、中間転写部３０を備え、中間転写部３０は、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。

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の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とを備える。

図１に示される各画像形成ユニット２６〜２９の感光体ドラム３２は、駆動モータ（図示せず）により反時計回り方向に回転する。各画像形成ユニット２６〜２９の現像部３５の各トナーボックス５１内には、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の間で延びる中間転写ベルト４０と、各画像形成ユニット２６〜２９の感光体ドラム３２の回転方向において、現像部３５の下流側に位置するとともに、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とを備える。

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、最後にはフルカラーのトナー画像が形成される。

第１の搬送路９は、中間転写部３０に向けて延び、給紙カセット５から繰り出されてきた用紙が、第１の搬送路９を通じて、中間転写部３０に到達する。第１の搬送路９は、装置本体２内の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の手前に配設されるとともに、画像形成部７の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を備える。

画像形成部７にて用紙上に転写されたトナー画像は、用紙上に定着されていない。定着ユニット１４は、未定着の画像を有するトナー画像を加熱及び加圧し、用紙に定着させる。定着ユニット１４は、例えば、一の回転中心軸を有する定着ローラ４５（被加熱物）と、定着ローラ４５に圧接される加圧ローラ４４からなるローラ対を備える。定着ローラ４５に隣接してヒートローラ４６が設けられ、このヒートローラ４６と定着ローラ４５には加熱ベルト４８（被加熱物）が巻回される。

用紙の搬送方向において、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が設けられる。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／加熱ベルト４８との間のニップに導入され、トナー画像が用紙上に定着される。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で定着処理が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の適宜位置に搬送ローラ４９が配設される。また、第３の搬送路１１の出口には、排出ローラ２４が配設される。

図２は、定着ユニット１４のＩＨコイルユニットを構成するプラットフォームの概略図である。図２（ａ）は、プラットフォームの平面図であり、図２（ｂ）は、プラットフォームの側面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）に示されるＡ−Ａ線におけるプラットフォームの断面図である。

（定着ユニット）
図２に示されるプラットフォーム２００は、加熱ユニットを構成する各種部品を支持するために用いられる。プラットフォーム２００は、平面視において、略矩形状に形成されるコイル支持部２０１を備える。コイル支持部２０１は、誘導加熱するための磁界を生じさせるコイルを支持する。コイル支持部２０１は、上方に向けて隆起し、外方に向けて膨らむ湾曲面である。コイル支持部２０１の上端には、略矩形領域２１１を区画する位置決め壁２１２が形成される。位置決め壁２１２は、コイル支持部２０１の内縁を形成し、上方に突出する。位置決め壁２１２は、環状に形成されるコイル面（後述される）の内縁に接触し、コイル面を位置決めする役割を担う。位置決め壁２１２は、第１の立ち壁２１３と、第１の立ち壁２１３に対向する第２の立ち壁２１４とを含む。第１の立ち壁２１３と第２の立ち壁２１４は、矩形領域２１１の長手方向軸上に位置し、位置決め壁２１２の他の部分と比して、大きく上方に突出する。第１の立ち壁２１３と第２の立ち壁２１４は、コイル支持部２０１上に固定されるコイルによって構成されるコイル面に取り囲まれ、コイル面の内縁によって境界を定められる開口領域から立設することとなる。

コイル支持部２０１の外縁のうち、矩形領域２１１の長手方向軸に対して平行な縁に隣接してコア支持部２０２が形成される。コア支持部２０２の上面は、平坦であり、コア支持部２０２の上面にサイドコア（後述される）（磁性部材）が載置・固定される。コア支持部２０２の外縁に沿って、位置決め壁２２１が形成される。位置決め壁２２１は、コア支持部２０２に対して上方に突出し、コア支持部２０２上のサイドコアを位置決めする役割を担う。位置決め壁２２１は、コア支持部２０２を取り囲み矩形領域を形成する。位置決め壁２２１は、第３の立ち壁２２２を含む。第３の立ち壁２２２は、第２の立ち壁２１４に対向して配され、第２の立ち壁２１４と第３の立ち壁２２２の間をコイル支持部２０１が通過する。コイル支持部２０１上のコイル面が形成されると、第２の立ち壁２１４は、コイル面の内縁に隣接し、第３の立ち壁２２２はコイル面の外縁に隣接することとなる。

コイル支持部２０１の左端は、位置決め壁２２１を越えて左方に延びる。コイル支持部２０１の左端に隣接して、第４の立ち壁２０３が形成される。第４の立ち壁２０３は、略Ｕ字形状の切り欠き部２０４を備える。切り欠き部２３１は、第４の立ち壁２０３の上縁から下方に延びる。切り欠き部２０４を通じて、電力線がコイル支持部２０１上で固定されるコイルに向けて延設され、コイルに磁界を発生させるための電力が供給される。図２に示されるプラットフォーム２００は、非導電性の耐熱性樹脂（例えばＰＰＳ、ＰＥＴ、ＬＣＰ）から一体的に形成される。図２に示されるプラットフォーム２００上にコイル面を形成したとき、コイル面の内径の長軸寸法を、例えば、３６０ｍｍとし、第１の立ち壁２１３と第２の立ち壁２１４間の距離を、例えば、３５０ｍｍ程度とすることができる。また、コイル面内縁により定義される開口領域に沿って配設されるセンタコアの長手方向の寸法は、例えば、３４０ｍｍとすることができる。

図３は、定着ユニット１４の構造を示す。図３（ａ）は、図１に示される定着ユニット１４の断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示される定着ユニット１４の平面図である。尚、定着ユニット１４の説明に関連して用いられる「通紙幅」との用語は、上述の画像形成装置１内を通過する用紙の幅寸法を意味し、一般的には、画像形成装置内での用紙の搬送方向に対して直角の方向の用紙の寸法を意味する。一般的には、工業規格（ＩＳＯ、ＪＩＳ、ＤＩＮなど）により通紙幅が定められるが、本発明は、これらに限定されるものではない。更に、以下の説明で用いられる「最大通紙幅」との用語は、画像形成装置１が通過を許容する用紙の最大の幅寸法を意味し、図１に関連して説明された画像形成装置１の場合には、画像形成装置１の給紙カセット５が収容可能且つ給紙カセット５からの搬送が可能な用紙の最大幅或いはスタックトレイ６からの搬送を許容される用紙の最大幅を意味する。また、以下の説明で用いられる「最小通紙幅」との用語は、画像形成装置１が通過を許容する用紙の最小の幅寸法を意味し、図１に関連して説明された画像形成装置１の場合には、画像形成装置１の給紙カセット５からの搬送が可能な用紙の最小幅或いはスタックトレイ６からの搬送を許容される用紙の最小幅を意味する。

定着ユニット１４は、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を備える。定着ローラ４５の表層には、シリコンスポンジの弾性層が形成され、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る。

加熱ベルト４８は、例えば、厚さ寸法３０μｍ以上５０μｍ以下のニッケル電鋳基材と、ニッケル電鋳基材上に積層されるシリコンゴム層と、シリコンゴム層上に形成される離型層（例えば、ＰＦＡ層）を含む。加熱ローラ４６は、例えば、外径３０ｍｍの円筒状に形成される。加熱ローラ４６は、肉厚寸法０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の円筒形状の鉄基材と、鉄基材外周面に形成される離型層（例えば、ＰＦＡ層）を含む。定着ローラ４５は、例えば、外径４５ｍｍの円柱状に形成される。定着ローラ４５は、ステンレス鋼からなる芯金ローラと、芯金ローラ外周面を被覆する厚さ５ｍｍ以上１０ｍｍ以下のシリコンゴムからなるスポンジ層を含む。加圧ローラ４４は、例えば、外径５０ｍｍの円柱状に形成される。加圧ローラ４４は、ステンレス鋼からなる芯金ローラ、芯金ローラ外周面を被覆する厚さ２ｍｍ以上５ｍｍ以下のシリコンゴムからなるスポンジ層及び離型層（例えば、ＰＦＡ層）を含む。

加圧ローラ４４の金属製の芯材を、例えば、Ｆｅ、Ａｌ等を用いて形成することができる。この芯材上にＳｉゴム層を形成し、さらにＳｉゴム層の表層にフッ素樹脂層を成形することができる。なお、加圧ローラ４４の内側には、例えば、ハロゲンヒータ４４ａが設けられてもよい。

定着ユニット１４は、更に、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を備える。ＩＨコイルユニット５０は、図２に関連して説明されたプラットフォーム２００、プラットフォーム２００のコイル支持部２０１上に配設され、コイル面５２０を形成する誘導加熱コイル５２、プラットフォーム２００のコア支持部２０２上に配設される一対のサイドコア５６、加熱ベルト４８及びサイドコア５６とともにコイル面５２０を取り囲む一対のアーチコア（磁性部材）及びプラットフォーム２００の矩形領域２１１に沿って配されるセンタコア５８から構成される。

図３に示される実施形態では、ヒートローラ４６及び加熱ベルト４８の円弧状の部分が誘導加熱される対象領域である。誘導加熱コイル５２は、互いに絶縁された複数のエナメル線を撚り合わせてなる。誘導加熱コイル５２への電力供給に伴い、誘導加熱コイル５２は、対象領域を誘導加熱する磁界／磁束を発生させる。誘導加熱コイル５２は、プラットフォーム２００のコイル支持部２０１上に配置される。コイル支持部２０１は、ヒートローラ４６及び／又は加熱ベルト４８の円弧状の外面に沿うように形成される。誘導加熱コイル５２は、コイル支持部２０１上で巻線状に配置される。この結果、誘導加熱コイル５２は、湾曲したコイル支持部２０１に沿って連設され、断面円弧状のコイル面５２０を形成する。誘導加熱コイル５２は、平面視において、ヒートローラ４６上でループを描き、図３に示される例においては、ヒートローラ４６の略上半分が誘導加熱コイル５２に取り囲まれている。図２に示される如く、誘導加熱コイル５２は、コイル支持部２０１に沿って配置されるので、環状のコイル面５２０がコイル支持部２０１上に形成されることとなる。

加圧ローラ４４、定着ローラ４５及びヒートローラ４６の回転中心軸を結ぶ直線上に、センタコア５８は位置する。センタコア５８は、ヒートローラ４６に近接して配置される。センタコア５８は、図２に示されるプラットフォーム２００の矩形領域２１１に沿って配設される。尚、本発明は、図２に示されるプラットフォーム２００の矩形領域２１１にセンタコア５８を配設する構造に限定されるものではなく、環状のコイル面５２０の開口領域（コイル面５２０の内縁により輪郭を定められる空間）に沿ってセンタコア５８が配設される適切な構造を採用可能である。

一対のアーチコア５４及び一対のサイドコア５６は、センタコア５８を軸に左右対称に配設される。一対のアーチコア５４は、断面アーチ状に成形されたフェライト製コアである。各アーチコア５４の全長は、コイル面５２０よりも長い。一対のサイドコア５６は、ブロック形状に成形されたフェライト製のコアである。各サイドコア５６は、各アーチコア５４の一端（図３では下端）に連結される。これらアーチコア５４及びサイドコア５６はコイル面５２０の外側を部分的に覆っている。コイル面５２０は、加熱ベルト４８の外面、サイドコア５６、アーチコア５４及びセンタコア５８により取り囲まれることとなる。

アーチコア５４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るアーチコア片５４０から形成される。アーチコア片５４０は、例えば、幅１０ｍｍ程度のＬ字形状をなすフェライト部材とすることができる。アーチコア片５４０の高い配設密度は、加熱効率を向上させる。一方で、アーチコア片５４０の配設密度の低減は、製造コストの低減並びに定着ユニット１４の軽量化に貢献する。したがって、加熱効率、製造コスト及び／又は軽量化の観点から、適切にアーチコア片５４０の配設密度を変更可能である。図３に示される実施形態では、複数のアーチコア片５４０が等ピッチで整列されているが、センタコア５８の長手方向中心位置付近で、アーチコア片５４０が低密度で配設され、センタコア５８の端部付近で、アーチコア片５４０の配設密度が高くされてもよい。アーチコア片５４０間の間隙は、例えば、アーチコア片５４０の幅の１／３以上１／２以下の範囲で定められることができる。

サイドコア５６は、プラットフォーム２００のコア支持部上に配設される。サイドコア５６は、例えば、３０ｍｍ以上６０ｍｍ以下のフェライト板を連続的に複数配設してなる。図２に示される如く、サイドコア５６の全長は、コイル面５２０の長さに略等しい。これらコア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る。アーチコア片５４０が存在しない部分では、サイドコア５６が磁界の集束効果を補い、長手方向での磁束密度分布（温度差）を均一化する。アーチコア５４は、例えば、樹脂製のコアホルダ（図示せず）を用いて支持される。このコアホルダによりアーチコア５４が支持される。コアホルダの材質もまた、耐熱性樹脂（例えばＰＰＳ、ＰＥＴ、ＬＣＰ）であることが好ましい。

図３に示される定着ユニット１４は、加熱ベルト４８の外部に配設されるとともに非接触式に加熱ベルト４８の温度を測定するサーミスタ６２を備える。サーミスタ６２は、誘導加熱による発熱量が大きい部分に配置されることが好ましい。尚、サーミスタに代えて、サーモスタットを用いて、加熱ベルト４８の温度を測定してもよい。また、ヒートローラ４６の内部にサーミスタ６２又はサーモスタットを配置してもよい。このような温度測定手段を設けることにより、異常温度上昇時の安全性を向上させることができる。

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のに十分な長さを有している。図３には示されていないが、センタコア５８の導電性シャフト５８１を介して駆動機構に連結される。この駆動機構により、センタコア５８の長手方向に延びる回転中心軸周りにセンタコア５８は回転可能となる。センタコア５８は、ヒートローラ４６の回転中心軸に対して平行に延び、ヒートローラ４６／加熱ベルト４８の上面近傍並びに左右に配されるコイル面５２０の内縁の近傍に位置づけられる。

センタコア５８の外周面には、第１の磁気遮蔽板６０が貼着される。第１の磁気遮蔽板６０は薄板状をなし、センタコア５８の外周面に沿って全体的に円弧状に湾曲して形成されている。第１の磁気遮蔽板６０は、センタコア５８とともに回転し、誘導加熱コイル５２が発生させた磁界の経路（磁気経路）を切り替える役割を担う。

第１の磁気遮蔽板６０は、非磁性かつ良導電性の材料、例えば、無酸素銅から形成されることが好ましい。第１の磁気遮蔽板６０の面に垂直な磁界が貫通すると、誘導電流が発生する。この誘導電流は、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。この結果、第１の磁気遮蔽板６０は、磁界を遮蔽することが可能となる。良導電性部材から形成された第１の磁気遮蔽板６０は、更に、誘導電流に起因す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。固有抵抗の小さい材料で第１の磁気遮蔽板６０を形成したり、第１の磁気遮蔽板６０を厚く形成したりすることで、第１の磁気遮蔽板６０の導電性を向上させることができる。具体的には、第１の磁気遮蔽板６０の板厚は、０．５ｍｍ以上が好ましく、本実施例では、例えば、１ｍｍのものを用いている。

（センタコア）
図４は、センタコア５８の長手方向の断面図である。センタコア５８は、一の方向に延びる円柱状の導電性のシャフト５８１と、シャフト５８１を被覆する円筒形状の磁性筒５８２を備える。シャフト５８１と磁性筒５８２とは、例えば、シリコン系接着剤を用いて、互いに接合される。磁性筒５８２は、例えば、外径１４ｍｍ以上２０ｍｍ以下の円筒形状をなす。シャフト５８１は、円筒形状の磁性筒５８２と嵌合する胴部８１１と、胴部８１１よりも細く形成されるとともに胴部８１１の左端から延出する第１のジャーナル８１２と、胴部８１１よりも細く形成されるとともに胴部８１１の右端から延出する第２のジャーナル８１３とを含む。胴部８１１、第１のジャーナル８１２及び第２のジャーナル８１３は、同軸に形成される。また、第１のジャーナル８１２及び第２のジャーナル８１３は、磁性筒５８２から外方に突出する。シャフト５８１は、センタコア５８の変形を防止する役割を担うため、例えば、非磁性のステンレス鋼から形成される。

磁性筒５８２は、略円筒形状の複数の磁性筒片８２１からなる。磁性筒片１２０は、例えば、フェライトから成型される。複数の磁性筒片８２１は、シャフト５８１に沿って連設される。シャフト５８１の長手方向中心位置に配される磁性筒片８２１の外径は、シャフト５８１の胴部５８１左右端に位置する磁性筒片８２１の外径よりも大きい。シャフト５８１の中心に位置する磁性筒片８２１とシャフト５８１の左右端に位置する磁性筒片８２１間の段差を補うように、第１の磁気遮蔽板６０が小径の磁性筒片８２１の外周面を部分的に被覆する。

図５は、センタコア５８をプラットフォーム２００に取り付ける工程を示す。図５（ａ）は、第１の立ち壁２１３を正面から見る図であり、図５（ｂ）は、プラットフォーム２００及びセンタコア５８の長手方向軸に沿う断面図である。図５には、プラットフォーム２００の第１の立ち壁２１３と第２の立ち壁２１４に隣接して配置されるコイル面５２０が示されている。第１の立ち壁２１３は、第１の開口部１３１を備える。第２の立ち壁２１４は、第２の開口部１４１を備える。第１の開口部１３１及び第２の開口部１４１はそれぞれ、第１の立ち壁２１３及び第２の立ち壁２１４を貫通する。第１のジャーナル８１２及び第２のジャーナル８１３の外径は、第１の開口部１３１及び第２の開口部１４１の直径よりも小さい。図５に示される如く、最初に第１のジャーナル８１２が第１の立ち壁２１３の第１の開口部１３１に挿通される。上述の如く、第１の開口部１３１の直径は、第１のジャーナル８１２の外径と比べて十分に大きいので、図５に示される如く、センタコア５８を斜めに傾斜させて、第１のジャーナル８１２を第１の開口部１３１に挿通可能である。その後、第２のジャーナル８１３が第２の開口部１４１に挿通される。この結果、環状のコイル面５２０の開口領域（コイル５２に取り囲まれる空間）に沿って、導電性シャフト５８１の胴部８１１並びに胴部８１１を被覆する磁性筒５８２が配設されることとなる。

図６は、図５に示される工程の次に実行される組立工程を示す。図６（ａ）は、プラットフォーム２００及びセンタコア５８の長手方向軸に沿う断面図であり、図６（ｂ）は、プラットフォームの第１の立ち壁２１３の周囲の拡大図である。

図６に示される如く、第１のジャーナル８１２及び第２のジャーナル８１３がそれぞれ、第１の立ち壁２１３及び第２の立ち壁２１４に取り付けられた後、第１の非導電性キャップ８２９が第１のジャーナル８１２に取り付けられる。第１の非導電性キャップ８２９は、一端有底円筒状をなし、第１の立ち壁２１３の第１の開口部１３１に挿入され、第１のジャーナル８１２の先端部を被覆する。第１のジャーナル８１２は、センタコア５８が回転する間、第１の非導電性キャップ８２９内で回転する。したがって、第１の非導電性キャップ８２９は、滑り軸受として機能する。尚、非導電性キャップ８２９は、第１の立ち壁２１３に対して回転しない。特定の実施形態において、第１の立ち壁２１３の第１の開口部１３１を形成する内壁部に突起部が形成され、第１の非導電性キャップ８２９の胴部８２３の外周面に突起部と係合する溝部が形成されてもよい。突起部と溝部との間の係合により、第１の非導電性キャップ８２９の回転を確実に防止することが可能である。

第１の非導電性キャップ８２９は、第１の立ち壁２１３の外面側に位置するとともにコイル面５２０に近接する底部８２２と、底部８２２よりも小径に形成される胴部８２３を含む。胴部８２３の長手方向中心位置には、円環状の溝部８２４が形成される。溝部８２４は、第１の立ち壁２１３の内面側に現れる。第１の非導電性キャップ８２９は、非導電性を有する任意の材料を用いて成型される。第１の非導電性キャップ８２９を構成する材料として、耐熱性の樹脂（例えば、ＰＰＳ樹脂やフッ素樹脂など）を例示することができる。第１の非導電性キャップ８２９が、導電性の第１のジャーナル８１２の先端部を完全に覆うことにより、第１のジャーナル８１２とコイル面５２０との完全な電気的絶縁が保証されることとなる。

図７は、図６に示される組立工程の次に実行される工程を示す。図７（ａ）は、第１の立ち壁２１３を正面から見た図であり、図７（ｂ）は、プラットフォーム２００及びセンタコア５８の長手方向軸に沿う断面図である。

第１の非導電性キャップ８２９が第１の立ち壁２１３及び第１のジャーナル８１２に取り付けられた後、Ｃ型のクランプ板８２５が、第１の非導電性キャップ８２９の胴部８２３に形成された溝部８２４（図６（ｂ）参照）に取り付けられる。クランプ板８２５は、第１の非導電性キャップ８２９を挟持するとともに、第１の立ち壁２１３の内面に接触する。これにより、導電性シャフト５８１の胴部８１１が第１の立ち壁２１３の方向へ移動することが防止される。

図８は、図７に示される組立工程の次に実行される工程を示す。図８（ａ）は、プラットフォーム２００及びセンタコア５８の長手方向軸に沿う断面図であり、図８（ｂ）は、第２のジャーナル８１３の先端部の拡大図であり、図８（ｃ）は、第２のジャーナル８１３の端面を正面から見た図である。

図４乃至図８に関連して説明される実施形態において、第２のジャーナル８１３の先端部は、Ｄカット処理を施され、第２のジャーナル８１３の先端部の一部が除去されている。第２のジャーナル８１３の端面は、正面視Ｄ型をなす。尚、本実施形態において、第２のジャーナル８１３と第２の非導電性キャップ８３１とをともに回転させるため、Ｄカット処理を第２のジャーナルに施したが、本発明はこれに限定されるものではない。特定の実施形態において、第２のジャーナル８１３と第２の非導電性キャップ８３１は、接着剤により固定される。他の特定の実施形態において、第２のジャーナル８１３に突起部を形成し、第２の非導電性キャップ８３１は、突起部と係合する溝部を備える。更に他の特定の実施形態において、非円形の任意の断面（例えば、矩形断面、星型断面など）に第２のジャーナル８１３が形成され、第２の非導電性キャップ８３１は、第２のジャーナルの非円形断面に相補的な断面形状を有する内部空間を備える。

図４乃至図８に関連して説明される実施形態において、第３の立ち壁２２２は、ギアハウジング２５０の一部を構成している。第３の立ち壁２２２は、第３の開口部２２３を備える。第３の開口部２２３は、第２の立ち壁２１４の第２の開口部１４１に対して同軸に形成される。

図８に示される工程において、第２の非導電性キャップ８３１が第２のジャーナル８１３に取り付けられる。第２の非導電性キャップ８３１は、全体として略円柱形状に形成される。第２の非導電性キャップ８３１の先端部には、Ｄカット処理を施与された第２のジャーナル８１３の先端部の形状に対して相補的な形状をなす内部空間８３２が形成される。第２の非導電性キャップ８３１の基端部近傍には、ギア８３３が形成される。本実施形態において、ギア部８３３は第２の非導電性キャップ８３１と一体に形成されるが、別体に形成されてもよい。第２の非導電性キャップ８３１は、非導電性を有する任意の材料を用いて成型される。第２の非導電性キャップ８３１を構成する材料として、耐熱性の樹脂（例えば、ＰＰＳ樹脂やフッ素樹脂など）を例示することができる。第２の非導電性キャップ８３１は、第３の立ち壁２２２の第３の開口部２２３及び第２の立ち壁２１４の第２の開口部１４１に挿通され、第２のジャーナル８１４の先端部を被覆する。ギア８３１は、第３の立ち壁２２２のうち第２の立ち壁２１４に対向する面に対して反対側の面に当接する。

図９は、図８に示される工程を通じて、第２の非導電性キャップ８３１を第２のジャーナル８１３に取り付けた後のＩＨコイルユニット５０を示す。第２の非導電性キャップ８３１は、ギアハウジング２５０内に配設されたギア８３３を介して、駆動機構から動力の伝達を受けて回転する。第２の非導電性キャップ８３１の回転に伴い、第２のジャーナル８１３先端部と第２の非導電性キャップ８３１との内部空間８３２における連結により、センタコア５８が回転することとなる。

第２の非導電性キャップ８３１は、第２の立ち壁２１４と第３の立ち壁２２２との間で、コイル面５２０を跨いで、コイル面５２０上を横切る。第２の立ち壁２１４と第３の立ち壁２２２は、第２の非導電性キャップ８３１を回転可能に支持する。図９に示される如く、コイル面５２０は、非導電性の材料からなるプラットフォーム２００と第２の非導電性キャップ８３１とで取り囲まれるので、第２のジャーナル８１３とコイル面５２０との完全な電気的絶縁が保証されることとなる。また、第１の立ち壁２１３と第２の立ち壁２１４とが、コイル面５２０から第１のジャーナル８１２、第１の導電性キャップ８２９、第２のジャーナル８１３及び第２の導電性キャップ８３１を離間させて支持するので、センタコア５８の回転に起因する誘導加熱コイル５２の損傷を確実に防止することができる。

（駆動機構）
図１０は、センタコア５８に接続される駆動機構６４の構成を示す正面図である。駆動機構６４は、例えば、図９に示されるプラットフォーム２００のギアハウジング２５０内に構築され、第２の非導電性キャップ８３１を通じて、センタコア５８を導電性シャフト５８１周りに回転させる。センタコア５８の回転により、第１の磁気遮蔽板６０の位置を変更させることが可能になる。第１の磁気遮蔽板６０の移動に伴い、誘導加熱コイル５２への電力供給によって生じた磁界或いは磁気の経路の切替がなされることとなる。

駆動機構６４は、例えば、ギアハウジング２５０内に配設されるステッピングモータ（モータ）６６と、ギアハウジング２５０内に配設されるとともにステッピングモータ６６の回転を減速する減速機６８を備える。減速機６８に第２のジャーナル８１３に嵌合する第２の非導電性キャップ８３１のギア８３３が噛み合う。ステッピングモータ６６は、第２の非導電性キャップ８３１を駆動し、センタコア５８を回転させる。減速機６８として、例えば、ウォームギアが用いられているが、本実施例はこれに限定されるものではない。駆動機構６４は、更に、第２の非導電性キャップ８３１の端部に固定されるスリット付ディスク７２と、スリット付ディスク７２の回転角（即ち、センタコア５８の回転角（基準位置からの回転変位量））を検出するフォトインタラプタ７４を備える。

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されることができる。駆動機構６４はステッピングモータ６６の回転を制御する制御回路６４０を備える。制御回路６４０は、例えば、制御用ＩＣ６４１、入力ドライバ６４２、出力ドライバ６４３及び半導体メモリ６４４等を備える。フォトインタラプタ７４からの検出信号は、入力ドライバ６４２を通じて、制御用ＩＣ６４１に入力される。入力された信号に基づいて、制御用ＩＣ６４１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ＩＣ６４１には、画像形成装置１が備える画像形成制御部６５０から現在の用紙サイズに関する情報信号が送信される。画像形成制御部６５０からの情報信号を受信した後、制御用ＩＣ６４１は、半導体メモリ（ＲＯＭ）６４４から用紙サイズに適した回転角の情報を読み出し、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６４３を通じて、ステッピングモータ６６に印加される。駆動パルスにしたがって、ステッピングモータ６６が作動する。なお、ステッピングモータ６６の制御に際して基準位置だけを検出する必要がある場合には、スリット付ディスク７２をインデックス部材とし、基準位置において、インデックス部材がフォトインタラプタ７４に検出される構造としてもよい。

図１１は、第１の磁気遮蔽板６０の配置を例示する図である。図５に関連して説明された如く、複数の磁性筒片１２０は導電性のシャフト５８１に沿って整列される。シャフト５８１の中央部分の磁性筒片１２０は、第１の磁気遮蔽板６０によって被覆されないが、シャフト５８１の両端部に位置する磁性筒片１２０は第１の磁気遮蔽板６０によって被覆される。図１１に示されるように、シャフト５８１の各端部に配設される第１の磁気遮蔽板６０は、互いに大きさが異なる３つの遮蔽領域６０ａ，６０ｂ，６０ｃを含む。最外に位置する遮蔽領域６０ａは、例えば、中心角略２４０°の範囲で磁性筒片１２０を被覆する。遮蔽領域６０ａに隣接して配設される遮蔽領域６０ｂは、例えば、中心角略１８０°の範囲で磁性筒片１２０を被覆する。遮蔽領域６０ｂに隣接して配設されるとともに最内に位置する遮蔽領域６０ｃは、例えば、中心角８０°の範囲で磁性筒片１２０を被覆する。遮蔽領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃは、定着ユニット５０を通過する用紙の幅に合わせて配設される。このように、異なる大きさの遮蔽板６０ａ，６０ｂ，６０ｃを用いて、磁性筒片１２０を被覆するとともにセンタコア５８を回転させることにより、定着ユニット５０を通過する用紙の幅寸法に応じて、不必要な加熱を抑制することが可能となる。尚、３つの遮蔽領域６０ａ，６０ｂ，６０ｃは、例えば、１枚の無酸素銅板（或いは、磁気を遮蔽することが可能な他の薄板）から形成されてもよく、或いは、３枚の無酸素銅板（或いは、磁気を遮蔽することが可能な他の薄板）から形成されてもよい。

図１２は、センタコア５８の回転に伴う過昇温の抑制作用を説明する図である。以下、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）を用いて、過昇温の抑制作用を説明する。

図１２（ａ）は、センタコア５８を回転させ、第１の磁気遮蔽板６０を退避位置に移動させた場合を示す。誘導加熱コイル５２は、磁界を発生させ、この磁界は、サイドコア５６、アーチコア５４及びセンタコア５８を含む第１の経路（図中の太い実線）を介して、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応じてジュール熱が発生し、加熱ベルト４８及びヒートローラ４６の加熱が行われる。

図１２（ｂ）は、第１の磁気遮蔽板６０を遮蔽位置に移動させた場合を示す。尚、図１２（ｂ）は、最小の通紙幅Ｗ１の領域の外側の領域の断面図である。図１２（ｂ）に示す如く、第１の磁気遮蔽板６０は、図１２（ａ）において実線で示された磁気経路上に位置している。第１の磁気遮蔽板６０が、センタコア５８を経由して加熱ベルト４８やヒートローラ４６に向かう経路上に磁界の通過を妨げる遮蔽面を形成するため、磁気経路はセンタコア５８を通らない第２の経路（図中の太い破線）に切り替えられる。これにより、最小の通紙幅Ｗ１の領域の外側での発熱量が抑えられ、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。

図１３は、他の定着ユニット１４の構造を例示する。図１３に示す定着ユニットは、アーチコア５４と誘導加熱コイル５２との間に第２の磁気遮蔽板９０が配置される点を除いて、図３に関連して説明された定着ユニット１４と同様の構造を備える。

各第２の磁気遮蔽板９０は、誘導加熱コイル５２のコイル中心を軸に左右対称に配設され、アーチコア５４と誘導加熱コイル５２との間（この例ではアーチコア５４の内面）に固定される。各第２の磁気遮蔽板９０は、アーチコア５４の内面領域の全部ではなく、その一部分を覆う。第２の磁気遮蔽板９０は、非磁性且つ良導電性の薄板であり、例えば、無酸素銅から形成される。第２の磁気遮蔽板９０の全長は、ヒートローラ４６の全長に略等しい。また第２の磁気遮蔽板９０の厚さは、例えば、０．５ｍｍであり、好ましくは、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲である。

図１４は、図１３に示される定着ユニット１４のセンタコア５８の回転に伴う過昇温の抑制作用を示す図である。以下、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）を用いて、過昇温の抑制作用を説明する。

図１４（ａ）は、センタコア５８を回転させ、第１の磁気遮蔽板６０を退避位置に移動させた場合を示す。誘導加熱コイル５２は、磁界を発生させ、この磁界は、サイドコア５６、アーチコア５４及びセンタコア５８を含む第１の経路（図中の太い実線）を介して、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応じてジュール熱が発生し、加熱ベルト４８及びヒートローラ４６の加熱が行われる。

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を通過する磁路の内側では、第２の磁気遮蔽板９０は、例えば、アーチコア５４から漏れようとするショートカット磁束（図中の太い一点鎖線）を遮蔽する。しかしながら、このようなショートカット磁束はわずかであり、発熱にはほとんど寄与しないため、第２の磁気遮蔽板９０が全幅加熱時の妨げになることはない。

図１４（ｂ）は、第１の磁気遮蔽板６０を遮蔽位置に移動させた場合を示す。尚、図１４（ｂ）は、最小の通紙幅Ｗ１の領域の外側の領域の断面図である。図１４（ｂ）に示す如く、第１の磁気遮蔽板６０は、図１４（ａ）の実線で示された磁気経路上に位置している。第１の磁気遮蔽板６０並びに第２の磁気遮蔽板９０が、センタコア５８を経由して加熱ベルト４８やヒートローラ４６に向かう経路上に磁界の通過を妨げる遮蔽面を形成するため、磁気経路はセンタコア５８を通らない第２の経路（図中の太い破線）に切り替えられる。これにより、最小の通紙幅Ｗ１の領域の外側での発熱量が抑えられ、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、第２の経路に切り替えられている間、第２の磁気遮蔽板９０は、アーチコア５４から漏れようとする磁束を遮蔽し、第１の磁気遮蔽板６０による遮蔽効果を補うことができる。

図１５は、センタコア５８と第２の磁気遮蔽板９０との位置関係を表す。第２の磁気遮蔽板９０は、なるべくセンタコア５８に近接させて配置することが好ましく、センタコア５８の外周面と第２の磁気遮蔽板９０の端縁との間のギャップ（図１５中参照符号Ｇ）を、例えば、０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲とすることが好ましい。

図１６は、定着ユニット１４の他の構造を例示する。図１６に示される定着ユニット１４は、図３に示される定着ユニット１４とは異なり、加熱ベルトを備えず、定着ローラ（被加熱物）４５と加圧ローラ４４を用いて、トナー画像を定着する。定着ローラ４５の外周には、例えば、図３に示される定着ユニット１４の加熱ベルト４８と同様の磁性体が巻かれている。誘導加熱コイル５２を用いて、巻回された磁性体が誘導加熱される。サーミスタ６２は定着ローラ４５の外側に配設され、磁性体層に対向する。その他の構造は、図４に示される定着ユニット１４と同様である。第２の磁気遮蔽板９０は誘導加熱コイル５２と定着ローラ４５との間に配置されてもよく、アーチコア５４内面に固定されてもよい。

図１７は、定着ユニット１４の他の構造を例示する。図１７に示される定着ユニット１４は、加熱ベルト４８が円弧状に湾曲した部分ではなく、ヒートローラ４６と定着ローラ４５との間の平面状の部分を誘導加熱する。第２の磁気遮蔽板９０は湾曲せず、平面状をなす。例えば、図１７中の実線で示されるように、誘導加熱コイル５２と加熱ベルト４８との間に設置されてもよい。或いは、図１７中の二点鎖線で示されるように、加熱ベルト４８の平面状部分に沿って延びるアーチコア５４の内面に沿って第２の磁気遮蔽板９０を固定し、アーチコア５４と誘導加熱コイル５２との間に設置してもよい。尚、図１７に示される定着ユニット１４のサイドコア５６は、アーチコア５４とともにコアホルダ５６を用いて保持される。

上述の説明に係る定着ユニット１４に対して、様々な変更を施すことが可能である。

図１８は、第２の磁気遮蔽板９０の他の構造を示す。図１８（ａ）に示される第１の磁気遮蔽板６０は、退避位置にあり、磁路の外側に位置する。図１８（ｂ）に示される第１の磁気遮蔽板６０は、センタコア５８の回転により、図１８（ａ）に示す退避位置から遮蔽位置に移動している。遮蔽位置において、第１の磁気遮蔽板６０は、磁路内に位置する。図１８の上側には、センタコア５８及び第２の磁気遮蔽板９０の側面図が描かれ、図１８の下側には、センタコア５８及び第２の磁気遮蔽板９０の底面図が描かれている。図１８中、センタコア５８（磁性筒５８２）の外面は、網掛された領域で表されている。

図１８下図を参照すると、第２の磁気遮蔽板９０が複数の矩形のループを含み、これら複数の矩形のループがセンタコア５８の長手方向に整列している。この第２の磁気遮蔽板９０は、例えば、図４に示される非磁性金属（例えば、無酸素銅）からなる第２の磁気遮蔽板９０を打ち抜き、複数の矩形穴を並設させることにより形成できる。なお、図１８上図に示されるように、第２の磁気遮蔽板９０は全体として円弧形状に湾曲して形成されている。

個々の矩形ループは、センタコア５８の長手方向に延びる一対の直線部９０ａと、通紙方向に延びる一対の円弧部９０ｂを備える。なお、図１８に示される第２の磁気遮蔽板９０は、コイル支持部２０１の下面に接着される。

第２の磁気遮蔽板９０が、複数のループに分割されることにより、ループそれぞれが独立して磁気遮蔽効果を発揮することとなる。センタコアの長手方向に整列した第２の磁気遮蔽板９０の各ループが、磁気遮蔽効果を発揮する。このため各ループは、通紙幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３に合わせた位置に設けられている。

図１９は、第２の磁気遮蔽板９０のループの特性を説明するための概念図である。なお、図１９は、説明を明瞭化するため、第２の磁気遮蔽板９０の複数のループのうち１つを取り出しているが、以下に説明される現象は、第２の磁気遮蔽板９０の全てのループに適用されるものである。

図１９（ａ）を参照する。図１９（ａ）には、ループの面（仮想的な平面）に直角に貫通する一方向の貫通磁界（錯交磁束）が示される。この錯交磁束は、ループに沿って流れる誘導電流を生じさせる。誘導電流に起因する電磁誘導により、貫通磁界と逆向きの磁界（反磁界）が発生する。結果として、錯交磁束と反磁界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、第１の磁気遮蔽板６０を遮蔽位置に移動させ、第２の経路に磁気経路を切り替えたとき、この磁界のキャンセル効果を用いて、第２の磁気遮蔽板９０が磁気の遮蔽効果を補っている。

図１９（ｂ）を参照する。図１９（ｂ）の上側の図には、ループの面（仮想的な平面）に直角に貫通する双方向の貫通磁界（錯交磁束）が示される。尚、この錯交磁束の総和（収支）は、概ね差し引き０（±０）であるものとする。この場合、第２の磁気遮蔽板９０のループにはほとんど誘導電流が発生しない。したがって、各ループは、磁界のキャンセル効果をほとんど発揮せず、双方向の磁界は第２の磁気遮蔽板９０を素通りする。これは、図１９（ｂ）の下側の図に示されるように、Ｕターンする方向に向かう磁界が、ループの内側を通過した場合も同様となる。

第２の磁気遮蔽板９０が複数のループを含む場合、ループの内側で流出・流入する磁束の収支が０である限り、第２の磁気遮蔽板９０が発熱を阻害することはない。したがって、第１の磁気遮蔽板６０が退避位置に存している間、第２の磁気遮蔽板９０のループをＵターンする磁束に対して、第２の磁気遮蔽板９０は何ら影響を及ぼすことがない。したがって、第２の磁気遮蔽板９０は、発熱効果の低減をできるだけ防いでいるものということができる。

図１９（ｃ）を参照する。図１９（ｃ）には、ループの面と略平行な磁界（錯交磁束）が示される。この場合も、図１９（ｂ）に示すものと同様に、各ループには誘導電流はほとんど発生しない。したがって磁界のキャンセル効果も発生しない。

図２０は、第２の磁気遮蔽板９０の他の構造を示す。尚、図２０に示される第１の磁気遮蔽板６０は、遮蔽位置にある。第１の磁気遮蔽板６０は、個々に独立して配設される複数のループから構成される。尚、ループは、相互に導通していない。また、各ループは、用紙サイズによって異なる通紙幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３に対応するように配置されることができる。例えば、用紙サイズが最小（最小通紙幅Ｗ１）の場合は、両外側からそれぞれ３つずつ（合計１２）の第２の磁気遮蔽板９０のループで磁気の遮蔽効果を得ることができる。このとき最小通紙幅Ｗ１の内側に位置する第２の磁気遮蔽板９０のループには強い磁束が流入せず、磁気遮蔽効果は発生しない。また、用紙サイズが最小から中間の範囲内（最小通紙幅Ｗ１〜中間通紙幅Ｗ２以下）の場合は、両外側からそれぞれ２つずつ（合計８つ）の第２の磁気遮蔽板９０のループを用いて、磁気の遮蔽効果を補うことができる。そして、用紙サイズが最大（最大通紙幅Ｗ３）の場合は、全ての第２の磁気遮蔽板９０のループで誘導電流が発生しなくなり、誘導加熱コイル５２が発生させる磁界に与える影響をなくすことができる。

図２１は、第２の磁気遮蔽板９０の他の構造を示す。図２１に示される第２の磁気遮蔽板９０は、図２０に示される第２の磁気遮蔽板９０から、最小通紙幅Ｗ１の内側にある第２の磁気遮蔽板９０を取り除いたものである。その他については図２０に示される第２の磁気遮蔽板９０と同様である。

図２２は、第２の磁気遮蔽板９０の他の構造を示す。図２２に示される第２の磁気遮蔽板９０は、図１８に示される第２の磁気遮蔽板９０を２つの片に分割し、これら２つの片を、それぞれ、最小通紙幅Ｗ１の領域の両外側に配置したものである。その他については図１８に示される第２の磁気遮蔽板９０と同様である。

本発明は、カラープリンタ、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、これらの機能を併せ持つ複合機などの各種の画像形成装置に適用可能である。

１・・・・・画像形成装置
１３１・・・第１の開口部
１４１・・・第２の開口部
１４・・・・定着ユニット
２１３・・・第１の立ち壁
２１４・・・第２の立ち壁
２２２・・・第３の立ち壁
２２３・・・第３の開口部
２５０・・・ギアハウジング
４４・・・・加圧ローラ（加圧体）
４５・・・・定着ローラ
４８・・・・加熱ベルト
５２・・・・誘導加熱コイル
５４・・・・アーチコア（磁性部材）
５６・・・・サイドコア（磁性部材）
５２０・・・コイル面
５８１・・・導電性シャフト
５８２・・・磁性筒
６０・・・・第１の磁気遮蔽板
６４・・・・駆動機構
６４０・・・制御回路
６６・・・・ステッピングモータ（モータ）
６８・・・・減速機
７・・・・・画像形成部
７２・・・・スリット付ディスク
７４・・・・フォトインタラプタ
８１１・・・胴部
８１２・・・第１のジャーナル
８１３・・・第２のジャーナル
８２５・・・クランプ板
８２９・・・第１の非導電性キャップ
８３１・・・第２の非導電性キャップ
８３３・・・ギア
９０・・・・第２の磁気遮蔽板

Claims

一の回転中心軸を有する被加熱物と、該被加熱物に圧接される加圧体との間を通過するシートに、トナー像を定着させる定着ユニットであって、
前記被加熱物を誘導加熱する磁界を発生させるコイルにより形成される環状のコイル面と、
該コイル面の内縁により輪郭を定められる開口領域から立設される立ち壁と、
前記開口領域に沿って配されるとともに前記被加熱物に近接して配設されるセンタコアと、
前記立ち壁に形成された開口部に挿通される非導電性キャップと、を備え、
前記センタコアは、導電性シャフトと、該導電性シャフトを部分的に被覆する磁性筒とを含み、
前記非導電性キャップは、前記導電性シャフトを部分的に被覆し、前記コイルと前記導電性シャフトの間を電気的に絶縁することを特徴とする定着ユニット。
前記立ち壁は、第１の立ち壁と、該第１の立ち壁に対向して配される第２の立ち壁とを含み、
前記導電性シャフトは、前記磁性筒に被覆される胴部と、該胴部の一端部から延出する第１のジャーナルと、前記胴部の他端部から延出する第２のジャーナルとを含み、
前記非導電性キャップは、前記第１のジャーナルを被覆する第１の非導電性キャップと、前記第２のジャーナルを被覆する第２の非導電性キャップとを含み、
前記第１の立ち壁と前記第２の立ち壁とが、前記第１の非導電性キャップ及び前記第２の非導電性キャップを前記コイル面から離間させることを特徴とする請求項１に記載の定着ユニット。
前記コイル面の外縁に隣接するとともに、前記第２の非導電性キャップが挿通される第３の開口部を備える第３の立ち壁を備え、
前記第２の立ち壁と前記第３の立ち壁との間で、前記第２の非導電性キャップが前記コイル面を跨ぐことを特徴とする請求項２に記載の定着ユニット。
前記第２の非導電性キャップが、該第２の非導電性キャップと一体的に形成されたギアを含むことを特徴とする請求項３に記載の定着ユニット。
ギアを更に備え、
該ギアは、前記第２の非導電性キャップに取り付けられることを特徴とする請求項３に記載の定着ユニット。
前記ギアは、前記第３の立ち壁の面のうち前記第２の立ち壁と対向する面と反対側の面側に位置することを特徴とする請求項３記載の定着ユニット。
前記ギアと接続し、前記センタコアを回転させる駆動機構を更に備えることを特徴とする請求項４乃至６いずれか１項に記載の定着ユニット。
前記ギアと接続し、前記センタコアを回転させる駆動機構を更に備え、
前記第３の立ち壁が、前記駆動機構を収容するギアハウジングの一部を形成することを特徴とする請求項６記載の定着ユニット。
前記駆動機構が、前記ギアハウジング内に配設されるモータと、該モータと接続するとともに前記ギアハウジング内に配設される減速機とを含み、
前記ギアが前記減速機に噛み合うことを特徴とする請求項８記載の定着ユニット。
前記第１の非導電性キャップを挟持するクランプ板を更に備え、
該クランプ板は、前記第１の立ち壁に向かう前記胴部の移動を妨げることを特徴とする請求項２乃至９いずれか１項に記載の定着ユニット。
前記第１の非導電性キャップは、滑り軸受であることを特徴とする請求項４乃至９いずれか１項に記載の定着ユニット。
前記第２の非導電性キャップは、前記第２のジャーナルとともに回転することを特徴とする請求項４乃至９いずれか１項に記載の定着ユニット
前記第２の非導電性キャップは、前記第２のジャーナルの非円形断面部分を被覆することを特徴とする請求項１２に記載の定着ユニット。
前記センタコアが、前記磁性筒の外周面を部分的に覆う第１の磁気遮蔽板を更に含むことを特徴とする請求項６乃至１３いずれか１項に記載の定着ユニット。
前記被加熱物の面及び前記磁性筒とともに前記コイル面を少なくとも部分的に取り囲む磁性部材を更に備えることを特徴とする請求項１乃至１４いずれか１項に記載の定着ユニット。
前記コイル面と前記被加熱物との間に配設される第２の磁気遮蔽板を更に備えることを特徴とする請求項１４記載の定着ユニット。
前記被加熱物の面及び前記磁性筒とともに前記コイル面を少なくとも部分的に取り囲む磁性部材を更に備え、
前記磁性部材と前記コイル面との間に配設される第２の磁気遮蔽板を更に備えることを特徴とする請求項１４記載の定着ユニット。
シートにトナー像を形成する画像形成部と、
前記トナー像を定着させる定着ユニットと、を備え、
該定着ユニットは、一の回転中心軸を有する被加熱物と、
該被加熱物に圧接する加圧体と、
前記被加熱物を誘導加熱する磁界を発生させるコイルにより形成される環状のコイル面と、
該コイル面の内縁により輪郭を定められる開口領域から立設される立ち壁と、
前記開口領域に沿って配されるとともに前記被加熱物に近接して配設されるセンタコアと、
前記立ち壁に形成された開口部に挿通される非導電性キャップと、を備え、
前記センタコアは、導電性シャフトと、該導電性シャフトを部分的に被覆する磁性筒とを含み、
前記非導電性キャップは、前記導電性シャフトを部分的に被覆し、前記コイルと前記導電性シャフトの間を電気的に絶縁することを特徴とする画像形成装置。