JP5470226B2 - 定着装置及びこれを搭載した画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー画像を担持した記録媒体を、定着ローラ対の間のニップあるいは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記録媒体に定着させる定着装置及びこれを搭載し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、定着装置でのウォームアップタイム（画像形成装置の電源ＯＮから定着装置における定着が可能になるまでの時間）の短縮や省エネルギー化等の要望から、熱容量を少なく設定できるベルト定着方式が注目されている。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）が定着装置における加熱方式として注目されており、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、電磁誘導加熱方式をベルト定着方式と組み合わせたものが多数製品化されている。ベルト定着方式と電磁誘導加熱方式とを組み合わせる場合、電磁誘導加熱のための磁束を発生させる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、定着ベルトの外側に電磁誘導のための磁界を発生させる装置（コイル）を配置する構成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、定着装置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定着ベルト等の被加熱部材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の技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。詳しくは、コイルの周囲にて磁路を形成するフェライト製のセンタコアを備えており、このセンタコアが駆動ユニットからの動力で回転する。これにより、コイルで生じた磁束により被加熱部材を誘導加熱するか磁束を遮断または抑制することで誘導加熱を抑制するかを選択でき、非通紙域と通紙域における被加熱部材の発熱量に差を設けることができる。

特開２００９−３７２６４号公報

ところで、上述した定着装置が、コイル及びセンタコア側（以下、電磁誘導加熱ユニットと称する）と、被加熱部材側（以下、トナー溶融ユニットと称する）とが一体で構成（ユニット化）されているとすると、仮に定着装置内の一部品に交換を要する不具合が生じた場合には定着装置全体を交換しなければならない。交換を必要としない部品までも交換対象になるので、交換に係るコストの低廉化を図れないとの懸念がある。

一方、電磁誘導加熱ユニットとトナー溶融ユニットとを別個に構成、例えば電磁誘導加熱ユニットを画像形成装置本体に着脱不能に配置し、トナー溶融ユニットを電磁誘導加熱ユニットに対して着脱可能に構成すれば、当該懸念は解消される。
しかしながら、電磁誘導加熱ユニットとトナー溶融ユニットとが分離する構成では、定着装置の駆動ユニットや電磁誘導加熱ユニットが損傷し易いという問題がある。

具体的には、トナー溶融ユニットを電磁誘導加熱ユニットに装着した時点で、センタコアの軸線とヒートローラの軸線とを平行に配置するため、電磁誘導加熱ユニットは、トナー溶融ユニットが装着されるまでは画像形成装置本体に自由度を持って取り付けられなければならない。この場合に、駆動ユニットが画像形成装置本体に設置されていると、駆動ユニットとトナー溶融ユニットとの接続部品、より詳しくは、駆動ユニットの減速ギヤ列とトナー溶融ユニットの従動ギヤとが不安定な状態で接触することになり、トナー溶融ユニットの装着時に、ギヤの歯飛び等が生ずる可能性があるからである。また、減速ギヤ列や従動ギヤの位置決め機構を設けることも考えられるが、その機構が複雑になり、装置の製造コストの低廉化や小型化を図れない。

また、この問題の解決にあたり、駆動ユニットは画像形成装置本体の隅部分に配置されることが多く、画像形成装置本体内の冷却用の気流に接触し難い点にも留意する必要がある。駆動ユニットの構成部品の温度がその耐熱温度を超えると、その性能を十分に発揮できなくなるからである。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、トナー溶融ユニットから分離可能な電磁誘導加熱ユニットの信頼性向上を図る定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するための第１の発明は、記録媒体に画像を定着するための定着装置であって、加圧回転体に接触してニップを形成し、トナー画像を記録媒体に定着させる加熱部材を有したトナー溶融ユニットと、加熱部材の外面に沿って配置され、この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、及びこのコイルを挟んで加熱部材の反対側に配置されてコイルの周囲にて磁路を形成し、記録媒体の幅方向に延びた軸線周りに回転するコア部をそれぞれ有し、トナー溶融ユニットを着脱可能に構成された電磁誘導加熱ユニットと、この電磁誘導加熱ユニットに一体形成され、コア部を回転駆動させる駆動ユニットとを具備する。

第１の発明によれば、加熱部材を誘導加熱してトナー画像の加熱溶融を行う方式（外包ＩＨ）を採用し、コイル及びコア部を備えた電磁誘導加熱ユニットと、加熱部材及び加圧部材を備えたトナー溶融ユニットとで構成されている。
この電磁誘導加熱ユニットでは、コイルで生じた磁束が加熱部材に渦電流を発生させて磁気誘導加熱を行い、コア部は駆動ユニットによる回転制御でトナー溶融ユニットにおける加熱幅を制御可能である。

また、トナー溶融ユニットは電磁誘導加熱ユニットに着脱できる。つまり、電磁誘導加熱ユニットだけを装置本体に設置しておき、トナー溶融ユニットを電磁誘導加熱ユニットに装着した時点で、電磁誘導加熱ユニットに対するトナー溶融ユニットの位置が決まる。

ここで、本発明によれば、コア部に回転を伝える駆動ユニットが電磁誘導加熱ユニット内に一体化され、つまり、駆動ユニットがコア部と一体化されており、電磁誘導加熱ユニットと駆動ユニットとの接続部品間には不安定状態の接触が生じ得ない。よって、電磁誘導加熱ユニットとトナー溶融ユニットとを分離可能に構成しても、加熱部材の発熱性能を確保しつつ、電磁誘導加熱ユニットの信頼性向上を図ることできる。

第２の発明は、第１の発明の構成において、駆動ユニットは、コイルを保持するコイル保持部とユニットを構成していることを特徴とする。
第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、コア部に回転を伝える駆動ユニットがコイル保持部に一体化されており、既存の構成で駆動ユニットを搭載できる。さらに、上述した駆動ユニットの減速ギヤ列のフレーム等をコイル保持部で形成でき、駆動ユニットの構成が簡素になる。この結果、装置の製造コストの低廉化や小型化に寄与する。

第３の発明は、第１や第２の発明の構成において、コイルが冷却手段からの冷却風で冷却されており、駆動ユニットは、冷却手段とコイルとの間に配置されることを特徴とする。
第３の発明によれば、第１や第２の発明の作用に加えてさらに、駆動ユニットがコイルを冷却前の冷却風によって冷却可能であるため、高温環境下に曝されなくなる。よって、その構成部品の性能を維持でき、電磁誘導加熱ユニットの更なる信頼性向上を達成できる。

第４の発明は、第１から第３の定着装置を搭載し、これを用いて画像形成部で形成されたトナー画像を記録媒体に定着させる画像形成装置であることを特徴とする。
第４の発明によれば、第１から第３の発明の作用に加えてさらに、加熱部材の発熱性能を確保して良好なトナー画像が形成される結果、画像形成装置の信頼性が向上する。

本発明によれば、駆動ユニットが電磁誘導加熱ユニットに一体化されるため、トナー溶融ユニットから分離可能な電磁誘導加熱ユニットであっても、その信頼性向上を達成できる定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することができる。

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。 定着ユニットの縦断面図である。 ＩＨコイルユニットの斜視図である。 図３のケーシング周辺の拡大図である。 図３のケーシング周辺の拡大図である。 図３のケーシング周辺の拡大図である。 ＩＨコイルユニットの外観斜視図である。 図７のケーシング周辺の拡大図である。 図７のケーシング周辺の拡大図である。 ＩＨコイルユニットを装置本体に装着する前の斜視図である。 ＩＨコイルユニットを装置本体に装着した後の斜視図である。

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記録媒体の一例としての用紙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。また、以下の実施形態では、記録媒体は用紙に限らず、用紙以外の記録媒体（ＯＨＰシートなど）であっても実施可能である。

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の右側面部には、給紙カセット５に収容していない種類の用紙を装置本体２へ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、画像形成装置１と接続されたＰＣ等の上位装置から送信される文字や絵柄などの画像データに基づいて用紙にトナー画像を形成する。

図１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後述の二次転写部２３に搬送するための第１の搬送路９が配設されており、装置本体２の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二次転写部２３に搬送するための第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、二次転写部２３でトナー画像が転写された用紙に対して定着処理を行う定着ユニット（定着装置）１４と、定着処理の行われた用紙を排出トレイ３に搬送するための第３の搬送路１１とが配設されている。

なお、図１でみた装置本体２の左側面部は、例えば下方のヒンジを介して回動可能或いは左水平方向に引き出し可能に構成されており、当該左側面部を装置本体２に対して開くと、第４の搬送路１２や、図１０，１１にて後述する定着ユニット１４を設置するユニット設置部９３を外部に開放できる。
一方、給紙カセット５は、装置本体２の外部（例えば図１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及び捌きローラ対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及び捌きローラ対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対２２の手前で合流しており、レジストローラ対２２に到達し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がなされた後、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、反対面に二次転写されたトナー画像が定着ユニット１４で定着された後、両面にカラー画像が形成された用紙は第３の搬送路１１を通って排出ローラ対２４により排出トレイ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重畳して担持する中間転写部３０を備えている。また、図１で見た画像形成部７の下方にはレーザ走査ユニット３４が配置され、帯電部３３から見て感光体ドラム３２の回転方向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。
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から見て感光体ドラム３２の回転方向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から見て感光体ドラム３２の回転方向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、各現像装置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をそれぞれ含む二成分現像剤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従動ローラ３９と、画像形成ユニット２８の上方位置に配設されたテンションローラ４２と、駆動ローラ３８、従動ローラ３９とテンションローラ４２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から見て感光体ドラム３２の回転方向下流側の位置に中間転写ベルト４０を介して各感光体ドラム３２に圧接して配設された４つの一次転写ローラ４１とを備えている。

中間転写部３０では、各画像形成ユニット２６〜２９に対応したそれぞれの一次転写ローラ４１の位置で、中間転写ベルト４０上に対応するそれぞれの感光体ドラム３２から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。なお、二次転写部２３と中間転写部３０により転写部が構成されている。
第１の搬送路９や第２の搬送路１０は、給紙カセット５やスタックトレイ６から送出されてきた用紙を二次転写部２３側に搬送するものであり、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対４３と、二次転写部２３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対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、例えば加圧ローラ（加圧回転体）４４と定着ローラ４５からなる定着ローラ対を備え、このうち加圧ローラ４４が例えば金属製の芯材と弾性体の表層（例えば、シリコンゴム）及び離型層（例えば、ＰＦＡ）を有するものであり、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）を有するものである。また、定着ローラ４５に隣接して定着ローラ４５に関して加圧ローラの略反対側にはヒートローラ（加熱部材）４６が設けられており、この円筒形のヒートローラ４６と定着ローラ４５には加熱ベルト（加熱部材）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４７，４７が設けられており、二次転写部２３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との間の定着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間の定着ニップ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排出トレイ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対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対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定着ユニット１４を示している。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に示される向きで定着ユニット１４が装置本体２に実装されることもある。また、この他のレイアウトとして、図２に示される状態から左右いずれかに傾斜した姿勢で定着ユニット１４が装置本体２に配置される場合もある。

本実施例の定着ユニット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。加圧ローラ４４は、例えば金属製（例えば、ＳＵＳ）の芯金上に厚み２〜５ｍｍ程度のシリコンゴム層を形成し、さらにその表層に離型層（例えばＰＦＡ）を積層して直径５０ｍｍ程度のローラとしている。定着ローラ４５は、例えば金属製（例えば、ＳＵＳ）の芯金上に厚み５〜１０ｍｍ程度のシリコンゴムスポンジ層を積層して直径４５ｍｍ程度のローラとしている。

また、ヒートローラ４６は、芯金が例えば直径３０ｍｍ程度、厚み０．２〜１．０ｍｍ程度の磁性金属（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、図示しない軸の回転駆動に伴って回転する。
さらに、加熱ベルト４８は、その基材の厚みが例えば３５μｍ（１μｍ＝１×１０^−６ｍ）の強磁性材料（例えばＮｉ電鋳基材）であり、その表層に厚み２００〜５００μｍ程度の薄膜の弾性層（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）が形成されており、その発熱温度を例えば１５０〜２００℃の範囲に調整される。なお、加熱ベルト４８に発熱機能を持たせない場合はＰＩ（ポリイミド）等の樹脂ベルトであってもよい。

上記のように定着ローラ４５が表層にシリコンゴムスポンジの弾性層を有することから、加熱ベルト４８と加圧ローラ４４との間にはフラットニップが形成される。なお、加圧ローラ４４の内部空間には、ハロゲンヒータ４４ａが設けられている。
〔電磁誘導加熱ユニット〕
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（電磁誘導加熱ユニット）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をはじめ複数対のアーチコア５４、同じく一対のサイドコア５６及びセンタコア（コア部）５８から構成されている。

〔コイル〕
図２の例では、ＩＨコイルユニット５０に対面したヒートローラ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（コイル）５２はヒートローラ４６の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、コイルボビン（コイル保持部）５３が配置されており、このボビン５３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。なお、コイルボビン５３の材質は、耐熱性樹脂（例えばＰＰＳ、ＰＥＴ、ＬＣＰ）であることが好ましく、また、コイル５２のコイルボビン５３への固定は例えば耐熱性接着剤（例えばシリコン系接着剤）を用いて行う。

〔コイル保持部〕
コイルボビン５３は、ヒートローラ４６及び加熱ベルト４８の外面に沿う形状に成形されている（図１０，１１）。なお、これら図１０，１１の向きは、図２の下方向からみた向きに相当する。
本実施例のコイルボビン５３は、その一端側、詳しくは、図２の右上方からみた図３の左奥側にケーシング５３ａが設置されており、このケーシング５３ａ内に駆動ユニット７２の後述するギア列７９が配置される。すなわち、本実施例の駆動ユニット７２はコイルボビン５３に組み付けられていてコイルボビン５３とユニットを構成している。なお、このケーシング５３ａは、上述した図１０，１１では駆動ユニット７２の構造を見易くするために省略している。

また、図２でみてコイルボビン５３の両端下側には位置決め部５３ｂ，５３ｂが形成されており（図１０，１１）、上述したヒートローラ４６の回転軸を回転自在に支持可能である。そして、ヒートローラ４６の回転軸の両端を位置決め部５３ｂに係合すると、センタコア５８の軸線とヒートローラ４６等の軸線とは平行に配置され、且つ、センタコア５８とヒートローラ４６表面及びヒートローラ４６に巻き掛けられた加熱ベルト４８表面との距離も一定に維持される。

〔コア部〕
図２でみてセンタコア５８はＩＨコイルユニット５０の中央に配置され、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、センタコア５８を挟んで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であり、それぞれの全長は誘導加熱コイル５２が配置された領域よりも長い。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が配置された領域の外側を覆っている。

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ている（図３）。本実施形態では、隣り合うアーチコア５４の間隔は１０ｍｍ程度としている。また、アーチコア５４の配置密度は、高ければ高いほど磁界の誘導性能がよいが、ある程度密度を減らしても性能の低下は少ないので、充分な性能を発揮できる範囲で高いコストパフォーマンスが得られるように配置密度を設定することが好ましい。また、軸方向の加熱ベルト４８の温度分布を調整する場合、アーチコア５４の配置密度を調整することで対応することが可能である。本実施形態では、例えばアーチコア５４の配置密度をアーチコア５４の配置領域全体の１／２〜１／３程度とし、誘導加熱コイル５２の長手方向の両端部での配置密度を中央付近よりも高めに設定することで、加熱ベルト４８の長手方向の端部領域での温度低下の改善も行っている。

また、サイドコア５６は、１つが３０〜６０ｍｍ程度の長さであり、複数のサイドコア５６がヒートローラ４６の長手方向に間隔をあけずに連続して配置されている。サイドコア５６を配置する範囲の全長は誘導加熱コイル５２が配置された領域の長さに対応している。このようにサイドコア５６を連続的に複数配置することで、アーチコア５４の配置による温度分布の振れ幅を均す効果がある。なお、各コア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おり、アーチコア５４がある程度の間隔をおいて配置されている分、その抜けた箇所でサイドコア５６が磁束の集束効果を補い、長手方向での磁束密度分布（温度分布）を均している。

アーチコア５４及びサイドコア５６の外側には、金属製（例えばアルミニウム）のシールドカバー８０が設けられており（図７）、このシールドカバー８０によってアーチコア５４及びサイドコア５６がコイルボビン５３に支持される構造である。
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されている。また、より実用的には、非接触タイプの温度センサをＩＨコイルユニット５０の下方に配置して、加熱ベルト４８の外面温度を検出することもできる。

図２，３に示されたセンタコア５８は、例えば断面円筒形状をなすフェライト製コアである（外径約１８ｍｍ）。センタコア５８は、その中央には軸方向に例えば非磁性金属（ＳＵＳ等）や耐熱性樹脂（ＰＰＳ、ＰＥＴ、ＬＣＰ等）のシャフト５９が挿通され、ヒートローラ４６と略同様に、用紙の最大通紙幅１３インチ（約３４０ｍｍ程度）に対応するだけの長さを有している。なお、センタコア５８はシャフト５９に位置固定されている。

〔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は薄板状をなし、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のセンタコア５８への貼り付けは、例えば耐熱性接着剤（例えばシリコン系接着剤）を用いて行うことができる。

なお、遮蔽部材６０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にはその面に垂直に磁束が貫通することによって誘導電流が発生する。誘導電流によって遮蔽部材６０は貫通した磁束とは方向が逆の逆磁束を発生させ、錯交磁束（垂直な貫通磁束）をキャンセルすることで誘導加熱コイル５２からの磁束を遮蔽または抑制する。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、効率よく磁束を遮蔽することができる。遮蔽部材６０の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。

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に磁束が作用する。

ところで、上述した駆動ユニット７２には例えばステッピングモータ７４が装備されており（図３〜６）、センタコア５８のシャフト５９はこのモータ７４からの動力により回転する。なお、図６でも駆動ユニット７２の構造を見易くするために、ケーシング５３ａを省略している。シャフト５９の一端部には従動ギヤ５９ａが取り付けられ（図６）、従動ギヤ５９ａには大小の減速ギヤ列７６が噛み合わされている。
上記ケーシング５３ａは、従動ギヤ５９ａの他、この減速ギヤ列７６のフレームとして機能し、ステッピングモータ７４はケーシング５３ａの端部分を覆うモータ基板７４ａに固定される。

ステッピングモータ７４を駆動すると、その動力はその軸７４ｂに固定配置されたモータギア７４ｃ、減速ギヤ列７６の大径ギヤ側から小径ギヤ側、そして、従動ギヤ５９ａを介してシャフト５９に伝達され、センタコア５８を長手方向の軸線回りに回転させることができる。モータギア７４ｃ、減速ギヤ列７６、従動ギヤ５９ａを総称してギア列７９と呼ぶ。
このとき、センタコア５８の回転角度（基準位置からの回転変位量）を検出するため、シャフト５９の回転量はセンサ７５で検出される（図４〜６）。このセンサ７５からの検出信号は入力ドライバ（不図示）を通じて制御用ＩＣ（不図示）に入力され、これに基づいて制御用ＩＣはセンタコア５８の基準位置からのセンタコア５８の回転角度を検出することができる。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：不図示）から用紙サイズに適した回転角度（基準位置を０度としたときの角度）の情報を読み出し、その目標とする回転角度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（不図示）を通じてステッピングモータ７４に印加され、これを受けてステッピングモータ７４が作動する。

次に、図３〜６ではアーチコア５４等の構造を見易くするために省略しているが、図７に示される如く、このアーチコア５４等の外側にはシールドカバー８０が設けられる。
本実施例のシールドカバー８０には、センタコア５８の中央部分に関して対称位置に支持軸８４が２本ずつ突設されている。また、シールドカバー８０のセンタコア５８の軸線方向でみた支持軸８４の外側領域には、ダクト８１，８２が設置される。

詳しくは、ケーシング５３ａの上方には上流側ダクト８１が設けられ、この上流側ダクト８１は後述の吸気ファン（冷却手段）９０側とコイル５２の折り返し部分の上方のシールドカバー８０に設けられた開口８０ｂとをそれぞれ連結する（図９）。一方、シールドカバー８０のうち上流側ダクト８１の反対側には下流側ダクト８２が設けられる。この下流側ダクト８２はコイル５２の反対側に位置した折り返し部分の上方のシールドカバー８０に設けられた開口（不図示）と後述の排気ファン９５側とをそれぞれ連結する。

〔トナー溶融ユニット〕
再び図２に戻り、本実施例の定着ユニット１４は、ＩＨコイルユニット５０とトナー溶融ユニット７０とに分離することができる。本実施例のトナー溶融ユニット７０は箱状のハウジング（図示しない）を備え、このハウジング内に上述した加圧ローラ４４や、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８が収納されている。

そして、トナー溶融ユニット７０は、装置本体２から加圧ローラ４４の回転中心や定着ローラ４５の回転中心を結んだ方向、つまり、図１でみて左方向（図２で云えば下方向）に取り外すことができる。これにより、トナー溶融ユニット７０が装置本体２から取り出された場合には、駆動ユニット７２を備えたＩＨコイルユニット５０は装置本体２のユニット設置部９３に残される（図１１）。

〔冷却手段〕
この図１１に示したユニット設置部９３の左右両側には上述した吸気ファン９０や排気ファン９５が設置される。
より具体的には、ユニット設置部９３からＩＨコイルユニット５０も取り外した図１０に示されるように、吸気ファン９０は、図１０でみてユニット設置部９３の右側に配置され、その先端のダクト９１とシールドカバー８０の上流側ダクト８１とがクッション材を介して連結できる。排気ファン９５は、図１０でみてユニット設置部９３の左側に配置されており、その先端のダクト９６とシールドカバー８０の下流側ダクト８２ともクッション材を介して連結できる。

そして、シールドカバー８０の支持軸８４がユニット設置部９３の受容孔９４に係合するように、ＩＨコイルユニット５０をユニット設置部９３に搭載すると、吸気ファン９０及び排気ファン９５がシールドカバー８０の上流側ダクト８１，下流側ダクト８２にそれぞれ連通するとともに、駆動ユニット７２のステッピングモータ７４やセンサ７５等は吸気ファン９０とコイル５２との間に配置されることになる（図８）。

ここで、本実施例では、ダクト９１のうち駆動ユニット７２の近傍には開口９２が設けられている（図９）。これにより、吸気ファン９０からの冷却風は、図９の矢印で示されるように、開口９２から導出して駆動ユニット７２に直接に供給される。同時に、この吸気ファン９０からの冷却風は、ダクト９１及び上流側ダクト８１を経由してシールドカバー８０の内部に導入され、コイル５２に供給される。このコイル５２を冷却した気流は、下流側ダクト８２及びダクト９６を介して排気ファン９５に達し、外部に排出される。

ところで、上記実施例では、吸気ファン９０からの冷却風がダクト９１に形成された開口９２を経由して駆動ユニット７２に供給されているが、シールドカバー８０の内部に導入されてから駆動ユニット７２に供給されてもよい。
一方、ダクト９１を分岐させ、駆動ユニット７２に向かう専用の風路を設置し、吸気ファン９０からの冷却風を駆動ユニット７２に向けて直接に供給してもよい。

以上のように、本実施例によれば、定着装置１４はヒートローラ４６等を誘導加熱してトナー画像の加熱溶融を行う方式（外包ＩＨ）を採用し、コイル５２、コイルボビン５３、及びセンタコア５８等を備えたＩＨコイルユニット５０と、ヒートローラ４６、加熱ベルト４８、及び加圧ローラ４４を備えたトナー溶融ユニット７０とで構成されている。

このＩＨコイルユニット５０では、コイル５２で生じた磁束がヒートローラ４６等に渦電流を発生させて磁気誘導加熱を行い、センタコア５８は駆動ユニット７２による回転制御でヒートローラ４６等の加熱幅を調整可能である。
また、トナー溶融ユニット７０はＩＨコイルユニット５０に対して着脱できる。つまり、ＩＨコイルユニット５０だけを装置本体２に設置しておき、トナー溶融ユニット７０をＩＨコイルユニット５０に装着した時点で、ＩＨコイルユニット５０の位置に対するトナー溶融ユニット７０の位置が決まり、センタコア５８の軸線とヒートローラ４６等の軸線とが平行になる。

ここで、本実施例によれば、センタコア５８に回転を伝える駆動ユニット７２がＩＨコイルユニット５０内に一体化され、駆動ユニット７２がセンタコア５８に直結されており、ＩＨコイルユニット５０と駆動ユニット７２との接続部品の間に不安定状態の接触がない。よって、ＩＨコイルユニット５０とトナー溶融ユニット７０とを分離可能に構成しても、ヒートローラ４６等の発熱性能を確保しつつ、ＩＨコイルユニット５０の信頼性向上を図ることできる。

また、センタコア５８に回転を伝える駆動ユニット７２がコイルボビン５３に一体化されており、既存の構成で駆動ユニット７２を搭載できる。さらに、上述した駆動ユニット７２の減速ギヤ列７６に要するフレーム等をコイルボビン５３のケーシング５３ａに形成でき、駆動ユニット７２の構成が簡素になる。この結果、定着ユニット１４の製造コストの低廉化や小型化に寄与する。

さらに、駆動ユニット７２がコイル５２を冷却前の冷却風に接触しているため、高温環境下に曝されなくなる。よって、その構成部品であるステッピングモータ７４やセンサ７５の性能を維持でき、ＩＨコイルユニット５０の更なる信頼性向上を達成できる。
さらにまた、ヒートローラ４６等の発熱性能を確保して良好な定着画像が形成される結果、画像形成装置１の信頼性が向上する。

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、本実施例では画像形成装置としてプリンタに具現化した例を示しているものの、本発明の画像形成装置は、複合機、複写機やファクシミリ等にも当然に適用可能である。
そして、これらいずれの場合にも上記と同様に、トナー溶融ユニット７０から分離可能なＩＨコイルユニット５０の信頼性向上を達成できるとの効果を奏する。

１ プリンタ（画像形成装置）
７ 画像形成部
１４ 定着ユニット（定着装置）
４４ 加圧ローラ（加圧回転体）
４６ ヒートローラ（加熱部材）
４８ 加熱ベルト（加熱部材）
５０ ＩＨコイルユニット（電磁誘導加熱ユニット）
５２ 誘導加熱コイル（コイル）
５３ コイルボビン（コイル保持部）
５８ センタコア（コア部）
７０ トナー溶融ユニット
７２ 駆動ユニット
９０ 吸気ファン（冷却手段）
９２ 開口

Claims (2)

1. 記録媒体に画像を定着するための定着装置であって、
   加圧回転体に接触してニップを形成し、トナー画像を前記記録媒体に定着させる加熱部材を有したトナー溶融ユニットと、
   前記加熱部材の外面に沿って配置され、この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、及びこのコイルを挟んで前記加熱部材の反対側に配置されて前記コイルの周囲にて磁路を形成し、前記記録媒体の幅方向に延びた軸線周りに回転するコア部をそれぞれ有し、前記トナー溶融ユニットを着脱可能に構成された電磁誘導加熱ユニットと、
   この電磁誘導加熱ユニットに一体形成され、前記コア部を回転駆動させる駆動ユニットとを備え、
   前記駆動ユニットは、前記コイルを保持するコイル保持部に組み付けられた状態で前記コイル保持部とユニットを構成しており、
   前記コイルが冷却手段からの冷却風で冷却されており、前記駆動ユニットは、この冷却手段と前記コイルとの間に配置されることを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置を搭載し、これを用いて画像形成部で形成されたトナー画像を前記記録媒体に定着させることを特徴とする画像形成装置。

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