定着装置及びこれを搭載した画像形成装置
【課題】磁気遮蔽を要する領域での完全な磁気遮蔽が可能な定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供する。
【解決手段】誘導加熱コイル(52)と、コイルの周囲にて磁路を形成する固定コア(54,56)や可動コア(58)と、可動コアの外面に沿って円弧状に湾曲して設けられ、コイルで発生した磁気を遮蔽するリング形状の遮蔽部材(60)と、磁気の遮蔽時にはそのリング内を一方向の磁界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内を双方向の磁界が貫通する退避位置に移動させる磁気遮蔽手段(83)とを具備し、遮蔽部材は、その磁気遮蔽を要する領域と磁気遮蔽を要しない域との境界部分に設けられるとともに、その周方向に閉じた形状で構成される一方、可動コアの軸線方向からみてこの周方向の一部分が電気的に絶縁された環状部(60B)を備える。
【解決手段】誘導加熱コイル(52)と、コイルの周囲にて磁路を形成する固定コア(54,56)や可動コア(58)と、可動コアの外面に沿って円弧状に湾曲して設けられ、コイルで発生した磁気を遮蔽するリング形状の遮蔽部材(60)と、磁気の遮蔽時にはそのリング内を一方向の磁界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内を双方向の磁界が貫通する退避位置に移動させる磁気遮蔽手段(83)とを具備し、遮蔽部材は、その磁気遮蔽を要する領域と磁気遮蔽を要しない域との境界部分に設けられるとともに、その周方向に閉じた形状で構成される一方、可動コアの軸線方向からみてこの周方向の一部分が電気的に絶縁された環状部(60B)を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【０００４】
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、まず、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３１８００１号公報
【特許文献２】特開２００３−１０７９４１号公報
【特許文献３】特許第３５２７４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
ここで、ウォームアップタイムの削減や省スペース化を実現するにあたり、非通紙域（磁気遮蔽を要する領域）では誘導加熱を抑え、通紙域（磁気遮蔽を要しない域）では誘導加熱を実施可能な磁気遮蔽部材を用いることも考えられるが、この非通紙域で遮蔽された磁界を通紙域に逃がす必要がある点にも留意しなければならない。当該磁界が非通紙域に留まると、この非通紙域での磁気遮蔽効果が弱くなり、過昇温防止の妨げになり得るからである。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、非通紙域での完全な磁気遮蔽が可能な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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための第１の発明は、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装置であって、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、可動コアの外面に沿って円弧状に湾曲して設けられ、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、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て遮蔽部材を移動可能に構成されており、遮蔽部材による磁気の遮蔽時にはそのリング内を一方向の磁界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内を双方向の磁界が貫通する退避位置に移動させる磁気遮蔽手段とを具備し、遮蔽部材は、その磁気遮蔽を要する領域と磁気遮蔽を要しない域との境界部分に設けられるとともに、その周方向に閉じた形状で構成される一方、軸線方向からみてこの周方向の一部分が電気的に絶縁された環状部を備えている。
【００１０】
第１の発明によれば、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。
【００１１】
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。
【００１２】
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一方向の磁界（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。この反磁界が上記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ように、リングの内側を双方向の磁界が貫通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。
【００１３】
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一方向の磁界が貫通する配置として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双方向の磁界が貫通する配置として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。
また、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、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、この点も省スペース化に更に寄与する。
【００１４】
しかも、本発明の環状部は、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構成要素であり、その周方向に閉じた形状で構成されるのに対し、上記回転の軸線方向からみれば電気的に絶縁されており、環状部自体は完全に導通していない。よって、遮蔽部材による磁気の遮蔽時において磁気遮蔽を要する領域、例えば非通紙域にて遮蔽された磁界は、従来に比して、可動コアを経由して磁気遮蔽を要しない域、例えば通紙域に到達することができ、上記非通紙域での完全な磁気遮蔽が可能になる。この結果、この非通紙域における磁気遮蔽効果のより一層の向上に寄与する。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明の構成において、遮蔽部材は、境界部分の環状部と、磁気遮蔽を要する領域のうち環状部を挟んで磁気遮蔽を要しない域とは反対側に設けられた他の環状部と、これら環状部及び他の環状部の間を連結し、環状部の周方向に間隔をおいて配置された直線部とを有してリング形状が構成されており、境界部分の環状部は、電気的絶縁部材を介在させることにより、軸線方向からみて重なり合っ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、環状部は、その端部分が軸線方向からみて重なり合っており、他の環状部や直線部と相俟って磁気を遮蔽するリング形状になる。一方、当該重なり合う部分には、電気的絶縁部材が介在されているため、環状部の端部分は互いに確実に絶縁可能になる。
【００１６】
第３の発明は、第２の発明の構成において、遮蔽部材は、１枚の板状からなる環状部、他の環状部及び直線部を有することを特徴とする。
第３の発明によれば、第２の発明の作用に加えてさらに、環状部、他の環状部及び直線部からなる遮蔽部材が１枚の板状に形成されていれば、可動コアの外面に沿って湾曲させれば済むことから、例えば分割された各リング形状をそれぞれ連結して構成させる場合に比して、製造が容易になる。
【００１７】
第４の発明は、第１から第３の発明の構成において、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域の外側に設けられてい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、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。
【００１８】
第５の発明は、第１から第４の発明の構成において、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。
第５の発明によれば、第１から第４の発明の作用に加えてさらに、遮蔽部材が銅を材料として構成されていれば、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。
【００１９】
第６の発明は、第１から第４の発明の構成において、遮蔽部材は、その厚みが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。
第６の発明によれば、第１から第４の発明の作用に加えてさらに、遮蔽部材の厚みが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。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からである。
【００２０】
第７の発明は、第１から第６の発明の構成において、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おり、可動コアは、その外側に遮蔽部材を配置するとともに、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ことを特徴とする。
第７の発明によれば、第１から第６の発明の作用に加えてさらに、外包ＩＨ方式を採用している。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。
【００２１】
第８の発明は、第１から第６の発明の構成において、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、遮蔽部材が加熱部材の内側に配置されていることを特徴とする。
第８の発明によれば、第１から第６の発明の作用に加えてさらに、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。
【００２２】
第９の発明は、第１から第８の定着装置を画像形成装置に搭載し、これを用いて画像形成部で形成されたトナー画像を用紙に定着させる画像形成装置であることを特徴とする。
第９の発明によれば、第１から第８の発明の作用に加えてさらに、非通紙域における磁気遮蔽効果の大幅な向上が図られているので、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。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、遮蔽部材のうち、非通紙域と通紙域との境界部分に設けられた環状部では電気的な連結が切られているため、非通紙域における磁気遮蔽効果がより一層向上す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。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】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。
【図２】定着ユニットの構造例を示す縦断面図である。
【図３】遮蔽部材の基本構成を示す斜視図である。
【図４】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。
【図５】定着ユニットのブロック図である。
【図６】基本構成の遮蔽部材を用いた動作例を示す図である。
【図７】遮蔽部材の構造例（１）を示す平面図である。
【図８】構造例（１）をセンタコアの軸線方向からみた断面図である。
【図９】図８の部分拡大図である。
【図１０】構造例（１）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。
【図１１】構造例（１）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１２】図１１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】図１１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１４】図１１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１５】図１１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１６】図１１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。
【図１７】定着ユニットの他の構造例を示す図である。
【図１８】定着ユニットのさらに他の構造例を示す図である。
【図１９】定着ユニットのさらにまた他の構造例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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（定着装置）１４と、定着処理の行われた用紙を排出トレイ３に搬送する第３の搬送路１１とが配設されている。
【００２８】
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１８により１枚ずつ第１の搬送路９側に繰り出される。
【００２９】
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により排出トレイ３に排出される。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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（加圧部材）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（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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
本実施例の定着ユニット１４は、例えば直径５０ｍｍの加圧ローラ４４、例えば直径４５ｍｍの定着ローラ４５、例えば直径３０ｍｍのヒートローラ４６及び例えば３５μｍの厚み（１μｍ＝１×１０−６ｍ）の加熱ベルト４８を備えている。なお、当該ベルト４８は例えば１５０〜２００℃の範囲に調整される。
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。
【００３８】
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（固定コア）５４、同じく一対のサイドコア（固定コア）５６及びセンタコア（可動コア）５８から構成されている。
【００３９】
〔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（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ＰＰＳ、ＰＥＴ、ＬＣＰ等の耐熱性樹脂製のボビン（図示していない）が配置されており、このボビン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、当該ボビンに対するコイル５２の固定は、例えばシリコン系接着剤を用いて行う。
【００４０】
〔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であり、それぞれ全長は誘導加熱コイル５２の巻線域よりも長い。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の巻線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。
【００４１】
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（図５のサーモスタット７５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。図５に示されるように、ヒートローラ４６の温度は本体エンジン基板８２に出力される。当該基板８２はインバータ基板８０に電気的に接続されており、ヒートローラ４６の温度はサーモスタット７５で一定に調整できる。また、この基板８０は誘導加熱コイル５２に電力を供給する。一方、このコイル５２はコイル冷却ファン７６からの冷却風で適宜冷却され、当該ファン７６の駆動信号はエンジン基板８２から出力される。
【００４２】
なお、当該基板８２は、例えばステッピングモータ６６に駆動信号を出力することにより、センタコア５８の回転機構６４を駆動する機能を有している。詳しくは、センタコア５８の回転角は、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、本体エンジン基板８２にはそのための制御部（磁気遮蔽量調整手段）８３が付属する。この制御部８３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。
【００４３】
〔可動コア〕
再び図２に戻り、このセンタコア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。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１３インチ（例えば３４０ｍｍ程度）に対応するだけの長さを有している。なお、当該用紙を用いる場合には２０ｋＨｚ以上の交番電流（交番周波数は例えば３０ｋＨｚ）を使用し、可聴域を避ける。さらに、図２には示されていないが、センタコア５８は上記回転機構６４に連結されており、この回転機構６４により長手方向の軸線回りに回転可能となっている。
【００４４】
〔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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
〔基本構成〕
図３は、遮蔽部材６０の基本構成を示す斜視図である（センタコア５８は図示されていない）。この遮蔽部材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、この遮蔽部材６０が長手方向でみて両端位置に一対の環状部６０Ｂ及び他の環状部６０Ａ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、環状部６０Ｂ及び他の環状部６０Ａの周方向に間隔をおいて配置され、また、他の環状部６０Ａはセンタコア５８の一端部（最小通紙域の外側であって非通紙域の端部分）に、環状部６０Ｂは、非通紙域と通紙域の境界部分にそれぞれ設けられる。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。
【００４８】
この基本構成においては、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、周方向で隣り合う２本の直線部６０ａとこれらを連結する環状部６０Ｂ及び他の環状部６０Ａ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。
〔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の遮蔽部材６０は、１つのリング部分について単なるワイヤモデルとして簡略化されている。
【００４９】
図４（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。
【００５０】
図４（Ｂ）：その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。
【００５１】
図４（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。
【００５２】
本発明の発明者等は、この基本構成では図４（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。
〔基本構成の動作〕
図６は、センタコア５８の回転に伴う基本構成の遮蔽部材６０を用いた動作例を示す図である。
【００５３】
図６（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。基本構成の場合、遮蔽部材６０を退避させた状態で図４（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６の上方）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。
【００５４】
図６（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（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。
【００５５】
〔構造例（１）〕
図７は、遮蔽部材６０の構造例（１）を示す平面図であり（センタコア５８は図示されていない）、図８（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ図７のａ−ａ断面、ｂ−ｂ断面、ｃ−ｃ断面、ｄ−ｄ断面に相当する。そして、この構造例（１）の遮蔽部材６０は、基本構成をさらに発展させた形態である。すなわち、構造例（１）では遮蔽部材６０がその長手方向でみて一端位置に穴あき形状の環状部（上述した他の環状部）６０Ａや、長手方向に間隔をおいて同形状の環状部６０Ｂを有する他、この環状部６０Ｂに続いて、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弧部６０Ｃを有し、他端位置には約３分の１円で穴あき形状の円弧部６０Ｄを有している。
【００５６】
より詳しくは、最小通紙域から最も離れた他の環状部６０Ａは最大サイズＰ１（例えばＡ３，Ａ４Ｒ）に対応する位置にあり、次の環状部６０Ｂは中サイズＰ２（例えばＢ４Ｒ）に対応する位置にあり、その次の円弧部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、最小通紙域近傍の円弧部６０Ｄは最小サイズＰ４（例えばＡ５Ｒ）に対応した位置にある。
【００５７】
これら４枚の環状部６０Ａ，６０Ｂ、円弧部６０Ｃ，６０Ｄのうち、３枚の環状部６０Ａ，６０Ｂ、円弧部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、残る他端位置の円弧部６０Ｄについては、隣接する円弧部６０Ｃと２本の直線部６０ａを介して連結されている。これら各直線部６０ａは同一直線状に配置される。
【００５８】
また、これら環状部６０Ａ，６０Ｂ、円弧部６０Ｃ，６０Ｄや直線部６０ａは、１枚の板状に形成され、センタコア５８の外面に沿って丸めて加工することができる。
そして、各環状部６０Ａ，６０Ｂ、円弧部６０Ｃ，６０Ｄの断面は、図８に示される如く、まず、中小サイズＰ３に対応した円弧部６０Ｃは同図でみて上側の端部６０ｖと右側の端部６０ｗとが離間し、最小サイズＰ４に対応した円弧部６０Ｄもまた、同図でみて左側の端部６０ｘと右側の端部６０ｙとが離間している（同図（ｃ），（ｄ））。
【００５９】
これに対し、最大サイズＰ１に対応した環状部６０Ａや、中サイズＰ２に対応した環状部６０Ｂは、同図でみて上下方向に重なり合う上端部６０ｓ及び下端部６０ｔをそれぞれ有し、その周方向に閉じた形状で構成されている（同図（ａ），（ｂ））。
しかし、本実施例の環状部６０Ｂは、中サイズＰ２でみた非通紙域（中サイズＰ２の外側）と通紙域（中サイズＰ２の内側）との境界部分に配置されるが、この図８、つまり、回転軸線方向からみて軸線方向からみて上記周方向の一部分が電気的に絶縁されている。
【００６０】
具体的には、この図８を部分的に拡大した図９に示されるように、上端部６０ｓの下面と下端部６０ｔの上面との間には、耐熱性のある絶縁フィルム（電気的絶縁部材）６０ｕが介在しており、環状の形状については確保するものの、その電気的連結については切断されている。
なお、この絶縁フィルムの他、ＰＦＡの絶縁チューブやカプトンフィルム等で上端部６０ｓの下面や下端部６０ｔの上面を被覆してもよいし、また、上端部６０ｓと下端部６０ｔとの間に例えば０．５〜１ｍｍ程度の間隙を設けてもよく、この場合には、エナメル被覆やポリアミドイミドのコーティングを施すことが好ましい。遮蔽部材６０は、その自己発熱のみならず、コイル５２による発熱や、加熱ベルト４８等からの輻射熱の影響を受けるからである。
【００６１】
なお、他の環状部６０Ａについても、環状部６０Ｂと同様に上端部６０ｓや下端部６０ｔが形成されているが、当該他の環状部６０Ａは、上述した１枚の板状に構成させた点を鑑みたものであり、その機能を鑑みれば、特に、電気的連結を切断しなくてもよい。
次に、図１０は、構造例（１）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１０（Ａ）はセンタコア５８の平面図及び側面図に相当し、図１０（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、環状部６０Ａ，６０Ｂ、円弧部６０Ｃ，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。また、この図１０以降では都合上、上端部６０ｓや下端部６０ｔ、及び絶縁フィルム６０ｕなどの図示を省略して説明する。
【００６２】
図１０（Ａ）：構造例（１）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、最小通紙域から最も離れた他の環状部６０Ａは最大サイズＰ１（例えばＡ３，Ａ４Ｒ）に対応する位置にあり、次の環状部６０Ｂは中サイズＰ２（例えばＢ４Ｒ）に対応する位置にあり、その次の円弧部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、最小通紙域近傍の円弧部６０Ｄは最小サイズＰ４（例えばＡ５Ｒ）に対応した位置にある。
【００６３】
図１０（Ｂ）：環状部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１０（Ｃ）：円弧部６０Ｃは、上記のように約３分の２円の穴あき形状である。円弧部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。
【００６４】
図１０（Ｄ）：円弧部６０Ｄは、上記のように約３分の１円の穴あき形状である。円弧部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（１）の動作例〕
次に、構造例（１）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１１から図１６は、構造例（１）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。
【００６５】
〔全面遮蔽（０°）〕
まず、図１１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１１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。
【００６６】
円弧部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、一端位置の他の環状部６０Ａと他端位置の円弧部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。
【００６７】
そして、この最小サイズＰ４の場合には、他の環状部６０Ａと環状部６０Ｂとの間で遮蔽された磁界は、当該環状部６０Ｂでは誘導電流が生じないためにキャンセルされず、センタコア５８の内部を経由し、環状部６０Ｂからみて例えば円弧部６０Ｄよりも内側などから加熱ベルト４８やヒートローラ４６に到達可能になる。
【００６８】
〔遮蔽なし（６０°）〕
図１２は、図１１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６（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。
【００６９】
〔中小サイズ遮蔽（１２０°）〕
図１３は、図１１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、他の環状部６０Ａと円弧部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。
【００７０】
そして、この中小サイズＰ３の場合にも、他の環状部６０Ａと環状部６０Ｂとの間で遮蔽された磁界はキャンセルされず、センタコア５８の内部を経由し、例えば円弧部６０Ｃと円弧部６０Ｄとの間などから加熱ベルト４８やヒートローラ４６に到達可能になる。
〔遮蔽なし（１８０°）〕
図１４は、図１１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１２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６（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。
【００７１】
〔中サイズ遮蔽（２４０°）〕
図１５は、図１１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、他の環状部６０Ａと環状部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。
【００７２】
そして、この中サイズＰ２の場合においても、他の環状部６０Ａと環状部６０Ｂとの間で遮蔽された磁界はキャンセルされず、センタコア５８の内部を経由し、例えば環状部６０Ｂと円弧部６０Ｃとの間などから加熱ベルト４８やヒートローラ４６に到達可能になる。
〔遮蔽なし（３００°）〕
図１６は、図１１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１２，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６（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。
【００７３】
〔他の構造例〕
図１７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。
【００７４】
図１８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や遮蔽部材６０がヒートローラ４６の内部に配置されている点が上記例と異なっている。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。
【００７５】
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１８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域で加熱ベルト４８が誘導加熱される。
【００７６】
次に、図１９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。
以上のように、本実施例によれば、コイル５２で発生させた磁界により加熱ベルト４８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５２を例えば加熱ベルト４８の外側に配置して外包ＩＨ方式を採用した場合、ベルト４８の内側には特段の部材を設ける必要がない。また、アーチコア５４、サイドコア５６は、コイル５２の発生させる磁界を導く磁路を形成するためにコイル５２の周囲に配置されており、センタコア５８もコア５４，５６とベルト４８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６０がセンタコア５８を内包しているので、遮蔽部材６０をコア５８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。
【００７７】
特に本実施例では、センタコア５８を内包した遮蔽部材６０を退避位置に移動させると、コイル５２の発生させる磁界がコア５４，５６，５８に導かれてベルト４８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６０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、ベルト４８の発熱量を低減させることができる。したがって、加熱ベルト４８の発熱量の調整に際してセンタコア５８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ベルト４８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。
【００７８】
さらに、本実施例の遮蔽部材６０には以下のメリットがある。すなわち、遮蔽部材６０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一方向の磁界（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。この反磁界が上記錯交磁束をキャンセルすることで、遮蔽部材６０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ように、リングの内側を双方向の磁界が貫通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。
【００７９】
また、制御部８３は、センタコア５８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６０を移動させることができる。すなわち、本発明では、センタコア５８を回転させるだけで遮蔽部材６０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６０を移動させる機構が簡素化され、この点も省スペース化に更に寄与する。
【００８０】
しかも、本実施例のように、中サイズＰ２における非通紙域と通紙域との境界部分の環状部６０Ｂは、コイル５２の発生させる磁界内で磁気を遮蔽する３つのリング形状の構成要素であり、その周方向に閉じた形状で構成されるのに対し、上記回転の軸線方向からみれば電気的に絶縁されており、環状部６０Ｂ自体は完全に導通していない。よって、遮蔽部材６０による磁気の遮蔽時において中サイズにおける非通紙域にて遮蔽された磁界は、従来の如く誘導電流からの反磁界によってセンタコア５８に向かうべき磁界がキャンセルされない。よって、長手方向に延びたセンタコア５８を経由して中サイズにおける通紙域に到達することができ、上記非通紙域での完全な磁気遮蔽が可能になる。この結果、この非通紙域における磁気遮蔽効果のより一層の向上に寄与する。
【００８１】
また、環状部６０Ｂは、その端部分である上端部６０ｓと下端部６０ｔとが軸線方向からみて重なり合っており、他の環状部６０Ａや直線部６０ａと相俟って磁気を遮蔽するリング形状になる。一方、これら上端部６０ｓと下端部６０ｔとの間には、絶縁フィルム６０ｕが介在されているため、上端部６０ｓと下端部６０ｔとは互いに確実に絶縁可能になる。
【００８２】
さらに、環状部６０Ｂ、他の環状部６０Ａ及び直線部６０ａからなる遮蔽部材６０が１枚の板状に形成されていれば、センタコア５８の外面に沿って湾曲させれば済むことから、例えば分割された各リング形状をそれぞれ連結して構成させる場合に比して、製造が容易になる。
さらにまた、用紙サイズに合わせて制御部８３によりセンタコア５８を回転させ、遮蔽部材６０を移動させて遮蔽位置と退避位置とに切り替えれば、最小通紙域の外側を加熱する必要がない場合に加熱ベルト４８等の過昇温を防止することができる。
【００８３】
また、遮蔽部材６０が銅を材料として構成されていれば、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６０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。
さらに、遮蔽部材６０の厚みが０．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲内である非磁性金属で構成されていれば、遮蔽部材６０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６０の軽量化を図ることができる。遮蔽部材６０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からである。
【００８４】
さらにまた、ＩＨコイルユニット５０が外包ＩＨ方式であり、コイル５２が加熱ベルト４８の外面に沿って配置されており、かつ、コイル５２の中心を挟んで両側にアーチコア５４、サイドコア５６が分割して配置されている。そしてセンタコア５８は、両側のコア５４，５６を経てコイル５２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、センタコア５８が磁路の中心に位置することになるため、１つのセンタコア５８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。
【００８５】
また、上述した非通紙域における磁気遮蔽効果の大幅な向上が図られているので、良好なトナー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、センタコア５８の断面形状は円筒に限らず、円柱や多角形状であってもよい。また、遮蔽部材６０の平面視での形状は台形に限らず、三角形状であってもよい。
【００８６】
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。
そして、これらいずれの場合にも上記と同様に、磁気遮蔽を要する領域での完全な磁気遮蔽を行えるとの効果を奏する。
【符号の説明】
【００８７】
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（加圧部材）
４８ 加熱ベルト（加熱部材）
５０ ＩＨコイルユニット
５２ 誘導加熱コイル（コイル）
５４ アーチコア（固定コア）
５６ サイドコア（固定コア）
５８ センタコア（可動コア）
６０ 遮蔽部材
６０Ａ 他の環状部
６０Ｂ 環状部
６０ａ 直線部
６０ｕ 絶縁フィルム（電気的絶縁部材）
８３ 制御部（磁気遮蔽手段）
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【０００４】
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、まず、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３１８００１号公報
【特許文献２】特開２００３−１０７９４１号公報
【特許文献３】特許第３５２７４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
ここで、ウォームアップタイムの削減や省スペース化を実現するにあたり、非通紙域（磁気遮蔽を要する領域）では誘導加熱を抑え、通紙域（磁気遮蔽を要しない域）では誘導加熱を実施可能な磁気遮蔽部材を用いることも考えられるが、この非通紙域で遮蔽された磁界を通紙域に逃がす必要がある点にも留意しなければならない。当該磁界が非通紙域に留まると、この非通紙域での磁気遮蔽効果が弱くなり、過昇温防止の妨げになり得るからである。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、非通紙域での完全な磁気遮蔽が可能な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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための第１の発明は、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装置であって、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、可動コアの外面に沿って円弧状に湾曲して設けられ、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、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て遮蔽部材を移動可能に構成されており、遮蔽部材による磁気の遮蔽時にはそのリング内を一方向の磁界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内を双方向の磁界が貫通する退避位置に移動させる磁気遮蔽手段とを具備し、遮蔽部材は、その磁気遮蔽を要する領域と磁気遮蔽を要しない域との境界部分に設けられるとともに、その周方向に閉じた形状で構成される一方、軸線方向からみてこの周方向の一部分が電気的に絶縁された環状部を備えている。
【００１０】
第１の発明によれば、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。
【００１１】
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。
【００１２】
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一方向の磁界（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。この反磁界が上記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ように、リングの内側を双方向の磁界が貫通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。
【００１３】
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一方向の磁界が貫通する配置として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双方向の磁界が貫通する配置として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。
また、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、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、この点も省スペース化に更に寄与する。
【００１４】
しかも、本発明の環状部は、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構成要素であり、その周方向に閉じた形状で構成されるのに対し、上記回転の軸線方向からみれば電気的に絶縁されており、環状部自体は完全に導通していない。よって、遮蔽部材による磁気の遮蔽時において磁気遮蔽を要する領域、例えば非通紙域にて遮蔽された磁界は、従来に比して、可動コアを経由して磁気遮蔽を要しない域、例えば通紙域に到達することができ、上記非通紙域での完全な磁気遮蔽が可能になる。この結果、この非通紙域における磁気遮蔽効果のより一層の向上に寄与する。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明の構成において、遮蔽部材は、境界部分の環状部と、磁気遮蔽を要する領域のうち環状部を挟んで磁気遮蔽を要しない域とは反対側に設けられた他の環状部と、これら環状部及び他の環状部の間を連結し、環状部の周方向に間隔をおいて配置された直線部とを有してリング形状が構成されており、境界部分の環状部は、電気的絶縁部材を介在させることにより、軸線方向からみて重なり合っ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、環状部は、その端部分が軸線方向からみて重なり合っており、他の環状部や直線部と相俟って磁気を遮蔽するリング形状になる。一方、当該重なり合う部分には、電気的絶縁部材が介在されているため、環状部の端部分は互いに確実に絶縁可能になる。
【００１６】
第３の発明は、第２の発明の構成において、遮蔽部材は、１枚の板状からなる環状部、他の環状部及び直線部を有することを特徴とする。
第３の発明によれば、第２の発明の作用に加えてさらに、環状部、他の環状部及び直線部からなる遮蔽部材が１枚の板状に形成されていれば、可動コアの外面に沿って湾曲させれば済むことから、例えば分割された各リング形状をそれぞれ連結して構成させる場合に比して、製造が容易になる。
【００１７】
第４の発明は、第１から第３の発明の構成において、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域の外側に設けられてい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、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。
【００１８】
第５の発明は、第１から第４の発明の構成において、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。
第５の発明によれば、第１から第４の発明の作用に加えてさらに、遮蔽部材が銅を材料として構成されていれば、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。
【００１９】
第６の発明は、第１から第４の発明の構成において、遮蔽部材は、その厚みが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。
第６の発明によれば、第１から第４の発明の作用に加えてさらに、遮蔽部材の厚みが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。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からである。
【００２０】
第７の発明は、第１から第６の発明の構成において、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おり、可動コアは、その外側に遮蔽部材を配置するとともに、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ことを特徴とする。
第７の発明によれば、第１から第６の発明の作用に加えてさらに、外包ＩＨ方式を採用している。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。
【００２１】
第８の発明は、第１から第６の発明の構成において、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、遮蔽部材が加熱部材の内側に配置されていることを特徴とする。
第８の発明によれば、第１から第６の発明の作用に加えてさらに、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。
【００２２】
第９の発明は、第１から第８の定着装置を画像形成装置に搭載し、これを用いて画像形成部で形成されたトナー画像を用紙に定着させる画像形成装置であることを特徴とする。
第９の発明によれば、第１から第８の発明の作用に加えてさらに、非通紙域における磁気遮蔽効果の大幅な向上が図られているので、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。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、遮蔽部材のうち、非通紙域と通紙域との境界部分に設けられた環状部では電気的な連結が切られているため、非通紙域における磁気遮蔽効果がより一層向上す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。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】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。
【図２】定着ユニットの構造例を示す縦断面図である。
【図３】遮蔽部材の基本構成を示す斜視図である。
【図４】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。
【図５】定着ユニットのブロック図である。
【図６】基本構成の遮蔽部材を用いた動作例を示す図である。
【図７】遮蔽部材の構造例（１）を示す平面図である。
【図８】構造例（１）をセンタコアの軸線方向からみた断面図である。
【図９】図８の部分拡大図である。
【図１０】構造例（１）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。
【図１１】構造例（１）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１２】図１１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】図１１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１４】図１１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１５】図１１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１６】図１１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。
【図１７】定着ユニットの他の構造例を示す図である。
【図１８】定着ユニットのさらに他の構造例を示す図である。
【図１９】定着ユニットのさらにまた他の構造例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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（定着装置）１４と、定着処理の行われた用紙を排出トレイ３に搬送する第３の搬送路１１とが配設されている。
【００２８】
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１８により１枚ずつ第１の搬送路９側に繰り出される。
【００２９】
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により排出トレイ３に排出される。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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（加圧部材）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（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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
本実施例の定着ユニット１４は、例えば直径５０ｍｍの加圧ローラ４４、例えば直径４５ｍｍの定着ローラ４５、例えば直径３０ｍｍのヒートローラ４６及び例えば３５μｍの厚み（１μｍ＝１×１０−６ｍ）の加熱ベルト４８を備えている。なお、当該ベルト４８は例えば１５０〜２００℃の範囲に調整される。
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。
【００３８】
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（固定コア）５４、同じく一対のサイドコア（固定コア）５６及びセンタコア（可動コア）５８から構成されている。
【００３９】
〔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（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ＰＰＳ、ＰＥＴ、ＬＣＰ等の耐熱性樹脂製のボビン（図示していない）が配置されており、このボビン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、当該ボビンに対するコイル５２の固定は、例えばシリコン系接着剤を用いて行う。
【００４０】
〔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であり、それぞれ全長は誘導加熱コイル５２の巻線域よりも長い。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の巻線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。
【００４１】
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（図５のサーモスタット７５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。図５に示されるように、ヒートローラ４６の温度は本体エンジン基板８２に出力される。当該基板８２はインバータ基板８０に電気的に接続されており、ヒートローラ４６の温度はサーモスタット７５で一定に調整できる。また、この基板８０は誘導加熱コイル５２に電力を供給する。一方、このコイル５２はコイル冷却ファン７６からの冷却風で適宜冷却され、当該ファン７６の駆動信号はエンジン基板８２から出力される。
【００４２】
なお、当該基板８２は、例えばステッピングモータ６６に駆動信号を出力することにより、センタコア５８の回転機構６４を駆動する機能を有している。詳しくは、センタコア５８の回転角は、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、本体エンジン基板８２にはそのための制御部（磁気遮蔽量調整手段）８３が付属する。この制御部８３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。
【００４３】
〔可動コア〕
再び図２に戻り、このセンタコア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。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１３インチ（例えば３４０ｍｍ程度）に対応するだけの長さを有している。なお、当該用紙を用いる場合には２０ｋＨｚ以上の交番電流（交番周波数は例えば３０ｋＨｚ）を使用し、可聴域を避ける。さらに、図２には示されていないが、センタコア５８は上記回転機構６４に連結されており、この回転機構６４により長手方向の軸線回りに回転可能となっている。
【００４４】
〔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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
〔基本構成〕
図３は、遮蔽部材６０の基本構成を示す斜視図である（センタコア５８は図示されていない）。この遮蔽部材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、この遮蔽部材６０が長手方向でみて両端位置に一対の環状部６０Ｂ及び他の環状部６０Ａ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、環状部６０Ｂ及び他の環状部６０Ａの周方向に間隔をおいて配置され、また、他の環状部６０Ａはセンタコア５８の一端部（最小通紙域の外側であって非通紙域の端部分）に、環状部６０Ｂは、非通紙域と通紙域の境界部分にそれぞれ設けられる。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。
【００４８】
この基本構成においては、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、周方向で隣り合う２本の直線部６０ａとこれらを連結する環状部６０Ｂ及び他の環状部６０Ａ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。
〔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の遮蔽部材６０は、１つのリング部分について単なるワイヤモデルとして簡略化されている。
【００４９】
図４（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。
【００５０】
図４（Ｂ）：その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。
【００５１】
図４（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。
【００５２】
本発明の発明者等は、この基本構成では図４（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。
〔基本構成の動作〕
図６は、センタコア５８の回転に伴う基本構成の遮蔽部材６０を用いた動作例を示す図である。
【００５３】
図６（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。基本構成の場合、遮蔽部材６０を退避させた状態で図４（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６の上方）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。
【００５４】
図６（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（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。
【００５５】
〔構造例（１）〕
図７は、遮蔽部材６０の構造例（１）を示す平面図であり（センタコア５８は図示されていない）、図８（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ図７のａ−ａ断面、ｂ−ｂ断面、ｃ−ｃ断面、ｄ−ｄ断面に相当する。そして、この構造例（１）の遮蔽部材６０は、基本構成をさらに発展させた形態である。すなわち、構造例（１）では遮蔽部材６０がその長手方向でみて一端位置に穴あき形状の環状部（上述した他の環状部）６０Ａや、長手方向に間隔をおいて同形状の環状部６０Ｂを有する他、この環状部６０Ｂに続いて、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弧部６０Ｃを有し、他端位置には約３分の１円で穴あき形状の円弧部６０Ｄを有している。
【００５６】
より詳しくは、最小通紙域から最も離れた他の環状部６０Ａは最大サイズＰ１（例えばＡ３，Ａ４Ｒ）に対応する位置にあり、次の環状部６０Ｂは中サイズＰ２（例えばＢ４Ｒ）に対応する位置にあり、その次の円弧部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、最小通紙域近傍の円弧部６０Ｄは最小サイズＰ４（例えばＡ５Ｒ）に対応した位置にある。
【００５７】
これら４枚の環状部６０Ａ，６０Ｂ、円弧部６０Ｃ，６０Ｄのうち、３枚の環状部６０Ａ，６０Ｂ、円弧部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、残る他端位置の円弧部６０Ｄについては、隣接する円弧部６０Ｃと２本の直線部６０ａを介して連結されている。これら各直線部６０ａは同一直線状に配置される。
【００５８】
また、これら環状部６０Ａ，６０Ｂ、円弧部６０Ｃ，６０Ｄや直線部６０ａは、１枚の板状に形成され、センタコア５８の外面に沿って丸めて加工することができる。
そして、各環状部６０Ａ，６０Ｂ、円弧部６０Ｃ，６０Ｄの断面は、図８に示される如く、まず、中小サイズＰ３に対応した円弧部６０Ｃは同図でみて上側の端部６０ｖと右側の端部６０ｗとが離間し、最小サイズＰ４に対応した円弧部６０Ｄもまた、同図でみて左側の端部６０ｘと右側の端部６０ｙとが離間している（同図（ｃ），（ｄ））。
【００５９】
これに対し、最大サイズＰ１に対応した環状部６０Ａや、中サイズＰ２に対応した環状部６０Ｂは、同図でみて上下方向に重なり合う上端部６０ｓ及び下端部６０ｔをそれぞれ有し、その周方向に閉じた形状で構成されている（同図（ａ），（ｂ））。
しかし、本実施例の環状部６０Ｂは、中サイズＰ２でみた非通紙域（中サイズＰ２の外側）と通紙域（中サイズＰ２の内側）との境界部分に配置されるが、この図８、つまり、回転軸線方向からみて軸線方向からみて上記周方向の一部分が電気的に絶縁されている。
【００６０】
具体的には、この図８を部分的に拡大した図９に示されるように、上端部６０ｓの下面と下端部６０ｔの上面との間には、耐熱性のある絶縁フィルム（電気的絶縁部材）６０ｕが介在しており、環状の形状については確保するものの、その電気的連結については切断されている。
なお、この絶縁フィルムの他、ＰＦＡの絶縁チューブやカプトンフィルム等で上端部６０ｓの下面や下端部６０ｔの上面を被覆してもよいし、また、上端部６０ｓと下端部６０ｔとの間に例えば０．５〜１ｍｍ程度の間隙を設けてもよく、この場合には、エナメル被覆やポリアミドイミドのコーティングを施すことが好ましい。遮蔽部材６０は、その自己発熱のみならず、コイル５２による発熱や、加熱ベルト４８等からの輻射熱の影響を受けるからである。
【００６１】
なお、他の環状部６０Ａについても、環状部６０Ｂと同様に上端部６０ｓや下端部６０ｔが形成されているが、当該他の環状部６０Ａは、上述した１枚の板状に構成させた点を鑑みたものであり、その機能を鑑みれば、特に、電気的連結を切断しなくてもよい。
次に、図１０は、構造例（１）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１０（Ａ）はセンタコア５８の平面図及び側面図に相当し、図１０（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、環状部６０Ａ，６０Ｂ、円弧部６０Ｃ，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。また、この図１０以降では都合上、上端部６０ｓや下端部６０ｔ、及び絶縁フィルム６０ｕなどの図示を省略して説明する。
【００６２】
図１０（Ａ）：構造例（１）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、最小通紙域から最も離れた他の環状部６０Ａは最大サイズＰ１（例えばＡ３，Ａ４Ｒ）に対応する位置にあり、次の環状部６０Ｂは中サイズＰ２（例えばＢ４Ｒ）に対応する位置にあり、その次の円弧部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、最小通紙域近傍の円弧部６０Ｄは最小サイズＰ４（例えばＡ５Ｒ）に対応した位置にある。
【００６３】
図１０（Ｂ）：環状部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１０（Ｃ）：円弧部６０Ｃは、上記のように約３分の２円の穴あき形状である。円弧部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。
【００６４】
図１０（Ｄ）：円弧部６０Ｄは、上記のように約３分の１円の穴あき形状である。円弧部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（１）の動作例〕
次に、構造例（１）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１１から図１６は、構造例（１）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。
【００６５】
〔全面遮蔽（０°）〕
まず、図１１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１１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。
【００６６】
円弧部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、一端位置の他の環状部６０Ａと他端位置の円弧部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。
【００６７】
そして、この最小サイズＰ４の場合には、他の環状部６０Ａと環状部６０Ｂとの間で遮蔽された磁界は、当該環状部６０Ｂでは誘導電流が生じないためにキャンセルされず、センタコア５８の内部を経由し、環状部６０Ｂからみて例えば円弧部６０Ｄよりも内側などから加熱ベルト４８やヒートローラ４６に到達可能になる。
【００６８】
〔遮蔽なし（６０°）〕
図１２は、図１１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６（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。
【００６９】
〔中小サイズ遮蔽（１２０°）〕
図１３は、図１１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、他の環状部６０Ａと円弧部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。
【００７０】
そして、この中小サイズＰ３の場合にも、他の環状部６０Ａと環状部６０Ｂとの間で遮蔽された磁界はキャンセルされず、センタコア５８の内部を経由し、例えば円弧部６０Ｃと円弧部６０Ｄとの間などから加熱ベルト４８やヒートローラ４６に到達可能になる。
〔遮蔽なし（１８０°）〕
図１４は、図１１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１２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６（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。
【００７１】
〔中サイズ遮蔽（２４０°）〕
図１５は、図１１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、他の環状部６０Ａと環状部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。
【００７２】
そして、この中サイズＰ２の場合においても、他の環状部６０Ａと環状部６０Ｂとの間で遮蔽された磁界はキャンセルされず、センタコア５８の内部を経由し、例えば環状部６０Ｂと円弧部６０Ｃとの間などから加熱ベルト４８やヒートローラ４６に到達可能になる。
〔遮蔽なし（３００°）〕
図１６は、図１１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１２，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６（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。
【００７３】
〔他の構造例〕
図１７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。
【００７４】
図１８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や遮蔽部材６０がヒートローラ４６の内部に配置されている点が上記例と異なっている。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。
【００７５】
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１８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域で加熱ベルト４８が誘導加熱される。
【００７６】
次に、図１９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。
以上のように、本実施例によれば、コイル５２で発生させた磁界により加熱ベルト４８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５２を例えば加熱ベルト４８の外側に配置して外包ＩＨ方式を採用した場合、ベルト４８の内側には特段の部材を設ける必要がない。また、アーチコア５４、サイドコア５６は、コイル５２の発生させる磁界を導く磁路を形成するためにコイル５２の周囲に配置されており、センタコア５８もコア５４，５６とベルト４８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６０がセンタコア５８を内包しているので、遮蔽部材６０をコア５８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。
【００７７】
特に本実施例では、センタコア５８を内包した遮蔽部材６０を退避位置に移動させると、コイル５２の発生させる磁界がコア５４，５６，５８に導かれてベルト４８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６０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、ベルト４８の発熱量を低減させることができる。したがって、加熱ベルト４８の発熱量の調整に際してセンタコア５８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ベルト４８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。
【００７８】
さらに、本実施例の遮蔽部材６０には以下のメリットがある。すなわち、遮蔽部材６０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一方向の磁界（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。この反磁界が上記錯交磁束をキャンセルすることで、遮蔽部材６０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ように、リングの内側を双方向の磁界が貫通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。
【００７９】
また、制御部８３は、センタコア５８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６０を移動させることができる。すなわち、本発明では、センタコア５８を回転させるだけで遮蔽部材６０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６０を移動させる機構が簡素化され、この点も省スペース化に更に寄与する。
【００８０】
しかも、本実施例のように、中サイズＰ２における非通紙域と通紙域との境界部分の環状部６０Ｂは、コイル５２の発生させる磁界内で磁気を遮蔽する３つのリング形状の構成要素であり、その周方向に閉じた形状で構成されるのに対し、上記回転の軸線方向からみれば電気的に絶縁されており、環状部６０Ｂ自体は完全に導通していない。よって、遮蔽部材６０による磁気の遮蔽時において中サイズにおける非通紙域にて遮蔽された磁界は、従来の如く誘導電流からの反磁界によってセンタコア５８に向かうべき磁界がキャンセルされない。よって、長手方向に延びたセンタコア５８を経由して中サイズにおける通紙域に到達することができ、上記非通紙域での完全な磁気遮蔽が可能になる。この結果、この非通紙域における磁気遮蔽効果のより一層の向上に寄与する。
【００８１】
また、環状部６０Ｂは、その端部分である上端部６０ｓと下端部６０ｔとが軸線方向からみて重なり合っており、他の環状部６０Ａや直線部６０ａと相俟って磁気を遮蔽するリング形状になる。一方、これら上端部６０ｓと下端部６０ｔとの間には、絶縁フィルム６０ｕが介在されているため、上端部６０ｓと下端部６０ｔとは互いに確実に絶縁可能になる。
【００８２】
さらに、環状部６０Ｂ、他の環状部６０Ａ及び直線部６０ａからなる遮蔽部材６０が１枚の板状に形成されていれば、センタコア５８の外面に沿って湾曲させれば済むことから、例えば分割された各リング形状をそれぞれ連結して構成させる場合に比して、製造が容易になる。
さらにまた、用紙サイズに合わせて制御部８３によりセンタコア５８を回転させ、遮蔽部材６０を移動させて遮蔽位置と退避位置とに切り替えれば、最小通紙域の外側を加熱する必要がない場合に加熱ベルト４８等の過昇温を防止することができる。
【００８３】
また、遮蔽部材６０が銅を材料として構成されていれば、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６０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。
さらに、遮蔽部材６０の厚みが０．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲内である非磁性金属で構成されていれば、遮蔽部材６０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６０の軽量化を図ることができる。遮蔽部材６０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からである。
【００８４】
さらにまた、ＩＨコイルユニット５０が外包ＩＨ方式であり、コイル５２が加熱ベルト４８の外面に沿って配置されており、かつ、コイル５２の中心を挟んで両側にアーチコア５４、サイドコア５６が分割して配置されている。そしてセンタコア５８は、両側のコア５４，５６を経てコイル５２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、センタコア５８が磁路の中心に位置することになるため、１つのセンタコア５８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。
【００８５】
また、上述した非通紙域における磁気遮蔽効果の大幅な向上が図られているので、良好なトナー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、センタコア５８の断面形状は円筒に限らず、円柱や多角形状であってもよい。また、遮蔽部材６０の平面視での形状は台形に限らず、三角形状であってもよい。
【００８６】
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。
そして、これらいずれの場合にも上記と同様に、磁気遮蔽を要する領域での完全な磁気遮蔽を行えるとの効果を奏する。
【符号の説明】
【００８７】
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（加圧部材）
４８ 加熱ベルト（加熱部材）
５０ ＩＨコイルユニット
５２ 誘導加熱コイル（コイル）
５４ アーチコア（固定コア）
５６ サイドコア（固定コア）
５８ センタコア（可動コア）
６０ 遮蔽部材
６０Ａ 他の環状部
６０Ｂ 環状部
６０ａ 直線部
６０ｕ 絶縁フィルム（電気的絶縁部材）
８３ 制御部（磁気遮蔽手段）
【特許請求の範囲】
【請求項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装置であって、
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、
前記可動コアの外面に沿って円弧状に湾曲して設けられ、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て前記遮蔽部材を移動可能に構成されており、前記遮蔽部材による磁気の遮蔽時にはそのリング内を一方向の磁界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内を双方向の磁界が貫通する退避位置に移動させる磁気遮蔽手段とを具備し、
前記遮蔽部材は、その磁気遮蔽を要する領域と磁気遮蔽を要しない域との境界部分に設けられるとともに、その周方向に閉じた形状で構成される一方、前記軸線方向からみてこの周方向の一部分が電気的に絶縁された環状部を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置であって、
前記遮蔽部材は、前記境界部分の環状部と、前記磁気遮蔽を要する領域のうち該環状部を挟んで前記磁気遮蔽を要しない域とは反対側に設けられた他の環状部と、これら環状部及び他の環状部の間を連結し、前記環状部の周方向に間隔をおいて配置された直線部とを有して前記リング形状が構成されており、
前記境界部分の環状部は、電気的絶縁部材を介在させることにより、前記軸線方向からみて重なり合っていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項２に記載の定着装置であって、
前記遮蔽部材は、１枚の板状からなる前記環状部、前記他の環状部及び前記直線部を有することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の定着装置であって、
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域の外側に設けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の定着装置であって、
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定着装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか一項に記載の定着装置であって、
前記遮蔽部材は、その厚みが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定着装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の定着装置であって、
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、その外側に前記遮蔽部材を配置するとともに、前記両側の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定着装置。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか一項に記載の定着装置であって、
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定着装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の定着装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項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装置であって、
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、
前記可動コアの外面に沿って円弧状に湾曲して設けられ、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て前記遮蔽部材を移動可能に構成されており、前記遮蔽部材による磁気の遮蔽時にはそのリング内を一方向の磁界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内を双方向の磁界が貫通する退避位置に移動させる磁気遮蔽手段とを具備し、
前記遮蔽部材は、その磁気遮蔽を要する領域と磁気遮蔽を要しない域との境界部分に設けられるとともに、その周方向に閉じた形状で構成される一方、前記軸線方向からみてこの周方向の一部分が電気的に絶縁された環状部を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置であって、
前記遮蔽部材は、前記境界部分の環状部と、前記磁気遮蔽を要する領域のうち該環状部を挟んで前記磁気遮蔽を要しない域とは反対側に設けられた他の環状部と、これら環状部及び他の環状部の間を連結し、前記環状部の周方向に間隔をおいて配置された直線部とを有して前記リング形状が構成されており、
前記境界部分の環状部は、電気的絶縁部材を介在させることにより、前記軸線方向からみて重なり合っていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項２に記載の定着装置であって、
前記遮蔽部材は、１枚の板状からなる前記環状部、前記他の環状部及び前記直線部を有することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の定着装置であって、
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域の外側に設けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の定着装置であって、
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定着装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか一項に記載の定着装置であって、
前記遮蔽部材は、その厚みが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定着装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の定着装置であって、
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、その外側に前記遮蔽部材を配置するとともに、前記両側の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定着装置。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか一項に記載の定着装置であって、
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定着装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の定着装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１０−２５６６３０（Ｐ２０１０−２５６６３０Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０６７１７（Ｐ２００９−１０６７１７）
【出願日】平成２１年４月２４日（２００９．４．２４）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２４日（２００９．４．２４）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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