(57)【要約】    【課題】      小型な構成により発熱体の非通紙領域の過昇温を防止することができるようにすること。    【解決手段】  磁束を発生するコイル２３０、磁束により誘導加熱される発熱ローラ２１０、コイル２３０を挟んで発熱ローラ２１０の反対側に配置されるコア２４０、コイル２３０とコア２４０の間に配置され発熱ローラ２１０の非通紙領域に対応する磁路を開閉する磁気遮蔽体２５０、コイル２３０の巻回中心である磁路遮断位置とコイル２３０の巻回部位である磁路解放位置とに磁気遮蔽体２５０を変位させる変位手段を具備する。これにより、磁気遮蔽体２５０がコイル２３０の両端部から突出することなくコイル２３０の巻回部位から巻回中心に変位して発熱ローラ２１０の非通紙領域に対応する磁路を遮断するので、小型な構成により発熱ローラ２１０の非通紙領域の過昇温を防止できる。  【選択図】      図２
2006163200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁束を発生するコイルと、
前記磁束により誘導加熱される発熱体と、
前記コイルを挟んで前記発熱体の反対側に配置されるコアと、
前記コイルと前記コアの間に配置され前記発熱体の非通紙領域に対応する磁路を開閉する磁気遮蔽体と、
前記コイルの巻回中心である磁路遮断位置と前記コイルの巻回部位である磁路解放位置とに前記磁気遮蔽体を変位させる変位手段と、を具備する定着装置。
【請求項２】
前記コイルを前記発熱体の外部に配置した請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記磁気遮蔽体を冷却する冷却手段を具備する請求項１または請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
前記発熱体を環状に形成し、前記コイルおよび前記コアを前記発熱体の中空部に配設し、前記磁気遮蔽体を前記コアに配設した請求項１記載の定着装置。
【請求項５】
前記磁気遮蔽体の通紙方向の幅を、前記コイルの通紙方向の内径よりも大きくした請求項１または請求項４記載の定着装置。
【請求項６】
前記磁気遮蔽体の通紙方向の幅を、前記コイルの巻回部位の通紙方向の幅よりも小さくした請求項１または請求項４記載の定着装置。
【請求項７】
サイズが異なる複数の非通紙領域に各々対応する複数の磁気遮蔽体を備えた請求項１または請求項４記載の定着装置。
【請求項８】
前記コアの、前記コイルの巻回部位に対向する領域に、開口を設けた請求項１記載の定着装置。
【請求項９】
少なくとも前記コイルの巻回中心に対向する領域に、前記コアを有する請求項１記載の定着装置。
【請求項１０】
前記磁気遮蔽体は、厚みが表皮深さ以上の導電性材料からなる請求項１または請求項４記載の定着装置。
【請求項１１】
前記磁気遮蔽体はアルミニウムからなる請求項１または請求項４記載の定着装置。
【請求項１２】
前記磁気遮蔽体は銅からなる請求項１または請求項４記載の定着装置。
【請求項１３】
前記コアはフェライトからなる請求項１または請求項４記載の定着装置。
【請求項１４】
前記発熱体は磁性体からなる請求項１または請求項４記載の定着装置。
【請求項１５】
前記コイルを前記発熱体に対向させた状態で、周波数３０ｋＨｚにおける前記コイルのインダクタンスが１０μＨ以上５０μＨ以下、電気抵抗が０．５Ω以上５Ω以下である請求項１または請求項４記載の定着装置。
【請求項１６】
前記コイルに印加される電流の周波数が２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚである請求項１または請求項４記載の定着装置。
【請求項１７】
記録媒体上に形成された未定着画像を定着する定着手段を備えた画像形成装置であって、
前記定着手段として、請求項１から請求項１６のいずれかに記載の定着装置を用いる画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導加熱方式の加熱手段を用いて記録媒体上に未定着画像を加熱定着させる定着装置に関し、特に電子写真方式あるいは静電記録方式の複写機、ファクシミリおよびプリンタ等の画像形成装置に用いて有用な定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁誘導加熱（ＩＨ；induction heating）方式の定着装置においては、磁場により発熱体に渦電流を発生させ、この渦電流による発熱体のジュール熱により、転写紙およびＯＨＰシートなどの記録媒体上に形成された未定着画像を記録媒体に加熱定着している。
【０００３】
この電磁誘導加熱方式の定着装置は、ハロゲンランプを熱源とする熱ローラ方式の定着装置と比較して発熱効率が高く所定の定着温度に発熱するまでの立ち上がり時間を早くすることができるという利点を有している。
【０００４】
しかしながら、前記発熱体として熱容量の小さいフィルム状の定着ベルトやスリーブを用いた定着装置では、記録媒体が通紙されるだけでも発熱体の熱が奪われて通紙領域の温度が低下してしまう。そこで、この種の定着装置では、その通紙領域の温度が所定の定着温度に維持されるように発熱体を適時加熱している。このため、この熱容量の小さい発熱体を用いた定着装置では、サイズが小さい記録媒体が連続的に通紙されると、発熱体が加熱され続けられてその非通紙領域の温度が通紙領域の温度よりも異常に高くなる現象、つまり非通紙領域の過昇温現象が発生する。
【０００５】
この非通紙領域の過昇温によって発熱体が耐熱温度を超えないようにするためには、記録媒体の通紙枚数を制限して途中で休止するか通紙される用紙間の間隔を広げればよいが、このような措置はいずれもプリント効率（単位時間あたりのプリント枚数）を低下させてしまう。
【０００６】
従来、このような問題を解消する定着装置として、発熱体を電磁誘導加熱させる磁束発生手段の磁束のうち、前記発熱体の非通紙領域に作用する磁束のみを発熱体の発熱幅方向に移動可能な磁気遮蔽体（磁束遮蔽板）により遮蔽して非通紙領域の過昇温を防止するものが知られている（たとえば、特許文献１および特許文献２など参照）。
【０００７】
また、前記問題を解消する他の定着装置として、発熱体を電磁誘導加熱させる磁束発生手段の第１磁性体コアの背後に、非通紙領域に対応する第２磁性体コアを配置し、第１磁性体コアと第２磁性体コアとのギャップを変化させて発熱体の長手方向の温度分布を変えるものが知られている（たとえば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平１０−７４００９号公報
【特許文献２】特開２００３−１２３９５７号公報
【特許文献３】特開２００３−１２３９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１および特許文献２記載の定着装置は、磁気遮蔽体を発熱体の非通紙領域に対して発熱幅方向に進退させる構成であるため、磁気遮蔽体が磁束発生手段の両端部から大きく突出して定着装置本体が大型化してしまう不具合がある。また、特許文献１および特許文献２記載の定着装置は、磁気遮蔽体を発熱体の内部に配設した構成であるため放熱性が悪く磁気遮蔽体自体が過度に昇温してしまう。
【０００９】
また、特許文献３記載の定着装置は、第２磁性体コアが第１磁性体コアに対して変位しても第１磁性体コアと発熱体との間隔が変化しないため、発熱体の通紙領域と非通紙領域との磁気的ギャップが一定である。このため、この定着装置では、第１磁性体コアに対応する通紙領域の端部から第２磁性体コアに対応する非通紙領域の端部への磁束の回り込みが発生し、発熱体の非通紙領域における磁束の抑制効果が低くなってしまう。従って、この定着装置では、小サイズの記録媒体が連続的に通紙されると、発熱体の非通紙領域に熱が蓄積し、過昇温を効果的に抑制することが難しい。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、小型な構成により発熱体の非通紙領域の過昇温を防止することができる定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を解決するため、本発明の定着装置は、磁束を発生するコイルと、前記磁束により誘導加熱される発熱体と、前記コイルを挟んで前記発熱体の反対側に配置されるコアと、前記コイルと前記コアの間に配置され前記発熱体の非通紙領域に対応する磁路を開閉する磁気遮蔽体と、前記コイルの巻回中心である磁路遮断位置と前記コイルの巻回部位である磁路解放位置とに前記磁気遮蔽体を変位させる変位手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、磁気遮蔽体がコイルの両端部から突出することなくコイルの巻回部位から巻回中心に変位して発熱体の非通紙領域に対応する磁路を遮断するので、小型な構成により発熱体の非通紙領域の過昇温を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一の構成または機能を有する構成要素および相当部分には、同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１４】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係る定着装置を搭載するのに適した画像形成装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る定着装置を搭載した画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。
【００１５】
図１に示すように、画像形成装置１００は、電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と称する）１０１、帯電器１０２、レーザビームスキャナ１０３、現像器１０５、給紙装置１０７、クリーニング装置１１３、定着装置２００などを具備している。
【００１６】
図１において、感光ドラム１０１は、矢印の方向に所定の周速度で回転駆動されながら、その表面が帯電器１０２によってマイナスの所定の暗電位に一様に帯電される。
【００１７】
レーザビームスキャナ１０３は、図示しない画像読取装置やコンピュータ等のホスト装置から入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザビーム１０４を出力し、一様に帯電された感光ドラム１０１の表面をレーザビーム１０４によって走査露光する。これにより、感光ドラム１０１の露光部分の電位絶対値が低下して明電位となり、感光ドラム１０１の表面に静電潜像が形成される。
【００１８】
現像器１０５は、回転駆動される現像ローラ１０６を備えている。現像ローラ１０６は、感光ドラム１０１と対向して配置されており、その外周面にはトナーの薄層が形成される。また、現像ローラ１０６には、その絶対値が感光ドラム１０１の前記暗電位よりも小さく、前記明電位よりも大きい現像バイアス電圧が印加されている。
【００１９】
これにより、現像ローラ１０６上のマイナスに帯電したトナーが、感光ドラム１０１の表面の前記明電位の部分にのみ付着し、感光ドラム１０１の表面に形成された静電潜像が反転現像されて顕像化され、感光ドラム１０１上に未定着トナー像１１１が形成される。
【００２０】
一方、給紙装置１０７は、給紙ローラ１０８により所定のタイミングで記録媒体としての記録紙１０９を一枚ずつ給送する。給紙装置１０７から給送された記録紙１０９は、一対のレジストローラ１１０を経て、感光ドラム１０１と転写ローラ１１２とのニップ部に、感光ドラム１０１の回転と同期した適切なタイミングで送られる。これにより、感光ドラム１０１上の未定着トナー像１１１が、転写バイアスが印加された転写ローラ１１２により記録紙１０９に転写される。
【００２１】
このようにして未定着トナー像１１１が転写された記録紙１０９は、感光ドラム１０１から分離された後、記録紙ガイド１１４により案内され定着装置２００の定着部位に向けて搬送される。定着装置２００は、その定着部位に搬送された記録紙１０９に未定着トナー像１１１を加熱定着する。
【００２２】
未定着トナー像１１１が加熱定着された記録紙１０９は、定着装置２００を通過した後、画像形成装置１００の外部に配設された排紙トレイ１１５上に排出される。
【００２３】
一方、記録紙１０９が分離された後の感光ドラム１０１は、その表面の転写残トナー等の残留物がクリーニング装置１１３によって除去され、繰り返し次の画像形成に供される。
【００２４】
次に、この画像形成装置１００の定着装置２００について説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係る定着装置の要部の構成を示す概略断面図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る定着装置における磁気遮蔽体の動作態様を示す概略断面図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る定着装置の動作態様を説明するための概略平面図である。
【００２５】
図２に示すように、本実施の形態１に係る定着装置２００は、発熱体としての発熱ローラ２１０、加圧ローラ２２０、コイル２３０、コア２４０、磁気遮蔽体２５０、温度センサ２６０などを有している。
【００２６】
図２において、発熱ローラ２１０は、たとえば直径が３４（ｍｍ）の円筒形状のローラ部材で構成されており、定着装置２００の本体側板（不図示）に回転自在に軸支されている。発熱ローラ２１０の素材としては、たとえば鉄やニッケルなどの磁性材料を用いることが好ましい。磁性材料からなる発熱ローラ２１０は、磁束を強めるので発熱効率を向上させることができる。
【００２７】
加圧ローラ２２０は、記録紙１０９の通紙経路を挟んで発熱ローラ２１０に圧接して記録紙１０９が通過する定着ニップを形成するように定着装置２００の本体側板に回転自在に軸支されている。
【００２８】
加圧ローラ２２０は、図示しない駆動手段によりトナー像１１１が形成担持された記録紙１０９を矢印方向へ搬送する方向（図では時計回り方向）に回転される。この加圧ローラ２２０の回転により発熱ローラ２１０が従動回転する。なお、ここでは、発熱ローラ２１０が加圧ローラ２２０に従動回転する構成としたが、加圧ローラ２２０が発熱ローラ２１０に従動回転する構成としてもよい。
【００２９】
加圧ローラ２２０は、たとえば硬度ＪＩＳＡ３０度のシリコンゴムなどの熱伝導性が小さい材料で構成することが好ましい。なお、加圧ローラ２２０の材料としては、たとえばフッ素ゴムおよびフッ素樹脂などの耐熱性樹脂や他のゴムを用いてもよい。
【００３０】
また、加圧ローラ２２０は、耐摩耗性や離型性を高めるために、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、またはＦＥＰなどの樹脂やゴムを単独もしくは混合した被覆材で外周面を被覆することが望ましい。
【００３１】
コイル２３０は、発熱ローラ２１０の上半分の外周面に対向するように、たとえば細い銅線を束ねたリッツ線を半円筒形状に周回させて形成されている。コイル２３０は、図示しない電源から電圧が印加されて交流電流が流れることにより、周囲に磁束を発生させて磁界を形成する。
【００３２】
コア２４０は、コイル２３０の外周面を覆うように形成されたアーチコア２４１と、アーチコア２４１の両サイド部位に配設されたサイドコア２４２とで構成され、コイル２３０によって発生する磁束のうち、発熱ローラ２１０とは反対側に発生する磁束の磁路を形成している。
【００３３】
コア２４０は、たとえばフェライトやパーマロイなどの透磁率および比抵抗が高い磁性材料によって形成することが好ましい。つまり、フェライトは、強磁性であるので磁束が強まって発熱効率が向上する。また、フェライトは、熱伝導率および比熱が高いので、磁気遮蔽体２５０に生じた熱を吸収することで、磁気遮蔽体２５０の昇温を抑制することができる。
【００３４】
磁気遮蔽体２５０は、コイル２３０とコア２４０との間の、前記定着ニップに小サイズの記録紙１０９が通紙された際の発熱ローラ２１０の非通紙領域と対向する部位に回動自在に配置されている。そして、磁気遮蔽体２５０は、後述する変位手段５００により、図２に示すコイル２３０の巻回中心である磁路遮断位置と、図３に示すコイル２３０の巻回部位である磁路解放位置とに変位する。
【００３５】
磁気遮蔽体２５０には、コイル２３０とコア２４０との間の磁界の作用により大きな渦電流が流れ、この渦電流によりコイル２３０から発生する磁束を打ち消す方向に反発磁界が発生する。
【００３６】
これにより、図２に示すように、磁気遮蔽体２５０がコイル２３０の巻回中心である磁路遮断位置に変位した状態では、発熱ローラ２１０の図４に示す小サイズ紙幅Ｌｍｉｎの非通紙領域に作用する磁束が磁気遮蔽体２５０で発生する反発磁界により弱められる。そして、この小サイズ紙幅Ｌｍｉｎの非通紙領域に作用する磁束が弱められることにより、小サイズの記録紙１０９の通紙時における発熱ローラ２１０の非通紙領域の発熱が抑制される。
【００３７】
一方、図３に示すように、磁気遮蔽体２５０がコイル２３０の巻回部位である磁路開放位置（図４に破線で示す位置）に変位した状態では、少なくとも図４に示す発熱ローラ２１０の最大サイズ紙幅Ｌｍａｘの通紙領域が磁界の作用により一様に発熱する。
【００３８】
このように、この定着装置２００においては、前記定着ニップに通紙される記録紙１０９のサイズに応じて磁気遮蔽体２５０の位置を切り換えることにより、発熱ローラ２１０の発熱幅を切り換えることができる。
【００３９】
ここで、磁気遮蔽体２５０は、前記定着ニップへの記録紙１０９の通紙基準に応じて配設位置が決められる。すなわち、記録紙１０９の通紙基準がセンター基準の場合には、図４に示すように、一対の磁気遮蔽体２５０が小サイズ紙幅Ｌｍｉｎの両端部に生じる２つの非通紙領域に対向する位置にそれぞれ配設される。また、記録紙１０９の通紙基準が片側基準の場合には、１つの磁気遮蔽体２５０が小サイズ紙幅Ｌｍｉｎの片側端部の１つの非通紙領域に対向する位置に配設される。
【００４０】
磁気遮蔽体２５０の素材としては、固有抵抗の小さいアルミニウムや銅などの導電性材料が適している。また、磁気遮蔽体２５０の厚みは、抵抗を小さくするために表皮深さ以上が好ましく、たとえば、１ｍｍ程度がよい。このように抵抗を低くすることにより磁気遮蔽体２５０自体の発熱を抑えることができる。
【００４１】
温度センサ２６０は、発熱ローラ２１０の外周面のコイル２３０よりも回転方向下流に当接するように設けられて、発熱ローラ２１０の温度を検知する。温度センサ２６０によって発熱ローラ２１０の温度が未定着トナー像１１１の定着に適した温度になったことが検知されると、図示しない制御部によって給紙ローラ１０８の動作開始、つまり印字動作の開始が可能になる。
【００４２】
また、温度センサ２６０によって発熱ローラ２１０の温度が所定の閾値よりも高くなったことが検知されると、図示しない電源からコイル２３０への交流電流の供給が制御される。
【００４３】
なお、本例におけるコア２４０は、その断面形状が半円形になっているが、このコア２４０は必ずしもコイル２３０の形状に沿った形状とする必要はなく、その断面形状は、たとえば、略Πの字状であってもよい。
【００４４】
次に、磁気遮蔽体２５０の位置を切り換える変位手段５００について説明する。
【００４５】
図５は、本発明の実施の形態１に係る定着装置における磁気遮蔽体の変位手段の一例を示す概略斜視図である。
【００４６】
本例の変位手段５００は、ステッピングモータ５０１の回転軸５０２に磁気遮蔽体２５０を取り付け、回転軸５０２の正逆回転により磁気遮蔽体２５０を磁路遮断位置と磁路開放位置とに回動させる構成を有している。
【００４７】
ステッピングモータ５０１は、その回転軸５０２が磁気遮蔽体２５０の回動中心に位置するように、発熱ローラ２１０の中空部内に配設されている。これにより、ステッピングモータ５０１が発熱ローラ２１０の側方に突出しなくなり、装置の大型化が回避される。
【００４８】
図５において、ステッピングモータ５０１の回転軸５０２は、通紙される記録紙１０９のサイズに応じて予め設定された角度だけ正逆回転する。これにより、磁気遮蔽体２５０が、図２に示すコイル２３０の巻回中心である磁路遮断位置と、図３に示すコイル２３０の巻回部位である磁路解放位置とに変位する。
【００４９】
図６は、本発明の実施の形態１に係る定着装置における磁気遮蔽体の変位手段の他の例を示す概略斜視図である。
【００５０】
本例の変位手段６００は、ステッピングモータ６０１によりタイミングベルト６０２およびプーリ６０３，６０４を介して磁気遮蔽体２５０を正逆回転させる構成を有している。ステッピングモータ６０１は、装置の大型化を回避するために発熱ローラ２１０の側部に配設されている。
【００５１】
図６において、ステッピングモータ６０１の回転軸に取り付けられたプーリ６０３は、通紙される記録紙１０９のサイズに応じて予め設定された角度だけ正逆回転する。これにより、磁気遮蔽体２５０が、タイミングベルト６０２およびプーリ６０４を介して、図２に示すコイル２３０の巻回中心である磁路遮断位置と、図３に示すコイル２３０の巻回部位である磁路解放位置とに変位する。
【００５２】
なお、本例の変位手段６００は、記録紙１０９の通紙基準がセンター基準の場合の例であり、プーリ６０４の回転軸６０５の両端部に一対の磁気遮蔽体２５０をそれぞれ取り付けた構成となっている。
【００５３】
図７は、本発明の実施の形態１に係る定着装置における磁気遮蔽体の変位手段のさらに他の例を示す概略断面図である。図８は、図７に示す磁気遮蔽体が磁路開放位置に変位した状態を示す概略断面図である。
【００５４】
図７に示すように、本例の変位手段７００は、磁気遮蔽体２５０の支持アーム２５１の自由端部にプランジャ７０１のアクチェータ７０２を取り付け、プランジャ７０１のオン／オフにより磁気遮蔽体２５０を磁路遮断位置と磁路開放位置とに回動させる構成を有している。プランジャ７０１は、装置の大型化を回避するためにサイドコア２４２の下部に配設されている。
【００５５】
図７において、プランジャ７０１がオン／オフすると、磁気遮蔽体２５０の支持アーム２５１が、コイルバネ７０３を介して、通紙される記録紙１０９のサイズに応じて予め設定された角度だけ正逆方向に遥動する。この支持アーム２５１の遥動により、磁気遮蔽体２５０が、図７に示すコイル２３０の巻回中心である磁路遮断位置と、図８に示すコイル２３０の巻回部位である磁路解放位置とに変位する。
【００５６】
図９は、本発明の実施の形態１に係る定着装置における磁気遮蔽体の変位手段のさらに他の例を示す概略断面図である。図１０は、図９に示す磁気遮蔽体が磁路開放位置に変位した状態を示す概略断面図である。
【００５７】
本例の変位手段９００は、遊星歯車装置９０１により磁気遮蔽体２５０を磁路遮断位置と磁路開放位置とに回動させる構成を有している。本例の変位手段９００における遊星歯車装置９０１は、遊星歯車９０２、太陽歯車９０３、内歯歯車９０４を有し、装置の大型化を回避するために内歯歯車９０４は発熱ローラ２１０の内周面に形成されている。
【００５８】
図９および図１０に示すように、太陽歯車９０３は、発熱ローラ２１０の回転軸２１１に回転自在に軸支されている。遊星歯車９０２は、遊星アーム９０５の自由端部に回転自在に軸支されており、太陽歯車９０３と内歯歯車９０４とに噛み合っている。遊星アーム９０５は、発熱ローラ２１０の回転軸２１１に回転自在に軸支されており、太陽歯車９０３とフリクション結合されている。
【００５９】
磁気遮蔽体２５０は、その支持アーム２５１により発熱ローラ２１０の回転軸２１１に遥動自在に軸支されている。支持アーム２５１は、太陽歯車９０３とフリクション結合されている。また、この変位手段９００は、遊星歯車９０２の支軸９０６の回転軌道に対して進退する進退部材９０７が設けられている。
【００６０】
図９に示すように、進退部材９０７が遊星歯車９０２の支軸９０６の回転軌道に進出した状態では、遊星アーム９０５の回転が阻止される。この状態で、発熱ローラ２１０が矢印方向（反時計方向）に回転すると、内歯歯車９０４および遊星歯車９０２を介して太陽歯車９０３が時計方向に回転する。
【００６１】
この太陽歯車９０３の回転により、これにフリクション結合している支持アーム２５１が同方向（時計方向に）に遥動する。この支持アーム２５１の遥動は、磁気遮蔽体２５０の右側部がストッパ９０８に当接することによって阻止される。これにより、磁気遮蔽体２５０が、図９に示すコイル２３０の巻回中心である磁路遮断位置に変位する。
【００６２】
一方、図１０に示すように、進退部材９０７が遊星歯車９０２の支軸９０６の回転軌道から退避した状態では、発熱ローラ２１０の回転により遊星歯車９０２が太陽歯車９０３の周りを公転する。この遊星歯車９０２の公転により、遊星アーム９０５が反時計方向に回転し、これにフリクション結合されている太陽歯車９０３が同方向に自転する。
【００６３】
そして、この太陽歯車９０３の自転により、これにフリクション結合している支持アーム２５１が反時計方向に遥動する。この支持アーム２５１の遥動は、磁気遮蔽体２５０の左側部がストッパ９０９に当接することによって阻止される。これにより、磁気遮蔽体２５０が、図１０に示すコイル２３０の巻回部位である磁路解放位置に変位する。
【００６４】
このように、この変位手段９００は、発熱ローラ２１０の回転を利用して磁気遮蔽体２５０を変位させているのでモータやプランジャなどの駆動源が不要になり、通紙される記録紙１０９のサイズに応じて進退部材９０７を進退させるだけで発熱ローラ２１０の発熱幅を切り換えることができる。
【００６５】
本例の定着装置２００における磁気遮蔽体２５０の変位方向の幅Ｗ１は、図１１に示すように、コイル２３０の巻回中心の同方向の幅Ｗ２よりも大きくなるように構成されている。これにより、発熱ローラ２１０の非通紙領域に作用する磁束をより効果的に遮蔽することができ、発熱ローラ２１０の非通紙領域での熱の蓄積による過昇温を確実に防止することができるようになる。
【００６６】
また、本例の定着装置２００における磁気遮蔽体２５０変位方向の幅Ｗ１は、図１２に示すように、コイル２３０の巻回部位の同方向の巻回幅Ｗ３よりも狭くなるように構成されている。これにより、磁気遮蔽体２５０を磁路解放位置に変位させたとき、磁気遮蔽体２５０が磁路を避けた位置に臨むので、磁気遮蔽体２５０が磁束に影響を与えない。従って、この定着装置２００においては、磁気遮蔽体２５０をコイル２３０の巻回部位に変位させても発熱ローラ２１０に発熱ムラが生じることがなく、大サイズ紙の良好な定着が得られるようになる。
【００６７】
なお、この磁気遮蔽体２５０の幅Ｗ１とコイル２３０の幅Ｗ２，Ｗ３とは、図１１および図１２に示すように、角度θ１，θ２，θ３で規定することもできる。
【００６８】
上述のように、本例の定着装置２００においては、磁気遮蔽体２５０が通紙方向に移動するので、従来の磁気遮蔽体が長手方向に移動する構成の定着装置よりも装置の小型化を図ることができる。
【００６９】
また、従来の定着装置では磁気遮蔽体との干渉を回避するためにコアが４つに分断されていたが、本例の定着装置２００では、コア２４０が分断されずコイル２３０を包囲するよう配設できるので磁路に占めるコア２４０の割合が大きくなり、コイル２３０と発熱ローラ２１０との磁気的な結合がよく発熱ローラ２１０の発熱効率がよい。
【００７０】
ところで、磁気遮蔽体２５０は、その厚みが十分であっても、抵抗を有しているのでコイル２３０が発生する磁束により若干発熱する。従って、この定着装置２００では、記録紙１０９を連続的に通紙すると、磁気遮蔽体２５０の熱が徐々に蓄積し過度に昇温してしまうため放熱が必要となる。
【００７１】
このため、従来のように磁気遮蔽体が発熱体の内部にある定着装置では、磁気遮蔽体の温度がさらに上昇しやすい。これに対し、本例の定着装置２００においては、コイル２３０が発熱ローラ２１０の外部に配置されているので、磁気遮蔽体２５０の熱を外気に拡散することができ磁気遮蔽体２５０の過度な昇温を抑えることができる。
【００７２】
また、本例の定着装置２００は、図４に示すように、磁気遮蔽体２５０を送風により冷却するための送風機２７０を備えている。従って、この定着装置２００においては、送風機２７０の空気流で磁気遮蔽体２５０を冷却して磁気遮蔽体２５０の昇温をさらに抑えることができる。
【００７３】
なお、コイル２３０には抵抗があるので、コイル２３０に電流を印加することでコイル２３０自体も発熱する。コイル２３０の温度が上昇するとインピーダンスが高くなって誘導加熱の効率が低下したり、熱によりコイル２３０が破損したりする。本例の定着装置２００においては、送風機２７０によりコイル２３０も冷却することができる。
【００７４】
ここで、従来の定着装置のように、コイルおよび磁気遮蔽体が発熱体の内部にあると、発熱体を加熱しつつコイルと磁気遮蔽体を冷却することは困難であるが、本例の定着装置２００ではコイル２３０を発熱ローラ２１０の外部に配置しているので、コイル２３０と磁気遮蔽体２５０を冷却することが容易となる。
【００７５】
また、本例の定着装置２００は、図４に示すように、コア２４０のアーチコア２４１の、コイル２３０の巻回部位と対向する領域に、放熱のための多数の開口２４１ａを形成している。これにより、コイル２３０および磁気遮蔽体２５０の熱を外気に発散させることができる。また、この開口２４１ａから磁気遮蔽体２５０を変位させるためのアームを挿入することも可能になる。記録紙１０９の通紙基準がセンター基準の場合には、このアームにより、２つの非通紙領域に対向する位置に配設されたそれぞれの磁気遮蔽体２５０を連結することも可能であり、磁気遮蔽体２５０の変位手段を簡略化できる。なお、このようにアーチコア２４１に開口２４１ａを形成しても、コイル２３０の巻回中心にコア２４０が臨むようにすれば、発熱ローラ２１０の長手方向の温度ムラは生じない。
【００７６】
ここで、アーチコア２４１の開口２４１ａは、送風機２７０の配設位置から遠ざかるに従って大きく形成するようにしてもよい。これにより、送風機２７０の配設位置から遠い部位の送風による冷却能力の低下を開口２４１ａからの放熱により補ってコイル２３０を全体に亘ってほぼ均一に冷却できるようになる。
【００７７】
さらに、本例の定着装置２００は、コイル２３０およびコア２４０が発熱ローラ２１０の外部に配設されているので、消耗品である発熱ローラ２１０などの部品の交換やメンテナンスの作業を効率よく行うことができる。
【００７８】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る定着装置について説明する。図１３は、本発明の実施の形態２に係る定着装置の要部の構成を示す概略断面図である。図１４は、本発明の実施の形態２に係る定着装置における磁気遮蔽体の動作態様を示す概略断面図である。
【００７９】
図１３に示すように、本実施の形態２に係る定着装置１３００は、発熱ローラ２１０の片側の非通紙領域に対応するコイル２３０とコア２４０との間に、２つの磁気遮蔽体２５０Ａ，２５０Ｂを変位自在に配設した構成を有している。
【００８０】
各磁気遮蔽体２５０Ａ，２５０Ｂは、図示しない変位手段により、図１３に示すコイル２３０の巻回中心である磁路遮断位置と、図１４に示すコイル２３０の巻回部位である磁路解放位置とに変位する。
【００８１】
各磁気遮蔽体２５０Ａ，２５０Ｂには、コイル２３０とコア２４０との間の磁界の作用により大きな渦電流が流れ、この渦電流によりコイル２３０から発生する磁束を打ち消す方向に反発磁界が発生する。
【００８２】
これにより、図１３に示すように、磁気遮蔽体２５０Ａ，２５０Ｂがコイル２３０の巻回中心である磁路遮断位置に変位した状態では、発熱ローラ２１０の非通紙領域に作用する磁束が磁気遮蔽体２５０Ａ，２５０Ｂで発生する反発磁界により弱められる。そして、この非通紙領域に作用する磁束が弱められることにより、小サイズの記録紙１０９の通紙時における発熱ローラ２１０の非通紙領域の発熱が抑制される。
【００８３】
一方、図１４に示すように、磁気遮蔽体２５０Ａ，２５０Ｂがコイル２３０の巻回部位である磁路開放位置に変位した状態では、発熱ローラ２１０の最大サイズの通紙領域が磁界の作用により一様に発熱する。
【００８４】
本例の定着装置１３００においては、２つの磁気遮蔽体２５０Ａ，２５０Ｂを用いているので、コイル２３０の巻回中心を通る磁束を広い面積で遮断することができる。従って、この定着装置１３００によれば、発熱ローラ２１０の非通紙領域の過昇温をより確実に防止することができる。
【００８５】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係る定着装置について説明する。図１５は、本発明の実施の形態３に係る定着装置の要部の構成を示す概略平面図である。
【００８６】
図１５に示すように、本実施の形態３に係る定着装置１５００は、発熱ローラ２１０の両端部の非通紙領域に対応するコイル２３０とコア２４０との間に、中サイズ紙幅Ｌｍｉｄの非通紙領域に対応する幅の磁気遮蔽体２５０Ｃと、小サイズ紙幅Ｌｍｉｎの非通紙領域に対応する幅の磁気遮蔽体２５０Ｄとを変位自在に配設した構成を有している。
【００８７】
図１５において、前記定着ニップに中サイズの記録紙１０９が通紙された際には、磁気遮蔽体２５０Ｃのみが、図示しない変位手段により、図１５に破線で示すコイル２３０の巻回中心である磁路遮断位置に変位する。
【００８８】
また、前記定着ニップに小サイズの記録紙１０９が通紙された際には、磁気遮蔽体２５０Ｃおよび磁気遮蔽体２５０Ｄが、図示しない変位手段により、図１５に破線で示すコイル２３０の巻回中心である磁路遮断位置にそれぞれ変位する。
【００８９】
さらに、前記定着ニップに最大サイズの記録紙１０９が通紙された際には、磁気遮蔽体２５０Ｃおよび磁気遮蔽体２５０Ｄが、図示しない変位手段により、図１５に実線で示すコイル２３０の巻回部位である磁路解放位置にそれぞれ変位する。
【００９０】
各磁気遮蔽体２５０Ｃおよび磁気遮蔽体２５０Ｄには、コイル２３０とコア２４０との間の磁界の作用により大きな渦電流が流れ、この渦電流によりコイル２３０から発生する磁束を打ち消す方向に反発磁界が発生する。
【００９１】
これにより、図１５に破線で示すように、磁気遮蔽体２５０Ｃがコイル２３０の巻回中心である磁路遮断位置に変位した状態では、発熱ローラ２１０の中サイズ紙幅Ｌｍｉｄの非通紙領域に作用する磁束が磁気遮蔽体２５０Ｃで発生する反発磁界により弱められる。そして、この中サイズ紙幅Ｌｍｉｄの非通紙領域に作用する磁束が弱められることにより、中サイズの記録紙１０９の通紙時における発熱ローラ２１０の非通紙領域の発熱が抑制される。
【００９２】
また、図１５に破線で示すように、磁気遮蔽体２５０Ｃおよび磁気遮蔽体２５０Ｄがコイル２３０の巻回中心である磁路遮断位置にそれぞれ変位した状態では、発熱ローラ２１０の小サイズ紙幅Ｌｍｉｎの非通紙領域に作用する磁束が磁気遮蔽体２５０Ｃおよび磁気遮蔽体２５０Ｄで発生する反発磁界により弱められる。そして、この小サイズ紙幅Ｌｍｉｎの非通紙領域に作用する磁束が弱められることにより、小サイズの記録紙１０９の通紙時における発熱ローラ２１０の非通紙領域の発熱が抑制される。
【００９３】
さらに、図１５に実線で示すように、磁気遮蔽体２５０Ｃおよび磁気遮蔽体２５０Ｄがコイル２３０の巻回部位である磁路開放位置にそれぞれ変位した状態では、発熱ローラ２１０の最大サイズ紙幅Ｌｍａｘの通紙領域が磁界の作用により一様に発熱する。
【００９４】
このように、この定着装置１５００においては、前記定着ニップに通紙される記録紙１０９のサイズに応じて磁気遮蔽体２５０Ｃと磁気遮蔽体２５０Ｄとの位置を切り換えることにより、発熱ローラ２１０の発熱幅を３通りに切り換えることができる。
【００９５】
ここで、磁気遮蔽体２５０Ｃおよび磁気遮蔽体２５０Ｄは、前記定着ニップへの記録紙１０９の通紙基準に応じて配設位置が決められる。すなわち、記録紙１０９の通紙基準がセンター基準の場合には、図１５に示すように、各一対の磁気遮蔽体２５０Ｃおよび磁気遮蔽体２５０Ｄが中サイズ紙幅Ｌｍｉｄおよび小サイズ紙幅Ｌｍｉｎの両端部に生じる２つの非通紙領域に対向する位置にそれぞれ配設される。また、記録紙１０９の通紙基準が片側基準の場合には、各１つの磁気遮蔽体２５０Ｃおよび磁気遮蔽体２５０Ｄが中サイズ紙幅Ｌｍｉｄおよび小サイズ紙幅Ｌｍｉｎの片側端部の１つの非通紙領域に対向する位置に配設される。
【００９６】
このように、本例の定着装置１５００は、２つの非通紙境域に各々対応する２つの磁気遮蔽体２５０Ｃ，２５０Ｄを備え、それぞれの磁気遮蔽体２５０Ｃ，２５０Ｄを選択的に変位させることで、小サイズ、中サイズ、大サイズの３種類の記録紙１０９が通紙される際の発熱ローラ２１０の非通紙領域の過昇温を抑制できる。
【００９７】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４に係る定着装置について説明する。図１６は、本発明の実施の形態４に係る定着装置の要部の構成を示す概略断面図である。図１７は、本発明の実施の形態４に係る定着装置における磁気遮蔽体の動作態様を示す概略断面図である。
【００９８】
図１６に示すように、本実施の形態４に係る定着装置１６００は、発熱ローラ２１０、加圧ローラ２２０、コイル１６３０、コア１６４０、磁気遮蔽体１６５０などを有している。
【００９９】
図１６において、発熱ローラ２１０および加圧ローラ２２０は、実施の形態１に係る定着装置２００のものと同様に構成されている。
【０１００】
コイル１６３０は、発熱ローラ２１０の上半分の内周面に対向するように、たとえば細い銅線を束ねたリッツ線を半円筒形状に周回させて形成されている。コイル１６３０は、図示しない電源から電圧が印加されて交流電流が流れることにより、周囲に磁束を発生させて磁界を形成する。
【０１０１】
コア１６４０は、発熱ローラ２１０の回転中心と同軸をなすように、コイル１６３０の内周面と対向する部位、つまり発熱ローラ２１０の中空部（内部）に回転自在に配設されている。コア１６４０は、コイル１６３０によって発生する磁束のうち、発熱ローラ２１０とは反対側に発生する磁束の磁路を形成している。
【０１０２】
コア１６４０は、たとえばフェライトやパーマロイなどの透磁率および比抵抗が高い磁性材料によって形成することが好ましい。つまり、フェライトは、強磁性であるので磁束が強まって発熱効率が向上する。また、フェライトは、熱伝導率および比熱が高いので、磁気遮蔽体１６５０に生じた熱を吸収することで、磁気遮蔽体１６５０の昇温を抑制することができる。
【０１０３】
磁気遮蔽体１６５０は、コイル１６３０とコア１６４０との間の、前記定着ニップに小サイズの記録紙１０９が通紙された際の発熱ローラ２１０の非通紙領域と対向する部位に回動自在に配置されている。
【０１０４】
本例の定着装置１６００における磁気遮蔽体１６５０は、図１８に示すように、コア１６４０の外周部に埋設されている。磁気遮蔽体１６５０は、後述する変位手段１９００により、図１６に示すコイル１６３０の巻回中心である磁路遮断位置と、図１７に示すコイル１６３０の巻回部位である磁路解放位置とに変位する。
【０１０５】
磁気遮蔽体１６５０には、コイル１６３０とコア１６４０との間の磁界の作用により大きな渦電流が流れ、この渦電流によりコイル１６３０から発生する磁束を打ち消す方向に反発磁界が発生する。
【０１０６】
これにより、図１６に示すように、磁気遮蔽体１６５０がコイル１６３０の巻回中心である磁路遮断位置に変位した状態では、発熱ローラ２１０の非通紙領域に作用する磁束が磁気遮蔽体１６５０で発生する反発磁界により弱められる。そして、この非通紙領域に作用する磁束が弱められることにより、小サイズの記録紙１０９の通紙時における発熱ローラ２１０の非通紙領域の発熱が抑制される。
【０１０７】
一方、図１７に示すように、磁気遮蔽体１６５０がコイル１６３０の巻回部位である磁路開放位置に変位した状態では、発熱ローラ２１０の最大サイズの記録紙１０９の通紙領域が磁界の作用により一様に発熱する。
【０１０８】
このように、この定着装置１６００においては、前記定着ニップに通紙される記録紙１０９のサイズに応じて磁気遮蔽体１６５０の位置を切り換えることにより、発熱ローラ２１０の発熱幅を切り換えることができる。
【０１０９】
ここで、磁気遮蔽体１６５０は、前記定着ニップへの記録紙１０９の通紙基準に応じて配設位置が決められる。すなわち、記録紙１０９の通紙基準がセンター基準の場合には、図１８に示すように、一対の磁気遮蔽体１６５０がコア１６４０の両端部の２つの非通紙領域に対向する位置にそれぞれ配設される。なお、記録紙１０９の通紙基準が片側基準の場合には、１つの磁気遮蔽体１６５０がコア１６４０の片側端部の１つの非通紙領域に対向する位置に配設される。
【０１１０】
磁気遮蔽体１６５０の素材としては、固有抵抗の小さいアルミニウムや銅などの導電性材料が適している。また、磁気遮蔽体１６５０の厚みは、抵抗を小さくするために表皮深さ以上が好ましく、たとえば、１ｍｍ程度がよい。このように抵抗を低くすることにより磁気遮蔽体１６５０自体の発熱を抑えることができる。
【０１１１】
次に、磁気遮蔽体１６５０の位置を切り換える変位手段１９００について説明する。図１９は、本発明の実施の形態４に係る定着装置における磁気遮蔽体の変位手段を示す概略斜視図である。
【０１１２】
図１９に示すように、変位手段１９００は、コア１６４０の支軸に設けた小歯車１９０１、小歯車１９０１に噛み合う大歯車１９０２、大歯車１９０２の支軸に一体化されたアーム１９０３およびアーム１９０３を揺動させるソレノイド１９０４などで構成されている。
【０１１３】
図１９において、ソレノイド１９０４がオン（通電）状態になると、ソレノイド１９０４のアクチュエータが移動してアーム１９０３が揺動する。このアーム１９０３の揺動により、大歯車１９０２が回転して小歯車１９０１が従動回転する。この小歯車１９０１の従動回転により、コア１６４０の支軸が回転して、磁気遮蔽体１６５０が図１７に示す磁路解放位置から図１６に示す磁路遮断位置に変位する。これにより、発熱ローラ２１０の非通紙領域に対応するコイル１６３０とコア１６４０との磁路が磁気遮蔽体１６５０により遮断される。
【０１１４】
一方、前記オン状態にあったソレノイド１９０４がオフ（非通電）状態になると、アーム１９０３が図１９に示す初期位置に復帰し、大歯車１９０２、小歯車１９０１およびコア１６４０の支軸がそれぞれ逆回転して、磁気遮蔽体１６５０が図１６に示す磁路遮断位置から図１７に示す磁路解放位置に戻る。
【０１１５】
このように、本実施の形態４に係る定着装置１６００は、変位手段１９００のソレノイド１９０４をオン／オフすることにより、発熱ローラ２１０の非通紙領域に対応するコイル１６３０とコア１６４０との磁路を磁気遮蔽体１６５０により遮断したり解放したりして、発熱ローラ２１０とコイル１６３０との磁気結合を制御している。
【０１１６】
すなわち、通紙される記録紙１０９のサイズが最大サイズの場合には、図１９においてソレノイド１９０４をオフ状態のままにし、磁気遮蔽体１６５０を図１７に示す磁路解放位置に待機させる。これにより、コイル１６３０により発生した磁束が、コア１６４０の長手方向の全域を流れて発熱ローラ２１０の最大サイズ紙幅Ｌｍａｘの全体に作用し、発熱ローラ２１０の長手方向の発熱分布が最大サイズ紙幅Ｌｍａｘの全体で均一になるように保たれる。
【０１１７】
一方、通紙される記録紙１０９のサイズが小サイズの場合には、図１９においてソレノイド１９０４をオン状態にし、図１６に示す磁路遮断位置に磁気遮蔽体１６５０を変位させる。これにより、発熱ローラ２１０の非通紙領域におけるコイル１６３０との磁気結合が低下して、コイル１６３０により発生した磁束が、発熱ローラ２１０の小サイズ紙幅Ｌｍｉｎの部位のみを通るようになり、発熱ローラ２１０の非通紙領域の発熱が抑制され、この非通紙領域の過昇温を防止できるようになる。
【０１１８】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５に係る定着装置について説明する。図２０は、本発明の実施の形態５に係る定着装置の要部の構成を示す概略断面図である。図２１は、本発明の実施の形態５に係る定着装置における磁気遮蔽体の動作態様を示す概略断面図である。
【０１１９】
図２０および図２１に示すように、本実施の形態５に係る定着装置２０００は、コア２０４０の以外の構成は、実施の形態４に係る定着装置１６００と同様の構成を有している。
【０１２０】
すなわち、本実施の形態５に係る定着装置２０００は、図２２に示すように、コア２０４０の外周部に、Ａ４サイズ紙幅の非通紙領域に対応する幅の磁気遮蔽体２０５０Ａと、Ｂ４サイズ紙幅の非通紙領域に対応する幅の磁気遮蔽体２０５０Ｂとを埋設した構成を有している。
【０１２１】
図２３は、本発明の実施の形態５に係る定着装置における各磁気遮蔽体の変位手段を示す概略斜視図である。
【０１２２】
図２３に示すように、本例の定着装置２０００における変位手段２３００は、コア２０４０の支軸に設けた小歯車２３０１、小歯車２３０１に噛み合う大歯車２３０２、大歯車２３０２を軸支して回転するステッピングモータ２３０３などで構成されている。
【０１２３】
図２３において、ステッピングモータ２３０３がオン（通電）状態になると、その支軸の回転により大歯車２３０２が回転して小歯車２３０１が従動回転する。この小歯車２３０１の従動回転により、コア２０４０の支軸が回転して、磁気遮蔽体２０５０Ａ，２０５０Ｂのうちの通紙される記録紙サイズの非通紙領域幅に対応した長さの磁気遮蔽体（ここでは磁気遮蔽体２０５０Ａ）が、図２１に示す磁路解放位置から図２０に示す磁路遮断位置に変位する。
【０１２４】
これにより、発熱ローラ２１０の非通紙領域に対応するコイル１６３０とコア２０４０の磁路が磁気遮蔽体２０５０Ａにより遮断される。
【０１２５】
一方、発熱ローラ２１０の通紙領域のＡ３サイズ幅を発熱させる場合には、図２１に示すように、各磁気遮蔽体２０５０Ａ，２０５０Ｂの各々が磁路解放位置に変位した状態でステッピングモータ２３０３への通電を断つ。
【０１２６】
このように、この定着装置２００は、変位手段２３００のステッピングモータ２３０３をオン／オフすることにより、発熱ローラ２１０の非通紙領域に対応するコイル１６３０とコア２０４０との磁路を各磁気遮蔽体２０５０Ａ，２０５０Ｂにより遮断したり解放したりして、発熱ローラ２１０とコイル１６３０との磁気結合を制御している。
【０１２７】
従って、この定着装置２０００においては、通紙される記録紙１０９のサイズに応じて、図２１に示す磁路解放位置から図２０に示す磁路遮断位置に各磁気遮蔽体２０５０Ａ，２０５０Ｂを選択的に変位させることにより、通紙される記録紙１０９のサイズに応じた発熱ローラ２１０の非通紙領域の発熱を抑制して、発熱ローラ２１０の非通紙領域の過昇温を防止できるようになる。このように本例の定着装置２０００においては、１つの発熱ローラ２１０により複数のサイズの記録紙１０９の良好な加熱定着が可能となる。
【０１２８】
なお、この定着装置２０００では、図２１に示す磁気遮蔽体２０５０Ｂの位置のようにコイル１６３０の反対側も磁路解放位置となる。
【０１２９】
また、各実施の形態に係る定着装置においては、コイルを発熱ローラ２１０に対向させた状態で、周波数３０ｋＨｚにおけるコイルのインダクタンスが１０μＨ以上５０μＨ以下、電気抵抗が０．５Ω以上５Ω以下であることが好ましい。これにより、汎用性のある安価な励磁回路を用いることができる。
【０１３０】
また、コイルには、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの電流が印加されることが好ましい。これにより、励磁回路の電源のロスを小さく抑え、発熱ローラ２１０の昇温を速くすることができる。
【０１３１】
本発明の第１の態様に係る定着装置は、磁束を発生するコイルと、前記磁束により誘導加熱される発熱体と、前記コイルを挟んで前記発熱体の反対側に配置されるコアと、前記コイルと前記コアの間に配置され前記発熱体の非通紙領域に対応する磁路を開閉する磁気遮蔽体と、前記コイルの巻回中心である磁路遮断位置と前記コイルの巻回部位である磁路解放位置とに前記磁気遮蔽体を変位させる変位手段と、を具備する構成を採る。
【０１３２】
この構成によれば、前記磁気遮蔽体は、前記変位手段により前記コイルの巻回中心である磁路遮断位置と前記コイルの巻回部位である磁路解放位置とに変位する。ここで、前記磁気遮蔽体が前記コイルの巻回中心である磁路遮断位置に変位した状態では、前記発熱体の非通紙領域に対応する磁路が遮断されるので、小サイズ紙の連続的な通紙による前記発熱体の非通紙領域の過昇温を防止することができる。一方、大サイズ紙が通紙される場合は、前記磁気遮蔽体が前記磁路解放位置に変位することで、前記磁気遮蔽体は前記磁路に影響を与えなくなるので、前記発熱体の大サイズ紙の通紙領域が一様に加熱される。このように、この構成によれば、前記磁気遮蔽体が前記コイルの巻回中心と巻回部位とに変位、つまり前記発熱体の通紙方向に移動するので、装置を小型に構成することができる。
【０１３３】
本発明の第２の態様に係る定着装置は、前記第１の態様において、前記コイルを前記発熱体の外部に配置した構成を採る。
【０１３４】
この構成によれば、前記コイルが前記発熱体の外部に配置されているので、前記磁気遮蔽体の熱を外部へ拡散させることができ、前記磁気遮蔽体の昇温を抑えることができる。
【０１３５】
本発明の第３の態様に係る定着装置は、前記第１の態様または第２の態様において、前記磁気遮蔽体を冷却する冷却手段を具備する構成を採る。
【０１３６】
この構成によれば、前記冷却手段により前記磁気遮蔽体を冷却することで、前記磁気遮蔽体の昇温を抑えることができる。この構成によれば、前記冷却手段により前記コイルも同時に冷却されるという効果もある。また、前記コイルを前記発熱体の外部に配置した構成とすることで、前記冷却手段により前記コイルを容易に冷却することができる。
【０１３７】
本発明の第４の態様に係る定着装置は、前記第１の態様において、前記発熱体を環状に形成し、前記コイルおよび前記コアを前記発熱体の中空部に配設し、前記磁気遮蔽体を前記コアに配設した構成を採る。
【０１３８】
この構成によれば、前記コアに前記磁気遮蔽体が配設されているので、前記コアの回転により、前記磁気遮蔽体を前記磁路遮断位置と前記磁路解放位置とに容易に変位させることができる。また、この構成によれば、前記磁気遮蔽体が前記コアに配設されているので、前記磁気遮蔽体に生じた熱を前記コアに伝導して放熱することができ、前記磁気遮蔽体の過度の昇温を防止することができる。
【０１３９】
本発明の第５の態様に係る定着装置は、前記第１の態様または第４の態様において、前記磁気遮蔽体の通紙方向の幅を、前記コイルの通紙方向の内径よりも大きくした構成を採る。
【０１４０】
この構成においては、前記発熱体の非通紙領域の磁路よりも広い面積の前記磁気遮蔽体で前記磁路が遮断されるようになるので、前記発熱体の非通紙領域に作用する磁束をより効果的に抑制して前記非通紙領域の過昇温を防止することができる。
【０１４１】
本発明の第６の態様に係る定着装置は、前記第１の態様または第４の態様において、前記磁気遮蔽体の通紙方向の幅を、前記コイルの巻回部位の通紙方向の幅よりも小さくした構成を採る。
【０１４２】
この構成においては、前記磁気遮蔽体を前記磁路解放位置に変位させたとき、前記磁気遮蔽体が前記磁路を避けた状態となり、前記磁気遮蔽体が前記発熱体に作用する磁束に影響を与えることがないので、前記発熱体に発熱ムラが生じることがなく、大サイズ紙の良好な定着が得られる。
【０１４３】
本発明の第７の態様に係る定着装置においては、前記第１の態様または第４の態様において、サイズが異なる複数の非通紙領域に各々対応する複数の磁気遮蔽体を備えた構成を採る。
【０１４４】
この構成によれば、前記各磁気遮蔽体を選択的に変位させることで、サイズが異なる複数の記録紙の通紙時における前記発熱体の非通紙領域の過昇温を抑制できる。
【０１４５】
本発明の第８の態様に係る定着装置は、前記第１の態様において、前記コアの、前記コイルの巻回部位に対向する領域に、開口を設けた構成を採る。
【０１４６】
この構成よれば、前記コアに設けた開口を通して、前記コイルおよび磁気遮蔽体の熱を周囲に発散させることができる。また、前記開口から前記磁気遮蔽体を変位させるためのアームを挿入することができる。
【０１４７】
本発明の第９の態様に係る定着装置は、前記第１の態様において、少なくとも前記コイルの巻回中心に対向する領域に、前記コアを有する構成を採る。
【０１４８】
この構成よれば、前記発熱体に長手方向の温度ムラが生じることがなく、良好な定着が得られる。
【０１４９】
本発明の第１０の態様に係る定着装置は、前記第１の態様または第４の態様において、前記磁気遮蔽体は、厚みが表皮深さ以上の導電性材料からなる構成を採る。
【０１５０】
この構成によれば、前記磁気遮蔽体の抵抗が低くなるので、磁気遮蔽体自体の発熱を抑えることができる。
【０１５１】
本発明の第１１の態様に係る定着装置は、前記第１の態様または第４の態様において、前記磁気遮蔽体はアルミニウムからなる構成を採る。
【０１５２】
この構成によれば、前記磁気遮蔽体が固有抵抗の小さいアルミニウムからなるので、磁気遮蔽体自体の発熱が抑えられる。
【０１５３】
本発明の第１２の態様に係る定着装置は、前記第１の態様または第４の態様において、前記磁気遮蔽体は銅からなる構成を採る。
【０１５４】
この構成によれば、磁気遮蔽体が固有抵抗の小さい銅等からなるので、磁気遮蔽体自体の発熱が抑えられる。
【０１５５】
本発明の第１３の態様に定着装置は、前記第１の態様または第４の態様において、前記コアはフェライトからなる構成を採る。
【０１５６】
この構成によれば、前記コアが強磁性であるフェライトからなるので、磁束が強まって前記発熱体の発熱効率が向上する。また、フェライトからなる前記コアは、熱伝導率および比熱が高いので、前記磁気遮蔽体に生じた熱を吸収することで、前記磁気遮蔽体の昇温を抑制することができる。
【０１５７】
本発明の第１４の態様に係る定着装置は、前記第１の態様または第４の態様において、前記発熱体は磁性体からなる構成を採る。
【０１５８】
この構成によれば、前記発熱体が、たとえば鉄やニッケル等の磁性体からなるので、磁束が強まり前記発熱体の発熱効率が向上する。
【０１５９】
本発明の第１５の態様に係る定着装置は、第１の態様または第４の態様において、前記コイルを前記発熱体に対向させた状態で、周波数３０ｋＨｚにおける前記コイルのインダクタンスが１０μＨ以上５０μＨ以下、電気抵抗が０．５Ω以上５Ω以下である構成を採る。
【０１６０】
この構成によれば、汎用性のある安価な励磁回路を用いることができる。
【０１６１】
本発明の第１６の態様に係る定着装置は、第１の態様または第４の態様において、前記コイルに印加される電流の周波数が２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚである構成を採る。
【０１６２】
この構成によれば、励磁回路の電源のロスを小さく抑え、発熱体の昇温を速くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６３】
本発明に係る定着装置は、小型な構成により発熱体の非通紙領域の過昇温を防止することができるので、電子写真方式あるいは静電記録方式の複写機、ファクシミリおよびプリンタ等の画像形成装置の定着装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る定着装置を搭載した画像形成装置の全体構成を示す概略断面図
【図２】本発明の実施の形態１に係る定着装置の要部の構成を示す概略断面図
【図３】本発明の実施の形態１に係る定着装置における磁気遮蔽体の動作態様を示す概略断面図
【図４】本発明の実施の形態１に係る定着装置の動作態様を説明するための概略平面図
【図５】本発明の実施の形態１に係る定着装置における磁気遮蔽体の変位手段の一例を示す概略斜視図
【図６】本発明の実施の形態１に係る定着装置における磁気遮蔽体の変位手段の他の例を示す概略斜視図
【図７】本発明の実施の形態１に係る定着装置における磁気遮蔽体の変位手段のさらに他の例を示す概略断面図
【図８】図７に示す磁気遮蔽体が磁路開放位置に変位した状態を示す概略断面図
【図９】本発明の実施の形態１に係る定着装置における磁気遮蔽体の変位手段のさらに他の例を示す概略断面図
【図１０】図９に示す磁気遮蔽体が磁路開放位置に変位した状態を示す概略断面図
【図１１】本発明の実施の形態１に係る定着装置におけるコイルの巻回中心と磁気遮蔽体の幅との関係を説明するための概略断面図
【図１２】本発明の実施の形態１に係る定着装置におけるコイルの巻回部位と磁気遮蔽体の幅との関係を説明するための概略断面図
【図１３】本発明の実施の形態２に係る定着装置の要部の構成を示す概略断面図
【図１４】本発明の実施の形態２に係る定着装置における磁気遮蔽体の動作態様を示す概略断面図
【図１５】本発明の実施の形態３に係る定着装置の要部の構成を示す概略平面図
【図１６】本発明の実施の形態４に係る定着装置の要部の構成を示す概略断面図
【図１７】本発明の実施の形態４に係る定着装置における磁気遮蔽体の動作態様を示す概略断面図
【図１８】本発明の実施の形態４に係る定着装置におけるコアの構成を示す概略斜視図
【図１９】本発明の実施の形態４に係る定着装置における磁気遮蔽体の変位手段を示す概略斜視図
【図２０】本発明の実施の形態５に係る定着装置の要部の構成を示す概略断面図
【図２１】本発明の実施の形態５に係る定着装置における磁気遮蔽体の動作態様を示す概略断面図
【図２２】本発明の実施の形態５に係る定着装置におけるコアの構成を示す概略斜視図
【図２３】本発明の実施の形態５に係る定着装置における各磁気遮蔽体の変位手段を示す概略斜視図
【符号の説明】
【０１６５】
１００  画像形成装置
１０１  感光ドラム
１０２  帯電器
１０３  レーザビームスキャナ
１０５  現像器
１０７  給紙装置
１０９  記録紙
１１０  レジストローラ
１１２  転写ローラ
１１３  クリーニング装置
２００，１３００，１５００，１６００，２０００  定着装置
２１０  発熱ローラ
２２０  加圧ローラ
２３０  コイル
２４０  コア
２５０，２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄ，１６５０，２０５０Ａ，２０５０Ｂ  磁気遮蔽体
５００，６００，７００，９００，１９００，２３００  変位手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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