(57)【要約】【課題】電磁誘導加熱される被加熱物を加熱するために磁束を発生させるコイルと被加熱物の近くに位置づけられる磁性棒体の外周輪郭寸法のばらつきを低減し、磁性体と被加熱物間の距離のばらつきを低減させることによって、温度斑の低減を図ることを可能にする磁性棒体、磁性棒体の製造方法並びに磁性棒体を組み込んだ定着ユニットを提供することが課題である。【解決手段】電磁誘導加熱される被加熱物を加熱するために磁束を発生させるコイルと被加熱物の近くに位置づけられる磁性棒体であって、シャフトと、シャフトの外周面を取り囲む複数の磁性筒片と、複数の磁性筒片の内周面とシャフトの外周面との間に配設される複数の弾性環体を備えることを特徴とする磁性棒体。【選択図】図２
2011022407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導加熱される被加熱物を加熱するための磁束を発生させるコイルと被加熱物との近くに配置される磁性棒体であって、
一の方向に延設するシャフトと、
該シャフトの長手方向軸に対して同軸に配されるとともに前記シャフトの外周面を取り囲む複数の磁性筒片と、
該複数の磁性筒片それぞれの内周面と前記シャフトの外周面との間に配設されるとともに前記磁性筒片の内周面と前記シャフトの外周面とで圧接される複数の弾性環体と、を備えることを特徴とする磁性棒体。
【請求項２】
前記磁性棒体が更に、前記複数の磁性筒片の外周面を覆う樹脂層を備えることを特徴とする請求項１記載の磁性棒体。
【請求項３】
前記樹脂層が熱収縮性であることを特徴とする請求項２記載の磁性棒体。
【請求項４】
前記磁性棒体が更に、前記複数の磁性筒片のうち少なくとも１つ磁性筒片の内周面と前記シャフトの外周面の間に接着剤層を備えることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の磁性棒体。
【請求項５】
前記複数の磁性筒片それぞれの両端部の内壁に環状の収容部が形成され、
該収容部に、前記弾性環体が配されることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の磁性棒体。
【請求項６】
前記弾性環体がＯリングであることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の磁性棒体。
【請求項７】
電磁誘導加熱される被加熱物を加熱するための磁束を発生させるコイルと被加熱物との近くに位置づけられる磁性棒体の製造方法であって、
シャフトを用意する工程と、
該シャフトに磁性筒片を取り付ける工程と、を備え
前記磁性筒片を取り付ける工程が、一の弾性環体を前記シャフトに外嵌させる段階と、
前記一の弾性環体が取り付けられた前記シャフトを、前記磁性筒片に挿入し、前記一の弾性環体を前記シャフトの外周面及び前記磁性筒片の内周面に圧接させる段階と、
前記シャフトに他の弾性リングを外嵌させるとともに、前記磁性筒片内に前記他の弾性環体を圧入する段階を含むことを特徴とする磁性棒体の製造方法。
【請求項８】
前記磁性筒片を取り付ける工程が複数回繰り返されることを特徴とする請求項７記載の磁性棒体の製造方法。
【請求項９】
前記磁性筒片を取り付ける工程に後に、熱収縮性樹脂層を前記磁性筒片の外周面に形成する工程を更に備えることを特徴とする請求項７又は８記載の磁性棒体の製造方法。
【請求項１０】
前記熱収縮性樹脂層を前記磁性筒片の外周面に形成する工程が、熱収縮性チューブを前記磁性筒片に外嵌させる段階を含むことを特徴とする請求項９記載の磁性棒体の製造方法。
【請求項１１】
前記熱収縮性樹脂層を前記磁性筒片の外周面に形成する工程の後に、前記熱収縮性樹脂層を加熱し、前記熱収縮性樹脂層を収縮させる工程を更に備えることを特徴とする請求項９又は１０記載の磁性棒体の製造方法。
【請求項１２】
前記磁性筒片を取り付ける工程が更に、前記一の弾性環体を前記シャフトの外周面及び前記磁性筒片の内周面に圧接させる段階と前記磁性筒片内に前記他の弾性環体を圧入させる段階の間に、前記磁性筒片の内周面と前記シャフトの外周面の間に接着剤層を形成する段階を含むことを特徴とする請求項７乃至１１いずれか１項に記載の磁性棒体の製造方法。
【請求項１３】
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ローラとの間を通過するシートに、トナー像を定着させる定着装置であって、
前記被加熱物の外周面又は内周面に沿って配置されるとともに、該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少なくとも１つのコイル面と、
前記被加熱体の前記回転中心軸の延設方向に延びるシャフトと、該シャフトの外周面を取り囲む複数の磁性筒片と、前記シャフトの外周面と前記磁性筒片の内周面とで圧接される複数の弾性環体とを含むセンタコアと、を備えることを特徴とする定着ユニット。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのコイル面の近くに配される少なくとも１つの磁気遮蔽部材を更に備えることを特徴とする請求項１３記載の定着ユニット。
【請求項１５】
前記センタコアが更に、該複数の磁性筒片のうち少なくとも１つに固定されるとともに前記磁界の通過を妨げる遮蔽板を含むことを特徴とする請求項１３又は１４記載の定着ユニット。
【請求項１６】
前記センタコアが更に、該複数の磁性筒片のうち少なくとも１つに固定されるとともに前記磁界の通過を妨げる遮蔽板を含み、
前記少なくとも１つの磁気遮蔽部材に前記遮蔽板が近づく第１位置に前記センタコアが存するときの前記加熱部材への加熱量が、前記少なくとも１つの磁気遮蔽部材から前記遮蔽板が離れる第２位置に前記センタコアが存するときの加熱量よりも小さくなることを特徴とする請求項１４記載の定着ユニット。
【請求項１７】
請求項１３乃至１６いずれか１項に記載の定着ユニットに用いられる前記センタコアの製造方法であって、
シャフトを用意する工程と、
該シャフトに複数の磁性筒片を取り付ける工程と、
前記複数の磁性筒片の外周面上に前記遮蔽板を配設する工程と、
該遮蔽板及び前記磁性筒片の外周面上に熱収縮性樹脂層を形成する工程と、
該熱収縮性樹脂層を加熱し、収縮させる工程と、を備え、
前記複数の磁性筒片を取り付ける工程が、一の弾性環体を前記シャフトに外嵌させる段階と、前記一の弾性環体が取り付けられた前記シャフトを、前記磁性筒片に挿入し、前記一の弾性環体を前記シャフトの外周面及び前記磁性筒片の内周面に圧接させる段階と、前記シャフトに他の弾性環体を外嵌させるとともに、前記磁性筒片内に前記他の弾性環体を圧入する段階とを繰り返す段階を含むことを特徴とするセンタコアの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性棒体、磁性棒体の製造方法並びに磁性棒体が組み込まれた定着ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開公報ＷＯ２００６／０５４６５８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁束を通過させる磁性体は、例えば、フェライトを所定形状及び寸法の小片に焼成成型される。加熱を要求する部分の寸法が、小片寸法よりも大きい場合、複数の小片を連接させ、加熱が必要となる部分の寸法或いはそれ以上の寸法の磁性体に加工される。
【０００６】
連接される複数の成型小片の外周輪郭寸法にばらつきがあるとき、磁性体と被加熱物間の距離のばらつきが生ずることとなる。加熱が必要となる部分の寸法或いはそれ以上の寸法の長尺の磁性体を焼成成型することも不可能ではないが、焼成後の成型物の反りなどの変形を生ずるため、この手法は、被加熱物の温度斑の原因となる磁性体と被加熱物間の距離のばらつきを増大させる結果となる。変形した成型物の面に切削加工を施すことも考えられるが、製作費用の観点から、この手法は実用的ではない。実際に、特許文献１に開示される技術は、焼成成型された小片を連接させてなる磁性体を利用している。
【０００７】
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、電磁誘導加熱される被加熱物を加熱するために磁束を発生させるコイルと被加熱物の近くに位置づけられる磁性棒体の外周輪郭寸法のばらつきを低減し、磁性体と被加熱物間の距離のばらつきを低減させることによって、温度斑の低減を図ることを可能にする磁性棒体、磁性棒体の製造方法並びに磁性棒体が組み込まれた定着ユニット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】
【０００８】
上記の目的を達成する本発明の一局面に係る磁性棒体は、電磁誘導加熱される被加熱物を加熱するための磁束を発生させるコイルと被加熱物との近くに配置される磁性棒体であって、一の方向に延設するシャフトと、該シャフトの長手方向軸に対して同軸に配されるとともに前記シャフトの外周面を取り囲む複数の磁性筒片と、該複数の磁性筒片それぞれの内周面と前記シャフトの外周面との間に配設されるとともに前記磁性筒片の内周面と前記シャフトの外周面とで圧接される複数の弾性環体とを備えることを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
上記構成によれば、加熱装置に組み込まれるシャフトと磁性筒片の同軸度の精度を高めることができ、複数の磁性筒片間の外周輪郭寸法のばらつきに起因する磁性棒体と被加熱物間の距離のばらつきを最小限化することが可能となる。
【００１０】
上記構成において、前記磁性棒体が更に、前記複数の磁性筒片の外周面を覆う樹脂層を備えることができる。（請求項２）。これにより、シャフトと磁性筒片の同軸度の精度を更に高めることができる。或いは、磁性筒片の周面に配設された物を磁性筒片の周面に簡便且つ高精度に固着することが可能となる。尚、樹脂層は、熱収縮性であることが好ましい（請求項３）。上記構成において、前記磁性棒体が更に、前記複数の磁性筒片のうち少なくとも１つ磁性筒片の内周面と前記シャフトの外周面の間に接着剤層を備えることができる（請求項４）。これにより、磁性筒片がシャフトに安定的に固定されることとなる。磁性筒片の固定位置或いは固定方法は特に限定されるものではないが、特定の実施例においては、前記複数の磁性筒片それぞれの両端部の内壁に環状の収容部が形成され、該収容部に、前記弾性環体が配される（請求項５）。これにより、磁性筒片がシャフトに安定的に固定されるとともに、磁性筒片のシャフトへの取り付けが簡便になる。尚、弾性環体としてＯリングを好適に利用することが可能である（請求項６）。
【００１１】
上記の目的を達成する本発明の他の局面に係る磁性棒体の製造方法は、電磁誘導加熱される被加熱物を加熱するための磁束を発生させるコイルと被加熱物との近くに位置づけられる磁性棒体の製造方法である。この磁性棒体の製造方法は、シャフトを用意する工程と、該シャフトに磁性筒片を取り付ける工程を備え、前記磁性筒片を取り付ける工程が、一の弾性環体を前記シャフトに外嵌させる段階と、前記一の弾性リングが取り付けられた前記シャフトを、前記磁性筒片に挿入し、前記一の弾性環体を前記シャフトの外周面及び前記磁性筒片の内周面に圧接させる段階と、前記シャフトに他の弾性環体を外嵌させるとともに、前記磁性筒片内に前記他の弾性環体を圧入させる段階を含むことを特徴とする（請求項７）。特定の実施例において、前記磁性筒片を取り付ける工程が複数回繰り返される（請求項８）。
【００１２】
上記構成によれば、加熱装置に組み込まれるシャフトと磁性筒片の同軸度の精度を高めることができ、複数の磁性筒片間の外周輪郭寸法のばらつきに起因する磁性棒体と被加熱物間の距離のばらつきを最小限化することが可能となる。
【００１３】
上記構成において、前記磁性筒片を取り付ける工程に後に、熱収縮性樹脂層を前記磁性筒片の外周面に形成する工程が実行される（請求項９）。特定の実施形態においては、熱収縮性樹脂層は、熱収縮性チューブを前記磁性筒片に外嵌させることにより形成される（請求項１０）。前記熱収縮性樹脂層を前記磁性筒片の外周面に形成する工程の後に、前記熱収縮性樹脂層を加熱し、前記熱収縮性樹脂層を収縮させる工程が実行される（請求項１１）。これにより、シャフトと磁性筒片の同軸度の精度を更に高めることができる。或いは、磁性筒片の周面に配設された物を磁性筒片の周面に簡便且つ高精度に固着することが可能となる。
【００１４】
上記構成において、前記磁性筒片を取り付ける工程が更に、前記一の弾性環体を前記シャフトの外周面及び前記磁性筒片の内周面に圧接させる段階と前記磁性筒片内に前記他の弾性環体を圧入させる段階の間に、前記磁性筒片の内周面と前記シャフトの外周面の間に接着剤層を形成する段階を含むことができる（請求項１２）。これにより、磁性筒片がシャフトに安定的に固定されることとなる。
【００１５】
上記の目的を達成する本発明の他の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する加圧ローラとの間を通過するシートに、トナー像を定着させる定着装置であり、前記被加熱物の外周面又は内周面に沿って配置されるとともに、該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少なくとも１つのコイル面と、前記被加熱体の前記回転中心軸の延設方向に延びるシャフトと、該シャフトの外周面を取り囲む複数の磁性筒片と、前記シャフトの外周面と前記磁性筒片の内周面とで圧接される複数の弾性環体とを含むセンタコアと、を備えることを特徴とする（請求項１３）。
【００１６】
上記構成によれば、複数の磁性筒片間の外周輪郭寸法のばらつきに起因するセンタコアと被加熱物間の距離のばらつきを最小限化することが可能となり、シートに定着されるトナー像の高い質を維持することができる。
【００１７】
上記構成において、前記少なくとも１つのコイル面の近くに配される少なくとも１つの磁気遮蔽部材を更に備えることができる（請求項１４）。この構成において、前記センタコアが更に、該複数の磁性筒片のうち少なくとも１つに固定されるとともに前記磁界の通過を妨げる遮蔽板を含むことができる（請求項１５）。この構成において、前記少なくとも１つの磁気遮蔽部材に前記遮蔽板が近づく第１位置に前記センタコアが存するときの前記加熱部材への加熱量を、前記少なくとも１つの磁気遮蔽部材から前記遮蔽板が離れる第２位置に前記センタコアが存するときの加熱量よりも小さくすることができる（請求項１６）。
【００１８】
上記構成の定着ユニットのセンタコアは、シャフトを用意する工程と、該シャフトに複数の磁性筒片を取り付ける工程と、前記複数の磁性筒片の外周面上に前記遮蔽板を配設する工程と、該遮蔽板及び前記磁性筒片の外周面上に熱収縮性樹脂層を形成する工程と、該熱収縮性樹脂層を加熱し、収縮させる工程を備え、前記複数の磁性筒片を取り付ける工程が、一の弾性環体を前記シャフトに外嵌させる段階と、前記一の弾性環体が取り付けられた前記シャフトを、前記磁性筒片に挿入し、前記一の弾性環体を前記シャフトの外周面及び前記磁性筒片の内周面に圧接させる段階と、前記シャフトに他の弾性環体を外嵌させるとともに、前記磁性筒片内に前記他の弾性環体を圧入する段階とを繰り返す段階を含む（請求項１７）。
【発明の効果】
【００１９】
上述の如く、本発明に係る磁性棒体、磁性棒体の製造方法並びに磁性棒体を組み込んだ定着ユニットは、温度斑の問題を好適に低減させる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例に係る磁性棒体の斜視図である。
【図２】図１に示す磁性棒体の拡大断面図である。
【図３】図１に示す磁性棒体の組立工程を説明する図である。
【図４】図１に示す磁性棒体を備え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５】図４に示す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６】図５に示す定着ユニットが備える磁気遮蔽部材を示す斜視図である。
【図７】図５に示す定着ユニットのセンタコアの退避位置と遮蔽位置を示す図である。
【図８】図５に示す定着ユニットの磁気遮蔽部材の他の構造の一例を示す図である。
【図９】図５に示す定着ユニットの駆動系の概略構成図である。
【図１０】図５に示す定着ユニット中の磁気経路の変化を示す図である。
【図１１】図１に示す磁性棒体が適用される他の定着ユニットを示す図である。
【図１２】図１１に示す定着ユニット中の磁気経路の変化を示す図である。
【図１３】図１１に示す定着ユニットの部分拡大図である。
【図１４】図１に示す磁性棒体が適用される他の定着ユニットを示す図である。
【図１５】図１に示す磁性棒体が適用される他の定着ユニットを示す図である。
【図１６】図１に示す磁性棒体が適用される他の定着ユニットを示す図である。
【図１７】図１に示す磁性棒体が適用される他の定着ユニットを示す図である。
【図１８】磁気遮蔽部材の一例を示す図である。
【図１９】図１８に示す磁気遮蔽部材の磁気遮蔽原理を説明する図である。
【図２０】磁気遮蔽部材の他の一例を示す図である。
【図２１】磁気遮蔽部材の他の一例を示す図である。
【図２２】磁気遮蔽部材の他の一例を示す図である。
【図２３】異なる寸法を有する磁性筒片を示す図である。
【図２４】異なる寸法を有する磁性筒片をシャフトに取り付けたときの加熱対象面からの距離差を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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「磁性棒体がコイルの近くに配置される」、「磁性棒体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、磁性棒体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。「磁気遮蔽部材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、磁気遮蔽部材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」、「環体」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。
【００２２】
（磁性棒体）
図１は、一実施例に係る磁性棒体の斜視図である。磁性棒体１００は、一の方向に延びるシャフト１１０と、シャフト１１０の周面を取り囲むとともに、シャフト１１０に沿って連接される複数の磁性筒片１２０を備える。磁性筒片１２０は、例えば、フェライトから成型される。図１に示す実施例では、磁性筒片１２０は円筒形状をなすが、磁性棒体１００が組み込まれる加熱装置の目的に応じて、他の形状とすることも可能である。例えば、多角形状の外周輪郭及び／又は内周輪郭の磁性筒片１２０とすることも可能である。
【００２３】
図１に示される磁性筒体１２０のうちシャフト１１０の両端近くに位置する磁性筒片１２０の外周面には、非磁性且つ良導電性の薄板１３０が固定されている。尚、特定の実施例では、薄板１３０は、無酸素銅から形成される。他の特定の実施例では、薄板１３０は必要とされない。尚、図１に示す薄板１３０は、後述する実施例において、磁界の通過を妨げる遮蔽板として機能する。図１に示す実施例において、薄板１３０は、シャフト１１０の各端部に位置する隣接する２つの磁性筒片１２０の外周面を部分的に被覆しているが、目的に応じて、単一の磁性筒片１２０を被覆してもよい。また、必要に応じて、薄板１３０は、一部の磁性筒体１２０の外周面全体を被覆するものであってもよい。
【００２４】
図２は、図１に示す磁性棒体１００の左端の断面の拡大図である。シャフト１１０の端部には、磁性棒体１００が組み込まれる装置に応じて、例えば、ギアやプーリを固定するためのＣ型スナップリング用の溝部１１１などが形成される。磁性筒片１２０の内径は、シャフト１１０の外径よりも大きく形成される。各磁性筒片１２０の両端部には、Ｏリング（弾性環体）１４０が配される。Ｏリング１４０は、シャフト１１０の外周面と磁性筒片１２０の内周面に圧接される。これにより、各磁性筒片１２０が、シャフト１１０の長手方向軸に対して同軸に配されることとなる。図２に示す実施例において、各磁性筒片１２０の両端部に環状の凹部（収容部）１２１が形成され、凹部１２１にＯリング１４０が収容される。尚、特定の実施例では、シャフト１１０の外周面と磁性筒片１２０の内周面との間に形成される空隙に接着剤層が形成される。Ｏリング１４０は、耐熱性樹脂或いは耐熱ゴムから形成されることが好ましい。特定の実施例では、Ｏリング１４０は、フッ素系樹脂から形成される。
【００２５】
図３は、図１及び図２に示す磁性棒体１００の製造工程を示す図である。図３（ａ）に示す如く、まず、シャフト１１０が用意される。その後、図３（ｂ）に示す如く、Ｏリング１４０をシャフト１１０に外嵌させ、シャフト１１０の所定位置に取り付ける。更に、図３（ｃ）に示す如く、磁性筒片１２０内にシャフト１１０を挿通させ、Ｏリング１４０を磁性筒片１２０の一端に形成された凹部１２１内に収容する。その後、磁性筒片１２０の他端に形成された凹部１２１に更にＯリング１４０を圧入する（図３（ｄ））。尚、図３（ｃ）に示す工程と図３（ｄ）に示す工程の間で、磁性筒片１２０の内周面とシャフト１１０の外周面との間に形成される空隙に接着剤を注入し、接着剤層を形成してもよい。図３（ｂ）乃至図３（ｄ）に示す工程を繰り返し、複数の磁性筒片１２０をシャフト１１０に取り付けることができる（図３（ｅ））。必要に応じて、その後、一部の磁性筒片１２０の外周面に形成された凹領域に薄板１３０を取り付けることができる（図３（ｆ））。薄板１３０の取り付けには、シリコン系接着剤を用いることができるが、図３（ｇ）及び図３（ｈ）に示すように、熱収縮性樹脂層により薄板１３０を固定することができる。尚、熱収縮性樹脂層を用いて薄板１３０を固定する場合においても、薄板１３０と磁性筒片１２０外周面とを接着剤により固定することもできる。連設された磁性筒体１２０に熱収縮性材料から形成されるチューブ１５０を外嵌し（図３（ｇ））、チューブ１５０を加熱し、チューブ１５０を熱収縮させ、磁性筒体１２０の外周面に熱収縮性樹脂層を形成することができる。
【００２６】
（画像形成装置）
図４は、図１乃至図３に関連して説明された磁性棒体１００が組み込まれた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乃至図３に関連して説明された磁性棒体の原理は、例えば、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或いは電磁誘導加熱システムを組み込む他の装置にも適用可能である。尚、図４に示す画像形成装置は、タンデム型のカラープリンタである。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
図４に示す装置本体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。
【００３０】
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４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。
【００３１】
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４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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
図４に示す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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、加圧ローラ４４と加熱式の定着ローラ４５からなるローラ対を備える。加圧ローラ４４は、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）を備え、定着ローラ４５は、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）を備えることができる。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、このヒートローラ４６と定着ローラ４５には加熱ベルト４８が巻回される。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
（定着ユニット）
図５は、図１乃至図３に関連して説明された磁性棒体１００が組み込まれた定着ユニット１４の構造を示す。図１乃至図３に関連して説明された磁性棒体１００は、定着ユニット１４中、センタコアとして用いられる。図５（ａ）は、図４に示す定着ユニット１４を約９０°反時計回りに転回して示す断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す定着ユニット１４の平面図である。尚、図４で示す用紙搬送方向は下方から右方に向いていたが、図５で示す用紙搬送方向は、右方から左方となる。尚、定着ユニット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４に関連して説明した画像形成装置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４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。
【００４３】
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（被加熱物）４６及び加熱ベルト（被加熱物）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。
【００４４】
加熱ベルト４８の基材は、強磁性材料（例えばＮｉ）から作られる。加熱ベルト４８の表層に薄膜の弾性層（例えばシリコンゴム）が形成される。加熱ベルト４８の表層は、離型層（例えばＰＦＡ）に覆われる。なお、加熱ベルト４８に発熱機能を持たせない場合は加熱ベルト４８は、ＰＩ等の樹脂ベルトであってもよい。ヒートローラ４６の芯金は、磁性金属（例えばＦｅ、ＳＵＳ）から作られる。ヒートローラ４６の芯金の表面は、離型層（例えばＰＦＡ）に覆われる。
【００４５】
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。
【００４６】
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、誘導加熱コイル５２、一対のアーチコア５４、一対のサイドコア５６及びセンタコア５８（磁性棒体１００）から構成される。
【００４７】
図５に示す実施例では、ヒートローラ４６及び加熱ベルト４８の円弧状の部分が誘導加熱される対象領域である。誘導加熱コイル５２は、対象領域を誘導加熱する磁束を発生させる。誘導加熱コイル５２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円弧面上に配置される。ヒートローラ４６及び加熱ベルト４８の外側に、例えば、樹脂製のボビン５００が配置され、このボビン５００上に誘導加熱コイル５２が巻線状に配置される。この結果、誘導加熱コイル５２は、ボビン５００の円弧面に沿って連設され、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５に示す例においては、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。したがって、コイル面５２０が、ヒートローラ４６の左右に形成される。左右のコイル面５２０は、ヒートローラ４６の長手方向に延設される。なお、ボビンは、ヒートローラ４６の外面に沿って半円筒形状に成型される。またボビンの材質は、耐熱性樹脂（例えばＰＰＳ、ＰＥＴ、ＬＣＰ）であることが好ましい。尚、説明を不必要に不明瞭にすることを避けるため、図５以外の図では、ボビン５００は省略されている。
【００４８】
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。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、誘導加熱コイル５２の巻線領域（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５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は誘導加熱コイル５２の巻線領域（コイル面５２０）の外側を覆っている。
【００４９】
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。サイドコア５６は、ヒートローラ４６の長手方向に間隔を空けずに連続して配置される。サイドコア５６の全長は誘導加熱コイル５２の巻線領域（コイル面５２０）の長さに対応している。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及びサイドコア５６の外側には、例えば、樹脂製のコアホルダ（図示せず）が設けられる。このコアホルダによりアーチコア５４及びサイドコア５６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。
【００５０】
図５に示す定着ユニット１４は、ヒートローラ４６の内側に設置されたサーミスタ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。更に、ヒートローラ４６の内側にサーモスタット（図示せず）を配置してもよい。これにより、異常温度上昇時の安全性を向上させることができる。
【００５１】
図１乃至図３に関連して説明された磁性棒体１００は、センタコア５８として用いられる。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５には示されていないが、センタコア５８のシャフト１１０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の長手方向縁の近傍に位置づけられる。
【００５２】
図１乃至図３に関連して説明した薄板１３０は、定着ユニット１４において、可動遮蔽部材６０として機能する。可動遮蔽部材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。なお可動遮蔽部材６０は、例えば、図１乃至図３に関連して説明されたようにセンタコア５８の外周面に形成される凹領域内に配設してもよいし、センタコア５８の外面に貼り付けられてもよい。可動遮蔽部材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。
【００５３】
可動遮蔽部材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。可動遮蔽部材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、可動遮蔽部材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可動遮蔽部材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可動遮蔽部材６０を形成したり、可動遮蔽部材６０を厚く形成したりすることで、可動遮蔽部材６０の導電性を向上させることができる。具体的には、可動遮蔽部材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。
【００５４】
ＩＨコイルユニット５０は、更に、一対の磁気遮蔽部材９０を備える。磁気遮蔽部材９０は、誘導加熱コイル５２とアーチコア５４との間に配され、センタコア５８を軸に左右対称に配される。図５を参照すると、一対の磁気遮蔽部材９０は、誘導加熱コイル５２のコイル中心に対して左右対称に配される。各磁気遮蔽部材９０は、誘導加熱コイル５２と加熱ベルト４８（ヒートローラ４６）との間に固定的に配設される。また各磁気遮蔽部材９０は、誘導加熱コイル５２と加熱ベルト４８間に形成される空隙のうち一部分に挿入されるように配設され、誘導加熱コイル５２と加熱ベルト４８間に形成される空隙全域を占めるように挿入されていない。このように磁気遮蔽部材９０は、コイル面５２０の近くに配されることにより、コイル面５２０から発生する磁界を遮る役割を担う。
【００５５】
図６は、磁気遮蔽部材９０の一例を示す斜視図である。磁気遮蔽部材９０は全体として湾曲した板形状をなす。磁気遮蔽部材９０の全長は、ヒートローラ４６の全長に略等しい。また磁気遮蔽部材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。なお、磁気遮蔽部材９０は、図５に示す如く、樹脂製ボビン５００の内面に接着（固定）される。
【００５６】
図７は、磁気遮蔽部材９０の配置を例示する図である。図７（ａ）に示される可動遮蔽部材６０は、退避位置にあり、磁路の外側に位置する。図７（ｂ）に示される可動遮蔽部材６０は、センタコア５８の回転により、図７（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、可動遮蔽部材６０は、磁路内に位置する。図７の上側には、センタコア５８及び磁気遮蔽部材９０の側面図が描かれ、図７の下側には、センタコア５８及び磁気遮蔽部材９０の底面図が描かれている。図７中、センタコア５８の外面は、網掛された領域で表されている。退避位置において、センタコア６０は、センタコア６０の長手方向に延びるとともに互いに隣接する磁気遮蔽部材の縁同士を結ぶ面から最も離れた位置に存する。一方、遮蔽位置において、センタコア６０は、センタコア６０の長手方向に延びるとともに互いに隣接する磁気遮蔽部材の縁同士を結ぶ面から最も近接した位置に存する。
【００５７】
センタコア５８は、最大通紙幅Ｗ３と略同等か、それよりも長い全長を有している。可動遮蔽部材６０は、２つの片に分割され、センタコア５８の長手方向に沿って配列される。分割された可動遮蔽部材６０の片は、互いに対称の形状をなす。可動遮蔽部材６０の各片は、例えば平面視又は底面視で三角形状をなしており、可動遮蔽部材６０の各片の最も鋭い角隅部がセンタコア５８の中央寄りに位置付けられている。したがって、センタコア５８の中央寄りの位置では、可動遮蔽部材６０の円弧長が最も短く、センタコア５８の両側端に向かって次第に円弧長が増大することとなる。
【００５８】
また、可動遮蔽部材６０の大部分は、通紙方向と直交する最小通紙幅Ｗ１の領域の両外側領域内に位置し、最小通紙幅Ｗ１の領域内には可動遮蔽部材６０の小さな部分しか存在しない。可動遮蔽部材６０は、センタコア５８の両端において、最大通紙幅Ｗ３の領域から僅かに外側にはみ出ている。なお最小通紙幅Ｗ１や最大通紙幅Ｗ３は、画像形成装置１で印刷できる最小サイズ又は最大サイズの用紙によって決定される。
【００５９】
センタコア５８の外周長に対する可動遮蔽部材６０の円弧長の割合は、センタコア５８の軸線方向位置（長手方向位置）で変化する。ここで、センタコア５８の外周長（Ｌ）に占める可動遮蔽部材６０の円弧長（Ｌｃ）の割合を被覆率（＝Ｌｃ／Ｌ）とすると、被覆率はセンタコア５８の軸線方向中心位置に近づくにつれて小さくなり、軸線方向の外側（両端）に向かうほど大きくなる。具体的には、被覆率は、最小通紙幅Ｗ１の領域の近傍で最小となり、センタコア５８の両端では最大となる。
【００６０】
可動遮蔽部材６０の位置を、遮蔽位置（第１位置）と退避位置（第２位置）との間で変化させることにより、磁気経路を切り替えることができる。これにより、発生磁束を制御することが可能となり、用紙サイズ（通紙幅）に応じて、加熱量を調節することができる。大きい用紙サイズになるほど磁気の遮蔽量を小さくし、逆に、小さい用紙サイズになるほど遮蔽量を大きくするように、用紙サイズ（通紙幅）に応じてセンタコア５８の回転角（回転変位量）を変化させることで、ヒートローラ４６や加熱ベルト４８の両端部分における過昇温を防止することができる。なお、図７には反時計回り方向への回転だけを矢印で示しているが、センタコア５８は時計回りの方向にも回転するものであってもよい。また、通紙方向は図７に示される方向と反対であってもよい。
【００６１】
図８は、磁気遮蔽部材９０の他の構造を例示する。図８に示す例では、図７に示す各磁気遮蔽部材９０が２つの片に分割され、各分割片が長手方向（用紙の幅方向）に配列されている。磁気遮蔽部材９０は、主に、最小の通紙幅Ｗ１の領域の外側を覆い、最小の通紙幅Ｗ１の領域をほとんど遮蔽しない。図８に示す磁気遮蔽部材９０は、最小通紙幅Ｗ１の領域の内では、磁気の遮蔽に寄与しない。しかしながら、通紙幅Ｗ１の領域内では、常に定着動作を行っているため、図８に示すような配置であっても特に問題はない。
【００６２】
図９は、センタコア５８の駆動機構６４の構成を示す正面図である。駆動機構６４は、センタコア５８をシャフト１１０周りに回転させ、可動遮蔽部材６０を遮蔽位置又は退避位置に移動させる役割を担う。これにより、磁気経路の切替が実行される。駆動機構６４は、例えば、ステッピングモータ６６と、ステッピングモータ６６の回転を減速する減速機構６８を備える。減速機構６８にセンタコア５８のシャフト１１０が接続される。ステッピングモータ６６は、シャフト１１０を駆動し、センタコア５８を回転させる。減速機構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、シャフト１１０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。
【００６３】
センタコア５８の回転角は、例えば、ステッピングモータ６６に印加する駆動パルス数によって制御することができ、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。
【００６４】
図１０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１０（ａ）及び図１０（ｂ）を用いて、過昇温の抑制作用を説明する。
【００６５】
図１０（ａ）は、センタコア５８を回転させ、可動遮蔽部材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。
【００６６】
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、磁気遮蔽部材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、磁気遮蔽部材９０が全幅加熱時の妨げになることはない。
【００６７】
図１０（ｂ）は、可動遮蔽部材６０を遮蔽位置に移動させた場合を示す。尚、図１０（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１０（ｂ）に示す如く、可動遮蔽部材６０は、図１０（ａ）の実線で示された磁気経路上に位置している。可動遮蔽部材６０並びに磁気遮蔽部材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。
【００６８】
磁気遮蔽部材９０は、可動遮蔽部材６０による遮蔽効果を補い、第２の経路に切り替えられた後にアーチコア５４から漏れようとする磁束を遮蔽することができる。このため、本実施例では、可動遮蔽部材６０の面積を過度に拡大しなくても、非通紙領域（紙が通過しない領域）において、充分な磁気の遮蔽効果を得ることができる。したがって、加熱ベルト４８やヒートローラ４６の過昇温を、従来技術と比較して、抑制することができる。可動遮蔽部材６０が、遮蔽位置に存する場合にも、アーチコア５４の内側を小さく周回する弱い磁束（図１０（ａ）中の太い一点鎖線で示されるような磁束）が発生しているが、このような弱い磁束は、可動遮蔽部材６０が退避位置から遮蔽位置に移動した後も、引き続き、固定された磁気遮蔽部材９０によって遮蔽される。
【００６９】
図１１は、他の定着ユニット１４の構造を例示する。図１１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との間に磁気遮蔽部材９０が配置される点を除いて、図５に関連して説明した定着ユニット１４と同様の構造を備える。
【００７０】
各磁気遮蔽部材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。各磁気遮蔽部材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。
【００７１】
図１２は、図１１に示す定着ユニット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１２（ａ）及び図１２（ｂ）を用いて、過昇温の抑制作用を説明する。
【００７２】
図１２（ａ）は、センタコア５８を回転させ、可動遮蔽部材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。
【００７３】
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、磁気遮蔽部材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、磁気遮蔽部材９０が全幅加熱時の妨げになることはない。
【００７４】
図１２（ｂ）は、可動遮蔽部材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、可動遮蔽部材６０は、図１２（ａ）の実線で示された磁気経路上に位置している。可動遮蔽部材６０並びに磁気遮蔽部材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、他の構造例と同様に、第２の経路に切り替えられている間、磁気遮蔽部材９０は、アーチコア５４から漏れようとする磁束を遮蔽し、可動遮蔽部材６０による遮蔽効果を補うことができる。
【００７５】
図１３は、センタコア５８と磁気遮蔽部材９０との位置関係を表す。磁気遮蔽部材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の外周面と磁気遮蔽部材９０の端縁との間のギャップ（図１３中参照符号Ｇ）を、例えば、０．５ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００７６】
図１４は、定着ユニット１４の他の構造を例示する。図１４に示す定着ユニット１４は、図５に示す定着ユニット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５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５に示す定着ユニット１４と同様である。磁気遮蔽部材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。
【００７７】
図１５は、定着ユニット１４の他の構造を例示する。図１４に示す定着ユニット１４のヒートローラ４６は、非磁性金属（例えばＳＵＳ：ステンレス鋼）で形成される。また、センタコア５８がヒートローラ４６の内部に配置されている。更に、左右一対のアーチコア５４が定着ローラ１４の中央で連結される。また、アーチコアの下面（中央位置）に中間コア５５が設置される。磁気遮蔽部材９０は誘導加熱コイル５２と加熱ベルト４８との間に配置される。
【００７８】
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により発生され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。
【００７９】
図１５に示す定着ユニット１４を用いた場合、可動遮蔽部材６０を中間コア５５から離隔させた位置が退避位置となる（図１５に示される位置）。可動遮蔽部材６０が、退避位置にある間、磁気の遮蔽効果が働かずに最大通紙幅Ｗ３の領域で加熱ベルト４８が誘導加熱される。一方、可動遮蔽部材６０を中間コア５５に最も接近する位置（遮蔽位置）に移動させると、磁気経路が第２の経路に切り替えられ、通紙領域の外側で過昇温が抑制される。
【００８０】
図１６は、定着ユニット１４の他の構造を例示する縦断面図である。図１６に示される定着ユニット１４は、いわゆる内包ＩＨタイプのＩＨコイルユニット５０を備える。ヒートローラ４６は、比較的大径（例えば、４０ｍｍ）の非磁性金属（例えば、ＳＵＳ）で構成される。ヒートローラ４６の内部に誘導加熱コイル５２及びセンタコア５８が収容される。図１６に示される定着ユニット１４は、ヒートローラ４６の外側にはアーチコア５４及びサイドコア５６を備えない。ヒートローラ４６の表面には、離型層（ＰＦＡ）が形成される。磁気遮蔽部材９０は、誘導加熱コイル５２とヒートローラ４６の内面との間に固定して配置される。
【００８１】
図１６に示される内包ＩＨタイプの定着ユニット１４では、ヒートローラ４６が誘導加熱されるように、誘導加熱コイル５２により発生した磁界が、ヒートローラ４６の内部でセンタコア５８によって導かれる。図１６は、退避位置に存する可動遮蔽部材６０を示し、可動遮蔽部材６０は、誘導加熱コイル５２から最も離れた位置にある。可動遮蔽部材６０が退避位置にある間、磁気の遮蔽効果が働かずに最大通紙幅Ｗ３の領域で加熱ベルト４８が誘導加熱される。一方、可動遮蔽部材６０を誘導加熱コイル５２に近接する位置（遮蔽位置）に移動させると、磁気経路が第２の経路に切り替えられされ、通紙領域の外側で過昇温が抑制される。
【００８２】
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。磁気遮蔽部材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の内面に沿って磁気遮蔽部材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。
【００８３】
上述の如く、図１乃至図３に関連して説明した磁性棒体は、多様な構造に定着ユニット１４に組み込むことができる。尚、上述の説明に係る定着ユニットに対して、様々な変更を施すことが可能である。
【００８４】
図１８は、磁気遮蔽部材９０の他の構造を示す。図１８（ａ）に示される可動遮蔽部材６０は、退避位置にあり、磁路の外側に位置する。図１８（ｂ）に示される可動遮蔽部材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、可動遮蔽部材６０は、磁路内に位置する。図１８の上側には、センタコア５８及び磁気遮蔽部材９０の側面図が描かれ、図１８の下側には、センタコア５８及び磁気遮蔽部材９０の底面図が描かれている。図１８中、センタコア５８の外面は、網掛された領域で表されている。
【００８５】
図１８下図を参照すると、磁気遮蔽部材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。この磁気遮蔽部材９０は、例えば、図６に示される非磁性金属（例えば、無酸素銅）からなる磁気遮蔽部材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、磁気遮蔽部材９０は全体として円弧形状に湾曲して形成されている。
【００８６】
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に示す磁気遮蔽部材９０は、樹脂製ボビン５００の内面に接着される。
【００８７】
磁気遮蔽部材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磁気遮蔽部材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。
【００８８】
図１９は、磁気遮蔽部材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、磁気遮蔽部材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、磁気遮蔽部材９０の全てのループに適用されるものである。
【００８９】
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、可動遮蔽部材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、磁気遮蔽部材９０が磁気の遮蔽効果を補っている。
【００９０】
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、磁気遮蔽部材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、双方向の磁界は磁気遮蔽部材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。
【００９１】
磁気遮蔽部材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、磁気遮蔽部材９０が発熱を阻害することはない。したがって、可動遮蔽部材６０が退避位置に存している間、磁気遮蔽部材９０のループをＵターンする磁束に対して、磁気遮蔽部材９０は何ら影響を及ぼすことがない。したがって、磁気遮蔽部材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。
【００９２】
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。
【００９３】
図２０は、磁気遮蔽部材９０の他の構造を示す。なお、図２０に示す可動遮蔽部材６０は、遮蔽位置にある。可動遮蔽部材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）の磁気遮蔽部材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の内側に位置する磁気遮蔽部材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）の磁気遮蔽部材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、全ての磁気遮蔽部材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。
【００９４】
図２１は、磁気遮蔽部材９０の他の構造を示す。図２１に示される磁気遮蔽部材９０は、図２０に示される磁気遮蔽部材９０から、最小通紙幅Ｗ１の内側にある磁気遮蔽部材９０を取り除いたものである。その他については図２０に示される磁気遮蔽部材９０と同様である。
【００９５】
図２２は、磁気遮蔽部材９０の他の構造を示す。図２２に示される磁気遮蔽部材９０は、図１８に示される磁気遮蔽部材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。その他については第図１８に示される磁気遮蔽部材９０と同様である。
【００９６】
図２３は、成型工程により得られた磁性筒片を示す。図２３において、３つの磁性筒片が示されるが、それぞれの内径寸法及び外径寸法は相違している。３つの磁性筒片のうち、中間の内径寸法並びに外径寸法を備える磁性筒片を符号Ａで示し、最大の内径寸法並びに外径寸法を備える磁性筒片を符号Ｂで示し、最小の内径寸法並びに外径寸法を備える磁性筒片を符号Ｃで示す。
【００９７】
磁性筒片は、一般的に、同寸法の型を用いて成型されるが、冷却工程中のプロセス環境（温度、湿度等）の相違から、得られる磁性筒片の外径寸法並びに内径寸法に差異を生ずる。尚、経験則上、磁性筒片の内周円と外周円は高い同軸精度を保つことが判明している。上述の如く、磁性筒片内にシャフト１１０が挿通されるため、用意される磁性筒片の寸法は、シャフト１１０の外径寸法よりも大きくなければならない。
【００９８】
図２４は、図２３に示す磁性筒片Ａ，Ｂ，Ｃをシャフト１１０に組み込んだ状態を示す図である。図２４において、シャフト１１０の左側部分に示される磁性筒片Ａ，Ｂ，Ｃの組は、図１乃至図３に関連して説明された手法にしたがって、Ｏリング１４０を用いてシャフト１１０に取り付けられている。シャフト１１０の右側部分に示される磁性筒片Ａ，Ｂ，Ｃは、Ｏリング１４０を用いず、シャフト１１０に取り付けられている。また、シャフト１１０の下方には、平坦な輪郭線を有する加熱対象面Ｈが示されている。
【００９９】
図２４に示す如く、Ｏリング１４０は、磁性筒片Ａ，Ｂ，Ｃ間に生じた寸法差を吸収する。したがって、シャフト１１０に磁性筒片Ａ，Ｂ，Ｃを、Ｏリング１４０を用いて取り付けた場合、磁性筒片Ａ，Ｂ，Ｃ間における加熱対象面までの最大の距離差d1は、以下の式で表される。尚、dbは、最大の外径寸法を有する磁性筒片Ｂの外径寸法であり、dcは、最小の外径寸法を有する磁性筒片Ｃの外径寸法である。
【０１００】
【数１】
2011022407.tif 000003
【０１０１】
一方、シャフト１１０に磁性筒片Ａ，Ｂ，Ｃを、Ｏリング１４０を用いずに、取り付けた場合、Ｏリング１４０による外径寸法差吸収作用を得ることができないため、磁性筒片Ａ，Ｂ，Ｃ間における加熱対象面までの最大の距離差d2は、以下の式で表される。
【０１０２】
【数２】
2011022407.tif 000004
【０１０３】
距離差d2の値は、任意の治具の使用或いは熟練した組立工の技能により低減させることは可能かもしれないが、距離差d1の値を下回ることはない。したがって、本実施例は、磁性棒体１００が任意の電磁誘導方式の加熱装置に組み込まれたときに、加熱対象面Ｈからの磁性筒片Ａ，Ｂ，Ｃ間における距離差を最小に保つことを保証するものということができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、電磁誘導加熱を行なう加熱装置並びに電磁誘導加熱を行なう加熱装置を組み込む機器に適用可能である。特に、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。
【符号の説明】
【０１０５】
１４・・・・定着ユニット
１００・・・磁性棒体
１１０・・・シャフト
１２０・・・磁性筒体
１３０・・・薄板（遮蔽板）
１４０・・・Ｏリング（弾性環体）
４６・・・・ヒートローラ（被加熱物）
４８・・・・加熱ベルト（被加熱物）
５２０・・・コイル面
５８・・・・センタコア
９０・・・・磁気遮蔽部材
【図１】
2011022407.tif 000005
【図２】
2011022407.tif 000006
【図３】
2011022407.tif 000007
【図４】
2011022407.tif 000008
【図５】
2011022407.tif 000009
【図６】
2011022407.tif 000010
【図７】
2011022407.tif 000011
【図８】
2011022407.tif 000012
【図９】
2011022407.tif 000013
【図１０】
2011022407.tif 000014
【図１１】
2011022407.tif 000015
【図１２】
2011022407.tif 000016
【図１３】
2011022407.tif 000017
【図１４】
2011022407.tif 000018
【図１５】
2011022407.tif 000019
【図１６】
2011022407.tif 000020
【図１７】
2011022407.tif 000021
【図１８】
2011022407.tif 000022
【図１９】
2011022407.tif 000023
【図２０】
2011022407.tif 000024
【図２１】
2011022407.tif 000025
【図２２】
2011022407.tif 000026
【図２３】
2011022407.tif 000027
【図２４】
2011022407.tif 000028