(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上に転写されたトナー像を、該記録媒体上に定着させる定着ユニットであって、
前記記録媒体上の前記トナー像を加熱して前記トナー像を前記記録媒体上に定着させる加熱回転体と、
前記加熱回転体との間で前記記録媒体を挟持する加圧回転体と、
を備え、
前記加熱回転体は、
円筒状かつ中空の回転体基材と、
前記回転体基材の内部に設けられ、磁束を発生させる磁束発生部と、
前記回転体基材上に設けられており、前記磁束によって発熱して前記トナー像を加熱する発熱層と、
前記回転体基材と前記発熱層との間に設けられて、前記発熱層の熱が前記磁束発生部に伝達されるのを防止する断熱性を有する断熱層と、
を含み、
前記回転体基材は、非磁性かつ非導電性の剛性部材からなり、
前記磁束発生部は、前記回転体基材と同心で前記回転体基材の長手方向に延びる円筒状のボビンと、前記ボビンの内部に配置された磁性コアと、前記円筒状ボビンの周面に巻き回されたコイルとを含み、
前記磁性コアは、前記ボビンの内部で前記回転体基材の前記長手方向に複数配置され、前記複数の磁性コアのうち両端部に位置する磁性コアは前記長手方向に移動可能とされ、
前記両端部の磁性コアは、前記長手方向において第１のサイズの記録媒体に対して第１の位置に配置され、前記第１のサイズよりも大きい第２のサイズの記録媒体に対して前記第１の位置よりも前記長手方向の外側の第２の位置に移動され、
前記加熱回転体の軸心から見て、前記発熱層および前記コイル間の距離をＤ１とすると共に、前記磁性コアおよび前記コイル間の距離をＤ２とすると、次の式（１）を満たす定着ユニット。（１）Ｄ１＞Ｄ２
【請求項２】
請求項１に記載の定着ユニットにおいて、前記剛性部材はセラミック材である定着ユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載の定着ユニットにおいて、さらに、前記回転体基材の内部に風を流して前記磁束発生部を冷却可能に配置された送風器を備えた定着ユニット。
【請求項４】
感光体ドラム上に形成されたトナー像を記録媒体に転写させる転写ユニットと、
前記トナー像を前記記録媒体に定着させる請求項１〜３のいずれか一項に記載の定着ユニットと、
を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体上に転写されたトナー像を、該記録媒体上に定着させる定着ユニット、およびそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、記録媒体上に転写されたトナー像を、該記録媒体上に定着させる定着ユニットとして、特許文献１のものが知られている。特許文献１の定着ユニットは、記録媒体上のトナー像を加熱して該トナー像を記録媒体上に定着させる加熱ローラ（発熱層）と、加熱ローラとの間で記録媒体を挟持する加圧ローラと、加熱ローラの内部に配置されて加熱ローラを磁束によって発熱させる誘導コイルと、加熱ローラと誘導コイルとの間に配置された筒状断熱材（断熱層）とを有している。
【０００３】
加熱ローラは、誘導コイルからの磁束によって所定温度まで発熱可能なように、かつ加圧ローラとの間で記録媒体を挟持するときに該加圧ローラから圧力を受けるので、その圧力に対して一定の機械的強度を有するように、ステンレスや鉄等の磁性材から製造されている。
【特許文献１】特開２０００−１０５５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、定着ユニットのウォームアップ時間の短縮化、つまり加熱ローラが所定温度まで発熱するのに要する時間を短縮化することが要求されている。加熱ローラの厚さを小さくすれば、加熱ローラの熱容量が小さくなるので、加熱ローラを短時間で所定温度まで発熱させることができる。しかしながら、前記要求に応えるために加熱ローラの厚さを小さくすると、機械的強度を確保することが難しくなる。このように、引用文献１の定着ユニットでは、加熱ローラのウォームアップ時間の短縮化および機械的強度の確保の双方を得ることは困難である。
【０００５】
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、加熱ローラのウォームアップ時間の短縮化および機械的強度の確保の双方を得ることが可能な定着ユニット、およびそれを備えた画像形成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】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明に係る定着ユニットは、記録媒体上に転写されたトナー像を、該記録媒体上に定着させる定着ユニットであって、前記記録媒体上の前記トナー像を加熱して前記トナー像を前記記録媒体上に定着させる加熱回転体と、前記加熱回転体との間で前記記録媒体を挟持する加圧回転体と、を備え、前記加熱回転体は、円筒状かつ中空の回転体基材と、前記回転体基材の内部に設けられ、磁束を発生させる磁束発生部と、前記回転体基材上に設けられており、前記磁束によって発熱して前記トナー像を加熱する発熱層と、前記回転体基材と前記発熱層との間に設けられて、前記発熱層の熱が前記磁束発生部に伝達されるのを防止する断熱性を有する断熱層と、を含み、前記回転体基材は、非磁性かつ非導電性の剛性部材からなり、前記磁束発生部は、前記回転体基材と同心で前記回転体基材の長手方向に延びる円筒状のボビンと、前記ボビンの内部に配置された磁性コアと、前記円筒状ボビンの周面に巻き回されたコイルとを含み、前記磁性コアは、前記ボビンの内部で前記回転体基材の前記長手方向に複数配置され、前記複数の磁性コアのうち両端部に位置する磁性コアは前記長手方向に移動可能とされ、前記両端部の磁性コアは、前記長手方向において第１のサイズの記録媒体に対して第１の位置に配置され、前記第１のサイズよりも大きい第２のサイズの記録媒体に対して前記第１の位置よりも前記長手方向の外側の第２の位置に移動され、前記加熱回転体の軸心から見て、前記発熱層および前記コイル間の距離をＤ１とすると共に、前記磁性コアおよび前記コイル間の距離をＤ２とすると、次の式（１）を満たす定着ユニットである。（１）Ｄ１＞Ｄ２。前記剛性部材は、好ましくはセラミック材である。
【０００７】
本発明の定着ユニットによれば、断熱層および発熱層が設けられた回転体基材を剛性部材、例えばセラミック材から製造しているので、加熱回転体は、加圧回転体との間で記録媒体を挟持するときに回転体基材の長手方向に沿って該加圧回転体から受ける圧力に対す
る機械的強度を得ることができる。しかも、回転体基材を非磁性かつ非導電性としているので、磁束発生部からの磁束が発熱層に到達するのを妨げない。したがって、発熱層は、トナー像を加熱して該トナー像を記録媒体上に定着させることが可能な温度まで短時間で達することができる。このように、本発明の定着ユニットによれば、加熱回転体のウォームアップ時間の短縮化および機械的強度の確保の双方を得ることができる。また、この構成によれば、コイルを、回転体基材の長手方向に延びるボビンの周面に巻き回しているので、磁束を、ボビンの径方向外方において、つまり発熱層に向けて均一に分布させることができる。したがって、磁束発生部と発熱層との間に回転体基材を介在させていることから、磁束発生部および発熱層間の距離が大きくなっても、磁束発生部および発熱層間の磁気結合度を確保することが可能である。その結果、磁束発生部および発熱層間の距離が大きくても、発熱層の発熱の効率を向上させることが可能となる。更に、この構成によれば、複数の磁性コアを回転体基材の長手方向に移動させることで、磁束の分布範囲を前記長手方向に沿って調整することが可能である。したがって、発熱層における発熱範囲を前記長手方向に沿って調整することが可能となる。これにより、記録媒体が、例えば用紙である場合、用紙のサイズに応じて用紙上のトナー像を加熱して該トナー像を用紙上に定着させることができる。また、この構成によれば、磁性コアおよびコイル間の磁気結合度を、発熱層およびコイル間の磁気結合度よりも大きく設定しているので、コイルから発生する磁束を磁性コアの配列に応じて発熱層に円滑に導くことができる。これにより、発熱層の発熱範囲を調整し易くなる。したがって、磁性コアの配置を適宜調整することにより、回転体基材の長手方向における発熱層の両端部において、温度ダレ等を抑制することができる。また、発熱層の発熱範囲は、磁性コアの配置に大きく依存することになるので、磁性コアの移動による発熱範囲調整性能を向上させることができる。
【００１３】
本発明のさらに好ましい実施形態では、定着ユニットは、さらに、前記回転体基材の内部に風を流して前記磁束発生部を冷却可能に配置された送風器を備えている。この構成によれば、回転体基材はセラミック材から製造されていることから、冷却器による冷却風が、回転体基材を通って発熱層に到達して該発熱層を冷却することを防止できると共に、磁束発生部のみを冷却することができる。
【００１４】
本発明のさらに好ましい実施形態では、感光体ドラム上に形成されたトナー像を記録媒体に転写させる転写ユニットと、前記トナー像を前記記録媒体に定着させる前記定着ユニットとを備えた画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る定着ユニットおよびそれを備えた画像形成装置によれば、加熱回転体のウォームアップ時間の短縮化および機械的強度の確保の双方を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る定着ユニットを備えた画像形成装置の概略図である。画像形成装置１０は、例えばプリンタであり、印刷処理に供する用紙Ｍ（記録媒体）を貯留する用紙貯留ユニット１２と、この用紙貯留ユニット１２に貯留された用紙束Ｍ１から繰り出された１枚ずつの用紙Ｍに対して画像の転写処理を施す転写ユニット１３と、この転写ユニット１３で転写処理の施された用紙Ｍに対して定着処理を施す定着ユニット２０とが装置本体１１に内装されると共に、定着ユニット２０で定着処理の施された用紙Ｍが排紙される排紙ユニット１５が装置本体１１の頂部に設けられることによって構成されている。
【００１８】
用紙貯留ユニット１２には、所定数（実施形態では１つ）の用紙カセット１２１が装置本体１１に対して挿脱自在に設けられている。用紙カセット１２１の下流端（図１の右方）には、用紙束Ｍ１から１枚ずつの用紙Ｍを繰り出させるピックアップローラ１２２が設けられている。このピックアップローラ１２２の駆動によって用紙カセット１２１から繰り出された用紙Ｍは、給紙搬送路１２３およびこの給紙搬送路１２３の下流端に設けられたレジストローラ対１２４を介して転写ユニット１３に給紙されるようになっている。
【００１９】
転写ユニット１３は、コンピュータ等から伝送された画像情報に基づき用紙Ｍに転写処理を施すものであり、前後方向（図１の紙面に垂直な方向）に延びるドラム軸心回りに回転可能に設けられた感光体ドラム１３１の周面に沿うように、感光体ドラム１３１の直上位置から時計方向に向けて帯電器１３２、露光装置１３３、現像装置１３４、転写ローラ１３５およびクリーニング装置１３６が配設されることによって形成されている。
【００２０】
感光体ドラム１３１は、周面に静電潜像およびこの静電潜像に沿ったトナー像を形成させるためのものであり、周面にアモルファスシリコン層が積層され、これによってこれらの像を形成させるのに適したものになっている。
【００２１】
帯電器１３２は、ドラム軸心回り時計方向に回転している感光体ドラム１３１の周面に一様な電荷を形成させるものであり、図１に示す例では、コロナ放電によって感光体ドラム１３１の周面に電荷を付与する方式が採用されている。なお、感光体ドラム１３１の周面に電荷を付与する部材として帯電器１３２に代えて周面が感光体ドラム１３１の周面と当接しながら従動回転しつつ電荷を付与する帯電ローラを採用してもよい。
【００２２】
露光装置１３３は、コンピュータ等の外部の機器から伝送されてきた画像情報に基づき強弱の付与されたレーザー光を回転している感光体ドラム１３１の周面に照射し、これによる感光体ドラム１３１周面のレーザー光が照射された部分の電荷の消去によって感光体ドラム１３１の周面に静電潜像を形成させるものである。
【００２３】
現像装置１３４は、感光体ドラム１３１の周面にトナーを供給することによって周面の静電潜像が形成された部分にトナーを付着させ、これによって感光体ドラム１３１の周面にトナー像を形成させるものである。
【００２４】
転写ローラ１３５は、感光体ドラム１３１の直下位置に送り込まれた用紙Ｍに対して感光体ドラム１３１の周面に形成されているプラスに帯電したトナー像を用紙Ｍに転写させるものであり、トナー像の電荷と逆極性であるマイナスの電荷を用紙Ｍに付与するようになっている。
【００２５】
感光体ドラム１３１の直下位置に到達した用紙Ｍは、転写ローラ１３５と感光体ドラム１３１とによって押圧挟持されつつ、プラスに帯電した感光体ドラム１３１周面のトナー像がマイナスに帯電した用紙Ｍの表面に向けて引き剥がされ、これによって用紙Ｍに対し転写処理が施されることになる。
【００２６】
クリーニング装置１３６は、転写処理後の感光体ドラム１３１の周面に残留しているトナーを取り除いて清浄化するためのものである。このクリーニング装置１３６によって清浄化された感光体ドラム１３１の周面は、次の画像形成処理のために再び帯電器１３２へ向かうことになる。
【００２７】
定着ユニット２０は、転写ユニット１３によって転写処理の施された用紙Ｍのトナー像に加熱による定着処理を施すものであり、用紙Ｍ上のトナー像を加熱して該トナー像を用紙Ｍに定着させる円筒状の加熱ローラ（加熱回転体）３０と、この加熱ローラ３０の下方に対向配置されて加熱ローラ３０との間で用紙Ｍを挟持する円筒状の加圧ローラ（加圧回転体）４０とを有する。加熱ローラ３０および加圧ローラ４０は箱体２１内に配置されている。加熱ローラ３０には、箱体２１に配設された図略の駆動装置および減速機構から回転駆動力が与えられ、この加熱ローラ３０の回転駆動に伴い、加圧ローラ４０が従動回転するとともに、加熱ローラ３０と加圧ローラ４０との間にニップ部Ｎが形成される。転写ユニット１３において転写された用紙Ｍは、加熱ローラ３０および加圧ローラ４０間のニップ部Ｎへ向けて送り込まれる。用紙Ｍは、ニップ部Ｎを通過することによって、加熱ローラ３０から熱を得て定着処理が施される。定着処理の施された用紙Ｍは、排紙搬送路１４３を通って排紙ユニット１５へ排出されることになる。
【００２８】
排紙ユニット１５は、装置本体１１の頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された用紙Ｍを受ける排紙トレイ１５１が形成されている。
【００２９】
以下、本実施形態に係る定着ユニット２０の構成について、図２および３を参照して説明する。図２は、加熱ローラ３０および加圧ローラ４０が箱体２１内に配置された状態を示す斜視図である。加熱ローラ３０および加圧ローラ４０はそれぞれ、軸心Ｃ１およびＣ２を有している。箱体２１は、加熱ローラ３０の軸心Ｃ１および加圧ローラ４０の軸心Ｃ２の方向、つまり加熱ローラ３０および加圧ローラ４０の長手方向に延びる形状を有している。この箱体２１内に、加熱ローラ３０および加圧ローラ４０が、上下方向に対向して、かつ軸心Ｃ１，Ｃ２に沿って互いに接触した状態で配置されている。転写ユニット１３において転写処理された用紙Ｍは、箱体２１に形成された図略の開口部を通って加熱ローラ３０および加圧ローラ４０間のニップ部Ｎ（図１）に案内される。
【００３０】
図３は、図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図であり、加熱ローラ３０および加圧ローラ４０の構成層を示している。加熱ローラ３０は、略円形の断面を有する円筒状部材であり、定着処理の際にトナー像が形成された用紙Ｍを加熱する加熱ベルト部３２と、加熱ベルト部３２と同心で、かつ加熱ベルト部３２の内部に配置され、磁束を発生して磁束により加熱ベルト部３２を発熱させる磁束発生部３６とを含む。加熱ベルト部３２と磁束発生部３６との間には、空気層３４が介在している。加熱ベルト部３２は、磁束発生部３６に対して回転自在に構成されている。
【００３１】
加熱ベルト部３２は、軸心Ｃ１を軸心とする円筒状かつ中空のローラ基材（回転体基材）３５と、ローラ基材３５と同心でローラ基材３５の外周面に設けられた断熱性を有する断熱層３３と、ローラ基材３５と同心で断熱層３３の外周面に設けられた発熱層３１とを含む。
【００３２】
ローラ基材３５は、加熱ローラ３０に機械的強度を付与することが可能な剛性部材、例えばセラミック材から製造される。このセラミック材は、非磁性かつ非導電性の特性を有するセラミック材であり、好ましくは、ムライトまたはアルミナである。ローラ基材３５の厚さは、例えば１．０mmに設定されている。
【００３３】
発熱層３１は、ニッケルを含有する合金からなる厚さ約４０μmの発熱層基材と、発熱層基材の外周面に設けられた弾性を有する弾性層と、該弾性層の外周面に設けられて加熱ローラ３０の最外層を形成する離型層とを含む。前記弾性層は、例えばシリコンゴムからなり、厚さ３００μmに設定された層である。前記離型層は、例えばＰＦＡ等のフッ素樹脂塗料（コーティング剤）を、前記弾性層の外周面に例えば１０〜１００μm程度の範囲の厚さでコーティングすることにより得られる。この離型層は、加熱ローラ３０および加圧ローラ４０間のニップ部Ｎにおいてトナー像を溶融定着する際の離型性を向上させるものである。
【００３４】
断熱層３３は、断熱性かつ弾性を備えた、例えばシリコンスポンジからなり、後述する磁束発生部３６によって発熱した発熱層３１の熱が輻射熱（いわゆる、もらい熱）となって磁束発生部３６を加熱して磁束発生部３６を焼損するのを防止するために設けられている。断熱層３３の厚さは、例えば５．０mmに設定されている。
【００３５】
また、断熱層３３は、弾性を備えているので、定着処理の際に加圧ローラ４０の押圧力によってニップ部Ｎにおいて凹没すると、磁束発生部３６および発熱層３１間の距離が最小となる。これにより、磁束発生部３６および発熱層３１間の磁気結合度をニップ部Ｎにおいて高くすることができる。その結果、発熱層３１のニップ部Ｎにおける発熱効率を向上させることができる。
【００３６】
磁束発生部３６は、電磁誘導により加熱ベルト部３２を加熱可能に構成されたものであって、加熱ローラ３０の軸心Ｃ１と同心で加熱ローラ３０の長手方向に延び、加熱ベルト部３２の内部に設けられた液晶ポリマーからなる円筒状のボビン３７と、ボビン３７の内周面に接触した状態で配置された軸心Ｃ１を中心とする断面円弧状の複数の磁性コア３９と、ボビン３７の外周面に巻き回された、いわゆるラジアル巻きされたコイル（リッツ線）３８とを含む。磁性コア３９は、例えばフェライトコアであり、ボビン３７の長手方向に延びる形状を有し、図３に示すように、２つの磁性コア３９で環状のコアを形成するように２列で配置されている。
【００３７】
コイル３８に、図略の高周波電源から高周波電流が供給されると、コイル３８から磁束が発生する。磁束は、ボビン３７の径方向外方に進み、非磁性かつ非導電性セラミック材からなるローラ基材３５および断熱層３３を貫通して発熱層３１の発熱層基材に到達する。これにより、後述する磁気経路Ｐ，Ｐ１，Ｐ２（図４）が形成され、発熱層基材が発熱する。発熱層基材の熱により、用紙Ｍ上のトナー像がニップ部Ｎにおいて溶融定着される。
【００３８】
コイル３８は、ローラ基材３５の長手方向に延びるボビン３７の外周面に巻き回されているので、磁束を、ボビン３７の径方向外方において、つまり発熱層３１に向けて均一に分布させることができる。したがって、磁束発生部３６と発熱層３１との間にローラ基材３５および透磁率の低い空気層３４を介在させていることから、磁束発生部３６および発熱層３１間の距離が大きくなっても、磁束発生部３６および発熱層３１間の磁気結合度を確保することが可能である。その結果、磁束発生部３６および発熱層３１間の距離が大きくても、発熱層３１の発熱の効率を向上させることが可能となる。
【００３９】
また、加熱ローラ３０は、軸心Ｃ１から見て、発熱層３１の内周面およびコイル３８の厚み中央部分間の距離をＤ１とし、磁性コア３９の外周面およびコイル３８の厚み中央部分間の距離をＤ２とすると、次の式（１）を満たすように構成されている。
Ｄ１＞Ｄ２・・・（１）
【００４０】
式（１）を満たすことにより、磁性コア３９およびコイル３８間の磁気結合度を、発熱層３１およびコイル３８間の磁気結合度よりも大きく設定できるので、コイル３８から発生する磁束を磁性コア３９の配列に応じて発熱層３１に円滑に導くことができる。これにより、発熱層３１の発熱範囲を調整し易くなる。したがって、磁性コア３９の配置を適宜調整することにより、ローラ基材３５の長手方向における発熱層３１の両端部において、温度ダレ等を抑制することができる。また、発熱層３１の発熱範囲は、磁性コア３９の配置に大きく依存することになるので、磁性コア３９の移動による発熱範囲調整性能を向上させることができる。
【００４１】
加圧ローラ４０は、軸心Ｃ２と同心で配置され非磁性金属からなるローラ基材（図略）と、ローラ基材の外周面に設けられた弾性層（図略）と、弾性層の外周面に設けられた離型層（図略）とを含む。前記ローラ基材の前記非磁性金属としては、例えばアルミニウム、銅、銀、オーステナイト系のステンレス鋼が挙げられる。前記ローラ基材の厚さは、例えば１〜５mm程度に設定されて前記ローラ基材に機械的強度を付与している。加圧ローラ４０の弾性層および離型層は、加熱ローラ３０の弾性層および離型層と同様の材料からなる。
【００４２】
加圧ローラ４０の内部に、ハロゲンヒータ等の加熱ヒータ（図略）を配置してもよい。この加熱ヒータにより、加圧ローラ４０の前記ローラ基材を加熱することができるので、加熱ローラ３０が回転しないプリント待機中に加圧ローラ４０の温度を維持することが可能となる。これにより、プリント開始時等において、加圧ローラ４０によって加熱ローラ３０から熱が奪われることが防止されるので、加熱ローラ３０の温度低下を最小限に抑えることができる。その結果、トナー像の良好な定着性を確保できる。
【００４３】
加熱ローラ３０および加圧ローラ４０は、定着処理の際にニップ部Ｎを介して互いに接触する。このとき、加熱ローラ３０は、加熱ローラ３０の長手方向に沿って加圧ローラ４０から押圧力を受け、図３に示すように発熱層３１および弾性層３３が凹没する。加熱ローラ３０の発熱層３１の発熱層基材は、一定の機械的強度を備えた部材であるが、加圧ローラ４０の押圧力に対して十分な機械的強度を備えているとはいえず、そのため、加熱ローラ３０が変形するおそれがある。しかしながら、本実施形態では、発熱層３１が設けられたローラ基材３５をセラミック材から形成することにより、加熱ローラ３０に、加圧ローラ４０の押圧力に耐え得る機械的強度を付与しているので、加熱ローラ３０の変形を防止することができる。
【００４４】
加熱ローラ３０の径方向外方に所定距離離間した位置には、加熱ローラ３０の外周面温度を検出するサーミスタ４３が配置されている。サーミスタ４３は、金属酸化物を主原料とし、高温にて焼結されるセラミック半導体であり、温度が上がると抵抗値の下がる負の温度係数を有し、温度センサとして加熱ローラ３０の外周面、つまり発熱層３１の温度を検出するものである。サーミスタ４３で検出された加熱ローラ３０の外周面温度を示す信号に基づいて、図略の制御部にて後述のコイル３８に供給する高周波電流が調整され、加熱ローラ３０の外周面温度が、所定の温度に維持されるように制御されている。
【００４５】
図４は、図２のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図であり、複数の磁性コア３９が、上述のように、加熱ローラ３０の長手方向に延びるボビン３７の内周面に２列で配置された構成を示している。磁性コア３９は、ボビン３７にラジアル巻きにされたコイル３８に沿って、かつ発熱層３１に対して平行に延びる形状を有している。このような形状を有する磁性コア３９、空気層３４、ローラ基材３５、断熱層３３および発熱層３１間に、コイル３８で発生した磁束が通る磁気経路Ｐが形成されている。
【００４６】
複数の磁性コア３９のうち、ボビン３７の長手方向における両端部に配置された磁性コア３９は、ボビン３７の内周面に沿って長手方向に移動可能に配置されている。移動前の磁性コア３９を実線で示し、移動後の磁性コア３９を仮想線で示している。また、移動前の磁性コア３９は、空気層３４、ローラ基材３５、断熱層３３および発熱層３１との間で磁気経路Ｐ１を形成している。磁性コア３９を長手方向に移動させると、磁気経路Ｐ１が長手方向に移動して磁気経路Ｐ２が形成される。換言すれば、コイル３８で発生する磁束の分布範囲を加熱ローラ３０の長手方向に沿って調整することができる。したがって、加熱ベルト部３２の発熱層３１における発熱範囲を加熱ローラ３０の長手方向に沿って調整することができる。これにより、用紙ＭのサイズＷ１，Ｗ２に応じて用紙Ｍ上のトナー像を加熱してトナー像を用紙Ｍ上に定着させることができる。図４では、磁気経路Ｐ１は、磁性コア３９を用紙ＭのサイズＷ１に応じて移動させることにより形成されたものであり、一方、磁気経路Ｐ２は、磁性コア３９を用紙ＭのサイズＷ２に応じて移動させることにより形成されたものである。磁性コア３９は、ステッピングモータを用いて移動させることにより移動量を正確に調節できる。
【００４７】
加熱ローラ３０は、図４に示すように、磁束発生部３６を冷却するために磁束発生部３６の一端側から多端側に向かって風を送風可能に配置された送風器４５、例えば送風ファンを備えている。ローラ基材３５はセラミック材から製造されているので、送風器４５による冷却風は、ローラ基材３５を通って発熱層３１に到達して発熱層３１を冷却することはなく、磁束発生部３６およびローラ基材３５間の空気層３４を通ってコイル３８のみを冷却する。
【００４８】
以上説明したように、上述の構成を有する実施形態では、断熱層３３および発熱層３１が設けられたローラ基材３５を剛性部材、例えばセラミック材から製造しているので、加熱ローラ３０は、ニップ部Ｎにおいて加圧ローラ４０との間で記録媒体Ｍを挟持するときにローラ基材３５の長手方向に沿って加圧ローラ４０から受ける押圧力に対する機械的強度を得ることができる。しかも、ローラ基材３５を非磁性かつ非導電性としているので、磁束発生部３６からの磁束が発熱層３１に到達するのを妨げない。したがって、発熱層３１は、トナー像を加熱して該トナー像を記録媒体Ｍ上に定着させることが可能な温度まで短時間で達することができる。このように、本実施形態の定着ユニット２０によれば、加熱ローラ３０のウォームアップ時間の短縮化および機械的強度の確保の双方を得ることができる。
【００４９】
図５は、定着ユニット２０を所謂加圧ベルト方式に適用した構成を示す概略図である。この定着ユニット２０では、加圧ローラ４０の代わりに、一対のローラ５０，５１間に張設された無端状のベルト５２が、加熱ローラ３０に接触した状態で配置されている。ベルト５２は、一対のローラ５０，５１間の略中間部分で、加熱ローラ３０に接触しており、ニップ部Ｎは、前記中間部分の外周面と加熱ローラ３０との間に形成されている。
【００５０】
この構成においても、加熱ローラ３０は、ニップ部Ｎにおいてベルト５２との間で記録媒体Ｍを挟持するときに、ローラ基材３５の長手方向に沿ってベルト５２から押圧力を受ける。しかしながら、加熱ローラ３０のローラ基材３５は剛性部材、例えばセラミック材から製造されているので、加熱ローラ３０は、ベルト５２による押圧力に対する機械的強度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係る定着ユニットを備えた画像形成装置の概略図である。
【図２】定着ユニットの加熱ローラおよび加圧ローラが箱体内に配置された状態を示す斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図である。
【図５】定着ユニットを加圧ベルト方式に適用した構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  画像形成装置
２０  定着ユニット
３０  加熱ローラ
３１  発熱層
３２  加熱ベルト部
３３  断熱層
３４  空気層
３５  ローラ基材
３６  磁束発生部
３７  ボビン
３８  コイル
３９  磁性コア
４０  加圧ローラ
５０，５１  ローラ
５２  ベルト
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２  磁気経路
【図１】
0005258311.tif 000002
【図２】
0005258311.tif 000003
【図３】
0005258311.tif 000004
【図４】
0005258311.tif 000005
【図５】
0005258311.tif 000006