(57)【要約】【課題】画像形成装置の定着ユニットにおいて、加熱ローラ等の内部に配置する部材を削減して低熱容量化を図り、ウォームアップタイムを削減するとともに省スペース化を実現する。【解決手段】定着ユニット１４は、加熱ベルト４８の外面に沿って配置された誘導加熱コイル５２と、コイル中心の両側で磁路を形成するアーチコア５４及びサイドコア５６と、コイル中心に配置されたセンタコア５８と、誘導加熱コイル５２の巻線領域に沿って配置されたリング回路固定ユニット８０と、リング回路可動ユニット９０とを備える。リング回路固定ユニット８０には櫛歯状のオープンな固定リング回路８２が形成されており、固定リング回路８２に対して可動リング回路９４を接触させることで閉回路を形成し、磁界を相殺して用紙サイズの変更に対応することができる。【選択図】図３
2009237403.tif 000002
【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ユニットを備えた画像形成装置であって、
前記定着ユニットは、
前記加熱部材の外面に沿って配置され、前記加熱部材を用紙の搬送方向と直交する軸方向に誘導加熱するための磁界を発生させるコイルと、
前記コイルを挟んで前記加熱部材の反対側に配置され、前記コイルの周囲にて磁路を形成するコアと、
前記コイルの近傍に配置され、前記コイルが発生させる磁界の貫通路を取り巻いて形成される複数の周回路を部分的に構成する第１の導電性部材と、
前記第１の導電性部材とともに前記複数の周回路を部分的に構成するとともに、前記第１の導電性部材に対して相対的に移動可能に設けられた第２の導電性部材と、
前記第２の導電性部材を移動させ、この移動に伴い前記第１の導電性部材に対して前記第２の導電性部材を接触又は非接触のいずれかの状態に切り替えることで、前記複数の周回路の開閉状態を個別に制御する駆動機構と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置であって、
前記複数の閉回路は、前記加熱部材の軸方向に配列して形成されており、
前記第２の導電性部材は、前記複数の周回路の中で前記加熱部材の軸方向に延びる一部の辺を構成するものであり、
前記駆動機構は、前記第２の導電性部材を前記加熱部材の軸方向と直交する方向に移動させることで、前記複数の周回路のうち閉状態になる周回路の数を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置であって、
前記複数の閉回路は、前記加熱部材の軸方向に配列して形成されており、
前記第２の導電性部材は、前記複数の周回路の中で前記加熱部材の軸方向に延びる一部の辺を構成するものであり、
前記駆動機構は、前記第２の導電性部材を前記加熱部材の軸方向に移動させることで、前記複数の周回路のうち閉状態になる周回路の数を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【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ユニットを備え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、定着ユニットでのウォームアップ時間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タイプ）。
【０００３】
上記の電磁誘導加熱方式においては、定着ユニット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）。
【０００４】
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。
【０００５】
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、先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。
【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（図２、図３）
【特許文献３】特許第３５２７４４２号公報（図１０）
【発明の開示】
【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】
そこで本発明は、加熱部材の内部に配置する部材を削減して低熱容量化を図り、ウォームアップタイムを削減するとともに省スペース化を実現できる技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、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ユニットを備えた画像形成装置である。そして定着ユニットは、加熱部材の外面に沿って配置され、加熱部材を用紙の搬送方向と直交する軸方向に誘導加熱するための磁界を発生させるコイルと、コイルを挟んで加熱部材の反対側に配置され、コイルの周囲にて磁路を形成するコアと、コイルの近傍に配置され、コイルが発生させる磁界の貫通路を取り巻いて形成される複数の周回路を部分的に構成する第１の導電性部材と、第１の導電性部材とともに複数の周回路を部分的に構成するとともに、第１の導電性部材に対して相対的に移動可能に設けられた第２の導電性部材と、第２の導電性部材を移動させ、この移動に伴い第１の導電性部材に対して第２の導電性部材を接触又は非接触のいずれかの状態に切り替えることで、複数の周回路の開閉状態を個別に制御する駆動機構とを備えたものである。
【０００９】
上記のように本発明では、定着ユニットのコイルで発生させた磁界により加熱部材（又は別の発熱体）を誘導加熱してトナー画像の加熱溶融を行う方式（外方ＩＨ）を採用するため、加熱部材の内側には特段の部材を設ける必要がない。またコアは、コイルの発生させる磁界を案内する磁路を形成するためにコイルの周囲に配置されているだけであるので、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。
【００１０】
特に本発明では、第１及び第２の導電性部材によってコイルの近傍に複数の周回路を形成することにより、その内側を貫通する磁界によって発生した誘導電流により反磁界を発生させ、コイルの磁界を相殺して加熱部材の過昇温を防止するものである。なお複数の周回路は、予め用紙サイズの変更に合わせて非通紙領域となる範囲に対応させておくことができる。例えば、画像を定着させる用紙サイズを各種に変更すると、非通紙領域となる範囲が変化するため、それに合わせて周回路を適宜に閉状態に制御し、非通紙領域の範囲でコイルの磁界をキャンセルすることにより、加熱部材の過昇温を抑制する。
【００１１】
複数の周回路は、第２の導電性部材を第１の導電性部材に対して相対的に移動させることで開閉状態を制御できる。すなわち、駆動機構が第２の導電性部材を移動させて周回路を開状態に制御すると、コイルの発生させる磁界がそのまま貫通して加熱部材に渦電流を発生させ、磁気誘導加熱を行うことができる。一方、駆動機構が第２の導電性部材を移動させて周回路を閉状態に制御すると、周回路からの反磁界によってコイルの磁界が相殺され、加熱部材の発熱量を低減させることができる。
【００１２】
このように、本発明では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、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。
【００１３】
また本発明において、複数の閉回路は、加熱部材の軸方向に配列して形成されており、第２の導電性部材は、複数の周回路の中で加熱部材の軸方向に延びる一部の辺を構成するものであり、そして駆動機構は、第２の導電性部材を加熱部材の軸方向と直交する方向に移動させることで、複数の周回路のうち閉状態になる周回路の数を変化させることができる。
【００１４】
このような態様であれば、第２の導電性部材の移動量に応じて磁界を相殺する範囲を変化させることができるので、用紙サイズの変更に素早く対応することができる。
【００１５】
あるいは、上記の態様において駆動機構は、第２の導電性部材を加熱部材の軸方向に移動させることで、複数の周回路のうち閉状態になる周回路の数を変化させるものであってもよい。この場合も同様に、第２の導電性部材の移動量に応じて磁界を相殺する範囲を変化させることができるので、用紙サイズの変更に素早く対応することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の画像形成装置は、加熱部材の内部に磁気遮蔽用の機構を設ける必要がなく、それだけ低熱容量化できるので、定着ユニットのウォームアップタイム削減を実現することができる。また、外包ＩＨであっても可動物は第２の導電性部材の移動だけであるため、全体として可動範囲を小さくすることができ、それだけ定着ユニット、ひいては画像形成装置全体の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
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用紙排出部（排出トレイ）３が設けられている。
【００１９】
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が設けられている。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が設けられている。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。
【００２０】
図１中でみて装置本体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が設けられており、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が設けられている。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とが設けられている。
【００２１】
給紙カセット５は、装置本体２の外部（例えば図１中の手前側）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。
【００２２】
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。
【００２３】
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により用紙排出部３に排出される。
【００２４】
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。
【００２５】
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の周面に対向して設けられた帯電部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の周面に対向して設けられた現像部３５と、現像部３５の下流側であって感光体ドラム３２の周面に対向して設けられたクリーニング部３６とを備えている。
【００２６】
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。
【００２７】
中間転写部３０は、画像形成ユニット２６の近傍位置に設けられた後ローラ（駆動ローラ）３８と、画像形成ユニット２９の近傍位置に設けられた前ローラ（従動ローラ）３９と、後ローラ３８と前ローラ３９とに跨って設けら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設けられた４つの転写ローラ４１とを備えている。
【００２８】
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。
【００２９】
第１の搬送路９は、給紙カセット５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内で所定の位置に設けられた複数の搬送ローラ４３と、中間転写部３０の手前に設けられ、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。
【００３０】
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が例えば金属製の芯材と弾性体の表層（例えばシリコンゴム）を有するものであり、定着ローラ４５が金属製の芯材と弾性体の表層（例えば、シリコンスポンジ）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。
【００３１】
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。
【００３２】
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用紙排出部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が設けられるとともに、その出口には上記の排出ローラ２４が設けられている。
【００３３】
〔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。
【００３４】
〔第１構造例〕
図２は、定着ユニット１４の第１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中でみて下方から上方への用紙搬送方向は、図２でみると右方から左方となる。なお、装置本体２がより大型（複合機等）である場合、図２に示される向きで実装されることもある。また、この他のレイアウトとして、図２に示される状態から左右いずれかに傾斜した姿勢で定着ユニット１４が配置される場合もある。
【００３５】
定着ユニット１４は、上記のように加圧ローラ４４、定着ローラ４５、ヒートローラ４６及び加熱ベルト４８を備えている。上記のように定着ローラ４５の表層には、シリコンスポンジの弾性層が形成されていることから、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。
【００３６】
加熱ベルト４８は、その基材が強磁性材料（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）が形成されており、その外面には離型層（例えばＰＦＡ）が形成されている。なお、加熱ベルト４８に発熱機能を持たせない場合はＰＩ等の樹脂ベルトであってもよい。またヒートローラ４６は芯金が磁性金属（例えばＦｅ、ＳＵＳ）であり、その表面には離型層（例えばＰＦＡ）が形成されている。
【００３７】
また加圧ローラ４４についてより具体的には、金属製の芯材に例えばＦｅ、Ａｌ等を用いており、この芯材上にＳｉゴム層を形成し、さらにその表層にフッ素樹脂層を成形したものである。なお加圧ローラ４４の内側には、例えばハロゲンヒータ４４ａが設けられている構成であってもよい。
【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をはじめアーチコア５４、一対のサイドコア５６及びセンタコア５８から構成されている。さらに本実施形態では、ＩＨコイルユニット５０にリング回路固定ユニット８０及びリング回路可動ユニット９０が構成要素として含まれている。以下、それぞれの構成要素について説明する。
【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の外側に例えば樹脂製のボビン５３が配置されており、このボビン５３上に誘導加熱コイル５２が巻線状に配置される構成である。なおボビン５３は、ヒートローラ４６の外面に沿って半円筒形状に成形されている。またボビン５３の材質は、耐熱性樹脂（例えばＰＰＳ、ＰＥＴ、ＬＣＰ）であることが好ましい。
【００４０】
〔コア〕
図２でみてセンタコア５８は中央に位置し、このセンタコア５８を中心として上記のアーチコア５４及びサイドコア５６が配置されている。アーチコア５４は全体として断面アーチ形（半円形）に成形されたフェライト製コアであり、その全長は誘導加熱コイル５２の巻線領域よりも長い。また両側のサイドコア５６は、ブロック形状に成形されたフェライト製のコア（固定コア）である。両側のサイドコア５６はアーチコア５４の両端（図２では下端）にそれぞれ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の巻線領域の外側を覆っている。このうちアーチコア５４は、例えばヒートローラ４６の長手方向に間隔をおいて複数箇所に配置されている。またサイドコア５６は、ヒートローラ４６の長手方向に間隔をあけずに連続して配置されており、その全長は誘導加熱コイル５２の巻線領域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ており、アーチコア５４がある程度の間隔をおいて配置されている分、その抜けた箇所でサイドコア５６が磁界の集束効果を補い、長手方向での磁束密度分布（温度差）を均している。アーチコア５４及びサイドコア５６の外側には、例えば図示しない樹脂製のコアホルダが設けられており、このコアホルダによりアーチコア５４及びサイドコア５６が支持される構造である。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。
【００４１】
また図２の例では、ヒートローラ４６の内側にサーミスタ６２が設置されている。サーミスタ６２は、ヒートローラ４６の特に誘導加熱による発熱量の大きい箇所の内側に配置することができる。この他に、ヒートローラ４６の内側に図示しないサーモスタットを配置し、異常温度上昇時の安全性を向上することもできる。
【００４２】
〔リング回路固定ユニット〕
リング回路固定ユニット８０は、例えば樹脂製の固定ベース８１を備え、この固定ベース８１は、誘導加熱コイル５２の巻線領域の外側に沿って湾曲した形状をなしている。図２には側面形状が示されているが、固定ベース８１はヒートローラ４６の軸線方向にある程度の長さを有している。
【００４３】
〔第１の導電性部材〕
固定ベース８１上には、例えば櫛歯状（平面視で略Ｅ字形状）の固定リング回路８２が設けられており、この固定リング回路８２は、固定ベース８１に沿って湾曲した形状をなしている。図２には一部の側面だけが示されているが、櫛歯状の固定リング回路８２は固定ベース８１と同様にヒートローラ４６の軸線方向にある程度の範囲まで延びている。
【００４４】
〔第２の導電性部材〕
リング回路可動ユニット９０は、例えば樹脂製の可動ベース９２を備え、この可動ベース９２は、ヒートローラ４６の軸線方向に延びている。図２は側面だけが示されているが、可動ベース９２はヒートローラ４６の軸線方向にある程度の長さを有しており、全体としては棒形状をなしている。可動ベース９２の下面には、可動リング回路９４が設けられており、この可動リング回路９４もまたヒートローラ４６の軸線方向に延びている。
【００４５】
図３は、誘導加熱コイル５２に対する固定リング回路８２及び可動リング回路９４の配置を詳細に示した図である。図３中（Ａ）は、図２に示されるＩＨコイルユニット５０及びヒートローラ４６を抜き出して示したものであり、図３中（Ｂ）は、ヒートローラ４６の軸線方向でみて一端部における固定リング回路８２及び可動リング回路９４の平面図を示している。なおリング回路固定ユニット８０及びリング回路可動ユニット９０は、ヒートローラ４６の軸線方向でみて両端部にそれぞれ設けられている。
【００４６】
特に図３中（Ｂ）に示されているように、固定リング回路８２は全体として櫛歯状（略Ｅ字形状）をなすオープンな回路であり、各櫛歯（Ｅ字の横軸）に相当する複数（個々では４本）の導電性部材８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄの他に、櫛の根本（Ｅ字の縦軸）に相当する導電性部材８２ｅを有している。複数の導電性部材８２ａ〜８２ｄは、ヒートローラ４６の軸線方向に間隔をおいて平行に配列されており、これら複数の導電性部材８２ａ〜８２ｄは、その一端の位置で導電性部材８２ｅにより相互に接続されている。
【００４７】
図２及び図３中（Ａ）には示されていないが、固定リング回路８２の上面には絶縁層８４，８５，８６が形成されており、これら絶縁層８４，８５，８６は、それぞれ固定リング回路８２の一部を被覆している。このうち１つの絶縁層８４は、ヒートローラ４６の中央（通紙領域の中央）に最も近い導電性部材８２ａの他端部（櫛歯の先端部）を被覆している。また、別の絶縁層８５は、その隣の導電性部材８２ｂの他端部を被覆している。各導電性部材８２ａ，８２ｂの長手方向でみると、ヒートローラ４６の中央に最も近い絶縁層８４の方が別の絶縁層８５よりも範囲が広くなっている。そして、導電性部材８２ｅの全体、及び櫛歯状の導電性部材８２ａ〜８２ｄの他端部以外は絶縁層８６により被覆（保護）されている。なお絶縁層８４，８５，８６は、例えば樹脂材料により形成されている。
【００４８】
可動リング回路９４は、上記のように１本の棒形状をなしている。可動リング回路９４の全長は上記の導電性部材８２ｅと略同じか、僅かに長く設定されている。可動リング回路９４は導電性部材８２ａ〜８２ｄの長手方向に平行移動することができ、この移動に伴い固定リング回路８２に圧着する。これにより、隣り合う導電性部材８２ａ〜８２ｄ同士が接続（導通）されて周回路が閉状態に切り替わる。この例では、固定リング回路８２と可動リング回路９４との圧着により、最大で３つのリング回路（周回路）を形成することができる。
【００４９】
なお本実施形態では、固定リング回路８２及び可動リング回路９４を例えば銅板で構成しており、その厚みは例えば１ｍｍ程度であり、幅が５ｍｍ程度である。固定リング回路８２及び可動リング回路９４ともに、銅板の厚み方向はヒートローラ４６の径方向とする。
【００５０】
図４は、リング回路可動ユニット９０の構成をより具体的に示す図である。このうち図４中（Ａ）はリング回路可動ユニット９０とともにリング回路固定ユニット８０を平面視で示し、また図４中（Ｂ）はリング回路可動ユニット９０を側面視で示している。なお図４中（Ｂ）では、リング回路可動ユニット９０が水平の状態で示されているが、実際には図２に示されるように、ヒートローラ４６の周面に沿ってリング回路可動ユニット９０は傾斜して配置されている。
【００５１】
〔駆動機構〕
可動リング回路９４の移動は、駆動機構９５により実現されている。この駆動機構９５は、例えばステッピングモータ９６を駆動してピニオン９７を回転させ、この回転をラック９８から可動ベース９２に伝達することで上記のように可動リング回路９４を移動させる。
【００５２】
次に、駆動機構９５による可動リング回路９４の停止位置の切り替えについて説明する。本実施形態では、可動リング回路９４の停止位置が以下の４通りに切り替えられる。
【００５３】
（１）退避位置（基準位置）
この退避位置は、可動リング回路９４を固定リング回路８２に対して非接触とする位置であり、具体的には図４中（Ａ）に示される位置が該当する。可動リング回路９４が退避位置にある状態では、固定リング回路８２及び可動リング回路９４による閉回路は形成されない（全ての周回路が開状態）。
【００５４】
可動リング回路９４を退避位置で停止させると、誘導加熱コイル５２の巻線領域の全体で磁界が貫通するので、ヒートローラ４６及び加熱ベルト４８は軸方向の全域で渦電流が発生し、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。これにより、最大通紙幅Ｗ４で画像の定着を行うことができる。
【００５５】
（２）閉回路１形成位置
この位置は、可動リング回路９４を固定リング回路８２に対して部分的に接触させる位置である。具体的には、図４中（Ａ）に２点鎖線で示された右端の位置で可動リング回路９４を停止させることにより、ヒートローラ４６の軸線方向で両端位置から２本の導電性部材８２ｃ，８２ｄを相互に接続させることができる。この場合、可動リング回路９４と導電性部材８２ｃ，８２ｄ，８２ｄにより１つの閉回路が形成される（１つの周回路が閉状態）。なお、このとき可動リング回路９４は２つの絶縁層８４，８５により絶縁されるため、その他の２本の導電性部材８２ａ，８２ｂは接続されない。
【００５６】
可動リング回路９４を閉回路１形成位置で停止させると、１つの閉回路内に閉電流が発生し、貫通磁界と逆方向の反磁界を発生させる。このため誘導加熱コイル５２の巻線領域の軸方向でみて、導電性部材８２ｃの両外側では磁界の発生が部分的に抑制（反磁界により相殺）される。これにより、中間通紙幅Ｗ３の両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。
【００５７】
（３）閉回路１，２形成位置
この位置もまた、可動リング回路９４を固定リング回路８２に対して部分的に接触させる位置であるが、具体的には、図４中（Ａ）に２点鎖線で示された中央の位置で可動リング回路９４を停止させることにより、ヒートローラ４６の軸線方向で両端位置から３本の導電性部材８２ｂ，８２ｃ，８２ｄを相互に接続させることができる。この場合、可動リング回路９４と導電性部材８２ｂ，８２ｃ，８２ｄ，８２ｅにより２つの閉回路が形成される（２つの周回路が閉状態）。なお、このとき可動リング回路９４は引き続き絶縁層８４により絶縁されるため、残る１本の導電性部材８２ａは接続されない。
【００５８】
可動リング回路９４を閉回路１，２形成位置で停止させると、２つの閉回路内に閉電流が発生し、導電性部材８２ｂの両外側で磁界の発生が部分的に抑制される。これにより、中間通紙幅Ｗ２の両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。
【００５９】
（４）閉回路１，２，３形成位置
この位置は、可動リング回路９４を固定リング回路８２に対して全体的に接触させる位置である。具体的には、図４中（Ａ）に２点鎖線で示された左端の位置で可動リング回路９４を停止させることにより、４本全ての導電性部材８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄを相互に接続させることができる。この場合、可動リング回路９４と導電性部材８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄ，８２ｅにより３つの閉回路が形成される（３つの周回路が閉状態）。
【００６０】
可動リング回路９４を閉回路１，２，３形成位置で停止させると、３つの閉回路内に閉電流が発生し、導電性部材８２ａから両外側の全体で磁界の発生が抑制される。これにより、最小通紙幅Ｗ１の両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。
【００６１】
〔制御手法〕
駆動機構９５による可動リング回路９４の停止位置（１）〜（４）への切り替えは、以下の手法により制御することができる。すなわち、可動ベース９２の一端には位置検出部９２ａが設けられており、またラック９８の側方には、その移動方向に沿って例えば４つのフォトインタラプタ１００ａ〜１００ｄが設置されている。４つのフォトインタラプタ１００ａ〜１００ｄは、それぞれ可動リング回路９４の４つの停止位置に対応しており、ラック９８の移動に伴って可動ベース９２が移動すると、位置検出部９２ａがフォトインタラプタ１００ａ〜１００ｄにより検出されるものとなっている。
【００６２】
駆動機構９５には図示しない制御回路が接続されており、この制御回路によりステッピングモータ９６の動作を制御することができる。制御回路は、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されている。各フォトインタラプタ１００ａ〜１００ｄからの検出信号は、入力ドライバを通じて制御用ＩＣに入力され、これに基づいて制御用ＩＣが現在の可動リング回路９４の位置を検出する。一方、制御用ＩＣには、図示しない画像形成制御部から現在の用紙サイズに関する情報が通知される。これを受けて制御用ＩＣは、半導体メモリ（ＲＯＭ）から用紙サイズに適した可動リング回路９４の位置情報（上記の停止位置（１）〜（４））を読み出し、そのときの位置情報に対応するラック９８の移動方向と移動距離分の駆動パルスを出力する。駆動パルスは出力ドライバを通じてステッピングモータ９６に印加され、これを受けてステッピングモータ９６が作動する。
【００６３】
図５は、各停止位置（１）〜（４）における各フォトインタラプタ１００ａ〜１００ｄの検出状態（透光／遮光）を示す表である。制御回路は、用紙サイズ（通紙幅Ｗ１〜Ｗ４）に対応して可動リング回路９４の停止位置を切り替える際、各フォトインタラプタ１００ａ〜１００ｄの検出状態を参照してステッピングモータ９６を駆動している。
【００６４】
〔第２構造例〕
次に図６は、定着ユニット１４の第２構造例を示す縦断面図及び部分的な平面図である。この第２構造例では、リング回路固定ユニット８０及びリング回路可動ユニット９０の構造が第１構造例と異なっている。以下、第１構造例との相違点を中心に説明する。
【００６５】
図６中（Ａ）：第２構造例では、ヒートローラ４６の周方向でリング回路固定ユニット８０の中央位置（センタコア５８の近傍）にリング回路可動ユニット９０が配置されている。また、リング回路可動ユニット９０はヒートローラ４６の周方向ではなく軸線方向に移動する。
【００６６】
図６中（Ｂ）：第２構造例では、櫛歯状の固定リング回路８２（第１の導電性部材）がヒートローラ４６の軸線（コイル中心線）を挟んで対称に形成されている。櫛歯状の固定リング回路８２は、互いに導電性部材８２ａ〜８２ｄの一端部を向かい合わせにした状態で配置されており、さらに各導電性部材８２ａ〜８２ｄの一端部は同じ方向（通紙領域の中心方向）に屈曲されている。これにより、向かい合う導電性部材８２ａ〜８２ｄの一端部同士は、その弾性により圧着端子として機能することができる。なお各導電性部材８２ａ〜８２ｄの一端部は、自然（無負荷）状態で互いに非接触となっており、それぞれに適度なギャップ（空隙）が形成されている。また、各導電性部材８２ａ〜８２ｄの一端部は、図示のように鉤型状に屈曲されている形状の他、Ｒ形状に湾曲されている形状であってもよい。
【００６７】
また第２構造例では、可動リング回路９４（第２の導電性部材）がヒートローラ４６の軸線方向に直線移動することで、各導電性部材８２ａ〜８２ｄの一端部の間に入り込むことで互いに圧着（電気的に接続）し、閉回路を形成することができる。また、可動リング回路９４が各導電性部材８２ａ〜８２ｄの一端部の間から抜け出ると、上記のギャップによりリング回路が開いた状態となる。
【００６８】
第２構造例では、固定リング回路８２の上面に絶縁層８６だけが形成されており、これら絶縁層８６は、それぞれ各導電性部材８２ａ〜８２ｄの一端部以外を被覆している。
【００６９】
図７は、第２構造例におけるリング回路可動ユニット９０の構成をより具体的に示す平面図である。第２構造例では、駆動機構９５がステッピングモータ９６を駆動してピニオン９７を回転させ、この回転をラック９８から可動ベース９２に伝達することで、上記のように可動リング回路９４をヒートローラ４６の軸線方向に移動させることができる。
【００７０】
第２構造例においても、可動リング回路９４の停止位置が以下の４通りに切り替えられる。
【００７１】
（１）退避位置（基準位置）
この退避位置は、可動リング回路９４を固定リング回路８２に対して非接触とする位置である。可動リング回路９４が退避位置にある状態では、固定リング回路８２及び可動リング回路９４による閉回路は形成されない（全ての周回路が開状態）。
【００７２】
第２構造例においても、可動リング回路９４を退避位置で停止させると、誘導加熱コイル５２の巻線領域の全体で磁界が貫通するので、ヒートローラ４６及び加熱ベルト４８は軸方向の全域で渦電流が発生し、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。これにより、最大通紙幅Ｗ４で画像の定着を行うことができる。
【００７３】
（２）閉回路１形成位置
この位置は、可動リング回路９４を固定リング回路８２に対して部分的に接触させる位置である。具体的には、図７に示される位置で可動リング回路９４を停止させることにより、ヒートローラ４６の両端位置から２組の導電性部材８２ｃ，８２ｄを相互に接続させることができる。この場合、可動リング回路９４と導電性部材８２ｃ，８２ｄにより、可動リング回路９４を挟んで２つの閉回路が形成される（両側１組の周回路が閉状態）。なお、その他の２本の導電性部材８２ａ，８２ｂの一端部同士は接続されていない。
【００７４】
可動リング回路９４を閉回路１形成位置で停止させると、両側１組の閉回路内に閉電流が発生し、貫通磁界と逆方向の反磁界を発生させる。このため誘導加熱コイル５２の巻線領域の軸方向でみて、導電性部材８２ｃの両外側では磁界の発生が部分的に抑制（反磁界により相殺）される。これにより、中間通紙幅Ｗ３の両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。
【００７５】
（３）閉回路１，２形成位置
この位置は、先の閉回路１形成位置からさらに１段階だけ可動リング回路９４を移動させた位置で停止させることにより、ヒートローラ４６の軸線方向で両端位置から３組の導電性部材８２ｂ，８２ｃ，８２ｄを相互に接続させることができる。この場合、可動リング回路９４と導電性部材８２ｂ，８２ｃ，８２ｄ，８２ｅにより、合計４つの閉回路が形成される（両側２組の周回路が閉状態）。なお、残る１組の導電性部材８２ａ同士は接続されていない。
【００７６】
可動リング回路９４を閉回路１，２形成位置で停止させると、両側２組の閉回路内に閉電流が発生し、導電性部材８２ｂの両外側で磁界の発生が部分的に抑制される。これにより、中間通紙幅Ｗ２の両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。
【００７７】
（４）閉回路１，２，３形成位置
この位置は、可動リング回路９４を固定リング回路８２に対して全体的に接触させる位置である。具体的には、通紙領域の中心よりに最も大きく進んだ位置で可動リング回路９４を停止させることにより、４組全ての導電性部材８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄを相互に接続させることができる。この場合、可動リング回路９４と導電性部材８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄ，８２ｅにより６つの閉回路が形成される（両側３組の周回路が閉状態）。
【００７８】
可動リング回路９４を閉回路１，２，３形成位置で停止させると、両側３組の閉回路内に閉電流が発生し、導電性部材８２ａから両外側の全体で磁界の発生が抑制される。これにより、最小通紙幅Ｗ１の両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。
【００７９】
第２構造例においても、可動リング回路９４の停止位置を制御回路により制御することができる。なお、各停止位置（１）〜（４）における各フォトインタラプタ１００ａ〜１００ｄの検出状態（透光／遮光）は図５に示される表と同じである。
【００８０】
〔第３構造例〕
図８は、定着ユニット１４の第３構造例を示す図である。この第３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、回転軸部材５９とともにセンタコア５８全体を回転させて用紙サイズの変更に対応することができる。
【００８１】
なお、ここでは第１構造例で挙げたリング回路固定ユニット８０及びリング回路可動ユニット９０を示しているが、第２構造例で挙げたものを採用してもよい。
【００８２】
〔第４構造例〕
次に図９は、定着ユニット１４の第４構造例を示す図である。この第４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。第４構造例では、リング回路可動ユニット９０が円弧状ではなく、平面状に形成されており、加熱ベルト４８の平面状の部分と平行に配置されている。
【００８３】
なお、ここでは第１構造例で挙げたリング回路固定ユニット８０及びリング回路可動ユニット９０と同様のものを示しているが、第２構造例で挙げたものを採用してもよい。
【００８４】
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。一実施形態で挙げたリング回路固定ユニット８０やリング回路固定ユニット８０、駆動機構９５等の構造は一例であり、これらを適宜変形して実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【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】定着ユニットの第１構造例を示す縦断面図である。
【図３】固定リング回路及び可動リング回路の配置を詳細に示した図である。
【図４】リング回路可動ユニットの構成をより具体的に示す図である。
【図５】各停止位置（１）〜（４）における各フォトインタラプタの検出状態を示す表である。
【図６】定着ユニットの第２構造例を示す縦断面図及び部分的な平面図である。
【図７】第２構造例におけるリング回路可動ユニットの構成をより具体的に示す平面図である。
【図８】定着ユニットの第３構造例を示す図である。
【図９】定着ユニットの第４構造例を示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１    画像形成装置
１４    定着ユニット
５０    ＩＨコイルユニット
５２    誘導加熱コイル
５４    アーチコア
５６    サイドコア
５８    センタコア
８０    リング回路固定ユニット
８２    固定リング回路
９０    リング回路可動ユニット
９４    可動リング回路
９５    駆動機構
【図１】
2009237403.tif 000003
【図２】
2009237403.tif 000004
【図３】
2009237403.tif 000005
【図４】
2009237403.tif 000006
【図５】
2009237403.tif 000007
【図６】
2009237403.tif 000008
【図７】
2009237403.tif 000009
【図８】
2009237403.tif 000010
【図９】
2009237403.tif 000011