(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、センタコア５８の外面に沿って設けられた遮蔽部材６０とを備える。センタコア５８は軸方向に複数のブロック状コア５８ａ，５８ｂに分割されており、これらブロック状コア５８ａ，５８ｂを個別に回転させることで、遮蔽部材６０が磁気を遮蔽する遮蔽位置と、磁気の通過を許容する退避位置との切り替えを独立して制御することができる。【選択図】図２
2009237401.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、搬送される用紙の最大通紙領域にわた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配置されて前記固定コアとともに磁路を形成し、かつ、搬送される用紙の幅方向で複数に分割して配列されたブロック状コアと、
前記ブロック状コアの外面に沿って設けられ、前記コイルの発生させる磁界内で磁気を遮蔽する遮蔽部材と、
複数の前記ブロック状コアを磁界の通過方向に対して交差した軸線周りに個別に回転させることで、前記遮蔽部材の位置を磁気が遮蔽される遮蔽位置と、磁気の通過が許容される退避位置とに切り替える動作を複数の前記ブロック状コアごとに独立して行う磁気遮蔽量調整手段と
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、
前記定着ユニットにより搬送される用紙の幅方向でみて両端にそれぞれ位置する少なくとも２つの前記ブロック状コアは、互いに同じ回転軸部材に取り付けられた状態で一体的に回転可能であり、その他の位置にある前記ブロック状コアは、前記回転軸部材に対して個別に回転可能に設けられていることを特徴ととする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置であって、
前記遮蔽部材は、
前記定着ユニットにより搬送される用紙の幅方向で最小通紙領域の外側に位置する前記ブロック状コアに設けられてい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。そして本発明の画像形成装置における定着ユニットは、加熱部材の外面に沿って配置され、搬送される用紙の最大通紙領域にわた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配置されて固定コアとともに磁路を形成し、かつ、搬送される用紙の幅方向で複数に分割して配列されたブロック状コアと、ブロック状コアの外面に沿って設けられ、コイルの発生させる磁界内で磁気を遮蔽する遮蔽部材と、複数のブロック状コアを磁界の通過方向に対して交差した軸線周りに個別に回転させることで、遮蔽部材の位置を磁気が遮蔽される遮蔽位置と、磁気の通過が許容される退避位置とに切り替える動作を複数のブロック状コアごとに独立して行う磁気遮蔽量調整手段とを備えている。
【０００９】
上記のように本発明では、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、複数に分割されたブロック状コアも固定コアと加熱部材との間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、ブロック状コアを回転させるだけで加熱部材の発熱量の調整を行うことができる。すなわち、磁気遮蔽量調整手段が複数のブロック状コアを回転させて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及びブロック状コアに導かれて加熱部材に渦電流を発生させ、磁気誘導加熱を行う。一方、磁気遮蔽量調整手段がブロック状コアを回転させて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。
【００１１】
また本発明では、ブロック状コアが用紙の幅方向に分割された状態で複数に設置されており、これらを個別に回転させて遮蔽部材の位置をブロック状コアごとに独立して切り替えることで、様々な用紙サイズ（通紙幅）に対応して加熱部材の発熱量を調整することができる。例えば、用紙サイズが最小である場合、用紙の幅方向でみて最小通紙領域の外側に位置するブロック状コアについては、その遮蔽部材を遮蔽位置に切り替える制御を行うことで、加熱部材の過昇温を防止することができる。また、用紙サイズが変更されれば、そのときの必要通紙領域の外側に位置するブロック状コアの遮蔽部材を遮蔽位置に切り替える制御を行うことで、用紙のサイズ切り替えに素早く対応しつつ、加熱部材の過昇温を確実に防止することができる。
【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、定着ユニットにより搬送される用紙の幅方向でみて、両端にそれぞれ位置する少なくとも２つのブロック状コアは、互いに同じ回転軸部材に取り付けられた状態で一体的に回転可能であり、その他の位置にあるブロック状コアは、回転軸部材に対して個別に回転可能に設けられている態様が好ましい。
【００１４】
このような態様であれば、特に用紙の幅方向で両端位置にある２つのブロック状コアを一体に回転させることで、それぞれの遮蔽部材を同時に遮蔽位置に切り替えることができる。これにより、通紙幅の最も外側で磁気の遮蔽を容易に行うことができ、用紙サイズの変更に対して迅速に対処することができる。
【００１５】
また本発明において、遮蔽部材は、定着ユニットにより搬送される用紙の幅方向で最小通紙領域の外側に位置するブロック状コアに設けられていることが好ましい。
【００１６】
上記のように複数のブロック状コアは、用紙の最大通紙領域にわたって配列されているが、この中で用紙サイズの切り替えに対応する必要があるのは最小通紙領域の外側に位置するブロック状コアだけでよい。このため、最小通紙領域内にあるブロック状コアには遮蔽部材を設けないことにより、その回転によって遮蔽部材による磁気の遮蔽を行うことなく、常に加熱部材に対して磁束を透過させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
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ブロック状コアの回転だけであるため、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】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
〔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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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５４、同じく一対のサイドコア５６及びセンタコア５８から構成されている。
【００４０】
〔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。
【００４１】
〔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（固定コア）であり、それぞれ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。
【００４２】
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。
【００４３】
〔ブロック状コア〕
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り、その中央には軸方向に回転軸部材５９が挿通されている。この回転軸部材５９は、例えば非磁性金属（ＡＬ等）や耐熱性樹脂（ＰＰＳ、ＰＥＴ、ＬＣＰ等）で成形されている。図２には１つの断面のみが示されているが、センタコア５８は軸方向で複数に分割されており、その１つ１つがブロック状コア（図中に符号５８ａを示す）として構成されている。なお、センタコア５８について、複数に分割されたブロック状コアとしての構成についてはさらに後述する。
【００４４】
図２でみてセンタコア５８の上方（ヒートローラ４６と反対方向）には、駆動用ローラ８０及び駆動用モータ８２が設置されている。駆動用ローラ８０は例えば表面にゴム層が形成されており、その外周面が１つのブロック状コア５８ａに接した状態にある。また駆動用ローラ８０は、図示しないばね等の弾性力により表面のゴム層をブロック状コア５８ａの表面に適度な荷重で圧接させている。駆動用ローラ８０は駆動用モータ８２の動力によって回転（駆動）され、その回転に伴い、接しているブロック状コア５８ａを摩擦力で回転させることができる。なお、駆動用ローラ８０によるブロック状コア５８ａの回転についてもさらに後述する。
【００４５】
〔遮蔽部材〕
センタコア５８には、各ブロック状コア５８ａ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。なお遮蔽部材６０は例えば図示のようにブロック状コア５８ａ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、ブロック状コア５８ａ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。
【００４６】
上記の遮蔽部材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はその面に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。
【００４７】
〔磁気遮蔽量調整手段〕
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ブロック状コア５８ａ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。
【００４８】
〔センタコアの詳細〕
図３は、軸方向に分割されたセンタコア５８の構成を詳細に示す平面図である。センタコア５８は、通紙方向（図３中の矢印方向）と直交する幅方向に延びており、その全長は最大通紙幅（例えばＡ３縦、Ａ４横）よりも僅かに大きい。センタコア５８には、上記のブロック状コア５８ａが全部で４つ含まれている他、幅方向でみて両端位置に２つのブロック状コア５８ｂ、そして、幅方向の中央位置に１つのブロック状コア５８ｃがそれぞれ配置されている。このうち両端位置のブロック状コア５８ｂには、それぞれ遮蔽部材６０が設けられているが、中央位置のブロック状コア５８ｃには遮蔽部材６０が設けられていない。
【００４９】
これらブロック状コア５８ａ，５８ｂ，５８ｃは、それぞれ所定の位置で用紙の幅方向に配列して設けられている。なお、ブロック状コア５８ｃのサイズがあまり大きくなる場合、製造の利便のため、これをさらに軸方向に複数のブロックに分割してもよい。ただし、機能上は５つのブロックを１つのブロック状コア５８ｃとして考えることができるので、以下ではブロック状コア５８ｃとして統一する。
【００５０】
〔両端及び中央のブロック〕
上記のように回転軸部材５９は、センタコア５８全体を軸方向に貫通して延びており、その全長はセンタコア５８よりも長い。上記のブロック状コア５８ａ，５８ｂ，５８ｃのうち、幅方向で両端に位置する２つのブロック状コア５８ｂ、そして中央に位置する１つのブロック状コア５８ｃは、いずれも回転軸部材５９に対して固定して取り付けられている。このため３つのブロック状コア５８ｂ，５８ｃは、回転軸部材５９の回転に伴って一体に回転する。
【００５１】
ＩＨコイルユニット５０には別の駆動用モータ６６が装備されており、回転軸部材５９はこの駆動用モータ６６の動力により回転する。このため回転軸部材５９の一端部には従動ギヤ５９ａが取り付けられており、この従動ギヤ５９ａに駆動用モータ６６の出力ギヤ６６ａが噛み合わされている。駆動用モータ６６を駆動すると、その動力によって回転軸部材５９が回転し、３つのブロック状コア５８ｂ，５８ｃを一体に回転させることができる。
【００５２】
〔独立のブロック〕
これに対し、その他の４つのブロック状コア５８ａはいずれも、その軸方向に回転軸部材５９が貫通しているが、回転軸部材５９に対して相対回転自在に支持されている。このため上記のように駆動用モータ８２を駆動することで、各ブロック状コア５８ａを個別に独立して回転させることができる。
【００５３】
図４は、センタコア５８（特にブロック状コア５８ａ，５８ｂ）の回転に伴う動作例を示す図である。以下、それぞれについて説明する。
【００５４】
図４中（Ａ）：各ブロック状コア５８ａ，５８ｂ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。この場合、誘導加熱コイル５２の発生させる磁界がサイドコア５６、アーチコア５４及び各ブロック状コア５８ａ，５８ｂ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。
【００５５】
図４中（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、幅方向で各ブロック状コア５８ａ，５８ｂの位置では磁気経路上に遮蔽部材６０が位置するため、磁界の発生が部分的に抑制される。これにより、各ブロック状コア５８ａ，５８ｂの位置では発熱量が抑えられ、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。
【００５６】
〔回転制御手法〕
次に、センタコア５８の回転を各ブロック状コア５８ａ，５８ｂ，５８ｃごとに個別に制御する手法について説明する。図５は、センタコア５８の一端部分を示す側面図及びその動作を示す部分的な断面図（Ｂ−Ｂ線に沿う縦断面）である。
【００５７】
図５中（Ａ）：回転軸部材５９の他端部には、外面から径方向に突出するようにして位置検出用部材７３が取り付けられている。また回転軸部材５９の他端部には、その上下に分かれて２個のフォトインタラプタ７４が設置されている（適宜、図４も参照。）。本実施形態では、これらフォトインタラプタ７４からの検出信号に基づいて駆動用モータ６６の停止位置を制御することにより、両端位置と中央位置のブロック状コア５８ｂ，５８ｃを１８０°回転させ、遮蔽部材６０の位置を切り替えることができる。なお中央位置のブロック状コア５８ｃには遮蔽部材６０が設けられていないので、遮蔽部材６０の位置の切り替えは両端位置のブロック状コア５８ｂについて行われる。また各ブロック状コア５８ａには、その外周面に位置検出用部材８４が取り付けられており、この位置検出用部材８４はブロック状コア５８ａの外周面から径方向に突出している（詳細は図４にも示されている。）。
【００５８】
図５中（Ｂ）：このためブロック状コア５８ａについても、それぞれ両側にあるフォトインタラプタ８６からの検出信号に基づいて個々の駆動用モータ８２の停止位置を制御することにより、各ブロック状コア５８ａを個別に１８０°回転させることで、同様に遮蔽部材６０の位置（遮蔽位置又は退避位置）を独立して切り替えることができる。
【００５９】
また、遮蔽位置と退避位置とは、互いに１８０°回転した反対の位置に相当し、遮蔽部材６０を遮蔽位置に移動させる場合と退避位置に移動させる場合とでは、駆動用ローラ８０の回転方向が正逆に切り替えられている。例えば、遮蔽部材６０を遮蔽位置に移動させる場合、ブロック状コア５８ａを図５中（Ｂ）の時計回り方向に回転させるとすると、位置検出用部材８４が一方のフォトインタラプタ８６で検出されると同時に、位置検出用部材８４によってブロック状コア５８ａのオーバーランを規制する。他方、遮蔽部材６０を退避位置に移動させる場合、ブロック状コア５８ａを反時計回り方向に回転させることで、今度は位置検出用部材８４が他方のフォトインタラプタ８６で検出されると同時に、位置検出用部材８４によってブロック状コア５８ａのオーバーランを規制する。
【００６０】
なお、ここでは各ブロック状コア５８ａ，５８ｂについて、２個のフォトインタラプタ８６，７４を用いているが、各ブロック状コア５８ａ，５８ｂの遮蔽位置を基準位置として、この状態で位置検出用部材７３，８４が検出される位置にフォトインタラプタ８６，７４を１個ずつ配置してもよい。この場合、基準位置（遮蔽位置）から各ブロック状コア５８ａ，５８ｂが１８０°だけ回転した位置を退避位置として、個々の駆動用モータ８２，６６の停止位置を制御することができる。
【００６１】
〔個別の制御回路〕
本実施形態では、各駆動用モータ６６，８２を例えばステッピングモータで構成しており、各駆動用モータ６６，８２の動作を制御回路（図示していない）によって制御する。この制御回路は、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することができる。各フォトインタラプタ７４，８６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が現在の各駆動用モータ６６，８２の回転角（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遮蔽部材６０の位置情報（遮蔽位置又は退避位置）を読み出し、そのときの位置情報に対応する回転角（１８０°）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各駆動用モータ６６，８２に印加され、これを受けて各駆動用モータ６６，６８が作動する。
【００６２】
〔個別制御例〕
次に、用紙サイズに応じて行われる各ブロック状コア５８ａ，５８ｂ，５８ｃの個別の制御について説明する。本実施形態において各ブロック状コア５８ａ，５８ｂ，５８ｃは、例えばＡ５縦相当、Ａ４縦相当、Ｂ４縦相当、Ａ４横相当の各通紙幅に対応するサイズに設計されている。
【００６３】
図６は、最小通紙幅と最大通紙幅にそれぞれ対応した制御例を示す図である。なお図中、各ブロック状コア５８ａ，５８ｂ，５８ｃの外面には網点を施している。以下、各制御例について説明する。
【００６４】
〔最小通紙幅時〕
図６中（Ａ）：最小通紙幅Ｗ１（例えば、Ａ５縦）で画像形成を行う場合、両端位置のブロック状コア５８ｂ及びその他４つのブロック状コア５８ａについて、いずれも遮蔽部材６０を遮蔽位置に切り替えた状態で上記の駆動用モータ６６，８２の停止位置（回転角）が制御される。この場合、最小通紙幅Ｗ１の範囲内ではヒートローラ４６の誘導加熱が行われるが、最小通紙幅Ｗ１の両外側では発熱が抑えられるので、ヒートローラ４６の過昇温が防止される。
【００６５】
〔最大通紙幅時〕
図６中（Ｂ）：これに対し、最大通紙幅Ｗ４（例えば、Ａ４横、Ａ３縦）で画像形成を行う場合、両端位置のブロック状コア５８ｂ及びその他４つのブロック状コア５８ａについて、いずれも遮蔽部材６０を退避位置に切り替えた状態で上記の駆動用モータ６６，８２の停止位置（回転角）が制御される。この場合、最大通紙幅Ｗ４の全範囲内でヒートローラ４６の誘導加熱が行われるので、最大サイズの用紙に対して画像の定着を確実に行うことができる。
【００６６】
〔中間通紙幅時〕
図７は、中間通紙幅に対応した制御例を示す図である。図７中（Ｂ）〜（Ｇ）は、それぞれ図７中（Ａ）のＢ−Ｂ線〜Ｇ−Ｇ線に沿う断面を示す。なお以下の説明は、例えば図６中（Ｂ）に示される状態からの変化を例に挙げている。
【００６７】
図７中（Ａ）：最小通紙幅Ｗ１よりも１サイズ大きい中間通紙幅Ｗ２（例えば、Ａ４縦）で画像形成を行う場合、両端位置のブロック状コア５８ｂとともに、それぞれ隣接する２つのブロック状コア５８ａについて、それぞれ遮蔽部材６０を退避位置に切り替えた状態で上記の駆動用モータ６６，８２の停止位置（回転角）が制御される。以下、それぞれ具体的に説明する。
【００６８】
〔両端位置のブロック〕
図７中（Ｂ），（Ｇ）：このとき両端位置にあるブロック状コア５８ｂは、駆動用モータ６６の駆動により回転軸部材５９とともに一体に１８０°回転することで、両方の遮蔽部材６０が遮蔽位置に切り替えられている。
【００６９】
〔両端寄りの２個のブロック〕
図７中（Ｃ），（Ｆ）：また、両端位置にあるブロック状コア５８ｂに隣接する２つのブロック状コア５８ａは、それぞれの駆動用モータ８２によって個別に１８０°回転し、遮蔽部材６０が遮蔽位置に切り替えられている。
【００７０】
〔中央寄りの２個のブロック〕
図７中（Ｄ），（Ｅ）：これに対し、中央位置にあるブロック状コア５８ｃに隣接する２つのブロック状コア５８ａは、遮蔽部材６０が退避位置に切り替えられたままで停止している。
【００７１】
次に図８は、中間通紙幅に対応した別の制御例を示す図である。図８中（Ｂ）〜（Ｇ）は、それぞれ図８中（Ａ）のＢ−Ｂ線〜Ｇ−Ｇ線に沿う断面を示す。また以下の説明は、例えば図７に示される状態からの変化を例に挙げている。
【００７２】
図８中（Ａ）：先の中間通紙幅Ｗ２よりも１サイズ大きく、最大通紙幅Ｗ４よりも１サイズ小さい中間通紙幅Ｗ３（例えば、Ｂ４縦）で画像形成を行う場合、両端位置のブロック状コア５８ｂについて、遮蔽部材６０を退避位置に切り替えるように駆動用モータ６６の停止位置（回転角）が制御され、その他の４つのブロック状コア５８ａについては、いずれも遮蔽部材６０を遮蔽位置に切り替えるように個別の駆動用モータ８２の停止位置（回転角）が制御される。以下、それぞれ具体的に説明する。
【００７３】
〔両端位置のブロック〕
図８中（Ｂ），（Ｇ）：このとき両端位置にあるブロック状コア５８ｂは、両方の遮蔽部材６０が遮蔽位置に切り替えられたままで停止している。
【００７４】
〔両端寄りの２個のブロック〕
図８中（Ｃ），（Ｆ）：これに対し、両端位置にあるブロック状コア５８ｂに隣接する２つのブロック状コア５８ａは、それぞれの駆動用モータ８２によって個別に１８０°回転し、遮蔽部材６０が退避位置に切り替えられている。
【００７５】
〔中央寄りの２個のブロック〕
図８中（Ｄ），（Ｅ）：また、中央位置にあるブロック状コア５８ｃに隣接する２つのブロック状コア５８ａは、遮蔽部材６０が退避位置に切り替えられたままで停止している。
【００７６】
〔磁気遮蔽量調整手段〕
以上のように本実施形態では、各ブロック状コア５８ａを個別に回転させ、それぞれの遮蔽部材６０の位置を独立に制御することにより、各種の中間通紙幅Ｗ２，Ｗ３に合わせて最適な磁気遮蔽量の調整を行うことができる。このため、予め決められた用紙サイズ（通紙幅）に合わせて正確にヒートローラ４６の加熱範囲をコントロールすることができ、通紙幅の外側での過昇温を確実に防止することができる。なお、図には時計回り方向と反時計回り方向への回転をそれぞれ矢印で示しているが、各ブロック状コア５８ａ，５８ｂは一方向にのみ回転するものであってもよい。また、通紙方向は図示の方向と反対であってもよい。
【００７７】
〔他の構造例〕
図９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、各ブロック状コア５８ａ，５８ｂ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。
【００７８】
次に図１０は、ＩＨコイルユニット５０の他の構造例を示す図である。この構造例では、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、各ブロック状コア５８ａ，５８ｂ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。
【００７９】
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、各ブロック状コア５８ａ，５８ｂ，５８ｃの断面形状は円筒又は円柱に限らず、多角形状であってもよい。また、各ブロック状コア５８ａ，５８ｂ，５８ｃの軸方向の長さは特に制約がなく、使用する用紙サイズに合わせて適宜に設定することができる。
【００８０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【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】軸方向に分割されたセンタコアの構成を詳細に示す平面図である。
【図４】ブロック状コアの回転に伴う動作例を示す図である。
【図５】センタコアの一端部分を示す側面図及びその動作を示す部分的な断面図（Ｂ−Ｂ線に沿う縦断面）である。
【図６】最小通紙幅と最大通紙幅にそれぞれ対応した制御例を示す図である。
【図７】中間通紙幅に対応した制御例を示す図である。
【図８】中間通紙幅に対応した別の制御例を示す図である。
【図９】定着ユニットの他の構造例を示す図である。
【図１０】ＩＨコイルユニットの他の構造例を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
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
５８ａ，５８ｂ，５８ｃ  ブロック状コア
５９    回転軸部材
６０    遮蔽部材
６６    駆動用モータ
８０    駆動用ローラ
８２    駆動用モータ
【図１】
2009237401.tif 000003
【図２】
2009237401.tif 000004
【図３】
2009237401.tif 000005
【図４】
2009237401.tif 000006
【図５】
2009237401.tif 000007
【図６】
2009237401.tif 000008
【図７】
2009237401.tif 000009
【図８】
2009237401.tif 000010
【図９】
2009237401.tif 000011
【図１０】
2009237401.tif 000012