专利名称：图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有定影单元的图像形成装置，所述定影单元包括加热 构件和加压构件，用于使承载了调色剂图像的纸(薄片体)通过该加热 构件和加压构件之间，把未定影的调色剂加热熔融，定影在纸上。
背景技术：
近年来，从縮短定影单元中的预热时间和节能等角度考虑，在图像 形成装置中采用可以减少热容量的带方式受到关注(例如参照日本专利
公开公报特开平6 — 318001号)。此外近年来，可以快速加热并高效加 热的电磁感应加热方式(IH)也受到关注，从彩色图像定影时节能的角 度考虑，产生了很多把电磁感应加热方式与带方式组合的产品。在把带 方式和电磁感应加热方式组合的情况下，因线圈的布置和冷却容易、可 以直接加热带等优点，大多把电磁感应装置配置在带的外侧(所谓外包 IH)。
在所述电磁感应加热方式中，考虑到通过定影单元的纸的宽度(纸 通过宽度)，为了防止纸非通过区域过度升温，开发了各种技术。特别 是作为外包IH中的尺寸切换装置，有以下的现有技术。
第一现有技术(日本专利公开公报特开2003—107941号)公开的是 把磁性构件分割成多个，排在纸通过宽度方向上，按照通过的纸的尺寸 (纸通过宽度)，使磁性构件的一部分与励磁线圈发生离合。在这种情 况下，在纸非通过区域中，通过使磁性构件离开励磁线圈降低发热效率， 与最小纸通过宽度的纸对应的区域相比，发热量要小。
第二现有技术(日本专利公报第3527442号)公开的是在发热辊 内部，把其它导电性构件配置在最小纸通过宽度的外侧，并把该导电性 构件的位置在磁场范围内或范围外切换。在第二现有技术中，首先使导 电性构件位于磁场范围外，对发热辊进行电磁感应加热。在发热辊温度 上升到居里温度附近，就把导电性构件移到磁场范围内。于是在最小纸通过宽度的外侧，磁通从发热辊泄漏，可以防止纸非通过区域过度升温。
可是第一现有技术的磁性构件的可动范围大，为此需要多余的空间， 不经意间会导致整个装置大型化。第二现有技术把用于切换尺寸的构件 配置在发热辊内部，可以节省空间。但发热辊内部是高温环境，在那里 配置任何构件的情况下，都需要把居里温度设为高，而且更大的问题是 热容量大的构件使预热时间延长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种图像形成装置，它可以削减配置在加热 构件内部的构件来降低热容量，縮短预热时间，而且能节省空间。
本发明提供一种图像形成装置，包括图像形成部，把调色剂图像
转印到薄片体上；以及定影单元，具有加热构件和加压构件，并把所述
薄片体夹在该加热构件和加压构件之间进行输送，在该输送过程中，至
少利用来自所述加热构件的热量，把调色剂图像定影在薄片体上；其中， 所述定影单元包括线圈，产生用于对所述加热构件进行感应加热的磁 场；第一磁芯，由磁性材料制成，固定配置在所述线圈的周围，用于在 所述线圈的周围形成磁路；第二磁芯，由磁性材料制成，在由所述线圈 产生的磁场方向上，配置在所述第一磁芯和所述加热构件之间，该第二 磁芯能够改变姿势，用于与所述第一磁芯一起形成磁路；屏蔽构件，由 非磁性金属制成，沿所述第二磁芯的外表面设置，用于在所述线圈产生 的磁场内进行磁屏蔽；以及磁屏蔽部，用于使所述第二磁芯在所述屏蔽 构件进行磁屏蔽的第一姿势和所述屏蔽构件不进行磁屏蔽的第二姿势之 间改变姿势。
采用该结构，由于采用利用线圈产生的磁场对加热构件进行感应加 热来使调色剂图像加热瑢融的方式(外包IH)，所以没有必要在加热构 件的内侧设置特别的构件。此外第一磁芯配置在线圈的周围，用于形成 引导线圈产生的磁场的磁路，第二磁芯也仅配置在第一磁芯和加热构件 之间，所以整体占用空间不会过大。
这样，由于没有必要在加热构件的内部设置磁屏蔽机构，可以相应 地降低热容量，所以能够縮短定影单元的预热时间。此外，虽然采用外包IH，但可动的只是第二磁芯的姿势改变，所以可以减小整体的可动范 围，可以相应地实现定影单元以及整个图像形成装置的小型化。
在所述结构中优选的是所述第二磁芯绕与所述线圈产生的磁场通 过方向交叉的轴线转动来改变姿势，所述磁屏蔽部包括转动机构，用于 使所述第二磁芯绕所述轴线转动，来使该第二磁芯在所述第一姿势和所 述第二姿势之间改变姿势。
采用该结构，当使第二磁芯转动到第二姿势时，线圈产生的磁场被 第一磁芯和第二磁芯引导，在加热构件中产生涡电流，进行磁感应加热。 而当使第二磁芯转动到第一姿势时，磁路内的磁阻增加，磁场强度降低， 可以使加热构件的发热量降低。因此，在调整加热构件的发热量时，没 有必要使磁芯离开加热构件，可以相应地节省空间。
在所述结构中优选的是所述线圈沿所述加热构件的外表面配置， 所述第一磁芯隔着所述线圈与所述加热构件分离开配置，并具有所述磁 路的入口部和出口部，所述第二磁芯能够在所述磁路的入口部或出口部 与所述加热构件之间形成中间磁路，在所述第一姿势时，所述屏蔽构件 至少屏蔽所述中间磁路的一部分，在所述第二姿势时，所述屏蔽构件实 质上不屏蔽所述中间磁路。
在所述结构中优选的是还包括控制部，通过对利用所述转动机构 得到的所述第二磁芯的转动量进行控制，改变所述屏蔽构件的磁屏蔽量。 其中"改变屏蔽量"优选的是，根据第二磁芯的转动角度(转动位移量)， 分阶段或不分阶段地增加或减少屏蔽量。这样可以容易地控制加热构件 的发热量。
在所述结构中优选的是所述加热构件，在第一区域上被所述线圈 进行感应加热，该第一区域是指，由所述定影单元输送来的薄片体中最 大薄片体在经过时所接触的区域；所述第二磁芯沿所述轴线方向延伸，
在所述加热构件宽度方向上的整个区域形成磁路；所述屏蔽构件，在所 述第二磁芯的所述轴线方向上，设置在第二区域的外侧，该第二区域是 指，由所述定影单元输送来的薄片体中最小薄片体在经过时所接触的区 域。
采用该结构，按照纸尺寸使第二磁芯转动，把屏蔽构件的位置在屏 蔽位置(第一姿势)和退避位置(第二姿势)之间进行切换，这样，在没有必要对最小纸通过区域的外侧进行加热的情况下，就可以防止加热 构件等过度升温。
在所述结构中优选的是当把所述屏蔽构件的长度在第二磁芯的沿 转动方向的外圆周长上所占的比例设为覆盖率时，该覆盖率沿所述轴线 方向不同，并且在所述第二区域附近覆盖率较小。
采用该结构，当把屏蔽构件的位置切换到屏蔽位置时，在其覆盖率 小之处，磁屏蔽量相应地变小，而在覆盖率大之处，磁屏蔽量相应地变 大。这样，沿第二磁芯的轴线方向改变覆盖率，可以改变在轴向(纸通 过宽度方向)上的磁屏蔽量。特别是在轴向上使覆盖率分阶段或不分阶 段地改变的情况下，通过细致地调整第二磁芯的转动角度，就可以分阶 段或不分阶段地改变对加热构件进行感应加热的范围。
在所述结构中优选的是，对各种构件规定如以下(1) (3)的具 体的形状和几何学参数。
(1) 优选的是所述加热构件的至少一部分具有圆弧形外表面；所 述线圈配置在沿所述加热构件的圆弧形外表面假想形成的圆弧面上，该 假想圆弧面形成在所述加热构件的圆弧形外表面的外侧，并与该加热构 件的圆弧形外表面同心；第二磁芯为以所述轴线为中心的圆筒形或圆柱 形；所述屏蔽构件沿所述第二磁芯的外表面弯曲成圆弧形状；其中，当 把配置所述线圈的假想圆弧面的曲率半径设为rl，把在所述第二磁芯处 于所述第一姿势的状态下，从所述加热构件的圆弧形外表面的曲率中心 到所述屏蔽构件外表面的最短距离设为r2时，rl^r2的关系成立。
通过设定上述条件，屏蔽构件在屏蔽位置上可以位于比线圈更靠近 加热构件的位置，所以在使屏蔽构件移动到屏蔽位置时，可以更可靠地 进行磁屏蔽。
(2) 除了上述(1)之外，还优选的是把所述第二磁芯的轴线设 为第二磁芯的中心；把在以下两个直线之间的角度设为0 1，其中一个直 线是指，把所述加热构件的圆弧形外表面的曲率中心和所述第二磁芯的 中心连接的假想直线，另一个直线是指，把所述第二磁芯的外表面与配 置所述线圈的假想圆弧面的交点和所述第二磁芯的中心相连接的直线； 在所述第二磁芯处于所述第一姿势的状态下，把以下两个直线之间的角度设为^2，其中一个直线是所述假想直线，另一个直线是指，把在所述第二磁芯的圆周方向上的所述屏蔽构件的端点和所述第二磁芯的中心连接的直线；其中，02^01的关系成立。
在所述(1)中，使第二磁芯为圆筒形或圆柱形的情况下，沿第二磁芯的外表面设置的屏蔽构件为圆弧形。在该情况下，屏蔽构件在最靠近加热构件的外表面的位置上保持所述最短距离r2，但伴随从该位置向圆周方向逐渐离开，屏蔽构件和加热构件的距离也增加。即使在这种状况下，如果从第二磁芯的中心到角度0 2的位置(02为角度01以上)设置屏蔽构件，则也可以充分发挥屏蔽构件的磁屏蔽功能。
(3)除了上述(2)之外，还优选的是所述第一磁芯以假想平面为中心形成，该假想平面是在所述第二磁芯的中心，与把所述加热构件的圆弧形外表面的曲率中心和所述第二磁芯的中心连接的假想直线垂直交叉；在所述第二磁芯处于所述第二姿势的状态下，在所述第二磁芯的圆周方向上的所述屏蔽构件的端点位置，被设定在比所述假想平面更远离所述加热构件的圆弧形外表面的位置上。
如所述(2)中那样，在屏蔽构件是圆弧形状的情况下，即使移动到退避位置(第二姿势)，也有可能在端点的位置屏蔽磁路。所以在移动到退避位置的状态下，使屏蔽构件的端点位置比第一磁芯的中心更远离加热构件，由此可以在退避位置对不进行磁屏蔽。这样不阻碍加热构件的感应加热效率，可以相应地縮短预热时间。
在所述结构中，所述屏蔽构件可以具有环形形状部；在所述第二磁芯处于所述第一姿势的状态下，所述线屬产生的磁场可以贯通所述屏蔽构件的环形形状部内；在所述第二磁芯处于所述第二姿势的状态下，所述线圈产生的磁场可以通过所述屏蔽构件的环形形状部的外侧。
采用该结构，如果使第二磁芯处于第二姿势，则线圈产生的磁场被第一磁芯、第二磁芯引导，在加热构件中产生涡电流，进行磁感应加热。另一方面，如果使第二磁芯处于第一姿势，则磁路内的磁阻增加，磁场强度降低，可以减少加热构件的发热量。因此，在调整加热构件的发热量时，没有必要使磁芯离开加热构件，由此可以节省空间。
此外，由于屏蔽构件为环形，如果垂直的磁场(交链磁通)贯通该环形内侧面，则在环的圆周方向产生感应电流，由此产生与贯通磁场相反方向的逆磁场。由于该逆磁场消除在垂直方向上贯通环形内侧的磁场(交链磁通)，屏蔽构件可以进行磁屏蔽。另一方面，在磁场双方向往返通过环的内侧、或以U形折返方式通过的情况下，不产生感应电流，不发挥磁屏蔽的效果。根据屏蔽构件这种性质，在屏蔽位置(第一姿势)上使磁场贯通环形内，由此可以产生磁屏蔽效果，另一方面，在退避位置(第二姿势)上使磁场不通过环形内，由此可以允许磁场通过。
在所述结构中优选的是所述第二磁芯绕与所述线圈产生的磁场通过方向交叉的轴线转动，来改变姿势；所述磁屏蔽部包括转动机构，用于使所述第二磁芯绕所述轴线转动，来使该第二磁芯在所述第一姿势和所述第二姿势之间改变姿势。采用该结构，只要使第二磁芯转动，就可以自如地使屏蔽构件向进行屏蔽的位置或退避的位置移动。因此可以使屏蔽构件移动的机构简化，更有助于节省空间。
在所述结构中优选的是所述屏蔽构件呈一个具有共同外周部分的方形环形状，在所述加热构件的长边方向上，该方形环的内部被分割成多个部分。屏蔽构件由于在环形内侧范围内发挥磁屏蔽的效果，所以如果把屏蔽构件分割成多个环形部分，则通过把产生磁屏蔽效果的环进行组合，可以适应各种尺寸的纸。
在所述结构中优选的是所述线圈沿所述加热构件的外表面配置，并且所述第一磁芯被分割配置在所述线圈的沿所述外表面的中心的两侧；所述第二磁芯设置在磁路经过被分割的所述第一磁芯与所述线圈的中心汇合的位置上。采用该结构，由于可动磁芯位于磁路的中心，所以用一个可动磁芯就可以有效地在磁屏蔽状态和磁通过状态之间进行切换。
在所述结构中，可以对各种构件规定如以下(4) (6)的具体形状和几何学参数。
(4)优选的是所述加热构件的至少一部分具有圆弧形的外表面；所述线圈配置在沿所述加热构件的圆弧形外表面假想形成的圆弧面上，该假想圆弧面形成在所述加热构件的圆弧形外表面的外侧，并与该加热构件的圆弧形外表面同心；所述第二磁芯为圆筒形或圆柱形；所述屏蔽构件沿所述第二磁芯的外表面弯曲成圆弧形状；其中，当把配置所述线圈的假想圆弧面的曲率半径设为rl，把在所述屏蔽构件的位置切换到屏蔽位置的状态下，从所述加热构件的圆弧形外表面的曲率中心到所述屏蔽构件外表面的最短距离设为r2时，rl>r2的关系成立。
通过设定所述(4)的条件，在屏蔽位置上，可以使屏蔽构件位于比线圈更靠近加热构件的位置，所以在使屏蔽构件移动到屏蔽位置时，可以更可靠地进行磁屏蔽。
(5) 优选的是配置所述线圈的假想圆弧面在所述第二磁芯处于所
述第一姿势的状态下，位于在所述第二磁芯圆周方向上的所述屏蔽构件端点附近的位置。这样，在屏蔽位置上，可以使屏蔽构件位于接近线圈的位置，所以可以良好地发挥屏蔽构件的屏蔽效果。
(6) 优选的是所述第一磁芯在所述第二磁芯处于所述第二姿势的
状态下，位于比在所述第二磁芯圆周方向上的所述屏蔽构件端点的位置更靠近所述加热构件的位置上。这样，在把屏蔽构件移动到退避位置时，
从固定磁芯出来的磁场(磁通)不被屏蔽构件屏蔽，与所述(5)的条件
匹配，有助于实现良好的预热环境。
在所述结构中优选的是还包括温度控制部，控制所述线圈对所述加热构件进行感应加热的状态；所述温度控制部沿所述加热构件的内圆
周面配置，具有对所述加热构件的温度产生反应的温度反应元件，并根据该温度反应元件的反应结果控制所述线圈的动作。其中"温度反应元件"例如是热敏电阻或温度控制器这样的温度反应型的器件。
在本发明中由于在加热构件的内侧未设置磁屏蔽机构，所以可以把热敏电阻或温度控制器配置在与最容易发热的线圈中心相对的位置上。特别是由于希望温度控制器在停止驱动时也能起作用，所以配置在加热构件的内侧较为理想。通过具有温度控制部，根据所述的温度反应元件的反应结果控制线圈的动作，可以对加热构件进行温度控制，准确地控制在适合定影处理的温度。
在所述结构中优选的是所述屏蔽构件的材料是铜。铜电阻小，透
磁率低，所以把它用于屏蔽构件，可以发挥良好的磁屏蔽效果。在所述结构中优选的是所述屏蔽构件由非磁性金属制成，厚度在0.5mm 3mm范围内。艮P ，屏蔽构件为了抑制本身产生的焦耳热，有效地进行磁屏蔽，需要把构件固有的电阻尽可能设为小。如果屏蔽构件厚度在上述范围内，则通过使屏蔽构件的固有电阻足够小，可以确保良好的导电性，充分获得磁屏蔽效果，另一方面，可以减轻屏蔽构件重量。
在所述结构中优选的是所述线圈配置在所述加热构件的外侧，所
述第二磁芯配置在所述加热构件的内侧。在这种情况下，同样通过使屏蔽构件在加热构件的内侧移动到屏蔽位置或退避位置，可以发挥磁屏蔽效果，而且在不进行屏蔽的情况下，可以实现良好的预热环境。
图1是表示本发明实施方式的图像形成装置结构的简图。
图2是表示本发明第一实施方式的定影单元结构的纵剖面图。图3A、图3B是表示屏蔽构件配置示例的图。
图4A是表示转动机构的结构的侧视图，图4B是图4A的IVB — IVB
方向剖面图。
图5A、图5B是表示伴随中心磁芯(第二磁芯)的转动产生的动作示例的图。
图6是表示在第一实施方式中设定的结构上的参数的图。
图7是表示第一实施方式的第一变形例的图。
图8是表示第一实施方式的第二变形例的图。
图9是表示本发明第二实施方式的定影单元结构的纵剖面图。
图IO是表示屏蔽构件的结构示例(1)的立体图。
图11A 图IIC是用于说明屏蔽构件造成磁场屏蔽效果的原理的原理图。
图12A、图12B是表示屏蔽构件的结构示例(2)的图。
图13A是表示转动机构的结构的侧视图，图13B是图13A的XIIIB一XIIIB方向剖面图。
图14A、图14B是表示利用结构示例(2)的屏蔽构件时的动作示例的图。
图15是表示屏蔽构件的结构示例(3)的立体图。
图16A、图16B是表示利用结构示例(3)的屏蔽构件时的动作示例的图。
图17是表示在第二实施方式中设定的结构上的参数的图。
图18是表示屏蔽构件的结构示例(4)的立体图。
图19A是表示把结构示例(4)的屏蔽构件安装在中心磁芯(第二磁芯)上的状态的图，图19B、图19C、图19D分别是图19A的XIXB方向、XIXC方向、XIXD方向剖面图。
图20是表示在利用结构示例(4)的屏蔽构件进行全面屏蔽时的动作示例的立体图。
图21、图22、图23、图24和图25分别表示把屏蔽构件从图20的状态向顺时针方向转动60° 、 120° 、 180° 、 240°和300°时的动作示例的立体图。
图26是表示第二实施方式的第一变形例的图。
图27是表示第二实施方式的第二变形例的图。
图28是表示第二实施方式的第三变形例的图。
具体实施例方式
下面利用附图对本发明的实施方式进行详细说明。
图1是表示本发明一个实施方式的图像形成装置1的结构的简图。图像形成装置1例如可以为打印机、复印机、传真机以及兼有这些功能的数码复合机等，用于根据从外部输入的图像信息，把调色剂图像转印到印刷纸等印刷介质表面上，进行印刷。
图1所示的图像形成装置1是串列式彩色打印机。该图像形成装置1具有方箱形的装置主体2，在该装置主体2的内部，把彩色图像形成(打
印)在纸(薄片体)上。在该装置主体2的上面，设置有出纸部(出纸 盘)3，用于排出印刷有彩色图像的纸。
在装置主体2内，在下部配置有用于收纳纸的供纸盒5，在中央部 位配置有用于用手供纸的堆纸盘6，在上部设置有图像形成部7。图像形 成部7根据从装置外部发送来的文字或图样等图像数据，在纸上形成(转 印)调色剂图像。
在图1中，在装置主体2的左侧部位上，配置有第一输送通道9， 用于把从供纸盒5抽出的纸输送到图像形成部7;在装置主体2的从右侧 部位到左侧部位上，配置有第二输送通道IO，用于把从堆纸盘6抽出的 纸输送到图像形成部7。此外在装置主体2内的左上侧部位配置有定影 单元14，对在图像形成部7中被形成图像的纸进行定影处理；以及第三 输送通道ll，把进行定影处理后的纸输送到出纸部3。
在把供纸盒5向装置主体2的外部(例如图1中的身前一侧)拉出 的状态下，可以补充纸。该供纸盒5具有收纳部16，在该收纳部16中， 可以选择性地装入至少两种供纸方向的尺寸不同的纸。装入收纳部16中 的纸通过供纸辊17和分配辊18 —张一张向第一输送通道9抽出。
堆纸盘6可以在装置主体2的外面打开或关闭，在其手动供纸部19 上可以用手一张一张放上纸，或可以层叠放上多张纸。放在手动供纸部 19上的纸由搓纸辊20和分配辊21，一张一张地向第二输送通道IO抽出。
第一输送通道9和第二输送通道10在对准辊22近旁汇合。提供给 对准辊22的纸在此暂时待机，在进行倾斜调整和时机调整后，向第二转 印部23送出。在第二转印部23中，把在中间转印带40上的全彩色调色 剂图像转印到被送出的纸上(第二转印)。此后，在定影单元14中纸上 的调色剂图像被定影后，该纸根据需要在第四输送通道12中翻转，在与 最初的面相反一侧的面上也通过第二转印部23转印全彩色的调色剂图像 (第二转印)。然后在定影单元14中把相反一面的调色剂图像定影之后， 该纸经过第三输送通道11通过排出辊24排出到出纸部3。
图像形成部7具有四个图像形成单元26、27、28和29，形成黑(B)、黄(Y)、青(C)和品红(M)各种颜色的调色剂图像。此外，图像形
成部7具有中间转印部30，用于合成并承载由所述图像形成单元26 29 形成的各种颜色的调色剂图像。
各图像形成单元26 29包括感光鼓32;带电部33,与感光鼓32 的圆周面相对配置；激光扫描单元34，向感光鼓32圆周面上的比带电部 33更靠向下游一侧的特定位置照射激光束；显影部35，在比激光扫描单 元34的激光束照射位置更靠向下游一侧的位置，与感光鼓32的圆周面 相对配置；以及清洁部36，在比显影部35更靠向下游一侧的位置，与感 光鼓32的圆周面相对配置。
各图像形成单元26 29的感光鼓32利用图中没有表示的驱动电动 机向图中的逆时针方向转动。此外，在各图像形成单元26 29的显影部 35中，在各调色剂盒51中分别装有黑色调色剂、黄色调色剂、青色调色 剂和品红色调色剂。
中间转印部30包括驱动辊38，配置在图像形成单元26附近的位 置；从动辊39，配置在图像形成单元29附近的位置；中间转印带40， 巻挂在驱动辊38和从动辊39上；以及四个转印辊41，对应于各图像形 成单元26 29的感光鼓32。各转印辊41配置在各图像形成单元26 29 中的比显影部35更靠向下游一侧的位置，隔着中间转印带40可以与各 感光鼓32压力接触。
在所述中间转印部30中，在各图像形成单元26 29的转印辊41的 位置，各颜色的调色剂图像分别重合转印到中间转印带40上。其结果， 最后在中间转印带40上形成全彩色的调色剂图像。
第一输送通道9把从供纸盒5抽出的纸输送到中间转印部30。在第 一输送通道9中包括多个输送辊43，配置在装置主体2内的规定位置； 以及对准辊22，配置在中间转印部30附近，用于调整图像形成部7的图 像形成动作和供纸动作的时机。
定影单元14通过对在图像形成部7中被转印了调色剂图像的纸进行 加热和加压，进行把未定影的调色剂图像定影在纸上的处理。定影单元 14具有由加热式的加压辊44 (加压构件)和定影辊45构成的辊对。加压辊44是金属制的辊，定影辊45具有金属制的芯、弹性体的表层(例
如硅海绵)和脱模层(例如PFA)。此外与定影辊45相邻设置加热辊 46，在该加热辊46和定影辊45上巻挂加热带48 (加热构件)。有关定 影单元14的详细结构将在后面叙述。
在纸的输送方向上，比定影单元14靠向上游一侧和下游一侧的位置 分别设置有输送通道47。经过中间转印部30输送来的纸，通过上游一侧 的输送通道47，被导入到加压辊44和定影辊45 (加热带48)之间的夹 缝中。并且，经过加压辊44和定影辊45之间的纸，通过下游一侧的输 送通道47被导向第三输送通道11。
第三输送通道11把在定影单元14中被实行定影处理的纸输送到出 纸部3。为此在第三输送通道ll中的适当位置处设置输送辊49，并且在 其出口配置所述排出辊24。
定影单元的第一实施方式
下面对用于所述图像形成装置1的第一实施方式的定影单元14进行 详细说明。
图2是表示第一实施方式的定影单元14结构的纵剖面图。在图2中， 表示把安装在图像形成装置1上的定影单元14绕逆时针方向转大约90 °的状态。因此，在图1中从下向上的送纸方向在图2中变成从右向左。 此外，在装置主体2是更大型(数码复合机等)的情况下，有时也安装 成图2所示的朝向。
定影单元14如上所述具有加压辊44、定影辊45、加热辊46和加热 带48。如上所述，由于加压辊44是金属制的辊，而定影辊45的表层具 有硅海绵的弹性层，所以在加热带48 (加压辊44)和定影辊45之间形 成平的夹缝NP。此外，在加压辊44的内侧设置有卤素加热器44a。加热 带48的基体材料是强磁性材料(例如Ni)，在其表层上形成薄膜弹性层 (例如硅橡胶)，在其外表面形成脱模层(例如PFA)。加热辊46的轴 芯是磁性金属(例如Fe)，在其表面上形成脱模层(例如PFA)。
定影单元14把纸夹在隔着加热带48的加压辊44和定影辊45之间 的夹缝NP部分来输送该纸。在该输送过程中，加压辊44和加热带48对纸供给热量，把转印在纸上的调色剂图像定影在纸上。
除此之外，定影单元14在加热辊46和加热带48的外侧装备有IH 线圈单元50 (图1中没有表示)。IH线圈单元50包括感应加热线圈 52(线圈)、 一对拱形磁芯54(第一磁芯的一部分)、 一对侧磁芯56(第 一磁芯的一部分)和中心磁芯58 (第二磁芯)。
线圈
如图2所示，感应加热线圈52为了在加热辊46和加热带48的圆弧 形部分进行感应加热，配置在沿该圆弧形外表面的假想圆弧面上。此外， 感应加热线圈52沿加热辊46的长边方向延伸(参照图4A)，大体覆盖 整个加热辊46的长边方向。实际上，在加热辊46和加热带48的外侧例 如配置有图中没有表示的树脂盖，感应加热线圈52以绕线状态配置在该 树脂盖上。
第一磁芯
在图2中，中心磁芯58位于中央，在其两侧成对配置所述拱形磁芯 54和侧磁芯56。其中两侧的拱形磁芯54是相互对称、断面做成拱形的 铁氧体(ferrite)制磁芯，全长都比感应加热线圈52的绕线区域长。两 侧的侧磁芯56是做成块形的铁氧体制磁芯。两侧的侧磁芯56连接在各 拱形磁芯54的一端(图2中的下端)，这些侧磁芯56覆盖在感应加热 线圈52的绕线区域的外侧。拱形磁芯54和侧磁芯56例如在加热辊46 长边方向的多个部位上隔开间隔固定配置。拱形磁芯54、侧磁芯56的配 置例如按照感应加热线圈52的磁通密度(磁场强度)分布来确定。
温度控制部
在图2的例子中，温度控制部包括热敏电阻62 (温度反应元件)和 温度控制电路621。热敏电阻62为了检测加热辊46的温度，设置在加热 辊46的内侧。 一个或多个热敏电阻62可以配置在加热辊46的尤其是因 感应加热产生的发热量大的部位的内侧。在第一实施方式中，优选的是 把热敏电阻62配置在与加热辊46的轴向中央位置(后面叙述的、图3 所示的最小纸通过宽度Wl的区域内)相对的内侧。
根据所述热敏电阻62检测到的温度，配置在图像形成装置1中的温度控制电路621控制向感应加热线圈52提供交流电的电源装置521。温 度控制电路621控制从电源装置521向感应加热线圈52提供的交流电， 以使由热敏电阻62检测的温度T保持在把调色剂图像定影在纸上所需要 的目标温度Ta。该控制可以是电源装置521的接通-断开控制，或者也 可以是通过改变电源装置521产生的交流电的电压或频率，来使向感应 加热线圈52提供的交流电量增减的控制。
此外，在加热辊46的内侧也可以设置一个或多个图中没有表示的温 度控制器(温度反应元件)。温度控制器可以配置在加热辊46的尤其是 因感应加热产生的发热量大的部位的内侧，对加热辊46的过度升温产生 反应而动作，停止感应加热线圈52的加热。
第二磁芯
中心磁芯58是断面做成圆筒形的铁氧体制磁芯。中心磁芯58与加 热辊46大体相同，长度大体与最大纸通过宽度(在由定影单元14输送 的纸中，最大尺寸纸的宽度)对应。虽然图2中没有表示，但中心磁芯 58连接于转动机构(参照图4A)，可以通过该转动机构绕其长边方向的 轴线转动。此外，中心磁芯58的断面也可以做成圆柱形。
中心磁芯58，在由感应加热线圈52产生的磁场方向上，配置于拱 形磁芯54和加热辊46 (加热带48)之间，用于与拱形磁芯54和侧磁芯 56—起形成磁路。详细地说，拱形磁芯54的端部54a (磁路的入口部或 出口部)位于离开加热带48的位置，中心磁芯58用于形成端部54a和 加热带48之间的中间磁路。
屏蔽构件
在中心磁芯58上沿其外表面安装有屏蔽构件60。屏蔽构件60做成 薄板形，按照中心磁芯58的外表面形状整体弯成圆弧形。如图所示，屏 蔽构件60也可以埋入中心磁芯58的壁厚部分中，还可以粘贴在中心磁 芯58的外表面。为粘贴屏蔽构件60，例如可以利用硅类粘接剂。
作为屏蔽构件60的构成材料，优选采用非磁性且导电性优良的材 料，例如可以采用无氧铜等。屏蔽构件60利用贯通其表面的垂直的磁场 产生的感应电流，产生逆磁场，消除交链磁通(interlinkageflux:垂直的贯通磁场)来进行屏蔽。此外通过利用导电性优良的材料，可以抑制因 感应电流产生的焦耳热，可以有效地屏蔽磁场。为了提高导电性，有效 的方法例如有(1)尽量选择固有电阻小的材料，(2)增加构件的厚 度等。具体地说，优选屏蔽构件60的板厚在0.5mm 3mm的范围内。 这样可以使屏蔽构件60的固有电阻足够小，能得到足够的磁屏蔽效果， 另一方面，可以减轻屏蔽构件60的重量。在本实施方式中利用板厚lmm 的构件。
磁屏蔽部
如图2所示，如果屏蔽构件60位于靠近加热带48表面的位置(屏 蔽位置；第一姿势)，则在感应加热线圈52的周围，磁阻增加，磁场强 度降低。另一方面，如果中心磁芯58从图2所示的状态转动180° (方 向没有特别的限定)，屏蔽构件60移动到距加热带48最远的位置(退 避位置；第二姿势)，则在感应加热线圈52的周围，磁阻降低，以中心 磁芯58为中心，通过两侧的拱形磁芯54和侧磁芯56形成磁路，磁场作 用在加热带48和加热辊46上。
图3A、图3B是表示配置屏蔽构件60的一个例子的图。图3A所示 的状态对应于所述屏蔽位置，图3B所示的状态对应于退避位置。图3A、 图3B分别在上层表示中心磁芯58的侧视图，在下层表示俯视图。图中， 在中心磁芯58的外表面加(涂满)了网点。
如上所述，中心磁芯58的长度与最大纸通过宽度W2 (第一区域) 大体相同，或比它长。此时，屏蔽构件60在中心磁芯58的长边方向上 被分割成两个，它们的形状相互对称。如图3B所示各屏蔽构件60俯视 为梯形。在中心磁芯58的圆周方向上，屏蔽构件60的长度在中心磁芯 58的中央附近位置处最短，从该位置向中心磁芯58的两侧端逐渐增加。
屏蔽构件60设置在与纸通过方向垂直的最小纸通过宽度Wl (第二 区域；由定影单元14输送的纸中，尺寸最小的纸的宽度)的两个外侧， 在最小纸通过宽度Wl的范围内只存在很少部分的屏蔽构件60。并且， 在中心磁芯58的两端，屏蔽构件60到达最大纸通过宽度W2的稍外侧。 其中，最小纸通过宽度Wl和最大纸通过宽度W2按照由图像形成装置1 可以印刷的最小尺寸或最大尺寸的纸决定。如上所述，在本实施方式中，在中心磁芯58的转动方向上，屏蔽构
件60的长度占中心磁芯58的外圆周长的比例沿中心磁芯58的轴向(长 边方向)不同。此时，设屏蔽构件60的长度(Lc)占中心磁芯58的外 圆周长(L)的比例为覆盖率(=Lc/L)，覆盖率在中心磁芯58的内侧 小，从该内侧越向轴向的外侧(两端)越大。具体地说，覆盖率在最小 纸通过区域(最小纸通过宽度Wl的范围)附近最小，而在中心磁芯58 的两端最大。
通过切换屏蔽构件60的位置，部分地抑制产生的磁通，可以对待各 个纸尺寸(纸通过宽度)。此时，根据纸尺寸改变中心磁芯58的转动角 度(转动位移量)，纸尺寸越大使磁屏蔽量越小，相反，纸尺寸越小使 屏蔽量越大，由此可以防止加热辊46和加热带48的两端部分过度升温。 此外，图3A、图3B中分别用箭头表示向顺时针方向和逆时针方向的转 动，但中心磁芯58也可以仅向一个方向转动。并且，纸通过方向也可以 与图3A所示的方向相反。
转动机构
下面对使中心磁芯58绕轴线转动的机构进行说明。图4A表示转动 机构64的结构的侧视图，图4B是图4A的IVB — IVB方向的剖面图。 如图4A所示，转动机构64包括步进式电动机66、减速机构68、驱动轴 70和控制器69。转动机构64利用减速机构68把步进式电动机66的转 动降低到规定的转速，对驱动轴70进行驱动，使中心磁芯58绕其轴线 转动。中心磁芯58的轴线沿与感应加热线圈52产生的磁场通过中心磁 芯b8的力向交叉的力向延伸。
减速机构68例如采用蜗杆，也可以利用其他的方式。此外，为了检 测中心磁芯58的转动角度(从基准位置的转动位移量)，在驱动轴70 的端部设置带切口的盘72，其与光断续器(photointerrupter) 74相组合。
驱动轴70与中心磁芯58的一个端部连接，该驱动轴70不贯通中心 磁芯58的内部，支撑中心磁芯58。中心磁芯58的转动角度由施加在步 进式电动机66上的驱动脉冲数来控制。控制器69包括用于控制驱动步 进式电动机66的控制电路。该控制电路例如可以由控制用IC、输入输出 驱动器和半导体存储器等构成。来自光断续器74的检测信号通过输入驱动器，输入到控制器69， 控制器69根据该检测信号检测出当前的中心磁芯58的转动角度(位置)。 另一方面，来自图中没有表示的图像形成控制部的有关当前的纸尺寸的 信息通知给控制器69。按照该纸尺寸信息，控制用IC从半导体存储器 (ROM)读出适合纸尺寸的转动角度的信息，以规定的周期输出与到达 其目标转动角度相应的驱动脉冲。驱动脉冲通过输出驱动器施加到步进 式电动机66上，使步进式电动机66动作。
图5A、图5B是表示伴随中心磁芯58的转动产生的动作示例的图。 图5A表示伴随中心磁芯58的转动，把屏蔽构件60的位置切换到退避位 置(第二磁芯处于第二姿势)时的动作示例。在该状态下，在感应加热 线圈52产生的磁场内，屏蔽构件60不进行磁屏蔽。在这种情况下，感 应加热线圈52产生的磁场通过侧磁芯56、拱形磁芯54和中心磁芯58， 经过加热带48和加热辊46。此时在强磁性体的加热带48和加热辊46 中产生涡电流，因各材料所具有的固有电阻产生焦耳热，对加热带48和 加热辊46进行加热。
图5B表示把屏蔽构件60的位置切换到屏蔽位置(第二磁芯处于第 一姿势)时的动作示例。在该状态下，在感应加热线圈52产生的磁场内， 屏蔽构件60进行磁屏蔽。在这种情况下，由于在最小纸通过区域的外侧， 屏蔽构件60位于由感应加热线圈52生成的磁通路上，所以可以部分地 抑制磁场的产生。因此可以抑制最小纸通过区域外侧的发热量，防止加 热带48和加热辊46过度升温。
此外通过使中心磁芯58的转动角度一点一点改变，可以调整磁场的 屏蔽量。例如，如果从图5B的位置向逆时针方向增加中心磁芯58的转 动角度，则在图中的左侧不进行屏蔽而产生磁场，但在图中的右侧继续 进行磁屏蔽。在这种情况下，与图5A的位置比较，总体来看，由于产生 的磁场强度降低，所以可以相应地降低发热量。
结构上的参数
为了良好地得到如上所述的磁场调整效果，对IH线圈单元50的结 构设定以下最佳参数。图6是表示本实施方式中设定的结构上的参数的 图。下面对参数之间的关系进行说明。按照IH线圈单元50的结构，加热带48在与加热辊46接触的位置 上形成圆弧形的外表面。并且，感应加热线圈52配置在沿所述圆弧形的 外表面假想形成的圆弧面(图中附图标记S1)上，该假想圆弧面形成于 所述加热带48的圆弧形外表面的外侧，并与该加热带48的圆弧形外表 面同心。此外，中心磁芯58是以轴线为中心的圆筒形，沿其外表面粘贴 的(或埋设的)屏蔽构件60弯曲成圆弧形。此时，以下关系成立。
rl》r2的关系
参数rl相当于配置感应加热线圈52的假想圆弧面Sl的曲率半径。 参数r2相当于在屏蔽构件60的位置被切换到屏蔽位置的状态下，从加 热带48的圆弧形外表面的曲率中心01到屏蔽构件60外表面的最短距 离。此时，因rl^r2的关系成立，所以在屏蔽位置可以可靠地进行磁屏 蔽。
02^01的关系
参数0 1、 0 2都是以中心磁芯58的轴线为中心的角度。参数6>1相 当于以下两个直线之间的角度，其中一个直线是指，把加热带48的圆弧 形外表面的曲率中心01和中心磁芯58的中心02连接的假想直线(图 中附图标记L1);另一个直线是指，把中心02与中心磁芯58外表面和 配置感应加热线圈52的假想圆弧面Sl的交点(图中附图标记a)相连接 的直线。参数0 2是在屏蔽构件60的位置被切换到屏蔽位置的状态下， 相当于以下两个直线之间的角度，其中一个直线是指所述假想直线Ll; 另一个直线是指，连接中心O2和屏蔽构件60的端点(图中附图标记b) ^^THW73I^^6> 1的关系成立，则在感应加热线圈52的中心 一侧可以可靠地切断磁通路，所以可以充分发挥屏蔽构件60进行磁屏蔽 的效果。
平面S2和端点c的位置关系
图6中所示的假想平面(附图标记S2)是在中心磁芯58的中心02， 与所述假想直线L1垂直交叉的平面。在图6中，拱形磁芯54的水平部 分以该假想平面(S2)为中心形成。此时在屏蔽构件60的位置被切换到 退避位置(图中用虚线表示的位置)的状态下，从加热带48的圆弧形外 表面看，屏蔽构件60的端点(图中附图标记c)的位置被设定在比假想平面(S2)更远的位置上。即，在屏蔽构件60是圆弧形状的情况下，如 果其在圆周方向太长，则即使移动到退避位置，在端点的位置也有可能 屏蔽磁路。所以在本实施方式中，采用的结构是在屏蔽构件60移动到
退避位置的状态下，使其端点(c)的位置比拱形磁芯54的水平部分的 中心更远离加热带48，因而在退避位置不屏蔽磁场。这样，在退避位置 不会阻碍加热带48的感应加热效率。
变形例1
图7是表示第一实施方式的定影单元14的第一变形例即定影单元 14A的图。在该定影单元14A中，不利用所述加热带48而用定影辊45A 和加压辊44对调色剂图像进行定影。IH线圈单元50与该定影辊45A的 圆周面相对配置。
在定影辊45A的外圆周上，例如缠绕有与所述加热带相同的磁性体， 用感应加热线圈52对磁性体进行感应加热。在这种情况下，热敏电阻62 设置在定影辊45A外侧相对磁性体层的位置。其他与上述记载相同，使 中心磁芯58转动，由此可以调整对磁场的屏蔽量。
变形例2
图8是表示第一实施方式的定影单元14的第二变形例即定影单元 14B的图。在此表示利用不同方式的IH线圈单元50A的例子。在该结构 示例中，IH线圈单元50A不是在加热带48的圆弧形的位置处，而是在 加热辊46和定影辊45之间的平面状的位置处，进行感应加热。这种情 况下也同样是使中心磁芯58转动，由此可以调整对磁场的屏蔽量。
定影单元的第二实施方式
图9是表示第二实施方式的定影单元214结构的纵剖面图。如上所 述，定影单元214包括加压辊44、定影辊45、加热辊46和加热带48。 这些构件与第一实施方式相同，在此省略说明。
除此之外，定影单元214在加热辊46和加热带48外侧具有IH线圈 单元250。 IH线圈单元250包括感应加热线圈52 (线圈)、 一对拱形磁 芯54 (第一磁芯的一部分)、 一对侧磁芯56 (第一磁芯的一部分)和中 心磁芯258 (第二磁芯)。在该中心磁芯258上，沿其外表面安装有屏蔽
25构件260。与第一实施方式的定影单元14不同的点实际上只是该中心磁 芯258具有的屏蔽构件260，所以下面以此为中心进行说明，省略或简化 关于其他部分的说明。
第二实施方式的屏蔽构件260为环形。当中心磁芯258上的屏蔽构 件260位于屏蔽位置(第一姿势)时，感应加热线圈52产生的磁场贯通 屏蔽构件260的环内。另一方面，当中心磁芯258上的屏蔽构件260位 于退避位置(第二姿势)时，感应加热线圈52产生的磁场通过屏蔽构件 260的环外。
中心磁芯258是断面为圆筒形的铁氧体制磁芯，虽然在图9中没有 表示，但该中心磁芯258与转动机构连接(参照图13A)，利用该转动 机构，可以绕其长边方向的轴线转动。
屏蔽构件260沿中心磁芯258的外表面安装。屏蔽构件260为冲切 薄板的内侧并只留下薄板的周围边缘部的一个方形环形状，整体弯曲成 圆弧形。此外如图所示，屏蔽构件260可以埋入中心磁芯258的壁厚部 分，也可以粘贴在中心磁芯258外表面。为粘贴屏蔽构件260，例如可以 利用硅类粘接剂。
作为屏蔽构件260的构成材料，优选采用非磁性且导电性优良的材 料，例如可以采用无氧铜等。屏蔽构件260利用垂直的磁场贯通其环内 产生的感应电流，产生逆磁场，来消除交链磁通(垂直的贯通磁场)进 行屏蔽。此外，通过利用导电性优良的材料，可以抑制因感应电流产生 讷焦耳热，可以有效地屏蔽磁场。为了提高导电性，有效的方法例如有r (1)尽可能选择固有电阻小的材料、(2)增加构件的厚度等。具体地 说，优选屏蔽构件60的板厚在0.5mm 3mm的范围内。在本实施方式 中采用lmm的板厚。
如图9所示，如果屏蔽构件260位于靠近加热带48表面的位置(屏 蔽位置；第一姿势)，则在感应加热线圈52的周围磁阻增加，磁场强度 降低。另一方面，中心磁芯258从图9所示的状态转动180° (方向没有 特别的限定)，屏蔽构件260移动到距加热带48最远的位置(退避位置； 第二姿势)，则在感应加热线圈52的周围磁阻降低，以中心磁芯258为中心通过两侧的拱形磁芯54和侧磁芯56形成磁路，磁场作用在加热带 48和加热辊46上。
屏蔽构件的结构示例(1)
图IO是表示结构示例(1)的屏蔽构件260的立体图。屏蔽构件260 整体为矩形环形状，其四边由在宽度方向上相对的一对直线部60a和在 长度方向上相对的一对圆弧部60b构成。在该例子中，在中心磁芯258 的一个端部(最小纸通过区域的外侧)配置屏蔽构件260。此外在中心磁 芯258的另一个端部也配置相同的屏蔽构件260。
图11A 图11C是用于说明利用屏蔽构件260获得磁屏蔽效果的原 理的原理图。图11A 图11C中，屏蔽构件260被简化成金属丝模式。
如图IIA所示，对于环形的屏蔽构件260，如果产生沿垂直方向(一 个方向)贯通其环面(假想平面)的磁场(交链磁通)，则由此在屏蔽 构件260的圆周方向产生感应电流。于是因电磁感应产生与贯通磁场相 反方向的磁场(逆磁场)，所以它们相互抵消，消除了磁场。在第二实 施方式中，利用该消除磁场的效果，进行磁屏蔽。
如图IIB上层所示，在环形的屏蔽构件260的环面上产生双方向的 贯通磁场，此时交链磁通的总和大约相抵为0 (±0)。在该情况下，在 屏蔽构件260中几乎不产生感应电流。因此屏蔽构件260几乎不发挥消 除磁场的效果，向双方向的磁场直接通过屏蔽构件260。这与如图11B 的下层所示的，磁场沿U形折返方向通过屏蔽构件260内侧的情况相同。 此外在第二实施方式中，使屏蔽构件260退避到磁场在任何方向都不贯 通的位置，由此使磁场通过。
图11C表示产生与环形的屏蔽构件260的环面大体平行的磁场(交 链磁通)的情况。在这种情况下，同样在屏蔽构件260中也几乎不产生 感应电流，因此也不会产生消除磁场的效果。在本实施方式中虽然没有 采用该方法，但这是在现有技术中主要采用的退避方法。但是，在感应 加热线圈52的周围要得到这样的磁场环境，需要使屏蔽构件260产生较 大的位移，相应地可动空间就要变大。
在结构示例(1)中，着眼于利用图11A所示的原理可以得到磁屏蔽效果这点，伴随中心磁芯258的转动，使屏蔽构件260移到屏蔽位置 或退避位置，由此进行最佳的磁屏蔽。
屏蔽构件的结构示例(2)
图12A、图12B是表示结构示例(2)的屏蔽构件260A的图。图12A 对应于所述屏蔽位置，图12B对应于退避位置。这些图12A、图12B的 上层表示中心磁芯258的侧视图，下层表示俯视图。此外在图中，在中 心磁芯258的外表面外露的部分上加了网点。
中心磁芯258的全长大体与最大纸通过宽度W2相同或比它长。此 时，屏蔽构件260A在中心磁芯258的长边方向上被分割成两个，它们为 相互对称的形状。如图12B所示，各屏蔽构件260整体外形俯视看为梯 形。在中心磁芯258的圆周方向上，屏蔽构件260A的长度(环宽度)在 靠近中心磁芯258的中央位置最短，由此处向中心磁芯258的两侧端逐 渐增加。
特别是屏蔽构件260A整体为一个方环形，其内部由多个圆弧部60b 分割成多个环。在这种结构下，因可以利用分割的一个个环发挥屏蔽的 效果，所以可以适应多种尺寸的纸。
此外，屏蔽构件260A设置在与纸通过方向垂直的最小纸通过宽度 Wl的两个外侧，在最小纸通过宽度Wl的范围内只存在很少部分的屏蔽 构件260A。而屏蔽构件260A在中心磁芯258的两端，到达最大纸通过 宽度W2的稍外侧。其中，最小纸通过宽度Wl和最大纸通过宽度W2 按照由图像形成装青1可以印刷的最小尺寸或最大尺寸的纸决定。
在结构示例(2)中，屏蔽构件260A的长度(环宽度)占中心磁芯 258转动方向上的外圆周长的比例，沿中心磁芯258的轴向(长边方向) 不同。此时，设屏蔽构件260A的环宽度(设为Lc)占中心磁芯258的 外圆周长(设为L)的比例为覆盖率(=Lc/L)，该覆盖率在中心磁芯 258的内侧小，由内侧越向轴向的外侧(两端)越大。具体地说，覆盖率 在最小纸通过区域(最小纸通过宽度Wl的范围)附近为最小，相反在 中心磁芯258的两端为最大。
通过使屏蔽构件260A伴随中心磁芯258的转动而移动，部分抑制产生的磁通，可以对待各个纸尺寸(纸通过宽度)。此时根据纸的尺寸 改变中心磁芯258的转动角度(转动位移量)，纸尺寸越大，磁屏蔽量
越小，相反，纸尺寸越小，屏蔽量越天，这样可以防止加热辊46和加热 带48的两端部分过度升温。在图12A、图12B中用箭头表示向逆时针方 向转动，但中心磁芯258也可以向顺时针方向转动。此外，纸通过方向 也可以与图12A所示的方向相反。
关于使中心磁芯258绕轴线转动的机构，与第一实施方式相同。图 13A是表示使中心磁芯258转动的转动机构64A结构的侧视图，图13B 是图13A的XIIIB — XIIIB方向剖面图。转动机构64A包括步进式电动机 66、减速机构68、驱动轴70和控制器69。各构成与第一实施方式相同， 所以省略了说明。
结构示例(1)、结构示例(2)的动作
图14A、图14B是表示伴随中心磁芯258的转动产生的屏蔽构件260 (260A)的动作示例的图。下面分别进行说明。
图14A表示伴随中心磁芯258的转动，把屏蔽构件260的位置切换 到退避位置(第二磁芯处于第二姿势)时的动作示例。在该状态下，在 感应加热线圈52产生的磁场内，屏蔽构件260不屏蔽磁场。即，在这种 情况下，感应加热线圈52产生的磁场不贯通屏蔽构件260的环内，而是 通过环外。因此，磁场经过侧磁芯56、拱形磁芯54和中心磁芯258，通 过加热带48和加热辊46。此时在强磁性体的加热带48和加热辊46中产 生涡电流，因各材料具有的固有电阻产生焦耳热，对加热带48和加热辊 46进行加热。
图14B表示使屏蔽构件260的位置切换到屏蔽位置(第二磁芯处于 第一姿势)时的动作示例。在这种状态下，在感应加热线圈52产生的磁 场内，屏蔽构件260进行磁场屏蔽。即，在这种情况下，在最小纸通过 区域的外侧，屏蔽构件260位于磁通路上，磁场贯通屏蔽构件260的环 内。因此根据图IIA所示的原理，可以部分抑制磁场的产生。这样可以 在最小纸通过区域的外侧抑制发热量，能防止加热带48和加热辊46过 度升温。在结构示例(2)的情况下，通过使中心磁芯258的转动角度一点一
点改变，可以调整磁场的屏蔽量。例如从图14B的位置向逆时针方向增 加中心磁芯258的转动角度，因在屏蔽构件260的环偏离屏蔽位置的部 分(最小纸通过区域的附近)不进行屏蔽，所以产生磁场，但在其他部 分(最小纸通过区域的外侧)继续进行磁屏蔽。
屏蔽构件的结构示例(3)
图15是表示结构示例(3)的屏蔽构件260B的立体图。在图中没有 表示中心磁芯258。屏蔽构件260B整体为圆筒体形状。g卩，屏蔽构件260B 在长边方向上的两端位置具有一对环部60c,在它们之间用三根直线部 60a连接。直线部60a沿环部60c的圆周方向间隔配置。在结构示例(3) 中，屏蔽构件260B分别配置在中心磁芯258 —端(最小纸通过区域的外 侧)和另一端。
在这种屏蔽构件260B中，沿圆周方向在三个部位形成环形的部分。 即，在圆周方向上用相邻的两根直线部60a和连接它们的环部60c形成 一个环形部分，所以屏蔽构件260B整体有三个环形部分。
结构示例(3)的动作
图16A、图16B是表示采用结构示例(3)的屏蔽构件260B时的动 作示例的图。
图16A表示伴随中心磁芯258的转动，把屏蔽构件260B的位置切 换到退避位置时的动作示例。在该状态下，在感应加热线圈52产生的磁 场内，屏蔽抝件260B对磁场不讲行屏蔽。结构示例(3)，在使屏蔽构 件260B退避的状态下，利用图IIB下层所示的原理。
艮P，通过使三根直线部60a中的一根位于线圈52的中心线上，使位 于与加热辊46相反一侧(图中的上方)的一个环形部分R1退避到磁场 外侧。其他两个环形部分R2、 R3使磁场沿U形折返方向通过它们的内 侧。通过这样配置环形部分R1、 R2、 R3，可以达到不产生磁屏蔽效果的 状态。因此，磁场经侧磁芯56、拱形磁芯54和中心磁芯258，通过加热 带48和加热辊46。此时在强磁性体的加热带48和加热辊46中产生涡电 流，因各材料具有的固有电阻产生焦耳热进行加热。图16B表示把屏蔽构件260B的位置切换到屏蔽位置时的动作示例。 在该状态下，在感应加热线圈52产生的磁场内，屏蔽构件260B进行磁 屏蔽。在这种情况下，在最小纸通过区域的外侧，屏蔽构件260B的环形 部分Rl、 R2、 R3分别位于磁通路上，磁场贯通环内。g口，通过图中左 侧的拱形磁芯54的磁通路贯通环形部分Rl，并成为贯通另一个环形部 分R2的通路。此外，通过图中右侧的拱形磁芯54的磁通路贯通环形部 分R3，并成为贯通另一个环形部分R2的通路。因此根据图11A所示的 原理，可以部分抑制产生磁场。由此可以在最小纸通过区域外侧抑制发 热量，防止加热带48和加热辊46的过度升温。
结构上的参数
在结构示例(1) (3)中，为了获得好的磁屏蔽效果，对于IH线 圈单元250的结构设定以下最佳参数。图17是表示第二实施方式中设定 的结构上的参数的图。其中例举了结构示例(3)的屏蔽构件260B。下 面对参数之间的关系进行说明。
按照IH线圈单元250的结构，加热带48在与加热辊46接触的位置 上形成圆弧形的外表面。感应加热线圈52配置在沿该圆弧形外表面假想 形成的圆弧面(图中附图标记S1)上，该假想圆弧面形成在所述加热带 48的圆弧形外表面的外侧，并与该加热带48的圆弧形外表面同心。此外， 中心磁芯258是以轴线为中心的圆筒形，沿其外表面粘贴(或埋设)的 屏蔽构件260B弯曲成圆弧形状。中心磁芯258的轴线(中心02)位于 通过线圈52的中心线的位置。此时以下关系成立。
rl>r2的关系
参数rl相当于配置感应加热线圈52的假想圆弧面(Sl)的曲率半 径。参数r2相当于在屏蔽构件260B的位置被切换到屏蔽位置的状态下， 从加热带48的圆弧形外表面的曲率中心01到屏蔽构件260B外表面的 最短距离。此时，因rl〉r2的关系成立，所以可以可靠地在屏蔽位置进 行磁屏蔽。
线圈底面和端点b的位置关系
在使屏蔽构件260B移动到屏蔽位置的状态下，在中心磁芯258的圆 周方向上，假想地规定屏蔽构件260B端点的位置(图中附图标记b)。此时通过使设置线圈52的假想圆弧面Sl位于端点b附近，可以很好地
发挥利用屏蔽构件260B的磁屏蔽效果。
拱形磁芯和端点c的位置关系
如图17中的虚线所示，在使屏蔽构件260B移动到退避位置的状态下，在中心磁芯58的圆周方向，假想地规定屏蔽构件60端点的位置(图中附图标记c)。此时通过使拱形磁芯54位于比端点c更靠近加热带48或加热辊46的位置，在进行感应加热时屏蔽构件60不阻碍磁场，可以有助于实现良好的预热环境。
屏蔽构件的结构示例(4)
图18是表示结构示例(4)的屏蔽构件260C的立体图，图中没有表示中心磁芯258。屏蔽构件260C是将结构示例(3)进一步发展的方式。屏蔽构件260C，在其长边方向上的一端具有开孔形状的圆盘60A，此外沿长边方向与该圆盘60A隔开距离地具有相同形状的圆盘60B。并且，屏蔽构件260C沿长边方向与所述圆盘60B隔开距离地具有大约三分之二圆的开孔形状的圆盘60C，此外，屏蔽构件260C的另一端具有大约三分之一圆的开孔形状的圆盘60D。
这四个圆盘60A 60D中的三个圆盘60A、 60B、 60C通过三根直线部60a相互连接。剩下的另一端的圆盘60D与相邻的圆盘60C通过两根直线部60a连接。
图19A是表示把结构示例(4)的屏蔽构件260C安装在中心磁芯258上的状态的图，图19B、图19C、图19D分别是图19A的XIXB方向、XIXC方向、XIXD方向的剖面图。屏蔽构件260C整体嵌入中心磁芯258中，但圆盘60A 60D从中心磁芯258的外表面稍稍露出圆周面。
如图19A所示，结构示例(4)的屏蔽构件260C也设置在中心磁芯258长边方向上的端部。此时，离最小纸通过区域最远的圆盘60A位于与最大尺寸P1 (例如A3、 A4R尺寸)对应的位置，下一个圆盘60B位于与中等尺寸P2 (例如B4R尺寸)对应的位置，再下一个圆盘60C位于与中等小尺寸P3 (例如B4尺寸)对应的位置。而最小纸通过区域附近的圆盘60D位于与最小尺寸P4 (例如A5R尺寸)对应的位置。如图19B所示，圆盘60A、 60B做成完整的环形形状。如图19C所 示，圆盘60C是大约三分之二圆的不完整的环形形状。在圆盘60C的缺 少部分中，填充中心磁芯258的铁氧体材料。如图19D所示，圆盘60D 是大约三分之一圆的扇形形状。在圆盘60D的缺少部分中也填充中心磁 芯258的铁氧体材料。
结构示例(4)的动作示例
从图20到图25是利用结构示例(4)的屏蔽构件260C时的动作示 例，是顺序表示六个动作示例的立体图。各图中粗线箭头表示产生的感 应电流或通过的磁场。下面分别进行说明。
全面屏蔽(0° )
首先图20是表示用屏蔽构件260C进行全面屏蔽时的动作示例的立 体图。在各动作示例中，假设在相对于屏蔽构件260C从上向下贯通的方 向丄广生磁场。在以下的l^^中，^图20所示的全面屏蔽状态为0° ， 以由此状态开始的转动角度表示屏蔽构件260C的位移量。
当伴随中心磁芯258的转动，使屏蔽构件260C移动到圆盘60D位 于下方的转动角度(0° )时，则可以在屏蔽构件260C的长边方向的整 个面上发挥磁屏蔽的效果。即， 一端位置上的圆盘60A和另一端位置上 的圆盘60D由连接它们的直线部60a形成最大形状的环形部分，所以可 以通过其整体进行磁屏蔽。在这种情况下，按照最小尺寸P4，可以防止 加热带48和加热辊46的过热。
无屏蔽(60° )
图21是表示屏蔽构件260C从图20的状态向顺时针方向转动60° 时的动作示例的立体图。在该情况下，由于直线部60a位于线圈52的中 心线上(与图16A的状态相同)，所以屏蔽构件260C位于退避位置，
不产生磁屏蔽效果。
中等小尺寸屏蔽(120° )
图22是表示屏蔽构件260C从图20的状态向顺时针方向转动120° 时的动作示例的立体图。在该情况下，通过在圆盘60A和圆盘60C之间 形成的一个环形部分，可以发挥磁屏蔽效果。在该动作示例中，例如按照中等小尺寸P3，可以防止加热带48和加热辊46的过热。 无屏蔽(180° )
图23是表示屏蔽构件260C从图20的状态向顺时针方向转动180° 时的动作示例的立体图。在该情况下，与图21相同，由于直线部60a位 于线圈52的中心线上(图16A的状态)，所以屏蔽构件260C位于退避 位置，不产生磁屏蔽效果。
中等尺寸屏蔽(240° )
图24是表示屏蔽构件260C从图20的状态向顺时针方向转动240° 时的动作示例的立体图。在该情况下，通过在圆盘60A和圆盘60B之间 形成的一个环形部分，可以发挥磁屏蔽效果。在该动作示例中，例如按 照中等尺寸P2，可以防止加热带48和加热辊46的过热。
无屏蔽(300° )
图25是表示屏蔽构件260C从图20的状态向顺时针方向转动300° 时的动作示例的立体图。在该情况下，与图21、图23相同，由于直线部 60a位于线圈52的中心线上，所以屏蔽构件260C位于退避位置，不产 生磁屏蔽效果。在无屏蔽(60° ) 、 (180° ) 、 (300° )的情况下， 按照最大尺寸Pl，可以对加热带48和加热辊46进行感应加热。
变形例1
图26是表示第二实施方式的定影单元214第一变形例即定影单元 214A的图。在该定影单元214A中，不利用所述加热带48而是通过定影 辊45A和加压辊44对调色剂图像进行定影。IH线圈单元250与该定影 辊45A的圆周面相对配置。
在定影辊45A的外圆周面上，例如缠绕有与所述加热带相同的磁性 体，用感应加热线圈52对磁性体进行感应加热。在该情况下，热敏电阻 62设置在定影辊45A的外侧与磁性体层相对的位置。其他与前述相同， 使中心磁芯258转动，由此可以使屏蔽构件260B分别移动到屏蔽位置和
退避位置。
变形例2
图27是表示第二实施方式的定影单元214的第二变形例即定影单元214B的图。该定影单元214B的加热辊46A用非磁性金属(例如SUS: 不锈钢)材料制成，与前述实施方式不同的是中心磁芯258配置在加热 辊46A的内部。此外，在IH线圈单元250A中，两个拱形磁芯54通过 由磁性金属制成的中间片541连接，在中间片541的下部设置有中间磁 芯55。
在用非磁性金属制成加热辊46A的情况下，由感应加热线圈52产 生的磁场通过侧磁芯56、拱形磁芯54、中间片541和中间磁芯55，贯通 加热辊46A到达内部的中心磁芯258，用该贯通磁场对加热带48进行感 应加热。
在这种结构示例中，如图27所示，如果把屏蔽构件260B的环形部 分的位置切换到与中间磁芯55相对的位置(屏蔽位置)，则进行磁屏蔽， 可以在纸通过区域的外侧抑制过度升温。另一方面，磁场不贯通屏蔽构 件260B环内的状态为退避位置，在该情况下，不产生磁屏蔽效果，在最 大纸通过区域对加热带48进行感应加热。
变形例3
图28是表示第二实施方式的定影单元214的第三变形例即定影单元 214C的图。在此表示利用了不同方式的IH线圈单元250B的例子。在该 结构示例中，不是在加热带48的圆弧形的位置而是在加热辊46和定影 辊45之间的平面状的位置上，IH线圈单元250B进行感应加热。在该情 况下也一样可以使中心磁芯258转动，进行磁屏蔽。
以上对本发明的各种实施方式进行了说明，但本发明不限定于所述 的实施方式，可以进行各种变形。例如中心磁芯58 (258)的断面形状不 限于圆筒或圆柱，也可以是多边形。此外，在屏蔽构件260的俯视图中， 环形的形状也不限于梯形或矩形，还可以是三角形。
此外拱形磁芯54、侧磁芯56等各部分的具体方式也不限于图中表 示的方式，可以适当变形。
在所述结构中，可以对各种构件规定如以下(4) (6)的具体形 状和几何学参数。
权利要求
1. 一种图像形成装置，其特征在于包括图像形成部，把调色剂图像转印到薄片体上；以及定影单元，具有加热构件和加压构件，并把所述薄片体夹在该加热构件和加压构件之间进行输送，在该输送过程中，至少利用来自所述加热构件的热量，把调色剂图像定影在薄片体上；其中，所述定影单元包括线圈，产生用于对所述加热构件进行感应加热的磁场；第一磁芯，由磁性材料制成，固定配置在所述线圈的周围，用于在所述线圈的周围形成磁路；第二磁芯，由磁性材料制成，在由所述线圈产生的磁场方向上，配置在所述第一磁芯和所述加热构件之间，该第二磁芯能够改变姿势，用于与所述第一磁芯一起形成磁路；屏蔽构件，由非磁性金属制成，沿所述第二磁芯的外表面设置，用于在所述线圈产生的磁场内进行磁屏蔽；以及磁屏蔽部，用于使所述第二磁芯在所述屏蔽构件进行磁屏蔽的第一姿势和所述屏蔽构件不进行磁屏蔽的第二姿势之间改变姿势。
2. 根据权利要求l所述的图像形成装置，其特征在于， 所述第二磁芯绕与所述线圈产生的磁场通过方向交叉的轴线转动，来改变姿势，所述磁屏蔽部包括转动机构，用于使所述第二磁芯绕所述轴线转动， 来使该第二磁芯在所述第一姿势和所述第二姿势之间改变姿势。
3. 根据权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于， 所述线圈沿所述加热构件的外表面配置，所述第一磁芯隔着所述线圈与所述加热构件分离开配置，并具有所 述磁路的入口部和出口部，所述第二磁芯能够在所述磁路的入口部或出口部与所述加热构件之间形成中间磁路，在所述第一姿势时，所述屏蔽构件至少屏蔽所述中间磁路的一部分，在所述第二姿势时，所述屏蔽构件实质上不屏蔽所述中 间磁路。
4. 根据权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于，还包括控制 部，通过对利用所述转动机构得到的所述第二磁芯的转动量进行控制， 改变所述屏蔽构件的磁屏蔽量。
5. 根据权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于， 所述加热构件，在第一区域上被所述线圈进行感应加热，该第一区域是指，由所述定影单元输送来的薄片体中最大薄片体在经过时所接触 的区域，所述第二磁芯沿所述轴线方向延伸，在所述加热构件宽度方向上的 整个区域形成磁路，所述屏蔽构件，在所述第二磁芯的所述轴线方向上，设置在第二区 域的外侧，该第二区域是指，由所述定影单元输送来的薄片体中最小薄 片体在经过时所接触的区域。
6. 根据权利要求5所述的图像形成装置，其特征在于，当把所述屏蔽构件的长度在第二磁芯的沿转动方向的外圆周长上所占的比例设为覆 盖率时，该覆盖率沿所述轴线方向不同，并且在所述第二区域附近覆盖率较小。
7. 根据权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于， 所述加热构件的至少一部分具有圆弧形外表面， 所述线圈配置在沿所述加热构件的圆弧形外表面假想形成的圆弧面上，该假想圆弧面形成在所述加热构件的圆弧形外表面的外侧，并与该加热构件的圆弧形外表面同心，第二磁芯为以所述轴线为中心的圆筒形或圆柱形， 所述屏蔽构件沿所述第二磁芯的外表面弯曲成圆弧形状，其中， 当把配置所述线圈的假想圆弧面的曲率半径设为rl，把在所述第二磁芯处于所述第一姿势的状态下，从所述加热构件的圆弧形外表面的曲率中心到所述屏蔽构件外表面的最短距离设为r2时，rl》r2的关系成立。
8. 根据权利要求7所述的图像形成装置，其特征在于， 把所述第二磁芯的轴线设为第二磁芯的中心，把在以下两个直线之间的角度设为0 1，其中一个直线是指，把所述 加热构件的圆弧形外表面的曲率中心和所述第二磁芯的中心连接的假想 直线，另一个直线是指，把所述第二磁芯的外表面与配置所述线圈的假 想圆弧面的交点和所述第二磁芯的中心相连接的直线，在所述第二磁芯处于所述第一姿势的状态下，把以下两个直线之间 的角度设为0 2，其中一个直线是所述假想直线，另一个直线是指，把在 所述第二磁芯的圆周方向上的所述屏蔽构件的端点和所述第二磁芯的中 心连接的直线，其中，02》0 1的关系成立。
9. 根据权利要求8所述的图像形成装置，其特征在于， 所述第一磁芯以假想平面为中心形成，该假想平面是在所述第二磁芯的中心，与把所述加热构件的圆弧形外表面的曲率中心和所述第二磁 芯的中心连接的假想直线垂直交叉，在所述第二磁芯处于所述第二姿势的状态下，在所述第二磁芯的圆 周方向上的所述屏蔽构件的端点位置，被设定在比所述假想平面更远离 所述加热构件的圆弧形外表面的位置上。
10. 根据权利要求l所述的图像形成装置，其特征在于， 所述屏蔽构件具有环形形状部，在所述第二磁芯处于所述第一姿势的状态下，所述线圈产生的磁场 贯通所述屏蔽构件的环形形状部内，在所述第二磁芯处于所述第二姿势的状态下，所述线圈产生的磁场 通过所述屏蔽构件的环形形状部的外侧。
11. 根据权利要求IO所述的图像形成装置，其特征在于， 所述第二磁芯绕与所述线圈产生的磁场通过方向交叉的轴线转动，来改变姿势，所述磁屏蔽部包括转动机构，用于使所述第二磁芯绕所述轴线转动， 来使该第二磁芯在所述第一姿势和所述第二姿势之间改变姿势。
12. 根据权利要求IO所述的图像形成装置，其特征在于，所述屏蔽 构件呈一个具有共同外周部分的方形环形状，在所述加热构件的长边方 向上，该方形环的内部被分割成多个部分。
13. 根据权利要求IO所述的图像形成装置，其特征在于， 所述线圈沿所述加热构件的外表面配置，并且所述第一磁芯被分割配置在所述线圈的沿所述外表面的中心的两侧，所述第二磁芯设置在磁路经过被分割的所述第一磁芯与所述线圈的 中心汇合的位置上。
14. 根据权利要求13所述的图像形成装置，其特征在于， 所述加热构件的至少一部分具有圆弧形的外表面， 所述线圈配置在沿所述加热构件的圆弧形外表面假想形成的圆弧面上，该假想圆弧面形成在所述加热构件的圆弧形外表面的外侧，并与该 加热构件的圆弧形外表面同心，所述第二磁芯为圆筒形或圆柱形，所述屏蔽构件沿所述第二磁芯的外表面弯曲成圆弧形状，其中， 当把配置所述线圈的假想圆弧面的曲率半径设为rl，把在所述屏蔽 构件的位置切换到屏蔽位置的状态下，从所述加热构件的圆弧形外表面 的曲率中心到所述屏蔽构件外表面的最短距离设为r2时，rl>r2的关系成立。
15. 根据权利要求14所述的图像形成装置，其特征在于，配置所述 线圈的假想圆弧面在所述第二磁芯处于所述第一姿势的状态下，位于在 所述第二磁芯圆周方向上的所述屏蔽构件端点附近的位置。
16. 根据权利要求14所述的图像形成装置，其特征在于，所述第一磁芯在所述第二磁芯处于所述第二姿势的状态下，位于比在所述第二磁 芯圆周方向上的所述屏蔽构件端点的位置更靠近所述加热构件的位置 上。
17. 根据权利要求l所述的图像形成装置，其特征在于， 还包括温度控制部，控制所述线圈对所述加热构件进行感应加热的状态，所述温度控制部沿所述加热构件的内圆周面配置，具有对所述加热 构件的温度产生反应的温度反应元件，并根据该温度反应元件的反应结 果控制所述线圈的动作。
18. 根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，所述屏蔽 构件的材料是铜。
19. 根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，所述屏蔽 构件由非磁性金属制成，厚度在0.5mm 3mm范围内。
20. 根据权利要求l所述的图像形成装置，其特征在于， 所述线圈配置在所述加热构件的外侧， 所述第二磁芯配置在所述加热构件的内侧。
全文摘要
本发明提供一种图像形成装置，包括图像形成部和定影单元。定影单元包括线圈，产生用于对加热构件进行感应加热的磁场；第一磁芯，由磁性材料制成，固定配置在线圈的周围，用于在线圈的周围形成磁路；第二磁芯，由磁性材料制成，在由线圈产生的磁场方向上，配置在第一磁芯和加热构件之间，能够改变姿势，用于与第一磁芯一起形成磁路；屏蔽构件，由非磁性金属制成，沿第二磁芯的外表面设置，在线圈产生的磁场内进行磁屏蔽；以及磁屏蔽部，使第二磁芯在屏蔽构件进行磁屏蔽的第一姿势和屏蔽构件不进行磁屏蔽的第二姿势之间改变姿势。由此，可以削减配置在加热构件内部的构件来降低热容量，缩短预热时间，而且能节省空间。
文档编号G03G15/20GK101482728SQ20081017902
公开日2009年7月15日 申请日期2008年11月25日 优先权日2008年1月7日
发明者中嶋荣次, 南条让, 权钟浩, 石田直行, 笠间健一, 近藤昭浩 申请人:京瓷美达株式会社