JP2005234000A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置とそこに設置される定着装置とに関し、特に、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置及び画像形成装置に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic method such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a multifunction machine thereof, and a fixing device installed therein, and in particular, a fixing device using an electromagnetic induction heating method. And an image forming apparatus.
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、装置の立ち上がり時間を低減して省エネルギー化することを目的とした、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a fixing device using an electromagnetic induction heating method for reducing energy consumption by reducing the start-up time of an image forming apparatus such as a copying machine or a printer is known (for example, Patent Documents). 1).
特許文献1等において、電磁誘導加熱方式の定着装置は、主として、加熱ローラと定着ローラとによって張架された定着部材としての定着ベルトや、加熱ローラに定着ベルトを介して対向する誘導加熱部や、定着ローラに定着ベルトを介して対向する加圧ローラ等で構成される。誘導加熱部は、幅方向(記録媒体の搬送方向に直交する方向である。)に延設されたコイル部や、コイル部に対向するコア等で構成される。加熱ローラの内部にも、定着ベルトを介してコイル部に対向するコア(内部コア)が内設されている。 In Patent Document 1 or the like, an electromagnetic induction heating type fixing device mainly includes a fixing belt as a fixing member stretched between a heating roller and a fixing roller, an induction heating unit facing the heating roller via the fixing belt, The pressure roller is opposed to the fixing roller via a fixing belt. The induction heating unit includes a coil unit extending in the width direction (a direction perpendicular to the conveyance direction of the recording medium), a core facing the coil unit, and the like. Inside the heating roller, a core (inner core) facing the coil portion via the fixing belt is also provided.
そして、定着ベルトは、誘導加熱部との対向位置で加熱される。加熱された定着ベルトは、定着ローラ及び加圧ローラの位置に搬送される記録媒体上のトナー像を加熱して定着する。詳しくは、コイル部に高周波の交番電流を流すことで、コイル部に対向するコアと加熱ローラ内の内部コアとの間に磁力線が形成されて、加熱ローラ表面に渦電流が生じる。加熱ローラに渦電流が生じると、加熱ローラ自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、加熱ローラに巻装された定着ベルトが加熱される。
このような電磁誘導加熱方式を用いた定着装置は、定着ベルトの表面温度(定着温度)を所望の温度まで昇温するのに、少ないエネルギー消費で短い立ち上げ時間でおこなうことができるものとして知られている。
The fixing belt is heated at a position facing the induction heating unit. The heated fixing belt heats and fixes the toner image on the recording medium conveyed to the positions of the fixing roller and the pressure roller. Specifically, when a high-frequency alternating current is passed through the coil part, magnetic lines of force are formed between the core facing the coil part and the inner core in the heating roller, and an eddy current is generated on the surface of the heating roller. When an eddy current is generated in the heating roller, Joule heat is generated by the electric resistance of the heating roller itself. The fixing belt wound around the heating roller is heated by the Joule heat.
A fixing device using such an electromagnetic induction heating method is known to be capable of increasing the surface temperature (fixing temperature) of a fixing belt to a desired temperature and using a small amount of energy and a short start-up time. It has been.
上述した従来の定着装置は、装置のコストが高く、装置の重量が大きいという問題があった。 The conventional fixing device described above has a problem that the cost of the device is high and the weight of the device is large.
これは、定着装置のコア部の材料として、フェライト等の高価な材料が用いられていることによる。通常、フェライトからなるコア部は、焼結にてその形状が形成される。そのために、コア部の形状を薄肉化して軽量化することが難しかった。
具体的に、加熱ローラの内部に設置されたローラ形状の内部コアの場合、製造上の制約によって、中空構造にすることが難しく、重量が大きな中実構造になっていた。
This is because an expensive material such as ferrite is used as the material of the core portion of the fixing device. Usually, the core part made of ferrite is formed by sintering. For this reason, it has been difficult to reduce the weight of the core part by reducing the thickness.
Specifically, in the case of a roller-shaped inner core installed inside the heating roller, it was difficult to make a hollow structure due to manufacturing restrictions, and a solid structure with a large weight was obtained.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、低廉化かつ軽量化された定着装置及び画像形成装置を提供することにある。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus which are inexpensive and light in weight.
この発明の請求項1記載の発明にかかる定着装置は、記録媒体上のトナー像を加熱して当該トナー像を当該記録媒体に定着させる定着部材と、前記定着部材に対向するように幅方向に延設されたコイル部と、前記コイル部に対向するコア部と、を備え、前記コア部は、電磁鋼板からなるものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a fixing device that heats a toner image on a recording medium and fixes the toner image on the recording medium, and a width direction so as to face the fixing member. An extended coil part and a core part facing the coil part are provided, and the core part is made of an electromagnetic steel plate.
また、請求項2記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1記載の発明において、前記定着部材は、加熱ローラと定着ローラとに張架された定着ベルトであって、前記加熱ローラは、前記定着ベルトの外周面に対向する前記コイル部に当該定着ベルトを介して対向する位置に配設され、前記定着ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに前記定着ベルトを介して対向する位置に配設され、前記コア部は、前記コイル部に前記定着ベルトを介して対向する位置であって前記加熱ローラの内部に配設されたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the fixing member is a fixing belt stretched between a heating roller and a fixing roller, and the heating roller includes: The fixing roller is disposed at a position facing the coil portion facing the outer peripheral surface of the fixing belt via the fixing belt, and the fixing roller is connected to the pressure roller that presses the recording medium to be conveyed via the fixing belt. The core portion is disposed at a position facing the coil portion, and is disposed at a position facing the coil portion via the fixing belt and inside the heating roller.
また、請求項3記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記コア部は、前記コイル部に対向する姿勢を可変できるように構成され、前記コア部の前記姿勢を可変して前記コイル部に電流を流したときに電磁誘導により加熱される前記定着部材の幅方向の加熱範囲を可変するものである。 A fixing device according to a third aspect of the present invention is the fixing device according to the first or second aspect, wherein the core portion is configured to be able to change a posture facing the coil portion, and the core The heating range in the width direction of the fixing member that is heated by electromagnetic induction when a current is passed through the coil portion by changing the posture of the portion is varied.
また、請求項4記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1〜請求項3のいずれかに記載の発明において、前記コア部は、回転自在に構成された円筒体であって、前記円筒体は、その外周面に開口する長さが幅方向に段階的に減少又は増加する複数の開口部を備えたものである。 A fixing device according to a fourth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to third aspects, wherein the core portion is a cylindrical body configured to be rotatable, and the cylindrical portion. The body is provided with a plurality of openings in which the length of the opening on the outer peripheral surface decreases or increases stepwise in the width direction.
また、請求項5記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1〜請求項4のいずれかに記載の発明において、前記コア部は、回転自在に構成された円筒体であって、前記円筒体は、その外周面に開口する長さが幅方向に漸減又は漸増する開口部を備えたものである。 The fixing device according to a fifth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the core portion is a cylindrical body configured to be rotatable. The body is provided with an opening in which the length opening on the outer peripheral surface gradually decreases or gradually increases in the width direction.
また、請求項6記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1〜請求項5のいずれかに記載の発明において、前記コア部は、回転自在に構成された円筒体であって、前記円筒体は、その外周面に磁束を遮断する長さが幅方向に段階的に減少又は増加する遮断部材を備えたものである。 The fixing device according to a sixth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the core portion is a cylindrical body configured to be freely rotatable. The body is provided with a blocking member whose length for blocking the magnetic flux is gradually reduced or increased in the width direction on the outer peripheral surface thereof.
また、請求項7記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1〜請求項6のいずれかに記載の発明において、前記コア部は、回転自在に構成された円筒体であって、前記円筒体は、その外周面に磁束を遮断する長さが幅方向に漸減又は漸増する遮断部材を備えたものである。 The fixing device according to a seventh aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the core portion is a cylindrical body configured to be freely rotatable. The body is provided with a blocking member whose length for blocking the magnetic flux is gradually decreased or increased in the width direction on the outer peripheral surface thereof.
また、請求項8記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項4〜請求項7のいずれかに記載の発明において、前記円筒体は、電磁鋼板の両端を溶接して形成され、前記円筒体の溶接部は、前記コイル部に電流を流したときに当該コイル部に対向しない位置にあるものである。 The fixing device according to an eighth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the fourth to seventh aspects, wherein the cylindrical body is formed by welding both ends of an electromagnetic steel sheet. The welded portion is located at a position not facing the coil portion when a current is passed through the coil portion.
また、この発明の請求項9記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項1〜請求項8のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。 An image forming apparatus according to a ninth aspect of the present invention includes the fixing device according to any one of the first to eighth aspects.
本発明は、コア部を電磁鋼板で形成しているために、低廉化かつ軽量化された定着装置及び画像形成装置を提供することができる。 The present invention can provide a fixing device and an image forming apparatus that are reduced in cost and weight because the core portion is formed of a magnetic steel sheet.
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
実施の形態1.
図1〜図5にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1において、1は画像形成装置としてのレーザープリンタの装置本体、3は画像情報に基いた露光光Lを感光体ドラム18上に照射する露光部、4は装置本体1に着脱自在に設置される作像部としてのプロセスカートリッジ、7は感光体ドラム18上に形成されたトナー像を記録媒体Pに転写する転写部、10は出力画像が載置される排紙トレイ、11、12は転写紙等の記録媒体Pが収納された給紙部、13は記録媒体Pを転写部7に搬送するレジストローラ、15は主として給紙部11、12の記録媒体Pとは異なるサイズの記録媒体Pを搬送する際に用いる手差し給紙部、20は記録媒体P上の未定着画像を定着する定着装置を示す。
Embodiment 1 FIG.
A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, 1 is a main body of a laser printer as an image forming apparatus, 3 is an exposure unit that irradiates a
図1を参照して、画像形成装置における、通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、露光部3(書込部)から、画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Lが、プロセスカートリッジ4の感光体ドラム18上に向けて発せられる。感光体ドラム18は図中の反時計方向に回転しており、所定の作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程)を経て、感光体ドラム18上に画像情報に対応したトナー像が形成される。
その後、感光体ドラム18上に形成されたトナー像は、転写部7で、レジストローラ13により搬送された記録媒体P上に転写される。
With reference to FIG. 1, an operation during normal image formation in the image forming apparatus will be described.
First, exposure light L such as laser light based on image information is emitted from the exposure unit 3 (writing unit) toward the
Thereafter, the toner image formed on the
一方、転写部7に搬送される記録媒体Pは、次のように動作する。
まず、画像形成装置本体1の複数の給紙部11、12のうち、1つの給紙部が自動又は手動で選択される(例えば、最上段の給紙部11が選択されたものとする。)。なお、複数の給紙部11、12には、それぞれ、異なるサイズの記録媒体Pや、搬送方向の異なる同一サイズの記録媒体Pが、収納されている。
On the other hand, the recording medium P conveyed to the transfer unit 7 operates as follows.
First, one of the plurality of
そして、給紙部11に収納された記録媒体Pの最上方の1枚が、搬送経路Kの位置に向けて搬送される。その後、記録媒体Pは、搬送経路Kを通過してレジストローラ13の位置に達する。そして、レジストローラ13の位置に達した記録媒体Pは、感光体ドラム18上に形成されたトナー像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部7に向けて搬送される。
Then, the uppermost sheet of the recording medium P stored in the
そして、転写工程後の記録媒体Pは、転写部7の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置20に達する。定着装置20に達した記録媒体Pは、定着ベルトと加圧ローラとの間に送入されて、定着ベルトから受ける熱と加圧ローラから受ける圧力とによってトナー像が定着される。トナー像が定着された記録媒体Pは、定着ベルトと加圧ローラとの間から送出された後に、出力画像として画像形成装置本体1から排出されて、排紙トレイ10上に載置される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。
After the transfer process, the recording medium P passes through the position of the transfer unit 7 and then reaches the
Thus, a series of image forming processes is completed.
次に、図2にて、画像形成装置本体1に設置される定着装置20の構成・動作について詳述する。
図2に示すように、定着装置20は、主として、定着ローラ21、定着ベルト22、加熱ローラ23、誘導加熱部24、加圧ローラ30、サーモスタット37、オイル塗布ローラ34、ガイド板35、分離板36等で構成される。
Next, the configuration / operation of the
As shown in FIG. 2, the
ここで、定着ローラ21は、その表面にシリコーンゴム等の弾性層が形成されていて、不図示の駆動部によって図2の反時計方向に回転駆動される。
加熱ローラ23は、SUS430等の磁性・導電性材料からなる円筒部材であって、図の反時計方向に回転する。加熱ローラ23の内部には、電磁鋼板からなる内部コア28(コア部)が設置されている。コア部としての内部コア28は、定着ベルト22を介してコイル部25に対向している。内部コア28の回転は、加熱ローラ23(円筒部材)の回転とは別々におこなわれる。加熱ローラ23の構成・動作については、図3にて詳しく説明する。
Here, the fixing
The
定着部材としての定着ベルト22は、加熱ローラ23と定着ローラ21とに張架・支持されている。定着ベルト22は、ポリイミド樹脂等からなるベース層や、銀やニッケルや鉄等からなる発熱層や、フッ素化合物等からなる離型層(表面層)等からなる多層構造のエンドレスベルトである。定着ベルト22の離型層によって、トナーTに対する離型性が担保されている。
A fixing
誘導加熱部24は、コイル部25、コア26、コイルガイド27等で構成される。
ここで、コイル部25は、加熱ローラ23に巻装された定着ベルト22の一部を覆うように、細線を束ねたリッツ線を幅方向(図2の紙面垂直方向である。)に延設したものである。コイルガイド27は、耐熱性の高い樹脂材料等からなり、コイル部25を保持する。コア26は、電磁鋼板からなり、センターコア26aやサイドコア26が設けられている。コア26は、幅方向に延設されたコイル部25に対向するように設置されている。
The induction heating unit 24 includes a coil unit 25, a
Here, the coil unit 25 extends a litz wire in which thin wires are bundled in the width direction (in the direction perpendicular to the paper in FIG. 2) so as to cover a part of the fixing
なお、定着装置20の「コア部」とは、電磁誘導加熱に寄与する対向する双方のコア部をいう。したがって、定着装置20のコア部は、誘導加熱部24のコア26と、加熱ローラ23に内設された内部コア28と、である。
本実施の形態1では、誘導加熱部24のコア26と、加熱ローラ23に内設された内部コア28と、を、電磁鋼板にて形成しているために、定着装置20を低廉化し、軽量化することができる。
The “core portion” of the fixing
In the first embodiment, since the
また、加圧ローラ30は、芯金上にフッ素ゴムやシリコーンゴム等の弾性層が形成されたものであり、定着ベルト22を介して定着ローラ21に圧接している。そして、定着ベルト22と加圧ローラ30との当接部(定着ニップ部である。)に、記録媒体Pが搬送される。
The
定着ベルト22と加圧ローラ30との当接部の入口側には、記録媒体Pの搬送を案内するガイド板35が配設されている。
定着ベルト22と加圧ローラ30との当接部の出口側には、記録媒体Pの搬送を案内するとともに記録媒体Pが定着ベルト22から分離するのを促進する分離板36が配設されている。
A
A
定着ベルト22の外周面の一部には、オイル塗布ローラ34が当接している。オイル塗布ローラ34は、定着ベルト22上にシリコーンオイル等のオイルを供給する。これにより、定着ベルト22上におけるトナー離型性がさらに担保される。なお、オイル塗布ローラ34には、その表面上の汚れを除去するクリーニングローラ33が当接されている。
An
加熱ローラ23の外周面の一部には、サーモスタット37が当接されている。そして、加熱ローラ23上の表面温度が所定の温度を超えた場合には、サーモスタット37によって誘導加熱部24への通電が切断される。これにより、誘導加熱部24による加熱ローラ23の過熱が制限される。
なお、図示は省略するが、定着ベルト22の外周面にはサーミスタが当接されている。そして、サーミスタによって、定着ベルト22上の表面温度(定着温度)が検知されて、誘導加熱部24による加熱量が調整される。
A
Although not shown, a thermistor is in contact with the outer peripheral surface of the fixing
このように構成された定着装置20は、次のように動作する。
定着ローラ21の回転駆動によって、定着ベルト22は図2中の矢印方向に周回するとともに、加熱ローラ23の円筒部材も反時計方向に回転して、加圧ローラ30も矢印方向に回転する。定着ベルト22は、誘導加熱部24との対向位置で加熱される。詳しくは、コイル部25に高周波の交番電流を流すことで、コア26と内部コア28との間に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このとき、加熱ローラ23表面に渦電流が生じて、加熱ローラ23自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、加熱ローラ23に巻装された定着ベルト22が加熱される。
The fixing
As the fixing
その後、誘導加熱部24によって発熱した定着ベルト22表面は、加圧ローラ30との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体P上のトナー像Tを加熱して溶融する。
詳しくは、先に説明した作像プロセスを経てトナー像Tを担持した記録媒体Pが、ガイド板35に案内されながら定着ベルト22と加圧ローラ30との間に送入される(矢印Y10の搬送方向の移動である。)。そして、定着ベルト22から受ける熱と加圧ローラ30から受ける圧力とによってトナー像Tが記録媒体Pに定着されて、記録媒体Pは定着ベルト22と加圧ローラ30との間から送出される。
Thereafter, the surface of the fixing
Specifically, the recording medium P carrying the toner image T through the image forming process described above is fed between the fixing
図3〜図5にて、本実施の形態1において特徴的な、加熱ローラ23及び内部コア28の構成・動作について、詳しく説明する。
図3は、図2の定着装置20に設置された加熱ローラ23を、誘導加熱部24側から幅方向にみた正面図である。図4は、加熱ローラ23内に設置された内部コア28を示した斜視図である。
3 to 5, the configuration and operation of the
FIG. 3 is a front view of the
図3に示すように、加熱ローラ23の円筒部材内には、円筒体の内部コア28が回転自在に設置されている。
詳しくは、図4を参照して、コア部としての内部コア28は、板厚が1mm程度の矩形の電磁鋼板を曲げ加工した後に、その両端を溶接して円筒体にしたものである(図4中の28bが溶接部である。)。ここで、電磁鋼板とは、磁力線を通しやすい物質(強磁性体)のなかで低廉な鉄に、ケイ素(シリコーン)を加えたり、結晶方位のそろい方や磁区の幅を制御したりすることにより、磁気特性を改良したものである。
As shown in FIG. 3, a cylindrical
Specifically, referring to FIG. 4, the
また、図3及び図4を参照して、内部コア28の外周面には、幅方向両端部に、複数の開口部28aが設けられている。複数の開口部28aは、開口する長さが幅方向に段階的に増加(又は減少)するように形成されている。
なお、複数の開口部28aは、電磁鋼板を円筒体に仕上げる曲げ加工前の板状の段階で、打ち抜き加工によって形成される。その後、図4に示すように円筒体に仕上げられた内部コア28の幅方向両端には、軸部を有するフランジが圧入される。そして、フランジを有する円筒体の内部コア28は、加熱ローラ23内に回転自在に設置される(図3の状態である。)。
3 and 4, the outer peripheral surface of the
The plurality of
ここで、内部コア28に設けられた複数の開口部28aは、誘導加熱部24によって加熱される定着ベルト22の幅方向の加熱範囲を可変するために設けられたものである。すなわち、誘導加熱部24のコイル部25に対向する内部コア28に開口部28aがあるとき、その開口部28aの範囲では、誘導加熱部24のコア26との間に形成される磁束の密度が激減する。したがって、開口部28aの範囲に対応する定着ベルト22の範囲は、ほとんど加熱されないことになる。
Here, the plurality of
具体的に、図3の状態の内部コア28を、周方向に所定角度回転させて、内部コイル28の最長の開口部28aをコイル部25に対向させる。このとき、最長の開口幅に対応する定着ベルト22上は加熱されずに、その領域外(中央の幅L2の領域である。)のみが定着ベルト22の加熱範囲となる。
この状態は、幅L2の記録媒体Pを連続的に定着する場合に適している。具体的に、画像形成装置で扱う最小幅(例えば、148mm)の記録媒体Pを定着する場合には、内部コア28のコイル部25に対向する姿勢を上述の状態に固定して、図2で説明した定着工程をおこなう。
Specifically, the
This state is suitable when the recording medium P having the width L2 is continuously fixed. Specifically, when fixing the recording medium P having the minimum width (for example, 148 mm) handled by the image forming apparatus, the posture facing the coil portion 25 of the
このとき、定着ベルト22上の幅方向の定着温度分布は、図5の実線R2に示すようになる。すなわち、定着ベルト22の幅L2を超えた範囲では、温度上昇が生じないために、定着ベルト22の熱的破損を抑止できる。
At this time, the fixing temperature distribution in the width direction on the fixing
詳しくは、次の通りである。
本実施の形態1の画像形成装置は、幅の異なる数種類の記録媒体Pに対して、画像形成ができるように構成されている。ここで、幅の異なる記録媒体Pとは、JIS寸法のA列やB列における種々の定形サイズの記録媒体の他に、不定形サイズの記録媒体も含まれる。また、同一サイズ(例えば、A4サイズである。)の記録媒体Pであっても、長手方向を搬送方向にした場合と、短手方向(長手方向に直交する方向である。)を搬送方向にした場合とでは、幅の異なる記録媒体を扱っていることになる。
Details are as follows.
The image forming apparatus according to the first embodiment is configured to be able to form images on several types of recording media P having different widths. Here, the recording media P having different widths include recording media of irregular sizes in addition to recording media of various regular sizes in the A and B rows of JIS dimensions. Further, even in the case of the recording medium P having the same size (for example, A4 size), when the longitudinal direction is the transport direction, the short direction (the direction perpendicular to the longitudinal direction) is the transport direction. In this case, recording media having different widths are handled.
このような幅の異なる記録媒体Pを定着装置20で定着する場合には、記録媒体Pの幅(幅方向の長さである。)に応じて、定着ベルト22の幅方向の熱分布が変動して、温度ムラが生じてしまう。例えば、幅の小さな記録媒体Pを通紙して定着する場合には、その記録媒体Pの幅に対応する定着ベルト22の位置(通紙位置である。)では熱が多く奪われて、その他の位置(非通紙位置である。)に比べて定着温度が低くなる。このような現象は、幅の小さな記録媒体Pを連続的に通紙するような場合に、特に顕著になる。
When such a recording medium P having a different width is fixed by the fixing
したがって、定着ベルト22の幅方向中央の定着温度を基準として定着ベルト22の幅方向全域の定着温度を制御しようとすると、定着ベルト22の幅方向中央の定着温度は所望の温度に制御できるものの、幅方向両端部の定着温度が上昇してしまうことになる。このように、定着ベルト22の幅方向両端部の定着温度が上昇した状態で、幅の大きな記録媒体Pを定着すると、温度上昇位置に対応した記録媒体P上にホットオフセットが発生してしまう。さらに、幅方向両端部の定着温度が定着ベルト22の耐熱温度を超えた場合には、定着ベルト22に熱的破損が生じて寿命が低下してしまう。
Therefore, if it is attempted to control the fixing temperature in the entire width direction of the fixing
本実施の形態1の定着装置20では、記録媒体Pの幅に応じて、定着ベルト22の幅方向の加熱範囲を可変しているので、定着ベルト22の幅方向両端部における温度上昇を抑止することができる。
In the fixing
なお、図5は、定着ベルト22上の幅方向の温度分布を示すグラフである。図5において、横軸は定着ベルト22における幅方向の位置を示し、縦軸は定着ベルト22表面の温度(定着温度)を示す。ここで、横軸の幅方向位置の0は、定着ベルト22の幅方向中央位置を示す。実線R1は内部コア28における開口部28aの開口範囲を最小として定着ベルト22の加熱範囲を最大としたときの温度分布を示し、実線R2は内部コア28における開口部28aの開口範囲を最大として定着ベルト22の加熱範囲を最小としたときの温度分布を示す。
FIG. 5 is a graph showing the temperature distribution in the width direction on the fixing
図3の状態の内部コア28を、さらに周方向に所定角度回転させて、内部コイル28のいずれの開口部28aをもコイル部25に対向させないようにする。このとき、定着ベルト22の最大範囲(幅L1の全範囲である。)が加熱範囲となる。
この状態は、幅L1の記録媒体Pを連続的に定着する場合に適している。具体的に、画像形成装置で扱う最大幅(例えば、297mm)の記録媒体Pを定着する場合には、内部コア28のコイル部25に対向する姿勢を上述の状態に固定して、図2で説明した定着工程をおこなう。
The
This state is suitable when the recording medium P having the width L1 is continuously fixed. Specifically, when fixing the recording medium P having the maximum width (e.g., 297 mm) handled by the image forming apparatus, the posture of the
なお、幅がL1よりも小さくL2よりも大きな記録媒体Pを定着(画像形成)する場合には、内部コア28を記録媒体Pの幅に応じて所定角度回転させて、定着ベルト22の加熱範囲がその幅になるように調整する。これにより、定着ベルト22上の記録媒体Pの幅を超えた範囲では、温度上昇が生じないために、定着ベルト22の熱的破損を抑止できる。
When the recording medium P having a width smaller than L1 and larger than L2 is fixed (image formation), the
本実施の形態1においては、電磁鋼板からなる円筒体の内部コア28の外周面に開口部28aを形成することによって、定着ベルト22上の加熱範囲を可変している。したがって、コア部を幅方向に複数に分割したり、コア部の周面に磁束遮蔽部材を設けたりすることなく、比較的簡易な構成で、定着ベルト22上の加熱範囲を可変することができる。さらに、開口部28aは内部コア28の外周面から突出するものではないため、内部コア28の外径を制約なく加熱ローラ23の内周面に近づけることができる。これにより、コア26と内部コア28との間に形成される磁界の強さが大きくなって、定着ベルト22に対する加熱効率が向上する。
In the first embodiment, the heating range on the fixing
このように、加熱ローラ23内の内部コア28は、通紙される記録媒体Pの幅に応じて、その回転方向の姿勢(コイル部25に対向する姿勢である。)を可変するものである。ここで、内部コア28の溶接部28bは、電磁誘導時にコイル部25に対向しない位置にあるように設定されている。すなわち、最大幅L1から最小幅L2までのいずれの記録媒体Pを定着する場合であっても、コイル部25を通電して定着ベルト22を加熱するときに、内部コア28の溶接部28bがコイル部25に対向しないように、溶接部28bの位置が設定されている。これにより、内部コア28の溶接部28bがコイル部25に対向した状態で、コア26との間に磁力線が形成される不具合が防止される。すなわち、溶接部28bとコア26との間に形成される磁力線が不均一となって、定着ベルト22上に幅方向の温度ムラが生じる不具合が抑止される。
As described above, the
以上説明したように、本実施の形態1では、定着装置20のコア部26、28を電磁鋼板で形成しているために、装置を低廉化して軽量化することができる。特に、内部コア28を電磁鋼板で形成する場合には、内部コア28を中空構造にできるために軽量化の度合いが大きい。
また、内部コア28に開口幅の異なる複数の開口部28aを設けて、定着ベルト22の幅方向の加熱範囲を可変している。これにより、幅の短い記録媒体Pを連続的に定着した場合であっても定着ベルト22の幅方向両端部における温度上昇を抑止することができる。
As described above, in the first embodiment, since the
In addition, a plurality of
なお、本実施の形態1では、内部コア28に複数の開口部28aを設けて、定着ベルト22の幅方向の加熱範囲を可変した。これに対して、内部コア28に複数の開口部28aを設けずに、複数の開口部28aに対応する位置にそれぞれ磁束を遮断する遮断部材を設ける構成にすることもできる。遮断部材としては、透磁率の低い材料を用いることができ、例えば、厚さが0.5mm程度の銅を用いることができる。このような場合であっても、本実施の形態1と、ほぼ同等の効果を得ることができる。
In the first embodiment, the heating range in the width direction of the fixing
実施の形態2.
図6及び図7にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図6は、実施の形態2の定着装置20に設置された加熱ローラ23を、誘導加熱部24側から幅方向にみた正面図であって、前記実施の形態1の図3に相当する図である。図7は、図6の加熱ローラ23内に設置された内部コア28を示した斜視図であって、前記実施の形態1の図4に相当する図である。
本実施の形態2は、加熱ローラ23の内部に設置される内部コア28の形状が、前記実施の形態1のものとは相違する。
Embodiment 2. FIG.
6 and 7, the second embodiment of the present invention will be described in detail.
FIG. 6 is a front view of the
In the second embodiment, the shape of the
図6に示すように、加熱ローラ23の円筒部材内には、概円筒体の内部コア28が回転自在に設置されている。
詳しくは、図7を参照して、コア部としての内部コア28は、矩形の電磁鋼板の両端を溶接して円筒体にしたものである(図7中の28bが溶接部である。)。
As shown in FIG. 6, a substantially cylindrical
Specifically, referring to FIG. 7, an
また、図6及び図7を参照して、内部コア28の外周面には、幅方向両端部に開口部28aが設けられている。本実施の形態2の開口部28aは、前記実施の形態1のものとは異なり、開口する長さが幅方向に漸増(又は漸減)するように形成されている。
ここで、内部コア28に設けられた開口部28aは、前記実施の形態1と同様に、誘導加熱部24によって加熱される定着ベルト22の幅方向の加熱範囲を可変するために設けられたものである。
Referring to FIGS. 6 and 7,
Here, the opening 28 a provided in the
本実施の形態2においても、前記実施の形態1と同様に、画像形成をおこなう記録媒体Pの幅に応じて、加熱ローラ23内の内部コア28を所定角度回転させて固定する。これによって、コイル部25に対向する開口部28aの開口幅が調整されて、定着ベルト22の加熱範囲が記録媒体Pの幅に対応した範囲に調整される。そして、定着ベルト22上の記録媒体Pの幅を超えた範囲での温度上昇が防止されて、定着ベルト22の熱的破損が抑止される。
Also in the second embodiment, as in the first embodiment, the
以上説明したように、本実施の形態2でも、前記実施の形態1と同様に、定着装置20のコア部26、28を電磁鋼板で形成しているために、装置を低廉化して軽量化することができる。
また、内部コア28に開口幅が漸増する開口部28aを設けて、定着ベルト22の幅方向の加熱範囲を可変している。これにより、幅の短い記録媒体Pを連続的に定着した場合であっても定着ベルト22の幅方向両端部における温度上昇を抑止することができる。
As described above, in the second embodiment, as in the first embodiment, since the
Further, an opening 28 a whose opening width gradually increases is provided in the
なお、本実施の形態2では、内部コア28に開口部28aを設けて、定着ベルト22の幅方向の加熱範囲を可変した。これに対して、内部コア28に開口部28aを設けずに、開口部28aに対応する位置にそれと同等の形状の遮断部材を設ける構成にすることもできる。このような場合であっても、本実施の形態1とほぼ同等の効果を得ることができる。
In the second embodiment, the opening 28 a is provided in the
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、上記各実施の形態の中で示唆した以外にも、上記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and within the scope of the technical idea of the present invention, the above-described embodiments can be modified as appropriate in addition to those suggested in the above-described embodiments. Is clear. Further, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above-described embodiments, and the number, position, shape, and the like that are suitable for implementing the present invention can be used.
1 画像形成装置本体(装置本体)、 3 露光部、 4 作像部、
7 転写部、 10 排紙トレイ、 11、12 給紙部、
20 定着装置、 21 定着ローラ、 22 定着ベルト(定着部材)、
23 加熱ローラ、 24 誘導加熱部、 25 コイル部、
26 コア、 26a センターコア、 26b サイドコア、
28 内部コア(コア部)、 28a 開口部、 28b 溶接部、
30 加圧ローラ、 33 クリーニングローラ、 34 オイル塗布ローラ、
35 ガイド板、 36 分離板、 37 サーモスタット、 P 記録媒体。
1 image forming apparatus main body (apparatus main body), 3 exposure unit, 4 image forming unit,
7 Transfer section, 10 Paper discharge tray, 11, 12 Paper feed section,
20 fixing device, 21 fixing roller, 22 fixing belt (fixing member),
23 heating roller, 24 induction heating unit, 25 coil unit,
26 core, 26a center core, 26b side core,
28 inner core (core part), 28a opening, 28b welded part,
30 pressure roller, 33 cleaning roller, 34 oil application roller,
35 guide plate, 36 separation plate, 37 thermostat, P recording medium.
Claims (9)
前記定着部材に対向するように幅方向に延設されたコイル部と、
前記コイル部に対向するコア部と、を備え、
前記コア部は、電磁鋼板からなることを特徴とする定着装置。 A fixing member that heats the toner image on the recording medium and fixes the toner image on the recording medium;
A coil portion extending in the width direction so as to face the fixing member;
A core portion facing the coil portion,
The fixing device, wherein the core portion is made of an electromagnetic steel plate.
前記加熱ローラは、前記定着ベルトの外周面に対向する前記コイル部に当該定着ベルトを介して対向する位置に配設され、
前記定着ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに前記定着ベルトを介して対向する位置に配設され、
前記コア部は、前記コイル部に前記定着ベルトを介して対向する位置であって前記加熱ローラの内部に配設されたことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The fixing member is a fixing belt stretched between a heating roller and a fixing roller,
The heating roller is disposed at a position facing the coil portion facing the outer peripheral surface of the fixing belt via the fixing belt,
The fixing roller is disposed at a position facing the pressure roller that presses the conveyed recording medium via the fixing belt,
The fixing device according to claim 1, wherein the core portion is disposed inside the heating roller at a position facing the coil portion via the fixing belt.
前記コア部の前記姿勢を可変して前記コイル部に電流を流したときに電磁誘導により加熱される前記定着部材の幅方向の加熱範囲を可変することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の定着装置。 The core part is configured to be able to vary the posture facing the coil part,
3. The heating range in the width direction of the fixing member that is heated by electromagnetic induction when a current is passed through the coil portion by changing the posture of the core portion. The fixing device according to 1.
前記円筒体は、その外周面に開口する長さが幅方向に段階的に減少又は増加する複数の開口部を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の定着装置。 The core portion is a cylindrical body configured to be rotatable,
4. The fixing according to claim 1, wherein the cylindrical body includes a plurality of openings in which a length of an opening on an outer peripheral surface thereof is gradually reduced or increased in a width direction. 5. apparatus.
前記円筒体は、その外周面に開口する長さが幅方向に漸減又は漸増する開口部を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の定着装置。 The core portion is a cylindrical body configured to be rotatable,
5. The fixing device according to claim 1, wherein the cylindrical body includes an opening whose length that opens on the outer peripheral surface thereof gradually decreases or increases in the width direction. 6.
前記円筒体は、その外周面に磁束を遮断する長さが幅方向に段階的に減少又は増加する遮断部材を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の定着装置。 The core portion is a cylindrical body configured to be rotatable,
6. The fixing according to claim 1, wherein the cylindrical body includes a blocking member whose length for blocking the magnetic flux gradually decreases or increases in the width direction on an outer peripheral surface thereof. apparatus.
前記円筒体は、その外周面に磁束を遮断する長さが幅方向に漸減又は漸増する遮断部材を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の定着装置。 The core portion is a cylindrical body configured to be rotatable,
The fixing device according to claim 1, wherein the cylindrical body includes a blocking member whose length for blocking the magnetic flux is gradually decreased or gradually increased in the width direction on an outer peripheral surface thereof.
前記円筒体の溶接部は、前記コイル部に電流を流したときに当該コイル部に対向しない位置にあることを特徴とする請求項4〜請求項7のいずれかに記載の定着装置。 The cylindrical body is formed by welding both ends of a magnetic steel sheet,
The fixing device according to any one of claims 4 to 7, wherein the welded portion of the cylindrical body is in a position that does not face the coil portion when a current is passed through the coil portion.
An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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