JP2004333621A - 加熱装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】定着ローラの通紙幅方向端部側で加熱効率を低減し過剰な昇温を防止するとともに、機内の過剰な昇温を防止する定着装置を提供する。
【解決手段】中空の定着ローラ4と、前記定着ローラ4の内部に内装されホルダー211、211a、211bに保持されるコア9及び励磁コイル6とを有し、未定着トナーが担持された転写材Pを前記定着ローラ4に通紙し該転写材P上にトナーを加熱定着させる定着装置において、前記コア9及び前記励磁コイル6の通紙幅方向端部側は前記ホルダー211a及び211bとともに定着ローラ4から遠ざかる方向に移動する。
【選択図】 図4
【解決手段】中空の定着ローラ4と、前記定着ローラ4の内部に内装されホルダー211、211a、211bに保持されるコア9及び励磁コイル6とを有し、未定着トナーが担持された転写材Pを前記定着ローラ4に通紙し該転写材P上にトナーを加熱定着させる定着装置において、前記コア9及び前記励磁コイル6の通紙幅方向端部側は前記ホルダー211a及び211bとともに定着ローラ4から遠ざかる方向に移動する。
【選択図】 図4
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状の被加熱材を加熱する誘導加熱方式の加熱装置、及び該加熱装置を備える画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置の一形態としての複写機などには、転写材などのシート上に転写されたトナー像をシートに定着させる定着装置が備えられている。
【0003】
前記定着装置は、例えば、シート上のトナーを熱溶融させる加熱ローラとも指称される定着ローラと、当該定着ローラに圧接してシートを挟持する加圧部材としての加圧ローラとを有している。
【0004】
前記定着ローラは中空状に形成され、この定着ローラの中心軸上には、発熱源が保持手段により保持されている。前記発熱源としては、例えば、ハロゲンランプなどの管状発熱ヒータより構成され、所定の電圧が印加されることにより発熱するものである。
【0005】
このハロゲンランプは定着ローラの中心軸に位置しているため、ハロゲンランプから発せられた熱は定着ローラ内壁に均一に輻射され、定着ローラの外壁の温度分布は円周方向において均一となる。
【0006】
定着ローラの外壁は、その温度が定着に適した温度(例えば、150〜200℃)になるまで加熱される。この状態で定着ローラと加圧ローラは圧接しながら互いに逆方向へ回転し、トナーが付着したシートを挟持する。そして、定着ローラと加圧ローラとの圧接部(以下、ニップ部ともいう)において、シート上のトナーは定着ローラの熱により溶解し、両ローラから作用する圧力によりシートに定着される。
【0007】
しかし、ハロゲンランプなどから構成される発熱源を備えた上記定着装置においては、ハロゲンランプからの輻射熱を利用して定着ローラを加熱するため、電源を投入した後、定着ローラの温度が定着に適した所定温度に達するまでの時間(以下、「ウォームアップタイム」という)に、比較的長時間を要していた。その間、使用者は複写機を使用することができず、長時間の待機を強いられるという問題があった。
【0008】
一方、ウォームアップタイムの短縮を図ってユーザの操作性を向上すべく多量の電力を定着ローラに印加したのでは、定着装置における消費電力が増大し、省エネルギー化に反するという問題が生じていた。
【0009】
このため、複写機などの商品の価値を高めるためには、定着装置の省エネルギー化(低消費電力化)と、ユーザの操作性向上(クイックプリント)との両立を図ることが一層注目され重視されてきている。
【0010】
かかる要請に応える装置として、加熱源として高周波誘導を利用した誘導加熱方式の定着装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。
【0011】
誘導加熱方式の定着装置は、例えば、金属導体からなる中空の定着ローラの内部に励磁コイルが同心状に配置されており、この励磁コイルに高周波電流を流して生じた高周波磁界により定着ローラに誘導渦電流を発生させ、定着ローラ自体の表皮抵抗によって定着ローラそのものをジュール発熱させるようになっている。
【0012】
この誘導加熱方式の定着装置によれば、電気−熱変換効率がきわめて向上するため、ウォームアップタイムの短縮化が可能となる。
【0013】
【特許文献1】
特開昭59−33787号公報
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような誘導加熱方式の定着装置であっても、最大サイズの転写材に対応して通紙領域全域を定着温度まで温めて定着するように作動するために、実際にトナーを定着する以上のエネルギーを消費することがある。また、転写材のサイズによっては、通紙領域ではない領域が過剰に昇温して機内昇温や被加熱材の熱劣化などを引き起こすことがあった。
【0015】
本発明の目的は、誘導加熱方式の定着装置において、定着温度までの昇温が速いという特徴をいかしながら、通紙幅方向に対して端部側の昇温を防止し、機内の過剰な昇温を低減することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る加熱装置の構成としては、磁束発生手段と、前記磁束発生手段から発生される磁束の作用により発熱する発熱部材と、を有し、前記発熱部材に被加熱材を通紙し該被加熱材を加熱する加熱装置であって、前記磁束発生手段の通紙幅方向端部は前記発熱部材から遠ざかる方向に移動する。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本実施の形態における例示が本発明を限定することはない。
【0018】
(第1の実施の形態)
以下、本発明に係る第1の実施の形態について図1から図4を用いて説明する。
【0019】
図1は本第1の実施の形態に係る画像形成装置の概略断面図であり、図2は前記画像形成装置の定着装置の拡大図である。
【0020】
図1において、101は原稿読取装置であり、原稿台(不図示)上に載置された原稿(不図示)を、内部に設けた光源等からなる走査照明光学系(不図示)により走査し、原稿からの反射光をCCDラインセンサ等の光センサ(不図示)により読み取る。そして、その反射光は電気信号に変換される。
【0021】
102は領域指定装置(デジタイザー)であり、原稿の読み取り領域等の設定を行い、信号を出力する。
【0022】
103はプリントコントローラであり、不図示のパソコン等の画像データに基づくプリント信号を出力する。
【0023】
104は画像出力部であり、上記した原稿読取装置101、デジタイザー102、及びプリントコントローラ103からの信号に基づき画像を形成する。また、前記画像出力部104には誘導加熱方式の定着装置120が備えられている。
【0024】
12は、原稿読取装置101及びデジタイザー102からの信号を受けて、各部に指令を送る信号処理及び種々の制御を行う制御部(CPU)である。
【0025】
105は、例えばレーザからなる画像書き込み装置であり、CPU12において信号処理された画像データに従って感光ドラム106上に静電潜像を作像する。
【0026】
感光ドラム106上に作像された静電潜像は現像手段107により顕像化される。そして、感光ドラム106上のトナー像は、給紙手段(不図示)から給紙されてきた転写材P上に転写手段108により転写され、未定着トナー像が作成される。
【0027】
未定着のトナー像が転写されている転写材Pは、図1中矢印bで示す方向から定着装置120へと搬送され、転写材Pを挟持するニップ部Nに向けて送り込まれる。転写材Pは、加熱された発熱部材としての定着ローラ4の熱と、加圧部材としての加圧ローラ2から作用する圧力とが加えられながら、ニップ部Nを搬送される。これにより、未定着トナーが転写材P上に定着され、転写材P上には定着トナー像が形成される。
【0028】
ニップ部Nを通過した転写材Pは、先端部が定着ローラ4の表面に当接する分離爪16により定着ローラ4から分離され、図1中左方向に搬送される。そして、この転写材Pは、不図示の排紙ローラによって搬送され、不図示の排紙トレイ上に排出される。
【0029】
次に、本第1の実施の形態に係る誘導加熱方式の定着装置120について説明する。
【0030】
誘導加熱方式の定着装置120は、高周波磁界を発生させるための励磁コイル6及びコア9が一体的に構成されたコイル・アセンブリ10と、前記コイル・アセンブリ10によって加熱される定着ローラ4と、前記コイル・アセンブリ10と前記定着ローラ4との間に一様のギャップを保持するために不図示の定着ユニットフレームに固定されているステー5と、前記コイル・アセンブリ10及び前記ステー5を保持するホルダー211と、前記定着ローラ4に対向して配置される加圧ローラ2とを有する。
【0031】
前記定着ローラ4は、中空の円筒形状であり、図1中矢印a方向に回転可能に支持され、不図示のモーター等からなる駆動回路部によって回転駆動される。また、前記加圧ローラ2は、定着ローラ4と圧接してニップ部Nを形成し、定着ローラ4の回転に伴って、定着ローラ4とニップ部4での摩擦力により従動回転する。
【0032】
13はCPU12からの信号によりコイル・アセンブリ10に高周波電流を供給する駆動電源である。
【0033】
また、前記定着ローラ4は、例えば、中空状の金属導体であり、鉄、ニッケル、SUS430などの導電性磁性材から形成される導電層を有している。そして、前記定着ローラ4の外周表面には、フッ素樹脂等をコーティングして、耐熱性の離型層が形成されている。前記定着ローラ4の金属層の厚さは0.05mm〜1.5mmとなる。
【0034】
定着ローラ4の中空部には、当該定着ローラ4に誘導電流(渦電流)を誘起させてジュール発熱させるために、高周波磁界を発生させるコイル・アセンブリ10が設けられている。このコイル・アセンブリ10は、ステー5及びホルダー211によって、定着ローラ4との間に一定のギャップによって保持される。前記ステー5は、不図示の定着ユニットフレームに固定されて非回転であり、定着ローラ4の回転に追従しない。
【0035】
また、前記コイル・アセンブリ10は、磁性材からなる磁性体コアとしてのコア9と、前記コア9を挿入するための通孔が形成されたボビン17と、前記ボビン17の周囲に銅線を巻回して形成され定着ローラ4に誘導電流を誘起させて加熱する励磁コイル6とを有する。
【0036】
前記コイル・アセンブリ10は、定着ローラ4と加圧ローラ2のニップ部Nに相当する位置で、定着ローラ4を内壁面側から加熱するように構成される。
【0037】
前記コア9には、透磁率が大きく自己損失の小さい材料を用いるとよく、例えばフェライト、パーマロイ、センダスト等が適している。前記ボビン17は、前記コア9と前記励磁コイル6とを絶縁する絶縁部として機能している。そして、コイル・アセンブリ10は、ボビン17とは別体に形成された前記ステー5に固定され、定着ローラ4外部に露呈しないように収納されている。
【0038】
ステー5、分離爪16、及びボビン17は、例えば、耐熱および電気絶縁性エンジニアリング・プラスチックから形成されている。
【0039】
また、前記加圧ローラ2は、軸芯18と、当該軸芯18の周囲に形成された表面離型性耐熱ゴム層19であるシリコンゴム層等とから構成されている。
【0040】
前記定着ローラ4の外周上には、当該定着ローラ4の温度を検出する温度センサ20が設けられている。この温度センサ20は、定着ローラ4を隔てて励磁コイル6に向かい合うように、定着ローラ4の表面に圧接している。温度センサ20は、例えば、サーミスタより構成され、このサーミスタで定着ローラ4の温度を検出しつつ、定着ローラ4の温度が最適温度となるように励磁コイル6への通電が制御される。温度センサ20は、定着ローラ4長手方向のほぼ中央部に右折されている。
【0041】
定着ローラ4の上方にはさらに、温度異常上昇時の安全機構として、サーモスタット21が設けられている。このサーモスタット21は、定着ローラ4の表面に接触しており、予め設定された温度になると接点を開放して励磁コイル6への通電を切断し、定着ローラ4が所定温度以上の高温となることを防止している。
【0042】
次に、本第1の実施の形態に係る定着装置の特徴的な構成について説明する。
【0043】
本第1の実施の形態は、定着ローラ4に通紙される転写材Pの通紙幅が定着ローラ4の通紙幅方向に対して所定の幅より短い場合に、コア9及び励磁コイル6の長手方向端部側が、定着ローラ4の内壁面から遠ざかる方向に移動する構成を有する。
【0044】
ここで、前記コア9及び前記励磁コイル6は、ニップ部Nに対応する領域側で定着ローラ4の内壁面(以下、加熱部分と称する)に近接して配置されているため、当該加熱部分から遠ざかる方向に移動する。
【0045】
定着装置には、定着ローラ4の長手方向に対して種々の通紙幅の転写材Pが通紙される。例えば、本第1の実施の形態では、転写材Pの通紙幅がA4R以下である場合、コア9及び励磁コイル6の長手方向端部側が定着ローラ4の加熱部分から遠ざかる方向に移動する。
【0046】
定着ローラ4の内部で励磁コイル6及びコア9を保持するホルダー211は、定着ローラ4の長手方向に対して一方端側に第一の分割部211aを有し、他方端側に第二の分割部211bを有する。前記第一の分割部211a及び前記第二の分割部211bは、A4Rサイズの転写材Pが通紙されたとき、該転写材Pの通紙幅方向端部に相当する位置で、ホルダー211の中央部から分離されている。
【0047】
また、コア9は、前記第一の分割部211a及び前記第二の分割部211bにそれぞれ保持される端部側の部分が中央部と分離されて構成されている。なお、コア9の周囲には、コア9の端部側で分離されている部分と中央部とをまとめて長手方向に励磁コイル6が巻き線される。なお、コア9は、ボビン17により直接コイル6とは接触しない構成になっている。
【0048】
また、ホルダー211の第一の分割部211a及び第二の分割部211bは、ホルダー211の中央部に対して、定着ローラ4の加熱部分から遠ざかる方向に移動自在な構成である。
【0049】
また、前記第一の分割部211a及び前記第二の分割部211bをそれぞれ定着ローラ4の長手方向に垂直な方向に移動させるための移動部材213及び214が設置されている。
【0050】
前記移動部材213及び214によって前記第一の分割部211a及び前記第二の分割部211bが移動されると、その移動に伴ってコア9の長手方向端部側は移動される構成である。また、コア9の周囲に巻き線されている励磁コイル6は、コア9の端部側が移動するのに伴って湾曲する構成である。
【0051】
転写材Pの通紙幅が、ホルダー211の中央部の幅より大きく前記第一の分割部211a及び前記第二の分割部211bに対応する位置まで相当する場合、すなわちA4Rサイズ以上の場合、図3に示すように、コア9及び励磁コイル6を内装するホルダー211は、中央部、第一の分割部211a、及び第二の分割部211bが全て定着ローラ4の加熱部分から同じ距離となる位置に配置される。これにより、定着ローラ4は長手方向全長に渡って均一に加熱される。
【0052】
一方、A4Rサイズ以下の通紙幅の転写材Pが通紙される場合、図4に示すように、ホルダー211の第一の分割部211a及び第二の分割部211bは移動部材213及び214により定着ローラ4の加熱部分から遠ざかる方向(図中上方)に移動する。また、コア9は、ホルダー211の第一の分割部211a及び第二の分割部211bとともに移動され、励磁コイル6はコア9の端部側が移動するとコア9の移動に伴って湾曲する構成である。このように、コア9だけが移動される構成ではなく、コア9及び励磁コイル6が両方とも移動される構成によって、定着ローラ4を加熱する加熱源の位置を簡単な構成で変えることができる。すなわち、加熱の必要がない定着ローラ4の長手方向端部では、定着ローラ4の加熱部分から加熱源を離すことで、定着ローラ4が過剰に加熱されないようになる。
【0053】
上記したように、本第1の実施の形態によれば、定着装置120の長手方向端部側の加熱が不用の場合に、その部分において励磁コイル6及びコア9を定着ローラ4の加熱部分から離すことができる。そのため、定着ローラ4の長手方向端部の加熱効率を落とし端部昇温を防止でき、機内昇温を低減することができる。
【0054】
(第2の実施の形態)
以下、本発明に係る第2の実施の形態について図5から図7を用いて説明する。なお、上記した第1の実施の形態と同様の構成については説明を省略し、本第2の実施の形態に特徴的な構成について説明する。
【0055】
本第2の実施の形態において、ホルダー211は転写材Pの通紙幅に対応して長手方向端部側で3分割される。
【0056】
ホルダー211は、長手方向一方端側に第一の分割部211a及び第三の分割部211cを有し、長手方向他方端側に第二の分割部211b及び第四の分割部211dを有する。例えば、本第2の実施の形態では、前記第三の分割部211c及び前記第四の分割部211dは、A4Rサイズの転写材Pが通紙されたときに該転写材Pの通紙幅方向端部に対応する位置でホルダー211の中央部から分割され、また、前記第一の分割部211a及び前記第二の分割部211bは、B4サイズの転写材Pが通紙されたとき、該転写材Pの通紙幅方向端部に対応する位置で前記第三の分割部211c及び前記第四の分割部211dから分割される。
【0057】
また、上記した第一の分割部、第二の分割部、第三の分割部、及び第四の分割部は、それぞれ移動部材213、214、215及び216によって移動する構成である。
【0058】
また、上記した第1の実施の形態と同様に、ホルダー211の内部に収容されているコア9は、それぞれの分割部211a、211b、211c、211dに対応した位置で分割され、また、長手方向端部側の分割された部分と中央部とをまとめてコア9の周囲を長手方向に渡り励磁コイル6が巻き線される。
【0059】
定着装置にB4サイズより大きい通紙幅の転写材Pが通紙される場合、図5に示すように、励磁コイル6及びコア9を内装するホルダー211の第一の分割部211a、第二の分割部211b、第三の分割部211c、及び第四の分割部211dは全て定着ローラ4の加熱部分からホルダー211の中央部と同じ距離となる位置に配置される。
【0060】
また、定着装置にA4Rサイズ以上B4サイズ以下の通紙幅の転写材Pが通紙される場合、図6に示すように、移動部材213及び214によりホルダー211の第一の分割部211a及び第二の分割部211bは定着ローラ4の加熱部分から遠ざかる方向(図中上方)に移動され、第三の分割部211c及び第四の分割部dはホルダー211の中央部と定着ローラ4の加熱部分から同じ距離となる位置に配置される。このとき、コア9は前記第一の分割部211a及び前記第二の分割部211bに対応して分割され、コア9の長手方向端部の移動に伴って励磁コイル6は湾曲する構成である。そのため、ホルダ−211の第一の分割部211a及び第二の分割部211bの移動に伴って、コア9及び励磁コイル6が定着ローラ4の加熱部分から遠ざかる方向に移動する。このように、コア9だけが移動される構成ではなく、コア9及び励磁コイル6が両方とも移動される構成によって、定着ローラ4を加熱する加熱源の位置を簡単な構成で変えることができる。
【0061】
また、定着装置にA4Rサイズより小さい通紙幅の転写材Pが通紙される場合、図7に示すように、移動部材213、214、215及び216により、ホルダー211の第一の分割部211a、第二の分割部211b、第三の分割部211c、及び第四の分割部211dが定着ローラ4の加熱部分から遠ざかる方向(図中上方)に移動される。この場合も上記した構成と同様に、コア9及び励磁コイル6をともに定着ローラ4の加熱部分から遠ざかる方向(図中上方)に移動させることができる。
【0062】
上記したように、本第2の実施の形態によれば、定着装置120の長手方向端部の加熱が不用の場合に、その部分においてコア9及び励磁コイル6を定着ローラ4の加熱部分から段階的に離すことができる。そのため、定着ローラ4の端部の加熱効率を落とし端部昇温を防止でき、機内昇温を低減することができる。
【0063】
なお、本第2の実施の形態では、ホルダー210及びコア9は、長手方向一方端側で三箇所であるが、三箇所以上とすることも可能である。
【0064】
(第3の実施の形態)
以下、本発明に係る第3の実施の形態について図8及び図9を用いて説明する。なお、上記した第1及び第2の実施の形態と同様の構成については説明を省略し、本第3の実施の形態に特徴的な構成について説明する。
【0065】
本第3の実施の形態において、ホルダー310は、定着ローラ4の加熱部分側の面と対向する面(図中上面)側に、ホルダー310本体より熱膨張率が小さい材料からなる支持板311が配置される。
【0066】
前記ホルダー310には、例えば、東レ製、型番トレリナA310MX04(線膨張係数、流れ方向1.4×10の−5乗/℃)が用いられ、支持板311には、例えば、デュポン製、型番ゼナイト7130(線膨張率、流れ方向0.4×10の−5乗/℃)が用いられる。
【0067】
前記ホルダー310と前記支持板311は、接着もしくは数箇所のビスなどで固定される。
【0068】
前記ホルダー310及び前記支持板311は、長手方向中央部と端部に温度勾配が生じない場合は、図8に示すように、長手方向全長に渡り定着ローラ4の加熱部分に平行に配置される構成である。
【0069】
定着装置に通紙幅の小さい転写材Pが連続して通紙されると、定着ローラ4の長手方向端部側に対応する位置には転写材Pが通紙されないため、定着ローラ4の長手方向端部側が中央部より昇温される。そして、定着ローラ4の昇温に伴って、ホルダー310及び支持板311の長手方向端部側も昇温する。支持板311及びホルダー310が昇温されると、支持板311はホルダー310より熱膨張率が小さいため、支持板311よりホルダー310の方が膨張する。そして、図9に示すように、支持板311及びホルダー310は長手方向端部側が定着ローラ4の加熱部分から遠ざかる方向に湾曲する。
【0070】
また、ホルダー310に内装されるコア9は、上記した第1及び第2の実施の形態と同様に、所定のサイズの転写材Pの通紙幅に対応して分割され、コア9の周囲に巻き線される励磁コイル6は、コア9が分割部で移動することに伴って湾曲する構成である。このように、コア9だけが移動される構成ではなく、コア9及び励磁コイル6が両方とも移動される構成によって、定着ローラ4を加熱する加熱源の位置を簡単な構成で変えることができる。
【0071】
上記したように、本第3の実施の形態によれば、定着装置120の長手方向端部の加熱が不用の場合に、その部分において、励磁コイル6及びコア9を定着ローラ4の加熱部分から離すことができる。これによって、定着ローラ4の長手方向端部の加熱効率を落として端部昇温を防止でき、機内昇温を低減することができる。
【0072】
なお、ホルダー310及び支持板311の材質、厚さを振ることで、異なるスペックの製品にも対応が可能となる。
【0073】
さらに、以上説明した各実施の形態は、以下に示す各発明を実施した場合の一例でもあり、下記の各発明は上記各実施の形態に様々な変更や改良が加えられて実施されるものである。
【0074】
〔発明1〕
磁束発生手段と、前記磁束発生手段によって発生される磁束の作用により発熱する発熱部材とを有し、前記発熱部材にシート状の被加熱材を通紙し該被加熱材を加熱する加熱装置であって、
前記磁束発生手段は前記被加熱材が通紙されるときの通紙幅に沿って前記発熱部材に近接して配置され、
前記発熱部材に通紙される被加熱材の通紙幅が前記磁束発生手段の通紙幅方向に対して所定の幅より短い場合に、前記磁束発生手段の被加熱材の通紙幅方向に対して端部側が、前記発熱部材から遠ざかる方向に移動することを特徴とする加熱装置。
【0075】
上記した発明1によれば、加熱装置の通紙幅方向に対して端部側が過剰に昇温されないようにすることができる。また、加熱装置や、該加熱装置が備えられる画像形成装置などの装置において、機内の昇温を低減することができる。
【0076】
また、被加熱材のサイズが、発熱部材の通紙幅方向に対して全域に及ばない場合、磁束発生手段の通紙幅方向に対して端部側が部分的に発熱部材から遠ざかる方向に移動するため、発熱部材の非通紙領域が過剰に昇温されないようにすることができる。
【0077】
また、転写材上にトナー像を加熱定着させる定着装置として加熱装置が用いられる場合、転写材の通紙幅に対応させて発熱部材を発熱させることができるため、発熱部材のうち転写材が通紙されない領域で過剰な昇温を防止することができる。
【0078】
なお、本発明1に係る磁束発生手段の一形態としては上記した実施の形態における励磁コイル及びコアを含む構成があり、本発明1に係る発熱部材の一形態としては上記した実施の形態における定着ローラがある。
【0079】
また、本発明1に係る磁束発生手段は、上記した実施の形態と同様に中空形状の発熱部材に内装される構成の他、中空形状の発熱材の外周面に近接して配置される構成とすることができる。
【0080】
また、本発明1に係る加熱装置は、被加熱材として転写材や記録紙を加熱するものとして好適に使用することができる。
【0081】
また、本発明1において、磁束発生手段が中空形状の発熱部材に内装される構成では、磁束発生手段は発熱部材の加熱部分から遠ざかる方向に移動する構成となる。
【0082】
〔発明2〕 上記発明1において、前記磁束発生手段は、被加熱材の通紙幅に沿って配置され被加熱材の通紙幅方向に対して所定の位置で分割された磁性体コアと、前記磁性体コアの周囲に巻き線される励磁コイルとを備えることを特徴とする加熱装置。
【0083】
上記した本発明2によれば、簡単な構成で磁性体コア及び励磁コイルをともに発熱部材から遠ざかる方向に移動することができる。
【0084】
なお、本発明1に係る磁性体コアには、転写材の種々の通紙幅に対応して、例えば通紙幅方向両端部にそれぞれ一箇所以上の分割部を設けることができる。
【0085】
〔発明3〕 上記発明2において、前記磁性体コア及び前記励磁コイルを保持するホルダーを有し、前記ホルダーとともに前記磁性体コア及び前記励磁コイルを移動することを特徴とする加熱装置。
【0086】
上記した本発明3によれば、簡単な構成で磁性体コア及び励磁コイルをホルダーともに発熱部材から遠ざかる方向に移動することができる。
【0087】
〔発明4〕 上記発明2において、前記磁性体コア及び前記励磁コイルを通紙幅方向に沿って保持し、前記発熱部材の発熱によって前記発熱部材から遠ざかる方向に変形するように熱膨張率の異なる複数の部材からなるホルダーを有することを特徴とする加熱装置。
【0088】
〔発明5〕 上記発明1から4のいずれかに記載の加熱装置を定着装置として備え、転写材上に未定着トナー像を担持させ、前記発熱部材に該転写材を通紙させ、該転写材上にトナー像を定着させることを特徴とする画像形成装置。
【0089】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、誘導加熱方式の加熱装置において、磁束発生手段の通紙幅方向端部が前記発熱部材から遠ざかる方向に移動することにより、発熱部材の通紙幅方向端部側で加熱効率を低減し過剰な昇温を防止することができるとともに、機内の過剰な昇温を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る定着装置の拡大図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る定着装置の長手構成図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係る定着装置の通紙領域の小さい転写材通紙時の長手構成図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る定着装置の長手構成図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態に係る定着装置の通紙領域の中間的な転写材通紙時の長手構成図である。
【図7】本発明の第2の実施の形態に係る定着装置の通紙領域の小さい転写材通紙時の長手構成図である。
【図8】本発明の第3の実施の形態に係る定着装置の長手構成図である。
【図9】本発明の第3の実施の形態に係る定着装置の通紙領域の小さい転写材通紙時の長手構成図である。
【符号の説明】
2 加圧ローラ
4 定着ローラ
5 ステー
6 励磁コイル
7 トナー
9 コア
10 コイル・アセンブリ
12 CPU
13 駆動電源
16 分離爪
17 ボビン
18 軸心
19 表面離型性耐熱ゴム層
20 温度センサ
21 サーモスタット
101 原稿読取装置
102 デジタイザー
103 プリントコントローラ
104 画像出力部
105 画像書き込み装置
106 感光ドラム
107 現像装置
108 転写装置
120 定着装置
211、211a、211b、211c、211d ホルダー
310 ホルダー
311 支持板
213、214、215、216 移動部材
P 転写材
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状の被加熱材を加熱する誘導加熱方式の加熱装置、及び該加熱装置を備える画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置の一形態としての複写機などには、転写材などのシート上に転写されたトナー像をシートに定着させる定着装置が備えられている。
【0003】
前記定着装置は、例えば、シート上のトナーを熱溶融させる加熱ローラとも指称される定着ローラと、当該定着ローラに圧接してシートを挟持する加圧部材としての加圧ローラとを有している。
【0004】
前記定着ローラは中空状に形成され、この定着ローラの中心軸上には、発熱源が保持手段により保持されている。前記発熱源としては、例えば、ハロゲンランプなどの管状発熱ヒータより構成され、所定の電圧が印加されることにより発熱するものである。
【0005】
このハロゲンランプは定着ローラの中心軸に位置しているため、ハロゲンランプから発せられた熱は定着ローラ内壁に均一に輻射され、定着ローラの外壁の温度分布は円周方向において均一となる。
【0006】
定着ローラの外壁は、その温度が定着に適した温度(例えば、150〜200℃)になるまで加熱される。この状態で定着ローラと加圧ローラは圧接しながら互いに逆方向へ回転し、トナーが付着したシートを挟持する。そして、定着ローラと加圧ローラとの圧接部(以下、ニップ部ともいう)において、シート上のトナーは定着ローラの熱により溶解し、両ローラから作用する圧力によりシートに定着される。
【0007】
しかし、ハロゲンランプなどから構成される発熱源を備えた上記定着装置においては、ハロゲンランプからの輻射熱を利用して定着ローラを加熱するため、電源を投入した後、定着ローラの温度が定着に適した所定温度に達するまでの時間(以下、「ウォームアップタイム」という)に、比較的長時間を要していた。その間、使用者は複写機を使用することができず、長時間の待機を強いられるという問題があった。
【0008】
一方、ウォームアップタイムの短縮を図ってユーザの操作性を向上すべく多量の電力を定着ローラに印加したのでは、定着装置における消費電力が増大し、省エネルギー化に反するという問題が生じていた。
【0009】
このため、複写機などの商品の価値を高めるためには、定着装置の省エネルギー化(低消費電力化)と、ユーザの操作性向上(クイックプリント)との両立を図ることが一層注目され重視されてきている。
【0010】
かかる要請に応える装置として、加熱源として高周波誘導を利用した誘導加熱方式の定着装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。
【0011】
誘導加熱方式の定着装置は、例えば、金属導体からなる中空の定着ローラの内部に励磁コイルが同心状に配置されており、この励磁コイルに高周波電流を流して生じた高周波磁界により定着ローラに誘導渦電流を発生させ、定着ローラ自体の表皮抵抗によって定着ローラそのものをジュール発熱させるようになっている。
【0012】
この誘導加熱方式の定着装置によれば、電気−熱変換効率がきわめて向上するため、ウォームアップタイムの短縮化が可能となる。
【0013】
【特許文献1】
特開昭59−33787号公報
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような誘導加熱方式の定着装置であっても、最大サイズの転写材に対応して通紙領域全域を定着温度まで温めて定着するように作動するために、実際にトナーを定着する以上のエネルギーを消費することがある。また、転写材のサイズによっては、通紙領域ではない領域が過剰に昇温して機内昇温や被加熱材の熱劣化などを引き起こすことがあった。
【0015】
本発明の目的は、誘導加熱方式の定着装置において、定着温度までの昇温が速いという特徴をいかしながら、通紙幅方向に対して端部側の昇温を防止し、機内の過剰な昇温を低減することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る加熱装置の構成としては、磁束発生手段と、前記磁束発生手段から発生される磁束の作用により発熱する発熱部材と、を有し、前記発熱部材に被加熱材を通紙し該被加熱材を加熱する加熱装置であって、前記磁束発生手段の通紙幅方向端部は前記発熱部材から遠ざかる方向に移動する。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本実施の形態における例示が本発明を限定することはない。
【0018】
(第1の実施の形態)
以下、本発明に係る第1の実施の形態について図1から図4を用いて説明する。
【0019】
図1は本第1の実施の形態に係る画像形成装置の概略断面図であり、図2は前記画像形成装置の定着装置の拡大図である。
【0020】
図1において、101は原稿読取装置であり、原稿台(不図示)上に載置された原稿(不図示)を、内部に設けた光源等からなる走査照明光学系(不図示)により走査し、原稿からの反射光をCCDラインセンサ等の光センサ(不図示)により読み取る。そして、その反射光は電気信号に変換される。
【0021】
102は領域指定装置(デジタイザー)であり、原稿の読み取り領域等の設定を行い、信号を出力する。
【0022】
103はプリントコントローラであり、不図示のパソコン等の画像データに基づくプリント信号を出力する。
【0023】
104は画像出力部であり、上記した原稿読取装置101、デジタイザー102、及びプリントコントローラ103からの信号に基づき画像を形成する。また、前記画像出力部104には誘導加熱方式の定着装置120が備えられている。
【0024】
12は、原稿読取装置101及びデジタイザー102からの信号を受けて、各部に指令を送る信号処理及び種々の制御を行う制御部(CPU)である。
【0025】
105は、例えばレーザからなる画像書き込み装置であり、CPU12において信号処理された画像データに従って感光ドラム106上に静電潜像を作像する。
【0026】
感光ドラム106上に作像された静電潜像は現像手段107により顕像化される。そして、感光ドラム106上のトナー像は、給紙手段(不図示)から給紙されてきた転写材P上に転写手段108により転写され、未定着トナー像が作成される。
【0027】
未定着のトナー像が転写されている転写材Pは、図1中矢印bで示す方向から定着装置120へと搬送され、転写材Pを挟持するニップ部Nに向けて送り込まれる。転写材Pは、加熱された発熱部材としての定着ローラ4の熱と、加圧部材としての加圧ローラ2から作用する圧力とが加えられながら、ニップ部Nを搬送される。これにより、未定着トナーが転写材P上に定着され、転写材P上には定着トナー像が形成される。
【0028】
ニップ部Nを通過した転写材Pは、先端部が定着ローラ4の表面に当接する分離爪16により定着ローラ4から分離され、図1中左方向に搬送される。そして、この転写材Pは、不図示の排紙ローラによって搬送され、不図示の排紙トレイ上に排出される。
【0029】
次に、本第1の実施の形態に係る誘導加熱方式の定着装置120について説明する。
【0030】
誘導加熱方式の定着装置120は、高周波磁界を発生させるための励磁コイル6及びコア9が一体的に構成されたコイル・アセンブリ10と、前記コイル・アセンブリ10によって加熱される定着ローラ4と、前記コイル・アセンブリ10と前記定着ローラ4との間に一様のギャップを保持するために不図示の定着ユニットフレームに固定されているステー5と、前記コイル・アセンブリ10及び前記ステー5を保持するホルダー211と、前記定着ローラ4に対向して配置される加圧ローラ2とを有する。
【0031】
前記定着ローラ4は、中空の円筒形状であり、図1中矢印a方向に回転可能に支持され、不図示のモーター等からなる駆動回路部によって回転駆動される。また、前記加圧ローラ2は、定着ローラ4と圧接してニップ部Nを形成し、定着ローラ4の回転に伴って、定着ローラ4とニップ部4での摩擦力により従動回転する。
【0032】
13はCPU12からの信号によりコイル・アセンブリ10に高周波電流を供給する駆動電源である。
【0033】
また、前記定着ローラ4は、例えば、中空状の金属導体であり、鉄、ニッケル、SUS430などの導電性磁性材から形成される導電層を有している。そして、前記定着ローラ4の外周表面には、フッ素樹脂等をコーティングして、耐熱性の離型層が形成されている。前記定着ローラ4の金属層の厚さは0.05mm〜1.5mmとなる。
【0034】
定着ローラ4の中空部には、当該定着ローラ4に誘導電流(渦電流)を誘起させてジュール発熱させるために、高周波磁界を発生させるコイル・アセンブリ10が設けられている。このコイル・アセンブリ10は、ステー5及びホルダー211によって、定着ローラ4との間に一定のギャップによって保持される。前記ステー5は、不図示の定着ユニットフレームに固定されて非回転であり、定着ローラ4の回転に追従しない。
【0035】
また、前記コイル・アセンブリ10は、磁性材からなる磁性体コアとしてのコア9と、前記コア9を挿入するための通孔が形成されたボビン17と、前記ボビン17の周囲に銅線を巻回して形成され定着ローラ4に誘導電流を誘起させて加熱する励磁コイル6とを有する。
【0036】
前記コイル・アセンブリ10は、定着ローラ4と加圧ローラ2のニップ部Nに相当する位置で、定着ローラ4を内壁面側から加熱するように構成される。
【0037】
前記コア9には、透磁率が大きく自己損失の小さい材料を用いるとよく、例えばフェライト、パーマロイ、センダスト等が適している。前記ボビン17は、前記コア9と前記励磁コイル6とを絶縁する絶縁部として機能している。そして、コイル・アセンブリ10は、ボビン17とは別体に形成された前記ステー5に固定され、定着ローラ4外部に露呈しないように収納されている。
【0038】
ステー5、分離爪16、及びボビン17は、例えば、耐熱および電気絶縁性エンジニアリング・プラスチックから形成されている。
【0039】
また、前記加圧ローラ2は、軸芯18と、当該軸芯18の周囲に形成された表面離型性耐熱ゴム層19であるシリコンゴム層等とから構成されている。
【0040】
前記定着ローラ4の外周上には、当該定着ローラ4の温度を検出する温度センサ20が設けられている。この温度センサ20は、定着ローラ4を隔てて励磁コイル6に向かい合うように、定着ローラ4の表面に圧接している。温度センサ20は、例えば、サーミスタより構成され、このサーミスタで定着ローラ4の温度を検出しつつ、定着ローラ4の温度が最適温度となるように励磁コイル6への通電が制御される。温度センサ20は、定着ローラ4長手方向のほぼ中央部に右折されている。
【0041】
定着ローラ4の上方にはさらに、温度異常上昇時の安全機構として、サーモスタット21が設けられている。このサーモスタット21は、定着ローラ4の表面に接触しており、予め設定された温度になると接点を開放して励磁コイル6への通電を切断し、定着ローラ4が所定温度以上の高温となることを防止している。
【0042】
次に、本第1の実施の形態に係る定着装置の特徴的な構成について説明する。
【0043】
本第1の実施の形態は、定着ローラ4に通紙される転写材Pの通紙幅が定着ローラ4の通紙幅方向に対して所定の幅より短い場合に、コア9及び励磁コイル6の長手方向端部側が、定着ローラ4の内壁面から遠ざかる方向に移動する構成を有する。
【0044】
ここで、前記コア9及び前記励磁コイル6は、ニップ部Nに対応する領域側で定着ローラ4の内壁面(以下、加熱部分と称する)に近接して配置されているため、当該加熱部分から遠ざかる方向に移動する。
【0045】
定着装置には、定着ローラ4の長手方向に対して種々の通紙幅の転写材Pが通紙される。例えば、本第1の実施の形態では、転写材Pの通紙幅がA4R以下である場合、コア9及び励磁コイル6の長手方向端部側が定着ローラ4の加熱部分から遠ざかる方向に移動する。
【0046】
定着ローラ4の内部で励磁コイル6及びコア9を保持するホルダー211は、定着ローラ4の長手方向に対して一方端側に第一の分割部211aを有し、他方端側に第二の分割部211bを有する。前記第一の分割部211a及び前記第二の分割部211bは、A4Rサイズの転写材Pが通紙されたとき、該転写材Pの通紙幅方向端部に相当する位置で、ホルダー211の中央部から分離されている。
【0047】
また、コア9は、前記第一の分割部211a及び前記第二の分割部211bにそれぞれ保持される端部側の部分が中央部と分離されて構成されている。なお、コア9の周囲には、コア9の端部側で分離されている部分と中央部とをまとめて長手方向に励磁コイル6が巻き線される。なお、コア9は、ボビン17により直接コイル6とは接触しない構成になっている。
【0048】
また、ホルダー211の第一の分割部211a及び第二の分割部211bは、ホルダー211の中央部に対して、定着ローラ4の加熱部分から遠ざかる方向に移動自在な構成である。
【0049】
また、前記第一の分割部211a及び前記第二の分割部211bをそれぞれ定着ローラ4の長手方向に垂直な方向に移動させるための移動部材213及び214が設置されている。
【0050】
前記移動部材213及び214によって前記第一の分割部211a及び前記第二の分割部211bが移動されると、その移動に伴ってコア9の長手方向端部側は移動される構成である。また、コア9の周囲に巻き線されている励磁コイル6は、コア9の端部側が移動するのに伴って湾曲する構成である。
【0051】
転写材Pの通紙幅が、ホルダー211の中央部の幅より大きく前記第一の分割部211a及び前記第二の分割部211bに対応する位置まで相当する場合、すなわちA4Rサイズ以上の場合、図3に示すように、コア9及び励磁コイル6を内装するホルダー211は、中央部、第一の分割部211a、及び第二の分割部211bが全て定着ローラ4の加熱部分から同じ距離となる位置に配置される。これにより、定着ローラ4は長手方向全長に渡って均一に加熱される。
【0052】
一方、A4Rサイズ以下の通紙幅の転写材Pが通紙される場合、図4に示すように、ホルダー211の第一の分割部211a及び第二の分割部211bは移動部材213及び214により定着ローラ4の加熱部分から遠ざかる方向(図中上方)に移動する。また、コア9は、ホルダー211の第一の分割部211a及び第二の分割部211bとともに移動され、励磁コイル6はコア9の端部側が移動するとコア9の移動に伴って湾曲する構成である。このように、コア9だけが移動される構成ではなく、コア9及び励磁コイル6が両方とも移動される構成によって、定着ローラ4を加熱する加熱源の位置を簡単な構成で変えることができる。すなわち、加熱の必要がない定着ローラ4の長手方向端部では、定着ローラ4の加熱部分から加熱源を離すことで、定着ローラ4が過剰に加熱されないようになる。
【0053】
上記したように、本第1の実施の形態によれば、定着装置120の長手方向端部側の加熱が不用の場合に、その部分において励磁コイル6及びコア9を定着ローラ4の加熱部分から離すことができる。そのため、定着ローラ4の長手方向端部の加熱効率を落とし端部昇温を防止でき、機内昇温を低減することができる。
【0054】
(第2の実施の形態)
以下、本発明に係る第2の実施の形態について図5から図7を用いて説明する。なお、上記した第1の実施の形態と同様の構成については説明を省略し、本第2の実施の形態に特徴的な構成について説明する。
【0055】
本第2の実施の形態において、ホルダー211は転写材Pの通紙幅に対応して長手方向端部側で3分割される。
【0056】
ホルダー211は、長手方向一方端側に第一の分割部211a及び第三の分割部211cを有し、長手方向他方端側に第二の分割部211b及び第四の分割部211dを有する。例えば、本第2の実施の形態では、前記第三の分割部211c及び前記第四の分割部211dは、A4Rサイズの転写材Pが通紙されたときに該転写材Pの通紙幅方向端部に対応する位置でホルダー211の中央部から分割され、また、前記第一の分割部211a及び前記第二の分割部211bは、B4サイズの転写材Pが通紙されたとき、該転写材Pの通紙幅方向端部に対応する位置で前記第三の分割部211c及び前記第四の分割部211dから分割される。
【0057】
また、上記した第一の分割部、第二の分割部、第三の分割部、及び第四の分割部は、それぞれ移動部材213、214、215及び216によって移動する構成である。
【0058】
また、上記した第1の実施の形態と同様に、ホルダー211の内部に収容されているコア9は、それぞれの分割部211a、211b、211c、211dに対応した位置で分割され、また、長手方向端部側の分割された部分と中央部とをまとめてコア9の周囲を長手方向に渡り励磁コイル6が巻き線される。
【0059】
定着装置にB4サイズより大きい通紙幅の転写材Pが通紙される場合、図5に示すように、励磁コイル6及びコア9を内装するホルダー211の第一の分割部211a、第二の分割部211b、第三の分割部211c、及び第四の分割部211dは全て定着ローラ4の加熱部分からホルダー211の中央部と同じ距離となる位置に配置される。
【0060】
また、定着装置にA4Rサイズ以上B4サイズ以下の通紙幅の転写材Pが通紙される場合、図6に示すように、移動部材213及び214によりホルダー211の第一の分割部211a及び第二の分割部211bは定着ローラ4の加熱部分から遠ざかる方向(図中上方)に移動され、第三の分割部211c及び第四の分割部dはホルダー211の中央部と定着ローラ4の加熱部分から同じ距離となる位置に配置される。このとき、コア9は前記第一の分割部211a及び前記第二の分割部211bに対応して分割され、コア9の長手方向端部の移動に伴って励磁コイル6は湾曲する構成である。そのため、ホルダ−211の第一の分割部211a及び第二の分割部211bの移動に伴って、コア9及び励磁コイル6が定着ローラ4の加熱部分から遠ざかる方向に移動する。このように、コア9だけが移動される構成ではなく、コア9及び励磁コイル6が両方とも移動される構成によって、定着ローラ4を加熱する加熱源の位置を簡単な構成で変えることができる。
【0061】
また、定着装置にA4Rサイズより小さい通紙幅の転写材Pが通紙される場合、図7に示すように、移動部材213、214、215及び216により、ホルダー211の第一の分割部211a、第二の分割部211b、第三の分割部211c、及び第四の分割部211dが定着ローラ4の加熱部分から遠ざかる方向(図中上方)に移動される。この場合も上記した構成と同様に、コア9及び励磁コイル6をともに定着ローラ4の加熱部分から遠ざかる方向(図中上方)に移動させることができる。
【0062】
上記したように、本第2の実施の形態によれば、定着装置120の長手方向端部の加熱が不用の場合に、その部分においてコア9及び励磁コイル6を定着ローラ4の加熱部分から段階的に離すことができる。そのため、定着ローラ4の端部の加熱効率を落とし端部昇温を防止でき、機内昇温を低減することができる。
【0063】
なお、本第2の実施の形態では、ホルダー210及びコア9は、長手方向一方端側で三箇所であるが、三箇所以上とすることも可能である。
【0064】
(第3の実施の形態)
以下、本発明に係る第3の実施の形態について図8及び図9を用いて説明する。なお、上記した第1及び第2の実施の形態と同様の構成については説明を省略し、本第3の実施の形態に特徴的な構成について説明する。
【0065】
本第3の実施の形態において、ホルダー310は、定着ローラ4の加熱部分側の面と対向する面(図中上面)側に、ホルダー310本体より熱膨張率が小さい材料からなる支持板311が配置される。
【0066】
前記ホルダー310には、例えば、東レ製、型番トレリナA310MX04(線膨張係数、流れ方向1.4×10の−5乗/℃)が用いられ、支持板311には、例えば、デュポン製、型番ゼナイト7130(線膨張率、流れ方向0.4×10の−5乗/℃)が用いられる。
【0067】
前記ホルダー310と前記支持板311は、接着もしくは数箇所のビスなどで固定される。
【0068】
前記ホルダー310及び前記支持板311は、長手方向中央部と端部に温度勾配が生じない場合は、図8に示すように、長手方向全長に渡り定着ローラ4の加熱部分に平行に配置される構成である。
【0069】
定着装置に通紙幅の小さい転写材Pが連続して通紙されると、定着ローラ4の長手方向端部側に対応する位置には転写材Pが通紙されないため、定着ローラ4の長手方向端部側が中央部より昇温される。そして、定着ローラ4の昇温に伴って、ホルダー310及び支持板311の長手方向端部側も昇温する。支持板311及びホルダー310が昇温されると、支持板311はホルダー310より熱膨張率が小さいため、支持板311よりホルダー310の方が膨張する。そして、図9に示すように、支持板311及びホルダー310は長手方向端部側が定着ローラ4の加熱部分から遠ざかる方向に湾曲する。
【0070】
また、ホルダー310に内装されるコア9は、上記した第1及び第2の実施の形態と同様に、所定のサイズの転写材Pの通紙幅に対応して分割され、コア9の周囲に巻き線される励磁コイル6は、コア9が分割部で移動することに伴って湾曲する構成である。このように、コア9だけが移動される構成ではなく、コア9及び励磁コイル6が両方とも移動される構成によって、定着ローラ4を加熱する加熱源の位置を簡単な構成で変えることができる。
【0071】
上記したように、本第3の実施の形態によれば、定着装置120の長手方向端部の加熱が不用の場合に、その部分において、励磁コイル6及びコア9を定着ローラ4の加熱部分から離すことができる。これによって、定着ローラ4の長手方向端部の加熱効率を落として端部昇温を防止でき、機内昇温を低減することができる。
【0072】
なお、ホルダー310及び支持板311の材質、厚さを振ることで、異なるスペックの製品にも対応が可能となる。
【0073】
さらに、以上説明した各実施の形態は、以下に示す各発明を実施した場合の一例でもあり、下記の各発明は上記各実施の形態に様々な変更や改良が加えられて実施されるものである。
【0074】
〔発明1〕
磁束発生手段と、前記磁束発生手段によって発生される磁束の作用により発熱する発熱部材とを有し、前記発熱部材にシート状の被加熱材を通紙し該被加熱材を加熱する加熱装置であって、
前記磁束発生手段は前記被加熱材が通紙されるときの通紙幅に沿って前記発熱部材に近接して配置され、
前記発熱部材に通紙される被加熱材の通紙幅が前記磁束発生手段の通紙幅方向に対して所定の幅より短い場合に、前記磁束発生手段の被加熱材の通紙幅方向に対して端部側が、前記発熱部材から遠ざかる方向に移動することを特徴とする加熱装置。
【0075】
上記した発明1によれば、加熱装置の通紙幅方向に対して端部側が過剰に昇温されないようにすることができる。また、加熱装置や、該加熱装置が備えられる画像形成装置などの装置において、機内の昇温を低減することができる。
【0076】
また、被加熱材のサイズが、発熱部材の通紙幅方向に対して全域に及ばない場合、磁束発生手段の通紙幅方向に対して端部側が部分的に発熱部材から遠ざかる方向に移動するため、発熱部材の非通紙領域が過剰に昇温されないようにすることができる。
【0077】
また、転写材上にトナー像を加熱定着させる定着装置として加熱装置が用いられる場合、転写材の通紙幅に対応させて発熱部材を発熱させることができるため、発熱部材のうち転写材が通紙されない領域で過剰な昇温を防止することができる。
【0078】
なお、本発明1に係る磁束発生手段の一形態としては上記した実施の形態における励磁コイル及びコアを含む構成があり、本発明1に係る発熱部材の一形態としては上記した実施の形態における定着ローラがある。
【0079】
また、本発明1に係る磁束発生手段は、上記した実施の形態と同様に中空形状の発熱部材に内装される構成の他、中空形状の発熱材の外周面に近接して配置される構成とすることができる。
【0080】
また、本発明1に係る加熱装置は、被加熱材として転写材や記録紙を加熱するものとして好適に使用することができる。
【0081】
また、本発明1において、磁束発生手段が中空形状の発熱部材に内装される構成では、磁束発生手段は発熱部材の加熱部分から遠ざかる方向に移動する構成となる。
【0082】
〔発明2〕 上記発明1において、前記磁束発生手段は、被加熱材の通紙幅に沿って配置され被加熱材の通紙幅方向に対して所定の位置で分割された磁性体コアと、前記磁性体コアの周囲に巻き線される励磁コイルとを備えることを特徴とする加熱装置。
【0083】
上記した本発明2によれば、簡単な構成で磁性体コア及び励磁コイルをともに発熱部材から遠ざかる方向に移動することができる。
【0084】
なお、本発明1に係る磁性体コアには、転写材の種々の通紙幅に対応して、例えば通紙幅方向両端部にそれぞれ一箇所以上の分割部を設けることができる。
【0085】
〔発明3〕 上記発明2において、前記磁性体コア及び前記励磁コイルを保持するホルダーを有し、前記ホルダーとともに前記磁性体コア及び前記励磁コイルを移動することを特徴とする加熱装置。
【0086】
上記した本発明3によれば、簡単な構成で磁性体コア及び励磁コイルをホルダーともに発熱部材から遠ざかる方向に移動することができる。
【0087】
〔発明4〕 上記発明2において、前記磁性体コア及び前記励磁コイルを通紙幅方向に沿って保持し、前記発熱部材の発熱によって前記発熱部材から遠ざかる方向に変形するように熱膨張率の異なる複数の部材からなるホルダーを有することを特徴とする加熱装置。
【0088】
〔発明5〕 上記発明1から4のいずれかに記載の加熱装置を定着装置として備え、転写材上に未定着トナー像を担持させ、前記発熱部材に該転写材を通紙させ、該転写材上にトナー像を定着させることを特徴とする画像形成装置。
【0089】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、誘導加熱方式の加熱装置において、磁束発生手段の通紙幅方向端部が前記発熱部材から遠ざかる方向に移動することにより、発熱部材の通紙幅方向端部側で加熱効率を低減し過剰な昇温を防止することができるとともに、機内の過剰な昇温を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る定着装置の拡大図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る定着装置の長手構成図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係る定着装置の通紙領域の小さい転写材通紙時の長手構成図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る定着装置の長手構成図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態に係る定着装置の通紙領域の中間的な転写材通紙時の長手構成図である。
【図7】本発明の第2の実施の形態に係る定着装置の通紙領域の小さい転写材通紙時の長手構成図である。
【図8】本発明の第3の実施の形態に係る定着装置の長手構成図である。
【図9】本発明の第3の実施の形態に係る定着装置の通紙領域の小さい転写材通紙時の長手構成図である。
【符号の説明】
2 加圧ローラ
4 定着ローラ
5 ステー
6 励磁コイル
7 トナー
9 コア
10 コイル・アセンブリ
12 CPU
13 駆動電源
16 分離爪
17 ボビン
18 軸心
19 表面離型性耐熱ゴム層
20 温度センサ
21 サーモスタット
101 原稿読取装置
102 デジタイザー
103 プリントコントローラ
104 画像出力部
105 画像書き込み装置
106 感光ドラム
107 現像装置
108 転写装置
120 定着装置
211、211a、211b、211c、211d ホルダー
310 ホルダー
311 支持板
213、214、215、216 移動部材
P 転写材
Claims (1)
- 磁束発生手段と、前記磁束発生手段から発生される磁束の作用により発熱する発熱部材と、を有し、前記発熱部材に被加熱材を通紙し該被加熱材を加熱する加熱装置であって、前記磁束発生手段の通紙幅方向端部は前記発熱部材から遠ざかる方向に移動することを特徴とする加熱装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003126360A JP2004333621A (ja) | 2003-05-01 | 2003-05-01 | 加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003126360A JP2004333621A (ja) | 2003-05-01 | 2003-05-01 | 加熱装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004333621A true JP2004333621A (ja) | 2004-11-25 |
Family
ID=33503321
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003126360A Pending JP2004333621A (ja) | 2003-05-01 | 2003-05-01 | 加熱装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004333621A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007147811A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | Ricoh Co Ltd | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2012128312A (ja) * | 2010-12-17 | 2012-07-05 | Canon Inc | 像加熱装置 |
JP2013200582A (ja) * | 2013-07-10 | 2013-10-03 | Canon Inc | 像加熱装置 |
-
2003
- 2003-05-01 JP JP2003126360A patent/JP2004333621A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012128312A (ja) * | 2010-12-17 | 2012-07-05 | Canon Inc | 像加熱装置 |
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