JP2011170175A - Fixing device and image forming apparatus in which the fixing device is loaded - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トナー画像を担持した記録媒体を、定着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装置及びこれを搭載した画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device that heats and melts unfixed toner on a sheet while passing a recording medium carrying a toner image between a nip between a fixing roller pair or a heating belt and a roller, and an image forming apparatus equipped with the fixing device. It relates to the device.
この種の画像形成装置においては近年、定着装置でのウォームアップタイム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。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のための磁界を発生させる装置を配置する構成が多く採用されている(いわゆる外包IH)。 In recent years, in this type of image forming apparatus, a belt system capable of setting a small heat capacity has attracted attention because of demands for shortening the warm-up time in the fixing device and saving energy. In recent years, the electromagnetic induction heating method (IH) that has the potential for rapid heating and high-efficiency heating has attracted attention. From the viewpoint of energy saving when fixing color images, electromagnetic induction heating is combined with the belt method. Many products have been commercialized. When combining the belt method and electromagnetic induction heating, there is a configuration in which a device for generating a magnetic field for electromagnetic induction is arranged outside the belt because of the coil layout and ease of cooling, and the advantage that the belt can be directly heated. Many have been adopted (so-called outer packaging IH).
上記の電磁誘導加熱方式においては、定着装置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の技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。詳しくは、コイルの周囲にて磁路を形成するフェライト製のセンタコアを備えており、このセンタコアが回転することで、コイルで発生させた磁界によりヒートローラを誘導加熱するか磁界を遮断することで誘導加熱を抑制するかを選択でき、非通紙域と通紙域におけるヒートローラの発熱量に差を設けることができる。 In the above-mentioned electromagnetic induction heating method, various technologies have been developed to prevent excessive temperature rise in the non-sheet passing area according to the width of the sheet size (sheet passing width) passed through the fixing device. In particular, a technique for switching the size of the outer packet IH is disclosed (for example, see Patent Document 1). Specifically, it has a ferrite center core that forms a magnetic path around the coil. By rotating the center core, the heat roller is inductively heated by the magnetic field generated by the coil or the magnetic field is cut off. It is possible to select whether to suppress induction heating, and it is possible to provide a difference in the heat generation amount of the heat roller between the non-sheet passing area and the sheet passing area.
このセンタコアは、最大用紙領域で磁路を形成するべく、その回転軸線に沿って細長い形状で構成されている。つまり、この細長い単体で構成させる場合には、センタコアを高精度で製造しなければ回転の振れが大きくなって、センタコアとヒートローラとの均一なギャップを得られず、ヒートローラの回転軸線方向で発熱ムラが生ずる。一方、センタコアを切削して製造すると製造コストの低廉化を図れず、型を用いた成型では寸法精度が出難い。そのため、センタコアを複数のコア本体に分割してシャフトに配置することが考えられる(例えば、特許文献2参照)。 The center core is formed in an elongated shape along its rotation axis so as to form a magnetic path in the maximum sheet area. In other words, in the case of this single elongated unit, if the center core is not manufactured with high accuracy, the rotational runout becomes large, and a uniform gap between the center core and the heat roller cannot be obtained, and in the direction of the rotation axis of the heat roller. Uneven heating occurs. On the other hand, if the center core is cut and manufactured, the manufacturing cost cannot be reduced, and dimensional accuracy is difficult to obtain by molding using a mold. Therefore, it is conceivable to divide the center core into a plurality of core bodies and arrange them on the shaft (for example, see Patent Document 2).
しかしながら、上記従来の技術では、センタコアの組立性向上の点では依然として課題が残されている。
なぜならば、センタコアを複数のコア本体で構成する場合には、各コア本体の製造上の寸法バラツキ、具体的には、粉体を押し固めて焼成する際の収縮率(径方向及び軸線方向)がコア本体毎に異なるからである。
However, the above conventional technique still has a problem in terms of improving the assemblability of the center core.
This is because, when the center core is composed of a plurality of core bodies, the dimensional variation in manufacturing each core body, specifically, the shrinkage ratio (diameter direction and axial direction) when the powder is pressed and sintered. This is because each core body is different.
より詳しくは、この径方向の収縮率の違いから内外径の異なるコア本体が存在し、特に、内径の大きなコア本体はシャフトに対するガタが大きく、固定が困難であるばかりか、仮にコア本体の内径をシャフトの一点で接触して固定させた場合には、シャフトに対するコア本体の振れが大きくなってしまう。
しかも、これら内径の異なるコア本体をシャフトに単に並べると、この振れの大きさの他、振れの方向も定まらず、ヒートローラの均一な発熱を実現できない。
More specifically, there are core bodies with different inner and outer diameters due to the difference in contraction rate in the radial direction. Particularly, a core body with a large inner diameter has a large backlash against the shaft and is difficult to fix. Is fixed at one point of the shaft, the runout of the core body with respect to the shaft becomes large.
In addition, if these core bodies having different inner diameters are simply arranged on the shaft, not only the magnitude of the deflection but also the direction of the deflection is not determined, and uniform heat generation of the heat roller cannot be realized.
この場合にシャフトとコア本体とを接着させると、治具による位置固定の時間や接着材の固化の時間が必要になり、センタコアの組立性が悪くなる。また、当該時間が経過するまではセンタコアを使用できず、作業時間も長期になる。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、センタコアの組立性向上を図る定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することである。
In this case, if the shaft and the core body are bonded together, it takes time to fix the position with a jig and time to solidify the adhesive, and the assemblability of the center core is deteriorated. Further, the center core cannot be used until the time has elapsed, and the work time is also long.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a fixing device that solves the above-described problems and improves the assemblability of the center core, and an image forming apparatus equipped with the fixing device.
上記目的を達成するための第1の発明は、記録媒体に画像を定着するための定着装置であって、加熱部材の外面に沿って配置され、この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、このコイルを挟んで加熱部材の反対側に配置され、コイルの周囲にて磁路を形成するコア部とを具備し、コア部は、搬送される記録媒体の幅方向に交差する方向に分割して配置され、磁路を形成するべく磁性材料で構成されるとともに、その内周面に記録媒体の幅方向に沿って延びるコア側平坦面を有した断面D字形状の複数のコア本体と、その外周面に複数のコア本体を配置させるとともに、この外周面に記録媒体の幅方向に沿って延びる軸側平坦面を有した断面D字形状のシャフトと、これら軸側平坦面とコア側平坦面との平行を保つべくこれら軸側平坦面とコア側平坦面との間に配置されており、シャフトの外周面に対してコア本体の内周面を支持する弾性部材とを備える。 A first invention for achieving the above object is a fixing device for fixing an image on a recording medium, which is disposed along an outer surface of a heating member and generates a magnetic field for induction heating the heating member. And a core portion that is disposed on the opposite side of the heating member and that forms a magnetic path around the coil, and the core portion intersects the width direction of the recording medium to be conveyed. A plurality of D-shaped cross sections that are arranged in a direction and are made of a magnetic material so as to form a magnetic path, and have a core-side flat surface extending along the width direction of the recording medium on the inner peripheral surface thereof. A core body, a plurality of core bodies arranged on the outer peripheral surface thereof, a shaft having a D-shaped cross section having an axial flat surface extending along the width direction of the recording medium on the outer peripheral surface, and these axial flat surfaces To keep parallel with the flat surface on the core side It is disposed between the Luo axis side flat surface and the core-side flat surface, and an elastic member supporting the inner peripheral surface of the core body relative to the outer peripheral surface of the shaft.
本発明はシャフトの軸心と各コア本体の軸心とを一致させる点に着目したものである。
そして、第1の発明によれば、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(外包IH)を採用する。コア部を個々のコア本体に分割して構成すれば、各コア本体は加工精度や寸法精度を出し易い簡易な形状で済む。
The present invention focuses on the point that the axis of the shaft and the axis of each core body coincide.
And according to 1st invention, the system (outer packaging IH) which heat-melts a toner image by induction-heating a heating member with the magnetic field generated with the coil is employ | adopted. If the core portion is divided into individual core bodies, each core body can have a simple shape that facilitates processing accuracy and dimensional accuracy.
また、本発明によれば、断面D字形状の各コア本体の内周面にはコア側平坦面が、断面D字形状のシャフトの外周面には軸側平坦面がそれぞれ形成され、弾性部材がコア側平坦面と軸側平坦面との間に配置されており、この弾性部材が、コア側平坦面と軸側平坦面との平行を保持しつつ、シャフトの径方向外側に向けてコア本体を付勢している。よって、分割された各コア本体の軸心をシャフトの軸心に一致可能になる。このように、コア本体をシャフトに機械的に組み付け可能になれば、従来の如く接着剤が不要になり、コア部の組立性が向上する。 According to the present invention, the core-side flat surface is formed on the inner peripheral surface of each core body having a D-shaped cross section, and the shaft-side flat surface is formed on the outer peripheral surface of the shaft having the D-shaped cross section. Is disposed between the core-side flat surface and the shaft-side flat surface, and this elastic member keeps the core-side flat surface and the shaft-side flat surface parallel to each other, while maintaining the core toward the radially outer side of the shaft. The body is energized. Therefore, it becomes possible to match the axis of each divided core body with the axis of the shaft. Thus, if the core body can be mechanically assembled to the shaft, an adhesive is not required as in the prior art, and the assemblability of the core portion is improved.
さらに、各コア本体やシャフトを断面D字形状にすれば、形状が複雑にならないので、製造し易い。
第2の発明は、第1の発明の構成において、弾性部材は、金属製或いは耐熱性を有した樹脂製のばねであることを特徴とする。
第2の発明によれば、第1の発明の作用に加えてさらに、弾性部材がばね性を有した金属で構成させれば、高い強度の弾性部材が得られ、また、樹脂の構造に比して製造し易い。一方、ばね性を有した耐熱性樹脂で構成させれば、金属の構造に比して加熱によるロスが避けられる。
Furthermore, if each core main body and shaft have a D-shaped cross section, the shape does not become complicated, and it is easy to manufacture.
According to a second invention, in the configuration of the first invention, the elastic member is a spring made of a metal or a resin having heat resistance.
According to the second invention, in addition to the action of the first invention, if the elastic member is made of a metal having spring properties, a high-strength elastic member can be obtained, and compared with the resin structure. And easy to manufacture. On the other hand, if it is made of a heat resistant resin having a spring property, a loss due to heating can be avoided as compared with a metal structure.
第3の発明は、第1や第2の発明の構成において、コア部の外周面に沿って設けられ、コイルで発生した磁界内で磁気を遮蔽可能な遮蔽部材をさらに具備し、コア部は、その外周面が断面円形状に形成され、搬送される記録媒体の幅方向に延びた軸線周りに回転可能に構成されていることを特徴とする。
第3の発明によれば、第1や第2の発明の作用に加えてさらに、分割された各コア本体の軸心をシャフトの軸心に一致可能になれば、シャフトに対するコア本体の振れ精度が向上する。この結果、コア部の回転が安定してこの軸線方向の発熱ムラを防止でき、均一な発熱が実施可能になり、製造コストの低廉化の他、ウォームアップタイムの削減及び省エネルギー化に寄与する。
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect of the present invention, the semiconductor device further includes a shielding member that is provided along the outer peripheral surface of the core portion and can shield magnetism within a magnetic field generated by the coil. The outer peripheral surface is formed in a circular cross section, and is configured to be rotatable around an axis extending in the width direction of the recording medium to be conveyed.
According to the third invention, in addition to the effects of the first and second inventions, if the axis of each divided core body can coincide with the axis of the shaft, the deflection accuracy of the core body with respect to the shaft can be achieved. Will improve. As a result, the rotation of the core portion can be stabilized and uneven heat generation in the axial direction can be prevented, and uniform heat generation can be performed. This contributes to reduction in warm-up time and energy saving in addition to reduction in manufacturing cost.
さらに、シャフトと各コア本体とを同心にして各コア本体の内径のバラツキを無くしても、各コア本体の外径のバラツキは存在する。しかし、コア部や遮蔽部材の各性能、並びにコア部の外側に位置する加熱部材などとの物理的な干渉については、この外径のバラツキのみを考慮して設計すれば済むため、各コア本体の内外径双方のバラツキを考慮して設計する場合に比して定着装置を容易に製造できる。 Furthermore, even if the shaft and each core body are concentric and there is no variation in the inner diameter of each core body, there is variation in the outer diameter of each core body. However, each performance of the core part and shielding member and physical interference with the heating member etc. located outside the core part need only be designed in consideration of the variation in outer diameter. The fixing device can be easily manufactured as compared with the case of designing in consideration of variations in both the inner and outer diameters.
第4の発明は、第3の発明の構成において、遮蔽部材が磁気の遮蔽を行わない場合に、加熱部材からコア側平坦面までの距離が加熱部材から軸側平坦面までの距離よりも大きくなることを特徴とする。
第4の発明によれば、第3の発明の作用に加えてさらに、最大の記録媒体サイズの搬送時に、加熱部材からコア側平坦面までの距離が加熱部材から軸側平坦面までの距離よりも大きくなるため、遮蔽部材の無い各コア本体の外周面が弾性部材で付勢されて加熱部材に対して揃い易くなる。よって、上記軸線方向の発熱ムラをより一層防止できる。
According to a fourth invention, in the configuration of the third invention, when the shielding member does not shield magnetically, the distance from the heating member to the core-side flat surface is larger than the distance from the heating member to the shaft-side flat surface. It is characterized by becoming.
According to the fourth invention, in addition to the action of the third invention, the distance from the heating member to the core-side flat surface is greater than the distance from the heating member to the shaft-side flat surface when conveying the maximum recording medium size. Therefore, the outer peripheral surface of each core main body without the shielding member is urged by the elastic member and is easily aligned with the heating member. Therefore, the uneven heat generation in the axial direction can be further prevented.
第5の発明は、第1から第4の定着装置を搭載し、これを用いて画像形成部で形成されたトナー画像を記録媒体に定着させる画像形成装置であることを特徴とする。
第5の発明によれば、第1から第4の発明の作用に加えてさらに、加熱部材の発熱性能を確保して良好なトナー画像が形成される結果、画像形成装置の信頼性が向上する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus in which the first to fourth fixing devices are mounted and a toner image formed by the image forming unit is fixed to a recording medium using the first to fourth fixing devices.
According to the fifth aspect, in addition to the effects of the first to fourth aspects, the heat generation performance of the heating member is ensured and a good toner image is formed. As a result, the reliability of the image forming apparatus is improved. .
本発明によれば、接着剤を用いることなく、分割された各コア本体の軸心をシャフトの軸心に一致させるため、コア部の組立性を向上できる定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することである。 According to the present invention, since the axis of each divided core body is aligned with the axis of the shaft without using an adhesive, a fixing device capable of improving the assemblability of the core portion and an image forming apparatus equipped with the fixing device Is to provide.
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記録媒体の一例としての用紙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。また、以下の実施形態では、記録媒体は用紙に限らず、用紙以外の記録媒体(OHPシートなど)であっても実施可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus 1 according to an embodiment. The image forming apparatus 1 includes, for example, a printer, a copier, and a facsimile apparatus that perform printing by transferring a toner image onto the surface of a sheet as an example of a recording medium based on image information input from the outside, and a composite having these functions. It can take the form of a machine or the like. In the following embodiments, the recording medium is not limited to a sheet, and can be implemented even if the recording medium is other than a sheet (such as an OHP sheet).
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排出トレイ3が設けられている。
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が配設されている。また、装置本体2内の中央部には、給紙カセット5に収容していない用紙を装置本体2へ供給するスタックトレイ6が配設されている。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、画像形成装置1と接続されたPC等の上位装置から送信され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。
An image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is, for example, a tandem color printer. The image forming apparatus 1 includes a square box-shaped apparatus
In the lower part of the apparatus
図1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後述の二次転写部23に搬送する第1の搬送路9が配設されており、装置本体2の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二次転写部23に搬送する第2の搬送路10が配設されている。また、装置本体2内の左上部には、二次転写部23で画像が転写された用紙に対して定着処理を行う定着ユニット(定着装置)14と、定着処理の行われた用紙を排出トレイ3に搬送する第3の搬送路11とが配設されている。
As shown in FIG. 1, a first transport path 9 for transporting a sheet fed from the
給紙カセット5は、装置本体2の外部(例えば図1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及び捌きローラ対18により1枚ずつ第1の搬送路9側に繰り出される。
The
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及び捌きローラ対21により1枚ずつ第2の搬送路10側に繰り出される。
第1の搬送路9と第2の搬送路10とはレジストローラ対22の手前で合流しており、レジストローラ対22に到達し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。
The
The first conveyance path 9 and the
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対24により排出トレイ3に排出される。
The full color toner image on the
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重畳して担持する中間転写部30を備えている。
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の周面に対向して配設された帯電部33と、帯電部33の感光体ドラム32の回転方向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感光体ドラム32の回転方向下流側であって感光体ドラム32の周面に対向して配設された現像部35と、現像部35の感光体ドラム32の回転方向下流側であって感光体ドラム32の周面に対向して配設されたクリーニング部36とを備えている。
The
Each of the
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、各現像装置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を含む二成分現像剤がそれぞれ収納されている。
The
中間転写部30は、画像形成ユニット26の近傍位置に配設された後ローラ38と、画像形成ユニット29の近傍位置に配設された前ローラ39と、後ローラ38と前ローラ39とに跨って配設さ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の感光体ドラム32の回転方向下流側の位置に中間転写ベルト40を介して圧接可能に配設された4つの一次転写ローラ41とを備えている。
The
この中間転写部30では、各画像形成ユニット26〜29の一次転写ローラ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。
第1の搬送路9や第2の搬送路10は、給紙カセット5やスタックトレイ6から繰り出されてきた用紙を二次転写部23側に搬送するものであり、装置本体2内で所定の位置に配設された複数の搬送ローラ対43と、二次転写部23の手前に配設され、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対22とを備えている。
In the
The first transport path 9 and the
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)及び離型層(例えば、PFA)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)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(加熱部材)46が設けられており、この円筒形のヒートローラ46と定着ローラ45には加熱ベルト(加熱部材)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。
The fixing
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47,47が設けられており、二次転写部23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。
When viewed in the sheet conveyance direction,
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排出トレイ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対49が配設されるとともに、その出口には上記の排出ローラ対24が配設されている。
〔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。
The
[Details of fixing unit]
Next, details of the fixing
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。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a structural example of the fixing
本実施例の定着ユニット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。加圧ローラ44は、例えば金属製(例えば、SUS)の芯金上に厚み2〜5mm程度のSiゴム層を形成し、さらにその表層に離型層(例えばFPA)を積層して直径50mm程度のローラとしている。定着ローラ45は、例えば金属製(例えば、SUS)の芯金上に厚み5〜10mm程度のシリコンゴムスポンジ層を積層して直径45mm程度のローラとしている。
The fixing
また、ヒートローラ46は、芯金が例えば直径30mm程度、厚み0.2〜1.0mm程度の磁性金属(例えば、Fe)であり、その表面には離型層(例えば、PFA)が形成され、図示しない軸の回転駆動に伴って回転する。
さらに、加熱ベルト48は、その基材の厚みが例えば35μm(1μm=1×10−6m)の強磁性材料(例えばNi電鋳基材)であり、その表層に厚み200〜500μm程度の薄膜の弾性層(例えば、シリコンゴム)が形成され、その外面には離型層(例えば、PFA)が形成されており、その発熱温度を例えば150〜200℃の範囲に調整される。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。
The
Further, the
上記のように定着ローラ45が表層にシリコンスポンジの弾性層を有することから、加熱ベルト48と加圧ローラ44との間にはフラットニップが形成される。なお、加圧ローラ44の内側には、ハロゲンヒータ44aが設けられている。
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(コア部)58から構成されている。
As described above, since the fixing
In addition, the fixing
〔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(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、コイルボビン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。コイルボビン53は、ヒートローラ46の外面に沿う半円筒形状に成形されている。なお、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く、また、コイル52のコイルボビン53への固定は、例えばシリコン系接着剤を用いて行う。
〔coil〕
In the example of FIG. 2, the induction heating coil (coil) 52 is disposed on a virtual arc surface along the arc-shaped outer surface in order to perform induction heating in the arc-shaped portions of the
〔アーチコア、サイドコア〕
図2でみてセンタコア58はIHコイルユニット50の中央に位置し、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であり、それぞれ全長は誘導加熱コイル52が配置された領域よりも長い。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が配置された領域の外側を覆っている。
[Arch core, side core]
As shown in FIG. 2, the
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(図3)。本実施形態では、アーチコア54の幅は10mm程度としている。また、アーチコア54の配置密度は、高ければ高いほど磁界の誘導性能がよいが、ある程度密度を減らしても性能の低下は少ないので、充分な性能を発揮できる範囲で高いコストパフォーマンスが得られるように配置密度を設定することが好ましい。また、軸方向の加熱ベルト48の温度分布を調整する場合、アーチコア54の配置密度を調整することで対応することが可能である。本実施形態では、例えばアーチコア54の配置密度を全体で1/2〜1/3程度とし、誘導加熱コイル52の長手方向の両端部での配置密度を中央付近よりも高めに設定することで、ヒートローラ46の長手方向の端部領域での温度低下の改善も行っている。
For example, the
また、サイドコア56は、1つが30〜60mm程度の長さであり、複数のサイドコア56がヒートローラ46の長手方向に間隔をあけずに連続して配置されている。サイドコア56を配置する範囲の全長は誘導加熱コイル52が配置された領域の長さに対応している。このようにサイドコア56を連続的に複数配置することで、アーチコア54の配置による温度分布の振れ幅を均す効果がある。なお、各コア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(温度分布)を均している。
Further, one
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。
なお、図2の例では、ヒートローラ46の内側にサーミスタ及びサーモスタット62が設置されている。サーミスタ等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されている。また、より実用的には、加熱ベルト48に対して非接触タイプのセンサをコイルユニット50の下方に配置して、このベルト48の外面温度を検出することもできる。
For example, a resin core holder (not shown) is provided outside the
In the example of FIG. 2, a thermistor and a
〔コア部〕
図2,3に示されたセンタコア58は、例えば断面円筒形状をなすフェライト製コアである(外径約18mm)。センタコア58は、その中央には軸方向に例えば非磁性金属(SUS等)や耐熱性樹脂(PPS、PET、LCP等)のシャフト59が挿通され、ヒートローラ46と略同様に、用紙の最大通紙幅13インチ(約340mm程度)に対応するだけの長さを有している。
[Core part]
The
〔遮蔽部材〕
また、センタコア58には、そ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センタコア58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、センタコア58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のセンタコア58への貼り付けは、例えばシリコン系接着剤を用いて行うことができる。
(Shielding member)
Further, a shielding
なお、遮蔽部材60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誘導加熱コイル52からの磁束を遮蔽する。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。
The shielding
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センタコア58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。
As shown in FIG. 2, when the shielding
〔センタコアの詳細〕
図3は、センタコア58の周辺の平面図である。センタコア58は、通紙方向(図3中の矢印方向)と直交する用紙の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。
IHコイルユニット50には例えばステッピングモータ66が装備されており、シャフト59はこのモータ66からの動力により回転する。このためシャフト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にステッピングモータ66の出力ギヤ66aが噛み合わされている。ステッピングモータ66を駆動すると、その動力によってシャフト59が回転し、センタコア58を長手方向の軸線回りに回転させることができる。
[Details of Center Core]
FIG. 3 is a plan view of the periphery of the
The
このとき、センタコア58の回転角度(基準位置からの回転変位量)を検出するため、シャフト59の一端部にインデックス72が設けられており、これにフォトインタラプタ74が組み合わされている。インデックス72の位置はセンタコア58の回転角度に関する基準位置に設定され、基準位置でフォトインタラプタ74にインデックス72が反応(例えば遮光)する。
At this time, in order to detect the rotation angle (rotational displacement amount from the reference position) of the
センタコア58の回転角度は、例えばステッピングモータ66に印加する駆動パルス数によって制御することができ、ステッピングモータ66にはそのための図示しない制御部が付属する。この制御部は、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。
フォトインタラプタ74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はセンタコア58の基準位置を検出することができる。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回転角度(基準位置を0度としたときの角度)の情報を読み出し、その目標とする回転角度に到達する分の駆動パルスを一定周期で出力する。駆動パルスは出力ドライバを通じてステッピングモータ66に印加され、これを受けてステッピングモータ66が作動する。なお、各種の用紙サイズに応じたセンタコア58の回転角度の調整についてはさらに後述する。
The rotation angle of the
The detection signal from the
図3に示される例では、上記の遮蔽部材(図2の参照符号60)として3種類の第1遮蔽部材60a、第2遮蔽部材60b及び第3遮蔽部材60cがセンタコア58の軸方向(長手方向)に分割して配置されている。これら第1〜第3遮蔽部材60a,60b,60cは、それぞれセンタコア58の軸方向でみた配置と長さが異なるとともに、センタコア58の周方向でみた長さ(センタコア58を被覆する幅)も異なっている。以下、この点について説明する。なお、第1〜第3遮蔽部材60a,60b,60cは上記のように分割して設けるのではなく、一体として設けることも可能である。
In the example shown in FIG. 3, three types of the first shielding
図4は、センタコア58に対する第1〜第3遮蔽部材60a,60b,60cの軸方向の配置とそれぞれの長さ、及び周方向の幅を示す図である。
図4(A)に示されているように、3種類の遮蔽部材60a,60b,60cは、センタコア58の軸方向で用紙の幅方向中央に関して対称に設けられており、このうち第1遮蔽部材60aがセンタコア58の両端部に配置され、そこから中央に向かって順に第2遮蔽部材60b、第3遮蔽部材60cが並べられている。このとき、最も内側(中央寄り)に位置する第3遮蔽部材60cは、最小の用紙サイズに対応した通紙域W1の外側に設けられている。また、第2遮蔽部材60bは、中間の用紙サイズに対応した通紙域W2の外側に設けられており、そして、これより1サイズ大きい通紙域W3の外側に第1遮蔽部材60aが設けられている。このような配置であれば、例えば最大の用紙サイズを13インチ(340mm)として、これより小さい用紙サイズをA3(297mm)、A4縦(210mm)、A5縦(149mm)の3種類とし、合計4種類の用紙サイズに対応することができる。各遮蔽部材60a,60b,60cの軸方向の長さWP1,WP2,WP3は、それぞれ対応する用紙サイズに合わせて設定されている。
FIG. 4 is a diagram illustrating the axial arrangement of the first to
As shown in FIG. 4A, the three types of shielding
なお、本実施形態では、各遮蔽部材60a,60b,60cの境界位置は、実際には各通紙域W1,W2,W3に対して、10±5mm程度まで内側に食い込む(進入する)ように設定している。このように、各遮蔽部材60a,60b,60cを各通紙域W1,W2,W3に対して食い込み気味に設定するのは、通常、非通紙域の温度が通紙域内の温度よりは高めになるため、非通紙域からの伝熱も考慮すると、上記程度まで各遮蔽部材60a,60b,60cを各通紙域に食い込ませておくことにより、境界付近での温度分布のバランスをとりやすくすることができる。
In this embodiment, the boundary positions of the
〔遮蔽部材の周方向の幅〕
図4(B),(G):上記のように4種類の用紙サイズに対応する場合、第1遮蔽部材60aの周方向でみた幅は、センタコア58の中心角A1で240度に設定されている。
図4(C),(F):また第2遮蔽部材60bの周方向でみた幅は、中心角A2で160度に設定されている。
図4(D),(E):そして第3遮蔽部材60cの周方向でみた幅は、中心角A3で80度に設定されている。
[Width of shielding member in circumferential direction]
FIGS. 4B and 4G: When the four types of paper sizes are supported as described above, the width of the
4C and 4F: The width of the
4D and 4E: The width of the
図5は、センタコア58の回転に伴う動作例を示す図である。なお、図5では説明の都合上、ボビン53の図示を省略する。また、第1遮蔽部材60aを例に挙げているが、その他の第2及び第3遮蔽部材60b,60cについても同様である。
図5(A):センタコア58の回転に伴い、両端部の第1遮蔽部材60a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及びセンタコア58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ヒートローラ46や加熱ベルト48の加熱が行われる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an operation example associated with the rotation of the
FIG. 5A shows an operation example when the
図5(B):第1遮蔽部材60aを遮蔽位置に切り替えた場合、センタコア58の両端部の位置(通紙域の外側)では磁気経路上に第1遮蔽部材60aが位置するため、そこで磁界の透過が部分的に抑制される。これにより、非通紙域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。
FIG. 5B: When the
ここで、本実施例のセンタコア58は、搬送される用紙の幅方向、つまり、上述したセンタコア58の回転軸線に交差する方向に分割して構成されている。
詳しくは、センタコア58は、例えば計8個のコア本体58a〜58dがシャフト59に配置され、センタコア58の断面図である図6に示される如く、センタコア58の幅方向中央に関してセンタコア58の軸方向で対称に設けられている。
Here, the
Specifically, the
より具体的には、シャフト59は、回転軸線方向に沿って延びた中実丸棒で形成されており、その回転軸線沿って外周面に軸線方向長さの等しい4種類のコア本体58a〜58dや図示しないキャップを配置させ、その両端がコイルボビン53に回転自在に支持される。
まず、本実施例のコア本体58aは1本のシャフト59に計2個配置され、大きいサイズの用紙に対応した位置、つまり、上述した第1遮蔽部材60aに対応してそれぞれ配置されている。
More specifically, the
First, a total of two
次に、本実施例のコア本体58bは1本のシャフト59に計2個配置され、上述したコア本体58aの位置よりも小さいサイズの用紙に対応した位置、つまり、上述の第2遮蔽部材60bに対応してそれぞれ配置される。
続いて、本実施例のコア本体58cは1本のシャフト59に計2個配置されており、上述したコア本体58bの位置よりも小さいサイズの用紙に対応した位置、つまり、上述の第3遮蔽部材60cに対応し、さらに、本実施例のコア本体58dは1本のシャフト59に計2個配置されており、上述したコア本体58cの位置よりも小さいサイズの用紙に対応した位置、つまり、遮蔽部材60を備えない位置にそれぞれ配置される。
Next, a total of two core
Subsequently, a total of two core
なお、これら4種類のコア本体58a〜58dは、遮蔽部材60の設置範囲がセンタコア58の中心角で約240度に設定され、さらに、その軸線方向の両端部分には図示しない凹部や凸部が、センタコア58の周方向でみて例えば90度ずつ分割して形成されており、隣り合うコア本体58b,58c,58d、或いはコア本体58aの場合には上記キャップに連結可能に構成されている。
In these four types of core
また、このキャップは1本のシャフト59に計2個配置され、シャフト59の両端に設けられる。そして、当該キャップには、コア本体58aの上記凹部に係合する凸部や、シャフト59の端部に形成されたDカット部に係合する凹部が形成されている。
そして、これらキャップがシャフト59に固定されると、コア本体58a等のシャフト59からの脱落を防止できる。これにより、図4に示されるように、第1遮蔽部材60aを有したコア本体58aがシャフト59の外周面の両端側にそれぞれ配置され、そこから中央に向かって順に、第2遮蔽部材60bを有したコア本体58b、第3遮蔽部材60cを有したコア本体58c、遮蔽部材60を有しないコア本体58dがそれぞれ配置される。
In addition, a total of two caps are arranged on one
When these caps are fixed to the
このように、計8個のコア本体58a〜58dがシャフト59に配置されてセンタコア58を構成しているが、本実施例では、これらコア本体58a〜58dの内周面とシャフト59の外周面との間には耐熱性樹脂(例えばPPS)の板ばね(弾性部材)92が設けられている。
具体的には、本実施例のシャフト59は、図6に示される如くその外周面が断面D字形状で構成されており、センタコア58の回転軸線に沿って延びる軸側平坦面89を有し、この軸側平坦面89の周方向両端が断面円形の円形外周面89sに連なっている。
In this way, a total of eight
Specifically, as shown in FIG. 6, the
一方、コア本体58aを例に挙げると、コア本体58aの内周面側には断面D字形状の空間が形成されている。換言すれば、コア本体58aはセンタコア58の回転軸線に沿って延びるコア側平坦面88を有し、コア側平坦面88は、コア本体58aの厚みを内径側に向けて部分的に増やして形成される。このコア側平坦面88の周方向両端は円形内周面88sに連なり、当該円形内周面88sの部分は均等な厚みで形成される(図6)。そして、これら軸側平坦面89とコア側平坦面88とが対峙している。
On the other hand, taking the
上記板ばね92は略くさび型で形成され、その全長がコア本体58aの軸線方向長さよりもやや短い長さで構成されており、1個のコア本体58aに対して1個の板ばね92が、軸側平坦面89とコア側平坦面88との間に配置される。なお、コア本体58b,58cについてもコア本体58aと同様にコア側平坦面88や円形内周面88sが形成され、略くさび型の板ばね92がそれぞれ配置されている。
The
本実施例によるセンタコア58の組立は、シャフト59のいずれかの端部に上記キャップを設けておき、シャフト59の軸側平坦面89とコア本体58aのコア側平坦面88とを対峙させた状態で、コア本体58aをシャフト59に挿入する。
次いで、これら軸側平坦面89とコア側平坦面88との間に、板ばね92を挿入すると、軸側平坦面89とコア側平坦面88との平行が保たれたまま、軸側平坦面89が板ばね92の付勢力によってコア側平坦面88から離間する方向に移動する。これに伴い、コア本体58aの円形内周面88sのうち、シャフト59の中心を通ってコア側平坦面88に直交する直線に相当する部分がシャフト59の円形外周面89sで最も強く押圧されるため、コア本体58aはその径方向外側に向けて押圧される。
In the assembly of the
Next, when the
コア本体58b,58c,58dについても同様に、軸側平坦面89との間に板ばね92を挿入する。そして、計8個のコア本体58a〜58dをシャフト59の外側に順次嵌合させると、各コア本体58a〜58dはその径方向外側に向けてそれぞれ押圧される。これにより、図2のセンタコア58の配置の時のコア本体58a〜58dの外周面と加熱ベルト48やヒートローラ46の間の距離が従来の方法と比較してより一定になる。
Similarly, the
続いて、コア本体58a〜58d同士を凹凸の嵌め合わせによって連結した後、上記キャップをシャフト59の他端に嵌合させ、コア本体58aの上記凹部やシャフト59のDカット部と上記キャップの凸部や凹部との嵌め合わせによって連結する。そして、遮蔽部材60をコア本体58a,58b,58cの外周に配置する。
Subsequently, after the
ここで、本実施例の遮蔽部材60は、センタコア58の外周面のうちコア側平坦面88を挟んで板ばね92とは反対側の面に設けられている(図2)。
具体的には、センタコア58が図2に示される状態から180°回転し、磁気の遮蔽を行わない退避位置で考えると、遮蔽部材60は、加熱ベルト48からコア側平坦面88までの距離が加熱ベルト48から軸側平坦面89までの距離よりも大きくなる位置に設けられる。
Here, the shielding
Specifically, when the
つまり、図6の姿勢で云えば、遮蔽部材60はセンタコア58の上方に配置されている。なお、図2の姿勢で云えば、遮蔽部材60は、加熱ベルト48からコア側平坦面88までの距離が加熱ベルト48から軸側平坦面89までの距離よりも小さくなる位置にて、コイル52で発生した磁界内で磁束を遮蔽するべくセンタコア58の外周面に沿って設けられることになる。
That is, in the posture of FIG. 6, the shielding
ところで、上述の略くさび型の板ばね92に替えて波型の板ばね96を用いても良い。
詳しくは、図7,8に示された例もまた、上記実施例と同様に、分割したセンタコア58では軸側平坦面89とコア側平坦面88との平行が保持され、シャフト59に対して支持されている。しかし、図7の実施例では、波型状の板ばね(弾性部材)96が用いられており、分割したセンタコア58のそれぞれをシャフト59に配置する毎に、板ばね96を軸側平坦面89とコア側平坦面88との間に挿入する。
Incidentally, a
Specifically, in the example shown in FIGS. 7 and 8 as well, in the same way as in the above-described embodiment, the divided
一方、図8の実施例では、センタコア58の回転軸線方向に沿って長く形成された1個の板ばね96が用いられており、センタコア58の総てをシャフト59に配置した後に、板ばね96を軸側平坦面89とコア側平坦面88との間に挿入する。若しくは、板ばね96を軸側平坦面89に載置しておき、その外側に計8個のコア本体58a〜58dを順次嵌合させる。
On the other hand, in the embodiment of FIG. 8, a
そして、これら図7,8の板ばね96も、軸側平坦面89とコア側平坦面88との平行を保持するため、分割したセンタコア58はその径方向外側に向けてそれぞれ押し広げられる。
なお、上記各実施例では樹脂製のばねで説明しているが、金属製のばねであっても良い。
7 and 8 also maintain the parallelism between the shaft-side
In each of the above embodiments, the resin spring is described. However, a metal spring may be used.
以上のように、各実施例によれば、コイル52で発生させた磁界により加熱ベルト48やヒートローラ46を誘導加熱してトナー画像の加熱溶融を行う方式(外包IH)を採用する。回転するセンタコア58を個々のコア本体58a〜58dに分割して構成すれば、各コア本体58a〜58dは加工精度や寸法精度を出し易い簡易な形状で済む。
As described above, according to each embodiment, a method (outer packaging IH) in which the
また、断面D字形状の各コア本体58a〜58dの内周面にはコア側平坦面88や円形内周面88sが、断面D字形状のシャフト59の外周面には軸側平坦面89や円形外周面89sがそれぞれ形成され、板ばね92(96)がコア側平坦面88と軸側平坦面89との間に配置されており、この板ばね92(96)が、コア側平坦面88と軸側平坦面89との平行を保持しつつ、シャフト59の軸心に対してシャフト59の径方向外側に向けてコア本体58a〜58dを付勢している。よって、分割された各コア本体58a〜58dの軸心をシャフト59の軸心に一致可能になる。
Further, a core-side
このように、コア本体58a〜58dをシャフト59に機械的に組み付け可能になれば、従来と異なり接着剤が不要になってその乾燥に要する期間分(例えば3日〜7日)短縮され、センタコア58の組立性が向上する。
さらに、各コア本体58a〜58dやシャフト59を断面D字形状にすれば、形状が複雑にならないので、製造し易い。
As described above, if the core
Furthermore, if each core
さらに、板ばね92(96)がばね性を有した金属で構成させれば、高い強度の弾性部材が得られ、また、樹脂で構成する場合に比して製造し易い。一方、ばね性を有した耐熱性樹脂で構成させれば、金属の構造に比して加熱によるロスが避けられる。 Furthermore, if the leaf spring 92 (96) is made of a metal having a spring property, an elastic member having a high strength can be obtained, and can be easily manufactured as compared with the case of being made of a resin. On the other hand, if it is made of a heat resistant resin having a spring property, a loss due to heating can be avoided as compared with a metal structure.
ここで、シャフト59と各コア本体58a〜58dとを同心にして各コア本体58a〜58dの内径のバラツキを無くしても、各コア本体58a〜58dの外径のバラツキは存在する。しかし、センタコア58や遮蔽部材60の各性能、並びにセンタコア58の外側に位置する加熱ベルト48などとの物理的な干渉については、この外径のバラツキのみを考慮して設計すれば済むため、各コア本体58a〜58dの内外径双方のバラツキを考慮して設計する場合に比して定着ユニット14を容易に製造できる。
Here, even if the
また、分割された各コア本体58a〜58dの軸心とシャフト59の軸心との一致によって、シャフト59に対するコア本体58a〜58dの振れ精度が向上し、最大の用紙サイズの搬送時に、加熱ベルト48からコア側平坦面88までの距離が加熱ベルト48から軸側平坦面89までの距離よりも大きくなるため、遮蔽部材60の無い各コア本体58a〜58dの外周面が板ばね92(96)で付勢されて加熱ベルト48に対して揃い易くなる。よって、センタコア58の軸線方向の加熱ベルト48やヒートローラ46の発熱ムラをより一層防止でき、均一な発熱が実施可能になり、製造コストの低廉化の他、ウォームアップタイムの削減及び省エネルギー化に寄与する。
In addition, due to the coincidence of the axis of each of the divided
また、加熱ベルト48等の発熱性能を確保して良好なトナー画像が形成される結果、画像形成装置1の信頼性が向上する。
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、コア部の構成は回転するセンタコア或いは固定のセンタコアのいずれでも良く、適宜に変形可能である。
Further, as a result of forming a good toner image while ensuring heat generation performance of the
The present invention can be implemented with various modifications without being limited to the above-described embodiments. For example, the configuration of the core portion may be either a rotating center core or a fixed center core, and can be appropriately modified.
さらに、上記実施例では、ヒートローラ46を用いて説明しているものの、定着ローラ45に加熱ベルト48を巻いてヒートローラ46を省略してもよく、本発明の加熱部材にはヒートローラの他、定着ローラも該当する。
また、本実施例では画像形成装置としてプリンタに具現化した例を示している。しかし、本発明の画像形成装置は、複合機、複写機やファクシミリ等にも当然に適用可能である。
Further, although the
In this embodiment, an example in which the image forming apparatus is embodied in a printer is shown. However, the image forming apparatus of the present invention can naturally be applied to a multifunction machine, a copier, a facsimile machine, and the like.
そして、これらいずれの場合にも上記と同様に、コア部の組立性向上を達成できるとの効果を奏する。 And in any of these cases, the effect that the assemblability of the core part can be improved can be achieved as described above.
1 プリンタ(画像形成装置)
7 画像形成部
14 定着ユニット(定着装置)
46 ヒートローラ(加熱部材)
48 加熱ベルト(加熱部材)
50 IHコイルユニット
52 誘導加熱コイル(コイル)
58 センタコア(コア部)
58a〜58d コア本体
59 シャフト
60 遮蔽部材
88 コア側平坦面
89 軸側平坦面
92,96 ばね(弾性部材)
1 Printer (image forming device)
7
46 Heat roller (heating member)
48 Heating belt (heating member)
50
58 Center core (core part)
58a to
Claims (5)
加熱部材の外面に沿って配置され、この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、
このコイルを挟んで前記加熱部材の反対側に配置され、前記コイルの周囲にて磁路を形成するコア部とを具備し、
前記コア部は、
前記搬送される記録媒体の幅方向に交差する方向に分割して配置され、前記磁路を形成するべく磁性材料で構成されるとともに、その内周面に前記記録媒体の幅方向に沿って延びるコア側平坦面を有した断面D字形状の複数のコア本体と、
その外周面に前記複数のコア本体を配置させるとともに、この外周面に前記記録媒体の幅方向に沿って延びる軸側平坦面を有した断面D字形状のシャフトと、
これら軸側平坦面とコア側平坦面との平行を保つべくこれら軸側平坦面とコア側平坦面との間に配置されており、前記シャフトの外周面に対して前記コア本体の内周面を支持する弾性部材と
を備えることを特徴とする定着装置。 A fixing device for fixing an image on a recording medium,
A coil disposed along the outer surface of the heating member and generating a magnetic field for induction heating the heating member;
A core portion disposed on the opposite side of the heating member across the coil and forming a magnetic path around the coil;
The core part is
The recording medium is divided and arranged in a direction intersecting the width direction of the recording medium to be conveyed, and is made of a magnetic material so as to form the magnetic path, and extends on the inner peripheral surface along the width direction of the recording medium. A plurality of core bodies having a D-shaped cross section having a flat surface on the core side;
A shaft having a D-shaped section having an axially flat surface extending along the width direction of the recording medium on the outer peripheral surface, with the plurality of core bodies disposed on the outer peripheral surface;
The shaft-side flat surface and the core-side flat surface are arranged between the shaft-side flat surface and the core-side flat surface so as to keep parallel to each other. And an elastic member that supports the fixing device.
前記弾性部材は、金属製或いは耐熱性を有した樹脂製のばねであることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The fixing device according to claim 1, wherein the elastic member is a spring made of a metal or a resin having heat resistance.
前記コア部の外周面に沿って設けられ、前記コイルで発生した磁界内で磁気を遮蔽可能な遮蔽部材をさらに具備し、
前記コア部は、その外周面が断面円形状に形成され、搬送される前記記録媒体の幅方向に延びた軸線周りに回転可能に構成されていることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein:
A shield member provided along the outer peripheral surface of the core portion, and capable of shielding magnetism within a magnetic field generated by the coil;
The fixing device according to claim 1, wherein an outer peripheral surface of the core portion is formed in a circular cross section and is configured to be rotatable around an axis extending in a width direction of the recording medium to be conveyed.
前記遮蔽部材が前記磁気の遮蔽を行わない場合に、前記加熱部材から前記コア側平坦面までの距離が前記加熱部材から前記軸側平坦面までの距離よりも大きくなることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 3,
When the shielding member does not shield the magnetism, the distance from the heating member to the core-side flat surface is larger than the distance from the heating member to the shaft-side flat surface. .
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