JP5435831B2 - 定着装置及びこれを搭載した画像形成装置 - Google Patents
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Description
第1の先行技術(特許文献2)は、磁性部材を複数に分割して通紙幅方向に並べておき、通紙する用紙サイズ(通紙幅)に合わせて、磁性部材の一部を励磁コイルに対して離接させるものである。この場合、非通紙域では磁性部材を励磁コイルから離隔させることで発熱効率が下がり、最小通紙幅の用紙に対応する領域よりも発熱量が小さくなると考えられる。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、磁気遮蔽効果をより一層向上可能な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。
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、上述のように、空間を無くした各リング状部は近接して配置されることになるが、各リング状部の表面部分、或いは互いに近接する表面部分には絶縁処理が施されているので、リング状部は互いに確実に絶縁可能になる。
第4の発明によれば、第1から第3の発明の作用に加えてさらに、このような配置であれば、用紙のサイズに応じて非通紙域となる加熱部材の端部を過昇温から良好に保護することができる。
第6の発明によれば、第1から第5の発明の作用に加えてさらに、磁気遮蔽効果のより一層の向上が図られているので、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。
図1は、一実施形態の画像形成装置1の構成を示した概略図である。画像形成装置1は、例えば外部から入力された画像情報に基づいて印刷用紙等の印刷媒体の表面にトナー画像を転写して印刷を行うプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、それらの機能を併せ持つ複合機等としての形態をとることができる。
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、手差しの用紙を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、装置外部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。
第1の搬送路9と第2の搬送路10とはレジストローラ22の手前で合流しおり、レジストローラ22に供給された用紙はここで一旦待機し、スキュー調整とタイミング調整を行った後、二次転写部23に向けて送出される。送出された用紙には、二次転写部23で中間転写ベルト40上のフルカラーのトナー画像が用紙に二次転写される。この後、定着ユニット14でトナー画像が定着された用紙は、必要に応じて第4の搬送路12で反転され、最初とは反対側の面にも二次転写部23でフルカラーのトナー画像が二次転写される。そして、反対面のトナー画像が定着ユニット14で定着された後、第3の搬送路11を通って排出ローラ24により排出トレイ3に排出される。
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の下流側であって感光体ドラム32の周面上の特定位置にレーザビームを照射するレーザ走査ユニット34と、レーザ走査ユニット34からのレーザビーム照射位置の下流側であって感光体ドラム32の周面に対向して配設された現像部35と、現像部35の下流側であって感光体ドラム32の周面に対向して配設されたクリーニング部36とを備えている。
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つの転写ローラ41とを備えている。
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中間転写部30側に搬送するものであり、装置本体2内で所定の位置に配設された複数の搬送ローラ43と、中間転写部30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22とを備えている。
〔第1実施例〕
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。
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と定着ローラ45との間にはフラットニップが形成されている。
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(磁性体コア、第1のコア)54、同じく一対のサイドコア(磁性体コア、第1のコア)56及びセンタコア(磁性体コア、第2のコア)58から構成されている。
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の外側に例えばPPS、PET、LCP等の耐熱性樹脂製のボビン(図示していない)が配置されており、このボビン上に誘導加熱コイル52が巻線状に配置される構成である。なお、当該ボビンは、ヒートローラ46の外面に沿って半円筒形状に成形され、ボビンに対するコイル52の固定は、例えばシリコン系接着剤を用いて行う。
図2でみてセンタコア58は中央に位置し、その両側で対をなすように上記のアーチコア54及びサイドコア56が配置されている。このうち両側のアーチコア54は、互いに対称をなす断面アーチ形に成形されたフェライト製コアであり、それぞれ全長は誘導加熱コイル52の巻線域よりも長い。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の巻線域の外側を覆っている。
なお、図2の例では、ヒートローラ46の内側にサーミスタ62(図8のサーモスタット75でもよい)が設置されている。サーミスタ62は、ヒートローラ46の特に誘導加熱による発熱量の大きい箇所の内側に配置することができる。図8に示されるように、ヒートローラ46の温度は本体エンジン基板82に出力される。当該基板82はインバータ基板80に電気的に接続されており、ヒートローラ46の温度はサーモスタット75で一定に調整できる。また、この基板80は誘導加熱コイル52に電力を供給する。一方、このコイル52はコイル冷却ファン76からの冷却風で適宜冷却され、当該ファン76の駆動信号はエンジン基板82から出力される。
再び図2に戻り、このセンタコア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。センタコア58はヒートローラ46と略同様に、用紙の最大通紙幅13インチ(例えば340mm程度)に対応するだけの長さを有している。なお、当該用紙を用いる場合には20kHz以上の交番電流(交番周波数は例えば30kHz)を使用し、可聴域を避ける。さらに、図2には示されていないが、センタコア58は図示しない回転機構に連結されており、この回転機構により長手方向の軸線回りに回転可能となっている。
また、センタコア58には、その外面に沿って遮蔽部材(経路切替手段)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。
その他にIHコイルユニット50には、センタコア58と加熱ベルト48(ヒートローラ46)との間を中心として、その両側で誘導加熱コイル52と加熱ベルト48(ヒートローラ46)との間にまで拡がった域内に磁気調整部材90が固定して配置されている。なお、センタコア58(遮蔽部材60)と磁気調整部材90との間には、センタコア58の回転を阻害しない程度の適度なクリアランスが確保されている。
図4は、磁気調整部材90の構造例(1)を示す斜視図である。本実施例の磁気調整部材90は、主に3つのリング状部90A,90B,90Cを有しており、これらリング状部90A,90B,90Cは、いずれも角リング形状をなしている。さらに、3つのリング状部90A,90B,90Cは、それぞれが独立したリングではなく、これらが相互に連結されることで、磁気調整部材90の全体が一続きとなった無端状の構造を有している。以下、磁気調整部材90の構造について説明する。
より具体的には、中央のリング状部90Aには、長手方向で対になる3つの短辺部90a,90k,90sが含まれるが、これら短辺部90a,90k,90s同士はリング状部90Aの範囲内で直接に接続されていない。すなわち、リング状部90Aのうち短辺部90aの両端には、それぞれ長辺部90b,90wの一端が接続される。そして、このうち長辺部90bの他端には、隣接するリング状部90Bの短辺部90cが接続され、長辺部90wの他端には、別の隣接するリング状部90Cの短辺部90vが接続されている。
また、リング状部90Aのうち短辺部90sの両端は、それぞれ長辺部90f,90rの途中が接続され、このうち長辺部90fの一端には、リング状部90Bの短辺部90eが、この長辺部90fの他端には、リング状部90Bの短辺部90gがそれぞれ接続されている。
したがって、リング状部90A内で対をなす短辺部90aと短辺部90sとは、その範囲内で同じく対をなす長辺部90b,90wで直接に接続されず、また、短辺部90sと短辺部90kともまた、その範囲内で同じく対をなす長辺部90j,90mで直接に接続されていない。
次に、中央のリング状部90Aにその幅方向で隣接した2つのリング状部90B,90Cのうち、一方のリング状部90Bについては、長手方向で対になる2つの短辺部90c,90eが外側寄りの長辺部90dを介して接続され、このうち短辺部90eは上述の如く長辺部90fを介して中央のリング状部90Aの短辺部90sに、短辺部90cは上述の如く長辺部90bを介して短辺部90aにそれぞれ接続されている。
また、当該リング状部90Cにおいて、長手方向で対になる2つの短辺部90n,90qは外側寄りの長辺部90pを介して接続されており、このうち短辺部90nは上述した長辺部90mを介して短辺部90kに、短辺部90qは上述の長辺部90rを介して短辺部90sにそれぞれ接続されている。
以上の接続関係から、磁気調整部材90全体は、例えば中央のリング状部90Aの短辺部90aを基点として、その一端から長辺部90b、短辺部90c、長辺部90d、短辺部90e、長辺部90f、短辺部90g、長辺部90h、短辺部90i、長辺部90j、短辺部90k、長辺部90m、短辺部90n、長辺部90p、短辺部90q、長辺部90r、短辺部90t、長辺部90u、短辺部90v、長辺部90w、そして、短辺部90sが順に一続きで接続されることで、全体として無端状をなす構造を有している。
図5は、磁気調整部材90の機能を説明するためのモデル図である。なお、図5では、磁気調整部材90が単にワイヤモデルとして簡略化して示されているが、各リング状部90A,90B,90Cの接続関係は図4と同じである。また、この図5では便宜上、各短辺部90a,90c,90e,90g,90i,90k,90n,90q,90s,90t,90vを直線状のものとして示している。
図5(A):磁気調整部材90をワイヤモデルとして考えると、その構造は1つの大きなリング(環状体)を複数箇所で互い違いの方向にねじり、上記のように3つのリング状部90A,90B,90Cを形成し、その長手方向に2つの磁気調整部M1,M2を形成したものとして考えることができる。
|i1|=|i2|+|i2’|・・・(1)
なお、|i1|,|i2|,|i2’|はそれぞれ電流(起磁力)の絶対値を示す。
図5(B):次に上記の状態から、中央のリング状部90Aに入る磁束Φ1だけを取り除いた場合(Φ1=0)を考える。この場合、中央のリング状部90Aで電流は発生しなくなり(i1=0)、磁気調整部材90の内部を流れる電流は条件式(1)の右辺(|i2|+|i2’|)だけとなる。
以上より、磁気調整部材90について以下の結論が明らかとなっている。
(1)Φ1=Φ2+Φ2’の関係式が満たされる場合、磁気調整部材90の内部に生じる電流が0となり、磁気調整部材90は総ての磁束Φ1,Φ2,Φ2’の通過を許容する。この場合、磁気調整部材90は磁界に対して何ら影響を及ぼさない存在となる。
以上を踏まえ、第1実施例の定着ユニット14では、磁気調整部材90の中央のリング状部90Aに入る磁束Φ1(Wb)と、その両側に隣接する2つのリング状部90B,90Cに入る磁束Φ2,Φ2’(Wb)について、以下の関係式(2)が満たされる構造及び配置を採用している。
Φ1=Φ2+Φ2’・・・(2)
すなわち、同図(a)の構成を長手方向に2つ並べて隣接部分を1本の線で接続して共有させると、この共有によって3つの閉じたリング状部が出現し、上記電流iが各リング状部内のみを流れて磁気調整部材90の電流(総和)をゼロにできなくなるのである。換言すれば、3つの閉回路が出現し、各接続部分には電流が流れず、各リング状部が常に遮断状態になって磁束調整を行えないのである。
上記構造例(1)で云えば、リング状部90Aとリング状部90Bとを2つの短辺部90c,90iで連結し、リング状部90Aとリング状部90Cとを2つの短辺部90n,90vで連結している。そして、リング状部90Bとリング状部90Cとを1つの短辺部90sで連結している(図5)。
詳しくは、図6(c)には構造例(2)が示されており、この場合には磁気調整部M2を挟んで磁気調整部M1の反対側に磁気調整部M3が配置され、3つの磁気調整部M1,M2,M3が形成されている。
次に、図7は、図6(c)の構造例(2)における磁気調整部材90の配置を示した図である。なお、この図7(A),(B)は、それぞれセンタコア58及び磁気調整部材90の側面図及びその底面図を表したものであり、図中、センタコア58の外面には網点を施している。
図9は、上記構造例(1)や(2)につき、センタコア58の回転に伴う動作例を示す図である。以下、それぞれについて説明する。
〔第1の経路〕
図9(A):センタコア58の回転に伴い、遮蔽部材60を退避位置に移動させた場合、誘導加熱コイル52の発生させる磁界において、その主な磁路はサイドコア56、アーチコア54及びセンタコア58を含む第1の経路(図中の太い実線)を通って加熱ベルト48及びヒートローラ46を通過するものとして形成される。このとき強磁性体である加熱ベルト48及びヒートローラ46に渦電流が発生し、それぞれの材料の持つ固有抵抗によりジュール熱が発生して加熱が行われる。なお、このとき磁気調整部材90の中央のリング状部90A内では、上記の磁束Φ1が通過する。
図9(B):次に、遮蔽部材60を遮蔽位置に移動させた場合、最小通紙域の外側では磁気経路上に遮蔽部材60が位置するため、そこでの磁気経路はアーチコア54の端面から出てセンタコア58を通らずに加熱ベルト48及びヒートローラ46に至る第2の経路(図中の太い破線)に切り替えられる。これにより、最小通紙域の外側で発熱量が抑えられ、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。
第2の経路に切り替えられた状態では、図示のように磁気調整部材90の中央のリング状部90A内を通過する磁束がゼロの状態(磁束Φ1=0)となっている。このとき、第2の経路にはアーチコア54から漏れようとする弱い磁束(アーチコア54の内側を小さく周回する破線)も発生しているが、磁気調整部材90は、上記のように第2の経路を通る総ての磁束Φ2,Φ2’に対して遮蔽効果を発揮することができる。このため第1実施例の定着ユニット14は、遮蔽部材60の面積を過度に拡大しなくても、非通紙域で充分な磁気の遮蔽効果を得ることができ、それによって加熱ベルト48やヒートローラ46の過昇温を現状よりも抑制することができる。
図10は、第2実施例の定着ユニット14の構造例を示す縦断面図である。この第2実施例では、磁気調整部材90の配置や形態が第1実施例と異なっている。
具体的には、磁気調整部材90はセンタコア58と加熱ベルト48との間に中央のリング状部90Aを配置させているが、その両側のリング状部90B,90Cについては誘導加熱コイル52の外側、つまりアーチコア54と誘導加熱コイル52との間に配置させている。
図11は、第3実施例の定着ユニット14の構造例を示す縦断面図である。この第3実施例では、上記の加熱ベルトを用いずに定着ローラ45と加圧ローラ44とでトナー画像を定着する。定着ローラ45の外周には、例えば上記の加熱ベルトと同様の磁性体が巻かれており、誘導加熱コイル52によって磁性体を誘導加熱する構成である。この場合、サーミスタ62は定着ローラ45の外側で、磁性体層に対向する位置に設けられる。
〔第4実施例〕
図12は、第4実施例の定着ユニット14の構造例を示す縦断面図である。この第4実施例では、ヒートローラ46が非磁性金属(例えばSUS:ステンレス鋼)の材料で構成されており、センタコア58がヒートローラ46の内部に配置されている点が第1実施例と異なっている。また、合わせてアーチコア54が中央で連結されており、その下部に中間コア55が設置されている。
そして、第4実施例の場合、図12に示されているように遮蔽部材60を中間コア55から離隔させると第1の経路に切り替えた状態(退避位置)となり、この場合は遮蔽部材60による磁気の遮蔽効果が働かずに最大通紙域で加熱ベルト48が誘導加熱される。一方、遮蔽部材60を中間コア55に対向する位置(遮蔽位置)に移動させると磁気経路が第2の経路に切り替えられ、通紙域の外側で過昇温が抑制される。
〔第5実施例〕
図13は、第5実施例の定着ユニット14の構造例を示す縦断面図である。この第5実施例は、IHコイルユニット50をいわゆる内包IHタイプとしたものである。具体的には、ヒートローラ46が比較的大径(例えば40mm)の非磁性金属(例えばSUS)で構成されており、その内部に誘導加熱コイル52及びセンタコア58が収容されている。そして、ヒートローラ46の外側には第1〜第4実施例のようなアーチコア54及びサイドコア56が設けられていない。なおヒートローラ46の表面には、離型層(PFA)が形成されている。また加圧ローラ44については第1〜第3例と同様である。
〔第6実施例〕
図14は、第6実施例の定着ユニット14の構造例を示す縦断面図である。この第6実施例では、加熱ベルト48の円弧状の位置ではなく、ヒートローラ46と定着ローラ45との間の平面状の位置で誘導加熱する構成である。この場合も同様に、センタコア58を回転させて磁気経路を切り替えることができる。そして磁気調整部材90は、第1の経路に切り替えられると磁束を良好に通過させ、第2の経路に切り替えられると磁束の遮蔽効果を発揮することができる。
〔第7実施例〕
次に、図15は、第7実施例の定着ユニット14の構造例を示す縦断面図である。この第7実施例は、センタコア58を用いずに遮蔽部材60だけを移動させて磁気経路の切り替えを行う構成である。このたアーチコア54は両側で相互に連結されており、遮蔽部材60はアーチコア54の内面に沿うようにして図中の矢印方向に移動する。
〔第1の経路〕
図15中の2点鎖線で示されているように、遮蔽部材60を誘導加熱コイル52の巻線中心Lからずれた位置で、アーチコア54と誘導加熱コイル52との間の退避位置に移動させると、第7実施例では第1の経路に切り替えられた状態となる。この場合、磁束はアーチコア54の中央位置から巻線中心Lに沿って加熱ベルト48及びヒートローラ46に到達する。このとき磁気調整部材90は、第1実施例と同様に磁束を良好に通過させる。
〔第2の経路〕
一方、図15の実線で示されているように、遮蔽部材60を誘導加熱コイル52の巻線中心Lの線上に位置付けると、第1の経路から第2の経路に切り替えられた状態となる。この場合、磁気調整部材90の中央のリング状部90Aに入る磁束Φ1が0になるので、磁気調整部材90はその全体で磁束を遮蔽することができる。
図16は、第8実施例の定着ユニット14の構成例を示す部分的な縦断面図である。なお図16、定着ユニット14はIHコイルユニット50の部分のみを拡大して示されている。以下、第1実施例との違いを中心として説明する。
第8実施例では、センタコア58の外側に別の連結コア57が配置されており、この連結コア57は両側のアーチコア54を相互に連結している。また、両側のアーチコア54の一方(図中の右側)は、その一端がセンタコア58の側方で略直角に屈曲されており、この屈曲部が誘導加熱コイル52の内側を通って加熱ベルト48及びヒートローラ46の近傍にまで延びている。
磁気調整部材90は、第7実施例で示したように誘導加熱コイル52の外側だけでなく、内側にも配置されている。このときアーチコア54の屈曲部は、例えば磁気調整部材90の片側のリング状部90Cを貫通する位置に配置されているものとする。
なお、図16では一方のアーチコア54に屈曲部を設けた例を示しているが、両方のアーチコア54に屈曲部を設けてもよい。
図17は、第9実施例の定着ユニット14の構成例を示す縦断面図である。以下、第1実施例との違いを中心として説明する。
第9実施例では、遮蔽部材60をリング形状とした点が第1実施例と大きく異なっている。また、磁気調整部材90は第8実施例と同様に誘導加熱コイル52の外側と内側にそれぞれ設置している点が第1実施例と異なる。そして、アーチコア54の内面には、別の遮蔽部材61が接着されており、この遮蔽部材61によってアーチコア54からの漏れ磁束を遮蔽している。なお遮蔽部材61は、両側のアーチコア54からセンタコア58の外側(図中の上方)にまで延長されており、この位置で相互に連結されている。
図18は、構造例(2)に対応可能なリング状の遮蔽部材60をセンタコア58に取り付けた状態を示す図である。図18(A)はセンタコア58の平面図及び側面図に相当し、図18(B),(C),(D)はそれぞれ図中のB−B断面、C−C断面、D−D断面に相当する。
この遮蔽部材60は、全体としてリールのような形状をなし、その長手方向でみて両端位置に一対の穴あき形状の環状部60A,60Bを有しており、これらの間を3本の直線部60aで連結した構造である。
これら4枚の環状部60A,60B、円弧部60C,60Dのうち、3枚の環状部60A,60B、円弧部60Cは、互いに3本の直線部60aを介して連結されている。そして、残る他端位置の円弧部60Dについては、隣接する円弧部60Cと2本の直線部60aを介して連結されている。
図18(C):円弧部60Cは、上記のように約3分の2円の穴あき形状である。円弧部60Cの欠けた部分にはセンタコア58のフェライト材料が充填されている。
〔動作例〕
次に、遮蔽部材60を適用した場合の動作例について説明する。図19から図24は、この遮蔽部材60を用いた6通りの動作例を順番に示す斜視図である。各図中に太線で示される矢印は、発生する誘導電流又は通過する磁界を示している。以下、それぞれについて説明する。
まず、図19は、遮蔽部材60により全面遮蔽を行った場合の動作例を示す斜視図である。各動作例においては、遮蔽部材60に対して上方から下方へ貫通する方向に磁界が発生することを想定している。また以下の説明では、図19に示す全面遮蔽の状態を0°とし、そこからの回転角で遮蔽部材60の変位量を表すものとする。
図20は、図19の状態から時計回り方向に遮蔽部材60を60°回転させたときの動作例を示す斜視図である。この場合、直線部60aがコイル52の中心線上に位置するので(図9(A)の状態)、遮蔽部材60は退避位置となり、磁気の遮蔽効果が発生しない。
図21は、図19の状態から時計回り方向に遮蔽部材60を120°回転させたときの動作例を示す斜視図である。この場合、環状部60Aと円弧部60Cとの間に形成される1つのリング部分で磁気遮蔽効果を発揮させることができる。この動作例では、例えば中小サイズP3に対応して加熱ベルト48やヒートローラ46の過熱を防止することができる。
図22は、図19の状態から時計回り方向に遮蔽部材60を180°回転させたときの動作例を示す斜視図である。この場合、図20と同様に直線部60aがコイル52の中心線上に位置するので(図9(A)の状態)、遮蔽部材60は退避位置となり、磁気の遮蔽効果が発生しない。
図23は、図19の状態から時計回り方向に遮蔽部材60を240°回転させたときの動作例を示す斜視図である。この場合、環状部60Aと環状部60Bとの間に形成される1つのリング部分で磁気遮蔽効果を発揮させることができる。この動作例では、例えば中サイズP2に対応して加熱ベルト48やヒートローラ46の過熱を防止することができる。
図24は、図19の状態から時計回り方向に遮蔽部材60を300°回転させたときの動作例を示す斜視図である。この場合、図20,図22と同様に直線部60aがコイル52の中心線上に位置するので(図9(A)の状態)、遮蔽部材60は退避位置となり、磁気の遮蔽効果が発生しない。なお、遮蔽なし(60°),(180°),(300°)の場合、最大サイズP1に対応して加熱ベルト48やヒートローラ46を誘導加熱することができる。
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、センタコア58の断面形状は円筒に限らず、円柱や多角形状であってもよい。また、遮蔽部材60の平面視での形状は三角形状に限らず、台形状であってもよい。
その他、アーチコア54やサイドコア56を含めた各部の具体的な形態は図示のものに限らず、適宜に変形可能である。
そして、これらいずれの場合にも上記と同様に、磁気遮蔽効果をより一層向上できるとの効果を奏する。
7 画像形成部
14 定着ユニット(定着装置)
44 加圧ローラ(加圧部材)
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)
54 アーチコア(磁性体コア、第1のコア)
56 サイドコア(磁性体コア、第1のコア)
58 センタコア(磁性体コア、第2のコア)
60 遮蔽部材(経路切替手段)
90 磁気調整部材
90A,90B,90C リング状部
Claims (6)
- 画像形成部でトナー画像が転写された用紙を加熱部材と加圧部材との間に挟み込んで搬送し、この搬送過程で、少なくとも前記加熱部材からの熱によりトナー画像を用紙に定着させる定着装置であって、
前記加熱部材の外面に沿って配置され、前記加熱部材を誘導加熱するための磁界を発生させるコイルと、
少なくとも前記コイルを挟んで前記加熱部材の反対側に配置され、前記コイルの周囲で磁路を形成することにより前記コイルが発生させた磁界を前記加熱部材へ向けて導く磁性体コアと、
前記磁性体コアにより導かれて前記加熱部材に向かう磁界の経路を、前記加熱部材の誘導加熱が促進される第1の経路と、前記加熱部材の誘導加熱が抑制される第2の経路とのいずれかに切り替える経路切替手段と、
前記第1の経路及び前記第2の経路の両方を含む磁界経路の切り替わり域にわたって配置され、前記経路切替手段により前記第1の経路に切り替えられた場合は前記切り替わり域内で前記磁性体コアから前記加熱部材に向かう磁束の通過を許容する一方、前記第2の経路に切り替えられた場合は磁束を通過させることなく遮蔽する磁気調整部材とを具備し、
前記磁気調整部材は、前記経路切替手段による前記第1の経路と前記第2の経路との切り替えに関わらず、その線材料の軸線方向でみた全体が常時一続きの無端形状に形成されるとともに、前記磁性体コアの長手方向に対し、搬送される複数通りの用紙サイズに合わせてそれぞれ区画して配置された複数のリング状部を備え、
前記磁性体コアは、前記コイルの巻線中心を挟んだ両側をそれぞれ前記第1の経路に沿って延びる一対の部位を有しており、これら一対の部位の少なくとも一方が前記第1の経路から分岐して前記第2の経路上に屈曲された屈曲部を有することを特徴とする定着装置。 - 請求項1に記載の定着装置であって、
前記リング状部は、
良導電性の線材料がリング状に形成され、かつ、これら複数のリング状部が磁束の進行方向に対して交差する方向に隣接した状態で相互に連結されることにより、前記線材料の軸線方向でみた全体が一続きの無端形状に形成されるとともに、
前記経路切替手段により前記第1の経路に切り替えられた場合、複数の前記リング状部内をそれぞれ貫通する磁束により生じる誘導電流が互いに隣接する前記リング状部同士でみて逆向きになる構造を有しており、
前記経路切替手段は、
前記第1の経路から前記第2の経路に切り替えた状態で、複数あるうちの一部の前記リング状部を貫通する磁束の量を減少させることを特徴とする定着装置。 - 請求項1又は2に記載の定着装置であって、
前記各リング状部の表面部分、或いは互いに近接する表面部分には絶縁処理が施されていることを特徴とする定着装置。 - 請求項1から3のいずれかに記載の定着装置であって、
前記加熱部材は、
搬送される用紙の幅方向でみて、その最大通紙域にわたって前記コイルにより誘導加熱されるものであり、
前記磁気調整部材は、
前記磁性体コアの長手方向でみて、前記最大通紙域に対応した最大幅の用紙よりも小さい幅を有する用紙の通紙域の外側に配置されていることを特徴とする定着装置。 - 請求項2から4のいずれかに記載の定着装置であって、
前記磁性体コアは、
前記コイルの巻線中心を挟んで両側にそれぞれ磁路を形成するべく対をなして配置された前記一対の部位としての第1のコアと、
これら対をなす前記第1のコアの間に配置され、前記コイルの巻線中心を通って前記加熱部材に至る磁路を形成する第2のコアとを有し、
前記経路切替手段は、
前記第1の経路に切り替えた場合、前記第2のコアから前記加熱部材まで前記コイルの巻線中心に沿って磁束を通過させる一方、前記第2の経路に切り替えた場合は前記コイルの巻線中心から逸れた両側の位置でそれぞれ前記第1のコアから前記加熱部材へ磁束を向かわせるものであり、
前記磁気調整部材は、
前記切り替わり域内で前記コイルの巻線中心を通る前記第1の経路上に1つの前記リング状部を配置するとともに、その両側の位置で前記第2の経路上に2つの隣接する前記リング状部をそれぞれ配置しており、
前記屈曲部は、前記第2の経路上に配置されたリング状部を貫通する位置で前記第1のコアに形成されていることを特徴とする定着装置。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の定着装置を画像形成装置に搭載し、これを用いて画像形成部で形成されたトナー画像を用紙に定着させることを特徴とする画像形成装置。
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