【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁（磁気）誘導加熱方式の加熱装置、および該加熱装置を像加熱装置として備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば画像の加熱装置等のための被記録材の加熱装置、即ち、複写機・レーザービームプリンタ・ファクシミリ・マイクロフィルムリーダプリンタ・画像表示（ディスプレイ）装置・記録機等の画像形成装置において、電子写真・静電記録・磁気記録等の適宜の画像形成プロセス手段により加熱溶融性の樹脂等より成るトナーを用いて被記録材（エレクトロファックスシート・静電記録シート・転写材シート・印刷紙など）の面に直接方向もしくは間接（転写）方式で形成した目的の画像情報に対応した顕画像（未定着のトナー画像）を、該画像を担持している被記録材面に永久固着画像として加熱定着する画像加熱定着装置（像加熱装置）としては、熱ローラ方式が広く使われてきた。
【０００３】
この定着装置は、例えば、被記録材としてのシート材上のトナーを熱溶融させる定着ローラと、当該定着ローラに圧接してシート材を挟持する加圧ローラとを有している。金属導体からなる定着ローラは円筒状に形成され、円筒内部にこの定着ローラを加熱するための発熱体が設けられていて、トナーの溶融定着に必要な温度となるように定着ローラを加熱している。
【０００４】
これまで発熱体としては、例えば、ハロゲンランプなどを定着ローラの中心軸に配設して、ハロゲンランプの輻射熱により定着ローラを加熱するものが主流であった。このハロゲンランプを用いたものは、コスト的に低価格ではあるが輻射熱による加熱であるため、熱効率が低くエネルギーロスが大きいという欠点がある。
【０００５】
このようなハロゲンランプによる加熱の欠点を解決し、近年の省エネルギの要請から誘導加熱を用いた定着装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この誘導加熱定着装置は、金属導体からなる中空の定着ローラの内部にコイルが同心状に配置されており、この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。
【０００７】
この誘導加熱方式による定着装置は、ハロゲンランプによる加熱方式の定着装置と比較して次のような利点がある。
【０００８】
まず第１に、ハロゲンランプの近赤外加熱のような間接加熱よりも、速く昇温し、定着ローラ以外の部分の発熱や伝熱が少ない。また、ハロゲンランプの光漏れに相当するロスがない。
【０００９】
第２に定着ローラ表面に固体抵抗発熱体を持つ表面加熱よりも、電磁誘導特有の表皮効果があるために発熱効率が良く、また摺動接点がないため定着装置の信頼性も長期にわたって高い。
【００１０】
このような利点を有する従来の誘導加熱方式の定着装置においては、円筒状の定着ローラの長手方向では中央部と比較して両側の開口端からの放熱量が大きい。このため、加圧ローラと圧接する定着ニップにおいて均一な温度分布が得られず、開口端部で温度が低下してしまい、該端部において被記録材上のトナー画像に十分な熱エネルギーを供給することができず、トナーが定着ローラにオフセットしてしまうという課題があった。
【００１１】
そこで、定着ローラの内部において、複数のコアピースからなる励磁コアと該励磁コアに巻かれる励磁コイルとから成る磁場発生手段における当該励磁コアの所定のコアピースについて定着ローラ内面の発熱層（導電層）との間の距離を変化させることによって、定着ローラ長手方向の温度補正を行うようにした電磁誘導加熱方式の定着装置が提案された（例えば、特許文献２）。
【００１２】
また、定着ローラの内部において、定着ローラの発熱層（導電層）と対向する磁場発生手段における励磁コイルの距離を変化させることによって、定着ローラ長手方向の温度を補正するようにした電磁誘導加熱方式の定着装置が提案された（例えば、特許文献３）。
【特許文献１】
特開昭５９−３３７８８号公報
【特許文献２】
特開平８−１６００５号公報
【特許文献３】
特開平９−２６７１９号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような構成の電磁誘導加熱方式の定着装置にあっては、定着ローラの発熱層とこれに対向する励磁コア、あるいは励磁コイルとの間の距離の変化は、被加熱媒体である定着ローラで発生する発熱量に敏感に作用する。このため、適切な発熱分布を得るためには定着ローラにおいて、発熱層とこれに対向する磁場発生手段の励磁コアの各コアピース、あるいは励磁コイルとの間の距離に、高度な機械的精度を必要とする。この事は、定着ユニット（定着装置）を製作する上でコストアップにつながり、また、定着ユニットの不良が頻発し易く、量産性を悪くする原因となっていた。
【００１４】
また、定着ローラ長手方向の温度補正のために励磁コアの各コアピースについて形状や材料を変化させると、多種多様な励磁コアを必要とするので、励磁コア単独のコストが高くなり、さらに量産性の悪化を招く恐れがあった。
【００１５】
本発明は、電磁誘導加熱方式の加熱装置において、被加熱媒体である導電部材と磁場発生手段の励磁コア間の対向距離に高度な機械的精度を必要とせず、導電部材の長手方向の温度分布の均一化を図ることのできる加熱装置及び該加熱装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る加熱装置は下記の構成を特徴とする。
【００１７】
磁場発生手段により導電部材に磁場を作用させて該導電部材に発生する渦電流による発熱により該導電部材を加熱する電磁誘導加熱方式の加熱装置であって、該磁場発生手段は磁場を発生させる誘導コイルと磁路を形成する励磁コアとを有し、該励磁コアは、該導電部材の長手方向に配置され、該導電部材との最近接距離は等距離であり、該長手方向での発熱量を変化させる形態を有する事を特徴とする加熱装置。
【００１８】
このような構成において、導電部材の長手方向に配置された励磁コアは該導電部材に対する最近接距離が等距離である。すなわち、導電部材との間の距離が長手方向で一定であるので、従来のように導電部材との間の距離に高度な機械的精度を必要としない。また、励磁コアの一形態としては、例えば、長手方向と直交する方向において、導電部材の端部に対応する励磁コア端部の断面積が同導電部材の端部間の中央部に対応する励磁コア中央部の断面積よりも大きい形態とすることができる。この場合、電磁誘導による導電部材の加熱時において、磁場が励磁コア中央部よりも励磁コア端部により多く流れ、導電部材端部の発熱量は導電部材中央部の発熱量よりも高くなるが、導電部材端部で放熱が生じる場合には導電部材の長手方向の温度分布が均一化される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る加熱装置を加熱定着装置として適用した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。しかし、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
【００２０】
＜第一実施例＞
本発明における第一の実施例を図１を用いて説明する。
【００２１】
定着ローラ１は例えば外形３６［ｍｍ］、厚さ０．７［ｍｍ］の鉄製の芯金シリンダの表面に、離型性を高めるために例えばＰＴＦＥ１０〜５０［μｍ］や、ＰＦＡ１０〜５０［μｍ］の層を設けたものである。
【００２２】
加圧ローラ２は、中空芯金２ａと、その外周面に形成される表面離型性耐熱ゴム層や、耐熱発泡スポンジなどの弾性層２ｂとからなる。この加圧ローラ２の両端には軸受部が形成され、図示しない定着ユニットフレームに回転自在に取り付けられている。
【００２３】
定着ローラ１と加圧ローラ２は回転自在に支持されていて、定着ローラ１のみを駆動する構成になっている。加圧ローラ２は定着ローラ１の表面に圧接していて、圧接部（ニップ部）Ｎでの摩擦力で従動回転する様に配置してある。また加圧ローラ２は定着ローラ１に対してバネなどを用いた図示しない加圧機構によって加圧されている。そして、加圧ローラ２は約２９４［Ｎ］（約３０［Ｋｇ重］）で荷重されており、その場合、圧接部Ｎの幅（ニップ幅）は約６［ｍｍ］になる。しかし都合によっては荷重を変化させてニップ幅を変えてもよい。
【００２４】
定着ローラ１の内部に配置された磁場発生手段としてのコイル・コアアセンブリ（電磁誘導加熱構造体）６は、誘導コイル３と、励磁コア４と、ホルダー５などを有する。誘導コイル３及び励磁コア４はＰＰＳ、ＰＥＥＫ、フェノール樹脂等の耐熱性樹脂からなるホルダー５により保持されている。
【００２５】
誘導コイル３は圧接部Ｎに近接させて配置した励磁コア４を囲むようにホルダー５に保持され、定着ローラ１の導電層である内面に沿うような形態に巻かれている。この誘導コイル３には１０〜１００［ｋＨｚ］の交流電流が図示しない給電回路（電源）から誘導電流として印加される。
【００２６】
励磁コア４は誘導電流の印加によって誘導コイル３に発生する磁界（磁場）を定着ローラ１に作用させる磁気回路（磁路）Ｍを形成する（図では説明の簡略化のため１つ磁気回路だけを示す）。磁気回路Ｍの磁力線は実際には透磁率の高い定着ローラの内部を通るが、説明を解かり易くするために図のように示した。磁気回路Ｍは励磁コア４の厚み（図では左右の幅）方向の中心線ｃに対して左右対称形である。この磁気回路Ｍによって導電部材としての定着ローラ１の内面に渦電流を流し、ジュール熱を発生させる。
【００２７】
上述のような電磁誘導加熱による発熱箇所は、定着ローラ１のコイル対向部で特に大きくなる。また、コイルの１本１本によって発生する磁束によっても定着ローラは発熱される。これだけでは定着ローラは略半分しか発熱されないが、定着ローラが回転することで温度のムラなく加熱される。この発熱を増加させるためには誘導コイル３の巻き数を増やしたり、励磁コア４をフェライト、パーマロイといった高透磁率で残留磁速密度の低いものを用いたり、交流電流の周波数を高くすると良い。
【００２８】
搬送ガイド８は、未定着のトナー画像９を担持しながら搬送される記録紙やＯＨＴなどのシート材１１を定着ローラ１と加圧ローラ２との圧接部（ニップ部）へ案内する位置に配置されている。分離爪１０は、定着ローラ１の表面に当接または近接して配置されており、圧接部を通過後も定着ローラ１に付着しているシート材１１を該定着ローラ１から分離させる。
【００２９】
温度センサー７は定着ローラ１の表面に当接するように配置され、この温度センサー７の検出信号をもとに図示しないマイクロプロセッサからなる制御部により給電回路（電源）を制御して誘導コイル３への電力供給（誘導電流）を増減させることで、定着ローラ１の表面温度が所定の一定温度になるよう自動制御される。
【００３０】
図２（Ａ）に本発明の第一実施例における励磁コアと当該コアを内部に備える定着ローラを示す。本実施例において、励磁コア４は、長さＬが定着ローラ１の長さＬ１よりも短い一種類の部材からなり、定着ローラ１の内部において長手方向すなわち回転軸方向に一つ配置されている。また励磁コア４は、定着ローラ１内面の導電層に対向する最近接面（図１に示す圧接部Ｎ側の面すなわち底面４ａ）は平面かつ平坦に成型されているが、定着ローラ１から遠い面（底面４ａ反対側の面すなわち上面４ｂ）は弓なりに成型され、端部は中心部よりも、定着ローラ１の回転軸方向に直交する方向の断面の面積が大きくなるように成型されている。
【００３１】
励磁コア４について更に詳述すれば、厚さＴは４ｍｍであり、端部４ｅの高さＨ１は１５ｍｍであり、該端部間の中心部４ｃは凹状の双曲線形状に形成されて該双曲線形状部の中心高さＨ２は端部の高さＨ１よりも約５ｍｍ低くなって略１０ｍｍとなっている。また定着ローラ１に対向する最近接面である底面４ａは平坦面であり、該底面４ａに対向する定着ローラ内面から約２ｍｍ離れている。
【００３２】
このように本例では、１つの励磁コア４が定着ローラ１の回転軸方向に配置されており、この励磁コア４は定着ローラの回転軸方向において最近接距離すなわちコア底面４ａと定着ローラ内面間の間隙Ｃを約２ｍｍとする等距離をもって配置される。１つの励磁コア４は定着ローラ１の回転軸方向で一定の距離（間隔Ｃ）をもって配置されるので、従来の加熱定着装置のように励磁コアの各コアピースについて定着ローラとの間の距離を調整・設定する高度な機械的精度を必要としない。
【００３３】
なお、励磁コア４において、厚さＴや端部と中心部の高さＨ１・Ｈ２などは、これらの値になんら限定されるものではなく、定着ローラ１の外形（外径）や厚み、定着ローラ１の材質や定着ローラ１と加圧ローラ２とで形成されるニップ幅の変化によって該加圧ローラ２へ奪われる熱量、定着ローラ１の回転速度等に応じて適宜変更してよい。
【００３４】
図２（Ｂ）は、（Ａ）に示す定着ローラにおける発熱量の分布を示している。励磁コア４は端部４ｅの方が中心部４ｃよりも高さが高く（Ｈ１＞Ｈ２）、凹状の中心部４ｃよりも断面積が大きい構造であるために、該中心部よりも端部に交番磁場がより流れやすく、その結果、定着ローラ１における発熱量も端部の方が中心部よりも多くなっている。
【００３５】
図２（Ｃ）に、（Ａ）に示す定着ローラ１における表面温度の分布を示す。定着ローラ１の極端部では、発熱量が極端に小さい部分があり、また定着ローラ１を支えているベアリング（不図示）などから熱が流れるために温度が上昇しにくい。
【００３６】
そのため、定着ローラ１の発熱量分布は、図２（Ｂ）に示す様に、励磁コア４の端部４ｅに対応する定着ローラ端部１ａの方が該コアの中心部４ｃに対応する定着ローラ中心部１ｂよりも高いが、定着ローラ端部からの放熱作用によって若干端部の方が低い温度に抑えられ、その結果、定着ローラ１の表面温度はほぼフラットとなる。これにより、定着ローラ１の長手方向の温度分布が均一化される。
【００３７】
本例に示す電磁誘導加熱方式の定着装置において、定着ローラ１の発熱量分布は中心部１ｂに比して端部１ａの方が高くなるが、この事は従来のハロゲンランプを用いた定着装置において、ハロゲンランプの配光分布を端部高にする事とほぼ同様である。
【００３８】
＜第二実施例＞
第二実施例における定着装置は図示していないが、基本的な構成は第一実施例と同じであり、励磁コアの構成が異なる。本例の定着装置に用いる励磁コア４は、図３（Ａ）に示すように、厚さＴが４ｍｍ、高さＨ１が１５ｍｍ、長さＬが３１０ｍｍからなる直方体形状に形成されてなり、上面４ｂに例えば厚さ１ｍｍのアルミ板等により形成される磁気シールド部材４０を有する。磁気シールド部材４０は図３（Ｂ）の様に長手方向の中心部４０ａが端部４０ｂよりも深く励磁コア４を覆うような形状をしている。このような磁気シールド部材４０を上面４ｂに備える励磁コア４は、第一実施例の励磁コア４と同様な配置態様で定着ローラの回転軸方向に配置される。
【００３９】
本例の定着装置にあっては、図２（Ａ）に示す定着ローラ１の長手方向において定着ローラ中心部１ｂでは励磁コア４における磁気シールド部材４０によって交番磁場が遮断され、発熱量が定着ローラ端部１ａよりも小さくなる。このために、第一実施例と同様に定着ローラ１の表面温度は図２（Ｃ）に示されるようなほぼフラットとなり、よって、定着ローラ１の長手方向の温度分布が均一化される。
【００４０】
本実施例においては、比較的高コストである励磁コア４の形状を加工性のよい簡単な直方体形状とすることができ、該励磁コアに上記磁気シールド部材４０を取付けるだけで、第一実施例と同様な作用・効果を得られるので、装置コストを抑える事が可能となる。また、励磁コア４は簡単な直方体形状であるがゆえに、量産性に優れ、生産コストを低廉化できる。
【００４１】
＜第三実施例＞
第三実施例における定着装置においても、基本的な構成は第一実施例の定着装置と同じであり、励磁コア４の構成が異なる。本例の定着装置に用いる励磁コア４は、図４（Ａ）に示すように、厚さｔが４ｍｍ、高さｈが１５ｍｍ、幅ｗが１０ｍｍの直方体形状の一種類のコアピース４ｐを複数個用いて構成したものであり、これらのコアピースを定着ローラの回転軸方向に縦・横の方向性をもって図４（Ｂ）若しくは（Ｃ）に示すように並べることで、第一実施例の励磁コア４と近似する形態とされる。本実施例における励磁コア４においても、図２（Ａ）に示される定着ローラ１の端部１ａの方が中心部１ｂよりも発熱量を大きくするために、例えば図４（Ｂ）に示すように、端部４ｅはコアピース４ｐの１５ｍｍの辺が底辺となる様にして縦に二個積み重ねて固着することで形成され、その内側にコアピース４ｐの１０ｍｍの辺が底辺となる様にして縦に二個並べる固着するとともに、さらにその内側にコアピース４ｐの１５ｍｍの辺が底辺となるように横に六個並べて固着することで中心部４ｃが形成される。
【００４２】
このようにコアピース４ｐをピース面である長方形の方位が異なるように複数個並べて一体に固着することで、励磁コア４は、端部４ｅの高さＨ１が２０ｍｍ、中心部４ｃの高さＨ２が１０ｍｍとなって第一実施例の励磁コア４と近似の形態とされる。よって、本例においても上記励磁コア４を用いることで定着ローラ１の表面温度を平坦化することが出来る。
【００４３】
また、図４（Ｃ）に示される様に、励磁コア４は、必要に応じて厚さ方向にコアピース４ｐを二個重ねる構造としてもよく、これによって、定着ローラ端部の発熱量を増やすことも可能である。このような構造の励磁コア４を用いても定着ローラ１の表面温度を平坦化することが出来る。
【００４４】
本実施例においては、比較的高コストである励磁コア４を一種類の直方体形状のコアピース４ｐを複数個用いて作製できるので、励磁コア４の加工性がよく、また焼結体であり壊れやすい励磁コア４が一種類の統一した小サイズのコアピース４ｐで構成されることから、組立性や運搬性に優れ、かつ複数の該コアピースを所定の方向性をもって並べ固着するだけで、第一実施例と同様な作用・効果を得られるので、装置コストを抑える事が可能となる。また、励磁コア４は簡単な直方体形状のコアピース４ｐを複数用いて成る構造体であるがゆえに、量産性に優れ、生産コストを低廉化できる。
【００４５】
＜画像形成装置例＞
図６は本実施例における電磁誘導加熱方式の定着装置を画像加熱定着装置（像加熱装置）として搭載した画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【００４６】
図６において、２１は像担持体として電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）であり、矢印の時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。
【００４７】
２２は帯電手段としての導電性・弾性を有する帯電ローラであり、感光ドラム２１に対して所定の押圧力をもって当接させてあり、感光ドラム２１の回転に従動して回転する、あるいは回転駆動される。そして、この帯電ローラ２２に不図示の電源部より所定の帯電バイアス電圧が印加されることにより、回転する感光ドラム２１の周面が所定の極性・電位に一様に接触帯電処理される。
【００４８】
２３は情報書き込み手段としての露光装置である。この露光装置２３は例えばレーザースキャナであり、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光Ｌａを出力し、折り返しミラー２３ａを介して、回転する感光ドラム２１の一様帯電処理面を走査露光する。これにより感光ドラム２１の面に走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。
【００４９】
２４は現像装置であり、感光ドラム２１の面に形成された静電潜像をトナー画像として現像する。２４ａは現像ローラであり、該現像ローラには不図示の電源部より所定の現像バイアスが印加される。
【００５０】
２５は転写手段としての導電性・弾性を有する転写ローラであり、感光ドラム２１に所定の押圧力をもって圧接させて転写ニップ部Ｔを形成させている。この転写ニップ部Ｔに不図示の給紙部から所定の制御タイミングにて被記録材としてのシート材１１が給紙させて挟持搬送され、そのシート材１１面に感光ドラム２１面側のトナー画像が順次に転写される。転写ローラ２５には不図示の電源部からトナーの帯電極性と逆極性の適切なバイアス電圧が所定の制御タイミングにて印加される。
【００５１】
２６は感光ドラム２１面側からシート材１１に転写された未定着トナー画像を該シート材面に加熱定着する本発明に係る加熱装置としての画像加熱定着装置であり、転写ニップ部Ｔを通ったシート材１１は感光ドラム２１の面から順次に分離されてこの加熱定着装置２６に導入され、シート材１１上の未定着トナー画像が圧接部で加熱・加圧されて該シート材１１上に加熱定着処理される。加熱定着装置２６を通ったシート材１１は画像形成物（コピー、プリント）として排紙される。
【００５２】
２７は感光ドラム面のクリーニング装置であり、シート材分離後の感光ドラム２１の面に残った転写残トナーや紙粉等の感光ドラム面汚染物を除去して清浄面化する。クリーニング装置２７で清浄面化された感光ドラム面は繰り返して作像に供される。
【００５３】
＜その他＞
以上説明した実施形態は、本発明を限定するために記載されたものではなく、種々変更が可能である。以下にその例を列挙する。
【００５４】
１）被加熱部材としての定着ローラとして中空の金属ローラを使用した誘導加熱定着装置について説明したが、金属ローラに代えて金属スリーブを適用しても同様な作用・効果を得ることができる。
【００５５】
２）芯材としての励磁コアとしてＩ字型コアを使用した誘導加熱定着装置について説明したが、Ｉ字型コアに代えて図５（Ａ）〜（Ｃ）に示されるようなＥ字型コア、コ字型コア、若しくはＴ字型コアを用いてもよい。この場合、各コアについて、長手方向の端部４ｅ間の上面４ｂを凹状の弓なりに成型して中央部４ｃとし、該中央部４ｃの高さＨ２を端部４ｅの高さＨ１よりも小とする。これにより、長手方向において端部４ｅの断面積が中央部４ｃの断面積よりも大となり、よって、実施例の誘導加熱定着装置と同様な作用・効果を得ることができる。
【００５６】
３）本発明に係る加熱装置は、実施形態例の誘導加熱定着装置としてに限らず、画像を担持した記録媒体を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着する像加熱装置などとして使用できる。
【００５７】
４）定着装置を搭載する画像形成装置の作像方式は電子写真方式に限られず、静電記録方式、磁気記録方式であってもよいし、また転写方式でも直接方式でもよい。
【００５８】
以上、本発明の様々な例と実施例が示されたが、当業者であれば本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるものではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
【００５９】
本発明の実施形態の例を以下に列挙する。
【００６０】
〔実施形態１〕磁場発生手段により導電部材に磁場を作用させて該導電部材に発生する渦電流による発熱により該導電部材を加熱する電磁誘導加熱方式の加熱装置であって、該磁場発生手段は磁場を発生させる誘導コイルと磁路を形成する励磁コアとを有し、該励磁コアは、該導電部材の長手方向に１個配置され、該導電部材との最近接距離は等距離であり、該長手方向での発熱量を変化させる形態を有する事を特徴とする加熱装置。
【００６１】
〔実施形態２〕磁場発生手段により導電部材に磁場を作用させて該導電部材に発生する渦電流による発熱により該導電部材を加熱する電磁誘導加熱方式の加熱装置であって、該磁場発生手段は磁場を発生させる誘導コイルと磁路を形成する励磁コアとを有し、該励磁コアは、複数個のピースからなって該導電部材の長手方向に配置され、該各ピースについて該導電部材との最近接距離は等距離であり、該長手方向での発熱量を変化させる形態を有する事を特徴とする加熱装置。
【００６２】
〔実施形態３〕実施形態１または２に記載の加熱装置において、励磁コアは材質、形状が同一の物からなる一種類の部材から構成されている事を特徴とする加熱装置。
【００６３】
〔実施形態４〕実施形態１または２に記載の加熱装置において、励磁コアは前記導電部材の長手方向に直交する断面の面積が変化している事を特徴とする加熱装置。
【００６４】
〔実施形態５〕実施形態１または２に記載の加熱装置において、励磁コアは、材質、形状が同一の物からなる一種類の部材から構成され、かつ前記導電部材の長手方向に直交する断面の面積が変化している事を特徴とする加熱装置。
【００６５】
〔実施形態６〕実施形態１ないし５のいずれかに記載の加熱装置において、励磁コアは、前記導電部材における端部の断面積の方が、中心部の断面積よりも大きい事を特徴とする加熱装置。
【００６６】
〔実施形態７〕実施形態１、３、４、５または６に記載の加熱装置において、励磁コアは、前記導電部材と最近接距離で対向する面が平面であり、前記面と反対側の一面が一部の面域に曲面を有する事を特徴とする加熱装置。
【００６７】
〔実施形態８〕実施形態１、３、４、５または６に記載の加熱装置において、励磁コアは、前記回転部材と最近接距離で対向する面が平面であり、前記面と反対側の一面に、磁場を通し難い磁気シールド部材を有する事を特徴とする加熱装置。
【００６８】
〔実施形態９〕実施形態２に記載の加熱装置において、励磁コアは、長方形を一面とする様に形成され、複数個の各ピースを長方形の方位が異なるように配置する事を特徴とする加熱装置。
【００６９】
〔実施形態１０〕前記導電部材は少なくとも一部に導電性を有する回転部材であり、前記導電部材部の長手方向に対応する該回転部材の回転軸方向に前記励磁コアが配置される事を特徴とする実施形態１ないし９のいずれかに記載の加熱装置。
【００７０】
〔実施形態１１〕表面に未定着トナー画像が形成されているシート材を挟圧搬送して該シート材上に前記未定着トナー画像を加熱定着する加熱定着装置において、前記シート材を加熱する加熱装置として実施形態１ないし１０のいずれかに記載の加熱装置を備えた事を特徴とする加熱定着装置。
【００７１】
〔実施形態１２〕シート材上に直接的または間接的に未定着トナー画像を形成する画像形成手段と、前記シート材上に形成された未定着トナー画像を該シート材上に加熱定着する加熱定着手段とを有する画像形成装置において、前記加熱定着手段として実施形態１１の加熱定着装置を備えた事を特徴とする画像形成装置。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る加熱装置によれば、回転部材と磁場発生手段の励磁コア間の対向距離に高度な機械的精度を必要とせず、同回転部材の長手方向の温度分布の均一化を実現できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施例に係る加熱定着装置の概略構成断面略である。
【図２】（Ａ）は第一実施例の加熱定着装置における励磁コアとこれを回転軸方向に備える定着ローラの説明図、（Ｂ）は（Ａ）に示す定着ローラの発熱量分布の説明図、（Ｃ）は同定着ローラの表面温度分布の説明図である。
【図３】（Ａ）は第二実施例の加熱定着装置における励磁コアと磁気シールド部材の説明図、（Ｂ）は磁気シールド部材を取付けた励磁コアの説明図である。
【図４】（Ａ）は第三実施例の加熱定着装置における励磁コアのコアピースの説明図、（Ｂ）は（Ａ）に示すコアピースで構成した励磁コアの一例を示す説明図、（Ｃ）は（Ａ）に示すコアピースで構成した励磁コアの他の例を示す説明図である。
【図５】励磁コアの他の例を示す説明図である。
【図６】第一ないし第３実施例の加熱定着装置のいずれかを適用した画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１：定着ローラ、２：加圧ローラ、３：励磁コイル、
４：励磁コア、４ｐ：コアピース、５：コイル・コアホルダー、
６：コイル・コアアセンブリ、７：温度センサー、
８：搬送ガイド、１０：分離爪、４０：磁気シールド部材。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic (magnetic) induction heating type heating device and an image forming apparatus provided with the heating device as an image heating device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a recording material heating device for an image heating device or the like, that is, an image forming device such as a copying machine, a laser beam printer, a facsimile, a micro film reader printer, an image display (display) device, or a recording machine, Recording material (electrofax sheet, electrostatic recording sheet, transfer material sheet, printing paper, etc.) using toner composed of heat-meltable resin by appropriate image forming process means such as electrophotography, electrostatic recording, magnetic recording, etc. ), A visible image (unfixed toner image) corresponding to the target image information formed in the direct or indirect (transfer) method on the surface of the recording material as a permanently fixed image on the surface of the recording material carrying the image. As an image heating fixing device (image heating device) for fixing, a heat roller method has been widely used.
[0003]
The fixing device includes, for example, a fixing roller that thermally fuses toner on a sheet material as a recording material, and a pressure roller that presses against the fixing roller to sandwich the sheet material. The fixing roller made of a metal conductor is formed in a cylindrical shape, and a heating element for heating the fixing roller is provided inside the cylinder, and the fixing roller is heated to a temperature necessary for fusing and fixing the toner. I have.
[0004]
Heretofore, as a heating element, for example, a heating element in which a halogen lamp or the like is arranged on the center axis of the fixing roller and the fixing roller is heated by radiant heat of the halogen lamp has been mainstream. The lamp using this halogen lamp is inexpensive in terms of cost, but has the drawback of low thermal efficiency and large energy loss due to heating by radiant heat.
[0005]
A fixing device using induction heating has been proposed in response to recent demands for energy saving by solving the disadvantage of heating by a halogen lamp (for example, see Patent Document 1).
[0006]
In this induction heating fixing device, a coil is arranged concentrically inside a hollow fixing roller made of a metal conductor, and an induced eddy current is generated in the fixing roller by a high-frequency magnetic field generated by flowing a high-frequency current through this coil. The fixing roller itself generates Joule heat by the skin resistance of the fixing roller itself.
[0007]
The induction heating type fixing device has the following advantages as compared with a halogen lamp heating type fixing device.
[0008]
First, the temperature rises faster than indirect heating such as near-infrared heating of a halogen lamp, and heat and heat transfer in portions other than the fixing roller are small. Also, there is no loss corresponding to light leakage of the halogen lamp.
[0009]
Second, compared to surface heating having a solid resistance heating element on the surface of the fixing roller, the heat generation efficiency is higher due to the skin effect peculiar to electromagnetic induction, and the reliability of the fixing device is high for a long time because there is no sliding contact.
[0010]
In the conventional induction heating type fixing device having such advantages, the amount of heat radiation from the opening ends on both sides is larger in the longitudinal direction of the cylindrical fixing roller than in the central portion. For this reason, a uniform temperature distribution cannot be obtained in the fixing nip that is in pressure contact with the pressure roller, and the temperature decreases at the end of the opening, and sufficient thermal energy is supplied to the toner image on the recording material at the end. And the toner is offset to the fixing roller.
[0011]
Therefore, inside the fixing roller, a heat generating layer (conductive layer) on the inner surface of the fixing roller for a predetermined core piece of the exciting core in a magnetic field generating means including an exciting core composed of a plurality of core pieces and an exciting coil wound around the exciting core. An electromagnetic induction heating-type fixing device has been proposed in which the distance between them is changed to perform temperature correction in the longitudinal direction of the fixing roller (for example, Patent Document 2).
[0012]
An electromagnetic induction heating system in which the temperature in the longitudinal direction of the fixing roller is corrected by changing the distance between the exciting coil in the magnetic field generating means facing the heat generating layer (conductive layer) of the fixing roller inside the fixing roller. (For example, Patent Document 3).
[Patent Document 1]
JP-A-59-33788
[Patent Document 2]
JP-A-8-16005
[Patent Document 3]
JP-A-9-26719
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the electromagnetic induction heating type fixing device having the above-described configuration, the change in the distance between the heat generating layer of the fixing roller and the exciting core or the exciting coil opposed thereto is a medium to be heated. It is sensitive to the amount of heat generated by the fixing roller. For this reason, in order to obtain an appropriate heat generation distribution, the fixing roller requires a high degree of mechanical precision in the distance between the heat generation layer and each core piece of the excitation core of the magnetic field generating means or the excitation coil facing the heat generation layer. And This leads to an increase in cost in manufacturing the fixing unit (fixing device), and the defect of the fixing unit is likely to occur frequently, which is a cause of deteriorating mass productivity.
[0014]
Also, if the shape and material of each core piece of the excitation core are changed for temperature correction in the longitudinal direction of the fixing roller, a wide variety of excitation cores are required, so that the cost of the excitation core alone is increased, and mass productivity is further increased. There was a risk of worsening.
[0015]
The present invention provides a heating device of an electromagnetic induction heating type, which does not require a high degree of mechanical precision in a facing distance between a conductive member as a medium to be heated and an exciting core of a magnetic field generating means, and has a temperature distribution in a longitudinal direction of the conductive member. It is an object of the present invention to provide a heating device capable of achieving a uniform image quality and an image forming apparatus including the heating device.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The heating device according to the present invention has the following configuration.
[0017]
An electromagnetic induction heating type heating apparatus for heating a conductive member by eddy current generated in the conductive member by applying a magnetic field to the conductive member by a magnetic field generating means, wherein the magnetic field generating means is an induction device for generating a magnetic field. A coil and an exciting core forming a magnetic path, wherein the exciting core is disposed in a longitudinal direction of the conductive member, a closest distance to the conductive member is equidistant, and a heat generation amount in the longitudinal direction. A heating device characterized by having a mode of changing the temperature.
[0018]
In such a configuration, the excitation core arranged in the longitudinal direction of the conductive member has the closest distance to the conductive member being equidistant. That is, since the distance to the conductive member is constant in the longitudinal direction, a high mechanical accuracy is not required for the distance to the conductive member as in the related art. Further, as one mode of the excitation core, for example, in a direction perpendicular to the longitudinal direction, the cross-sectional area of the excitation core end corresponding to the end of the conductive member corresponds to the center portion between the ends of the conductive member. The shape may be larger than the cross-sectional area of the core central part. In this case, at the time of heating the conductive member by electromagnetic induction, the magnetic field flows more at the end of the exciting core than at the center of the exciting core, and the calorific value at the end of the conductive member is higher than the calorific value at the center of the conductive member. When heat radiation occurs at the end of the conductive member, the temperature distribution in the longitudinal direction of the conductive member is made uniform.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which a heating device according to the present invention is applied as a heat fixing device will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited by these.
[0020]
<First embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0021]
The fixing roller 1 is formed, for example, on a surface of an iron core metal cylinder having an outer shape of 36 [mm] and a thickness of 0.7 [mm], for example, PTFE of 10 to 50 [μm] or PFA of 10 to 50 [μm] in order to enhance releasability. ] Is provided.
[0022]
The pressure roller 2 includes a hollow cored bar 2a and an elastic layer 2b such as a heat-resistant foamed sponge or a surface-releasable heat-resistant rubber layer formed on the outer peripheral surface thereof. Bearing portions are formed at both ends of the pressure roller 2, and are rotatably attached to a fixing unit frame (not shown).
[0023]
The fixing roller 1 and the pressure roller 2 are rotatably supported, so that only the fixing roller 1 is driven. The pressure roller 2 is in pressure contact with the surface of the fixing roller 1 and is arranged so as to be driven to rotate by frictional force at a pressure contact portion (nip portion) N. The pressure roller 2 is pressed against the fixing roller 1 by a pressure mechanism (not shown) using a spring or the like. The pressure roller 2 is loaded with about 294 [N] (about 30 [kg weight]), and in this case, the width (nip width) of the press contact portion N is about 6 [mm]. However, depending on circumstances, the nip width may be changed by changing the load.
[0024]
A coil / core assembly (electromagnetic induction heating structure) 6 as a magnetic field generating means disposed inside the fixing roller 1 includes an induction coil 3, an excitation core 4, a holder 5, and the like. The induction coil 3 and the excitation core 4 are held by a holder 5 made of a heat-resistant resin such as PPS, PEEK, and phenol resin.
[0025]
The induction coil 3 is held by a holder 5 so as to surround an excitation core 4 arranged close to the pressure contact portion N, and is wound in a form along the inner surface of the fixing roller 1 which is a conductive layer. An alternating current of 10 to 100 [kHz] is applied to the induction coil 3 as an induction current from a power supply circuit (power supply) (not shown).
[0026]
The excitation core 4 forms a magnetic circuit (magnetic path) M for applying a magnetic field (magnetic field) generated in the induction coil 3 by the application of the induction current to the fixing roller 1 (only one magnetic circuit is shown in FIG. Is shown). The lines of magnetic force of the magnetic circuit M actually pass through the inside of the fixing roller having a high magnetic permeability, but are shown as shown in the figure for easy understanding. The magnetic circuit M is symmetrical with respect to the center line c in the direction of the thickness (left and right width in the figure) of the excitation core 4. The magnetic circuit M causes an eddy current to flow through the inner surface of the fixing roller 1 as a conductive member to generate Joule heat.
[0027]
The location of heat generation due to electromagnetic induction heating as described above is particularly large at the coil facing portion of the fixing roller 1. The fixing roller also generates heat by the magnetic flux generated by each of the coils. With this alone, the fixing roller generates only approximately half of the heat, but the fixing roller rotates and is heated without unevenness in temperature. In order to increase the heat generation, the number of turns of the induction coil 3 may be increased, the excitation core 4 may be made of ferrite or permalloy having a high magnetic permeability and a low residual magnetic density, or the frequency of the alternating current may be increased.
[0028]
The conveyance guide 8 is arranged at a position for guiding a sheet material 11 such as recording paper or OHT conveyed while carrying the unfixed toner image 9 to a pressure contact portion (nip portion) between the fixing roller 1 and the pressure roller 2. Have been. The separation claw 10 is disposed in contact with or close to the surface of the fixing roller 1, and separates the sheet material 11 adhered to the fixing roller 1 from the fixing roller 1 even after passing through the pressing portion.
[0029]
The temperature sensor 7 is disposed so as to be in contact with the surface of the fixing roller 1, and based on a detection signal of the temperature sensor 7, a control unit including a microprocessor (not shown) controls a power supply circuit (power supply) to the induction coil 3. By increasing or decreasing the power supply (induction current), the surface temperature of the fixing roller 1 is automatically controlled so as to be a predetermined constant temperature.
[0030]
FIG. 2A shows an excitation core and a fixing roller having the core therein according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, the excitation core 4 is made of one kind of member whose length L is shorter than the length L1 of the fixing roller 1, and is arranged inside the fixing roller 1 in the longitudinal direction, that is, in the rotation axis direction. . The excitation core 4 is molded flat and flat on the closest surface (the surface on the side of the press-contact portion N shown in FIG. 1, ie, the bottom surface 4 a) facing the conductive layer on the inner surface of the fixing roller 1, but is far from the fixing roller 1. The surface (the surface opposite to the bottom surface 4a, that is, the upper surface 4b) is formed in a bow shape, and the end portion is formed so that the area of the cross section in the direction orthogonal to the rotation axis direction of the fixing roller 1 is larger than the center portion. .
[0031]
More specifically, the exciting core 4 has a thickness T of 4 mm, a height H1 of an end 4e of 15 mm, and a center 4c between the ends formed in a concave hyperbolic shape. The center height H2 of the section is about 5 mm lower than the end height H1 by about 5 mm. The bottom surface 4a, which is the closest surface facing the fixing roller 1, is a flat surface and is about 2 mm away from the inner surface of the fixing roller facing the bottom surface 4a.
[0032]
As described above, in the present embodiment, one excitation core 4 is disposed in the rotation axis direction of the fixing roller 1, and the excitation core 4 is closest to the rotation axis direction of the fixing roller, that is, between the core bottom surface 4 a and the inner surface of the fixing roller. Are arranged at equal distances with a gap C of about 2 mm. Since one excitation core 4 is arranged at a constant distance (interval C) in the direction of the rotation axis of the fixing roller 1, the distance between each core piece of the excitation core and the fixing roller is adjusted as in a conventional heat fixing device.・ High mechanical accuracy to be set is not required.
[0033]
In the excitation core 4, the thickness T and the heights H1 and H2 of the ends and the center are not limited to these values. The amount of heat taken by the pressure roller 2 due to a change in the material of the roller 1 or a nip width formed between the fixing roller 1 and the pressure roller 2, the rotation speed of the fixing roller 1, and the like may be appropriately changed.
[0034]
FIG. 2B shows the distribution of the amount of heat generated in the fixing roller shown in FIG. The excitation core 4 has a structure in which the end 4e is higher in height than the center 4c (H1> H2) and has a larger cross-sectional area than the concave center 4c. The alternating magnetic field flows more easily, and as a result, the amount of heat generated in the fixing roller 1 is larger at the end than at the center.
[0035]
FIG. 2C shows the distribution of the surface temperature in the fixing roller 1 shown in FIG. At the extreme part of the fixing roller 1, there is a part where the amount of heat generation is extremely small, and the temperature hardly rises because heat flows from a bearing (not shown) supporting the fixing roller 1.
[0036]
Therefore, as shown in FIG. 2B, the heat generation amount distribution of the fixing roller 1 is such that the fixing roller end 1a corresponding to the end 4e of the exciting core 4 is closer to the center 4c of the core. Although the temperature is higher than the central portion 1b, the temperature at the end portion is slightly suppressed to a lower temperature due to the heat radiation action from the end portion of the fixing roller. As a result, the surface temperature of the fixing roller 1 becomes substantially flat. Thereby, the temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing roller 1 is made uniform.
[0037]
In the fixing device of the electromagnetic induction heating type shown in the present embodiment, the calorific value distribution of the fixing roller 1 is higher at the end portion 1a than at the center portion 1b. This is because a fixing device using a conventional halogen lamp is used. Is almost the same as setting the light distribution of the halogen lamp to the height at the end.
[0038]
<Second embodiment>
Although the fixing device in the second embodiment is not shown, the basic configuration is the same as that of the first embodiment, and the configuration of the excitation core is different. As shown in FIG. 3A, the exciting core 4 used in the fixing device of this embodiment is formed in a rectangular parallelepiped shape having a thickness T of 4 mm, a height H1 of 15 mm, and a length L of 310 mm. 4b has a magnetic shield member 40 formed of, for example, an aluminum plate having a thickness of 1 mm. As shown in FIG. 3B, the magnetic shield member 40 has a shape such that the central portion 40a in the longitudinal direction covers the exciting core 4 deeper than the end portion 40b. The exciting core 4 having such a magnetic shield member 40 on the upper surface 4b is arranged in the rotation axis direction of the fixing roller in the same arrangement as the exciting core 4 of the first embodiment.
[0039]
In the fixing device of the present embodiment, the alternating magnetic field is blocked by the magnetic shield member 40 of the exciting core 4 in the fixing roller center portion 1b in the longitudinal direction of the fixing roller 1 shown in FIG. It is smaller than the end 1a. Therefore, as in the first embodiment, the surface temperature of the fixing roller 1 becomes substantially flat as shown in FIG. 2C, and the temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing roller 1 is made uniform.
[0040]
In the present embodiment, the shape of the excitation core 4 which is relatively expensive can be made into a simple rectangular parallelepiped shape with good workability, and only by attaching the magnetic shield member 40 to the excitation core, the first embodiment Since the same operation and effect as those described above can be obtained, it is possible to reduce the apparatus cost. Further, since the excitation core 4 has a simple rectangular parallelepiped shape, it is excellent in mass productivity and can reduce the production cost.
[0041]
<Third embodiment>
The basic configuration of the fixing device of the third embodiment is the same as that of the fixing device of the first embodiment, and the configuration of the exciting core 4 is different. As shown in FIG. 4A, the excitation core 4 used in the fixing device of the present embodiment includes a plurality of one kind of rectangular parallelepiped core pieces 4p having a thickness t of 4 mm, a height h of 15 mm, and a width w of 10 mm. By arranging these core pieces in the direction of the rotation axis of the fixing roller in the vertical and horizontal directions as shown in FIG. 4B or 4C, the excitation core of the first embodiment is formed. 4 is approximated. Also in the excitation core 4 in this embodiment, since the end portion 1a of the fixing roller 1 shown in FIG. 2A generates a larger amount of heat than the center portion 1b, as shown in FIG. The end 4e is formed by vertically stacking and fixing two pieces so that the 15 mm side of the core piece 4p becomes the bottom side, and the 10 mm side of the core piece 4p becomes the bottom side inside thereof. The central portion 4c is formed by arranging and fixing two of the core pieces 4p side by side so that the 15 mm side of the core piece 4p is the bottom side.
[0042]
By arranging a plurality of core pieces 4p such that the orientations of the rectangles, which are the piece surfaces, are different, and fixing them together, the excitation core 4 has a height H1 of the end 4e of 20 mm and a height H2 of the center 4c of the excitation core 4. 10 mm, which is similar to the exciting core 4 of the first embodiment. Therefore, also in this example, the surface temperature of the fixing roller 1 can be flattened by using the excitation core 4.
[0043]
Further, as shown in FIG. 4C, the excitation core 4 may have a structure in which two core pieces 4p are stacked in the thickness direction as necessary, thereby increasing the amount of heat generated at the end of the fixing roller. Is also possible. Even when the excitation core 4 having such a structure is used, the surface temperature of the fixing roller 1 can be made flat.
[0044]
In this embodiment, since the excitation core 4 which is relatively expensive can be manufactured by using a plurality of one kind of rectangular parallelepiped core pieces 4p, the excitation core 4 has good workability, and is a sintered body and easily broken. Since the exciting core 4 is composed of one type of unified small-sized core piece 4p, the first embodiment is excellent in assemblability and transportability, and only by arranging and fixing a plurality of the core pieces in a predetermined direction. Since the same operation and effect as those described above can be obtained, it is possible to reduce the apparatus cost. Also, since the excitation core 4 is a structure using a plurality of simple rectangular parallelepiped core pieces 4p, it is excellent in mass productivity and can reduce the production cost.
[0045]
<Example of image forming apparatus>
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus in which the fixing device of the electromagnetic induction heating type according to the present embodiment is mounted as an image heating fixing device (image heating device).
[0046]
In FIG. 6, reference numeral 21 denotes an electrophotographic photosensitive member (hereinafter, referred to as a photosensitive drum) as an image carrier, which is rotated at a predetermined peripheral speed (process speed) in a clockwise direction indicated by an arrow.
[0047]
Reference numeral 22 denotes a conductive and elastic charging roller serving as a charging unit, which is brought into contact with the photosensitive drum 21 with a predetermined pressing force, and is rotated or driven by rotation of the photosensitive drum 21. You. Then, by applying a predetermined charging bias voltage to the charging roller 22 from a power supply unit (not shown), the peripheral surface of the rotating photosensitive drum 21 is uniformly contact-charged to a predetermined polarity and potential.
[0048]
Reference numeral 23 denotes an exposure device as information writing means. The exposure device 23 is, for example, a laser scanner, outputs laser light La modulated in accordance with a time-series electric digital pixel signal of image information, and uniformly charges the rotating photosensitive drum 21 via a return mirror 23a. The processing surface is scanned and exposed. As a result, an electrostatic latent image corresponding to the scanning exposure pattern is formed on the surface of the photosensitive drum 21.
[0049]
A developing device 24 develops the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 21 as a toner image. Reference numeral 24a denotes a developing roller to which a predetermined developing bias is applied from a power supply unit (not shown).
[0050]
Reference numeral 25 denotes a transfer roller having conductivity and elasticity as a transfer unit, which is pressed against the photosensitive drum 21 with a predetermined pressing force to form a transfer nip portion T. A sheet material 11 as a recording material is fed to the transfer nip portion T from a paper feeding unit (not shown) at a predetermined control timing, and is nipped and conveyed. The toner image on the photosensitive drum 21 side is formed on the sheet material 11 Are sequentially transferred. To the transfer roller 25, an appropriate bias voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is applied from a power supply unit (not shown) at a predetermined control timing.
[0051]
Reference numeral 26 denotes an image heating and fixing device as a heating device according to the present invention, which heats and fixes an unfixed toner image transferred from the surface of the photosensitive drum 21 to the sheet material 11 to the sheet material surface. The sheet material 11 is sequentially separated from the surface of the photosensitive drum 21 and is introduced into the heat fixing device 26, and the unfixed toner image on the sheet material 11 is heated and pressed at the pressure contact portion to be heated on the sheet material 11. The fixing process is performed. The sheet material 11 that has passed through the heat fixing device 26 is discharged as an image formed product (copy, print).
[0052]
Reference numeral 27 denotes a photosensitive drum surface cleaning device that removes contaminants on the photosensitive drum surface such as transfer residual toner and paper dust remaining on the surface of the photosensitive drum 21 after the sheet material is separated, and cleans the surface. The photosensitive drum surface cleaned by the cleaning device 27 is repeatedly used for image formation.
[0053]
<Others>
The embodiments described above are not described to limit the present invention, and various modifications can be made. Examples are listed below.
[0054]
1) The induction heating fixing device using a hollow metal roller as a fixing roller as a member to be heated has been described, but the same operation and effect can be obtained by applying a metal sleeve instead of the metal roller.
[0055]
2) The induction heating fixing device using the I-shaped core as the excitation core as the core material has been described. Instead of the I-shaped core, an E-shaped core as shown in FIGS. , A U-shaped core, or a T-shaped core may be used. In this case, for each core, the upper surface 4b between the longitudinal end portions 4e is formed into a concave arcuate shape to form a central portion 4c, and the height H2 of the central portion 4c is smaller than the height H1 of the end portion 4e. I do. As a result, the cross-sectional area of the end portion 4e in the longitudinal direction becomes larger than the cross-sectional area of the central portion 4c, so that the same operation and effect as those of the induction heating fixing device of the embodiment can be obtained.
[0056]
3) The heating device according to the present invention is not limited to the induction heating fixing device according to the embodiment, but may be an image heating device that heats a recording medium carrying an image to improve surface properties such as gloss, and an image heating device that is assumed to be worn. It can be used as a device.
[0057]
4) The image forming method of the image forming apparatus equipped with the fixing device is not limited to the electrophotographic method, and may be an electrostatic recording method, a magnetic recording method, a transfer method, or a direct method.
[0058]
Although various examples and embodiments of the present invention have been described above, those skilled in the art will not limit the spirit and scope of the present invention to the specific description and drawings in this specification, but to claim the present invention. Will be understood to cover various modifications and changes all set forth in the scope of.
[0059]
Examples of embodiments of the present invention are listed below.
[0060]
[Embodiment 1] An electromagnetic induction heating type heating device in which a magnetic field is applied to a conductive member by magnetic field generating means to heat the conductive member by heat generated by eddy current generated in the conductive member, wherein the magnetic field generating means is It has an induction coil that generates a magnetic field and an excitation core that forms a magnetic path, and the excitation core is arranged one in the longitudinal direction of the conductive member, and the closest distance to the conductive member is equidistant, A heating device having a mode of changing the amount of heat generated in the longitudinal direction.
[0061]
[Embodiment 2] An electromagnetic induction heating type heating device in which a magnetic field is applied to a conductive member by magnetic field generating means to heat the conductive member by heat generated by eddy current generated in the conductive member, wherein the magnetic field generating means is It has an induction coil that generates a magnetic field and an excitation core that forms a magnetic path, and the excitation core is composed of a plurality of pieces and is arranged in the longitudinal direction of the conductive member. A heating device characterized in that the closest distance is equidistant and the amount of heat generated in the longitudinal direction is changed.
[0062]
[Third Embodiment] A heating device according to the first or second embodiment, wherein the exciting core is formed of one kind of member having the same material and shape.
[0063]
[Embodiment 4] The heating device according to Embodiment 1 or 2, wherein the exciting core has a cross-sectional area orthogonal to a longitudinal direction of the conductive member.
[0064]
[Embodiment 5] In the heating device according to Embodiment 1 or 2, the excitation core is formed of one kind of member having the same material and shape, and has a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the conductive member. A heating device characterized in that the area is changing.
[0065]
[Embodiment 6] In the heating device according to any one of Embodiments 1 to 5, in the excitation core, a cross-sectional area of an end portion of the conductive member is larger than a cross-sectional area of a central portion. Heating equipment.
[0066]
[Embodiment 7] In the heating device according to any one of Embodiments 1, 3, 4, 5, and 6, the exciting core has a flat surface opposed to the conductive member at a closest distance, and one surface opposite to the surface. Has a curved surface in a partial surface area.
[0067]
[Eighth Embodiment] In the heating device according to the first, third, fourth, fifth or sixth embodiment, the exciting core has a flat surface facing the rotating member at a closest distance, and one surface opposite to the rotating surface. And a magnetic shield member that hardly allows a magnetic field to pass through.
[0068]
[Embodiment 9] In the heating apparatus according to Embodiment 2, the excitation core is formed so as to have a rectangular surface, and a plurality of pieces are arranged so that the directions of the rectangle are different. apparatus.
[0069]
[Embodiment 10] The conductive member is a rotating member having conductivity at least in part, and the exciting core is arranged in a rotation axis direction of the rotating member corresponding to a longitudinal direction of the conductive member portion. 10. The heating device according to any one of Embodiments 1 to 9.
[0070]
[Embodiment 11] In a heating and fixing device for nipping and conveying a sheet material having an unfixed toner image formed on its surface and heat-fixing the unfixed toner image on the sheet material, heating the sheet material by heating A heating and fixing device comprising the heating device according to any one of Embodiments 1 to 10 as an apparatus.
[0071]
[Embodiment 12] Image forming means for directly or indirectly forming an unfixed toner image on a sheet material, and heat fixing for heating and fixing the unfixed toner image formed on the sheet material on the sheet material An image forming apparatus comprising: a heat fixing unit according to the eleventh embodiment as the heat fixing unit.
[0072]
【The invention's effect】
As described above, according to the heating device of the present invention, a high degree of mechanical accuracy is not required for the facing distance between the rotating member and the excitation core of the magnetic field generating means, and the temperature distribution in the longitudinal direction of the rotating member is not required. This has the effect of achieving uniformity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a heat fixing device according to a first embodiment.
FIG. 2A is a diagram illustrating an excitation core and a fixing roller provided with the core in a rotation axis direction in a heat fixing device according to a first embodiment, and FIG. FIG. 7C is an explanatory diagram of the surface temperature distribution of the identification attaching roller.
FIG. 3A is an explanatory diagram of an excitation core and a magnetic shield member in a heat fixing device according to a second embodiment, and FIG. 3B is an explanatory diagram of an excitation core to which a magnetic shield member is attached.
FIG. 4A is an explanatory view of a core piece of an exciting core in the heat fixing device of the third embodiment, FIG. 4B is an explanatory view showing an example of an exciting core constituted by the core piece shown in FIG. FIG. 4 is an explanatory view showing another example of the excitation core constituted by the core piece shown in FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing another example of the excitation core.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus to which any one of the heat fixing devices according to the first to third embodiments is applied.
[Explanation of symbols]
1: fixing roller, 2: pressure roller, 3: excitation coil,
4: excitation core, 4p: core piece, 5: coil / core holder,
6: coil / core assembly, 7: temperature sensor,
8: conveyance guide, 10: separation claw, 40: magnetic shield member.
