JP2006030885A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device and an image forming apparatus that can efficiently deter a fixing member from rising in temperature at both its width-directional ends with relatively simple constitution even when a narrow recording medium is continuously fixed. <P>SOLUTION: The fixing member is equipped with a fixing member which heats and fixes a toner image on a recording medium, a coil part which is extended along the width direction to face the fixing member, and a core part 28 which is configured to vary ranges L1 to L2 of opposition to the coil part. The opposition ranges L1 to L2 of the core part 28 are varied to adjust a width-directional heating range of the fixing member heated by electromagnetic induction of the coil part. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置とそこに設置される定着装置とに関し、特に、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置及び画像形成装置に関するものである。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic method such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a multifunction machine thereof, and a fixing device installed therein, and in particular, a fixing device using an electromagnetic induction heating method. And an image forming apparatus.

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、装置の立ち上がり時間を低減して省エネルギー化することを目的とした、電磁誘導加熱方式による定着装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a fixing device using an electromagnetic induction heating method has been known for the purpose of saving energy by reducing the rise time of the device (see, for example, Patent Document 1). .)

特許文献1等において、電磁誘導加熱方式の定着装置は、主として、加熱ローラ、定着補助ローラ(定着ローラ)、加熱ローラと定着補助ローラとによって張架された定着ベルト(耐熱性ベルト)、加熱ローラに定着ベルトを介して対向する誘導加熱部、定着補助ローラに定着ベルトを介して対向する加圧ローラ等で構成される。誘導加熱部は、幅方向(記録媒体の搬送方向に直交する方向である。)に延設されたコイル部や、コイル部に対向するコア(励磁コイルコア)等で構成される。   In Patent Document 1, etc., an electromagnetic induction heating type fixing device mainly includes a heating roller, a fixing auxiliary roller (fixing roller), a fixing belt (heat resistant belt) stretched between the heating roller and the fixing auxiliary roller, and a heating roller. And an induction heating unit facing the fixing belt via a fixing belt, a pressure roller facing the fixing auxiliary roller via the fixing belt, and the like. The induction heating unit includes a coil portion extending in the width direction (a direction perpendicular to the conveyance direction of the recording medium), a core (excitation coil core) facing the coil portion, and the like.

そして、定着ベルトは、誘導加熱部との対向位置で加熱される。加熱された定着ベルトは、定着補助ローラ及び加圧ローラの位置に搬送される記録媒体上のトナー像を加熱して定着する。詳しくは、コイル部に高周波の交番電流を流すことで、コイル部の周囲に磁界が形成されて、加熱ローラ表面に渦電流が生じる。加熱ローラに渦電流が生じると、加熱ローラ自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、加熱ローラに巻装された定着ベルトが加熱される。
このような電磁誘導加熱方式を用いた定着装置は、少ないエネルギー消費で短い立ち上げ時間にて、定着ベルトの表面温度(定着温度)を所望の温度まで昇温できることが知られている。
The fixing belt is heated at a position facing the induction heating unit. The heated fixing belt heats and fixes the toner image on the recording medium conveyed to the positions of the auxiliary fixing roller and the pressure roller. Specifically, when a high-frequency alternating current is passed through the coil portion, a magnetic field is formed around the coil portion, and an eddy current is generated on the surface of the heating roller. When an eddy current is generated in the heating roller, Joule heat is generated by the electric resistance of the heating roller itself. The fixing belt wound around the heating roller is heated by the Joule heat.
It is known that a fixing device using such an electromagnetic induction heating method can raise the surface temperature (fixing temperature) of a fixing belt to a desired temperature with a small start-up time with low energy consumption.

一方、特許文献2等には、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置であって、定着部材(定着ローラ)における非通紙部昇温及び端部温度ダレを防止することを目的として、定着部材内に第1磁性体コアと第2磁性体コアとを設ける技術が開示されている。
詳しくは、第1磁性体コアは幅方向の両端に固定され、第2磁性体コアは軸方向の中央に回動可能に支持されている。そして、通常サイズの記録媒体を通紙する場合には中央部の第2磁性体コアを励磁コイルから離して、小サイズの記録媒体を通紙する場合には中央部の第2磁性体コアを励磁コイルに近づけて、定着部材の幅方向の温度分布を調整する。
On the other hand, in Patent Document 2 and the like, a fixing device using an electromagnetic induction heating method is used for the purpose of preventing non-sheet passing portion temperature rise and end portion temperature sagging in a fixing member (fixing roller). A technique for providing a first magnetic core and a second magnetic core inside is disclosed.
Specifically, the first magnetic core is fixed to both ends in the width direction, and the second magnetic core is supported rotatably at the center in the axial direction. When passing a normal size recording medium, the central second magnetic core is separated from the exciting coil, and when passing a small size recording medium, the central second magnetic core is removed. The temperature distribution in the width direction of the fixing member is adjusted close to the excitation coil.

また、特許文献3等には、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置であって、定着部材(加熱媒体)における非通紙部昇温を防止することを目的として、定着部材内に定着部材へ届く磁束を遮蔽する磁束遮蔽板を設ける技術が開示されている。
詳しくは、磁束遮蔽板は、誘導コイルの上半分を覆う円弧曲面を有するとともに、回転自在に構成されている。そして、記録媒体のサイズに応じて磁束遮蔽板を回転させることで、非通紙部における磁束を遮蔽して、非通紙部昇温を調整する。
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-228561 is a fixing device using an electromagnetic induction heating method, and in order to prevent a non-sheet-passing portion temperature rise in the fixing member (heating medium), the fixing member is moved to the fixing member. A technique for providing a magnetic flux shielding plate that shields a magnetic flux that reaches the target is disclosed.
Specifically, the magnetic flux shielding plate has an arcuate curved surface covering the upper half of the induction coil and is configured to be rotatable. Then, by rotating the magnetic flux shielding plate according to the size of the recording medium, the magnetic flux in the non-sheet passing portion is shielded, and the non-sheet passing portion temperature rise is adjusted.

特開2002−123106号公報JP 2002-123106 A 特開2003−123961号公報JP 2003-123961 A 特開2002−352948号公報JP 2002-352948 A

上述した従来の技術は、幅方向サイズの短い記録媒体を連続的に定着した場合に生じる、定着部材の幅方向両端部における温度上昇を効率的に抑止することができなかった。   The conventional technology described above cannot efficiently suppress the temperature increase at both ends in the width direction of the fixing member, which occurs when a recording medium having a short width direction size is continuously fixed.

詳しくは、次の通りである。
一般的な画像形成装置は、幅方向のサイズが異なる数種類の記録媒体に対して、画像形成ができるように構成されている。ここで、幅方向サイズの異なる記録媒体とは、JIS寸法のA列やB列における種々の定形サイズの記録媒体の他に、不定形サイズの記録媒体も含まれる。また、同一サイズ(例えば、A4サイズである。)の記録媒体であっても、長手方向を搬送方向にした場合と、短手方向(長手方向に直交する方向である。)を搬送方向にした場合とでは、幅方向サイズの異なる記録媒体を扱っていることになる。
Details are as follows.
A general image forming apparatus is configured to form an image on several types of recording media having different sizes in the width direction. Here, the recording media having different sizes in the width direction include non-standard size recording media in addition to various standard size recording media in the A and B rows of JIS dimensions. Further, even in the case of recording media of the same size (for example, A4 size), the transport direction is the short direction (the direction perpendicular to the longitudinal direction) when the longitudinal direction is the transport direction. In some cases, recording media having different sizes in the width direction are handled.

このような幅方向サイズの異なる記録媒体を定着装置で定着する場合には、記録媒体の幅方向サイズに応じて、定着ベルトの幅方向の温度分布が変動して、温度ムラが生じてしまうことがあった。例えば、幅方向サイズの小さな記録媒体を通紙して定着する場合には、その記録媒体の幅方向サイズに対応する定着ベルトの位置(通紙領域である。)では熱が多く奪われて、その他の位置(非通紙領域である。)に比べて定着温度が低くなる。このような現象は、幅方向サイズの小さな記録媒体を連続的に通紙するような場合に、特に顕著になる。   When fixing such a recording medium having different width direction sizes with the fixing device, the temperature distribution in the width direction of the fixing belt varies depending on the width direction size of the recording medium, resulting in temperature unevenness. was there. For example, when fixing by passing a recording medium having a small size in the width direction, a lot of heat is taken away at the position of the fixing belt corresponding to the size in the width direction of the recording medium (the paper passing area). The fixing temperature is lower than at other positions (non-sheet passing area). Such a phenomenon becomes particularly prominent when a recording medium having a small size in the width direction is continuously fed.

したがって、定着ベルトの幅方向中央部の定着温度を基準として定着ベルトの幅方向全域の定着温度を制御しようとすると、定着ベルトの幅方向中央部の定着温度は所望の温度に制御できるものの、幅方向両端部の定着温度が上昇してしまうことになる。このように、定着ベルトの幅方向両端部の定着温度が上昇した状態で、幅方向サイズの大きな記録媒体を定着すると、温度上昇位置に対応した記録媒体上にホットオフセットが発生してしまう。さらに、幅方向両端部の定着温度が定着ベルトの耐熱温度を超えた場合には、定着ベルトに熱的破損が生じてしまうことも考えられる。   Therefore, when trying to control the fixing temperature in the entire width direction of the fixing belt with reference to the fixing temperature in the center portion in the width direction of the fixing belt, the fixing temperature in the center portion in the width direction of the fixing belt can be controlled to a desired temperature. The fixing temperature at both ends in the direction will increase. As described above, when a large recording medium in the width direction is fixed in a state where the fixing temperature at both ends in the width direction of the fixing belt is increased, a hot offset occurs on the recording medium corresponding to the temperature increase position. Further, when the fixing temperature at both ends in the width direction exceeds the heat resistance temperature of the fixing belt, it is also conceivable that the fixing belt is thermally damaged.

このような問題を解決するために、上述の特許文献2等では、定着部材(定着ローラ)に内設する磁性体コアを、固定された第1磁性体コアと回動する第2磁性体コアとに分割している。そして、記録媒体が通常サイズか小サイズかによって、第2磁性体コアの位置を変動させている。   In order to solve such a problem, in the above-mentioned Patent Document 2 and the like, the second magnetic core that rotates with the fixed first magnetic core in the magnetic core provided in the fixing member (fixing roller) It is divided into and. The position of the second magnetic core is varied depending on whether the recording medium is a normal size or a small size.

ところが、特許文献2等の技術は、2つのサイズ(通常サイズと小サイズとである。)の記録媒体に対応するものであって、3以上のサイズの異なる記録媒体に対応していない。すなわち、通常サイズと小サイズとの中間のサイズの記録媒体を連続的に通紙した場合には、定着部材における中間サイズの非通紙領域で温度上昇が発生することになる。   However, the technique of Patent Document 2 and the like corresponds to recording media of two sizes (normal size and small size), and does not correspond to recording media having three or more different sizes. That is, when a recording medium having an intermediate size between the normal size and the small size is continuously passed, a temperature rise occurs in the intermediate size non-passing region of the fixing member.

これに対して、3以上のサイズの異なる記録媒体に対応するために、独立して回動する磁性体コアの数を増やす方策も考えられる。しかし、その場合には、複数用意した磁性体コアを個々に移動制御しなければならないために、装置の構成と制御とが複雑になってコストが高くなる不具合が生じることが考えられる。また、分割した磁性体コアと磁性体コアとの間には隙間が生じるために、その位置に対応した定着部材上の加熱が不充分になる不具合が生じることも考えられる。   On the other hand, in order to cope with recording media having three or more different sizes, a method of increasing the number of magnetic cores that rotate independently can be considered. However, in that case, since a plurality of prepared magnetic cores must be individually moved and controlled, it is conceivable that the configuration and control of the apparatus become complicated and the cost increases. Further, since a gap is generated between the divided magnetic core and the magnetic core, there is a possibility that the heating on the fixing member corresponding to the position becomes insufficient.

これに対して、上述の特許文献3等では、記録媒体のサイズに応じて円弧曲面を有する磁束遮蔽板を回転させて非通紙部における磁束を遮蔽しているので、3以上のサイズの異なる記録媒体に対してもそれぞれ非通紙領域の温度上昇を抑止する効果が期待できる。すなわち、中間サイズの記録媒体に対しても、磁束遮蔽板の回転角度を調整して磁束の遮蔽領域を最適化することで、非通紙領域の温度上昇を抑止する可能性が高い。   On the other hand, in Patent Document 3 and the like described above, the magnetic flux shielding plate having an arcuate curved surface is rotated according to the size of the recording medium to shield the magnetic flux in the non-sheet passing portion. The effect of suppressing the temperature rise in the non-sheet passing area can be expected for each recording medium. That is, even for an intermediate size recording medium, the temperature increase in the non-sheet passing area is highly likely to be suppressed by adjusting the rotation angle of the magnetic flux shielding plate to optimize the magnetic flux shielding area.

ところが、特許文献3等の技術は、磁束遮蔽板が定着部材の内部に設けられるために、磁束遮蔽板とともに定着部材の内部に設けられるコア及び誘導コイルの大きさが制限されることになる。コア及び誘導コイルは、少なくとも磁束遮蔽板の板厚分は、定着部材の内周面から離して設置する必要がある。このために、定着部材を電磁誘導によって加熱するためのエネルギーのロスが生じてしまう。   However, since the magnetic flux shielding plate is provided inside the fixing member in the technique disclosed in Patent Document 3, the size of the core and the induction coil provided inside the fixing member together with the magnetic flux shielding plate is limited. It is necessary to install the core and the induction coil apart from the inner peripheral surface of the fixing member at least for the thickness of the magnetic flux shielding plate. For this reason, energy loss for heating the fixing member by electromagnetic induction occurs.

これに対して、定着部材に対向するコア部に磁束を遮蔽する磁束遮蔽部材を直接的に貼着する方策も考えられる。しかし、その場合にも、貼着した磁束遮蔽部材の厚さ分だけコア部を定着部材に近接できないことになる。また、コア部に対する磁束遮蔽部材の貼付の精度が悪い場合には、非通紙領域の温度上昇を抑止する効果が充分に得られないことになる。さらに、雰囲気温度が高温となることにより磁束遮蔽部材の貼着力が低下して、コア部から剥がれてしまう不具合が生じることも考えられる。   On the other hand, a measure of directly attaching a magnetic flux shielding member that shields the magnetic flux to the core portion facing the fixing member is also conceivable. However, even in that case, the core portion cannot be brought close to the fixing member by the thickness of the adhered magnetic flux shielding member. Further, when the accuracy of sticking the magnetic flux shielding member to the core portion is poor, the effect of suppressing the temperature rise in the non-sheet passing region cannot be sufficiently obtained. Furthermore, it is conceivable that when the atmospheric temperature becomes high, the sticking force of the magnetic flux shielding member is reduced, causing a problem of peeling from the core portion.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、幅の短い記録媒体を連続的に定着した場合であっても、定着部材の幅方向両端における温度上昇を比較的簡易な構成で効率的に抑止することができる、定着装置及び画像形成装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems. Even when a recording medium having a short width is continuously fixed, the temperature rise at both ends in the width direction of the fixing member is relatively simple. It is an object of the present invention to provide a fixing device and an image forming apparatus that can be efficiently suppressed by the configuration.

この発明の請求項1記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を加熱して当該トナー像を記録媒体に定着させる定着部材と、前記定着部材に対向するように幅方向に延設されたコイル部と、前記コイル部に対向する対向範囲を可変できるように構成されたコア部と、を備え、前記コア部の前記対向範囲を可変して、前記コイル部による電磁誘導によって加熱される前記定着部材の幅方向の加熱範囲を調整するものである。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a fixing device for heating a toner image to fix the toner image on a recording medium, and a coil extending in the width direction so as to face the fixing member. And a core part configured to be able to vary a facing range facing the coil part, the fixing unit being heated by electromagnetic induction by the coil part by varying the facing range of the core part The heating range in the width direction of the member is adjusted.

また、請求項2記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1に記載の発明において、前記記録媒体の幅方向の大きさに応じて前記コア部の前記対向範囲を可変して前記加熱範囲を調整するものである。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to the first aspect, wherein the facing range of the core portion is varied according to the size in the width direction of the recording medium. Is to adjust.

また、請求項3記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記定着部材は、加熱ローラと定着補助ローラとに張架された定着ベルトであって、前記加熱ローラは、前記定着ベルトの外周面に対向する前記コイル部に対して当該定着ベルトを介して対向する位置に配設され、前記コア部を、前記コイル部に前記定着ベルトを介して対向する位置であって前記加熱ローラの内部に配設された内部コアとしたものである。   According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the first or second aspect, the fixing member is a fixing belt stretched between a heating roller and a fixing auxiliary roller. The heating roller is disposed at a position facing the coil portion facing the outer peripheral surface of the fixing belt via the fixing belt, and the core portion is disposed on the coil portion via the fixing belt. The inner core is disposed at the opposite position and disposed inside the heating roller.

また、請求項4記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項3に記載の発明において、前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して対向する位置に配設されたものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to the third aspect of the present invention, the fixing auxiliary roller is configured such that the pressure roller that presses the conveyed recording medium is interposed via the fixing belt. It is arrange | positioned in the position which opposes.

また、請求項5記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記定着部材は、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接する定着ローラであって、前記コイル部は、前記定着ローラの外周面に対向する位置に配設され、前記コア部を、前記コイル部に前記定着ローラを介して対向する位置であって当該定着ローラの内部に配設された内部コアとしたものである。   The fixing device according to a fifth aspect of the present invention is the fixing device according to the first or second aspect, wherein the fixing member is a fixing roller that contacts a pressure roller that presses a recording medium to be conveyed. The coil portion is disposed at a position facing the outer peripheral surface of the fixing roller, and the core portion is located at a position facing the coil portion via the fixing roller and inside the fixing roller. The inner core is disposed.

また、請求項6記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項3〜請求項5のいずれかに記載の発明において、前記内部コアは、回転自在に構成されるとともに円柱体の外周面の一部が欠切された柱状部材であって、前記柱状部材は、回転にともない前記コイル部に対向する外周面の幅方向の長さが漸増又は漸減するように形成されたものである。   The fixing device according to a sixth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the third to fifth aspects, wherein the inner core is configured to be rotatable and has an outer circumferential surface of the cylindrical body. The columnar member is formed such that the length in the width direction of the outer peripheral surface facing the coil portion gradually increases or gradually decreases with rotation.

また、請求項7記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項6に記載の発明において、前記コイル部の中央位置にセンターコアを備え、前記柱状部材は、回転にともない前記センターコアに対向する外周面の幅方向の長さが漸増又は漸減するように形成されたものである。   According to a seventh aspect of the present invention, in the fixing device according to the sixth aspect, a center core is provided at a central position of the coil portion, and the columnar member faces the center core as it rotates. It is formed so that the length in the width direction of the outer peripheral surface gradually increases or decreases.

また、請求項8記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1〜請求項7のいずれかに記載の発明において、前記コア部は、フェライトからなるものである。   The fixing device according to an eighth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to seventh aspects, wherein the core portion is made of ferrite.

また、この発明の請求項9記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項1〜請求項8のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。   An image forming apparatus according to a ninth aspect of the present invention includes the fixing device according to any one of the first to eighth aspects.

本発明は、コイル部に対向する対向範囲を可変できるように構成されたコア部を設けて、その対向範囲を可変して定着部材の幅方向の加熱範囲を調整している。これにより、幅の短い記録媒体を連続的に定着した場合であっても、定着部材の幅方向両端における温度上昇が比較的簡易な構成で効率的に抑止される、定着装置及び画像形成装置を提供することができる。   In the present invention, a core portion configured to be able to vary a facing range facing the coil portion is provided, and the heating range in the width direction of the fixing member is adjusted by varying the facing range. Thereby, even when a recording medium having a short width is continuously fixed, a temperature increase at both ends in the width direction of the fixing member is efficiently suppressed with a relatively simple configuration. Can be provided.

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.

実施の形態1.
図1〜図6にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1において、1は画像形成装置としてのレーザープリンタの装置本体、3は画像情報に基いた露光光Lを感光体ドラム18上に照射する露光部、4は装置本体1に着脱自在に設置される作像部としてのプロセスカートリッジ、7は感光体ドラム18上に形成されたトナー像を記録媒体Pに転写する転写部、10は出力画像が載置される排紙トレイ、11、12は転写紙等の記録媒体Pが収納された給紙部、13は記録媒体Pを転写部7に搬送するレジストローラ、15は主として給紙部11、12の記録媒体Pとは異なるサイズの記録媒体Pを搬送する際に用いる手差し給紙部、20は記録媒体P上の未定着画像を定着する定着装置を示す。
Embodiment 1 FIG.
The first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, 1 is a main body of a laser printer as an image forming apparatus, 3 is an exposure unit that irradiates a photosensitive drum 18 with exposure light L based on image information, and 4 is detachably installed on the apparatus main body 1. A process cartridge as an image forming unit; 7, a transfer unit for transferring a toner image formed on the photosensitive drum 18 to a recording medium P; 10, a paper discharge tray on which an output image is placed; A paper feeding unit in which a recording medium P such as paper is stored, 13 is a registration roller that conveys the recording medium P to the transfer unit 7, and 15 is a recording medium P having a different size from the recording medium P of the paper feeding units 11 and 12. Reference numeral 20 denotes a manual paper feed unit used for transporting the unfixed image on the recording medium P.

図1を参照して、画像形成装置における、通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、露光部3(書込部)から、画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Lが、プロセスカートリッジ4の感光体ドラム18上に向けて発せられる。感光体ドラム18は図中の反時計方向に回転しており、所定の作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程)を経て、感光体ドラム18上に画像情報に対応したトナー像が形成される。
その後、感光体ドラム18上に形成されたトナー像は、転写部7で、レジストローラ13により搬送された記録媒体P上に転写される。
With reference to FIG. 1, an operation during normal image formation in the image forming apparatus will be described.
First, exposure light L such as laser light based on image information is emitted from the exposure unit 3 (writing unit) toward the photosensitive drum 18 of the process cartridge 4. The photosensitive drum 18 rotates counterclockwise in the figure, and a toner image corresponding to image information is formed on the photosensitive drum 18 through a predetermined image forming process (charging process, exposure process, development process). Is done.
Thereafter, the toner image formed on the photosensitive drum 18 is transferred onto the recording medium P conveyed by the registration roller 13 in the transfer unit 7.

一方、転写部7に搬送される記録媒体Pは、次のように動作する。
まず、画像形成装置本体1の複数の給紙部11、12、15のうち、1つの給紙部が自動又は手動で選択される(例えば、最上段の給紙部11が選択されたものとする。)。なお、複数の給紙部11、12には、それぞれ、異なるサイズの記録媒体Pや、搬送方向の異なる同一サイズの記録媒体Pが、収納されている。
On the other hand, the recording medium P conveyed to the transfer unit 7 operates as follows.
First, one of the plurality of paper feeding units 11, 12, and 15 of the image forming apparatus main body 1 is automatically or manually selected (for example, the uppermost paper feeding unit 11 is selected). To do.) Each of the plurality of paper feeding units 11 and 12 stores a recording medium P having a different size and a recording medium P having the same size and different transport directions.

そして、給紙部11に収納された記録媒体Pの最上方の1枚が、搬送経路Kの位置に向けて搬送される。その後、記録媒体Pは、搬送経路Kを通過してレジストローラ13の位置に達する。そして、レジストローラ13の位置に達した記録媒体Pは、感光体ドラム18上に形成されたトナー像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部7に向けて搬送される。   Then, the uppermost sheet of the recording medium P stored in the paper feeding unit 11 is transported toward the position of the transport path K. Thereafter, the recording medium P passes through the conveyance path K and reaches the position of the registration roller 13. Then, the recording medium P that has reached the position of the registration roller 13 is conveyed toward the transfer unit 7 at the same timing in order to align with the toner image formed on the photosensitive drum 18.

そして、転写工程後の記録媒体Pは、転写部7の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置20に達する。定着装置20に達した記録媒体Pは、定着ベルトと加圧ローラとの間に送入されて、定着ベルトから受ける熱と加圧ローラから受ける圧力とによってトナー像が定着される。トナー像が定着された記録媒体Pは、定着ベルトと加圧ローラとの間から送出された後に、出力画像として画像形成装置本体1から排出されて、排紙トレイ10上に載置される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。
After the transfer process, the recording medium P passes through the position of the transfer unit 7 and then reaches the fixing device 20 through the conveyance path. The recording medium P that has reached the fixing device 20 is fed between the fixing belt and the pressure roller, and the toner image is fixed by the heat received from the fixing belt and the pressure received from the pressure roller. The recording medium P on which the toner image has been fixed is sent from between the fixing belt and the pressure roller, and then is discharged from the image forming apparatus main body 1 as an output image and placed on the paper discharge tray 10.
Thus, a series of image forming processes is completed.

次に、図2にて、画像形成装置本体1に設置される定着装置20の構成・動作について詳述する。
図2に示すように、定着装置20は、主として、定着補助ローラ21、定着ベルト22、加熱ローラ23、誘導加熱部24、加圧ローラ30、サーモスタット37、オイル塗布ローラ34、ガイド板35、分離板36等で構成される。
Next, the configuration / operation of the fixing device 20 installed in the image forming apparatus main body 1 will be described in detail with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the fixing device 20 mainly includes a fixing auxiliary roller 21, a fixing belt 22, a heating roller 23, an induction heating unit 24, a pressure roller 30, a thermostat 37, an oil application roller 34, a guide plate 35, and a separation plate. It consists of a plate 36 and the like.

ここで、定着補助ローラ21は、その表面にシリコーンゴム等の弾性層が形成されていて、不図示の駆動部によって図2の反時計方向に回転駆動される。
加熱ローラ23は、SUS304等の非磁性材料からなる円筒体であって、図の反時計方向に回転する。加熱ローラ23の内部には、フェライト等の強磁性体からなる内部コア28(コア部)が設置されている。コア部としての内部コア28は、定着ベルト22を介してコイル部25に対向している。内部コア28の回転駆動は、加熱ローラ23の回転駆動とは別におこなわれる。加熱ローラ23及び内部コア28の構成・動作については、後で詳しく説明する。
Here, the fixing auxiliary roller 21 has an elastic layer such as silicone rubber formed on the surface thereof, and is driven to rotate counterclockwise in FIG. 2 by a driving unit (not shown).
The heating roller 23 is a cylindrical body made of a nonmagnetic material such as SUS304 and rotates counterclockwise in the figure. An internal core 28 (core portion) made of a ferromagnetic material such as ferrite is installed inside the heating roller 23. The inner core 28 as a core portion is opposed to the coil portion 25 through the fixing belt 22. The rotational drive of the inner core 28 is performed separately from the rotational drive of the heating roller 23. The configuration and operation of the heating roller 23 and the inner core 28 will be described in detail later.

定着部材としての定着ベルト22は、加熱ローラ23と定着補助ローラ21とに張架・支持されている。定着ベルト22は、基材上に発熱層、弾性層、離型層が形成された、多層構造の無端ベルトである。
定着ベルト22の基材は、耐熱樹脂材料からなり、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、PES(ポリエーテルスルフォン)、PPS(ポリフェニレンスルフィド)、フッ素樹脂等を用いることができる。発熱層としては、ニッケル、ステンレス、鉄、銅、コバルト、クロム、アルミニウム、金、白金、銀、スズ、パラジウム、これらのうち複数の金属からなる合金、等を用いることができる。弾性層としては、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等を用いることができる。離型層としては、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体(FEP)等のフッ素樹脂、又はこれらの樹脂の混合物等を用いることができる。
A fixing belt 22 as a fixing member is stretched and supported by a heating roller 23 and a fixing auxiliary roller 21. The fixing belt 22 is a multi-layered endless belt in which a heat generation layer, an elastic layer, and a release layer are formed on a base material.
The base material of the fixing belt 22 is made of a heat-resistant resin material. For example, polyimide, polyamideimide, PEEK (polyetheretherketone), PES (polyethersulfone), PPS (polyphenylene sulfide), fluororesin, or the like can be used. . As the heat generating layer, nickel, stainless steel, iron, copper, cobalt, chromium, aluminum, gold, platinum, silver, tin, palladium, an alloy made of a plurality of these metals, or the like can be used. As the elastic layer, silicone rubber, fluorosilicone rubber, or the like can be used. As the release layer, fluorine resins such as tetrafluoroethylene resin (PTFE) and tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (FEP), or a mixture of these resins can be used.

誘導加熱部24は、コイル部25、コア26、コイルガイド27等で構成される。
ここで、コイル部25は、支持ローラ23に巻装された定着ベルト22の外周面を覆うように、細線を束ねたリッツ線を巻回して幅方向(図2の紙面垂直方向である。)に延設したものである。コイルガイド27は、耐熱性の高い樹脂材料等からなり、コイル部25を保持するとともに、誘導加熱部24のフレームとして機能する。コア26は、比透磁率が2500程度のフェライト等の強磁性体からなり、センターコア26aやサイドコア26bが設けられている。コア26は、幅方向に延設されたコイル部25に対向するように設置される。センターコア26aは、コイル部25の周方向のほぼ中央位置にある。コイル部25は、不図示の高周波電源部に接続されていて、高周波電源部から10k〜1MHzの交番電流が印加される。
The induction heating unit 24 includes a coil unit 25, a core 26, a coil guide 27, and the like.
Here, the coil portion 25 is wound around a litz wire in which fine wires are bundled so as to cover the outer peripheral surface of the fixing belt 22 wound around the support roller 23 and is in the width direction (in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2). It is extended. The coil guide 27 is made of a highly heat-resistant resin material or the like, and holds the coil part 25 and functions as a frame of the induction heating part 24. The core 26 is made of a ferromagnetic material such as ferrite having a relative permeability of about 2500, and is provided with a center core 26a and a side core 26b. The core 26 is installed so as to face the coil portion 25 extending in the width direction. The center core 26 a is at a substantially central position in the circumferential direction of the coil portion 25. The coil unit 25 is connected to a high frequency power supply unit (not shown), and an alternating current of 10 k to 1 MHz is applied from the high frequency power supply unit.

加圧ローラ30は、アルミニウム、銅、ステンレス等からなる円筒部材上にフッ素ゴム、シリコーンゴム等の弾性層が形成されたものである。加圧ローラ30の弾性層は、肉厚が1〜5mmで、アスカー硬度が20〜50度となるように形成されている。加圧ローラ30は、定着ベルト22を介して定着補助ローラ21に当接している。そして、定着ベルト22と加圧ローラ30との当接部(定着ニップ部である。)に、記録媒体Pが搬送される。   The pressure roller 30 is formed by forming an elastic layer such as fluorine rubber or silicone rubber on a cylindrical member made of aluminum, copper, stainless steel or the like. The elastic layer of the pressure roller 30 has a thickness of 1 to 5 mm and an Asker hardness of 20 to 50 degrees. The pressure roller 30 is in contact with the fixing auxiliary roller 21 via the fixing belt 22. Then, the recording medium P is conveyed to a contact portion (a fixing nip portion) between the fixing belt 22 and the pressure roller 30.

定着ベルト22と加圧ローラ30との当接部の入口側には、記録媒体Pの搬送を案内するガイド板35が配設されている。
定着ベルト22と加圧ローラ30との当接部の出口側には、記録媒体Pの搬送を案内するとともに定着ベルト22に対する記録媒体Pの分離を促進する分離板36が配設されている。
A guide plate 35 for guiding the conveyance of the recording medium P is disposed on the entrance side of the contact portion between the fixing belt 22 and the pressure roller 30.
A separation plate 36 that guides conveyance of the recording medium P and promotes separation of the recording medium P from the fixing belt 22 is disposed on the exit side of the contact portion between the fixing belt 22 and the pressure roller 30.

定着ベルト22の外周面の一部には、オイル塗布ローラ34が当接している。オイル塗布ローラ34は、定着ベルト22上にシリコーンオイル等のオイルを供給する。これにより、定着ベルト22上におけるトナー離型性がさらに担保される。なお、オイル塗布ローラ34には、その表面上の汚れを除去するクリーニングローラ33が当接されている。   An oil application roller 34 is in contact with a part of the outer peripheral surface of the fixing belt 22. The oil application roller 34 supplies oil such as silicone oil onto the fixing belt 22. Thereby, the toner releasability on the fixing belt 22 is further ensured. The oil application roller 34 is in contact with a cleaning roller 33 that removes dirt on the surface.

加熱ローラ23の外周面の一部には、サーモスタット37が当接されている。そして、加熱ローラ23上の表面温度が所定の温度を超えた場合には、サーモスタット37によって誘導加熱部24への通電が切断される。これにより、誘導加熱部24による加熱ローラ23の過熱が制限される。   A thermostat 37 is in contact with a part of the outer peripheral surface of the heating roller 23. Then, when the surface temperature on the heating roller 23 exceeds a predetermined temperature, the thermostat 37 cuts off the power supply to the induction heating unit 24. Thereby, overheating of the heating roller 23 by the induction heating unit 24 is limited.

なお、図示は省略するが、定着ベルト22の外周面にはサーミスタが当接されている。そして、サーミスタによって、定着ベルト22上の表面温度(定着温度)が検知されて、インバータ回路を備えた誘導加熱部24における出力が調整される。こうして、定着ベルト22上の定着温度が一定に保たれる。   Although not shown, a thermistor is in contact with the outer peripheral surface of the fixing belt 22. Then, the surface temperature (fixing temperature) on the fixing belt 22 is detected by the thermistor, and the output in the induction heating unit 24 including the inverter circuit is adjusted. Thus, the fixing temperature on the fixing belt 22 is kept constant.

このように構成された定着装置20は、次のように動作する。
定着補助ローラ21の回転駆動によって、定着ベルト22は図2中の矢印方向に周回するとともに、加熱ローラ23も反時計方向に回転して、加圧ローラ30も矢印方向に回転する。定着ベルト22は、誘導加熱部24との対向位置で加熱される。詳しくは、コイル部25に高周波の交番電流を流すことで、コア26と内部コア28との間に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このとき、加熱ローラ23表面と定着ベルト22の発熱層とに渦電流が生じて、加熱ローラ23及び発熱層の電気抵抗によってジュール熱が発生する。こうして、定着ベルト22は、発熱した加熱ローラ23から受ける熱と、自身の発熱層の発熱と、によって加熱される。
The fixing device 20 configured as described above operates as follows.
By the rotation driving of the auxiliary fixing roller 21, the fixing belt 22 rotates in the direction of the arrow in FIG. 2, the heating roller 23 also rotates counterclockwise, and the pressure roller 30 also rotates in the direction of the arrow. The fixing belt 22 is heated at a position facing the induction heating unit 24. Specifically, the magnetic field lines are alternately switched between the core 26 and the inner core 28 by flowing a high-frequency alternating current through the coil portion 25. At this time, an eddy current is generated on the surface of the heating roller 23 and the heat generating layer of the fixing belt 22, and Joule heat is generated by the electric resistance of the heating roller 23 and the heat generating layer. Thus, the fixing belt 22 is heated by the heat received from the heat roller 23 that has generated heat and the heat generated by its own heat generation layer.

その後、誘導加熱部24によって発熱した定着ベルト22表面は、加圧ローラ30との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体P上のトナー像Tを加熱して溶融する。
詳しくは、先に説明した作像プロセスを経てトナー像Tを担持した記録媒体Pが、ガイド板35に案内されながら定着ベルト22と加圧ローラ30との間に送入される(矢印Yの搬送方向の移動である。)。そして、定着ベルト22から受ける熱と加圧ローラ30から受ける圧力とによってトナー像Tが記録媒体Pに定着されて、記録媒体Pは定着ベルト22と加圧ローラ30との間から送出される。
Thereafter, the surface of the fixing belt 22 that generates heat by the induction heating unit 24 reaches a contact portion with the pressure roller 30. Then, the toner image T on the conveyed recording medium P is heated and melted.
Specifically, the recording medium P carrying the toner image T through the image forming process described above is fed between the fixing belt 22 and the pressure roller 30 while being guided by the guide plate 35 (indicated by the arrow Y). It is movement in the transport direction.) The toner image T is fixed to the recording medium P by the heat received from the fixing belt 22 and the pressure received from the pressure roller 30, and the recording medium P is sent from between the fixing belt 22 and the pressure roller 30.

図3〜図6にて、本実施の形態1において特徴的な、内部コア28の構成・動作について、詳しく説明する。
図3は、図2の定着装置20に設置された加熱ローラ23を誘導加熱部24側から幅方向にみた図であって、加熱ローラ23の内部を示す図である。図4は、加熱ローラ23内に設置された内部コア28を示す斜視図である。
3 to 6, the configuration and operation of the internal core 28 that are characteristic in the first embodiment will be described in detail.
FIG. 3 is a view of the heating roller 23 installed in the fixing device 20 of FIG. 2 as viewed in the width direction from the induction heating unit 24 side, and shows the inside of the heating roller 23. FIG. 4 is a perspective view showing the inner core 28 installed in the heating roller 23.

図3及び図4を参照して、円筒状の加熱ローラ23の内には、内部コア28が回転自在に設置されている。
詳しくは、図4を参照して、コア部としての内部コア28は、円柱体の外周面の一部を欠切した柱状部材であって、その両端には軸部28bが挿設されている。すなわち、コア部28は、外周面が欠切されていない非欠切部28a1(幅方向中央部である。)と、外周面が欠切された欠切部28a2(幅方向両端部である。)と、を備えている。欠切部28a2は、円柱体の両端において円弧曲面を切り取るように形成されたものである。
Referring to FIGS. 3 and 4, an inner core 28 is rotatably installed in a cylindrical heating roller 23.
Specifically, referring to FIG. 4, the inner core 28 as a core portion is a columnar member in which a part of the outer peripheral surface of the cylindrical body is cut off, and shaft portions 28 b are inserted at both ends thereof. . That is, the core portion 28 includes a non-notched portion 28a1 (a central portion in the width direction) in which the outer peripheral surface is not cut off and a cutout portion 28a2 (both ends in the width direction) in which the outer peripheral surface is cut off. ) And. The notch 28a2 is formed so as to cut out an arc curved surface at both ends of the cylindrical body.

図3を参照して、内部コア28の両端に設けられた軸部28bは、加熱ローラ23の両端面に設けられた軸受(不図示である。)を挿通して、定着装置20のフレームに回転自在に支持されている。一方の軸部28bは、不図示のステッピングモータに連結されている。このような構成によって、内部コア28を所望の角度回転させることができる。内部コア28の回転駆動系は、加熱ローラ23の回転駆動系とは独立した構成になっている。   Referring to FIG. 3, shaft portions 28 b provided at both ends of the inner core 28 are inserted into bearings (not shown) provided at both end surfaces of the heating roller 23, and are inserted into the frame of the fixing device 20. It is supported rotatably. One shaft portion 28b is connected to a stepping motor (not shown). With such a configuration, the inner core 28 can be rotated by a desired angle. The rotational drive system of the inner core 28 has a configuration independent of the rotational drive system of the heating roller 23.

このような構成により、内部コア28が回転することにより、コイル部25に対向する内部コア28の外周面の幅方向長さ(対向範囲)が漸増又は漸減することになる。
ここで、コイル部25に対向する対向範囲とは、特に、コイル部25の中央位置になるセンターコア26aに対向する内部コア28の外周面の幅方向長さである。
With such a configuration, when the inner core 28 rotates, the length in the width direction (opposed range) of the outer peripheral surface of the inner core 28 facing the coil portion 25 is gradually increased or decreased.
Here, the facing range facing the coil portion 25 is, in particular, the length in the width direction of the outer peripheral surface of the inner core 28 facing the center core 26a at the center position of the coil portion 25.

この内部コア28の回転にともない可変される対向範囲は、誘導加熱部24によって加熱される定着ベルト22の幅方向の加熱範囲を可変するためのものである。すなわち、誘導加熱部24のコイル部25(特に、センターコア26aの位置である。)に対向する内部コア28の外周面の幅方向長さに応じて、誘導加熱部24のコア26との間に形成される磁束の密度が増減する。対向する内部コア28の外周面の幅方向長さが大きいときには定着ベルト22の加熱範囲も大きくなって、幅方向長さが小さいときには定着ベルト22の加熱範囲も小さくなる。   The opposed range that is varied with the rotation of the inner core 28 is for varying the heating range in the width direction of the fixing belt 22 heated by the induction heating unit 24. That is, according to the width direction length of the outer peripheral surface of the inner core 28 facing the coil portion 25 (particularly, the position of the center core 26a) of the induction heating unit 24, the space between the induction heating unit 24 and the core 26 is increased. The density of the magnetic flux formed on the surface increases or decreases. When the width direction length of the outer peripheral surface of the opposed inner core 28 is large, the heating range of the fixing belt 22 is also increased, and when the width direction length is small, the heating range of the fixing belt 22 is also decreased.

図5(A)〜(C)は、加熱ローラ23に内設された内部コア28を回転させた状態を示す断面図(図3のAA断面、BB断面、CC断面の断面図である。)である。図5(A)〜(C)中の破線矢印は、センターコア26aの位置を示す。   5A to 5C are cross-sectional views showing a state in which the internal core 28 provided in the heating roller 23 is rotated (cross-sectional views taken along AA, BB, and CC in FIG. 3). It is. The broken line arrows in FIGS. 5A to 5C indicate the position of the center core 26a.

図5(A)は、内部コア28の最長の対向範囲(図3の幅L1である。)をコイル部25に対向させた状態を示す。このとき、最長の外周面長さ(L1)に対応する定着ベルト22上が加熱されることになる。
図5(A)の状態は、幅L1の記録媒体Pを連続的に定着する場合に適している。具体的に、画像形成装置で扱う最大幅(例えば、297mm)の記録媒体Pを定着する場合には、内部コア28のコイル部25に対向する外周面長さを上述の状態に固定して、図2で説明した定着工程をおこなう。
FIG. 5A shows a state in which the longest facing range (the width L1 in FIG. 3) of the inner core 28 is opposed to the coil portion 25. At this time, the fixing belt 22 corresponding to the longest outer peripheral surface length (L1) is heated.
The state shown in FIG. 5A is suitable when the recording medium P having the width L1 is continuously fixed. Specifically, when fixing the recording medium P having the maximum width (for example, 297 mm) handled by the image forming apparatus, the length of the outer peripheral surface facing the coil portion 25 of the inner core 28 is fixed to the above state. The fixing process described in FIG. 2 is performed.

図5(B)は、内部コア28の中間の対向範囲(図3の幅L1と幅L2とのほぼ中間である。)をコイル部25に対向させた状態を示す。このとき、中間の外周面長さに対応する定着ベルト22上が加熱されることになる。
図5(B)の状態は、中間幅の記録媒体Pを連続的に定着する場合に適している。具体的に、画像形成装置で扱う中間幅(例えば、210mm)の記録媒体Pを定着する場合には、内部コア28のコイル部25に対向する外周面長さを上述の状態に固定して、図2で説明した定着工程をおこなう。
FIG. 5 (B) shows a state in which the opposed range (in the middle of the width L1 and the width L2 in FIG. 3) of the inner core 28 is opposed to the coil portion 25. At this time, the fixing belt 22 corresponding to the intermediate outer peripheral surface length is heated.
The state shown in FIG. 5B is suitable for the case where the medium width recording medium P is continuously fixed. Specifically, when fixing a recording medium P having an intermediate width (for example, 210 mm) handled by the image forming apparatus, the outer peripheral surface length facing the coil portion 25 of the inner core 28 is fixed to the above-described state. The fixing process described in FIG. 2 is performed.

図5(C)は、内部コア28の最短の対向範囲(図3の幅L2である。)をコイル部25に対向させた状態を示す。このとき、最短の外周面長さ(L2)に対応する定着ベルト22上が加熱されることになる。
図5(C)の状態は、幅L2の記録媒体Pを連続的に定着する場合に適している。具体的に、画像形成装置で扱う最小幅(例えば、148mm)の記録媒体Pを定着する場合には、内部コア28のコイル部25に対向する外周面長さを上述の状態に固定して、図2で説明した定着工程をおこなう。
FIG. 5C shows a state where the shortest facing range (the width L2 in FIG. 3) of the inner core 28 is opposed to the coil portion 25. At this time, the fixing belt 22 corresponding to the shortest outer peripheral surface length (L2) is heated.
The state shown in FIG. 5C is suitable when the recording medium P having the width L2 is continuously fixed. Specifically, when fixing the recording medium P having the minimum width (for example, 148 mm) handled by the image forming apparatus, the outer peripheral surface length facing the coil portion 25 of the inner core 28 is fixed to the above-described state. The fixing process described in FIG. 2 is performed.

なお、定着工程がおこなわれる前に、給紙部11、12、15から給紙される記録媒体Pのサイズ(幅方向の大きさ)に係わる情報(例えば、サイズ検知センサの検知情報である。)に基づいて、内部コア28を回転駆動するステッピングモータの回転角度を調整する工程がおこなわれる。   Note that the information relating to the size (size in the width direction) of the recording medium P fed from the paper feeding units 11, 12, and 15 before the fixing process is performed (for example, the detection information of the size detection sensor). ), The step of adjusting the rotation angle of the stepping motor that rotationally drives the internal core 28 is performed.

図6は、定着ベルト22上の幅方向の温度分布を示すグラフである。
図6において、横軸は定着ベルト22における幅方向の位置を示し、縦軸は定着ベルト22表面の温度(定着温度)を示す。ここで、横軸の幅方向位置の「0」は、定着ベルト22の幅方向中央位置を示す。実線R1は、内部コア28における対向範囲を最大として定着ベルト22の加熱範囲を最大とした場合(図5(A)の状態である。)の温度分布を示す。実線R2は、内部コア28における対向範囲を最小として定着ベルト22の加熱範囲を最小とした場合(図5(C)の状態である。)の温度分布を示す。
FIG. 6 is a graph showing the temperature distribution in the width direction on the fixing belt 22.
In FIG. 6, the horizontal axis indicates the position in the width direction of the fixing belt 22, and the vertical axis indicates the temperature of the fixing belt 22 (fixing temperature). Here, “0” in the width direction position on the horizontal axis indicates the center position in the width direction of the fixing belt 22. A solid line R1 indicates a temperature distribution when the facing range in the inner core 28 is maximized and the heating range of the fixing belt 22 is maximized (in the state of FIG. 5A). A solid line R2 indicates a temperature distribution when the facing range in the inner core 28 is minimized and the heating range of the fixing belt 22 is minimized (the state in FIG. 5C).

図6に示すように、加熱ローラ23内の内部コア28の外周面長さ(対向範囲)が、通紙される記録媒体Pの幅に応じて可変されることで、記録媒体Pの通紙幅を超えた範囲では、定着ベルト22の温度上昇が生じない。これにより、定着ベルト22の熱的破損が抑止される。このような効果は、図6への図示は省略するが、最大サイズL1と最小サイズL2との間のサイズの種々の記録媒体を通紙する場合にも得られるものである。   As shown in FIG. 6, the outer peripheral surface length (opposing range) of the inner core 28 in the heating roller 23 is changed according to the width of the recording medium P to be passed, so that the sheet passing width of the recording medium P is reached. In the range exceeding, the temperature of the fixing belt 22 does not increase. Thereby, the thermal damage of the fixing belt 22 is suppressed. Such an effect is also obtained when various recording media having a size between the maximum size L1 and the minimum size L2 are passed though illustration in FIG. 6 is omitted.

このように、内部コア28の外周面長さが可変されることで定着ベルト22の加熱範囲が変動するのは、コイル部25に対してほぼ平行に対向する内部コア28の外周面の大きさに応じて、コア26と内部コア28との間に形成される磁束の密度が変動するためである。すなわち、コイル部25に欠切部28a2が対向した状態では、その位置における磁束密度が低くなって、定着ベルト22の加熱効率が低くなる。   As described above, the heating range of the fixing belt 22 varies when the outer peripheral surface length of the inner core 28 is varied. The size of the outer peripheral surface of the inner core 28 that faces the coil portion 25 substantially in parallel. This is because the density of the magnetic flux formed between the core 26 and the inner core 28 fluctuates according to the above. That is, in the state where the notch portion 28a2 faces the coil portion 25, the magnetic flux density at that position becomes low, and the heating efficiency of the fixing belt 22 becomes low.

以上説明したように、本実施の形態1では、コイル部25に対向する対向範囲を可変できるように構成された内部コア28を加熱ローラ23内に設けて、その対向範囲を可変して定着ベルト22の幅方向の加熱範囲を調整している。これにより、幅の短い記録媒体P(中間サイズの記録媒体を含む。)を連続的に定着した場合であっても、定着ベルト22の幅方向両端における温度上昇を確実に抑止することができる。   As described above, in the first embodiment, the fixing belt is provided with the inner core 28 configured to change the facing range facing the coil portion 25 in the heating roller 23 and changing the facing range. The heating range in the width direction of 22 is adjusted. Thereby, even when the recording medium P having a short width (including the medium-sized recording medium) is continuously fixed, the temperature increase at both ends in the width direction of the fixing belt 22 can be reliably suppressed.

特に、本実施の形態1では、磁束遮蔽部材等を用いることなく、内部コア28を欠切部28a2を有する柱状部材としてその周方向の姿勢を調整することで、定着ベルト22の加熱範囲を調整している。そのため、比較的構造が簡易であって低廉な定着装置になる。また、内部コア28を加熱ローラ23の内周面に近接することができるために、電磁誘導加熱によるエネルギーのロスが小さくなって、効率的な定着装置となる。さらに、上述の内部コア28の形状はコイル部25に対する対向範囲をアナログ的に漸増又は漸減できるために、種々のサイズの記録媒体Pに対して非通紙領域の温度上昇を抑止する定着装置となる。   In particular, in the first embodiment, the heating range of the fixing belt 22 is adjusted by adjusting the circumferential posture of the inner core 28 as a columnar member having the notch 28a2 without using a magnetic flux shielding member or the like. is doing. Therefore, the fixing device is relatively inexpensive and inexpensive. Further, since the inner core 28 can be brought close to the inner peripheral surface of the heating roller 23, energy loss due to electromagnetic induction heating is reduced, and an efficient fixing device is obtained. Further, since the shape of the inner core 28 described above can gradually increase or decrease the facing range with respect to the coil portion 25, a fixing device that suppresses the temperature rise in the non-sheet passing region with respect to various sizes of the recording medium P Become.

なお、本実施の形態1では、加圧ローラ30が定着ベルト22を介して定着補助ローラ21に当接するように、定着装置20を構成した。これに対して、加熱ローラ23(又は定着補助ローラ21)から定着補助ローラ21(又は加熱ローラ23)に至る定着ベルト22表面に加圧ローラ30が当接するように、定着装置20を構成することもできる。このような定着装置に対しても、コイル部25に対する対向範囲を可変する内部コア28を設けることで、本実施の形態1と同様の効果を得ることができる。   In the first embodiment, the fixing device 20 is configured so that the pressure roller 30 contacts the fixing auxiliary roller 21 via the fixing belt 22. In contrast, the fixing device 20 is configured such that the pressure roller 30 contacts the surface of the fixing belt 22 from the heating roller 23 (or the fixing auxiliary roller 21) to the fixing auxiliary roller 21 (or the heating roller 23). You can also. Also for such a fixing device, the same effect as in the first embodiment can be obtained by providing the inner core 28 that can change the facing range with respect to the coil portion 25.

実施の形態2.
図7にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図7は、実施の形態2における定着装置を示す断面図である。本実施の形態2の定着装置は、定着部材として定着ローラ31を用いている点が、定着部材として定着ベルトを用いている前記実施の形態1のものとは相違する。
Embodiment 2. FIG.
A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the fixing device according to the second embodiment. The fixing device of the second embodiment is different from that of the first embodiment in which the fixing roller 31 is used as the fixing member, and the fixing belt is used as the fixing member.

図7に示すように、実施の形態2の定着装置20は、主として、定着ローラ31(定着部材)、加圧ローラ30、誘導加熱部24等で構成される。
定着ローラ31は、発熱層31a、シリコーンゴム等からなる弾性層、フッ素化合物等からなる離型層、等で構成される。定着ローラ31の内部は、中空構造になっていて、内部コア28が回転自在に設置されている。定着ローラ31に内設された内部コア28は、前記実施の形態1のものと同様に、円柱体の外周面の一部を欠切してなる柱状部材である。
As shown in FIG. 7, the fixing device 20 according to the second embodiment mainly includes a fixing roller 31 (fixing member), a pressure roller 30, an induction heating unit 24, and the like.
The fixing roller 31 includes a heat generating layer 31a, an elastic layer made of silicone rubber, a release layer made of a fluorine compound, and the like. The inside of the fixing roller 31 has a hollow structure, and the inner core 28 is rotatably installed. The inner core 28 provided in the fixing roller 31 is a columnar member formed by cutting off a part of the outer peripheral surface of the columnar body as in the first embodiment.

誘導加熱部24は、前記実施の形態1と同様に、コイル部25、コア26、コイルガイド27等からなる。そして、コイル部25に10k〜1MHzの交番電流が供給されることで、コア26と内部コア28との間に磁力線が形成されて、電磁誘導により定着ローラ31が加熱される。このようにして、加熱された定着ローラ31は、矢印方向から搬送される記録媒体P上のトナー像を加熱・溶融して記録媒体Pに定着する。   The induction heating unit 24 includes a coil unit 25, a core 26, a coil guide 27, and the like, as in the first embodiment. Then, when an alternating current of 10 k to 1 MHz is supplied to the coil portion 25, a magnetic line of force is formed between the core 26 and the inner core 28, and the fixing roller 31 is heated by electromagnetic induction. In this way, the heated fixing roller 31 heats and melts the toner image on the recording medium P conveyed from the direction of the arrow and fixes the toner image on the recording medium P.

本実施の形態2においても、前記実施の形態1と同様に、通紙される記録媒体Pの幅方向の大きさに応じて、コイル部25に対向する内部コア28の外周面長さが可変される。これにより、定着ローラ31における幅方向の加熱範囲が、通紙される記録媒体Pの通紙領域にほぼ一致される。   Also in the second embodiment, as in the first embodiment, the length of the outer peripheral surface of the inner core 28 facing the coil portion 25 is variable in accordance with the size in the width direction of the recording medium P to be passed. Is done. As a result, the heating range in the width direction of the fixing roller 31 substantially matches the sheet passing area of the recording medium P to be passed.

以上説明したように、本実施の形態2においては、コイル部25に対向する対向範囲を可変できるように構成された内部コア28を定着ローラ31内に設けて、その対向範囲を可変して定着ローラ31の幅方向の加熱範囲を調整している。これにより、幅の短い記録媒体P(中間サイズの記録媒体を含む。)を連続的に定着した場合であっても、定着ローラ31の幅方向両端における温度上昇を確実に抑止することができる。   As described above, in the second embodiment, the fixing roller 31 is provided with the inner core 28 configured so that the facing range facing the coil portion 25 can be changed, and the facing range is changed and fixed. The heating range in the width direction of the roller 31 is adjusted. Thereby, even when the recording medium P having a short width (including the medium-sized recording medium) is continuously fixed, the temperature rise at both ends in the width direction of the fixing roller 31 can be reliably suppressed.

なお、本願において、定着装置20の「コア部」とは、電磁誘導加熱に寄与する対向する双方のコア部をいう。したがって、定着装置20のコア部は、誘導加熱部24のコア26と、加熱ローラ23に内設された内部コア28と、である。
上記各実施の形態では、コア部としての内部コア28を、対向範囲が可変できるように構成することで、定着部材の加熱範囲を調整した。これに対して、コア部としてのコア26について、コイル部25に対する対向範囲を可変できるように構成して、定着部材の加熱範囲を調整することもできる。
In the present application, the “core portion” of the fixing device 20 refers to both opposing core portions that contribute to electromagnetic induction heating. Therefore, the core part of the fixing device 20 is the core 26 of the induction heating part 24 and the internal core 28 provided in the heating roller 23.
In each of the above embodiments, the heating range of the fixing member is adjusted by configuring the inner core 28 as the core portion so that the facing range can be varied. On the other hand, it is possible to adjust the heating range of the fixing member by configuring the core 26 as the core portion so that the facing range with respect to the coil portion 25 can be varied.

なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、上記各実施の形態の中で示唆した以外にも、上記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and within the scope of the technical idea of the present invention, the above-described embodiments can be modified as appropriate in addition to those suggested in the above-described embodiments. Is clear. Further, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above-described embodiments, and the number, position, shape, and the like suitable for implementing the present invention can be achieved.

この発明の実施の形態1における画像形成装置を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 図1の画像形成装置に設置される定着装置を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a fixing device installed in the image forming apparatus of FIG. 1. 図2の定着装置に設置される加熱ローラの内部を示す図である。FIG. 3 is a view showing the inside of a heating roller installed in the fixing device of FIG. 2. 図3の加熱ローラに内設された内部コアを示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing an inner core provided in the heating roller of FIG. 3. 図3の加熱ローラに内設された内部コアを回転させた状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which rotated the internal core provided in the heating roller of FIG. 図2の定着装置における、定着ベルト上の幅方向の温度分布を示すグラフである。3 is a graph showing a temperature distribution in a width direction on a fixing belt in the fixing device of FIG. 2. この発明の実施の形態2における定着装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the fixing device in Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像形成装置本体(装置本体)、 3 露光部、 4 作像部、
7 転写部、 10 排紙トレイ、 11、12 給紙部、
20 定着装置、 21 定着補助ローラ、 22 定着ベルト(定着部材)、
23 加熱ローラ、 24 誘導加熱部、 25 コイル部、
26 コア、 26a センターコア、 26b サイドコア、
28 内部コア(コア部)、 28a1 非欠切部、 28a2 欠切部、
28b 軸部、 30 加圧ローラ、
31 定着ローラ(定着部材)、 P 記録媒体。
1 image forming apparatus main body (apparatus main body), 3 exposure unit, 4 image forming unit,
7 Transfer section, 10 Paper discharge tray, 11, 12 Paper feed section,
20 fixing device, 21 fixing auxiliary roller, 22 fixing belt (fixing member),
23 heating roller, 24 induction heating unit, 25 coil unit,
26 core, 26a center core, 26b side core,
28 inner core (core part), 28a1 non-notched part, 28a2 notched part,
28b Shaft portion, 30 pressure roller,
31 Fixing roller (fixing member), P recording medium.

Claims (9)

トナー像を加熱して当該トナー像を記録媒体に定着させる定着部材と、
前記定着部材に対向するように幅方向に延設されたコイル部と、
前記コイル部に対向する対向範囲を可変できるように構成されたコア部と、を備え、
前記コア部の前記対向範囲を可変して、前記コイル部による電磁誘導によって加熱される前記定着部材の幅方向の加熱範囲を調整することを特徴とする定着装置。
A fixing member for heating the toner image and fixing the toner image on the recording medium;
A coil portion extending in the width direction so as to face the fixing member;
A core portion configured to be able to vary a facing range facing the coil portion,
A fixing device, wherein the facing range of the core portion is varied to adjust a heating range in the width direction of the fixing member that is heated by electromagnetic induction by the coil portion.
前記記録媒体の幅方向の大きさに応じて前記コア部の前記対向範囲を可変して前記加熱範囲を調整することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein the heating range is adjusted by changing the facing range of the core portion in accordance with a size in a width direction of the recording medium. 前記定着部材は、加熱ローラと定着補助ローラとに張架された定着ベルトであって、
前記加熱ローラは、前記定着ベルトの外周面に対向する前記コイル部に対して当該定着ベルトを介して対向する位置に配設され、
前記コア部は、前記コイル部に前記定着ベルトを介して対向する位置であって前記加熱ローラの内部に配設された内部コアであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の定着装置。
The fixing member is a fixing belt stretched between a heating roller and a fixing auxiliary roller,
The heating roller is disposed at a position facing the coil portion facing the outer peripheral surface of the fixing belt via the fixing belt,
The said core part is a position which opposes the said coil part through the said fixing belt, Comprising: The internal core arrange | positioned inside the said heating roller is characterized by the above-mentioned. Fixing device.
前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して対向する位置に配設されたことを特徴とする請求項3に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 3, wherein the fixing auxiliary roller is disposed at a position opposed to a pressure roller that presses a conveyed recording medium via the fixing belt. 前記定着部材は、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接する定着ローラであって、
前記コイル部は、前記定着ローラの外周面に対向する位置に配設され、
前記コア部は、前記コイル部に前記定着ローラを介して対向する位置であって当該定着ローラの内部に配設された内部コアであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の定着装置。
The fixing member is a fixing roller that contacts a pressure roller that presses a recording medium to be conveyed,
The coil portion is disposed at a position facing the outer peripheral surface of the fixing roller,
The said core part is a position which opposes the said coil part through the said fixing roller, Comprising: The internal core arrange | positioned inside the said fixing roller is characterized by the above-mentioned. Fixing device.
前記内部コアは、回転自在に構成されるとともに円柱体の外周面の一部が欠切された柱状部材であって、
前記柱状部材は、回転にともない前記コイル部に対向する外周面の幅方向の長さが漸増又は漸減するように形成されたことを特徴とする請求項3〜請求項5のいずれかに記載の定着装置。
The inner core is a columnar member that is configured to be rotatable and a part of the outer peripheral surface of the cylindrical body is cut off,
The said columnar member was formed so that the length of the width direction of the outer peripheral surface facing the said coil part might increase or decrease gradually with rotation, The Claim 3 characterized by the above-mentioned. Fixing device.
前記コイル部の中央位置にセンターコアを備え、
前記柱状部材は、回転にともない前記センターコアに対向する外周面の幅方向の長さが漸増又は漸減するように形成されたことを特徴とする請求項6に記載の定着装置。
A center core is provided at a central position of the coil portion,
The fixing device according to claim 6, wherein the columnar member is formed such that a length in a width direction of an outer peripheral surface facing the center core gradually increases or decreases with rotation.
前記コア部は、フェライトからなることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein the core portion is made of ferrite. 請求項1〜請求項8のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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