(57)【要約】【課題】被加熱部材における誘導加熱対象幅の調整の自由度が高い構成を簡単な構成で実現することのできる定着装置及び画像形成装置を提供すること。【解決手段】被加熱部材の幅方向に巻かれた誘導コイルの中空部を介して前記被加熱部材に対向配置された円筒状のセンターコア５５が，長手方向の両端部から予め定められた所定範囲（例えば，最大通紙幅から最小通紙幅の範囲）における最小幅の端部に亘って斜め方向の欠切部５５ａが形成されていることにより，不図示のコア駆動機構によって回転されることに伴って，前記誘導コイルから前記被加熱部材に作用する磁束幅を前記所定範囲内で連続的に変動させるように構成されている。【選択図】図３
2010049154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱部材の幅方向に巻かれた誘導コイルと，前記誘導コイルの中空部を介して前記被加熱部材に対向配置された円筒状の第１の磁性体コアと，前記被加熱部材及び前記第１の磁性体コアの間に前記誘導コイルの外部を通過する磁気回路を形成する第２の磁性体コアと，前記第１の磁性体コアを回転させるコア回転手段とを備えてなり，
前記誘導コイルへの電力供給により発生する磁束を前記第１の磁性体コア及び前記第２の磁性体コアにより前記被加熱部材に導くことによって該被加熱部材を加熱する定着装置であって，
前記第１の磁性体コアが，前記コア回転手段により回転されることに伴って，前記誘導コイルから前記被加熱部材に作用する磁束幅を，予め定められた所定範囲内で連続的に変動させる形状を有してなることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記第１の磁性体コアが，長手方向の一端部又は両端部から前記所定範囲における最小幅の端部に亘って斜め方向の欠切部が形成されることにより，外周面の幅が円周方向に前記所定範囲内で連続的に変動する形状を有するものである請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記所定範囲が，当該定着装置に通紙される用紙サイズの最大幅及び最小幅の範囲である請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
当該定着装置に通紙される用紙サイズに応じて前記コア回転手段による前記第１の磁性体コアの回転量を制御する回転量制御手段を更に備えてなる請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置を備えてなる画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，誘導加熱方式の定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関し，特に，誘導加熱される被加熱部材（定着ローラなど）の加熱対象領域の幅を変更するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に，プリンタ装置や複写機，ファクシミリ装置，これらの複合機などの画像形成装置には，定着ローラなどの被加熱部材を電磁誘導によって加熱する誘導加熱方式の定着装置が用いられる。具体的に，前記定着装置には，磁性材料からなる被加熱部材の最大通紙領域に対向して誘導コイル及び磁性体コアが配置されている。そして，誘導コイルに高周波電流を流すことにより磁束を発生させる。これにより，誘導コイルで発生した磁束が磁性体コアで形成された磁気回路を通じて被加熱部材に導かれ，該被加熱部材は，その磁束による電磁誘導で発生する渦電流（誘導電流）によって加熱される。
従来から，このような誘導加熱方式の定着装置では，最大通紙領域よりも小さいサイズの用紙が通紙される場合，その用紙が通過する通紙領域を所定の定着温度に維持するために，用紙が通過しない被加熱部材の端部近傍の非通紙領域で過熱が生じるという問題があった。そこで，被加熱部材における加熱対象領域の幅を用紙サイズに合わせて変更することのできる構成が検討されている。
例えば，特許文献１に開示された定着装置では，長さの異なる複数の磁性体コアのいずれか一つが誘導コイルに対向するように複数の前記磁性体コアを回転可能に配置している。このような構成では，誘導コイルに対応させる磁性体コアを変更することによって被加熱部材の加熱対象領域の幅を変更することができる。
【特許文献１】特開２００５−３０８７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら，前記特許文献１の構成では，多様な用紙サイズに対応するためには，その用紙サイズごとに応じて長さの異なる磁性体コアが多数必要になるという問題がある。また，用紙サイズの規格ごとに応じて多数の磁性体コアを備えたとしても，それ以上に細かい設定，例えばユーザによる任意のサイズ設定に対応することはできない。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，被加熱部材における誘導加熱対象幅の調整の自由度が高い構成を簡単な構成で実現することの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。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために本発明は，被加熱部材の幅方向に巻かれた誘導コイルと，前記誘導コイルの中空部を介して前記被加熱部材に対向配置された円筒状の第１の磁性体コアと，前記被加熱部材及び前記第１の磁性体コアの間に前記誘導コイルの外部を通過する磁気回路を形成する第２の磁性体コアと，前記第１の磁性体コアを回転させるコア回転手段とを備えてなり，前記誘導コイルへの電力供給により発生する磁束を前記第１の磁性体コア及び前記第２の磁性体コアにより前記被加熱部材に導くことによって該被加熱部材を加熱する定着装置に適用されるものであって，前記第１の磁性体コアが，前記コア回転手段により回転されることに伴って，前記誘導コイルから前記被加熱部材に作用する磁束幅を，予め定められた所定範囲内で連続的に変動させる形状を有してなることを特徴とする定着装置として構成される。
より具体的には，前記第１の磁性体コアが，長手方向の一端部又は両端部から前記所定範囲における最小幅の端部に亘って斜め方向の欠切部が形成されることにより，外周面の幅が円周方向に前記所定範囲内で連続的に変動する形状を有するものであることが考えられる。
このように構成された前記定着装置では，前記コア回転駆動手段によって前記第１の磁性体コアを回転させることにより，該第１の磁性体コア及び前記第２の磁性体コアによって前記被加熱部材に導かれる磁束幅を任意に変化させることができるため，該被加熱部材における誘導加熱対象幅の調整の自由度が高く，様々な用紙サイズに対応することが可能である。
例えば，前記所定範囲を，例えば当該定着装置に通紙される用紙サイズの最大幅及び最小幅の範囲にすることにより，該用紙サイズの範囲で前記被加熱部材の加熱領域を調整し得る。
また，当該定着装置に通紙される用紙サイズに応じて前記コア回転手段による前記第１の磁性体コアの回転量を制御する回転量制御手段を更に備えてなることが望ましい。これにより，用紙サイズに応じて前記被加熱部材における加熱対象領域を自動的に調整し，該被加熱部材における端部の過昇温度を防止することができる。
ところで，本発明は，前記定着装置を備えた画像形成装置の発明として捉えることも可能である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば，このように構成された前記定着装置では，前記コア回転駆動手段によって前記第１の磁性体コアを回転させることにより，該第１の磁性体コア及び前記第２の磁性体コアによって前記被加熱部材に導かれる磁束幅を任意に変化させることができるため，該被加熱部材における誘導加熱対象幅の調整の自由度が高く，様々な用紙サイズに対応することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。なお，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る複写機Ｘの概略構成を示すブロック図，図２は本発明の実施の形態に係る定着装置５の概略構成を示す模式図，図３は本発明の実施の形態に係る定着装置５に設けられたセンターコア５５の形状例を説明するための模式図である。
まず，図１を用いて，本発明の実施の形態に係る複写機Ｘの概略構成について説明する。
図１に示すように，本発明の実施の形態に係る複写機Ｘは，操作表示部１，画像読取部２，画像処理部３，画像形成部４，定着装置５，及び制御部６などを備えて概略構成されている。前記複写機Ｘは，他にも一般的な電子写真方式の複写機が有する各種の構成要素を有しているが，それらについては従来と異なるところがないため，ここでは説明を省略する。なお，本発明は当該複写機Ｘに限られず，例えばプリンタ装置，ファクシミリ装置，これらの機能やスキャナ機能を有する複合機などの電子写真方式の画像形成装置にも適用可能である。
【０００７】
前記制御部６は，ＣＰＵ及びＲＯＭ，ＲＡＭ等の周辺装置を有してなり，前記ＲＯＭに格納された所定のプログラムに従った処理を前記ＲＡＭに展開しながら実行することにより当該複写機Ｘを統括的に制御する。
前記操作表示部１は，前記制御部６からの指示に応じて各種の情報の表示を行う液晶ディスプレイや，前記制御部６への操作入力を行うためのタッチパネルなどを有している。
前記画像読取部２は，原稿台やＡＤＦ（自動搬送装置）にセットされた原稿の画像を読み取るものであって，該画像読取部２で読み取られた画像データは前記画像処理部３に入力される。
前記画像処理部３は，前記画像読取部２で読み取られた原稿の画像データや，ＬＡＮ等の通信網を介して図外の情報処理装置から入力された原稿の画像データなどに対して各種の画像処理を施すものである。前記画像処理部３で画像処理が施された後の画像データは，前記画像形成部４に入力される。
前記画像形成部４は，感光体ドラムや帯電器，現像装置，ＬＳＵなどを有してなり，前記画像処理部３から入力された原稿の画像データに基づいて用紙にトナー像（現像剤）を形成するものである。
そして，前記定着装置５は，前記画像形成部４によってトナー像が形成された用紙にそのトナー像を溶融定着させる。本発明の実施の形態に係る前記複写機Ｘは，前記定着装置５に関する構成及び動作に特徴を有しており，以下，その点について詳説する。
【０００８】
図２に示すように，前記定着装置５は，前記画像形成部４においてトナー像が転写された後，用紙搬送路５０上に搬送される用紙を圧接しながら回転する定着ローラ５１及び加圧ローラ５１ａと，前記定着ローラ５１との間に張架された定着ベルト５２を介して該定着ローラ５１から伝達される駆動力によって回転駆動される加熱ローラ５３（被加熱部材の一例）と，前記加熱ローラ５３を誘導加熱するための誘導コイル５４と，前記加熱ローラ５３で発生した磁束を前記誘導コイル５４に導く磁気回路を形成するセンターコア５５（第１の磁性体コアの一例）及び外部コア５６（第２の磁性体コアの一例）とを有している。
前記定着ローラ５１は，不図示のステッピングモータなどの駆動手段に連結されており，該駆動手段によって回転駆動される。前記定着ローラ５１が回転駆動されると，その駆動力によって前記定着ベルト５２が走行し，該定着ベルト５２から伝達される駆動力によって前記加熱ローラ５３が回転する。
前記加熱ローラ５３は，鉄や整磁合金などの磁性材料で形成されたものである。
【０００９】
前記誘導コイル５４は，前記加熱ローラ５３の幅方向である回転軸方向（図２における奥行き方向）に巻かれたものであって，該加熱ローラ５３の長手方向の幅（最大通紙幅と略同じ幅）と略同じ幅に形成されている。
前記センターコア５５及び前記外部コア５６は，フェライトなどの強磁性材料から構成されたものであって，前記誘導コイル５４で発生する磁束を前記加熱ローラ５３に導く磁気回路（図２の太線矢印参照）を形成するものである。
前記定着装置５では，前記誘導コイル５４への電力供給により該誘導コイル５４で発生した磁束が前記センターコア５５及び前記外部コア５６によって前記加熱ローラ５３に導かれ，該加熱ローラ５３の表面に渦電流（誘導電流）が発生することによって，該加熱ローラ５３が加熱される。これにより，前記加熱ローラ５３からの伝熱によって前記定着ベルト５２が加熱され，該定着ベルト５２に接触する用紙では，付着したトナーが溶融定着される。なお，前記定着ベルト５２が磁性部材から構成され，該定着ベルト５２が直接加熱される構成も考えられる。また，前記加熱ローラ５３や前記定着ベルト５２を有さず，前記定着ローラ５１を直接誘導加熱する構成であってもよい。この場合，前記定着ベルト５２や前記定着ローラ５１が被加熱部材に相当する。
【００１０】
前記外部コア５６は，前記加熱ローラ５３及び前記センターコア５５の両側部を囲むコの字状，逆コの字状の一対の磁性体コアから構成されており，前記加熱ローラ５３及び前記センターコア５５の間に前記誘導コイル５４の外部を通過する磁気回路を形成するものである。前記外部コア５６は，前記加熱ローラ５３及び前記センターコア５５の長手方向の全幅に亘って形成されたもの，或いは前記加熱ローラ５３及び前記センターコア５５の長手方向の全幅に亘って所定間隔毎に配置された複数の板状コアを有するものである。
一方，前記センターコア５５は，前記誘導コイル５４の中空部を介して前記加熱ローラ５３に対向配置された円筒状のローラ部材であって，前記外部コア５６と前記加熱ローラ５３との間に磁気回路を形成するものである。前記センターコア５５は，該センターコア５５を前記加熱ローラ５３と独立して回転駆動させるコア回転機構（不図示）によって回転可能に支持されている。ここに，前記コア回転機構（不図示）がコア回転手段の一例である。
前記コア回転機構（不図示）は，前記センターコア５５に連結された回転軸やギアなどの伝達系と，該回転軸やギアに連結されたステッピングモータやサーボモータなどの駆動系とを備えている。なお，前記コア回転機構（不図示）の駆動の有無や駆動量などは，前記制御部６などによって制御される。具体的に，前記駆動系が，入力されるステップ数に応じて所定量回転するステッピングモータである場合には，該ステッピングモータに入力するステップ数によって前記センターコア５５の回転量を制御することができる。なお，前記駆動系は，例えばクラッチやソレノイドを用いて構成されるものであってもよい。
また，前記センターコア５５は，前記コア回転機構（不図示）により回転されることに伴って，前記誘導コイル５４から前記加熱ローラ５３に作用する磁束幅を，予め定められた所定範囲内で連続的に変動させる形状を有している。以下，図３を用いて具体例について説明する。
【００１１】
ここに，図３（ａ）は前記センターコア５５の斜視図，図３（ｂ）〜（ｄ）は前記センターコア５５の回転遷移を示す平面図である。
図３に示すように，前記センターコア５５には，長手方向の両端部から，当該定着装置５に通紙される用紙サイズの最大幅及び最小幅の範囲（所定範囲の一例，以下，「通紙範囲」という）における最小幅の端部に亘って斜め方向の欠切部５５ａが形成されている。即ち，前記欠切部５５ａは，円柱状に形成された前記センターコア５５の両端を斜めに切断したものである。従って，前記センターコア５５は，該センターコア５５の回転に伴って，外周面の幅が円周方向に前記通紙範囲内で連続的に変動する形状を有することとなる。例えば，前記複写機Ｘにおいて用いられる用紙サイズがＡ３〜Ｂ５である場合には，該Ａ３サイズが最大幅，Ｂ５サイズが最小幅となるように前記欠切部５５ａが形成される。
【００１２】
具体的に，前記定着装置５では，前記センターコア５５における図３の上方向の幅は，該センターコア５５が９０°回転される毎に，図３（ｂ）〜図３（ｄ）に示すように，最小通紙幅から最大通紙幅に徐々に変化する。なお，この変化幅の最小値は，前記センターコア５５を回転させる前記コア駆動機構（不図示）による回転量制御の分解能に起因する。
従って，このように構成された前記定着装置５では，前記センターコア５５の円周面において前記加熱ローラ５３に対向する部分の幅を，該センターコア５５の回転駆動に伴って連続的に変動させることによって，該センターコア５５及び前記外部コア５６によって形成される磁気回路の幅，即ち前記加熱ローラ５３に作用する磁束幅を連続的に変動させることができる。
【００１３】
そして，前記複写機Ｘでは，複写処理の実行時，前記制御部６によって，前記コア回転機構（不図示）の駆動量，即ち前記センターコア５５の回転量が，当該定着装置５に通紙される用紙サイズに応じて制御されることにより，非通紙領域の過熱が防止される。ここに，係る制御処理を実行するときの前記制御部６が回転量制御手段に相当する。なお，前記制御部６に代えて，前記定着装置５に設けられる個別の制御回路によって当該処理が実行されるものであってもよく，この場合には該制御回路が回転量制御手段に相当する。
具体的に，前記制御部６は，前記コア回転機構（不図示）に設けられたステッピングモータ等の駆動系の回転量と，前記コア回転機構（不図示）によって回転される前記センターコア５５の回転位置との関係を記憶しており，該関係に基づいて前記駆動系の回転量を制御することにより，前記センターコア５５の円周面において前記加熱ローラ５３に対向する部分の幅を変動させることが可能である。例えば，複写処理で用いられる用紙のサイズがＡ４である場合，前記制御部６は，前記加熱ローラ５３に作用する磁束幅がＡ４サイズの幅となるように前記センターコア５５の回転位置を調整する。なお，前記制御部６は，当該複写機Ｘで実行される印字処理の用紙の設定データや，該印字処理で用いられる給紙カセットの種別などから，前記定着装置５に通紙される用紙サイズを検出する。
また，複写処理で用いられる用紙サイズと，前記コア回転機構（不図示）による回転量との関係，例えば，用紙サイズに対応する位置まで前記センターコア５５を回転させるために前記コア回転機構（不図示）のステッピングモータを回転させるべき駆動量（ステップ数や駆動時間など）は，前記制御部６に設けられたＲＯＭなどに予め記憶しておけばよい。もちろん，前記センターコア５５の回転位置を検出するセンサを配置しておき，そのセンサによる検知結果に基づいて該センターコア５５の回転量を制御することも他の実施例として考えられる。
このようにして用紙サイズに対応する位置に前記センターコア５５がセットされると，前記誘導コイル５４に交流電流が通電されたとき，該誘導コイル５４で発生した磁束は，前記加熱ローラ５３の用紙サイズＡ４の幅に対応する領域にだけ作用することになり，該領域だけが誘導加熱されることになる。
【００１４】
以上説明したように，前記定着装置５では，前記コア回転機構（不図示）によって前記センターコア５５を回転させることにより，該定着装置５で形成される磁路の幅，即ち前記加熱ローラ５３における誘導加熱の対象領域の幅を，最大通紙幅と最小通紙幅との所定範囲内で任意に変更することが可能であり，例えばユーザによって設定される規格外の任意の用紙サイズにも適宜対応することが可能である。
なお，本実施の形態では，前記定着装置５において用紙の中心が前記加熱ローラ５３の長手方向の中心に沿って通紙されるものである場合を例に挙げて説明したため，前記センターコア５５の両端に前記欠切部５５ａが設けられているが，用紙の一端部が前記加熱ローラ５３の長手方向の一端部に沿って通紙されるものである場合には，その一端部とは逆の端部から所定範囲に亘る前記欠切部５５ａが設けられていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る複写機の概略構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施の形態に係る定着装置の概略構成を示す模式図。
【図３】本発明の実施の形態に係る定着装置に設けられた第１の磁性体コアの形状例を説明するための模式図。
【符号の説明】
【００１６】
１…操作表示部
２…画像読取部
３…画像処理部
４…画像形成部
５…定着装置
６…制御部
５０…用紙搬送路
５１…定着ローラ
５１ａ…加圧ローラ
５２…定着ベルト
５３…加熱ローラ（被加熱部材の一例）
５４…誘導コイル
５５…センターコア（第１の磁性体コアの一例）
５５ａ…欠切部
５６…外部コア（第２の磁性体コアの一例）
Ｘ…複写機（画像形成装置の一例）
【図１】
2010049154.tif 000003
【図２】
2010049154.tif 000004
【図３】
2010049154.tif 000005