JP2006078875A - Fixing unit and image forming device - Google Patents
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Abstract
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、支持ローラ(加熱ローラ)、定着補助ローラ(定着ローラ)、支持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)、支持ローラに定着ベルトを介して対向する磁束発生手段、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。磁束発生手段は、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部(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 support roller (heating roller), a fixing auxiliary roller (fixing roller), and a fixing belt (heat-resistant belt) stretched between the supporting roller and the fixing auxiliary roller. ), Magnetic flux generating means facing the support roller via the fixing belt, and a pressure roller facing the fixing auxiliary roller via the fixing belt. The magnetic flux generation means includes a coil portion extending in the width direction (a direction perpendicular to the recording medium conveyance direction), a core portion (excitation coil core) facing the coil portion, and the like.
そして、定着ベルトは、磁束発生手段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、支持ローラ表面に渦電流が生じる。支持ローラに渦電流が生じると、支持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、支持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 magnetic flux generating means. 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 support roller. When an eddy current is generated in the support roller, Joule heat is generated by the electrical resistance of the support roller itself. The fixing belt wound around the support 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、定着ローラ(フィルム状の金属定着ローラ)における非通紙領域(非通材部)の昇温を抑制することを目的として、定着ローラに内設した磁束発生手段(励磁コイル)から発生される磁束の一部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、磁束遮蔽板には、種々の記録媒体サイズにあわせた、長さの異なる帯状の非磁性材料部が間隙をあけて階段状に形成されている。そして、通紙される記録媒体のサイズに応じて、磁束遮蔽板を駆動して定着ローラにおいて磁束を遮蔽する範囲を可変する。この技術は、定着ローラに届く磁束を非通紙領域において遮蔽して、非通紙領域における昇温を抑止することを目的としたものである。
On the other hand, Patent Document 2 discloses a fixing device that uses an electromagnetic induction heating method, and suppresses a temperature rise in a non-sheet-passing region (non-passing portion) in a fixing roller (film-like metal fixing roller). For this purpose, a technique for providing a magnetic flux shielding plate for shielding a part of magnetic flux generated from magnetic flux generating means (excitation coil) provided in the fixing roller is disclosed.
Specifically, on the magnetic flux shielding plate, strip-shaped nonmagnetic material portions having different lengths corresponding to various recording medium sizes are formed in a stepped shape with a gap. Then, according to the size of the recording medium to be passed, the magnetic flux shielding plate is driven to vary the range in which the magnetic flux is shielded by the fixing roller. This technique aims to block the magnetic flux reaching the fixing roller in the non-sheet passing area and suppress the temperature rise in the non-sheet passing area.
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等に生じる、加熱部材(又は定着部材)の幅方向両端部における温度上昇を確実に抑止することができなかった。 The conventional technology described above cannot reliably suppress the temperature rise at both ends in the width direction of the heating member (or the fixing member) that 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.
これに対して、定着ベルトの幅方向両端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両端部の定着温度は所望の温度に制御できるものの、幅方向中央部の定着温度が下降してしまうことになる。このように、定着ベルトの幅方向中央部の定着温度が下降した状態で記録媒体を定着すると、温度下降位置に対応した記録媒体上に定着不良やコールドオフセットが発生してしまう。 On the other hand, if it is attempted to control the fixing temperature in the entire width direction of the fixing belt based on the fixing temperature at both ends in the width direction of the fixing belt, the fixing temperature at both ends in the width direction of the fixing belt can be controlled to a desired temperature. However, the fixing temperature at the center in the width direction is lowered. As described above, when the recording medium is fixed in a state where the fixing temperature at the center portion in the width direction of the fixing belt is lowered, fixing failure or cold offset occurs on the recording medium corresponding to the temperature lowered position.
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、記録媒体のサイズに応じて磁束遮蔽板の位置を変化させて、複数の非磁性材料部のうち対応する1つの非磁性材料部によって非通紙領域における磁束を遮蔽しているので、幅方向サイズが小さな記録媒体を連続的に通紙する場合であっても非通紙領域の温度上昇を抑止する効果がある程度期待できる。 In order to solve such a problem, in the above-mentioned Patent Document 2 and the like, the position of the magnetic flux shielding plate is changed in accordance with the size of the recording medium, and one corresponding non-magnetic material among the plurality of non-magnetic material portions. Since the magnetic flux in the non-sheet passing area is shielded by the portion, an effect of suppressing the temperature rise in the non-sheet passing area can be expected to some extent even when a recording medium having a small width direction size is continuously fed.
しかし、上述の技術は、幅方向長さの異なる複数の非磁性材料部がそれぞれ間隙をあけて設置されているために、可変移動させた後の磁束遮蔽板の位置が狙いの位置からずれてしまった場合に非磁性材料部による磁束の遮蔽が不充分になってしまう。すなわち、磁束遮蔽板の位置制御に誤差が生じた場合には、非通紙領域における磁束の遮蔽が不充分になって、非通紙領域の温度上昇が生じてしまう可能性があった。 However, in the above-described technique, since the plurality of nonmagnetic material portions having different lengths in the width direction are installed with gaps therebetween, the position of the magnetic flux shielding plate after the variable movement is shifted from the target position. In such a case, the non-magnetic material part is insufficiently shielded from the magnetic flux. That is, when an error occurs in the position control of the magnetic flux shielding plate, there is a possibility that the magnetic flux is not sufficiently shielded in the non-sheet passing area and the temperature of the non-sheet passing area is increased.
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、加熱部材や定着部材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、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, and provides a fixing device and an image forming apparatus that can reliably suppress a temperature rise at both ends in the width direction of a heating member and a fixing member. It is in.
この発明の請求項1記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置であって、磁束を発生させる磁束発生手段と、前記磁束によって誘導加熱される加熱部材と、前記加熱部材に作用する前記磁束を幅方向の所定の調整範囲について低下させる磁束調整部材と、前記磁束調整部材を駆動制御する駆動手段と、を備え、前記磁束調整部材は、前記調整範囲を段階的に可変するための複数の段部が連続的に形成された階段状部材であって、前記駆動手段は、前記複数の段部のうち可変する調整範囲に対応する1つの段部が前記磁束を低下させる位置に移動するように前記磁束調整部材を駆動制御するものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a fixing device for fixing a toner image on a recording medium, a magnetic flux generating means for generating a magnetic flux, a heating member induction-heated by the magnetic flux, A magnetic flux adjusting member that reduces the magnetic flux acting on the heating member with respect to a predetermined adjustment range in the width direction; and a driving unit that drives and controls the magnetic flux adjusting member. A plurality of stepped portions that are continuously formed, and the driving means includes a stepped portion corresponding to a variable adjustment range among the plurality of stepped portions. The magnetic flux adjusting member is driven and controlled so as to move to a position to be lowered.
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、前記加熱部材に対応する前記記録媒体の幅方向の範囲を検知する第1検知手段を備え、前記駆動手段は、前記第1検知手段によって検知された前記幅方向の範囲に応じて前記複数の段部のうち1つの段部を選択して、当該1つの段部が前記磁束を低下させる位置に移動するように前記磁束調整部材を駆動制御するものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to the first aspect of the present invention, further comprising first detection means for detecting a range in the width direction of the recording medium corresponding to the heating member, and the driving. The means selects one of the plurality of steps according to the range in the width direction detected by the first detection means, and the one step moves to a position where the magnetic flux is reduced. Thus, the magnetic flux adjusting member is driven and controlled.
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2に記載の発明において、前記第1検知手段を、前記記録媒体のサイズを検知するサイズ検知センサとしたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the second aspect, the first detection means is a size detection sensor for detecting the size of the recording medium.
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1〜請求項3のいずれかに記載の発明において、環境変動を検知する第2検知手段を備え、前記駆動手段は、前記第2検知手段によって検知された環境変動に応じて前記複数の段部のうち1つの段部を選択して、当該1つの段部が前記磁束を低下させる位置に移動するように前記磁束調整部材を駆動制御するものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fixing device according to any one of the first to third aspects, further comprising second detection means for detecting environmental fluctuations, wherein the drive means is the first one. The magnetic flux adjusting member is selected such that one step portion is selected from the plurality of step portions according to the environmental change detected by the two detecting means, and the one step portion moves to a position where the magnetic flux is reduced. Drive control is performed.
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〜請求項4のいずれかに記載の発明において、前記記録媒体の厚さを検知する第3検知手段を備え、前記駆動手段は、前記第3検知手段によって検知された前記記録媒体の厚さに応じて前記複数の段部のうち1つの段部を選択して、当該1つの段部が前記磁束を低下させる位置に移動するように前記磁束調整部材を駆動制御するものである。 A fixing device according to a fifth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to fourth aspects, further comprising third detecting means for detecting the thickness of the recording medium, and the driving means. Selects one of the plurality of steps according to the thickness of the recording medium detected by the third detection means, and the one step moves to a position where the magnetic flux is reduced. Thus, the magnetic flux adjusting member is driven and controlled.
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1〜請求項5のいずれかに記載の発明において、前記記録媒体の種類を検知する第4検知手段を備え、前記駆動手段は、前記第4検知手段によって検知された前記記録媒体の種類に応じて前記複数の段部のうち1つの段部を選択して、当該1つの段部が前記磁束を低下させる位置に移動するように前記磁束調整部材を駆動制御するものである。 A fixing device according to a sixth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to fifth aspects, further comprising fourth detection means for detecting the type of the recording medium, wherein the driving means is According to the type of the recording medium detected by the fourth detecting means, one step portion is selected from the plurality of step portions, and the one step portion moves to a position where the magnetic flux is reduced. The magnetic flux adjusting member is driven and controlled.
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1〜請求項6のいずれかに記載の発明において、前記記録媒体の搬送速度を検知する第5検知手段を備え、前記駆動手段は、前記第5検知手段によって検知された前記記録媒体の搬送速度に応じて前記複数の段部のうち1つの段部を選択して、当該1つの段部が前記磁束を低下させる位置に移動するように前記磁束調整部材を駆動制御するものである。 A fixing device according to a seventh aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to sixth aspects, further comprising fifth detection means for detecting a conveyance speed of the recording medium, and the driving means. Selects one of the plurality of steps according to the conveyance speed of the recording medium detected by the fifth detection means, and the one step moves to a position where the magnetic flux is reduced. Thus, the magnetic flux adjusting member is driven and controlled.
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、前記磁束発生手段は、前記加熱部材に対向するように幅方向に延設されたコイル部と、前記加熱部材を介して前記コイル部に対向する内部コアと、を備え、前記磁束調整部材を、前記コイル部と前記内部コアとの間に配設された磁束遮蔽部材としたものである。 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 magnetic flux generating means extends in the width direction so as to face the heating member. A magnetic flux shielding member disposed between the coil portion and the inner core, the coil portion and an inner core facing the coil portion via the heating member. It is a thing.
また、請求項9記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項8に記載の発明において、前記磁束遮蔽部材は、前記コイル部に対向する前記内部コアの外周を覆う範囲を段階的に増減できるように形成されたものである。 According to a ninth aspect of the present invention, in the fixing device according to the eighth aspect, the magnetic flux shielding member can increase or decrease the range covering the outer periphery of the inner core facing the coil portion in a stepwise manner. It is formed as follows.
また、請求項10記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項9に記載の発明において、前記駆動手段を、前記内部コアの外周を覆う範囲を段階的に増減するように前記磁束遮蔽部材を駆動制御する手段としたものである。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to the ninth aspect, wherein the driving means is configured to increase or decrease the magnetic flux shielding member so as to gradually increase or decrease the range covering the outer periphery of the inner core. It is a means for driving control.
また、請求項11記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項8〜請求項10のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生手段は、前記加熱部材に対向しない側で前記コイル部に対向するとともにセンターコアを有するコア部を備え、前記磁束遮蔽部材は、前記センターコアに対向する前記内部コアの外周を覆うものである。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the eighth to tenth aspects, the magnetic flux generating means faces the coil portion on a side not facing the heating member. In addition, a core portion having a center core is provided, and the magnetic flux shielding member covers an outer periphery of the inner core facing the center core.
また、請求項12記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1〜請求項11のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材は、トナー像を溶融する定着部材を加熱するものである。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to eleventh aspects, the heating member heats the fixing member that melts the toner image.
また、請求項13記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項12に記載の発明において、前記定着部材は、定着ベルトであって、前記加熱部材は、定着補助ローラとともに前記定着ベルトを張架する支持ローラであって、前記磁束発生手段は、前記定着ベルトに対向するように配設されたものである。 The fixing device according to a thirteenth aspect of the present invention is the fixing device according to the twelfth aspect of the present invention, wherein the fixing member is a fixing belt, and the heating member stretches the fixing belt together with a fixing auxiliary roller. The magnetic flux generating means is arranged to face the fixing belt.
また、請求項14記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項13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当接するように配設されたものである。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the fixing device according to the thirteenth aspect, 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 so that it may contact | abut.
また、請求項15記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1〜請求項14のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材を、トナー像を溶融する定着部材としたものである。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to fourteenth aspects, the heating member is a fixing member that melts a toner image.
また、請求項16記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項15に記載の発明において、前記定着部材は、定着ベルトであって、前記磁束発生手段は、前記定着ベルトに対向するように配設されたものである。 The fixing device according to a sixteenth aspect of the present invention is the fixing device according to the fifteenth aspect, wherein the fixing member is a fixing belt, and the magnetic flux generating means is arranged to face the fixing belt. It was established.
また、請求項17記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項16に記載の発明において、前記定着ベルトは、支持ローラと定着補助ローラとに張架され、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当接するように配設されたものである。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the fixing device according to the sixteenth aspect, the fixing belt is stretched between a support roller and a fixing auxiliary roller, and the fixing auxiliary roller is conveyed. It is disposed so as to abut against a pressure roller for pressing the recording medium via the fixing belt.
また、請求項18記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項15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、前記磁束発生手段は、前記定着ローラに対向するように配設されたものである。 The fixing device according to an eighteenth aspect of the invention is the fixing device according to the fifteenth aspect of the invention, wherein the fixing member is a fixing roller that abuts against a pressure roller that presses a recording medium to be conveyed. The magnetic flux generating means is disposed so as to face the fixing roller.
また、請求項19記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項1〜請求項18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 nineteenth aspect includes the fixing device according to any one of the first to eighteenth aspects.
本発明は、複数の段部が間隙をあけずに連続的に形成された磁束調整部材を駆動制御して調整範囲を可変しているので、駆動制御に誤差が生じた場合であっても調整範囲の可変誤差を軽減することができる。これによって、加熱部材や定着部材の幅方向両端における温度上昇が確実に抑止される、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, the adjustment range is varied by driving and controlling a magnetic flux adjusting member in which a plurality of step portions are continuously formed without any gaps. Therefore, even if an error occurs in the driving control, the adjustment is performed. Range variable errors can be reduced. Accordingly, it is possible to provide a fixing device and an image forming apparatus in which a temperature rise at both ends in the width direction of the heating member and the fixing member is reliably suppressed.
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7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.
A 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
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
Thereafter, the toner image formed on the
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
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
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
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、支持ローラ23(加熱ローラ)、誘導加熱部24、加圧ローラ30、サーモパイル37、サーミスタ38、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
As shown in FIG. 2, the fixing
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。
支持ローラ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。支持ローラ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と、内部コア28の外周の一部を覆う磁束遮蔽部材29と、が回転自在に設置されている。内部コア28は、定着ベルト22及び支持ローラ23を介してコイル部25に対向している。内部コア28及び磁束遮蔽部材29の回転駆動は、支持ローラ23の回転駆動とは別におこなわれる。内部コア28及び磁束遮蔽部材29を内設した支持ローラ23の構成・動作については、後で詳しく説明する。
Here, the fixing
The
定着部材としての定着ベルト22は、支持ローラ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、基材上に加熱層、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。加熱層としては、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。
The fixing
The base material of the fixing
なお、本実施の形態1では、定着ベルト22の基材と加熱層とを混成層としている。具体的には、ポリイミドからなる基材中に銀からなる3つの加熱層を間をあけて形成している。そして、その混成層上に弾性層、離型層を順次形成している。
In the first embodiment, the base material of the fixing
磁束発生手段としての誘導加熱部24は、コイル部25、コア部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。コア部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、センターコア部26aやサイドコア26bが設けられている。コア部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って、コイル部25の周囲に形成される磁束の密度が最も大きくなる位置である。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
Here, the
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
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
A
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
定着ベルト22の外周面に対向する位置であって、幅方向の中央部(後述する調整範囲とならない位置である。)には、非接触型のサーモパイル37が設置されている。また、定着ベルト22の外周面に当接する位置であって、幅方向の端部(後述する調整範囲となる位置である。)には、接触型のサーミスタ38が設置されている。
そして、サーモパイル37及びサーミスタ38によって、定着ベルト22上の表面温度(定着温度)が検出されて、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。
A
The surface temperature (fixing temperature) on the fixing
このように構成された定着装置20は、通常時に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、支持ローラ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、コア部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、支持ローラ23表面と定着ベルト22の加熱層とに渦電流が生じて、支持ローラ23及び加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、発熱した支持ローラ23から受ける熱と、自身の加熱層の発熱と、によって加熱される。すなわち、支持ローラ23は加熱部材として機能して、定着ベルト22は加熱部材として機能するとともに被加熱部材としても機能する。
The fixing
By the rotation driving of the
その後、誘導加熱部24によって加熱された定着ベルト22表面は、サーミスタ38の位置を通過した後に、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
Specifically, the recording medium P carrying the toner image T through the image forming process described above is fed between the fixing
加圧ローラ30の位置を通過した定着ベルト22表面は、オイル塗布ローラ34、サーモパイル37の位置を順次通過した後に、再び誘導加熱部24との対向位置に達する。
このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。
The surface of the fixing
Such a series of operations is continuously repeated to complete the fixing step in the image forming process.
図3にて、支持ローラ23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に設置された支持ローラ23を誘導加熱部24側から幅方向にみた図であって、支持ローラ23の内部を示している。
図3に示すように、支持ローラ23の円筒体内には、内部コア28と磁束遮蔽部材29とが回転自在に設置されている。
The configuration and operation of the
FIG. 3 is a view of the
As shown in FIG. 3, an
強磁性体からなる円柱状の内部コア28の幅方向両端部には、銅等の反磁性体からなる磁束遮蔽部材29が一体的に設置されている。磁束遮蔽部材29は、内部コア28の外周面を端面側から遮蔽する範囲を段階的に増減するように複数の段部29aが形成された階段状部材である。これにより、内部コア28を磁束遮蔽部材29とともに回転させることによって、誘導加熱部24のコイル部25に対向する内部コア28の幅方向の遮蔽範囲(調整範囲)を段階的に可変することができる。
Magnetic
詳しくは、図4を参照して、誘導加熱部24のセンターコア26a(本実施の形態1の構成において磁束密度が最も高くなる位置である。)と内部コア28との間に磁束遮蔽部材29(選択された段部29a)が介在する場合には、磁束遮蔽部材29がないときに形成される正規の磁束(図4中の破線Bで示すものである。)が弱められる。これにより、磁束遮蔽部材29を配置した支持ローラ23の位置では、作用する磁束の低下にともない加熱効率が低下する。
Specifically, referring to FIG. 4, magnetic
ここで、磁束を低下させる幅方向の範囲(調整範囲)は、コイル部25に対向する磁束遮蔽部材29の姿勢を変化させることで段階的に可変することができる。具体的に、磁束遮蔽部材29を内部コア28とともに回転駆動(駆動制御)することで、磁束を低下させる調整範囲を図3のMmax〜Mminの範囲で、複数の段部29aの数だけ可変することができる。すなわち、調整範囲(遮蔽範囲)が0〜(Mmax−Mmin)の範囲で7段階で可変され、加熱範囲がMmax〜Mminの範囲で7段階で可変される。
Here, the range (adjustment range) in the width direction in which the magnetic flux is reduced can be changed stepwise by changing the posture of the magnetic
具体的に、図5を参照して、磁束遮蔽部材29には、A3サイズ、B4サイズ、A4サイズ、B5サイズ、A5サイズ、B6サイズ、A6サイズの記録媒体Pの調整範囲にそれぞれ対応する7つの段部29aが設けられている。なお、図5は、コア部26のセンターコア26aに磁束遮蔽部材29が対向している状態を示す模式図である。図5(A)は、A5サイズの記録媒体Pを通紙(定着)する場合の磁束遮蔽部材29の最適位置を示している。すなわち、A5サイズの幅方向範囲の外側の範囲(非通紙領域)が磁束遮蔽部材29によって遮蔽されて、A5サイズの幅方向範囲が加熱範囲となる。
このように、磁束遮蔽部材29は、支持ローラ23(又は定着ベルト22)に作用する磁束を幅方向の調整範囲について低下させる磁束調整部材として機能することになる。
Specifically, referring to FIG. 5, the magnetic
As described above, the magnetic
なお、内部コア28及び磁束遮蔽部材29の回転駆動(駆動制御)は、内部コア28の軸部28aに連結された駆動手段としてのステッピングモータ(不図示である。)によっておこなわれる。このステッピングモータは、定着補助ローラ21、定着ベルト22、支持ローラ23等を駆動する駆動モータ(不図示である。)とは別の駆動系となる。
The rotational drive (drive control) of the
具体的に、図3を参照して、内部コア28及び磁束遮蔽部材29を周方向に所定角度(所定ステップ数)回転させて、磁束遮蔽部材29の最大範囲をセンターコア26aに対向させる。このとき、磁束が低下される調整範囲が最大になって、その調整範囲外(中央の幅Mminの領域である。)が定着ベルト22の主たる加熱範囲となる。
これに対して、内部コア28及び磁束遮蔽部材29を周方向にさらに所定角度回転させて、磁束遮蔽部材29がセンターコア26aに対向しないようにする。このとき、磁束が低下される調整範囲がゼロになって、すべての範囲(幅Mmaxの領域である。)が定着ベルト22の主たる加熱範囲となる。
Specifically, referring to FIG. 3, the
On the other hand, the
本実施の形態1では、支持ローラ23(又は定着ベルト22)に対応する記録媒体Pの幅方向範囲(通紙領域)に加熱範囲がほぼ一致するように磁束遮蔽部材29を駆動制御する。
In the first embodiment, the magnetic
具体的に、図5を参照して、A5サイズの記録媒体Pを通紙する場合について説明する。
まず、ユーザーが入力したプリント指令によって、給紙部にセットされたA5縦サイズの記録媒体Pが選択されると、その情報に基いた記録媒体Pのサイズがサイズ検知センサ(不図示である。)によって検知される。サイズ検知センサは、給紙部11、12に設置された給紙フェンス(記録媒体Pを固定するための部材であって、記録媒体Pのサイズに応じて移動する。)の位置を検知するフォトセンサであって、ユーザーによってプリント指令された入力情報等を照合して、支持ローラ23における記録媒体Pの幅方向サイズを検知する第1検知手段として機能する。このように、通紙(定着)される記録媒体Pの幅方向サイズ(又は、サイズ及び搬送方向)が、第1検知手段によって検知される。第1検知手段としてのサイズ検知センサによって検知された記録媒体Pのサイズは、支持ローラ23や定着ベルト22に対応する記録媒体Pの幅方向範囲(通紙領域)を特定するものである。すなわち、支持ローラ23や定着ベルト22において、過昇温する可能性のある非通紙領域が特定される。
Specifically, a case where an A5 size recording medium P is passed will be described with reference to FIG.
First, when an A5 vertical size recording medium P set in the paper feeding unit is selected by a print command input by the user, the size of the recording medium P based on the information is a size detection sensor (not shown). ) Is detected. The size detection sensor is a photo that detects the position of a paper feed fence (a member for fixing the recording medium P, which moves according to the size of the recording medium P) installed in the
その後、第1検知手段で検知された幅方向範囲に基いて、磁束遮蔽部材29が駆動制御される。すなわち、第1検知手段で検知された幅方向範囲に応じて、7つの段部29aのうちA5サイズ用の段部29aが選択される。そして、選択されたA5サイズ用の段部29aが、センターコア26aとの対向位置(磁束を低下させる位置である。)に移動するように、内部コア28とともに磁束遮蔽部材29が回転開始される。
センターコア26aに対向する調整範囲(遮蔽範囲)によって加熱範囲がほぼA5サイズの幅方向範囲に一致するように、磁束遮蔽部材29が駆動制御される(図5(A)の状態である。)。
Thereafter, the magnetic
The magnetic
その後、図5(A)の状態で、定着装置20のインバータ電源(高周波電源部)のスイッチがオンされて、誘導加熱部24による加熱が開始される。なお、加熱開始のタイミングは、このタイミングに限定されることなく、磁束遮蔽部材29の駆動制御を開始する前におこなうこともできる。
こうして、支持ローラ23及び定着ベルト22において、A5サイズを超えた非通紙領域に作用する磁束が低下されて、非通紙領域における過昇温を抑止することができる。
Thereafter, in the state of FIG. 5A, the switch of the inverter power supply (high frequency power supply unit) of the fixing
Thus, in the
ここで、図5(B)は、磁束遮蔽部材29の駆動制御による位置精度に誤差が生じた場合の、磁束遮蔽部材29とセンターコア26aとの位置関係を示す図である。本実施の形態1では、磁束遮蔽部材29における隣接する段部29aが間隙をあけずに連続的に形成されているために、駆動制御に誤差が生じた場合であっても調整範囲の可変誤差を軽減することができる。
Here, FIG. 5B is a diagram showing the positional relationship between the magnetic
具体的に、本実施の形態1の構成によれば、図5(B)に示すように、磁束遮蔽部材29の駆動制御に誤差が生じた場合であっても、その加熱範囲は距離Gだけ長くなる(調整範囲が距離Gだけ短くなる。)にとどまる。
これに対して、長さの異なる帯状の磁束遮蔽部材29A、29B(非磁性材料部)が間隙をあけて階段状に形成される従来の構成によれば、図6に示すように、磁束遮蔽部材29の駆動制御に誤差が生じた場合に、その加熱範囲は距離Hだけ長くなってほぼ全域が加熱範囲になってしまう(距離H>距離Gである。)。すなわち、磁束遮蔽部材29によって磁束を低下させる効果がほとんどなくなってしまう。
Specifically, according to the configuration of the first embodiment, as shown in FIG. 5B, even if an error occurs in the drive control of the magnetic
On the other hand, according to the conventional configuration in which the strip-shaped magnetic
図7は、本実施の形態1の定着装置における、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7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、幅方向サイズがL1の記録媒体Pを連続通紙した場合の温度分布を示す。実線R2は、幅方向サイズがL2の記録媒体Pを連続通紙した場合の温度分布を示す。
FIG. 7 is a graph showing the temperature distribution in the width direction on the fixing
In FIG. 7, the horizontal axis indicates the position in the width direction of the fixing
記録媒体Pの幅方向範囲に応じて駆動制御される磁束遮蔽部材29を間隙のない階段状部材にすることによって、磁束遮蔽部材29の駆動制御に誤差が生じた場合であっても、定着ベルト22の温度分布をほぼ図7のような状態に維持することができる。これにより、記録媒体Pの通紙幅を超えた範囲において、定着ベルト22の温度上昇が生じないで、定着ベルト22の熱的破損が抑止される。
Even if an error occurs in the drive control of the magnetic
以上説明したように、本実施の形態1では、複数の段部29aが間隙をあけずに連続的に形成された磁束遮蔽部材29を駆動制御して調整範囲を可変しているので、駆動制御に誤差が生じた場合であっても調整範囲の可変誤差を軽減することができる。これによって、支持ローラ23や定着ベルト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 adjustment range is varied by driving and controlling the magnetic
なお、本実施の形態1では、加熱層を有する定着ベルト22と、支持ローラ23と、を加熱部材として用いた。これに対して、定着ベルト22及び支持ローラ23のうちいずれか一方のみを加熱部材として用いることもできる。その場合も、複数の段部29aが間隙をあけずに連続的に形成された磁束遮蔽部材29を記録媒体Pの幅方向サイズに応じて駆動制御することで、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
また、本実施の形態1において、加圧ローラ30の内部にハロゲンヒータを設置することもできる。また、加圧ローラ30の外周面に、サーミスタやオイル塗布ローラを当接させることもできる。また、本実施の形態1では、モノクロの画像形成装置1に対して本発明を適用したが、当然にカラーの画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。これらの場合にも、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, a halogen heater can be installed inside the
また、本実施の形態1では、第1検知手段によって検知された記録媒体Pの幅方向範囲に応じて、磁束遮蔽部材29を駆動制御して、調整範囲(又は加熱範囲)を可変した。これに対して、装置本体1が設置されている環境変動(温度、湿度等の変動である。)を検知する第2検知手段の検知結果に応じて、磁束遮蔽部材29を駆動制御して調整範囲(又は加熱範囲)を可変することもできる。このような制御は、支持ローラ23や定着ベルト22の加熱効率が環境変動によって変化する場合に特に有効である。すなわち、支持ローラ23や定着ベルト22の幅方向両端における温度上昇を環境変動によらずに確実に抑止することができる。
In the first embodiment, the magnetic
また、記録媒体Pの厚さ(紙厚)を検知する第3検知手段の検知結果に応じて、磁束遮蔽部材29を駆動制御して調整範囲(又は加熱範囲)を可変することもできる。このような制御は、支持ローラ23や定着ベルト22の加熱効率が記録媒体Pの厚さによって変化する場合に特に有効である。すなわち、支持ローラ23や定着ベルト22の幅方向両端における温度上昇を記録媒体Pの厚さによらずに確実に抑止することができる。
Further, the adjustment range (or heating range) can be varied by drivingly controlling the magnetic
また、記録媒体Pの種類(紙種)を検知する第4検知手段の検知結果に応じて、磁束遮蔽部材29を駆動制御して調整範囲(又は加熱範囲)を可変することもできる。このような制御は、支持ローラ23や定着ベルト22の加熱効率が記録媒体Pの種類によって変化する場合に特に有効である。すなわち、支持ローラ23や定着ベルト22の幅方向両端における温度上昇を記録媒体Pの種類によらずに確実に抑止することができる。
Further, the adjustment range (or heating range) can be varied by drivingly controlling the magnetic
また、記録媒体Pの搬送速度(線速)を検知する第5検知手段の検知結果に応じて、磁束遮蔽部材29を駆動制御して調整範囲(又は加熱範囲)を可変することもできる。このような制御は、記録媒体Pの搬送速度が可変される画像形成装置1であって、支持ローラ23や定着ベルト22の加熱効率が記録媒体Pの搬送速度によって変化する場合に特に有効である。すなわち、支持ローラ23や定着ベルト22の幅方向両端における温度上昇を記録媒体Pの搬送速度によらずに確実に抑止することができる。
Further, the adjustment range (or heating range) can be varied by drivingly controlling the magnetic
実施の形態2.
図8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8は、実施の形態2における定着装置20を示す断面図である。本実施の形態2の定着装置は、加熱部材及び定着部材として定着ローラ31を用いている点が、加熱部材として支持ローラ及び定着ベルトを用いて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. 8 is a sectional view showing the fixing
図8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及び磁束遮蔽部材29が回転自在に設置されている。
As shown in FIG. 8, the fixing
The fixing
誘導加熱部24は、前記実施の形態1と同様に、コイル部25、コア部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、コア部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Y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。
そして、本実施の形態2でも、前記各実施の形態と同様に、複数の段部29aが間隙をあけずに連続的に形成された磁束遮蔽部材29を駆動制御して調整範囲を可変している。
The
Also in the second embodiment, similarly to each of the embodiments described above, the adjustment range is varied by driving and controlling the magnetic
以上説明したように、本実施の形態2でも、前記各実施の形態と同様に、磁束調整部材としての磁束遮蔽部材29の駆動制御に誤差が生じた場合であっても調整範囲の可変誤差を軽減することができる。これによって、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, as in each of the above embodiments, even if an error occurs in the drive control of the magnetic
なお、本実施の形態2では、コイル部25を定着ローラ31の外周面に対向するように配設したが、定着ローラ31の内周面に対向するようにコイル部を配設することもできる。その場合には、定着ローラ31の内部に内部コア28を設置せずに、内設したコイル部と定着ローラの内周面との間に磁束遮蔽部材を設けることができる。その場合にも、複数の段部29aが間隙をあけずに連続的に形成された磁束遮蔽部材29を駆動制御して調整範囲を可変することで、本実施の形態2と同様の効果を得ることができる。
In the second embodiment, the
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.
1 画像形成装置本体(装置本体)、
20 定着装置、 21 定着補助ローラ、
22 定着ベルト(加熱部材、定着部材)、
23 支持ローラ(加熱部材)、
24 誘導加熱部(磁束発生手段)、 25 コイル部、
26 コア部、 26a センターコア、 26b サイドコア、
28 内部コア、 28a 軸部、
29 磁束遮蔽部材(磁束調整部材)、 29a 段部、 30 加圧ローラ、
31 定着ローラ(加熱部材、定着部材)、
37 サーモパイル、 38 サーミスタ、 P 記録媒体。
1 image forming apparatus body (apparatus body),
20 fixing device, 21 fixing auxiliary roller,
22 fixing belt (heating member, fixing member),
23 support roller (heating member),
24 induction heating part (magnetic flux generating means), 25 coil part,
26 core part, 26a center core, 26b side core,
28 inner core, 28a shank,
29 magnetic flux shielding member (magnetic flux adjusting member), 29a step, 30 pressure roller,
31 fixing roller (heating member, fixing member),
37 Thermopile, 38 Thermistor, P Recording medium.
Claims (19)
磁束を発生させる磁束発生手段と、
前記磁束によって誘導加熱される加熱部材と、
前記加熱部材に作用する前記磁束を幅方向の所定の調整範囲について低下させる磁束調整部材と、
前記磁束調整部材を駆動制御する駆動手段と、を備え、
前記磁束調整部材は、前記調整範囲を段階的に可変するための複数の段部が連続的に形成された階段状部材であって、
前記駆動手段は、前記複数の段部のうち可変する調整範囲に対応する1つの段部が前記磁束を低下させる位置に移動するように前記磁束調整部材を駆動制御することを特徴とする定着装置。 A fixing device for fixing a toner image on a recording medium,
Magnetic flux generating means for generating magnetic flux;
A heating member that is induction-heated by the magnetic flux;
A magnetic flux adjusting member that reduces the magnetic flux acting on the heating member for a predetermined adjustment range in the width direction;
Driving means for driving and controlling the magnetic flux adjusting member,
The magnetic flux adjusting member is a stepped member in which a plurality of steps for continuously changing the adjustment range is formed,
The driving unit drives and controls the magnetic flux adjusting member so that one step corresponding to a variable adjustment range among the plurality of steps moves to a position where the magnetic flux is reduced. .
前記駆動手段は、前記第1検知手段によって検知された前記幅方向の範囲に応じて前記複数の段部のうち1つの段部を選択して、当該1つの段部が前記磁束を低下させる位置に移動するように前記磁束調整部材を駆動制御することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 First detection means for detecting a range in the width direction of the recording medium corresponding to the heating member;
The drive unit selects one step portion from the plurality of step portions according to the range in the width direction detected by the first detection unit, and the one step portion reduces the magnetic flux. The fixing device according to claim 1, wherein the magnetic flux adjusting member is driven and controlled so as to move to the position.
前記駆動手段は、前記第2検知手段によって検知された環境変動に応じて前記複数の段部のうち1つの段部を選択して、当該1つの段部が前記磁束を低下させる位置に移動するように前記磁束調整部材を駆動制御することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の定着装置。 Comprising a second detection means for detecting environmental changes;
The driving unit selects one step portion from the plurality of step portions according to the environmental change detected by the second detection unit, and the one step portion moves to a position where the magnetic flux is reduced. The fixing device according to claim 1, wherein the magnetic flux adjusting member is driven and controlled as described above.
前記駆動手段は、前記第3検知手段によって検知された前記記録媒体の厚さに応じて前記複数の段部のうち1つの段部を選択して、当該1つの段部が前記磁束を低下させる位置に移動するように前記磁束調整部材を駆動制御することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の定着装置。 A third detecting means for detecting the thickness of the recording medium;
The drive unit selects one step portion from the plurality of step portions according to the thickness of the recording medium detected by the third detection unit, and the one step portion reduces the magnetic flux. The fixing device according to claim 1, wherein the magnetic flux adjusting member is driven and controlled to move to a position.
前記駆動手段は、前記第4検知手段によって検知された前記記録媒体の種類に応じて前記複数の段部のうち1つの段部を選択して、当該1つの段部が前記磁束を低下させる位置に移動するように前記磁束調整部材を駆動制御することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の定着装置。 Comprising a fourth detection means for detecting the type of the recording medium;
The drive unit selects one step portion from the plurality of step portions according to the type of the recording medium detected by the fourth detection unit, and the one step portion reduces the magnetic flux. The fixing device according to claim 1, wherein the magnetic flux adjusting member is driven and controlled so as to move to the position.
前記駆動手段は、前記第5検知手段によって検知された前記記録媒体の搬送速度に応じて前記複数の段部のうち1つの段部を選択して、当該1つの段部が前記磁束を低下させる位置に移動するように前記磁束調整部材を駆動制御することを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の定着装置。 A fifth detecting means for detecting the conveyance speed of the recording medium;
The driving unit selects one step portion from the plurality of step portions according to the conveyance speed of the recording medium detected by the fifth detection unit, and the one step portion reduces the magnetic flux. The fixing device according to claim 1, wherein the magnetic flux adjusting member is driven and controlled to move to a position.
前記磁束調整部材は、前記コイル部と前記内部コアとの間に配設された磁束遮蔽部材であ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 magnetic flux generating means includes a coil portion extending in the width direction so as to face the heating member, and an inner core facing the coil portion via the heating member,
The fixing device according to claim 1, wherein the magnetic flux adjusting member is a magnetic flux shielding member disposed between the coil portion and the inner core.
前記磁束遮蔽部材は、前記センターコアに対向する前記内部コアの外周を覆うことを特徴とする請求項8〜請求項10のいずれかに記載の定着装置。 The magnetic flux generating means includes a core portion that faces the coil portion on the side not facing the heating member and has a center core.
The fixing device according to claim 8, wherein the magnetic flux shielding member covers an outer periphery of the inner core facing the center core.
前記加熱部材は、定着補助ローラとともに前記定着ベルトを張架する支持ローラであって、
前記磁束発生手段は、前記定着ベルトに対向するように配設されたことを特徴とする請求項12に記載の定着装置。 The fixing member is a fixing belt,
The heating member is a support roller that stretches the fixing belt together with a fixing auxiliary roller,
The fixing device according to claim 12, wherein the magnetic flux generation unit is disposed to face the fixing belt.
前記磁束発生手段は、前記定着ベルトに対向するように配設されたことを特徴とする請求項15に記載の定着装置。 The fixing member is a fixing belt,
The fixing device according to claim 15, wherein the magnetic flux generation unit is disposed to face the fixing belt.
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当接するように配設されたことを特徴とする請求項16に記載の定着装置。 The fixing belt is stretched between a support roller and a fixing auxiliary roller,
The fixing device according to claim 16, wherein the fixing auxiliary roller is disposed so as to come into contact with a pressure roller that presses a conveyed recording medium via the fixing belt.
前記磁束発生手段は、前記定着ローラに対向するように配設されたことを特徴とする請求項15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 fixing device according to claim 15, wherein the magnetic flux generation unit is disposed to face the fixing roller.
An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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