JP2014035373A - Image heating device and image forming device - Google Patents
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Images
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
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Abstract
Description
本発明は、記録材上に形成された画像を加熱する定着装置などの像加熱装置、及び、このような像加熱装置を備えた、プリンタや複写機、ファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image heating apparatus such as a fixing device that heats an image formed on a recording material, and an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, a facsimile machine, or a multifunction machine including these image heating apparatuses. Relates to the device.
この像加熱装置としては、記録材に形成された未定着画像(トナー像)を定着する定着装置や、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を向上させる光沢付与装置などが挙げられる。 Examples of the image heating device include a fixing device that fixes an unfixed image (toner image) formed on a recording material, and a gloss applying device that improves the glossiness of an image by heating the image fixed on the recording material. Is mentioned.
従来、電子写真方式の複写機などには、搬送される記録媒体である記録材上に転写されたトナー像(未定着画像)のトナー(現像剤)を熱で融解してこの記録材上に融着させる定着温度等の像加熱装置が備えられている。この像加熱装置では、高速昇温させるために、加熱媒体である定着ローラを薄肉小径化したもの、樹脂フィルムの回転体に対しその内側から加熱体を圧接したもの、薄肉金属の回転体を誘導加熱によって加熱するもの、などが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in electrophotographic copying machines, toner (developer) of a toner image (unfixed image) transferred onto a recording material, which is a recording medium to be conveyed, is melted by heat and is applied to the recording material. An image heating device such as a fixing temperature to be fused is provided. In this image heating device, in order to increase the temperature at high speed, a fixing roller, which is a heating medium, has a small diameter, a resin film rotating body is pressed against the heating body from inside, and a thin metal rotating body is guided. What is heated by heating is known.
これらはいずれも加熱媒体である回転体の熱容量を小さくし、加熱効率の良い熱源で加熱しようとしたものである。また、非接触の加熱源を用いたものもあるが、コストやエネルギー効率の点から、複写機などの画像形成装置では、薄肉の回転体を記録材に接触させて記録材上の現像剤を加熱溶融させるタイプの像加熱装置が多く提案されている。 These are all intended to reduce the heat capacity of the rotating body, which is a heating medium, and to heat it with a heat source with good heating efficiency. In addition, some non-contact heating sources are used, but from the viewpoint of cost and energy efficiency, in image forming apparatuses such as copying machines, a thin rotating body is brought into contact with the recording material, and the developer on the recording material is removed. Many image heating apparatuses of the type that are heated and melted have been proposed.
ところが、熱容量を小さくするために薄肉の回転体を加熱媒体として使用する場合、軸直角断面の断面積がきわめて小さくなって、軸方向への熱移動率が良好でない。この傾向は薄肉なほど顕著であり、熱伝導率の低い樹脂等の材質では更に低くなる。これは、熱伝導率をλ、2点間の温度差をθ1−θ2、長さをLとしたとき、単位時間に伝わる熱量Qは、
Q=λ・f(θ1−θ2)/L
で表されるというフーリエの法則からも明らかである。
However, when a thin rotating body is used as a heating medium in order to reduce the heat capacity, the cross-sectional area of the cross section perpendicular to the axis is extremely small, and the heat transfer rate in the axial direction is not good. This tendency becomes more conspicuous as the wall becomes thinner, and is even lower for materials such as resins with low thermal conductivity. This means that when the thermal conductivity is λ, the temperature difference between two points is θ1-θ2, and the length is L, the amount of heat Q transmitted per unit time is
Q = λ · f (θ1-θ2) / L
It is clear from the Fourier law expressed by
このことは、回転体の回転軸線方向(長手方向)の長さ一杯の記録材、すなわち最大通紙幅の記録材を通紙して定着させる場合には問題はない。しかし、幅の狭い小形サイズの記録材を連続的に通紙する場合には、回転体の非通紙領域における温度が温調温度よりも上昇し、通紙領域における温度と非通紙領域における温度との温度差が極めて大きくなるという問題があった。 This is not a problem when a recording material having a full length in the rotation axis direction (longitudinal direction) of the rotating body, that is, a recording material having a maximum sheet passing width is passed and fixed. However, when a small-sized recording material having a small width is continuously passed, the temperature in the non-sheet passing area of the rotating body rises higher than the temperature control temperature, and the temperature in the sheet passing area and the non-sheet passing area There is a problem that the temperature difference from the temperature becomes extremely large.
したがって、このような加熱媒体の長手方向の温度ムラのために、樹脂材料からなる周辺部材の耐熱寿命が低下したり、熱的損傷を被ったりする虞がある。更には、小形サイズの記録材を連続で通紙した直後に大形サイズの記録材を通紙した場合に、部分的な温度ムラによる紙シワ、スキューや、定着ムラ等が生じる虞があるという問題もある。 Therefore, there is a possibility that the heat-resistant life of the peripheral member made of the resin material may be reduced or thermally damaged due to such temperature unevenness in the longitudinal direction of the heating medium. Furthermore, there is a possibility that paper wrinkles, skew, fixing unevenness, etc. due to partial temperature unevenness may occur when a large size recording material is passed immediately after a small size recording material is passed continuously. There is also a problem.
このような通紙領域と非通紙領域との温度差は、搬送される記録材の熱容量が大きく、スループット(単位時間あたりのプリント枚数)を高くするほど広がることになる。このため、薄肉で低熱容量の回転体により像加熱装置を構成する場合に、スループットの高い複写機などへの適用が困難になっていた。 Such a temperature difference between the sheet passing area and the non-sheet passing area increases as the heat capacity of the recording material to be conveyed increases and the throughput (number of printed sheets per unit time) increases. For this reason, when an image heating apparatus is constituted by a thin rotating body having a low heat capacity, it has been difficult to apply it to a copying machine with high throughput.
これに対し、加熱源としてハロゲンランプや発熱抵抗体を使用した像加熱装置では、加熱源を分割し、通紙幅に応じた領域を加熱するように選択的に通電するものが知られている。また、誘導コイルを加熱源とした像加熱装置においても同様に、加熱源を分割して選択的に通電するものがある。 On the other hand, in an image heating apparatus using a halogen lamp or a heating resistor as a heating source, one that divides the heating source and selectively energizes so as to heat an area corresponding to the sheet passing width is known. Similarly, in some image heating apparatuses using an induction coil as a heating source, the heating source is divided and selectively energized.
しかし、加熱源を複数設けたり分割したりすれば、その分だけ制御回路も複雑でコストも高くなり、更に、種々の幅の記録材に対応させようとすると分割数も更に多くなり、コストも一層高いものとなる。しかも、薄肉の回転体を加熱媒体にすると、分割した場合の境目付近の温度分布が不連続かつ不均一で、定着性能に影響を及ぼす虞がある。 However, if a plurality of heating sources are provided or divided, the control circuit becomes complicated and the cost increases accordingly, and the number of divisions further increases when the recording material of various widths is handled. It will be even higher. Moreover, when a thin rotating body is used as a heating medium, the temperature distribution near the boundary when divided is discontinuous and non-uniform, which may affect the fixing performance.
そこで、加熱媒体と誘導加熱源との間に、誘導加熱源から加熱媒体に届く磁束の一部を遮蔽する磁束遮蔽手段を配置して、磁束遮蔽手段の位置を変化させる変位手段を設けた装置が提案されている(特許文献1参照)。この装置では、磁束遮蔽手段を移動させることで、必要部分以外では誘導加熱源から届く磁束を遮蔽して発熱自体を抑え、発熱範囲の制御を行うことによって、昇温される加熱媒体の熱分布をコントロール可能にしている。 Therefore, a device provided with a displacement means for changing the position of the magnetic flux shielding means by arranging magnetic flux shielding means for shielding a part of the magnetic flux reaching the heating medium from the induction heating source between the heating medium and the induction heating source. Has been proposed (see Patent Document 1). In this apparatus, by moving the magnetic flux shielding means, the magnetic flux reaching from the induction heating source is shielded except for the necessary part to suppress the heat generation itself, and the heat distribution is controlled by controlling the heat generation range. Can be controlled.
また、各記録材のサイズに対応させるため、磁性体コアが、記録材搬送方向に直交する方向で分割され、移動手段によって移動可能とされ、その移動距離を記録材のサイズによって異ならせるように構成した装置が知られている(特許文献2参照)。 Further, in order to correspond to the size of each recording material, the magnetic core is divided in a direction orthogonal to the recording material conveyance direction and is movable by the moving means so that the moving distance varies depending on the size of the recording material. A configured apparatus is known (see Patent Document 2).
特許文献2記載の装置では、誘導加熱源と磁性体コアとの距離が離れるため、誘導加熱源の周りにできる、磁性体コア及び加熱媒体からなる磁気回路の効率が落ちて発熱量が低下する。これにより非通紙部昇温が低減され、その結果、磁性体コアや誘導加熱源の異常昇温も低減される。また、各記録材のサイズに対応するために、その移動距離を記録材のサイズによって異ならせており、各記録材のサイズによっても非通紙部昇温を回避することが可能になっている。
In the apparatus described in
しかし、上述した電磁誘導加熱方式の像加熱装置では、記録材搬送方向に直交する方向で分割された磁性体コアと記録材との位置関係が一致せず、加熱領域が記録材よりも広くなると、非通紙部において昇温してしまうという問題があった。 However, in the electromagnetic induction heating type image heating apparatus described above, the positional relationship between the magnetic material core and the recording material divided in the direction orthogonal to the recording material conveyance direction does not match, and the heating area becomes wider than the recording material. There is a problem that the temperature rises in the non-sheet passing portion.
また、記録材搬送方向に直交する方向で分割された磁性体コアと記録材との位置関係が一致していても、記録材の両端部(コバ部)で昇温してしまう。これは、記録材の端部においてもトナーを定着するのに十分な発熱量を要するが、通紙するにつれ、通紙領域に対して記録材の端部では記録材に奪われる熱量が小さく、過昇温してしまうことで引き起こされる。 Further, even if the positional relationship between the magnetic core divided in the direction orthogonal to the recording material conveyance direction and the recording material coincides, the temperature rises at both ends (edge portions) of the recording material. This requires a sufficient amount of heat to fix the toner even at the end of the recording material, but as the sheet passes, the amount of heat taken by the recording material at the end of the recording material relative to the sheet passing area is small. Caused by overheating.
そのため、分割された磁性体コアの通紙中での移動により発熱幅を狭めるなどして昇温を低減させる制御を行うが、このように部分的に昇温する構成では、記録材のサイズによって昇温する位置が変わる。そのため、昇温部の正確な温度検知は困難であり、昇温部の温度に応じて発熱幅を変更する制御を適切なタイミングで行うのは難しい。 Therefore, control is performed to reduce the temperature rise by, for example, narrowing the heat generation width by moving the divided magnetic core during paper passing. In such a configuration in which the temperature rises partially, depending on the size of the recording material The temperature rise position changes. For this reason, it is difficult to accurately detect the temperature of the temperature raising portion, and it is difficult to perform control for changing the heat generation width at an appropriate timing in accordance with the temperature of the temperature raising portion.
これらの現象は、低熱容量フィルムを用いた定着ベルト(加熱ベルト)においてより顕著に現れ、この過昇温によって定着ベルトの耐久性能が大幅に低下するため、記録材端部での昇温を的確に、しかもより簡単な構成によって低減することが望まれる。 These phenomena appear more prominently in the fixing belt (heating belt) using a low heat capacity film, and the durability performance of the fixing belt is greatly deteriorated due to this excessive temperature rise. In addition, it is desired to reduce by a simpler configuration.
そこで本発明は、磁束遮蔽部材の通紙部側への移動タイミングを適切に設定するなどにより、記録材端部での非通紙部昇温を確実に低減することを可能にした像加熱装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides an image heating apparatus that can reliably reduce the temperature rise of the non-sheet passing portion at the end of the recording material by appropriately setting the movement timing of the magnetic flux shielding member toward the sheet passing portion. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus.
本発明は、記録材に接触して加熱する加熱回転体と、記録材の搬送方向に直交する搬送幅方向における前記加熱回転体による誘導加熱の加熱領域を可変に設定して前記加熱回転体を誘導加熱する誘導加熱装置と、を備える像加熱装置において、前記加熱回転体により発した熱が蓄熱される蓄熱部における温度を検知する蓄熱温度検知手段を有し、前記誘導加熱装置は、前記加熱回転体に入射する磁束の前記搬送幅方向に沿った磁束密度分布を変更し、記録材の前記搬送幅方向の長さに応じて前記加熱領域を設定する加熱領域設定手段と、前記加熱領域設定手段により設定された前記加熱領域よりも記録材の非通紙部側に配置され、前記通紙部側に移動可能な磁束遮蔽部材と、前記蓄熱温度検知手段による検知温度に基づき、前記磁束遮蔽部材を前記通紙部側に移動させる移動タイミングを設定して、非通紙部昇温を低減する制御手段と、を有することを特徴とする。 The present invention provides a heating rotator that contacts and heats a recording material, and a heating region for induction heating by the heating rotator in a conveyance width direction perpendicular to the conveyance direction of the recording material. An image heating apparatus comprising: an induction heating apparatus that performs induction heating; and a heat storage temperature detection unit that detects a temperature in a heat storage unit in which heat generated by the heating rotating body is stored, and the induction heating apparatus includes the heating A heating area setting means for changing the magnetic flux density distribution along the conveyance width direction of the magnetic flux incident on the rotating body and setting the heating area according to the length of the recording material in the conveyance width direction, and the heating area setting The magnetic flux shielding member is arranged on the non-sheet passing portion side of the recording material with respect to the heating region set by the means and is movable to the sheet passing portion side, and the magnetic flux shielding based on the temperature detected by the heat storage temperature detecting means. Element Set the moving timing of moving in the sheet passing portion, and having a control means for reducing the non-sheet passing portion Atsushi Nobori.
本発明によると、加圧回転体の発熱を蓄熱する加圧回転体のような蓄熱部の温度を検知する簡単な構成を有しながらも、検知した蓄熱部の温度に基づいて、磁束遮蔽部材を通紙部側に移動させる移動タイミングを適切に設定することができる。これにより、加熱領域における記録材端部での非通紙部昇温を確実に低減することができ、加熱回転体の耐久性を向上することができる。 According to the present invention, the magnetic flux shielding member has a simple configuration for detecting the temperature of the heat storage section such as the pressure rotating body that stores the heat generated by the pressure rotating body, but based on the detected temperature of the heat storage section. It is possible to appropriately set the movement timing for moving the sheet passing side. Thereby, the temperature rise of the non-sheet passing portion at the end of the recording material in the heating region can be reliably reduced, and the durability of the heating rotator can be improved.
以下に、実施形態を挙げて、本発明をより具体的に説明する。以下に説明する実施形態は、本発明に係る実施形態の一例ではあるものの、本発明は実施形態により限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to embodiments. The embodiment described below is an example of an embodiment according to the present invention, but the present invention is not limited to the embodiment.
なお、以下の実施形態では、本発明の像加熱装置を、未定着トナー像を記録材に定着させる定着装置について説明するが、本発明は、定着済み画像又は半定着画像を担持した記録材を加熱加圧して画像の表面性状を調整する加熱処理装置としても実施できる。また、後述する定着ベルト(加熱回転体)1は、ベルト部材に限らずローラ部材によっても構成することが可能である。 In the following embodiments, the image heating apparatus of the present invention will be described with respect to a fixing apparatus that fixes an unfixed toner image on a recording material. However, the present invention is directed to a recording material carrying a fixed image or a semi-fixed image. It can also be implemented as a heat treatment apparatus that adjusts the surface properties of an image by applying heat and pressure. A fixing belt (heating rotator) 1 to be described later can be constituted not only by a belt member but also by a roller member.
<第1の実施形態>
像加熱装置を搭載する画像形成装置は、モノクロ/フルカラー、枚葉型/記録材搬送型/中間転写型、トナー像形成方式、転写方式の区別無く本発明の像加熱装置を搭載できる。本実施形態では、トナー像の形成/転写/定着に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、FAX、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。
<First Embodiment>
An image forming apparatus equipped with an image heating apparatus can be equipped with the image heating apparatus of the present invention without distinction between monochrome / full color, sheet-fed type / recording material conveying type / intermediate transfer type, toner image forming system, and transfer system. In the present embodiment, only main parts relating to toner image formation / transfer / fixing will be described. However, the present invention includes a printer, various printing machines, a copier, a fax machine, in addition to necessary equipment, equipment, and a housing structure. The image forming apparatus can be used in various applications such as a multifunction peripheral.
[画像形成装置]
図1は、本発明に係る像加熱装置を定着装置16として搭載した画像形成装置15の構成の説明図である。図1に示すように、画像形成装置15は、中間転写ベルト26に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部PY、PC、PM、PKを配列した、電子写真方式を用いるタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
[Image forming apparatus]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a configuration of an
下から上に順に配列された画像形成部PY、PC、PM、PKはそれぞれ、感光体ドラム21、帯電装置22、現像装置23、クリーニング装置24等を有している。
The image forming portions PY, PC, PM, and PK arranged in order from the bottom to the top each have a
イエローの画像形成部PYに備えられた現像装置23にはイエロートナーを、シアンの画像形成部PCに備えられた現像装置23にはシアントナーを、それぞれ収容させている。更に、マゼンタの画像形成部PMに備えられた現像装置23にはマゼンタトナーを、ブラックの画像形成部PKに備えられた現像装置23にはブラックトナーを、それぞれ収容させている。
The developing
感光体ドラム21に露光を行うことにより静電潜像を形成する光学系25が上記4色の画像形成部PY、PC、PM、PKに対応して設けられている。光学系としては、レーザー走査露光光学系を用いている。
An
各画像形成部PY、PC、PM、PKにおいて、帯電装置22により一様に帯電された感光体ドラム21に対して光学系25より画像データに基づいた走査露光がなされることにより、感光体ドラム表面に走査露光画像パターンに対応した静電潜像が形成される。
In each of the image forming units PY, PC, PM, and PK, the
それらの静電潜像が、現像装置23によりトナー画像として現像される。即ち、イエローの画像形成部PYの感光体ドラム21にはイエロートナー画像が、シアンの画像形成部PCの感光体ドラム21にはシアントナー画像が、それぞれ形成される。また、マゼンタの画像形成部PMの感光体ドラム21にはマゼンタトナー画像が、ブラックの画像形成部PKの感光体ドラム21にはブラックトナー画像が、それぞれ形成される。
These electrostatic latent images are developed as toner images by the developing
各画像形成部PY、PC、PM、PKの感光体ドラム21上に形成された上記の色トナー画像は各感光体ドラム21の回転と同期して、略等速で回転する中間転写ベルト26上へ所定の位置合わせ状態で順に重畳されて一次転写される。これにより中間転写ベルト26上に未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。本実施形態では、エンドレスの中間転写ベルト26を用いており、駆動ローラ27、二次転写対向ローラ28、テンションローラ29の3本のローラに巻きかけて張架してあり、駆動ローラ27によって駆動される。
The color toner images formed on the
各画像形成部PY、PC、PM、PKの感光体ドラム21上から中間転写ベルト26上へのトナー画像の一次転写手段としては、一次転写ローラ30を用いている。一次転写ローラ30に対して不図示のバイアス電源よりトナーと逆極性の一次転写バイアスを印加する。
A
これにより、各画像形成部PY、PC、PM、PKの感光体ドラム21上から中間転写ベルト26に対してトナー画像が一次転写される。各画像形成部PY、PC、PM、PKにおいて感光体ドラム21上から中間転写ベルト26への一次転写後、感光体ドラム21上に転写残として残留したトナーは、クリーニング装置24により除去される。
As a result, the toner images are primarily transferred from the
上記工程を中間転写ベルト26の回転に同調して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して行い、中間転写ベルト26上に、各色の一次転写トナー画像を順次重ねて形成していく。なお、単色のみの画像形成(単色モード)時には、上記工程は、目的の色についてのみ行われる。
The above process is performed for each color of yellow, magenta, cyan, and black in synchronization with the rotation of the
一方、記録材カセット31内の記録材Pは、給紙ローラ32により一枚ずつ分離給送される。そして、レジストローラ33により所定のタイミングで、二次転写対向ローラ28に巻きかけられている中間転写ベルト26部分と二次転写ローラ34との圧接部である転写定着ニップ部に搬送される。
On the other hand, the recording material P in the
中間転写ベルト26上に形成された一次転写合成トナー画像は、二次転写ローラ34に不図示のバイアス電源より印加されるトナーと逆極性のバイアスにより、記録材上に一括転写される。二次転写後に中間転写ベルト26上に残留した二次転写残トナーは中間転写ベルトクリーニング装置35により除去される。
The primary transfer composite toner image formed on the
記録材P上に二次転写されたトナー画像は、像加熱装置である定着装置16により記録材P上に溶融混色定着され、フルカラープリントとして排紙パス36を通って排紙トレイ37に送り出される。
The toner image secondarily transferred onto the recording material P is melt-mixed and fixed on the recording material P by the fixing
[定着装置]
図2は定着装置16の要部の構成の説明図(拡大横断側面図)と制御系のブロック図である。図3は定着装置16を二次転写部側から見た縦断面図である。図5は、磁性体コアの移動機構及び定着装置16を説明するための縦断正面図である。
[Fixing device]
FIG. 2 is an explanatory diagram (enlarged transverse side view) of a configuration of a main part of the fixing
以下の説明において、定着装置16またはこれを構成している部材の長手方向とは、記録材搬送路面内において記録材搬送方向に直交する方向に平行な方向である。また、短手方向とは、記録材搬送方向に平行な方向である。また、定着装置16の正面とは、定着装置を記録材入口側から見た面、背面とはその反対側の記録材出口側から見た面である。定着装置16の左右とは、定着装置16を正面から見て左または右である。上流側と下流側とは、記録材搬送方向に関して、上流側と下流側である。
In the following description, the longitudinal direction of the fixing
図2に示すように、像加熱装置としての定着装置16は、定着ベルト1、誘導加熱装置100、及び、加圧ローラ(加圧回転体)2を備えている。
As shown in FIG. 2, a fixing
即ち定着装置16は、記録材Pに接触して加熱する加熱回転体としての定着ベルト1と、記録材の搬送方向に直交する搬送幅方向における定着ベルト1による誘導加熱の加熱領域を可変に設定して定着ベルト1を誘導加熱する誘導加熱装置100とを備える。更に、定着装置16は、定着ベルト1により発した熱が蓄熱される蓄熱部としての加圧ローラ2を備えている。この加圧ローラ2は、定着ベルト1に当接して記録材Pの定着ニップ部(加熱ニップ部)Nを形成するニップ形成部材としても構成される。
That is, the fixing
定着装置16は、搬送される記録材に転写されたトナー像(未定着画像)のトナー(現像剤)を、熱によって融解して記録材P上に融着させる。
The fixing
定着装置16に備えた定着ベルト1は、金属層を有する内径が例えば30mmの無端状のベルト部材である。また加圧ローラ2は、外径が例えば30mmの円筒状に形成されている。加圧ローラ2は、金属製のステー4に保持された圧力付与部材3によって内側面を支持された定着ベルト1の外側面に圧接して、定着ベルト1との間に記録材Pの定着ニップ部Nを形成する。
The fixing
また、ステー4の励磁コイル部材6側には、誘導加熱による温度上昇を防止するための磁気遮蔽部材としての磁束遮蔽コア5が設けられている。なお、圧力付与部材3は、定着ベルト1により発した熱が蓄熱される蓄熱部を構成すると共に、定着ベルト(加熱回転体)1内に配置され、定着ニップ部(加熱ニップ部)Nを形成するように定着ベルト1の内面に当接する当接部材を構成している。
Further, a magnetic
図5に示すように、定着ベルト1の長手方向移動及び周方向の形状を規制する規制部材としての左右の定着フランジ10が配置されている。定着フランジ10内に挿通して配設されたステー4の両端部と装置シャーシ側のバネ受け部材9aとの間にステー加圧バネ9bが縮設されて、ステー4に押し下げ力が作用されている。これにより、定着フランジ10の下面と加圧ローラ2の上面とが定着ベルト1を挟んで圧設して所定幅の定着ニップ部Nが形成されている。
As shown in FIG. 5, left and right fixing
図2に示すように、誘導加熱装置100は、定着ベルト1の外周面の上面側において、定着ベルト1に所定のギャップ(隙間)を存して対面させて配設されている。誘導加熱装置100は、定着ベルト1を誘導加熱する加熱源である。
As shown in FIG. 2, the
誘導加熱装置100は、電線として例えばリッツ線を用い、これを横長・船底状にして定着ベルト1の周面と側面の一部に対向するように巻回された励磁コイル部材6を有している。また、誘導加熱装置100は、励磁コイル部材6によって発生した磁界が定着ベルト1の金属層(導電層)以外に実質漏れないように励磁コイル部材6を覆わせた磁性体コア7a、7bを有している。更に誘導加熱装置100は、励磁コイル部材6及び磁性体コア7a、7bを電気絶縁性の樹脂で支持するモールド部材7cを有している。
The
磁性体コア7a、7bは、励磁コイル部材6より発生した交流磁束を効率よく定着ベルト1に導く役割をする。交流磁束の磁気回路の効率を上げるためと、周囲へ磁束を漏らして周辺部材を誘導加熱することを回避する磁束遮蔽のために用いている。磁性体コア7a、7bの材質として、フェライト等の高透磁率かつ残留磁束密度の低いものを用いると良い。
The
非通紙部において、磁性体コア7a、7bが励磁コイル部材6から離間して両者間の隙間が広げられると、定着ベルト1を通過する磁束密度が低められ、定着ベルト1の発熱量が低下される。
When the
定着ベルト1の回転状態において、誘導加熱装置100の励磁コイル部材6には、電源装置(励磁回路)101から20〜50kHzの高周波電流が印加されて、励磁コイル部材6によって発生した磁界により定着ベルト1の金属層(導電層)が誘導発熱する。
In the rotating state of the fixing
温度検知センサTH1は、例えばサーミスタ等の温度検知センサ(温度検出素子)から成り、定着ベルト1の幅方向中央内面部の位置に当接させて配設されている(図16参照)。温度検知センサTH1は、圧力付与部材3に対して弾性支持部材を介して取り付けられているので、定着ベルト1の当接面が波打つなどの位置変動が生じたとしても、これに追従して良好な接触状態が維持される。温度検知センサTH1は、記録材Pの搬送時における定着ベルト1の通紙部領域の幅方向中央内面部の位置に配置されている(図16参照)。なお、この温度検知センサTH1は、定着ベルト(加熱回転体)1における記録材Pの通紙部に対応する温度を検知する加熱温度検知手段を構成している。
The temperature detection sensor TH1 includes a temperature detection sensor (temperature detection element) such as a thermistor, for example, and is disposed in contact with the position of the center inner surface in the width direction of the fixing belt 1 (see FIG. 16). Since the temperature detection sensor TH1 is attached to the
温度検知センサTH1は、定着ベルト1においての通紙部領域となる部分の温度を検知し、その検知温度情報を制御部(CPU)102にフィードバックする。制御部102は、温度検知センサTH1から入力する検知温度が所定の目標温度(定着温度)に維持されるように電源装置101から励磁コイル部材6に入力する電力を制御する。この制御部102は、温度検知センサ(蓄熱温度検知手段)TH2による検知温度に基づき、磁束遮蔽部材(磁気遮蔽板)11を通紙部側に移動させる移動タイミングを設定して、非通紙部昇温を低減する制御手段を構成する。
The temperature detection sensor TH <b> 1 detects the temperature of a portion that is a sheet passing portion region in the fixing
すなわち、定着ベルト1の検出温度が所定温度に昇温した場合、励磁コイル部材6への通電が遮断される。本実施形態では、定着ベルト1の目標温度である180℃で一定になるように、温度検知センサTH1の検出値に基づいて高周波電流の周波数を変化させて励磁コイル部材6に入力する電力を制御して温度調節を行う。
That is, when the detected temperature of the fixing
また、加圧ローラ2表面との間に僅かな隙間をあけた状態で、加圧ローラ2の表面温度を測定する非接触型の温度検知センサTH2が配置されている。この温度検知センサTH2は、記録材Pの搬送時における通紙部領域の中央部にて加圧ローラ2に対し僅かな隙間をあけて対向した状態で配置されている(図16参照)。温度検知センサTH2は、蓄熱部としての加圧ローラ2における記録材Pの通紙部に対応する温度を検知する蓄熱温度検知手段を構成する。
Further, a non-contact type temperature detection sensor TH <b> 2 that measures the surface temperature of the
定着ベルト1は、少なくとも画像形成実行時には、制御部102により制御されるモータ(駆動手段)M1によって加圧ローラ2が回転駆動されることで、回転駆動(連れ回り回転)される。つまり、定着ベルト1は、二次転写部(図1参照)側から搬送されてくる、未定着トナー像を担持した記録材Pの搬送速度とほぼ同一の周速度で回転駆動される。本実施形態の場合、定着ベルト1の表面回転速度が、例えば300mm/secで回転し、その場合、フルカラーの画像を1分間にA4サイズで80枚、A4Rサイズで58枚定着することが可能である。
At least when image formation is performed, the fixing
また、誘導加熱装置100の励磁コイル部材6に、制御部102で制御される電源装置101から電力供給がなされると、定着ベルト1が所定の定着温度に立ち上がって温度調節される。この状態において、定着ニップ部Nにおける定着ベルト1と加圧ローラ2との間に、未定着トナー像を有する記録材Pがそのトナー画像担持面側を定着ベルト1側に向けてガイド部材(不図示)で案内されて導入される。すると、この記録材Pは、定着ニップ部Nにおいて定着ベルト1の外周面に密着し、定着ベルト1とともに定着ニップ部Nを挟持搬送されていく。
Further, when the
これにより、主に定着ベルト1の熱が付与され、また定着ニップ部Nの加圧力を受けて、未定着トナー像が記録材Pの表面に熱圧定着される。定着ニップ部Nを通った記録材Pは、定着ベルト表面が定着ニップ部Nの出口部分で変形して定着ベルト外周面から自己分離されて、定着装置16外へ搬送される。
As a result, heat of the fixing
[定着ベルト]
図4は、定着ベルト(加熱回転体)1の層構成の説明図である。定着ベルト1は、支持側板12,12(図5参照)により長手方向の位置を規制された状態で支持されている。定着ベルト1は、金属層である基層1aを有する内径が例えば30mmの無端状のベルト部材である。この基層1aは、電気鋳造法によってニッケルで製造されており、その厚みは例えば40μmとされる。
[Fixing belt]
FIG. 4 is an explanatory diagram of the layer structure of the fixing belt (heating rotator) 1. The fixing
基層1aの外周には、弾性層1bとして耐熱性シリコーンゴム層が設けられている。シリコーンゴム層の厚さは例えば100〜1000μmの範囲内で設定するのが好ましい。本実施形態では、定着ベルト1の熱容量を小さくしてウォーミングアップタイムを短縮し、かつカラー画像を定着するときに好適な定着画像を得ることを考慮して、シリコーンゴム層の厚みが例えば300μmとされている。このシリコーンゴムは、JIS−A20度の硬度を持ち、熱伝導率は0.8W/mKである。更に弾性層1bの外周には、表面離型層1cとしてフッ素樹脂層(例えばPFAやPTFE)が30μmの厚みで設けられている。
On the outer periphery of the
基層1aの内面側には、定着ベルト1内面と温度検知センサTH1(図2参照)との摺動摩擦を低下させるために、フッ素樹脂やポリイミドなどの樹脂層(滑性層)1dを10〜50μm設けても良い。本実施形態では、この樹脂層1dとしてポリイミドを20μm設けた。
In order to reduce the sliding friction between the inner surface of the fixing
なお、定着ベルト1の基層(金属層)1aには、ニッケルのほかに鉄合金や銅、銀などを適宜選択可能である。また、樹脂基層にそれら金属を積層させるなどの構成でも良い。基層1aの厚みは、後述する励磁コイル部材6に供給する高周波電流の周波数と金属層の透磁率・導電率に応じて調整しても良く、例えば5〜200μm程度の範囲内で設定することが好ましい。
For the base layer (metal layer) 1a of the fixing
[加圧ローラ]
図2に示すように、定着ベルト1との間で定着ニップ部Nを形成する加圧ローラ2は、外径が例えば30mmの円筒状に形成され、圧力付与部材3によって内側面を支持された定着ベルト1の外側面に圧接する。これにより、定着ベルト1との間に記録材Pの定着ニップ部Nを形成する。
[Pressure roller]
As shown in FIG. 2, the
加圧ローラ2は、長手方向中央部の径が例えば20mmで両端部の径が例えば19mmである鉄合金製の芯金2aに、弾性層2bとして厚さがほぼ5mmのシリコーンゴム層が設けられている。弾性層2bの表面は、離型層2cとしてフッ素樹脂層(例えばPFAやPTFE)が例えば30μmの厚みで設けられている。加圧ローラ2の長手方向中央部における硬度は、ASK−C70℃である。芯金2aにテーパー形状(クラウン形状)をつけているのは、加圧した時に圧力付与部材3が撓んでも、定着ベルト1と加圧ローラ2で挟まれる定着ニップ部N内の圧力が長手方向に亘って均一に確保できるからである。
The
芯金2aにテーパー形状をつけて中央部と両端部とで弾性層2bの厚さが異なるため、定着ニップ部Nの回転方向の幅(搬送方向長さ)は、定着ニップ圧が600Nにおいては、長手方向両端部で約9mm、中央部では約8.5mmである。これにより、記録材Pの両端部での搬送速度が中央部と比べて速くなるので、紙シワが発生しにくくなるという利点がある。
Since the thickness of the
[圧力付与部材]
図5に示すように、圧力付与部材3は、定着ベルト1内(加熱回転体内)に配置され、内側面を金属製のステー4に保持されて、その外側面で定着ベルト1の内側面を支持する。圧力付与部材3は、定着ベルト1を介して加圧ローラ2に押圧力を作用させて、定着ベルト1と加圧ローラ2との間に定着ニップ部Nを形成する。圧力付与部材3は、耐熱性樹脂であり、ステー4の励磁コイル部材6側(図2参照)には、誘導加熱による温度上昇を防止するための磁束遮蔽部材としての磁束遮蔽コア5が設けられている。
[Pressure imparting member]
As shown in FIG. 5, the
ステー4は、圧接部に圧力を加えるために剛性が必要であるため、本実施形態では鉄製である。ステー4は、特に両端部で励磁コイル部材6と接近しており、ステー4の発熱を防止するため、ステー4の上面には、励磁コイル部材6で生じる磁界を遮蔽するように長手方向に亘って、上述の磁束遮蔽コア5が配置される。
The
定着フランジ10は、定着ベルト1の長手方向移動及び周方向の形状を規制する左右の規制部材である。定着フランジ10内に挿通して配設したステー4の両端部と装置シャーシ側のバネ受け部材9aとの間にステー加圧バネ9bを縮設することで、ステー4に押し下げ力を作用させている。これにより、圧力付与部材3の下面と加圧ローラ2の上面とが定着ベルト1を挟んで圧設して、記録材の画像の定着ニップ部Nが形成される。こうすることで加圧ローラ2の弾性層や定着ベルト1が変形してしまうことを防止することができる。
The fixing
回転する定着ベルト1は、基層1aが金属で構成されているので、回転状態にあっても幅方向への寄りを規制するための手段としては、定着ベルト1の端部を単純に受け止めるだけの定着フランジ10を設ければ十分である。これにより、定着装置16の構成を簡略化できるという利点がある。
Since the
[誘導加熱装置]
本実施形態において、定着ベルト1と誘導加熱装置100の励磁コイル部材6とは、例えば0.5mmのモールドにより電気絶縁の状態を保っている。そして、定着ベルト1と励磁コイル部材6との間隔は、例えば1.5mm(モールド表面と定着ベルト表面との距離は1.0mm)で一定であり、これにより定着ベルト1は均一に加熱される。
[Induction heating device]
In the present embodiment, the fixing
前述したように、励磁コイル部材6には、20〜50kHzの高周波電流が印加されて、定着ベルト1の基層1aが誘導発熱する。そして、定着ベルト1の目標温度である180℃で一定になるように、温度検知センサTH1の検出値に基づいて高周波電流の周波数を変化させて励磁コイル部材6に入力する電力を制御して温度調節される。
As described above, a high frequency current of 20 to 50 kHz is applied to the
本実施形態では、励磁コイル部材6を含む誘導加熱装置100が、高温になる定着ベルト1の内部ではなく外部に配置されているので、励磁コイル部材6の温度が高温になりにくい。また、電気抵抗も上昇せず高周波電流を流してもジュール発熱による損失を軽減する事が可能となる。また、励磁コイル部材6を外部に配置したことで定着ベルト1の小径化(低熱容量化)にも寄与しており、ひいては省エネルギー性にも優れていると言える。
In the present embodiment, since the
定着装置16のウォーミングアップタイムは、非常に熱容量が低い構成であるため、例えば励磁コイル部材6に例えば1200W入力すると、約15秒で目標温度である160℃に到達でき、スタンバイ中の加熱動作が不要である。そのため、電力消費量を非常に低く抑えることが可能である。
Since the warming-up time of the fixing
[磁性体コアの移動機構]
図3に示すように、励磁コイル部材6は、定着ベルト1に入射する磁束を発生する。コア移動機構71は、定着ベルト1に入射する磁束の長手方向に沿った磁束密度分布を変更可能に構成されている。コア移動機構71は、加熱される記録材Pの搬送幅方向の長さに応じて誘導加熱装置100による定着ベルト1の加熱領域を設定する。コア移動機構71は、定着ベルト(加熱回転体)1に入射する磁束の搬送幅方向に沿った磁束密度分布を変更し、記録材Pの搬送幅方向の長さに応じて加熱領域を設定する加熱領域設定手段を構成する。
[Movement mechanism of magnetic core]
As shown in FIG. 3, the
複数個の磁性体コア7a、7b(図16参照)は、定着ベルト1の長手方向に配列して励磁コイル部材6が発生する磁束をそれぞれの領域で定着ベルト1に案内する。規制部材73(図16も参照)は、複数個の磁性体コア7a、7bを定着ベルト1に対して接離する方向へ移動させる。規制部材73は、記録材の幅方向の長さに応じた個数の磁性体コア7a、7bを他の磁性体コア7a、7bよりも定着ベルト1に近付けることによって加熱領域を設定する。
A plurality of
コア移動機構(加熱領域設定手段)71において、磁性体コア7a、7bは、磁性体コアホルダ77に保持されてハウジング76内に収まっている。磁性体コアホルダ77は、磁性体コア7a、7bと励磁コイル部材6との間隙を変化させる矢印P(P1,P2)方向に移動可能になっている。
In the core moving mechanism (heating region setting means) 71, the
リンク部材75は、回転軸78周りに回転可能に組み立てられ、端部の長穴部75aが磁性体コアホルダ77の連結突起771と連結されている。リンク部材75が回転軸78周りに矢印Q1方向へ回転すると、磁性体コアホルダ77と磁性体コア7a、7bがP1方向へ移動する。リンク部材75が矢印Q2方向へ回転すると、磁性体コアホルダ77と磁性体コア7a、7bがP2方向へ移動する。リンク部材75は、励磁コイルばね74によって矢印Q1方向へ回転する方向へ付勢されているが、規制部材73によって、リンク部材75の矢印Q1方向への回転が規制されている。
The
規制部材73によってリンク部材75が押し込まれている状態では、リンク部材75は、励磁コイルばね74に抗して矢印Q2方向へ回動している。このとき、磁性体コアホルダ77が矢印P2方向へ移動して磁性体コア7a、7bが励磁コイル部材6に接近している。
In a state where the
規制部材73による押し込みが解除されると、リンク部材75は、励磁コイルばね74に付勢されて矢印Q1方向へ回動してフレーム79に突き当たって停止する。これにより、磁性体コアホルダ77が矢印P1方向へ移動して磁性体コア7a、7bが励磁コイル部材6から遠ざかる。なお、符号761は、磁性体コアホルダ77を移動案内する、ハウジング76の案内部である。
When the pushing by the restricting
[コア移動機構及び磁束遮蔽部材移動機構]
図6及び図7は本実施形態における定着装置16の斜視図、図8(a)は定着装置16を図6の矢印X方向から見た上視図(平面図)、図8(b)は定着装置16を図7の矢印X方向から見た上視図(平面図)である。また、図9(a),(b)は定着装置16の断面図、図10は一部分解した定着装置16及び誘導加熱装置100を示す斜視図、図11は定着ベルト1方向から見た誘導加熱装置100の斜視図である。
[Core moving mechanism and magnetic flux shielding member moving mechanism]
6 and 7 are perspective views of the fixing
図10に示すように、誘導加熱装置100では、複数の磁性体コア7a、7bが記録材搬送方向と直交する方向に並んで配置されており、励磁コイル部材6の巻き中心部と周囲を囲むように構成されている。磁性体コア7aは、通紙端部の領域Eにおけるコアであり、コア移動機構71によって移動可能に構成されている。また磁性体コア7bは、通紙中心の領域Dにおけるコアで、ハウジング76に支持されている。なお、領域Dは小サイズ紙幅に対応した通紙領域幅となっており、領域Dと領域Eを合わせた幅は大サイズ紙幅に対応した通紙領域幅となっている。
As shown in FIG. 10, in the
磁性体コア7a、7bは、励磁コイル部材6より発生した交流磁束を効率よく定着ベルト1の誘導発熱体に導く役割をするもので、磁気回路(磁路)の効率を上げるためと磁気遮蔽のために用いられる。磁性体コア7a、7bの材質としては、フェライトを用いることが好ましい。
The
図8(a)に示すように、誘導加熱装置100では、種々の紙サイズ、例えばハガキ、A5、B4、A4、A3ノビサイズの非通紙部昇温の回避に対応できるように構成されている。つまり、通紙端部の領域Eにおいて、磁性体コア7a、7bは記録材搬送方向に直交する方向、即ちY方向で複数に分割されている。また、各磁性体コア7a、7bは、対応する磁性体コアホルダ77にそれぞれ熱溶着され保持されて、ハウジング76内に収容されている。
As shown in FIG. 8 (a), the
なお、本実施形態では、磁性体コアホルダ77を具備したが、磁性体コアホルダ77を廃止し、磁性体コア7a、7bのみで本実施形態の磁性体コア7a、7bと磁性体コアホルダ77の形状を具備してもよい。
In this embodiment, the
また、図9(a)に示すように、磁性体コア7a、7bを保持する磁性体コアホルダ77は、前述のようにハウジング76の案内部761による案内によって移動可能に構成されている。この移動方向は、磁性体コア7a、7bと励磁コイル部材6との間隙を変化させる方向、即ち矢印P(P1,P2)方向である。
As shown in FIG. 9A, the
リンク部材75は、前述したように、長穴部75aが磁性体コアホルダ77の連結突起771と連結され、回転軸78周りに回転可動となっている。このようにリンク部材75を設けることによって、磁性体コアホルダ77と磁性体コア7a、7bと間の移動距離を長くすることが可能となる。
As described above, the
リンク部材75は、前述のように、励磁コイルばね74で矢印Q1方向に回転付勢されており、規制部材73によって矢印Q1方向への回転を規制されている。なお、本実施形態では、リンク部材75に励磁コイルばね74を取り付けているが、結果として磁性体コア7a、7bが矢印P1方向へ動く構成であればよい。従って、磁性体コア7a、7bや磁性体コアホルダ77に付勢部材を取り付けたり、リンク部材75の自重によってQ1方向へモーメントを作用させたりする構成とすることもできる。
As described above, the
図8(a)に示すように、規制部材73は、記録材搬送方向と直交する幅方向の中央部にて支持されたピニオンギア80に連結され、ピニオンギア80の回転運動により、上記幅方向、すなわち矢印Y(Y1,Y2)方向にて移動可能に構成される。
As shown in FIG. 8A, the restricting
また、ピニオンギア80は、モータMと駆動連結されており、制御部102によって制御されるモータMの駆動により回転させられる。ピニオンギア80の記録材搬送方向(同図の上下方向)には、ピニオンギア80を挟む形でそれぞれのラックギア73cを歯合させた状態の横長の一対の規制部材73が配置されている。また、ピニオンギア80に対向する位置には、フォトインタラプタから成るホームポジションセンサ81が配置されている。
The
ホームポジションセンサ81は、一方の規制部材73の端部に固定されたフラグ部73aによって、遮蔽(遮光)・開放(透光)可能に構成されている。ホームポジションセンサ81は、遮光された状態ではON状態となる。図6、図8(a)の状態では、規制部材73によってすべてのリンク部材75が規制されている。
The
図6及び図11に示すように、両端に位置する規制部材73,73には、磁束遮蔽部材(磁気遮蔽板)11,11がそれぞれ一体的に取り付けられている。一対の磁束遮蔽部材11はそれぞれ、対応する側の規制部材73から屈曲して下方に延びる支持部73bに連結固定されており、対応する規制部材73とともに記録材搬送方向と直交する幅方向、即ち、矢印Y(Y1,Y2)方向への移動が可能に構成される。磁束遮蔽部材11は、コア移動機構(加熱領域設定手段)71により設定された加熱領域よりも記録材Pの非通紙部側に配置され、通紙部側に移動可能に構成される。
As shown in FIGS. 6 and 11, magnetic flux shielding members (magnetic shielding plates) 11 and 11 are integrally attached to the regulating
このように、一対の磁束遮蔽部材11を、磁性体コア7a、7bを励磁コイル部材6に対して接離移動させるコア移動機構71に連動して移動させることができる。なお、図6中の符号70は、支持側板12の上部と下部間に形成された隙間部を示している。
In this manner, the pair of magnetic
磁束遮蔽部材11は、湾曲形状(半円筒形状)の銅板を用いて構成され、励磁コイル部材6と定着ベルト(加熱ベルト)1との間の空間に挿入されており(図2、図10参照)、磁性体コア7a、7bの幅以上に規定されている。つまり、磁束遮蔽部材11として、励磁コイル部材6と定着ベルト1間に、表皮深さ以上である例えば厚み0.5mmの銅板2枚が挿入される。また磁束遮蔽部材11は、記録材搬送方向と直交する幅方向(搬送幅方向)において、定着ベルト1に対向する励磁コイル部材6の幅を例えば20mmだけ定着ベルト1に対して遮蔽できるように構成される。
The magnetic
銅板挿入の効果としては、磁性体コア7a、7bの移動により磁束を弱めた定着ベルト発熱層である基層(金属層)1aの発熱量をより低下させる効果が大きい。また、磁束遮蔽部材11が磁性体コア7a、7bのコア移動機構71と連動して移動することで、磁性体コア7a、7bの分割幅よりも細かく長手発熱分布を制御することができる。この磁束遮蔽部材11は、各種記録材のサイズ(例えばハガキ、A5、B4、A4、A3ノビサイズ等)に対応して移動し、定着ベルト1に通過する磁束密度を弱めることで、非通紙部での昇温を抑制する。
As an effect of inserting the copper plate, there is a great effect of further reducing the heat generation amount of the base layer (metal layer) 1a which is a fixing belt heat generation layer whose magnetic flux is weakened by the movement of the
なお、磁束遮蔽部材(磁気遮蔽板)11の配設位置としては、励磁コイル部材6と定着ベルト1の間だけでなく、励磁コイル部材6と磁性体コア7a、7bとの間、もしくは定着ベルト1と磁束遮蔽コア5との間なども考えられる。すなわち、磁束遮蔽部材11を、励磁コイル部材6と定着ベルト1の間、励磁コイル部材6と磁性体コア7a、7bとの間、定着ベルト1と磁束遮蔽コア5との間などの、励磁コイル部材6から発生する磁気回路(磁路)上に配置するのである。
The magnetic flux shielding member (magnetic shielding plate) 11 is disposed not only between the
これにより、励磁コイル部材6からの磁束をキャンセルする方向に磁束遮蔽部材11に磁束が発生し、定着ベルト1の発熱範囲を制御する事が可能になる。磁束遮蔽部材11としては、アルミニウム、銅、銀、金、真鍮などの非磁性金属やその合金で構成されても良いし、高透磁率部材であるフェライトやパーマロイなどの材料でもよい。
As a result, a magnetic flux is generated in the magnetic
図12は、最大サイズ紙通紙時の長手方向配置図である。図12(a)のように、最大サイズ紙通紙時(本実施形態ではA3ノビ)では、磁束遮蔽部材11は、励磁コイル部材6の長手方向における内径rの端面と定着ベルト1を支持する支持側板12との間に対応する位置を初期位置A1として配置されている。この初期位置A1をホームポジションとしている。このとき、ホームポジションセンサ81はON状態である(図16参照)。
FIG. 12 is a layout diagram in the longitudinal direction when a maximum size sheet is passed. As shown in FIG. 12A, the magnetic
従って、ホームポジションは、すべての磁性体コア7a、7bが矢印P2方向(図3参照)に規制され、且つ、一対の磁束遮蔽部材11がそれぞれ初期位置A1に配置されている状態である。なお、図12における各Rは、励磁コイル部材6の長手方向における内径rに磁束遮蔽部材11の搬送幅方向サイズを加えた寸法を示し、2Rが励磁コイル部材6の搬送幅方向サイズを示している。
Accordingly, the home position is a state in which all the
図13は、本実施形態のピニオンギア80を回転駆動するモータMを制御する制御系を示すブロック図である。図14は、モータM駆動時の各動作を説明するためのフローチャート図である。
FIG. 13 is a block diagram showing a control system for controlling the motor M that rotationally drives the
図13に示すように、制御部(CPU)102は、画像形成装置15に設置されている操作部(不図示)に接続され、コンピュータ内の記録材サイズ入力部111の信号を読み取り、ホームポジションセンサ81の信号に基づいてモータMを制御する。
As shown in FIG. 13, the control unit (CPU) 102 is connected to an operation unit (not shown) installed in the
次に、図14を参照して、磁性体コア7a、7bの移動動作時の流れについて説明する。
Next, the flow during the moving operation of the
まず、プリントジョブが開始すると、ステップS31において、制御部102が記録材サイズ入力部111の信号から記録材サイズの入力値を読み取る。そして、記録材サイズの入力値に合わせて制御部102の演算により、ステッピングモータ等のモータMの、ホームポジションセンサ81からの所定のパルス数C1を決定する(S32)。
First, when a print job is started, in step S31, the
引き続き、制御部102は、ホームポジションセンサ81の入力信号を読み取り(S33)、OFF状態である場合には、規制部材73がホームポジションに位置していないと判断する。この場合、規制部材73は記録材搬送方向と直交する幅方向(搬送幅方向)の中央側に寄っている。そのため、規制部材73を矢印Y2方向(図7参照)へ移動させるようにモータMを回転させることで、ホームポジションセンサ81がON状態になるまで規制部材73を戻す(S35)。
Subsequently, the
そして、制御部102は、ホームポジションセンサ81がON状態になったと判断すると、規制部材73を矢印Y1方向へ移動するようにモータMを回転駆動する(S34)。そして、ホームポジションセンサ81がOFFへ切換わったことを認識すると(S36)、モータMを所定のパルス数C1だけ移動させる(S37)。そして、磁性体コア7a、7bの移動動作が終了し、プリントが開始される。
When determining that the
また、図7、図8(b)、図9(b)は、本実施形態のコア移動機構71により磁性体コア7a、7bが移動した後の定着装置16の斜視図、上視図(平面図)、断面図である。
FIGS. 7, 8B, and 9B are a perspective view and a top view (plan view) of the fixing
図7、図8(b)、図9(b)においては、制御部102が記録材サイズ入力部111の信号に基づいて記録材PはB4サイズと認識した際の、非通紙部領域C(図16参照)の磁性体コア7a、7b移動後の状態を示している。すなわち、両端部における磁性体コアホルダ77の3つ分が矢印P1方向(図9(b))へ移動し、磁性体コア7aと励磁コイル部材6との間隙が広がっている(図16参照)。
In FIG. 7, FIG. 8B and FIG. 9B, the non-sheet passing portion region C when the
すなわち、規制部材73が図8の矢印Y1方向へ移動開始すると、記録材搬送方向と直交する幅方向(搬送幅方向)における端部側のリンク部材75に対する規制がはずれる。つまり、規制部材73が端部側から中央側へ移動するとき、端部側の磁性体コア7aから順に規制が解除される。このように、小サイズ通紙時に規制部材73を中央部へ動作させることで、規制部材73の可動範囲が搬送幅方向に広がらないため、省スペースで構成することができる。
That is, when the restricting
ここで、規制部材73から規制を解除された磁性体コア7a、7bの状態について、図9(b)を用いて説明する。
Here, the state of the
すなわち、規制部材73の規制からはずれたリンク部材75は、励磁コイルばね74によって回転軸78を中心に矢印Q1の方向へ回転し、フレーム79の突き当て部Aに当接し、これによりリンク部材75の位置が規制される。これに伴い、磁性体コアホルダ77及び磁性体コア7a、7bは、ハウジング76の案内部761の案内によって矢印P1方向へ移動し、磁性体コア7a(7b)と励磁コイル部材6との間隙が広がることになる。
That is, the
一方、図12(b)に示すように、規制部材73の移動に伴って、磁束遮蔽部材11は記録材端部領域の適正位置Zまで移動している。従って、図7、図8(b)、図9(b)、図12(b)に示す状態では、励磁コイル部材6と磁性体コア7a(7b)との距離が離れている。そのため、励磁コイル部材6の周りにできる磁性体コア7a(7b)及び誘導発熱体(基層1a)からなる磁気回路の効率が低下して、発熱量が低減する。
On the other hand, as shown in FIG. 12B, the magnetic
また、磁束遮蔽部材11によって、記録材端部領域の励磁コイル部材6の周りに発生した磁気回路を遮蔽し、定着ベルト1、すなわち誘導発熱体(基層1a)の発熱自体を抑える。したがって、非通紙部昇温が回避され、その結果、磁性体コア7a、7bや励磁コイル部材6の異常昇温も回避することができる。
Further, a magnetic circuit generated around the
逆に、規制部材73を矢印Y2方向へ移動させる場合、即ちホームポジションに戻す場合には、規制部材73がリンク部材75と接触し、接触したリンク部材75を図9(b)における矢印Q2方向へ回転させる。このとき、磁性体コアホルダ77及び磁性体コア7a、7bは矢印P2方向へ移動する。すなわち、図9(b)の断面で示す状態が図9(a)に示す状態へと移行する。
Conversely, when the restricting
以下、本発明について、より詳細に説明する。なお、図15(a),(b)は、本実施形態における説明図である。図16は、A4通紙時における定着ベルト1の長手温度分布であり、図17、図18、図19(a)〜(c)は、本実施形態における説明図である。図20は、本実施形態の動作を示すフローチャート図、図21は、そのタイミングチャート図である。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. FIGS. 15A and 15B are explanatory diagrams in the present embodiment. FIG. 16 is a longitudinal temperature distribution of the fixing
図16に示すように、紙端部付近において、定着ベルト1は大きく昇温していることが分かる。紙端部付近における定着ベルト1の昇温のピーク温度を非通紙部温度と呼ぶこととする。この非通紙部温度を低減するために、一定の通紙枚数を超えたところで磁束遮蔽部材11を長手中央部に向かって移動させ、長手の発熱幅を狭める制御を行う。なお、図16におけるCは、記録材P搬送時における非通紙部領域を示している。
As shown in FIG. 16, it can be seen that the temperature of the fixing
発熱幅を狭めることで、図17に示すように非通紙部の発熱量が下がり、非通紙部温度が低減される。仮に、通紙前から発熱幅を狭める制御をしてしまうと、図18に示すように、通紙域端部において温度ダレが発生してしまう。 By narrowing the heat generation width, the heat generation amount of the non-sheet passing portion is reduced as shown in FIG. 17, and the non-sheet passing portion temperature is reduced. If the heat generation width is controlled to be narrowed before the sheet is passed, temperature sagging occurs at the end of the sheet passing area as shown in FIG.
非通紙部温度が上がるほど通紙域端部の温度も上がるため、発熱幅を狭める制御は、図19(a)に示すようなテーブル表を参照して制御を行い、非通紙部温度が耐久破壊温度を超えてしまうことを防止する。 Since the temperature at the end of the sheet passing area increases as the non-sheet passing portion temperature increases, the control for narrowing the heat generation width is performed by referring to a table shown in FIG. Is prevented from exceeding the endurance failure temperature.
通紙枚数が所定の枚数を超えたところで、磁束遮蔽部材11を、片側x[mm]ずつ発熱幅を狭める方向に移動させる。耐久破壊温度とは、定着ベルト1の耐久寿命を著しく低下させる温度である。
When the number of sheets passing exceeds a predetermined number, the magnetic
図19(b)は、朝一立ち上げ時の定着ベルト(加熱ベルト)1の通紙領域、加圧ローラ2の通紙領域、定着ベルト1の非通紙領域の時間推移である。非通紙部温度が耐久破壊温度を超えていないことがわかる。
FIG. 19B is a time transition of the sheet passing area of the fixing belt (heating belt) 1, the sheet passing area of the
それに対し、長時間通紙後やスタンバイ後の通紙においては、朝一立ち上げ時に対して加圧ローラ2が蓄熱している。そのため、熱の逃げ場がなく、朝一立上げ時と同様の磁束遮蔽部材11の移動制御を行うと、図19(c)に示すように非通紙部温度が耐久破壊温度を超えてしまう。
On the other hand, after passing for a long time or after standby, the
よって、長時間通紙後等には、朝一立ち上げ時よりも早いタイミングで磁束遮蔽部材11を移動させて発熱幅を狭める制御を実行する必要がある。なお、「朝一立ち上げ時」とは、誘導加熱装置100が冷えていて最大電力が要求されるような場合などを意味する。
Therefore, after passing the paper for a long time, it is necessary to execute a control for narrowing the heat generation width by moving the magnetic
上述した実施形態で用いている構成では、定着ベルト1が薄肉ベルトであることから、図16に示すように記録材の端部付近において部分的な昇温が生じる。これにより、記録材Pのサイズによって昇温する長手位置が異なるため昇温を直接検知するのは難しく、非通紙部の温度を予測して制御しなければならない。
In the configuration used in the above-described embodiment, since the fixing
そこで、本実施形態では、加圧ローラ2の表面温度を測定し、測定した温度により系の蓄熱状態を判断し、磁束遮蔽部材11の移動タイミングの制御を最適化する。
Therefore, in the present embodiment, the surface temperature of the
すなわち、本実施形態では、定着ベルト1の温度ではなく加圧ローラ2の温度を検知して制御を実行する。これは、薄肉の熱容量の小さい定着ベルト1よりも肉厚で熱容量の大きな加圧ローラ2の温度を検知した方が、系の蓄熱状態をより良好に把握することができるためである。従って、より正確に磁束遮蔽部材11の移動タイミングを制御することができる。
That is, in the present embodiment, the control is executed by detecting the temperature of the
図20に示すように、立ち上げ時はフローチャート図に従って立ち上げ動作を行うが、本実施形態では、目標温度到達時の加圧ローラ2の温度を検知することで、磁束遮蔽部材11の移動タイミングを決定する。
As shown in FIG. 20, the startup operation is performed according to the flowchart when starting up. In this embodiment, the movement timing of the magnetic
すなわち、図20の処理がスタートすると、ステップS11にて、画像形成装置15に設けられた不図示の操作パネルまたは画像形成装置15に接続されたパーソナルコンピュータ(PC)から、記録材サイズの設定及びジョブ(JOB)スタート情報を取得する。
That is, when the process of FIG. 20 starts, in step S11, the recording material size setting and the recording material size are set from an operation panel (not shown) provided in the
ステップS12では、制御部102が、定着装置16の各部材のホームポジションの検知を行う。そして、ステップS13にて、取得した記録材サイズに応じて励磁コイル部材6に対する磁性体コア7a、7bの上下移動(進退移動)を、規制部材73の移動によって実行する(図21のt1)。これに連動して、記録材サイズに応じて磁束遮蔽部材11が、規制部材73とともに移動させられる(S14)。
In step S <b> 12, the
ステップS15では、制御部102が、不図示の駆動機構の作動で離間させていた加圧ローラ2を、この駆動機構を作動させることにより所定のタイミングで定着ベルト1に当接させる(図21のt2)。そして、制御部102は、モータM1を駆動して加圧ローラ2を回転駆動し、定着ベルト1を加圧ローラ2に連れ回り回転させて、定着ベルト1及び加圧ローラ2を所定の速度で回転駆動する(S16)(図21のt3)。
In step S15, the
ステップS17において、定着装置16の温度調節を開始すると、定着ニップ部Nが或る時点で目標温度に到達する(S18)。
In step S17, when the temperature adjustment of the fixing
ステップS19において、制御部102は、温度検知センサTH2で検知された加圧ローラ2の温度に基づいて、画像形成枚数がx枚目のときに磁束遮蔽部材11を移動させる旨の移動タイミングを決定する(図21のt4)。
In step S <b> 19, the
ステップS20にて画像形成を開始した後、ステップS21で、今回入力された1つのジョブにおける画像形成が終了したか否かを判断する。その結果、画像形成が終了していなければステップS26に進み、画像形成枚数がx枚目になったか否かを判断する。そして、x枚目にならなければステップS20、21、26を繰り返し、x枚目になった時点でステップS27に進み、磁束遮蔽部材11を移動させる。
After image formation is started in step S20, it is determined in step S21 whether image formation for one job input this time has been completed. As a result, if the image formation is not completed, the process proceeds to step S26, and it is determined whether or not the number of formed images is the xth. If it is not the xth sheet, steps S20, 21, and 26 are repeated. When the xth sheet is reached, the process proceeds to step S27, and the magnetic
そして、ステップS21にて画像形成が終了したことを判定すると、制御部102は、温度調節を停止すると共に、ホームポジション位置に移動させる(S22、S23)。
If it is determined in step S21 that the image formation has been completed, the
引き続き、ステップS24で、定着装置16において加圧ローラ2を駆動機構(不図示)の作動で定着ベルト1から離間(脱)させる(図21のt5)。更に、ステップS25にて、モータMに信号を出力してピニオンギア80を所定の方向に回転させ、規制部材73をホームポジションセンサ81の検知によるホームポジション位置に移動させる(図21のt6)。
Subsequently, in step S24, the
ステップS27における磁束遮蔽部材11の移動タイミングは、図15(a)に示すように、通紙枚数における磁束遮蔽部材11の移動量と共にテーブル表として予め決められている。
As shown in FIG. 15A, the movement timing of the magnetic
図15(a)に示すテーブル表では、定着ベルト1の目標温度到達時の加圧ローラ2の温度を、
(1)加圧ローラ温度<120℃
(2)120℃≦加圧ローラ温度<140℃
(3)140℃≦加圧ローラ温度
として3パターン化している。
In the table shown in FIG. 15A, the temperature of the
(1) Pressure roller temperature <120 ° C
(2) 120 ° C. ≦ pressure roller temperature <140 ° C.
(3) Three patterns are formed with 140 ° C. ≦ pressure roller temperature.
そして、各パターン毎での通紙枚数と銅板(磁束遮蔽部材11)挿入量とを、異なる枚数の場合としてそれぞれ設定している。 Then, the number of sheets to be passed for each pattern and the insertion amount of the copper plate (magnetic flux shielding member 11) are set as different numbers.
つまり、(1)加圧ローラ温度<120℃の場合は、
(a)通紙枚数が10枚のときに磁束遮蔽部材11を片側3mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(b)通紙枚数が100枚のときに磁束遮蔽部材11を片側6mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(c)通紙枚数が300枚のときに磁束遮蔽部材11を片側9mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(d)通紙枚数が600枚のときに磁束遮蔽部材11を片側12mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
That is, (1) When the pressure roller temperature <120 ° C,
(A) When the number of sheets to be passed is 10, the magnetic
(B) When the number of sheets to be passed is 100, the magnetic
(C) When the number of sheets to be passed is 300, the magnetic
(D) When the number of sheets passed is 600, the magnetic
また、(2)120℃≦加圧ローラ温度<140℃の場合は、
(e)通紙枚数が8枚のときに磁束遮蔽部材11を片側3mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(f)通紙枚数が30枚のときに磁束遮蔽部材11を片側6mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(g)通紙枚数が100枚のときに磁束遮蔽部材11を片側9mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(h)通紙枚数が200枚のときに磁束遮蔽部材11を片側12mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(2) When 120 ° C. ≦ pressure roller temperature <140 ° C.
(E) When the number of sheets to be passed is 8, the magnetic
(F) When the number of sheets to be passed is 30, the magnetic
(G) When the number of sheets to be passed is 100, the magnetic
(H) When the number of sheets to be passed is 200, the magnetic
更に、(3)140℃≦加圧ローラ温度の場合は、
(i)通紙枚数が5枚のときに磁束遮蔽部材11を片側3mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(j)通紙枚数が10枚のときに磁束遮蔽部材11を片側6mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(k)通紙枚数が20枚のときに磁束遮蔽部材11を片側9mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(l)通紙枚数が30枚のときに磁束遮蔽部材11を片側12mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
Furthermore, (3) 140 ° C. ≦ pressure roller temperature,
(I) When the number of sheets to be passed is 5, the magnetic
(J) When the number of sheets to be passed is 10, the magnetic
(K) When the number of sheets to be passed is 20, the magnetic
(L) When the number of sheets to be passed is 30, the magnetic
すなわち制御部102は、加圧ローラ温度が低い場合に発熱幅を狭めるタイミングが早くなるように、磁束遮蔽部材を制御する。例えば、朝一の立ち上げでは、定着ベルト1の目標温度到達時の加圧ローラ2の温度は120℃未満である。そのため、上記テーブル表より、通紙10枚目のタイミングで磁束遮蔽部材11を片側3mm発熱幅を狭める方向へ移動させ、100枚目に磁束遮蔽部材11を片側6mm発熱幅を狭める方向へ移動させる。その結果、図15(b)に示すように、系が蓄熱状態にあっても、通紙枚数を重ねても非通紙部温度は耐久破壊温度を超えることがない。
That is, the
また、定着ベルト1の目標温度到達時の加圧ローラ2の温度が160℃を超えたときは、図15(a)のテーブル表より、通紙5枚目に磁束遮蔽部材11を、片側3mm発熱幅を狭める方向へ移動させる。そして、10枚目に磁束遮蔽部材11を、片側6mm発熱幅を狭める方向へ移動させる。その結果、図15(b)に示すように、加圧ローラ2の蓄熱状態にあっても、通紙中に非通紙部温度が耐久破壊温度を超えることがない。
When the temperature of the
これにより、定着ベルト1の温調到達時の加圧ローラ2の温度が160℃を超えたときに朝一立ち上げ時と同様の制御した場合の耐久寿命が通紙10万枚以下であったのに対し、本実施形態の制御の実行により通紙30万枚以上の耐久寿命が確保できた。
As a result, when the temperature of the
仮に、加圧ローラ2の温度が140℃未満のときに、160℃以上のときと同様の制御をしてしまうと、図18に示すように、定着ベルト1の通紙域端部の温度がダレてしまう。これは、非通紙部温度が所定の温度を超える前に発熱幅を狭めてしまうことで、非通紙部から通紙域端部への熱の移動量が小さくなるためである。このため、加圧ローラ2の蓄熱状態を的確に把握し、適切なタイミングで磁束遮蔽部材11を移動させる制御は極めて重要である。
If the temperature of the
以上のように制御手段としての制御部102は、定着ベルト1が目標温度に達した時点での温度検知センサTH2により検知した温度が低い程、磁束遮蔽部材11の移動タイミングを遅く設定する。また、制御部102は、磁束遮蔽部材11の移動量を、記録材Pの通紙枚数の増加に応じて増加させる。
As described above, the
このように本実施形態では、加圧ローラ2の表面温度を測定するために非接触の温度検知センサTH2を用いている(図2参照)。このような非接触の温度検知センサTH2を用いることで、加圧ローラ2の表面に傷や削れを発生させないため、長寿命化に繋がる。非接触の温度検知センサTH2として、サーモパイルを用いることができる。温度検知センサTH2で検知した温度情報は、制御部102にフィードバックされる。
Thus, in the present embodiment, the non-contact temperature detection sensor TH2 is used to measure the surface temperature of the pressure roller 2 (see FIG. 2). By using such a non-contact temperature detection sensor TH2, the surface of the
本実施形態では、定着ベルト1の発熱を蓄熱する加圧ローラ(蓄熱部)2の通紙部に対応する温度を検知する簡単な構成を有しながらも、検知した加圧ローラ2の温度に基づき、磁束遮蔽部材11を通紙部側に移動させる移動タイミングを適切に設定できる。これにより、加熱領域における記録材端部での非通紙部昇温を確実に低減することができ、定着ベルト1の耐久性を向上することができる。
In the present embodiment, the temperature of the
また、本実施形態では、磁性体コア7a、7bの移動と、磁束遮蔽部材11の移動とを単一の駆動源であるモータMを制御することで実行しており、また、規制部材73等の構成部品を長手方向に大きくする必要もないため、構成を煩雑にすることがない。これにより、省スペースな構成で、多種類の記録材サイズに対応して非通紙部昇温を回避することができる。なお本実施形態では、蓄熱温度検知手段が通紙部に対応する加圧ローラ温度を検知する構成であるが、この構成に限定する意図ではない。蓄熱温度検知手段は非通紙部に対応する加圧ローラ温度を検知する構成にすることもできる。
In the present embodiment, the movement of the
<第2の実施形態>
次に、図22(a),(b)、図23、図24及び図25を参照して、構成を一部変更した第2の実施形態について説明する。なお、前述した第1の実施形態と共通する構成部分には、同じ符号を付してその説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, with reference to FIGS. 22A, 22B, 23, 24, and 25, a second embodiment in which the configuration is partially changed will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component which is common in 1st Embodiment mentioned above, and the description is abbreviate | omitted.
本実施形態では、主に位置検出センサ89と複数のフラグ部73dとに基づいて位置検出センサ89の所定の切り替わり数を決定する。これにより、非通紙部昇温の抑制を実行する。すなわち、一対の規制部材73の一方には、第1の実施形態のホームポジションセンサ81の近傍に、フォトインタラプタから成る位置検出センサ89が配置されている。更に、この一方の規制部材73には、フラグ部73aに対するフラグ部73aとは別に、規制部材73の移動に伴って同じピッチで位置検出センサ89を順次通過する櫛歯状の複数のフラグ部73dが形成されている。
In the present embodiment, the predetermined number of switching of the
図23に示すように、制御部102は、画像形成装置15に設置されている操作部に接続され、コンピュータ内の記録材サイズ入力部111の信号を読み取り、ホームポジションセンサ81の信号と位置検出センサ89の信号に基づきモータMを制御する。
As shown in FIG. 23, the
次に、図24を参照して、本実施形態における動作時の流れについて説明する。まず、プリントジョブが開始すると、ステップS41において、制御部(CPU)102が記録材サイズ入力部111の信号から記録材サイズの入力値を読み取る。そして、記録材サイズの入力値に合わせて制御部102の演算により、位置検出センサ89の所定の切り替わり数C2を決定する(S42)。
Next, with reference to FIG. 24, the flow during operation in the present embodiment will be described. First, when a print job is started, in step S41, the control unit (CPU) 102 reads the input value of the recording material size from the signal of the recording material
そして、ステップS43,S45において、ホームポジションセンサ81がONするまで規制部材73を図22の矢印Y2方向へ移動させるようにモータMを回転させる。ステップS43にて、ホームポジションセンサ81がONしてホームポジションに位置したら、ステップS44にて規制部材73をY1方向に移動させるようにモータMを回転させる。
In steps S43 and S45, the motor M is rotated so that the regulating
引き続き、制御部102は、ホームポジションセンサ81の入力信号を読み取り(S46)、OFF状態になった場合は、規制部材73がホームポジションに位置していないと判断する。この場合、規制部材73は記録材搬送方向と直交する幅方向(搬送幅方向)の中央側に寄っている。そのため、規制部材73を矢印Y2方向へ移動させるようにモータMを回転させるべく、ステップS42で決定した位置検出センサ89の所定切り替わり数C2だけ規制部材73を移動させる(S47)。これにより、磁性体コア7a、7bの移動動作が終了する。
Subsequently, the
引き続き、ステップS48において通紙を開始する。この通紙時の初期状態を図25(a)に示す。更に、ステップS49にて、連続通紙の所定枚数に到達したか否かを判断し、到達した場合は、ステップS50に進む。このステップS50では、図25(b)に示すように、規制部材73を移動させながら位置検出センサ89で基準取りを行う。そして、モータMを所定のパルス数C3だけ移動させて、磁束遮蔽部材11を通紙部側に所定量だけ移動させる(S51)。
Subsequently, in step S48, paper feeding is started. FIG. 25A shows an initial state when the paper is passed. Further, in step S49, it is determined whether or not the predetermined number of continuous sheets has been reached. If so, the process proceeds to step S50. In step S50, as shown in FIG. 25 (b), the
本実施形態によっても、第1の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。 Also according to this embodiment, substantially the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
<第3の実施形態>
前述の第1、第2の実施形態では加圧ローラ2の温度に基づき非通紙部昇温の低減制御を行ったが、本実施形態では、蓄熱部としての圧力付与部材3の温度を検知することに基づき磁束遮蔽部材11の移動タイミングを制御し、非通紙部昇温の低減を図る。なお、図26及び図27は、本実施形態における説明図である。前述した第1及び第2の実施形態と共通する構成部分には、同じ符号を付してその説明を省略する。
<Third Embodiment>
In the first and second embodiments described above, the temperature increase of the non-sheet passing portion is controlled based on the temperature of the
図26に示すように、蓄熱部としての圧力付与部材3の温度を測定するために、圧力付与部材3の加圧ローラ2に対向する面とは逆側の面に、接触式のサーミスタ等の、蓄熱温度検知手段としての温度検知センサTH3が配置されている。
As shown in FIG. 26, in order to measure the temperature of the
従って、本実施形態では、定着ベルト1の目標温度到達時における圧力付与部材3の温度を検知し、前述の実施形態と同様に、通紙枚数における磁束遮蔽部材11の移動量を、図27に示すテーブル表に読みに行く。
Therefore, in this embodiment, the temperature of the
本実施形態での磁束遮蔽部材11の移動タイミングは、図27に示すように、通紙枚数における磁束遮蔽部材11の移動量と共にテーブル表として予め決められている。
As shown in FIG. 27, the movement timing of the magnetic
図27に示すテーブル表では、定着ベルト1の目標温度到達時の圧力付与部材3の温度を、
(i)圧力付与部材温度<50℃
(ii)50℃≦圧力付与部材温度<120℃
(iii)120℃≦圧力付与部材温度<160℃
(iv)160℃≦圧力付与部材温度
として4パターン化している。
In the table shown in FIG. 27, the temperature of the
(I) Pressure applying member temperature <50 ° C
(Ii) 50 ° C. ≦ pressure applying member temperature <120 ° C.
(Iii) 120 ° C. ≦ pressure applying member temperature <160 ° C.
(Iv) Four patterns are formed as 160 ° C. ≦ pressure applying member temperature.
そして、各パターン毎での通紙枚数と銅板(磁束遮蔽部材11)挿入量とを、異なる枚数の場合としてそれぞれ設定している。 Then, the number of sheets to be passed for each pattern and the insertion amount of the copper plate (magnetic flux shielding member 11) are set as different numbers.
つまり、(i)圧力付与部材温度<50℃の場合は、
(A)通紙枚数が10枚のときに磁束遮蔽部材11を片側3mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(B)通紙枚数が100枚のときに磁束遮蔽部材11を片側6mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(C)通紙枚数が300枚のときに磁束遮蔽部材11を片側9mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(D)通紙枚数が600枚のときに磁束遮蔽部材11を片側12mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
That is, (i) when the pressure applying member temperature <50 ° C.,
(A) When the number of sheets passed is 10, the magnetic
(B) When the number of sheets to be passed is 100, the magnetic
(C) When the number of sheets to be passed is 300, the magnetic
(D) When the number of sheets to be passed is 600, the magnetic
また、(ii)50℃≦圧力付与部材温度<120℃の場合は、
(E)通紙枚数が8枚のときに磁束遮蔽部材11を片側3mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(F)通紙枚数が30枚のときに磁束遮蔽部材11を片側6mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(G)通紙枚数が100枚のときに磁束遮蔽部材11を片側9mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(H)通紙枚数が200枚のときに磁束遮蔽部材11を片側12mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
In the case of (ii) 50 ° C. ≦ pressure applying member temperature <120 ° C.
(E) When the number of sheets to be passed is 8, the magnetic
(F) When the number of sheets to be passed is 30, the magnetic
(G) When the number of passing sheets is 100, the magnetic
(H) When the number of sheets to be passed is 200, the magnetic
更に、(iii)120℃≦圧力付与部材温度<160℃の場合は、
(I)通紙枚数が6枚のときに磁束遮蔽部材11を片側3mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(J)通紙枚数が20枚のときに磁束遮蔽部材11を片側6mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(K)通紙枚数が50枚のときに磁束遮蔽部材11を片側9mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(L)通紙枚数が100枚のときに磁束遮蔽部材11を片側12mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
Furthermore, (iii) when 120 ° C. ≦ pressure applying member temperature <160 ° C.
(I) When the number of sheets to be passed is 6, the magnetic
(J) When the number of sheets to be passed is 20, the magnetic
(K) When the number of sheets to be passed is 50, the magnetic
(L) When the number of sheets to be passed is 100, the magnetic
また、(iv)160℃≦圧力付与部材温度の場合は、
(M)通紙枚数が5枚のときに磁束遮蔽部材11を片側3mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(N)通紙枚数が10枚のときに磁束遮蔽部材11を片側6mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(O)通紙枚数が20枚のときに磁束遮蔽部材11を片側9mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
(P)通紙枚数が30枚のときに磁束遮蔽部材11を片側12mmだけ発熱幅を狭める方向に移動させる。
In the case of (iv) 160 ° C. ≦ pressure applying member temperature,
(M) When the number of sheets to be passed is 5, the magnetic
(N) When the number of sheets to be passed is 10, the magnetic
(O) When the number of sheets to be passed is 20, the magnetic
(P) When the number of sheets to be passed is 30, the magnetic
以上のような本実施形態によっても、第1の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。つまり、圧力付与部材3を含む系の蓄熱状態を判断して、磁束遮蔽部材11の移動タイミングを制御することで、定着ベルト1の非通紙部昇温が耐久破壊温度を超えることを防止し、耐久寿命を向上させることができる。
According to this embodiment as described above, substantially the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In other words, the heat storage state of the system including the
更に、本実施形態では、制御手段としての制御部102が、定着ベルト1が目標温度に達した時点での温度検知センサTH3により検知した温度が低い程、磁束遮蔽部材11の移動タイミングを遅く設定することができる。また、制御部102は、磁束遮蔽部材11の移動量を、記録材Pの通紙枚数の増加に応じて増加させることができる。
Furthermore, in the present embodiment, the lower the temperature detected by the temperature detection sensor TH3 when the
なお、蓄熱状態の判断材料である蓄熱部としては、前述した加圧ローラ2や圧力付与部材3に限らず、ステー4等の温度を検知することで代替することも可能である。
In addition, as a heat storage part which is a judgment material of a heat storage state, it can replace by not only the
1…加熱回転体(定着ベルト)、2…蓄熱部,ニップ形成部材(加圧ローラ)、3…蓄熱部,当接部材(圧力付与部材)、15…画像形成装置、16…像加熱装置(定着装置)、11…磁束遮蔽部材、71…加熱領域設定手段(コア移動機構)、100…誘導加熱装置、102…制御手段(制御部)、N…加熱ニップ部(定着ニップ部)、P…記録材、PY,PC,PM,PK…画像形成部、TH1…加熱温度検知手段(温度検知センサ)、TH2,TH3…蓄熱温度検知手段(温度検知センサ)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記加熱回転体により発した熱が蓄熱される蓄熱部における温度を検知する蓄熱温度検知手段を有し、
前記誘導加熱装置は、
前記加熱回転体に入射する磁束の前記搬送幅方向に沿った磁束密度分布を変更し、記録材の前記搬送幅方向の長さに応じて前記加熱領域を設定する加熱領域設定手段と、
前記加熱領域設定手段により設定された前記加熱領域よりも記録材の非通紙部側に配置され、前記通紙部側に移動可能な磁束遮蔽部材と、
前記蓄熱温度検知手段による検知温度に基づき、前記磁束遮蔽部材を前記通紙部側に移動させる移動タイミングを設定して、非通紙部昇温を低減する制御手段と、を有する、
ことを特徴とする像加熱装置。 Induction for induction heating of the heating rotator by variably setting a heating area of the heating rotator that contacts and heats the recording material, and induction heating by the heating rotator in the conveyance width direction orthogonal to the recording material conveyance direction. In an image heating apparatus comprising a heating device,
Having a heat storage temperature detecting means for detecting a temperature in a heat storage section where heat generated by the heating rotating body is stored;
The induction heating device includes:
A heating area setting means for changing the magnetic flux density distribution along the conveyance width direction of the magnetic flux incident on the heating rotating body, and setting the heating area according to the length of the recording material in the conveyance width direction;
A magnetic flux shielding member that is disposed closer to the non-sheet passing portion side of the recording material than the heating region set by the heating region setting means and is movable to the sheet passing portion side;
Control means for setting a movement timing for moving the magnetic flux shielding member to the paper passing part side based on a temperature detected by the heat storage temperature detecting means and reducing a non-paper passing part temperature rise;
An image heating apparatus.
前記ニップ形成部材は、前記蓄熱部である、
ことを特徴とする請求項1記載の像加熱装置。 A nip forming member that contacts the heating rotator to form a heating nip portion of the recording material;
The nip forming member is the heat storage part.
The image heating apparatus according to claim 1.
前記加熱回転体内に配置され、前記加熱ニップ部を形成するように前記加熱回転体の内面に当接する当接部材と、を有し、
前記当接部材は、前記蓄熱部である、
ことを特徴とする請求項1記載の像加熱装置。 A nip forming member that contacts the heating rotator to form a heating nip portion of the recording material;
An abutting member disposed in the heating rotator and abutting against an inner surface of the heating rotator so as to form the heating nip portion;
The contact member is the heat storage unit,
The image heating apparatus according to claim 1.
前記制御手段は、
前記加熱回転体が目標温度に達した時点での前記蓄熱温度検知手段により検知した温度が低い程、前記磁束遮蔽部材の移動タイミングを遅く設定する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の像加熱装置。 Having a heating temperature detecting means for detecting the temperature in the heating rotating body;
The control means includes
The lower the temperature detected by the heat storage temperature detection means when the heating rotator reaches the target temperature, the slower the movement timing of the magnetic flux shielding member is set.
The image heating apparatus according to claim 1, wherein the image heating apparatus is an image heating apparatus.
前記磁束遮蔽部材の移動量を、記録材の通紙枚数の増加に応じて増加させる、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の像加熱装置。 The control means includes
Increasing the amount of movement of the magnetic flux shielding member in accordance with an increase in the number of sheets of recording material passed,
The image heating apparatus according to claim 1, wherein the image heating apparatus is an image heating apparatus.
前記定着装置は、請求項1乃至5のいずれか1項記載の像加熱装置である、
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising: an image forming unit that forms a toner image on a recording material; and a fixing device that fixes the toner image formed on the recording material by the image forming unit to the recording material.
The image fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is an image heating device according to claim 1.
An image forming apparatus.
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