JP2002323829A - 像加熱装置 - Google Patents
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Abstract
た装置の入力インピーダンスが変化しても最適な電力供
給を行える、記録材に形成された画像を加熱するための
誘導加熱装置を提供する。 【解決手段】記録材Pに形成された画像を加熱するため
の誘導加熱装置106であって、:発熱部材1と、発
熱部材に渦電流を誘発させる磁場を発生するための励磁
コイル2を有し、記録材に形成された画像を加熱するた
めの加熱手段4と、:発熱部材の温度を検知するため
の温度検知素子8と、:温度検知素子で検知される温
度が設定温度に維持されるように励磁コイルに対する通
電周波数を制御する制御手段と、を有し、加熱手段の入
力インピーダンスは可変であり、制御手段は温度検知素
子で検知された温度と前記加熱手段の入力インピーダン
スに関する情報に従って通電周波数を制御する、ことを
特徴とする像加熱装置。
Description
に搭載されている加熱定着器や、画像の表面状態を改質
する装置、等の像加熱装置に関し、特に、電磁誘導の原
理を用いて熱を発生させる像加熱装置に関する。
像プロセスを採用したプリンタ・複写機・ファクシミリ
などの画像形成装置において、作像プロセス部で記録材
(転写材・印字用紙・感光紙・静電記録紙等)に転写方
式あるいは直接方式で形成担持させた目的の画像情報の
未定着トナー像を固着像として熱定着処理する加熱装置
としては種々の原理・方式のものが知られており、また
実用に供されている。
誘導加熱方式の加熱装置も種々のタイプのものが提案さ
れている。
は、定着ローラと、該定着ローラ内部を通り、閉磁路を
形成するためのコアと、該コアに巻装され、直列に接続
されている第1および第2コイルと、該第1および第2
コイルに交流を流すための電源回路とで構成されてお
り、前記定着ローラの昇温開始から予め決められた一定
時間の間、前記第1および第2コイルの両方に前記電源
回路からの交流を供給し、該一定時間経過後からは前記
第1コイルにのみ交流を供給するように回路を切り換え
る制御装置と、を有し、昇温初期においてコイルに流れ
る電流を抑制し、かつ、昇温速度が極力遅くならないよ
うにしている誘導加熱定着装置が提案されている。
は、巻き枠に巻装された導線からなる誘導加熱コイルを
加熱ローラ内に配置し、移動可能なコアと、2つのコイ
ルとで構成されており、加熱ローラの軸方向端部の温度
に応じて、コアの移動、または、コイルに流す電流を制
限し、当該端部を通過する磁束を可変することにより、
定着動作に伴う定着ローラ表面の軸方向での温度ムラを
解消している誘導加熱定着装置が提案されている。
は、金属スリーブと励磁コイルとの間に、励磁コイルか
ら金属スリーブへ届く磁束の一部を遮蔽する磁束遮蔽手
段を配置し、該磁束遮蔽手段の位置を、金属スリーブに
おける通紙範囲に応じて、変位手段により変化させるこ
とにより、通紙する記録材のサイズの種類によらず昇温
される金属スリーブの熱分布をコントロール可能として
いる誘導加熱方式の定着装置が提案されている。
装置は、トナー像を記録材に定着させるものであり、ト
ナーの定着性が最適になるように高精度な温度管理が求
められる。このため、トナー像と接触する金属スリーブ
の温度が目標温度から大きく外れないように温度制御す
る必要がある。
つのコイルヘの通電を切換えたり、コアを移動したりす
ることが記載されている。
入力インピーダンスの変動を伴う。
の供給電力が変動するので、例えば、金属スリーブの温
度を検知する温度センサの検知温度が設定温度を維持す
るようにコイルヘの通電を制御していても、所望の供給
電力が得られないために金属スリーブの温度上昇が遅
れ、金属スリーブの温度のリップルが大きくなってしま
う。また、入力インピーダンスの変動は加熱装置の温度
にも依存する。すなわち、コイルヘの供給電力の変動は
加熱装置の温度にも依存する。このように、加熱装置の
形態の変化や温度の変化等によって入力インピーダンス
が変動してしまい、コイルヘの供給電力が安定せず、金
属スリーブの温度のリップルが大きくなる。よってトナ
ーの定着性にも影響が出てしまう。本発明は上述の課題
に鑑みて成されたものであり、その目的は、加熱部材の
温度のリップルを小さくできる、記録材に形成された画
像を加熱するための誘導加熱装置を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、加熱装置の入力インピーダン
スが変化しても最適な電力供給を行える、記録材に形成
された画像を加熱するための誘導加熱装置を提供するこ
とにある。本発明の更なる目的は添付図面を参照しつつ
以下の詳細な説明を読むことによって明らかになるであ
ろう。
徴とする像加熱装置である。
ための誘導加熱装置であって、発熱部材と、前記発熱部
材に渦電流を誘導させる磁束を発生するための励磁コイ
ルを有し、記録材に形成された画像を加熱するための加
熱手段と、前記発熱部材の温度を検知するための温度検
知素子と、前記温度検知素子で検知される温度が設定温
度を維持するように前記励磁コイルに対する通電周波数
を制御する制御手段と、を有し、前記加熱手段の入力イ
ンピーダンスは可変であり、前記制御手段は前記温度検
知素子で検知された温度と前記加熱手段の入力インピー
ダンスに関する情報に応じて前記通電周波数を制御す
る、ことを特徴とする像加熱装置。
は前記発熱部材に作用する磁束の変化によって変わるこ
とを特徴とする(1)に記載の像加熱装置。
の巻き数を変えることができ、前記加熱手段の入力イン
ピーダンスは前記励磁コイルの巻き数によって変わるこ
とを特徴とする(2)に記載の像加熱装置。
ルによって発生する磁束を案内する移動可能なコアを有
し、前記加熱手段の入力インピーダンスは前記コアの位
置によって変わることを特徴とする(2)に記載の像加
熱装置。
に作用する磁束を規制する移動可能な規制部材を有し、
前記加熱手段の入力インピーダンスは前記規制部材の位
置によって変わることを特徴とする(2)に記載の像加
熱装置。
は前記装置の動作に対応して予め設定されていることを
特徴とする(1)に記載の像加熱装置。
は前記発熱部材の温度が前記設定温度に立ち上がるまで
の期間と、前記設定温度に立ち上がった後の期間で異な
ることを特徴とする(1)に記載の像加熱装置。
は前記記録材のサイズに対応して予め設定されているこ
とを特徴とする(1)に記載の像加熱装置。
ピーダンスに対応する温度−周波数テーブルを有するこ
とを特徴とする(1)に記載の像加熱装置。
画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレーザビ
ームプリンタである。
り、OPC、アモルファスSe、アモルファスSi等の
感光材料がアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の
基盤上に形成されている。
の周速度をもって回転駆動され、まず、その表面は帯電
装置としての帯電ローラ102によって所定の極性・電
位に一様帯電される。
ザスキャナ103により、画像情報に応じてON/OF
F制御されたレーザビームによる走査露光Lが施され、
静電潜像が形成される。
像として現像、可視化される。現像方法としては、ジャ
ンピング現像法、2成分現像法、FEED現像法などが
用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用
いられることが多い。
の転写ローラ105により、所定のタイミングで搬送さ
れた記録材P上に感光ドラム101上より転写される。
画像形成位置と記録材Pの先端の書き出し位置が合致す
るようにセンサ108にて記録材Pの先端を検知し、タ
イミングを合わせている。所定のタイミングで搬送され
た記録材Pは感光ドラム101と転写ローラ105に一
定の加圧力で挟持搬送される。
定着装置(定着器)106へと搬送され、永久画像とし
て加熱定着される。
の残留トナーは、クリーニング装置107により感光ド
ラム101表面より除去される。
ーラタイプ電磁誘導加熱装置である。図2は該装置10
6の拡大横断面模型図、図3は一部切り欠き背面模型図
(記録材出口側)である。図4は構成図(ブロック図)
である。
の円筒状ローラ(誘導加熱される加熱用回転体、以下、
定着ローラと記す)である。この定着ローラ1はその両
端部側を軸受51を介して装置の手前側と奥側のシャー
シ側板50間に回転自由に装着してある。
金回りに同心一体にローラ状に成形被覆させた、シリコ
ーンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂などの耐熱性・弾性
材層6とで構成されている。この加圧ローラ7は上記の
定着ローラ1の下側において定着ローラ1に並行に配置
され、芯金5の両端部側を軸受52を介して装置の手前
側と奥側のシャーシ側板50間に回転自由に保持させる
とともに、その軸受52を付勢手段(付勢ばね)53に
より押し上げ付勢させて加圧ローラ7の耐熱性・弾性材
層6を定着ローラ1の下面に対して所定の押圧力で圧接
させて配設してある。この加圧ローラ7の定着ローラ1
に対する圧接により、加圧ローラ7の耐熱性・弾性材層
6が定着ローラ1との圧接部で弾性に抗して変形するこ
とによって定着ローラ1との間に被加熱材加熱部として
の所定幅の定着ニップ部Nが形成される。
た磁場発生手段アセンブリであり、定着ローラ1の長手
方向に長い横長のアセンブリである。磁場発生手段アセ
ンブリ4は、励磁コイル2と、横断面I字型の磁性コア
(励磁鉄心)3とを有している。励磁コイル2は銅線を
一方向に複数回巻いて形成され、磁性コア3は励磁コイ
ル2の銅線と直交するように配置され磁路を形成する。
磁性コア3は磁性材からなり、例えば、フェライトコア
または積層コアからなる。
発生手段アセンブリ4は、その両端部側を不図示のホル
ダを介して装置の不動部材に固定して非回転に支持させ
てあり、定着ローラ1の内周面との間に所定の隙間αを
存して定着ローラ1の内周面に対して非接触に配設して
ある。
て配設したドライブギアであり、このドライブギアGに
不図示の駆動系から回転力が伝達されることで定着ロー
ラ1が図2において矢印の方向に所定の周速度をもって
回転駆動される。加圧ローラ7はこの定着ローラ1の回
転駆動に従動して回転する。この加圧ローラ7も回転駆
動する装置構成にすることもできる。
スタ等)であり、定着ニップ部Nの記録材出口側の近傍
であって、定着ローラ1の長手方向のほぼ中央部の位置
に、定着ローラ1に近接対向させて不図示の支持部材で
保持させて配設してある。
部)、10は周波数可変電源(励磁コイルに交流電流を
流すための周波数可変交流電源)、20は励磁コイル2
の入力インピーダンスを可変するインピーダンス可変手
段である。
圧ローラ7も回転し、周波数可変電源10から磁場発生
手段4の励磁コイル2に高周波電流が印加されることで
発生する交番磁場により定着ローラ1の磁性金属に高周
波誘導電流(渦電流)が誘起されて定着ローラの磁性金
属層が電磁誘導発熱(ジュール熱)し、定着ローラが所
定の温度に立ち上がった状態において、定着ニップ部N
に被加熱材としての記録紙Pが導入されて挟持搬送され
ることで、定着ローラ1の熱とニップ圧により未定着ト
ナー画像tが記録紙P上に定着される。
る。サーミスタ等の温度検知素子8は、定着ローラ1の
温度を検知し、その検知温度情報がCPU9と周波数可
変電源10とに入力する。CPU9は励磁コイル2の入
力インピーダンスを切替える必要があれば、インピーダ
ンス可変手段20に対し、インピーダンスを切替える。
また、入力する検知温度情報と現状のシーケンス状態に
基づいて、定着装置の目標温度の情報と最大供給電力の
情報とを周波数可変電源10に指示する。例えば、定着
電力立ち上げ時は、定着装置を出来るだけ早く立ち上げ
るために最大電力情報を許容される最大電力に設定す
る。定着ローラの温度がスタンバイ温度に到達したら、
その後定着ローラの温度がスタンバイ温度を維持するよ
うにコイルへの通電を制御する。定着時も目標とする定
着温度を維持するようにコイルへの通電を制御する。
温度差に基づいて、定着ニップ部Nの温度が所定の定着
温度に温調されるように励磁コイル2への電力供給を制
御する。周波数可変電源10は、検知温度情報が目標温
度の情報より低い場合には、供給電力を上げて、定着ロ
ーラの温度をあげる。検知温度情報が目標温度の情報よ
り高い場合には、供給電力を下げて、定着ローラの温度
を下げる。したがって、目標温度に向かうと共に目標温
度に制御することができる。
方法を説明する。図6に励磁コイルの入力インピーダン
スの等価回路と特性例を示す。
発生手段4で熱に変わる抵抗成分で、Rfは定着ローラ
1で熱に変わる抵抗成分で、Lfはインダクタンス成分
である。(b)はRcの周波数特性例、(c)はRfの
周波数特性例、(d)はLfの周波数特性例で、「コイ
ルの巻数が10ターン、温度が25度」、「コイルの巻
数が10ターン、温度が190度」、「コイルの巻数が
8ターン、温度が190度」、の例を示してある。
式(1)で表される。
結果が(e)の供給電力の周波数特性例である。
周波数を下げていくことにより、定着装置に供給する電
力を上げることができ、また、インピーダンス可変手段
20で励磁コイル2の入力インピーダンスを変化させる
と、(e)の供給電力の周波数特性が変化する。変化し
た供給電力の周波数特性に応じて、同じ供給電力を供給
できるように、周波数可変電源10の周波数を変化させ
ることができる。
じてインピーダンス可変手段で励磁コイル2の入力イン
ピーダンスを変化させても、供給電力が減らず、最大供
給電力を供給し続けることができ、早い温度立ち上がり
が得られ、クイックスタートが可能になる。
ーダンス可変手段20で励磁コイル2の入力インピーダ
ンスを変化させても、同じ供給電力を供給し続けること
ができ、温度の変化を少なくでき、温度リップルの少な
い安定した発熱を維持できる。
きの定着ローラ1へ熱変換効率(=定着ローラ1への熱
/供給電力)は下式(2)で表される。
例です。図より、熱変換効率のよい周波数が存在する。
すなわち、周波数可変電源10の周波数を熱変換効率の
よい周波数に設定することにより、効率のよい誘導加熱
定着装置を提供することができる。
た発熱、及び良好な温度立ち上がりが得られ、効率がよ
く、クイックスタートが可能な誘導加熱定着装置を提供
することができる。
本発明の概念をより具体的にしたものである。
断面模型図、図8は一部切り欠き背面模型図(記録材出
口側)である。図9は構成図、図10は制御系の動作フ
ローチャートである。実施の形態1の加熱定着装置と共
通する構成部材・部分には共通の符号を付して再度の説
明を省略する。
に第二の励磁コイル21を付加して、リレー22・23
の制御により、励磁コイル2のみに電力供給した状態
と、励磁コイル2と第二の励磁コイル21に電力供給し
た状態とを切換えるようにしている。
とえば8回巻いて形成され、第二の励磁コイル21は銅
線を一方向に複数回、たとえば2回巻いて形成され、磁
性コア3は励磁コイル2の銅線、第二の励磁コイル21
の銅線と直交するように配置され磁路を形成する。
ー22・23が励磁コイル2の入力インピーダンスを可
変するインピーダンス可変手段を構成している。
ラ1の温度を検知し、その検知温度情報がCPU9と周
波数可変電源10とに入力する。
時、例えば供給電力を大きくしたい時は、リレー23を
OFF、リレー22をONにし、供給電力を小さくした
い時は、リレー22をOFF、リレー23をONにす
る。また、入力する検知温度情報と現状のシーケンス状
態に基づいて、定着装置の目標温度の情報と最大供給電
力の情報とを周波数可変電源10に指示する。
標温度の情報と最大供給電力の情報に基づいて、定着ニ
ップ部Nの温度が所定の定着温度に温調されるように励
磁コイル2への電力供給を制御する。
と、(f)の定着ローラの熱変換効率の周波数特性例
で、「コイルの巻数が10ターン、温度が25度」、
「コイルの巻数が10ターン、温度が190度」、「コ
イルの巻数が8ターン、温度が190度」、の例を示し
てある。
リレー22をOFF、リレー23をONにし、励磁コイ
ルの巻数を10回(励磁コイル2+第二励磁コイル2
1)とし、周波数可変電源10に対して、最大電力情報
を許容される最大電力に設定しておき、温度の情報をス
タンバイ時の温度に設定しておく。
り、定着装置の温度が上がるにしたがって、周波数可変
電源10の周波数を低くすることにより、同じ最大電力
を供給することができる。
効率より、温度が上昇すると10ターンのままでは定着
ローラの熱変換効率が悪くなるので、190℃の付近で
の周波数−熱変換効率が10ターンの場合とほぼ等しい
8ターンに切換える。つまり温度が所定の温度に到達し
た時、CPU9はリレー23をOFF、リレー22をO
Nにし、励磁コイルの巻数を8回(励磁コイル2のみ)
とし、周波数可変電源10に対して、温度の情報をスタ
ンバイ時の温度に設定しておく。このとき、周波数可変
電源10の周波数を上げて、定着装置に供給する電力を
同じにすることができるとともに、定着ローラ1の熱変
換効率がよくなる。
態で定着ローラ1の温度が190℃付近まで上昇する
(例えばこのときの通電周波数は30kHz)と、温度
が低い時と同じ周波数で通電しても図6の(e)のよう
に温度が低い時よりコイルヘの入力電力が低下してしま
う(図6の(e)のグラフでは750Wから600Wへ
低下している)。したがって、この状態のまま、すなわ
ち定着ローラの温度が高いときも定着ローラの温度が低
い状態の時の「検知温度一通電周波数」テーブルを使っ
てコイルヘの通電制御を行うと、コイルヘ所望の電力供
給ができない。
れば理解されるように、コイルヘの通電周波数を下げれ
ば(例えば30kHzから23kHzへ下げる)、25
℃の時とほぼ同じ入力電力(750W)を確保できる。
の(f)に示された特性図のように、定着ローラにおけ
る熱変換効率が大きく下がってしまう。
190℃に達したら使用するコイルの巻き数を8ターン
に減らす(入力インピーダンスを変える)。使用するコ
イルの巻き数を8ターンに減らす(入力インピーダンス
を変える)ことにより、図6の(e)に示す特性から、
10ターンで25℃の時の入力電力(750W)と同じ
入力電力を得るために周波数を30kHzから40kH
zに上げることができる。図6の(f)に示す特性を参
照すれば理解されるように、コイルのターン数を10タ
ーンから8ターンに変えても周波数を上げることにより
熱変換効率の低下は抑えられる。
度が所定温度まで立ち上がった後のコイルのターン数を
定着ローラの温度が所定温度まで立ち上がるまでのコイ
ルのターン数より減らし、且つ各ターン数に対応する
「検知温度一通電周波数」テーブルを用いてコイルヘの
通電を制御することにより、熱変換効率の低下を抑えつ
つ定着ローラが所定温度を維持するために必要な入力電
力を確保できる。
た発熱、及び良好な温度立ち上がりが得られ、効率がよ
く、クイックスタートが可能な電磁誘導加熱定着装置を
提供することができる。さらに、立ち上がりの早い、発
熱効率のよい最適な電力供給ができる。
横断面模型図、図12は一部切り欠き背面模型図(記録
材出口側)である。図13は構成図、図14は制御系の
動作フローチャートである。実施の形態1の加熱定着装
置と共通する構成部材・部分には共通の符号を付して再
度の説明を省略する。
磁性コア3と、両端部側の第二と第三の磁性コア24,
25の3分割体にし、第二と第三の磁性コア24,25
を例えば電磁ソレノイド−プランジャ等を含む上下動機
構24A,25Aで上下移動制御する構成にしている。
て形成され、磁性コア3および第二の磁性コア24、第
三の磁性コア25は励磁コイル2の銅線と直交するよう
に配置され磁路を形成する。磁性コア3および第二の磁
性コア24、第三の磁性コア25は磁性材からなり、例
えば、フェライトコアまたは積層コアからなる。
磁性コア25、上下動機構24A,25Aが励磁コイル
2の入力インピーダンスを可変するインピーダンス可変
手段を構成している。
度検知素子であり、定着ニップ部Nの記録材出口側の近
傍であって、定着ローラ1の長手方向のほぼ中央部の位
置と両端部側の位置に、定着ローラ1に近接対向させて
不図示の支持部材で定置保持させて配設してある。
温度を検知し、その検知温度情報がCPU9と周波数可
変電源10とに入力する。
24に相対する位置に配置し、定着ローラ1の第一の端
部の温度を検知し、その検知温度情報がCPU9に入力
する。
ア25に相対する位置に配置し、定着ローラ1の第二の
端部の温度を検知し、その検知温度情報がCPU9に入
力する。
を切替える必要があれば、即ち、.第一の端部への熱
供給を大きくしたい時は、上下動機構24Aを制御して
第二の磁性コア24を下降させて該磁性コア24を定着
ローラ1の内面の近くに移動させる。.第二の端部へ
の熱供給を大きくしたい時は、上下動機構25Aを制御
して第三の磁性コア25を下降させて該磁性コア25を
定着ローラ1の内面の近くに移動させる。.第一の端
部への熱供給を小さくしたい時は、上下動機構24Aを
制御して第二の磁性コア24を上昇させて該磁性コア2
4を定着ローラ1の内面から遠くに移動させる。.第
二の端部への熱供給を小さくしたい時は、上下動機構2
5Aを制御して第三の磁性コア25を上昇させて該磁性
コア25を定着ローラ1の内面から遠くに移動させる。
中央部の検知温度情報と現状のシーケンス状態に基づい
て、定着装置の目標温度の情報と最大供給電力の情報と
を周波数可変電源10に指示する。
央部の検知温度情報と目標温度の情報と最大供給電力の
情報に基づいて、定着ニップ部Nの温度が所定の定着温
度に温調されるように励磁コイル2への電力供給を制御
する。
定着ローラ1の中央部と端部の温度が違ってきて、定着
不良の原因となる。そこで、CPU9は端部の第二の磁
性コア24と第三の磁性コア25とを上下移動すること
により、定着ローラ1の各端部の温度を制御することが
できる。しかしながら、コア24・25を移動すること
により、励磁コイル2の入力インピーダンスが変わる。
励磁コイル2の入力インピーダンスの変化に応じて、周
波数可変電源10の周波数を変化させることにより、必
要な最適電力を供給することができる。また、従来例の
ような不必要な抵抗損失(電流制限抵抗)等を必要とし
ない。
熱変換効率のよい周波数に設定することができ、効率の
よい電磁誘導加熱定着装置を提供することができる。
を変えることができ、端部温度むら制御に、発熱効率の
よい最適な電力供給ができる。
抗)等がなく発熱効率がよい電磁誘導加熱定着装置を提
供できる。
横断面模型図、図16は一部切り欠き背面模型図(記録
材出口側)である。図17は構成図、図18は制御系の
動作フローチャートである。実施の形態1の加熱定着装
置と共通する構成部材・部分には共通の符号を付して再
度の説明を省略する。
て定着ローラ1の内面と磁場発生手段アセンブリ4との
間の隙間αに出入自在の磁気遮蔽部材26を設けて該部
材26を例えば電磁ソレノイド−プランジャ等を含む進
退移動機構26Aで定着ローラの内外に移動制御する構
成にしている。
機構26Aが励磁コイル2の入力インピーダンスを可変
するインピーダンス可変手段を構成している。
知し、その検知温度情報がCPU9と周波数可変電源1
0とに入力する。
を切替える必要があれば、即ち、.定着ローラ端部へ
の熱供給を大きくしたい時は、進退移動機構26Aを制
御して磁性遮蔽部材26を隙間α内から抜き出し移動さ
せてローラの外側に移動させる。.定着ローラ端部へ
の熱供給を小さくしたい時は、進退移動機構26Aを制
御して磁性遮蔽部材26を隙間α内に進入移動させてロ
ーラの内側に移動させる。
中央部の検知温度情報と現状のシーケンス状態に基づい
て、定着装置の目標温度の情報と最大供給電力の情報と
を周波数可変電源10に指示する。
央部の検知温度情報と目標温度の情報と最大供給電力の
情報に基づいて、定着ニップ部Nの温度が所定の定着温
度に温調されるように励磁コイル2への電力供給を制御
する。
紙するときは、磁性遮蔽部材26を定着ローラ1の外側
に移動し、紙幅サイズで定着する。定着装置の幅より小
さい紙幅サイズの紙を通紙するときは、紙幅サイズに応
じて、磁性遮蔽部材26を定着ローラ1の内側の非通紙
部領域に移動して、端部の温度上昇を抑えることができ
る。
移動することにより、定着ローラ端部の温度を制御する
ことができる。しかしながら、磁性遮蔽部材26を移動
することにより、励磁コイル2の入力インピーダンスが
変わる。励磁コイル2の入力インピーダンスの変化に応
じて、周波数可変電源10の周波数を変化させることに
より、必要最適な電力を供給することができる。
要最適な発熱効率のよい電力供給ができ、サイズに応じ
て、発熱効率のよい最適な電力供給ができる。
磁性コア3についてこれを上下動機構(不図示)により
上下移動制御する構成にする。
ば、即ち.供給電力を大きくしたい時は、上下動機構
を制御して磁性コア3を下降させて該磁性コア3を定着
ローラ1の内面の近くに移動させる。.供給電力を小
さくしたい時は、上下動機構を制御して磁性コア3を上
昇させて該磁性コア3を定着ローラ1の内面から遠退く
ように移動させる。これにより、前記の実施形態例2と
同様の効果を得ることができる。
センブリ4の励磁コイル2と磁性コア3の全体を上下動
機構(不図示)により上下移動制御する構成にする。
ば、即ち.供給電力を大きくしたい時は、上下動機構
を制御して磁場発生手段アセンブリ4を下降させて該磁
場発生手段アセンブリ4を定着ローラ1の内面の近くに
移動させる。.供給電力を小さくしたい時は、上下動
機構を制御して磁場発生手段アセンブリ4を上昇させて
該磁場発生手段アセンブリ4を定着ローラ1の内面から
遠退くように移動させる。これにより、前記の実施形態
例2と同様の効果を得ることができる。
性コアからなる磁場発生手段アセンブリを、励磁コイル
2と磁性コア3からなる主の磁場発生手段アセンブリ4
と、第二の励磁コイル21と第二の磁性コア24からな
る端部の磁場発生手段アセンブリ41とで構成してあ
る。
切替える必要があれば、即ち.ローラ端部への熱供給
を大きくしたい時は、上下動機構(不図示)を制御して
第二の磁性コア24を定着ローラの内面の近くに移動
し、.ローラ端部への熱供給を小さくしたい時は、第
二の磁性コア24を定着ローラの内面から遠くに移動こ
とにより、実施の形態3同様の効果を得ることができ
る。
幅サイズにすることにより、実施の形態4と同様の効果
を得ることができる。
定着装置において、CPUは定着ローラ1の端部への熱
供給を切替える必要があれば、即ち.ローラ端部への
熱供給を大きくしたい時は、上下動機構(不図示)によ
り第二の励磁コイル21と第二の磁性コア24からなる
端部の磁場発生手段アセンブリ41の全体を定着ローラ
1の内面の近くに移動し、.ローラ端部への熱供給を
小さくしたい時は、第二の励磁コイル21と第二の磁性
コア24からなる端部の磁場発生手段アセンブリ41の
全体を定着ローラ1の内面から遠くに移動ことにより、
実施の形態3と同様の効果を得ることができる。
コア24からなる端部の磁場発生手段アセンブリ41の
移動個所を紙幅サイズにすることにより、実施の形態4
と同様の効果を得ることができる。
定着装置において、CPUは定着ローラ1の端部への熱
供給を切替える必要があれば、即ち.ローラ端部への
熱供給を大きくしたい時は、実施の形態4のように磁性
遮蔽部材(26)をローラの外側に移動し、.ローラ
端部への熱供給を小さくしたい時は、磁性遮蔽部材(2
6)をローラの内側に移動する。温度に応じて、移動量
を変化させることにより、実施の形態4と同様の効果を
得ることができる。
は遮蔽部材または磁気吸収部材の移動、又は複数の励磁
コイルの切り替え時に、必要な電力に応じて、周波数を
かえて、発熱効率のよい電力供給ができる。
0、図21、図22は、本実施の形態6に係る電磁誘導
加熱定着装置を説明するためのフローチャートである。
本例では、定着器のウォームアップ中にプリント命令が
入った場合の装置の動作を説明する。
施の形態1のものと同様であるため、装置全体の説明を
省く。また、各部の動作の説明は前記実施の形態1から
4のものと同様であるため、異なる部分を除き説明を省
く。
を遮断するかどうか判断し、定着電力を遮断すべきとき
は、定着装置の電源をOFFしておく。
は、ウォームアップ状態にし、画像形成指示を待ち、最
初は指示がないので、スタンバイ設定処理aに進む。
て、初期設定されている紙幅サイズに応じて、非通紙部
の温度上昇を防ぐ方向に、実施の形態2〜5に示したよ
うなインピーダンス可変手段を動作させる。
スタンバイ温度に設定し、周波数可変電源に入力する。
力を周波数可変電源に入力する。次に定着電源をONに
する。但し、定着電源を異常時等でOFFする必要があ
ればOFFする。
温度に到達していれば、スタンバイ状態フラグをセット
し、スタンバイ状態に移る。
ォームアップ状態をつづける。
ば、プリント時の処理aに進む。プリント時の処理a
は、図21において、まず初期設定とは異なる紙サイズ
が指定された場合その紙幅サイズに応じて、非通紙部の
温度上昇を防ぐ方向に、インピーダンス可変手段を動作
させる。
温度)に設定し、周波数可変電源に入力する。
ォームアップ中に許される最大電力を周波数可変電源に
入力する。定着電源は、異常時等でOFFする。必要が
あればOFFする。
到達ししていれば、画像形成状態フラグをセットし、画
像形成状態に移る。
アップ状態をつづける。
は、初期設定されている紙幅サイズに応じて、インピー
ダンス可変手段により、励磁コイルの入力インピーダン
スを可変し、且つ最大電力を励磁コイルに通電する。初
期設定とは異なる紙サイズの指定があれば、その時点で
指定サイズに応じて、インピーダンス可変手段により、
励磁コイルの入力インピーダンスを可変し、励磁コイル
に交流電源から流す電流の周波数を可変する。これによ
り、紙幅サイズに応じて、最大電力供給ができ、立ち上
がりを早くできる。
た後、トナー像を担持する紙を定着器に通す。定着中
は、その時の入力インピーダンスに対応する「温度−周
波数」テーブルを用いてコイルへの通電周波数を制御す
る。
数をかえて、発熱効率のよい電力供給ができ、温度リッ
プルの小さい安定した発熱、及び良好な温度立ち上がり
が得られ、効率がよく、クイックスタートが可能な誘導
加熱定着装置を提供できる。
れた電力の中で、温度立ち上がりが早くでき、画像形成
がすぐにできる。また、定着中の定着ローラの温度変動
を小さく抑えることができる。
初期設定の紙幅サイズを小さいサイズに設定しておくこ
とにより、定着器をウォームアップする際に部分的な加
熱でよく、より早く温度立ち上がりが可能となり、クイ
ックスタートが可能な誘導加熱定着装置を提供できる。
0、図23、図24は、本実施の形態8に係る電磁誘導
加熱定着装置を説明するためのフローチャートである。
ームアップする最中にプリント指令が入力されず、スタ
ンバイ温度を維持した状態で待機する場合の装置の動作
を説明する。
施の形態1のものと同様であるため、装置全体の説明を
省く。また、各部の動作の説明は前記実施の形態1から
4のものと同様であるため、異なる部分を除き説明を省
く。
を遮断するかどうか判断し、定着電力を遮断すべきとき
は、定着装置の電源をOFFしておく。
を待ち、指示がない時はスタンバイ設定処理bに進む。
スタンバイ設定処理bは、図23において、まず初期設
定の用紙サイズに設定していなければ、初期設定の紙幅
サイズに応じて、非通紙部の温度上昇を防ぐ方向に、イ
ンピーダンス可変手段を動作させる。
れていなければ、目標温度を画像形成時の温度以下のス
タンバイ温度に設定し、周波数可変電源に入力する。
周波数可変電源に入力する。
あれば、プリント時の処理bに進む。
まず指定された用紙サイズに設定していなければ、指定
された用紙幅サイズに応じて、非通紙部の温度上昇を防
ぐ方向に、インピーダンス可変手段を動作させる。
温度)に設定し、周波数可変電源に入力する。プリント
時は、その時の入力インピーダンスに応じた「温度−周
波数」テーブルを用いてコイルへの通電を制御する。
波数可変電源に入力する。
到達していれば、画像形成状態フラグをセットし、画像
形成状態に移る。
イ状態をつづける。
ち上がり、スタンバイしている状態でプリント指令が入
力された場合、その時に指定された紙サイズに応じて、
インピーダンス可変手段により、励磁コイルの入力イン
ピーダンスを可変し、励磁コイルに前記交流電源から流
す電流の周波数を可変することにより、紙幅サイズに応
じて、端部に対する余分な電力供給がなく、必要最小限
の電力供給ができる。また、スタンバイ中、及び定着中
とも定着ローラの温度変動も小さく抑えることができ
る。
ものであってもよい。
ンドレスあるいは有端のフィルム状部材(定着フィル
ム)の形態のものにすることもできる。
にし、このヒータ部材に密着摺動する耐熱性フィルムを
介して被加熱材を加熱する装置構成にすることもでき
る。
としてばかりではなく、その他、例えば、画像を担持し
た記録材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装
置、仮定着処理する像加熱装置、シート状物を給送して
乾燥処理・ラミネート処理・しわ取り熱プレス処理する
等の加熱装置、インクジェットプリンタ等に用いられる
乾燥用の加熱装置等として広く使用出来ることは勿論で
ある。
なく、技術思想が同じ変形例を含むものである。
熱部材の温度のリップルを小さくできる、記録材に形成
された画像を加熱するための誘導加熱装置を提供するこ
とができる。また装置の入力インピーダンスが変化して
も最適な電力供給を行える、記録材に形成された画像を
加熱するための誘導加熱装置を提供するができる。
略断面図である。
る。
一部切欠き側面図である。
る。
である。
は誘導加熱装置のRc成分の周波数特性を示した図、
(c)は誘導加熱装置のRf成分の周波数特性を示した
図、(d)は誘導加熱装置のLf成分の周波数特性を示
した図、(e)は誘導加熱装置の人力電力の周波数特性
を示した図、(f)は誘導加熱装置の熱変換効率の周波
数特性を示した図である。
る。
一部切欠き側面図である。
る。
トである。
る。
見た一部切欠き側面図である。
である。
トである。
る。
見た一部切欠き側面図である。
である。
トである。
ーダンス変更方法を説明する側面図である。
ャートである。
ト(その1)である。
ト(その1)である。
ト(その1)である。
ト(その1)である。
5)
略断面図である。
る。
一部切欠き側面図である。
る。
である。
した図である。
した図である。
した図である。
した図である。
示した図である。
る。
一部切欠き側面図である。
る。
トである。
る。
見た一部切欠き側面図である。
である。
トである。
る。
見た一部切欠き側面図である。
である。
トである。
ーダンス変更方法を説明する側面図である。
ャートである。
ト(その1)である。
ト(その1)である。
ト(その1)である。
ト(その1)である。
Claims (9)
- 【請求項1】記録材に形成された画像を加熱するための
誘導加熱装置であって、 発熱部材と、前記発熱部材に渦電流を誘導させる磁束を
発生するための励磁コイルを有し、記録材に形成された
画像を加熱するための加熱手段と、 前記発熱部材の温度を検知するための温度検知素子と、 前記温度検知素子で検知される温度が設定温度を維持す
るように前記励磁コイルに対する通電周波数を制御する
制御手段と、 を有し、前記加熱手段の入力インピーダンスは可変であ
り、前記制御手段は前記温度検知素子で検知された温度
と前記加熱手段の入力インピーダンスに関する情報に応
じて前記通電周波数を制御する、ことを特徴とする像加
熱装置。 - 【請求項2】前記加熱手段の入力インピーダンスは前記
発熱部材に作用する磁束の変化によって変わることを特
徴とする請求項1に記載の像加熱装置。 - 【請求項3】前記装置は通電する前記励磁コイルの巻き
数を変えることができ、前記加熱手段の入力インピーダ
ンスは前記励磁コイルの巻き数によって変わることを特
徴とする請求項2に記載の像加熱装置。 - 【請求項4】前記加熱手段は更に、前記励磁コイルによ
って発生する磁束を案内する移動可能なコアを有し、前
記加熱手段の入力インピーダンスは前記コアの位置によ
って変わることを特徴とする請求項2に記載の像加熱装
置。 - 【請求項5】前記加熱手段は更に、前記発熱部材に作用
する磁束を規制する移動可能な規制部材を有し、前記加
熱手段の入力インピーダンスは前記規制部材の位置によ
って変わることを特徴とする請求項2に記載の像加熱装
置。 - 【請求項6】前記加熱手段の入力インピーダンスは前記
装置の動作に対応して予め設定されていることを特徴と
する請求項1に記載の像加熱装置。 - 【請求項7】前記加熱手段の入力インピーダンスは前記
発熱部材の温度が前記設定温度に立ち上がるまでの期間
と、前記設定温度に立ち上がった後の期間で異なること
を特徴とする請求項1に記載の像加熱装置。 - 【請求項8】前記加熱手段の入力インピーダンスは前記
記録材のサイズに対応して予め設定されていることを特
徴とする請求項1に記載の像加熱装置。 - 【請求項9】前記制御手段は複数の前記入力インピーダ
ンスに対応する温度−周波数テーブルを有することを特
徴とする請求項1に記載の像加熱装置。
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