JP2009199016A - Heat-fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加熱定着装置及び画像形成装置に関し、特に、IH方式の定着装置における定着部材の過熱に起因する不具合の解消と定着装置の小型化とを両立する技術に関する。 The present invention relates to a heat fixing device and an image forming apparatus, and more particularly, to a technique that achieves both the elimination of problems caused by overheating of a fixing member in an IH type fixing device and the miniaturization of the fixing device.
近年、環境問題やコスト低減といった観点から省電力を目的として、画像形成装置の加熱定着装置としてIHヒータが用いられるようになってきた。IHヒータは励磁コイルによって低熱容量の定着部材(ベルトやローラ)を電磁誘導加熱する。このようにすれば、ウォーミングアップに要する時間を短縮することができる。 In recent years, an IH heater has been used as a heat fixing device of an image forming apparatus for the purpose of power saving from the viewpoint of environmental problems and cost reduction. The IH heater electromagnetically heats a fixing member (belt or roller) having a low heat capacity by an exciting coil. In this way, the time required for warming up can be shortened.
しかしながら、低熱容量の定着部材は熱伝導速度が小さいので、小サイズ紙を連続通紙すると、定着部材の用紙が通過しない箇所が過熱する(例えば、260℃以上)。この状態で大サイズ紙を通紙すると、トナーの過溶融による高温オフセットや光沢ムラが発生する。また、定着部材が更に過熱すると、定着ローラや加圧ローラを被覆するPFA(Tetra fluoro ethylene-perfluoro alkylvinyl ether copolymer)チューブ等の溶融、破壊を招くことにもなる。 However, since the fixing member having a low heat capacity has a low heat conduction speed, a portion of the fixing member through which the sheet does not pass is overheated (for example, 260 ° C. or more) when small-size paper is continuously passed. When large-size paper is passed in this state, high-temperature offset and gloss unevenness due to toner overmelting occur. Further, when the fixing member is further overheated, the PFA (Tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer) tube covering the fixing roller and the pressure roller may be melted or broken.
このような問題に対して、例えば、加熱ローラ内に磁性部材や磁束減衰コイル、磁束遮蔽板を挿脱することによって磁束密度を調整する技術が提案されている。このようにすれば、定着部材の小サイズ紙が通過しない箇所における電磁誘導加熱を低減することができるので、当該箇所の過熱による不具合を解消することができる。
しかしながら、加熱ローラ内に磁性部材等を挿脱するためには磁性部材等が移動するための空間や磁性部材等を移動させるための駆動源が必要になるため、装置の大型化が不可避であり、製造コストが増大する、という問題がある。 However, in order to insert / remove the magnetic member etc. into / from the heating roller, a space for moving the magnetic member etc. and a drive source for moving the magnetic member, etc. are required, so it is inevitable to enlarge the device There is a problem that the manufacturing cost increases.
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、装置の大型化を招くことなく定着部材の過熱を防止する加熱定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a heat fixing apparatus and an image forming apparatus that prevent overheating of a fixing member without causing an increase in the size of the apparatus. .
上記目的を達成するため、本発明に係る加熱定着装置は、励磁コイルにて電磁誘導加熱された定着部材上を通紙される記録シートにトナー像を加熱定着する加熱定着装置であって、励磁コイルと定着部材の間隙の、記録シートのサイズによって通紙範囲と非通紙範囲との何れともなりうる部分に、複数の小幅で長尺状の磁性体板が、長手方向を通紙方向と直交する方向に向けた状態で回転自在に、かつ回転時に互いに干渉しない間隔をもたせた状態で配されてなることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a heat fixing apparatus according to the present invention is a heat fixing apparatus that heats and fixes a toner image onto a recording sheet that is passed through a fixing member that has been electromagnetically heated by an excitation coil. A plurality of narrow and long magnetic plates are arranged in the gap between the coil and the fixing member depending on the size of the recording sheet. It is characterized by being arranged so as to be rotatable in a state of being directed in an orthogonal direction and having an interval that does not interfere with each other during rotation.
特に、前記磁性体板を回転駆動する回転駆動手段と、通紙する記録シートのサイズが大きいほど隣り合う磁性体板の間隔が大きくなり、通紙する記録シートのサイズが小さいほど磁性体板の間隔が小さくなるように回転駆動手段を制御する制御手段と、を備えれば、励磁コイルが発生する磁束の定着部材の非通紙部における密度を複数の磁性体板にて低下させるので、装置の大型化を招くことなく定着部材の過熱を防止することができる。 In particular, the larger the size of the recording sheet to be rotated and the rotation driving means for rotating the magnetic plate, the larger the interval between the adjacent magnetic plates, and the smaller the size of the recording sheet to be passed, And a control means for controlling the rotation drive means so as to reduce the interval, the density of the magnetic flux generated by the exciting coil in the non-sheet passing portion of the fixing member is reduced by the plurality of magnetic plates. Overheating of the fixing member can be prevented without increasing the size of the fixing member.
また、本発明に係る加熱定着装置は、磁性体板がその長手方向について、一端から他端に近づくにつれて幅が小さくなり、より幅が小さい端部が定着部材の中央へ向くように配されることを特徴とする。このようにすれば、非通紙部を過熱しない程度に加熱して、通紙部の温度分布を均一化することによって、定着ムラによる画質低下を防止することができる。 In the heat fixing device according to the present invention, the magnetic plate is arranged so that the width of the magnetic plate decreases in the longitudinal direction from one end to the other end, and the end having the smaller width faces the center of the fixing member. It is characterized by that. By doing so, the non-sheet passing portion is heated to such an extent that it does not overheat, and the temperature distribution of the sheet passing portion is made uniform, thereby preventing image quality deterioration due to uneven fixing.
また、定着部材の温度を計測するセンサを備え、前記制御手段は、通紙する記録シートのサイズが同じであっても、定着部材の温度が低いほど磁性体板間の隙間が大きくなり、定着部材の温度が高いほど磁性体板間の隙間が小さくなるように、回転駆動手段を制御し、或いは、連続通紙枚数を計数するカウンタを備え、前記制御手段は、連続通紙枚数に応じて磁性体板を回転させるように、回転駆動手段を制御すれば、更に、確実に定着部材の過熱を防止することができる。 In addition, a sensor for measuring the temperature of the fixing member is provided, and the control means fixes the fixing gap as the temperature of the fixing member decreases even if the size of the recording sheet to be passed is the same. The rotational drive means is controlled so that the gap between the magnetic plates becomes smaller as the temperature of the member becomes higher, or a counter that counts the number of continuously passing sheets is provided. If the rotation driving means is controlled so as to rotate the magnetic plate, the fixing member can be reliably prevented from overheating.
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る加熱定着装置を備えることを特徴とする。このようにすれば、装置の大型化を招くことなく定着部材の過熱を防止することができる。 An image forming apparatus according to the present invention includes the heat fixing device according to the present invention. In this way, overheating of the fixing member can be prevented without increasing the size of the apparatus.
以下、本発明に係る加熱定着装置及び画像形成装置の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of a heat fixing device and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[1] 画像形成装置の構成
先ず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
[1] Configuration of Image Forming Apparatus First, the configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described.
図1は、本実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。図1に示されるように、画像形成装置1は所謂タンデム方式の画像形成装置であって、作像ユニット100C〜100K、制御ユニット110、中間転写ベルト120、二次転写ローラ121、給紙ユニット130、定着ユニット140及び排紙トレイ150を備えている。
FIG. 1 is a diagram illustrating a main configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the
作像ユニット100C〜100Kはそれぞれシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)のトナー像を形成して、中間転写ベルト120上に転写する。作像ユニット100C〜100Kは何れも同様の構成を備えているので、作像ユニット100Kを例にとって説明する。
The
作像ユニット100Kは感光体ドラム101、帯電器102、露光器103、現像器104及び一次転写ローラ105を備えている。感光体ドラム101はその外周面上が感光体となっており、不図示の駆動モータによって矢印方向に回転駆動される。
The
帯電器102は感光体ドラム101の表面を一様に帯電させる。露光器103は半導体レーザを備えており、制御ユニット110の制御の下、感光体ドラム101の外周面をレーザビームにて露光して、静電潜像を形成する。
The
現像器104は、感光体ドラム101の外周面上にトナーを供給することによって、静電潜像を顕像化してトナー像とする。一次転写ローラ105は、感光体ドラム101の外周面上に形成されたトナー像を中間転写ベルト120上に転写する(一次転写)。一次転写後に感光体ドラム101上に残留するトナーは不図示のクリーナにて除去される。
The developing
同様の処理が作像ユニット100C〜100Yによっても実行され、中間転写ベルト120上でトナー像が重なり合うようにタイミングを合わせて、トナー像が順次、一次転写される。なお、現像器104内に保持されるトナーが所定量以下となった場合には、それぞれ不図示のトナーボトルからトナーが補給される。
The same processing is also executed by the
作像ユニット100C〜100Yとトナーボトルとは何れも交換可能である。また、作像ユニット100C〜100YとトナーボトルにはそれぞれICチップが搭載されている。画像形成装置1は、ICチップと有線又は無線通信することによって、作像ユニット100C〜100Yやトナーボトルの装着状態や交換状態を検出する。
The
中間転写ベルト120は、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)やPVDF(ポリフッ化ビニリデン)等からなる。中間転写ベルト120はテンションローラにて適度な張力を与えられ、駆動ローラにて循環駆動される。これによって、中間転写ベルト120はトナー像を二次転写位置まで搬送する。
The
給紙ユニット130は給紙カセットに収納された記録シートPをピックアップローラにて1枚ずつ取り上げて、二次転写位置へ向けて搬出する。二次転写ローラ121は中間転写ベルト120上のトナー像を記録シートP上に転写する。二次転写後に中間転写ベルト120上に残留するトナーは、クリーナブレードにて掻き取られ、廃トナーボックスに収納される。
The
定着ユニット140は定着ローラ141と加圧ローラ142とを備えている。定着ローラ141は不図示のヒータにて加熱され、記録シートP上のトナーを溶融する。加圧ローラ142は記録シートPを定着ローラ141とで挟むことによって、溶融したトナーを記録シートPに圧着する。記録シートPは、その後、排紙トレイ150に排出される。
The
[2] 定着装置140の構成
次に、定着装置140の構成について説明する。
[2] Configuration of
図2は、定着装置140の主要な構成を示す図である。図2に示されるように、定着装置140はIH方式の加熱定着装置であって、定着ローラ141、加圧ローラ142、励磁コイル201、フェライトコア202、裾コア203、磁束遮蔽板204及び非接触サーミスタ205を備えている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a main configuration of the
定着ローラ141はSUS(Stainless Used Steel)製の芯金141aの外周面を厚さ10mmのシリコーンスポンジ層141bにて被覆した直径40mm(以下、直径RmmをφRと表わす。)、ローラ幅(回転軸方向の長さ)320mmのローラである。シリコーンスポンジ層141bの外周面は更に加熱ベルト141cにて被覆されている。
The
加熱ベルト141cはNiベルト上に耐熱弾性層と耐熱離型層とが順次積層されてなる。Niベルトの厚さは40μmである。耐熱弾性層はシリコーンゴムからなり、厚さ200μmである。また、耐熱離型層は厚さ30μmのPFAチューブであって、加熱ベルト141cの表面にトナー等が付着するのを防止する。 The heating belt 141c is formed by sequentially laminating a heat resistant elastic layer and a heat resistant release layer on a Ni belt. The thickness of the Ni belt is 40 μm. The heat-resistant elastic layer is made of silicone rubber and has a thickness of 200 μm. The heat-resistant release layer is a PFA tube having a thickness of 30 μm, and prevents the toner and the like from adhering to the surface of the heating belt 141c.
励磁コイル201はφ0.15mmの銅線を114本束ねたリッツ線を定着ローラ141の軸方向に10ターン巻き回してなる。励磁コイル201は交流電流を通電されると周囲に磁束を発生させる。
The
フェライトコア202はMnZn系フェライトからなり、励磁コイル201を挟んで定着ローラ141に対向配置されている。フェライトコア202は励磁コイル201が発生させた磁束が加熱ベルト141cを通過するように設けられている。裾コア203もまたMnZn系フェライトからなり、フェライトコア202の端部から漏洩する磁束が加熱ベルト141cを通過するように向きづける。
The
加圧ローラ142は芯金142a上に耐熱弾性層142b、耐熱離型層142cが順次被覆されてなる。芯金142aはSTKM(Carbon steel Tubes for Machine Structural Purpose)からなるφ35の鉄パイプである。耐熱弾性層142bはシリコーンスポンジ層上にシリコーンゴム層が積層された2層構造を有する。また、耐熱離型層142cはPFAチューブからなる。
The
加圧ローラ142は定着ローラ141に約500Nの圧接力にて押し付けられており、用紙搬送方向に約12mmの幅を有する定着ニップ部が確保されている。定着ローラ141と加圧ローラ142とは定着時には常時回転駆動される。
The
磁束遮蔽板204は高透磁率で固有抵抗の大きいフェライトからなり、励磁コイル201が発生させる磁束を遮蔽することによって加熱ベルト141c上における磁束密度を制御する。非接触サーミスタ205は加熱ベルト141cの温度を計測する。この計測結果に基づいて、定着時には加熱ベルト141cの温度が約180℃に温度調整される。
The magnetic
[3] 磁束遮蔽板204
次に、磁束遮蔽板204について説明する。
[3] Magnetic
Next, the magnetic
図2に示すように、磁束遮蔽板204は定着ローラ141の回転軸を中心とする中心角が約115°の範囲に、定着ローラ141の外周面に沿って配設されている。磁束遮蔽板204は定着ローラ14の両端から回転軸方向における中央部に向かい、当該回転軸に沿って10枚ずつ配設されている。磁束遮蔽板204はそれぞれ定着ローラの回転軸に平行な回転軸について回動自在に支持されている。
As shown in FIG. 2, the magnetic
図3は、磁束遮蔽板204の形状を示す図である。図3に示されるように、磁束遮蔽板204は平面視において略台形状をしており、長手方向の大きさが40mmである。また、幅は大きい方が8mm、小さい方が3mmとなっており、大幅端から長手方向に10mmの位置から小幅端まで一定の割合で縮幅している。
FIG. 3 is a view showing the shape of the magnetic
磁束遮蔽板204の大幅端にはピン301と回転支軸302とが固定されており、次に述べる駆動機構により磁束遮蔽板204が回転駆動される。
A
[4] 磁束遮蔽板204の駆動機構
次に、磁束遮蔽板204の駆動機構について説明する。磁束遮蔽板204は5枚ずつ4つの駆動機構にて駆動される。4つの駆動機構は何れも共通の構造を備えているので、ここでは1つの駆動機構についてのみ説明する。
[4] Driving mechanism of magnetic
図4は、磁束遮蔽板204の駆動機構を示す図であって、(a)は大サイズ紙通紙時の姿勢を示し、(b)は小サイズ紙通紙時の姿勢を示す。なお、図4においては、図面の見易さを考慮して、3枚の磁束遮蔽板204を駆動する構成が示されているが、5枚の磁束遮蔽板204を駆動する場合であっても駆動機構の構成は概ね同様である。
4A and 4B are diagrams showing a driving mechanism of the magnetic
図4に示されるように、磁束遮蔽板204の駆動機構4は駆動モータ401、駆動クランク402及びレバー403からなっている。図4に示されるように、駆動モータ401は所謂ステッピングモータであって、駆動クランク402を軸支する。駆動クランク402は一端を駆動モータ401に軸支され、他端にはピン402aが固定されている。
As shown in FIG. 4, the drive mechanism 4 for the magnetic
レバー403にはガイド溝403a、403bが設けられている。駆動クランク402のピン402aは、駆動モータ401が駆動クランク402を回転させるとガイド溝403bに沿って移動し、レバー403を移動させる。
The
磁束遮蔽板204の回転支軸302は何れもホルダー(図示省略)に軸支される。また、磁束遮蔽板204のピン301はそれぞれ対応するガイド溝403aに沿って移動する。
Each of the
したがって、駆動モータ401が駆動クランク402を回転させると、レバー403が移動し、ピン301がガイド溝403aに沿って移動させられる。一方、磁束遮蔽板204の回転支軸302は移動せず、ピン301と回転支軸302の位置関係が変更されることによって、磁束遮蔽板204が回転駆動される。
Therefore, when the
なお、この場合において、磁束遮蔽板204は駆動モータ401に入力されるパルス数に応じた角度だけ回転する。すなわち、駆動モード401の入力パルス数によって磁束遮蔽板204の姿勢が制御される。
In this case, the magnetic
[4] 磁束遮蔽板204の姿勢制御
次に、磁束遮蔽板204の姿勢制御について説明する。
[4] Attitude Control of Magnetic
磁束遮蔽板204は、定着ニップに通紙される用紙Sの幅、すなわち、定着ローラ141の回転軸方向の大きさに応じて姿勢を変化させることによって、加熱ベルト141c上の磁束密度の分布を調整する。
The magnetic
(1) 大サイズ紙の通紙時
大サイズ紙を通紙する場合の磁束遮蔽板204の姿勢制御について説明する。ここで大サイズ紙とは定着ローラ141の回転軸方向全域を通過するサイズの用紙をいい、例えば、A4ヨコである。
(1) When Large Size Paper is Passed The attitude control of the magnetic
図2に示されるように、大サイズ紙を通紙する際、磁束遮蔽板204はそれぞれ主面が定着ローラ141の半径方向に平行になるように姿勢制御される。言い換えると、磁束遮蔽板204はその主面を含む面が定着ローラ141の直近の外周面に直交するように姿勢制御される。
As shown in FIG. 2, when passing large-size paper, the magnetic
磁束遮蔽板204がこのような姿勢をとれば、励磁コイル201が発生させる磁束が遮蔽されないので、加熱ベルト141cの全域を電磁誘導加熱することができる。
If the magnetic
図5は、大サイズ紙の通紙位置と磁束遮蔽板204との位置関係を示す図である。大サイズ紙の通紙位置と磁束遮蔽板204との位置関係は定着ローラ141の何れの端部においても同様なので、図5においては定着ローラ141の一方の端部についてのみ当該関係が示めされている。
FIG. 5 is a diagram showing a positional relationship between the passing position of the large size paper and the magnetic
図5に示されるように、大サイズ紙501を通紙する際には磁束遮蔽板204が磁束を遮蔽しないので、定着ローラ141はその回転軸方向の全域にわたって電磁誘導加熱される。これによって、大サイズ紙501の全幅に渡って加熱定着がなされる。
As shown in FIG. 5, when the
(2) 小サイズ紙の通紙時
次に、小サイズ紙を通紙する場合の磁束遮蔽板204の姿勢制御について説明する。ここで小サイズ紙とは定着ローラ141の回転軸方向の中央部分のみを通過するサイズの用紙をいい、例えば、A4タテである。
(2) When Small Size Paper is Passed Next, attitude control of the magnetic
図6は、小サイズ紙の通紙時の定着装置140の状態を示す図である。図6に示されるように、小サイズ紙を通紙する際、磁束遮蔽板204はそれぞれ主面が定着ローラ141の半径方向に直交するように姿勢制御される。言い換えると、磁束遮蔽板204はその主面を含む面が定着ローラ141の直近の外周面の接線方向に平行になるように姿勢制御される。
FIG. 6 is a diagram illustrating a state of the fixing
磁束遮蔽板204がこのような姿勢をとれば、励磁コイル201が発生させる磁束が遮蔽される。このため、励磁コイル201から見て、定着ローラ141の磁束遮蔽板204直下の領域では、電磁誘導加熱が制限される。
If the magnetic
なお、上述のように、磁束遮蔽板204は台形形状をしており、定着ローラ141の中央に近づくにつれて縮幅する。電磁誘導加熱が制限される程度は、磁束遮蔽板204の幅が小さいほど小さくなるので、定着ローラ141の回転軸方向端部から中央に近づくに従って、電磁誘導加熱によって高く昇温される。これによって、非通紙部温度が220℃以下に抑制される。
Note that, as described above, the magnetic
図7は、小サイズ紙の通紙位置と磁束遮蔽板204との位置関係を示す図である。小サイズ紙の通紙位置と磁束遮蔽板204との位置関係もまた定着ローラ141の何れの端部においても同様なので、図7においても、図5と同様に、定着ローラ141の一方の端部についてのみ当該関係が示めされている。
FIG. 7 is a diagram showing the positional relationship between the small size paper passing position and the magnetic
図7に示されるように、小サイズ紙701を通紙する際には磁束遮蔽板204が磁束を遮蔽するので、定着ローラ141は主に小サイズ紙701の通紙位置を電磁誘導加熱される。これによって、小サイズ紙701の非通紙位置が過熱するのが防止される。
As shown in FIG. 7, when the small-
(3) 中サイズ紙の通紙時
次に、中サイズ紙を通紙する場合の磁束遮蔽板204の姿勢制御について説明する。ここで中サイズ紙とは大サイズ紙と小サイズ紙の中間のサイズの用紙をいい、例えば、B5ヨコである。
(3) When passing medium-size paper Next, the attitude control of the magnetic
中サイズ紙を通紙する際、磁束遮蔽板204はそれぞれ大サイズ紙を通紙する場合の姿勢と小サイズ紙を通紙する場合の姿勢の中間の姿勢になるように姿勢制御される。
When passing the medium size paper, the magnetic
図8は、中サイズ紙の通紙位置と磁束遮蔽板204との位置関係を示す図である。図8においても定着ローラ141の一方の端部についてのみ通紙位置と磁束遮蔽板204との位置関係が示めされている。
FIG. 8 is a diagram showing the positional relationship between the passing position of medium-size paper and the magnetic
図8に示されるように、中サイズ紙801を通紙する際には磁束遮蔽板204が磁束を部分的にしか遮蔽しないので、定着ローラ141はその回転軸方向の全域にわたって電磁誘導加熱される。しかし、磁束遮蔽板204の直下においては、磁束遮蔽板204の幅に応じて定着ローラ141の電磁誘導加熱が制限される。
As shown in FIG. 8, when the medium-
これによって、中サイズ紙801の全幅に渡って加熱定着がなされると同時に、中サイズ紙801の非通紙部分の過熱を防止することができる。
As a result, heat fixing is performed over the entire width of the medium-
なお、磁束遮蔽板204の姿勢(角度)を調整することによって、B5ヨコ以外の中サイズ紙についても適切な加熱定着を実行すると同時に、定着ローラ141の非通紙部分の加熱を防止することができる。
In addition, by adjusting the posture (angle) of the magnetic
[5] 制御部110
次に、制御部110について説明する。
[5]
Next, the
(1)制御部110の構成
先ず、制御部110の構成について説明する。
(1) Configuration of
図9は、制御部110の構成を示す図である。図9に示されるように、制御部110はCPU(Central Processing Unit)901、RAM(Random Access Memory)902、ROM(Read Only Memory)903、操作パネル904、NIC(Network Interface Card)905及びI/O(Input/Output)コントローラ906が内部バス907にて接続されてなる。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the
また、I/Oコントローラ906には専用バス908を介して定着ローラ駆動モータ909、磁束遮蔽板駆動モータ910及びIHインバータ911が接続されている。
The I /
CPU901は不揮発性メモリであるROM903に格納されている制御プログラムをRAM902に読み出して実行する。CPU901は操作パネル904やNIC905にてプリントジョブを受け付ける。
The
CPU901はI/Oコントローラ906を介して定着ローラ駆動モータ909、磁束遮蔽板駆動モード910及びIHインバータ911を制御して、定着ローラ141を回転駆動し、磁束遮蔽板204の角度を調整し、定着ローラ141の温度を調節する。
The
(2)制御部110の動作
次に、制御部110の動作について説明する。
(2) Operation of
図10は、制御部110の動作を示すフローチャートである。図10に示されるように、制御部110は、先ず、操作パネル904やNIC905にてプリントジョブを受け付けると(S1001)、当該プリントジョブにて指定された用紙サイズを参照する(S1002)。
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the
そして、用紙サイズがA4ヨコならば(S1003:Yes)、A4ヨコに合わせて磁束遮蔽板204の回転角を決定する(S1004)。また、用紙サイズがB5ヨコならば(S1005:Yes)、B5ヨコに合わせて磁束遮蔽板204の回転角を決定する(S1006)。用紙サイズがA4タテならば(S1007:Yes)、A4タテに合わせて磁束遮蔽板204の回転角を決定する(S1008)。
If the paper size is A4 horizontal (S1003: Yes), the rotation angle of the magnetic
用紙サイズに合わせて回転角を決定したら、当該回転角の位置に磁束遮蔽板204を回転させ(S1009)、IHインバータ911を制御して励磁コイル201から磁束を発生させることによって定着ローラ141を加熱しながら(S1010)、用紙にトナー像を加熱定着する(S1011)。
When the rotation angle is determined in accordance with the paper size, the magnetic
なお、プリントジョブにて指定された用紙サイズがA4ヨコでもB5ヨコでも、或いはA4タテでもない場合には、操作パネル904にて用紙サイズエラーを通知する(S1012)。また、この用紙サイズエラーをログに記録しても良い。 If the paper size designated in the print job is neither A4 horizontal, B5 horizontal, or A4 vertical, a paper size error is notified on the operation panel 904 (S1012). Further, this paper size error may be recorded in a log.
[6] 変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
[6] Modifications Although the present invention has been described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the following modifications can be implemented. .
(1) 上記実施の形態においては、プリントジョブにて指定された用紙のサイズに応じて、磁束遮蔽板204の姿勢(角度)を調整する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて、或いはこれと共に以下のようにしても良い。
(1) In the above embodiment, a case has been described in which the posture (angle) of the magnetic
すなわち、用紙サイズが大サイズ以外である場合に、定着ローラ141の非通紙部の温度を非接触サーミスタ205にて検出し、検出温度に応じて磁束遮蔽板204の姿勢を調整しても良い。図11は、定着ローラ温度に基づく磁束遮蔽板の姿勢制御を示すフローチャートである。図11に示されるように、制御部110は印刷処理を開始したら、非接触サーミスタ205にて定着ローラ141の温度を測定する(S1101)。
That is, when the paper size is other than a large size, the temperature of the non-sheet passing portion of the fixing
定着ローラ141の温度が所定の上限温度よりも高ければ(S1102:Yes)、磁束遮蔽板204を定着ローラ141の外周面に対して少し寝かせることにより磁束の遮蔽を強めて、電磁誘導加熱を抑える(S1103)。定着ローラ141の温度が所定の下限温度よりも低ければ(S1104:Yes)、磁束遮蔽板204を定着ローラ141の外周面に対して少し立てることにより磁束の遮蔽を弱めて、電磁誘導加熱を強める(S1105)。
If the temperature of the fixing
定着ローラ141の温度が上限温度と下限温度の間にある場合は(S1104:No)、用紙サイズに合わせた角度に磁束遮蔽板204を姿勢制御する(S1106)。その後、印刷処理が終了したか否かを確認して、印刷処理が終了していないければ(S1107:No)、ステップS1101へ進み、上記の処理を繰り返す。
When the temperature of the fixing
また、非通紙部の温度上昇は連続通紙枚数(連続印刷枚数)に応じて変化することから、連続通紙枚数に応じて磁束遮蔽板204の姿勢を調整しても良い。図12は、連続通紙枚数に基づく磁束遮蔽板の姿勢制御を示すフローチャートである。図12に示されるように、制御部110は、先ず、プリントジョブにて指定された用紙サイズに合わせた角度に磁束遮蔽板204を姿勢制御する(S1201)。
Further, since the temperature rise in the non-sheet passing portion changes according to the continuous sheet passing number (continuous printing number), the posture of the magnetic
次に、制御部110は連続印字枚数を計数するための変数Nの値をゼロに初期化する(S1202)。その後、当該プリントジョブに従って、1枚印刷する毎に(S1203:Yes)、変数Nの値を1ずつ増加させる(S1204)。そして、変数Nの値が100になったら(S1205:Yes)、磁束遮蔽板204を用紙サイズに合わせた角度から所定角度だけ定着ローラ141に対して寝かせる(1206)。
Next, the
これによって、磁束の遮蔽が強められ、電磁誘導加熱が抑えられるので、定着ローラ141が過熱するのが防止される。その後、当該プリントジョブに従った印刷処理が終了したら(S1207:Yes)、上記の処理を終了する。
Accordingly, the shielding of the magnetic flux is strengthened and the electromagnetic induction heating is suppressed, so that the fixing
連続通紙枚数が100枚を超えると定着ローラ141が過熱することが予め分かっている場合には上記のようにすることによって、非接触サーモスタットを用いて測温しなくても、磁束遮蔽板204を適切に姿勢制御することができる。
When it is known in advance that the fixing
この場合において、磁束遮蔽板204を姿勢制御する連続通紙枚数は100枚以外の枚数であっても良い。また、100枚と200枚との2段階で姿勢制御するなど、多段階で磁束遮蔽板204を姿勢制御しても良い。このように、連続通紙枚数から定着ローラ141の温度を推定することによっても、磁束遮蔽板を適切に姿勢制御することができる。
In this case, the continuous sheet passing number for controlling the posture of the magnetic
(2) 上記実施の形態においては、磁束遮蔽板204の駆動機構としてクランク402とレバー403とを用いる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて、ワイヤやリンクを用いた駆動機構等、他の駆動機構を用いて磁束遮蔽板204を回転駆動しても良い。
(2) In the above embodiment, the case where the
駆動機構の如何に関わらず。本発明によれば、磁束遮蔽板204を定着ローラ141の回転軸方向にスライドさせることなく、磁束遮蔽板204を回転させるのみなので、非通紙部の過熱を防止するために定着装置が大型化するのを防止することができる。
Regardless of the drive mechanism. According to the present invention, since the magnetic
(3) 上記実施の形態においては、磁束遮蔽板204として平面視台形形状のフェライト板を定着ローラ141の一端に10枚、全部で20枚用いる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、他の形状の部材を用いても良い。
(3) In the above-described embodiment, the case where ten, a total of 20 ferrite plates having a trapezoidal shape in plan view are used as one end of the fixing
また、高透磁率で固有抵抗が大きい材料であれば、フェライト以外の材料を用いても良い。また、磁束遮蔽板の枚数を10枚以外の枚数としても良い。何れの場合も本発明の効果を得ることができる。 Further, a material other than ferrite may be used as long as it has a high magnetic permeability and a large specific resistance. Further, the number of magnetic flux shielding plates may be other than ten. In either case, the effects of the present invention can be obtained.
(4) 上記実施の形態においては、大サイズ紙の大きさをA4ヨコとする場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、大サイズ紙の大きさをA4ヨコよりも大きくしても良いし、逆に小さくしても良い。何れにせよ、大サイズ紙の大きさは定着ローラ141の回転軸方向の長さによって決定するのが望ましい。
(4) In the above embodiment, the case where the size of the large size paper is set to A4 horizontal has been described, but it is needless to say that the present invention is not limited to this. You may make it large and conversely may make it small. In any case, it is desirable that the size of the large size paper is determined by the length of the fixing
また、同様に、小サイズ紙の大きさはA4タテに限定されず、A4タテよりも大きくても良いし、逆に葉書サイズ等、A4タテよりも小さくても良い。ただし、小サイズ紙の大きさに応じて磁束遮蔽板204の長さを決定すべきである。大サイズ紙や小サイズ紙の大きさに関わらず、本発明の効果を得ることができる。
Similarly, the size of the small size paper is not limited to A4 vertical, and may be larger than A4 vertical, or conversely, may be smaller than A4 vertical such as postcard size. However, the length of the magnetic
(5) 上記実施の形態においては、定着ローラ141の回転軸方向中央を用紙が通過するセンター通紙の場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、定着ローラ141の片側を基準として用紙を通過させても良い。
(5) In the above embodiment, the case where the sheet passes through the center of the fixing
片側基準で通紙する場合には、定着ローラ141の通紙基準となる側とは反対側のみに磁束遮蔽板204を設ければ良いので、更に省スペース化を図ることができると共に、部品点数を減らして材料コストを下げ、組み立ての手間を省き、工期を短縮することができる。
When the sheet is passed on one side, it is only necessary to provide the magnetic
(6) 上記実施の形態においては特に言及しなかったが、本明細書において画像形成装置とはプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、或いはこれらの機能を備えた複合機等であって、IH方式の定着装置を備え、これによってトナー像を記録シートに定着するものをいうものとする。 (6) Although not particularly mentioned in the above embodiment, in this specification, an image forming apparatus is a printer, a copier, a facsimile machine, a multifunction machine having these functions, etc. A fixing device is provided, which fixes a toner image on a recording sheet.
本発明に係る加熱定着装置及び画像形成装置は、IH方式の定着装置における定着部材の過熱に起因する不具合の解消と定着装置の小型化とを両立する技術として有用である。 The heat fixing device and the image forming apparatus according to the present invention are useful as a technique for achieving both the elimination of problems caused by overheating of the fixing member in the IH type fixing device and the miniaturization of the fixing device.
1………………………画像形成装置
140…………………定着ユニット
141…………………定着ローラ
142…………………加圧ローラ
201…………………励磁コイル
202…………………フェライトコア
203…………………裾コア
204…………………磁束遮蔽板
205…………………非接触サーミスタ
141a、142a…芯金
141b………………シリコーンスポンジ層
141c………………加熱ベルト
142b………………耐熱弾性層
142c………………耐熱離型層
301…………………ピン
302…………………回転支軸
401…………………駆動モータ
402…………………駆動クランク
403…………………レバー
402a………………ピン
403a、403b…ガイド溝
501…………………大サイズ紙
701…………………小サイズ紙
801…………………中サイズ紙
1 ……………………
Claims (6)
励磁コイルと定着部材の間隙の、記録シートのサイズによって通紙範囲と非通紙範囲との何れともなりうる部分に、複数の小幅で長尺状の磁性体板が、長手方向を通紙方向と直交する方向に向けた状態で回転自在に、かつ回転時に互いに干渉しない間隔をもたせた状態で配されてなる
ことを特徴とする加熱定着装置。 A heating and fixing device that heats and fixes a toner image on a recording sheet that is passed over a fixing member that is electromagnetically heated by an exciting coil,
In the gap between the exciting coil and the fixing member, there are a plurality of narrow and long magnetic plates on the part that can be either the paper passing range or the non-passing range depending on the size of the recording sheet. A heat-fixing device, wherein the heat-fixing device is arranged so as to be freely rotatable in a state of being directed in a direction perpendicular to the horizontal axis, and to be spaced apart from each other during rotation.
通紙する記録シートのサイズが大きいほど隣り合う磁性体板の間隔が大きくなり、通紙する記録シートのサイズが小さいほど磁性体板の間隔が小さくなるように回転駆動手段を制御する制御手段と、を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の加熱定着装置。 Rotation drive means for rotating the magnetic plate;
Control means for controlling the rotation driving means so that the interval between adjacent magnetic plates increases as the size of the recording sheet passing through increases, and the interval between the magnetic plates decreases as the size of the recording sheet passing through decreases. The heat fixing apparatus according to claim 1, comprising:
より幅が小さい端部が定着部材の中央へ向くように配される
ことを特徴とする請求項1に記載の加熱定着装置。 The magnetic plate has a smaller width as it approaches the other end from one end in the longitudinal direction,
The heat fixing apparatus according to claim 1, wherein an end portion having a smaller width is disposed so as to face a center of the fixing member.
前記制御手段は、通紙する記録シートのサイズが同じであっても、定着部材の温度が低いほど磁性体板間の隙間が大きくなり、定着部材の温度が高いほど磁性体板間の隙間が小さくなるように、回転駆動手段を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の加熱定着装置。 A sensor for measuring the temperature of the fixing member;
The control means is configured such that the gap between the magnetic plates increases as the temperature of the fixing member decreases, and the gap between the magnetic plates increases as the temperature of the fixing member increases, even if the size of the recording sheet to be passed is the same. The heat fixing device according to claim 1, wherein the rotation driving unit is controlled to be small.
前記制御手段は、連続通紙枚数に応じて磁性体板を回転させるように、回転駆動手段を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の加熱定着装置。 It has a counter that counts the number of continuous paper passes,
The heat fixing apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the rotation driving unit so as to rotate the magnetic plate according to the number of continuous sheets.
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the heat fixing device according to claim 1.
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