JP2014052462A - Image heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、送風装置を用いて圧接回転体の両端部を冷却して非通紙部昇温を抑制可能な画像加熱装置、詳しくは低い消費電力で非通紙部昇温を効率的に抑制できる送風装置の配置構造に関する。 The present invention relates to an image heating apparatus that can cool both ends of a press-contact rotator by using a blower to suppress temperature rise of the non-sheet passing portion, and more specifically, efficiently suppress temperature rise of the non-sheet passing portion with low power consumption. The present invention relates to an arrangement structure of a blower that can be used.
像担持体に形成したトナー像を直接又は中間転写体を介して記録材に転写し、トナー像が転写された記録材を画像加熱装置の一例である定着装置のニップ部で加熱加圧して画像を記録材に定着させる画像形成装置が広く用いられている。画像加熱装置は、加熱回転体(ベルト部材又はローラ部材)と圧接回転体(ベルト部材又はローラ部材)とを圧接して記録材のニップ部を形成している。画像加熱装置で記録材を連続的に加熱処理すると、加熱を受ける一方で記録材からの除熱を受けないニップ部の長手方向の両端部が温度上昇する、いわゆる非通紙部昇温が問題となる(特許文献1)。 The toner image formed on the image carrier is transferred to a recording material directly or via an intermediate transfer member, and the recording material onto which the toner image has been transferred is heated and pressed at a nip portion of a fixing device which is an example of an image heating device. An image forming apparatus for fixing the toner image to a recording material is widely used. In the image heating apparatus, a heating rotator (belt member or roller member) and a pressure rotator (belt member or roller member) are pressed to form a nip portion of a recording material. When a recording material is continuously heat-treated with an image heating device, the temperature rises at both ends in the longitudinal direction of the nip portion that is heated but not subjected to heat removal from the recording material. (Patent Document 1).
特許文献1には、誘導加熱装置を用いて加熱回転体を加熱する画像加熱装置が示される。そして、可動の磁性体コアと磁束を遮蔽する可動の磁束遮蔽板を制御して、非通紙部昇温が発生する記録材の搬送方向に直角な方向の長さ領域の外側の加熱部材に入射する磁束を減少させている。
特許文献2には、圧接回転体に沿って4台のファンを配置した画像加熱装置が示される。そして、所定温度以上の非通紙部昇温が発生すると、4台のファンのうちの外側の2台のファンを作動させて圧接回転体の両端部を直接空冷して、ニップ部の非通紙部昇温を除熱している。また、記録材の加熱処理に先立たせて4台のファンのうちの内側の2台のファンを作動させて圧接回転体の中央部を直接空冷して、圧接回転体の回転軸線方向の半径分布(温度膨張量)を調整している。
特許文献4には、圧接回転体に均熱ローラを圧接して回転軸線方向の伝熱を強化することにより、圧接回転体の回転軸線方向の温度分布を均して非通紙部昇温を抑制する画像加熱装置が示される。
In
特許文献1に示されるように、加熱回転体の回転軸線方向における被加熱領域を精密に制御できる場合でも、記録材の幅(搬送方向に直角な方向)の両端部まで均一な加熱を行うためには、記録材の幅の外側まで加熱を及ぼす必要がある。非通紙部昇温が発生していない1〜2枚目の加熱処理において記録材の幅の両端部で必要な温度に達しない可能性があるからである。
As shown in
しかし、記録材の幅の外側まで加熱を及ぼしていると、加熱処理の開始後は、記録材の幅の外側で非通紙部昇温が発生する。生産性を高めるために記録材の搬送速度を高くするほど急峻な非通紙部昇温が発生する。温度の立ち上がりを早めるために加熱回転体の肉厚を薄くするほど回転軸線方向の伝熱が損なわれて急峻な非通紙部昇温が発生する。 However, if the heating is applied to the outside of the width of the recording material, the non-sheet passing portion temperature rises outside the width of the recording material after the start of the heat treatment. As the recording material conveyance speed is increased in order to increase productivity, a steep non-sheet passing portion temperature rise occurs. As the thickness of the heating rotator is reduced in order to accelerate the rise in temperature, heat transfer in the direction of the rotation axis is impaired and a steep non-sheet passing portion temperature rise occurs.
そこで、特許文献2に示されるように、圧接回転体の端部にファンを配置して非通紙部昇温を空冷することが提案された。しかし、この場合、圧接回転体の端部に吹き付けた空気の一部が圧接回転体の中央部に回り込んで圧接回転体の中央部にまで空冷が及ぶ可能性がある。この場合、中央部のニップ部の温度低下を補うように加熱回転体のさらなる加熱が実行されて、不必要な電力消費を発生するとともに、非通紙部昇温がさらに高まる可能性がある。
Therefore, as disclosed in
そこで、特許文献3に示されるように、圧接回転体の端部と中央部とを固定の仕切り板で遮蔽して端部に対する送風が中央部へ回り込まないようにすることが提案された。しかし、固定の仕切り板は、記録材のサイズに応じて発生する位置が移動する非通紙部昇温には対処できない。仕切り板より広い幅の記録材を加熱処理すると、仕切り板の外側で圧接回転体が大きな温度低下を生じてしまう。
Therefore, as shown in
本発明は、非通紙部昇温の発生位置が変化しても、不必要な電力消費や局所的な温度低下を発生することなく、非通紙部昇温を速やかに緩和できる画像加熱装置を提供することを目的としている。 The present invention provides an image heating apparatus capable of quickly mitigating non-sheet-passing portion temperature rise without causing unnecessary power consumption or local temperature drop even if the occurrence position of non-sheet-passing portion temperature rise changes. The purpose is to provide.
本発明の画像加熱装置は、記録材を加熱する加熱回転体と、前記加熱回転体に圧接して記録材のニップ部を形成する圧接回転体と、前記圧接回転体に圧接して前記圧接回転体の回転軸線方向の温度分布を均すように伝熱する伝熱回転体と、前記伝熱回転体の回転軸線方向の端部に送風する端部送風手段と、を備えるものである。
ものである。
The image heating apparatus of the present invention includes a heating rotator that heats a recording material, a pressure rotator that presses against the heating rotator to form a nip portion of the recording material, and a pressure rotator that presses against the pressure rotator. A heat transfer rotating body that transfers heat so as to equalize a temperature distribution in the rotation axis direction of the body, and an end blowing unit that blows air to the end of the heat transfer rotating body in the rotation axis direction.
Is.
本発明の画像加熱装置は、非通紙部昇温の余剰な熱量が伝熱回転体を通じて加圧回転体の中央部の加熱に寄与するため、中央部の温度を一定に保つために必要な加熱回転体の加熱電力が削減される。同時に、端部送風手段による除熱も伝熱回転体を通じて加圧回転体の回転軸線方向に範囲を拡大され平均化されるから、圧接回転体になめらかな温度分布を形成できる。 The image heating apparatus according to the present invention is necessary for keeping the temperature of the central portion constant because the excessive heat amount of the non-sheet-passing portion temperature increase contributes to the heating of the central portion of the pressure rotating body through the heat transfer rotating body. The heating power of the heating rotator is reduced. At the same time, the heat removal by the end blowing means is also expanded and averaged in the direction of the rotation axis of the pressure rotator through the heat transfer rotator, so that a smooth temperature distribution can be formed on the pressure rotator.
したがって、非通紙部昇温の発生位置が変化しても、不必要な電力消費や局所的な温度低下を発生することなく、非通紙部昇温を速やかに緩和できる。 Therefore, even if the position where the non-sheet passing portion temperature rise occurs changes, the non-sheet passing portion temperature rise can be quickly mitigated without causing unnecessary power consumption or local temperature drop.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、端部ファンの送風が均熱ローラを介して圧接ローラの端部と中央部とを同時に冷却する限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention replaces a part or all of the configuration of the embodiment with the alternative configuration as long as the blow of the end fan cools the end portion and the central portion of the pressure contact roller through the heat equalizing roller at the same time. Other embodiments can also be implemented.
従って、加熱回転体及び圧接回転体はベルト部材には限らず、その少なくとも一方がローラ部材であってもよい。画像加熱装置は、画像形成装置に組み込まれるものの他、単独の画像加熱処理装置又は画像形成システムに組み合わせるオプションユニットであってもよい。画像加熱装置は、記録材に担持された画像が加熱される限りにおいて、定着装置の外、画像面の光沢処理装置、記録材のカール除去装置であってもよい。 Accordingly, the heating rotator and the pressure rotator are not limited to belt members, and at least one of them may be a roller member. The image heating apparatus may be an optional unit combined with a single image heating processing apparatus or an image forming system, in addition to those incorporated in the image forming apparatus. As long as the image carried on the recording material is heated, the image heating device may be an image surface gloss processing device or a recording material decurling device in addition to the fixing device.
画像形成装置は、フルカラー/モノクロ、1ドラム型/タンデム型、記録材搬送方式/中間転写方式、像担持体の種類、帯電方式、露光方式、転写方式、定着方式によらず実施できる。本実施形態では、トナー像の形成/転写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、種々の用途で実施できる。 The image forming apparatus can be implemented regardless of the full color / monochrome, one drum type / tandem type, recording material conveyance method / intermediate transfer method, type of image carrier, charging method, exposure method, transfer method, and fixing method. In the present embodiment, only main parts related to toner image formation / transfer will be described. However, the present invention includes a printer, various printing machines, a copier, a fax machine, a composite machine, in addition to necessary equipment, equipment, and a housing structure. It can be implemented in various applications such as a machine.
(1)画像形成装置例
図1は画像形成装置の構成の説明図である。図1に示すように、画像形成装置E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、PM、PC、PKを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
(1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of the image forming apparatus. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus E is a tandem intermediate transfer type full-color printer in which yellow, magenta, cyan, and black image forming portions PY, PM, PC, and PK are arranged along an
画像形成部PYでは、感光ドラム21(Y)にイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト26に転写される。画像形成部PMでは、感光ドラム21(M)にマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト26に転写される。画像形成部PC、PKでは、感光ドラム21(C、K)にそれぞれシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト26に転写される。
In the image forming unit PY, a yellow toner image is formed on the photosensitive drum 21 (Y) and transferred to the
中間転写ベルト26は、無端状の樹脂ベルトで構成され、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に張架されて、駆動ローラ27によって駆動される。記録材Pは、記録材カセット31から給紙ローラ32により1枚ずつ取り出されてレジストローラ33で待機する。記録材Pは、レジストローラ33によって二次転写部T2へ給送されて、二次転写部T2を搬送される過程で中間転写ベルト26からトナー像を転写される。四色のトナー像を転写された記録材Pは、定着装置200へ搬送され、定着装置200で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着される。画像が定着された記録材は、排出搬送路36を通じて外部トレイ37へ排出される。
The
画像形成部PY、PM、PC、PKは、現像装置23(Y)、23(M)、23(C)、23(K)で用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。以下では、画像形成部PYについて説明し、画像形成部PM、PC、PKに関する重複した説明を省略する。 The image forming units PY, PM, PC, and PK are different except that the toner colors used in the developing devices 23 (Y), 23 (M), 23 (C), and 23 (K) are different from yellow, magenta, cyan, and black. The configuration is substantially the same. In the following, the image forming unit PY will be described, and redundant description regarding the image forming units PM, PC, and PK will be omitted.
画像形成部PYは、感光ドラム21の周囲に、帯電ローラ22、露光装置25、現像装置23、転写ローラ30、及びドラムクリーニング装置24を配置している。帯電ローラ22は、感光ドラム21の表面を一様な電位に帯電させる。露光装置25は、レーザービームを走査して感光ドラム21に画像の静電像を書き込む。現像装置23は、静電像にトナーを供給して感光ドラム21にトナー像を現像する。転写ローラ30は、直流電圧を印加されて感光ドラム21のトナー像を中間転写ベルト26へ転写させる。
In the image forming unit PY, a charging
<実施例1>
(2)画像加熱装置例
図2は定着装置の回転軸線に垂直な断面構成の説明図である。図3は定着ベルトの断面構造の説明図である。図4は定着装置の回転軸線方向に平行な垂直断面構成の説明図である。図5は外側磁性体コアの配置の説明図である。以下の説明において、定着装置及びこの定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向であり、長さとは長手方向の寸法である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向であり、幅とは短手方向の寸法をいう。
<Example 1>
(2) Image Heating Device Example FIG. 2 is an explanatory diagram of a cross-sectional configuration perpendicular to the rotation axis of the fixing device. FIG. 3 is an explanatory diagram of a cross-sectional structure of the fixing belt. FIG. 4 is an explanatory diagram of a vertical cross-sectional configuration parallel to the rotation axis direction of the fixing device. FIG. 5 is an explanatory view of the arrangement of the outer magnetic core. In the following description, regarding the fixing device and the members constituting the fixing device, the longitudinal direction is a direction orthogonal to the recording material conveyance direction on the surface of the recording material, and the length is a dimension in the longitudinal direction. The short direction is a direction parallel to the recording material conveyance direction on the surface of the recording material, and the width is a dimension in the short direction.
図2に示すように、記録材の加熱処理時、制御部150は、モータ104を作動させて加圧ローラ2を回転駆動する。定着ベルト1は、加圧ローラ2に従動回転して、未定着トナー像T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。ここでは、定着ベルト1の表面回転速度は、300mm/secに設定され、A4サイズの横送りのフルカラー画像を1分間に80枚の普通紙に定着処理可能である。A4サイズ縦送りの場合は58枚の普通紙に定着処理可能である。
As shown in FIG. 2, during the heat treatment of the recording material, the
記録材の加熱処理時、定着ベルト1が所定の定着温度に温度調整された状態において、ニップ部Nに、未定着トナー像Tを有する記録材Pが導入される。記録材Pのトナー像担持面は、定着ベルト1の外周面に密着して定着ベルト1と一緒にニップ部Nを挟持搬送される。これにより、定着ベルト1の熱が付与され、ニップ部Nの加圧力を受けて未定着トナー像Tが記録材Pの表面に熱圧定着される。ニップ部Nを通った記録材Pは、定着ベルト1から曲率分離して定着装置200から外へ搬送される。
During the heat treatment of the recording material, the recording material P having the unfixed toner image T is introduced into the nip portion N in a state where the temperature of the fixing
定着ベルト1は、長手方向の長さが390mm、内径が30mm、厚みが360μmの円筒状の無端ベルトである。定着ベルト1は、誘導加熱を可能にするための金属層を有する。
The fixing
図3に示すように、基層1aは、電気鋳造法によって製造したニッケルの金属層であって、厚みが40μmである。金属層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。金属層は、樹脂基層に金属を積層して形成してもよい。金属層の厚みは、励磁コイル6に流す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する必要がある。金属層の厚みは、5〜200μm程度の間で設定すると良い。
As shown in FIG. 3, the
弾性層1bは、基層1aの外周に設けた耐熱性シリコンゴム層である。シリコンゴム層は、JIS−A20度の硬度を持ち、熱伝導率は0.8W/mKである。シリコンゴム層の厚さは100〜1000μmの範囲内で設定するのが好ましい。ここでは、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、シリコンゴム層の厚みは300μmとされている。
The
表面離型層1cは、弾性層1bの外周に設けたフッ素樹脂層(例えばPFAやPTFE)であって、ここでは、厚みが30μmである。樹脂層1dは、基層1aの内面側に設けたフッ素樹脂やポリイミドなどの滑性層であって、ここでは、厚みが20μmのポリイミドである。樹脂層1dは、定着ベルト内面と温度センサTH1との摺動摩擦を低下させるために、10〜50μmの厚みが好ましい。
The
加圧ローラ2は、定着ベルト1の外周と接するように配設される。加圧ローラ2は、外径が30mm、長手方向の長さが350mmの円筒状であって、定着ベルト1との間でニップ部Nを形成する。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。加圧ローラ2は、鉄合金製の芯金2aの周面にシリコンゴム層の弾性層2bを設け、弾性層2bの外周面をフッ素樹脂層(例えばPFAやPTFE)の離型層2cで覆っている。加圧時に押圧部材3が撓んでも定着ベルト1と加圧ローラ2の間のニップ部Nの長手方向の圧力分布が均一になるように、芯金2aは、長手方向中央部の径が20mmで両端部の径が19mmである。弾性層2bの厚みは5mm、離型層2cの厚みは30μmである。記録材Pの両端部での搬送速度を中央部と比べて速くして紙しわを発生しにくくするため、ニップ部Nの回転方向の幅は、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。
The
図4に示すように、支持側板12は、定着フランジ10を非回転に支持し、加圧ローラ2を回転自在に支持する。定着フランジ10は、支持側板12に固定されて定着ベルト1の長手方向の位置を規制する。定着フランジ10は、定着ベルト1の長手方向移動および周方向の形状を規制する左右の規制部材である。定着ベルト1は、基層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。
As shown in FIG. 4, the
ステー4の両端部は、定着フランジ10内に挿通して配設される。ステー4は、ニップ部の長手方向に沿って圧力付与部材3に均等に圧力を加える。ステー4は、剛性が必要であるため鉄製である。図2に示すように、ステー4は、励磁コイル6と接近しているため、励磁コイル6で生じる磁界を遮蔽して誘導加熱を回避するために、ステー4の上面に長手方向にわたって磁気遮蔽コア5を配置してある。磁気遮蔽コア5は、ステー4のコイル側に設けられて、誘導加熱による温度上昇を防止する磁気遮蔽部材である。
Both ends of the
圧力付与部材3は、金属製のステー4に保持され、定着ベルト1を介して加圧ローラ2との間に押圧力を作用させてニップ部Nを加圧する。圧力付与部材3は、定着ベルト1と加圧ローラとの間に押圧力を作用させて定着ニップ部Nを形成する。圧力付与部材3は、耐熱性樹脂である。
The
ステー加圧バネ9bは、ステー4の両端部と装置シャーシ側のステー用バネ受け部材9aとの間に縮設されることで、ステー4に押し下げ力を作用する。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を挟んで圧接して、所定幅のニップ部Nが形成される。ステー加圧バネ9bは、ステー4の両端部に押し下げ力を作用して、圧力付与部材3に支持された定着ベルト1と加圧ローラ2の間に所定幅のニップ部Nを形成する。
The
不図示のカムを回転させることにより、ステー加圧バネ9bのステー4に対する付勢力を解除して、ニップ部Nの加圧を解除可能である。定着装置200の停止時には、ニップ部Nの加圧を解除することで、加圧ローラ2の弾性層や定着ベルト1が永久変形することを防止している。
By rotating a cam (not shown), the urging force of the
図2に示すように、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。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してある。定着ベルト1と誘導加熱装置100の励磁コイル6は、0.5mmのモールドにより電気絶縁の状態を保つ。モールド表面と定着ベルト表面の距離は1.0mm、定着ベルト1と励磁コイル6との間隔は1.5mmで一定である。
As shown in FIG. 2, the
図5に示すように、励磁コイル6は、電線として例えばリッツ線を用い、電線を横長・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してなる。外側磁性体コア7aは、励磁コイル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6を覆っている。外側磁性体コア7aは、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6の巻き中心部と周囲を囲むように構成されている。外側磁性体コア7aは、励磁コイル6の磁気回路の効率を上げるためと磁気遮蔽のために配置され、励磁コイル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。外側磁性体コア7aは、フェライト等の高透磁率で残留磁束密度の低い材料を用いると良い。モールド部材7cは、励磁コイル6及び外側磁性体コア7aを電気絶縁性の樹脂によって支持する。
As shown in FIG. 5, the
図2に示すように、中央部温度検出手段の一例である温度センサTH1は、定着ベルト1の回転軸線方向の中央部の温度を検出する。加熱手段の一例である誘導加熱装置100は、定着ベルト1を加熱する。温度制御手段の一例である温度制御回路102は、定着ベルト1の回転軸線方向の中央部の温度が所定温度を維持するように温度センサTH1の出力に基づいて誘導加熱装置100を制御する。
As shown in FIG. 2, the temperature sensor TH <b> 1 that is an example of the center temperature detection unit detects the temperature of the center of the fixing
温度センサTH1は、例えばサーミスタ等の温度検出素子であり、定着ベルト1の長手方向の中央部の内面に当接して、通紙域になる定着ベルト1の部分の温度を検出する。温度センサTH1は、圧力付与部材3に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ても、位置変動に追従して良好な接触状態を維持する。
The temperature sensor TH1 is a temperature detection element such as a thermistor, for example, and abuts against the inner surface of the central portion in the longitudinal direction of the fixing
温度センサTH1の検知温度情報は、温度制御回路102にフィードバックされる。温度制御回路102は、温度センサTH1の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(励磁回路)を制御する。定着ベルト1の温度調整の目標温度は、表1に示すように、画像形成装置Eが置かれている環境の温度、記録材の種類に応じて変更される。表1中、低温環境は15℃以下、高温環境は30℃以上である。薄紙は、単位面積当たり重量が52[g/m2]以上64[g/m2]未満のカット紙である。普通紙1は、単位面積当たり重量が64[g/m2]以上82[g/m2]未満のカット紙、再生紙1は、単位面積当たり重量が64[g/m2]以上82[g/m2]未満の再生紙(リサイクルペーパ)のカット紙である。
The temperature information detected by the temperature sensor TH1 is fed back to the
電源装置101は、記録材の加熱処理時、定着ベルト1の回転状態で励磁コイル6に20kHz〜50kHzの高周波電流を印加する。高周波電流を印加された励磁コイル6が発生した交番磁界は、定着ベルト1の金属層(導電層)に誘導電流を発生して定着ベルト1を誘導発熱する。
The
温度制御回路102は、温度センサTH1の検出温度が例えば180℃で一定になるように、温度センサ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6に入力する電力を制御する。温度制御回路102は、温度センサTH1の検知温度が例えば220℃に達すると、励磁コイル6への通電を遮断する。
The
定着装置200は、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、定着ベルト1の外部に配置されているので、励磁コイル6の温度が高温になりにくい。そのため、励磁コイル6の電気抵抗が上昇せず、高周波電流を流してもジュール発熱による損失を軽減できる。励磁コイル6を定着ベルト1の外部に配置したことで、定着ベルト1の小径化、低熱容量化に寄与して、省エネルギー性を高めている。定着装置200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、励磁コイル6に1500Wの電力を入力すると約15秒で定着ベルト1の表面温度が目標温度の180℃に到達する。このため、スタンバイ中の加熱動作を不要にして、電力消費量を非常に低く抑えることができた。
In the
(3)コア移動機構
図4に示すように、誘導加熱手段の一例である誘導加熱装置100は、定着ベルト1に磁束を作用させて定着ベルト1を誘導加熱する。入射磁束調整機構の一例である外側磁性体コア7a及び磁束遮蔽部材103は、加熱処理される記録材の搬送方向に直角な方向の長さに合せて定着ベルト1に入射する磁束の回転軸線方向の分布を調整可能である。
(3) Core Moving Mechanism As shown in FIG. 4, the
外側磁性体コア7aは、少しずつ位相を異ならせたカム列を用いたコア移動機構106によって昇降可能に配置される。外側磁性体コア7aは、記録材が通過する範囲の外側に形成される非通紙部においては上昇して、励磁コイル6と外側磁性体コア7aの隙間を広げて、定着ベルト1を通過する磁束密度を減らして定着ベルト1の発熱量を低下させている。
The outer
種々の紙サイズ、例えばハガキ、A5、B4、A4、A3ノビまでの各種サイズの記録材において非通紙部昇温に対応できるよう、定着ベルト1の両端部の領域において、外側磁性体コア7aは、記録材搬送方向に直交する方向で複数に分割されている。記録材の搬送方向に直角な方向で見た外側磁性体コア7aの幅は、ここでは10mmとした。制御部150は、記録材の種類を判別して、非通紙域に位置する外側磁性体コア7aを励磁コイル6から離れる方向に移動させて、定着ベルト1に入射する磁束密度を低下させる。記録材のサイズに対応して外側磁性体コア7aが移動することで、非通紙部での昇温が抑制される。
The outer
(4)磁束遮蔽部材
図4に示すように、外側磁性体コア7aは、2個一組を単位にして昇降する機構を採用しているため、最大10mm×2個=20mmの範囲で非通紙部の定着ベルト1に磁束が入射して非通紙部昇温が発生する可能性がある。そこで、磁束遮蔽部材103を設けて、定着ベルト1に磁束が入射する範囲をきめ細かく調整できるようにした。
(4) Magnetic flux shielding member As shown in FIG. 4, the outer
一対の磁束遮蔽部材103は、定着ベルト1と平行に配置した不図示の樹脂ねじ機構を用いた駆動機構107によって、定着ベルト1と平行に対称な位置関係を保って定着ベルト1の長手方向に移動する。磁束遮蔽部材103は、外側磁性体コア7aの移動よりも定着ベルト1に入射する磁束を弱める効果が大きく、また、外側磁性体コア7aの移動機構と連動して移動することで、外側磁性体コア7aの分割幅よりも細かく長手発熱分布を制御できる。
The pair of magnetic
磁束遮蔽部材103は、定着ベルト1の長手方向の両端部において、励磁コイル6と定着ベルト1の間に配置される。磁束遮蔽部材103の記録材搬送方向と交差する方向の幅は、磁束遮蔽効果を発揮する十分な幅を持つこと、最大サイズの記録材に対応する最大発熱幅を低減しないこと、定着装置200の長手方向の幅を拡大しないことを考慮して、20mmとした。ここでは、銅板を用い、銅板の厚みは、20kHz〜50kHzにおける表皮深さを考慮して0.5mmとした。磁束遮蔽部材103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。磁束遮蔽部材103の配置は、励磁コイル6と外側磁性体コア7aの間、定着ベルト1と磁気遮蔽コア5の間等でもよい。
The magnetic
(5)伝熱回転体
図2に示すように、圧接回転体の一例である加圧ローラ2は、加熱回転体の一例である定着ベルト2に圧接して記録材のニップ部Nを形成する。伝熱回転体の一例である均熱ローラ13は、加圧ローラ2に圧接して加圧ローラ2の回転軸線方向の温度分布を均すように伝熱する。
(5) Heat Transfer Rotator As shown in FIG. 2, a
定着装置200には、接離機構105によって加圧ローラ2に着脱可能な均熱ローラ13が備えられている。均熱ローラ13は、加圧ローラ2に圧接した状態で、定着ベルトの非通紙部昇温の熱を吸熱し、吸熱した熱を加圧ローラ2の長手方向に伝熱して分散させることにより、加圧ローラ2の長手方向の温度分布を均している。加圧ローラ2の長手方向の温度分布を均すことで、定着ベルト1の非通紙部昇温を抑制できるとともに、加圧ローラ2の搬送性能の再現性を高め、後端しわ発生、波打ちといった記録材搬送上の問題を少なくすることができる。
The fixing
均熱ローラ13は、アルミニウム、銅など、熱伝導率が100〜250℃で100W/m・K以上であって、熱容量が100〜250℃で3.0[kJ/m3・K]以下の材料を用いることが好ましい。
The soaking
均熱ローラ13は、軸径が8[mm]、直径がφ20[mm]、長手方向の長さが300[mm]、一種類の材料で内部が埋まっている中実ローラである。均熱ローラ13は、ごみ等の付着を防止するために20[μm]のフッ素コート等の表面層を設けている。
The soaking
図4に示すように、均熱ローラ13は、定着ベルト1及び加圧ローラ2と平行に配列され、均熱ローラ13の両端部は、支持側板12に固定した軸受部材によって回転自在に支持されている。
As shown in FIG. 4, the soaking
図2に示すように、均熱ローラ13は、バネなどを含む加圧機構105によって、加圧ローラ2側に対して接離、圧着が可能である。均熱ローラ13は、圧着時にはニップ領域を形成して伝熱を行うとともに、加圧ローラ2の摩擦力に駆動されて従動回転する。
As shown in FIG. 2, the soaking
(6)中央ファン、中央ファンダクト
図6は中央ファン及び中央ファンダクトの動作の説明図である。図7は中央ファン及び中央ファンダクトの斜視図である。図8は中央ファンによる加圧ローラの冷却効果の説明図である。
(6) Central Fan, Central Fan Duct FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of the central fan and the central fan duct. FIG. 7 is a perspective view of the central fan and the central fan duct. FIG. 8 is an explanatory diagram of the cooling effect of the pressure roller by the central fan.
図4に示すように、中央送風手段の一例である中央ファン600及び中央ファンダクト603は、加圧ローラ2の回転軸線方向の中央部に送風する。中央ファン600は、端部ファン601、602と同じ高さ位置に並べて配置される。中央部ダクトの一例である中央ファンダクト603は、中央ファン600の送風から均熱ローラ13を遮蔽しつつ中央ファン600の送風を加圧ローラ2に案内する。
As shown in FIG. 4, the
定着装置200の上流側に中央ファン600及び中央ファンダクト603が配設される。中央ファン600及び中央ファンダクト603は、加圧ローラ2の長手方向の中央部に配設される。中央ファン600は、定着装置200の前に位置させて画像形成装置のフレームに固定している。中央ファンダクト603は、画像形成装置のフレームから着脱可能な定着装置200に固定している。しかし、中央ファン600及び中央ファンダクト603は、定着装置200と定着装置200のいずれに配設されていてもよい。中央ファン600の送風は、加圧ローラ2の長手方向の中央から±50mmの範囲に吹き付けられる。中央ファン600は、直流24V電源を受けて作動する。中央ファン600は、中央温度センサTH1と端部温度センサTH2の温度差情報に基づいてオンされる。
A
図6を参照して図7に示すように、中央ファンダクト603の先端側に13.7mm×32mmの開口が形成されている。開口から吹かれた送風が加圧ローラ2の周面に直接当たるように案内形状603aが設けられている。案内形状603aは、中央ファン600の送風を、加圧ローラ2以外に当てることなく、効率よく加圧ローラ2に当てる。
As shown in FIG. 7 with reference to FIG. 6, an opening of 13.7 mm × 32 mm is formed on the front end side of the
図8に示すように、中央ファン600のON/OFFに応じて定着ベルト1の長手方向の温度分布が変化する。温度分布は、株式会社アピステ製 赤外線サーモグラフィFSV−7000Sを用いて測定した。
As shown in FIG. 8, the temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing
中央ファン600を駆動させないとき、破線で示すように、記録材の端部位置の定着ベルト1の表面温度が低下している。定着ベルト1に加熱される加圧ローラ2の温度分布も、中央部の温度が端部より高くなり、加圧ローラ2の中央部がより熱膨張するため加圧ローラの外径は中央部の方が大きい、いわゆるクラウン形状となる。
When the
加圧ローラ2が膨張して外径が変化すると、記録材の搬送速度が変化する。クラウン形状の加圧ローラ2が記録材を搬送すると、中央部の方が端部よりも送りスピードが速くなり、記録材端部が記録材中央に引っ張られて、記録材の後端にしわが発生し易くなる。記録材の後端しわは、記録材の剛性が弱い薄紙ほど顕著である。
When the
そこで、画像形成の開始前に中央ファン600を作動させて長手方向の中央部を冷却する。送風の冷却に耐えて中央部の温度を維持するように定着ベルト1が加熱される結果、送風を受けない端部の温度が上昇してクラウン形状が解消される。その結果、後端しわの発生が阻止される。
Therefore, before the start of image formation, the
(7)中央ファンの制御
図9は定着装置の制御のブロック図である。図10は中央ファンの制御のタイムチャートである。図11は中央ファンの制御のフローチャートである。
(7) Control of Central Fan FIG. 9 is a block diagram of control of the fixing device. FIG. 10 is a time chart for controlling the central fan. FIG. 11 is a flowchart of the control of the central fan.
図9に示すように、操作部301または外部のコンピュータから、ユーザが出力する記録材の情報(サイズおよび種類)が記録材情報処理部1002に送られる。記録材情報処理部1002の情報は制御部150のCPU1000に転送される。CPU1000は、メモリ1001を参照し、記録材情報処理部1002の情報によって、外側磁性体コア7aの移動個数及び磁束遮蔽部材103の移動量を求めて、コア移動・磁気遮蔽制御部1004に転送する。コア移動・磁気遮蔽制御部1004は、指定された個数の外側磁性体コア7aを移動させ、指定された移動量だけ磁束遮蔽部材103を移動させる。
As shown in FIG. 9, information (size and type) of the recording material output by the user is sent to the recording material
制御部150は、記録材処理部1002の情報でメモリ1001を参照して、中央ファン600を駆動する記録材の種類か否かを判断する。制御部150は、印字枚数カウンタ1003の情報でメモリ1001を参照して、中央ファン600のオフ条件を判断してファン制御部1006に指令を出す。ファン制御部1006は、中央ファン600のON/OFFを制御する。
The
図10に示すように、中央ファン600は、一日の最初に電源がONされた時、あるいは画像形成ジョブのスタート時に駆動する。定着装置200の立ち上げ時に、加圧ローラ2の中央部を急激に冷やして、加圧ローラ2に少しでも早く上述した狙いの温度分布を実現させる。
As shown in FIG. 10, the
図2を参照して図10に示すように、制御部150は、最初に、加圧ローラ脱着モータを作動させて加圧ローラ2を定着ベルト1に加圧してニップ部Nを形成する。
As shown in FIG. 10 with reference to FIG. 2, the
制御部150は、次に、加圧ローラ2を駆動モータにより駆動させて定着ベルト1を回転させる。そのとき、磁束遮蔽部材103及び外側磁性体コア7aは、最大発熱幅を実現している。
Next, the
制御部150は、次に、励磁コイル6に電力供給して、定着ベルト1の温度調整を開始させる。定着ベルト1が目標温度に到達するタイミングで中央ファン600を作動させる。
Next, the
制御部150は、次に、記録材のサイズに合わせて、発熱幅を制御するために、コア移動モータ、磁気遮蔽モータを作動させて、記録材サイズに合わせた定着ベルト1の発熱幅を設定する。
Next, in order to control the heat generation width according to the size of the recording material, the
制御部150は、次に、画像成形を開始し、記録材上に画像を出力する。記録材の加熱処理枚数が所定枚に達したら、中央ファン600を停止させる。
Next, the
制御部150は、画像形成が終了したら、定着ベルト1の温度調整を停止し、加圧ローラ2の駆動を停止し、加圧ローラ2を定着ベルト1から離間させる。その後、コア移動モータ、磁気遮蔽モータを作動させて、外側磁性体コア7a及び磁束遮蔽部材103をホームポジション(最大発熱幅)に移動させる。
When the image formation is completed, the
図9を参照して図11に示すように、制御部150は、画像形成装置の本体電源ON又は画像形成ジョブ受信がされると(S1)、温調テーブルを環境温度と記録材の種類で参照して温度調整の目標温度を算出する(S2)。制御部150は、磁束遮蔽部材103及び外側磁性体コア7aを移動して、定着ベルト1の発熱幅を最大にする(S3)。
As shown in FIG. 11 with reference to FIG. 9, when the main body power of the image forming apparatus is turned on or an image forming job is received (S1), the
制御部150は、サーミスタTH1の出力から求めた定着ベルト1の温度が140℃を超えていて、(S4のN)、中央ファン600が駆動していれば停止し(S13)、目標温度オフセットT1を解消する(S14)。
The
制御部150は、サーミスタTH1の出力から求めた定着ベルト1の温度が140℃以下で(S4のY)、記録材の幅が100mm以上であれば(S5のY)、定着ベルト1の端部と中央部の温度差ΔTHを求める。制御部150は、温度差ΔTHがToff1=10℃以上で(S6のY)、中央ファン600が作動していれば停止して(S7)、目標温度オフセットを戻す(S8)。後端しわの発生を阻止できるだけの非通紙部昇温が発生しているからである。
If the temperature of the fixing
制御部150は、温度差ΔTHがTon1=5℃未満であれば(S9のY)、中央ファン600を作動させて(S10)、温度調整の目標温度から目標温度オフセットT1=10℃を差し引く(S11)。目標温度オフセットT1を下げる理由は、定着ベルト1の温度調整の目標温度を低下させないと、定着ベルト1の端部の温度が高くなりすぎるためである。制御部150は、温度差ΔTHがTon1以上Toff1未満であれば(S9のN)、現状を維持する。
If the temperature difference ΔTH is less than Ton1 = 5 ° C. (Y in S9), the
制御部150は、記録材がニップ部Nに突入して1秒以内に(S12又はS15のY)、磁束遮蔽部材103及び外側磁性体コア7aを移動して、定着ベルト1の発熱幅を記録材サイズに合わせて(S16)、記録材の連続的な加熱処理を継続する。
The
制御部150は、記録材の連続的な加熱処理中にも必要に応じて中央ファン600を作動させる。制御部150は、記録材の幅が100mm未満の場合(S17のN)、中央ファン600を停止して(S25)、目標温度オフセットT1を解消する(S26)。
The
制御部150は、記録材の幅が100mm以上の場合(S17のY)、加熱処理した記録材の積算枚数N2が所定枚数N2=5枚に達すると(S18のN)、中央ファン600を停止して(S25)、目標温度オフセットT1を解消する(S26)。N2=5枚はA4片面換算の値である。
When the width of the recording material is 100 mm or more (Y in S17), the
制御部150は、本画像形成ジョブで加熱処理した記録材の積算枚数N2が所定枚数N2=5枚に達するまでは(S18のY)、定着ベルト1の端部と中央部の温度差ΔTHに応じて中央ファン600のON/OFFを決定する。
The
制御部150は、温度差ΔTがToff2=10℃を超えていれば(S19のY)、中央ファン600が作動していれば停止して(S20)、目標温度オフセットT1を解消する(S21)。
If the temperature difference ΔT exceeds Toff2 = 10 ° C. (Y in S19), the
制御部150は、温度差ΔTがToff2=10℃を以下で(S19のN)、温度差ΔTがTon2=5℃以下の場合(S22のY)、中央ファン600を作動させて(S23)、温度調整の目標温度から目標温度オフセットT2=10℃を差し引く(S24)。
When the temperature difference ΔT is Toff2 = 10 ° C. or less (N in S19) and the temperature difference ΔT is Ton2 = 5 ° C. or less (Y in S22), the
制御部150は、画像形成ジョブが終了であれば(S27のY)、画像形成装置を停止させ、画像形成ジョブが終了でなければ(S27のN)、画像形成を継続する(S17)。
If the image forming job is completed (Y in S27), the
(8)端部ファン、端部ファンダクト
図12は端部ファン及び端部ファンダクトの動作の説明図である。図13は端部ファン及び端部ファンダクトの斜視図である。
(8) End Fan, End Fan Duct FIG. 12 is an explanatory view of the operation of the end fan and the end fan duct. FIG. 13 is a perspective view of the end fan and the end fan duct.
図4に示すように、端部送風手段の一例である端部ファン601、602及び端部ファンダクト604、605は、均熱ローラ13の回転軸線方向の端部に送風する。端部ファン601、602は、記録材の搬送面よりも低い位置に配置される。端部ダクトの一例である端部ファンダクト604、605は、端部ファン601、602の送風から加圧ローラ2を遮蔽しつつ端部ファン601、602の送風を均熱ローラ13に案内する。
As shown in FIG. 4, the
記録材の搬送方向に直角な幅方向において加熱領域が記録材より広くなると、記録材に接触しない定着ベルト1の非通紙部が昇温する。また、記録材の幅方向の端部では、記録材の幅方向の中央部に比較して記録材に奪われる熱量が小さいため、通紙枚数の増加とともに記録材の幅方向の端部においても中央部に比較した若干の昇温が発生する。非通紙部昇温及び記録材端部昇温の現象は、低熱容量ベルトを用いた定着ベルト1において顕著に現れる。これらの昇温によって、記録材の端部と中央で光沢ムラが発生したり、定着ベルト1の耐久寿命が影響を受けたりするため、定着装置Eでは、端部ファン601、602、及び端部ファンダクト604、605を制御してこれらの昇温を抑制する。
When the heating area becomes wider than the recording material in the width direction perpendicular to the conveyance direction of the recording material, the temperature of the non-sheet passing portion of the fixing
定着装置200の上流側に端部ファン601、602及び端部ファンダクト604、605が配設される。端部ファン601、602及び端部ファンダクト604、605は、加圧ローラ2の長手方向の両端部に配設される。端部ファン601、602は、定着装置200の前に位置させて画像形成装置Eのフレームに固定している。端部ファンダクト604、605は、画像形成装置Eのフレームから着脱可能な定着装置200に固定している。しかし、端部ファン601、602及び端部ファンダクト604、605は、定着装置200と画像形成装置Eのいずれに配設されていてもよい。
図12に示すように、端部ファンダクト604、605を通じた端部ファン601、602の送風は、均熱ローラ13に吹き付け、均熱ローラ13の下面に沿って案内され、加圧ローラ2や定着ベルト1には直接吹き付けない。均熱ローラ13に冷風を吹き付けて均熱ローラ13の温度を下げることにより、均熱ローラ13の均熱効果を高めている。
As shown in FIG. 12, the air blown from the
直接加圧ローラ2に直接吹き付けると、定着ベルト1の長手方向の中央部にまで送風が及んで温度センサTH1の検知温度が低下する。すると、誘導加熱装置100が定着ベルト1の温度を上げようと出力を高めて、非通紙部昇温がさらに進行する。
When directly sprayed onto the
端部ファン601、602は、ジョブ中の端部温度センサTH2、TH3の温度情報やジョブ中の換算枚数に基づいてオンされる。なお、端部温度センサTH2、TH3の温度により検出される温度に伴って端部ファン601、602の風量を増加することも可能である。
The
図13に示すように、端部ファンダクト604、605は、吹き出し側に1.9mm×73mmのスリット形状の穴が開いている。図4に示すように、スリット形状の穴の中央線は、長手中央から105mmの位置に配設される。すなわち、端部ファンダクト604、605はそれぞれ、幅方向において、均熱ローラ13の最小サイズ記録材に対応する範囲より外側で最大サイズ記録材に対応する範囲に対向する位置に配置される。
As shown in FIG. 13, the
(9)端部ファンの制御
図14は端部ファンの制御のタイムチャートである。図15は端部ファンの制御のフローチャートである。
(9) End Fan Control FIG. 14 is a time chart of the end fan control. FIG. 15 is a flowchart of the end fan control.
図12に示すように、接離機構105は、加圧ローラ2に対して均熱ローラ13を接離させる。端部温度検出手段の一例である温度センサTH2は、定着ベルト1の回転軸線方向の端部の温度を検出する。制御手段の一例である制御部150は、温度センサTH2の出力に基づいて接離機構105及び端部ファン601、602を制御する。制御部150は、均熱ローラ13を加圧ローラ2から離間した状態で記録材の連続加熱処理を開始後、加圧ローラ2の端部が所定温度を超えると加圧ローラ2に均熱ローラ13を圧接させる。制御部150は、加圧ローラ2に均熱ローラ13を圧接後、加圧ローラ2の端部が所定温度を超えると端部ファン601、602を作動させる。
As shown in FIG. 12, the contact /
図9を参照して図15に示すように、制御部150は、画像形成ジョブを受信すると、定着ベルト1の回転及び加熱を開始する(S31)。
As shown in FIG. 15 with reference to FIG. 9, when the image forming job is received, the
制御部150は、記録材のサイズが判明すると(S32のY)、外側磁性体コア7aを記録材のサイズに合わせて移動する(S33)。そして、定着ベルト1が目標温度に達するのを待機し、目標温度に到達すると記録材の加熱処理を開始する(S33)。
When the size of the recording material is determined (Y in S32), the
制御部150は、連続的な記録材の加熱処理に伴って非通紙部昇温が発生して、温度センサTH2の検出温度が220℃以上になると(S34のY)、接離機構105を作動させて均熱ローラ13を加圧ローラ2に圧接させる(S35)。温度センサTH2の検出温度が220℃より小さければ、均熱ローラ13は加圧ローラ2に対する離間状態を保持する。定着ベルト1の温度立上げ中や記録材の加熱処理の初期段階に均熱ローラ13を圧接させると、温度の立ち上がりが遅くなったり、不必要な温度低下を生じたりするため、記録材の加熱処理中に圧接させている。
The
制御部150は、均熱ローラ13を加圧ローラ2に圧接しても非通紙部昇温が進行して、温度センサTH2の検出温度が230℃以上になると(S36のY)、端部ファン601、602をONする(S37)。温度センサTH2の検出温度が230℃より小さければ端部ファン601、602は作動させず、均熱ローラ13のみに頼った非通紙部昇温の抑制を継続する。画像形成ジョブが終了するまで(S38のN)、以上の手順を継続する。
Even if the
実施例1の画像形成装置Eでは、磁束遮蔽部材103及び外側磁性体コア7aを用いて定着ベルト1の加熱領域を精密に設定できる構成において、均熱ローラ13、端部ファン601、602を有効的に使いこなして非通紙部昇温を低減する。これにより、定着ベルト1の耐久寿命が改善される。
In the image forming apparatus E according to the first exemplary embodiment, the
(10)実施例1の効果
定着装置200は、定着装置200は、高速昇温させるために、定着ベルト1を薄肉小径化している。加熱回転体にベルト部材を用いて、省電力及び起動時間の短縮を実現している。記録材の搬送性を良化しつつ、定着ベルト1の非通紙部昇温を正確に抑えることができる。
(10) Effects of
定着装置200は、質量の少ない定着ベルト1の記録材の幅に合わせた領域を誘導加熱装置100によって効率的に加熱するため、省電力及び起動時間の短縮に優れている。定着装置200は、定着ベルト1の記録材に接触して冷却される領域と記録材の外側の記録材に冷却されない領域との間に温度差が発生するため、連続的な記録材の加熱処理を行うと、非通紙部昇温が発生する。
Since the fixing
定着装置200は、加熱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ている。また、コストやエネルギー効率の観点から、薄肉の加熱回転体を記録材に接触させて記録材上のトナー像を加熱溶融させる。
In the
定着装置200は、加熱回転体の熱容量を小さくするために薄肉の定着ベルト1を使用するので、軸直角断面の断面積がきわめて小さくなって、軸方向の熱移動性が良好でない。この傾向は定着ベルト1が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さらに低くなる。
Since the fixing
定着装置200は、加熱回転体の長手方向の長さいっぱいの記録材、すなわち最大通紙幅の記録材を加熱処理する場合と同様に、幅の小さい小サイズの記録材を連続で通紙させた場合でも、非通紙領域と通紙領域の温度差が大きくならない。搬送される記録材の熱容量が大きくても、生産性(単位時間あたりのプリント枚数)が高くても、通紙領域と非通紙領域との温度差が大きくならない。
In the
定着装置200は、紙搬送性を良化しつつ、定着ベルト1の非通紙部昇温を正確に抑えることができる。加圧ローラ2の長手方向の温度ムラを解消できるため、小サイズの記録材を連続で通紙させた直後に大サイズの記録材を通紙しても、温度ムラによる紙シワ、スキュー等や、定着ムラが生じにくい。そのため、薄肉で低熱容量の定着ベルト1を、スループットの高い複写機などへ適用することが容易である。
The fixing
なお、均熱ローラ13を加圧ローラ2に圧接させる温度センサTH2の検出温度の閾値は、記録材のサイズ、種類、画像形成装置Eの生産性の設定、あるいは記録材の加熱処理の開始後の累積処理枚数等に応じて変更してもよい。また、図4に示すように、本実施形態では、温度センサTH2、TH3が検出するのは定着ベルト1の温度であるが、この構成に限定する意図ではない。温度センサTH2、TH3が加圧ローラ2の温度を検出する構成にすることもできる。
Note that the threshold value of the temperature detected by the temperature sensor TH2 that presses the soaking
また、端部ファン601、602を作動させる温度センサTH2の検出温度の閾値は、記録材のサイズ、種類、画像形成装置Eの生産性の設定、あるいは記録材の加熱処理の開始後の累積処理枚数等に応じて変更してもよい。
The threshold value of the temperature detected by the temperature sensor TH2 for operating the
また、端部ファン601、602の作動に合せて均熱ローラ13の着動作を始めれば、通紙域の温度ダレを防止できるため、端部ファン601、602のONタイミングと均熱ローラ13の着タイミングを同時期になるようそれぞれ閾値を設定してもよい。
In addition, if the
また、中央ファン600、端部ファン601、602は、シロッコファン等の遠心ファンを使用することが可能である。シロッコファンは、投入する電圧を変えることで、風量を調整することができる。温度センサTH1、TH2、TH3により検出される温度に伴って端部ファン601、602の風量を調整することが可能である。
Further, the
また、加熱源としてハロゲンランプや発熱抵抗体を使用してもよい。加熱範囲を変更する構成としては、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構成を採用してもよい。 A halogen lamp or a heating resistor may be used as a heating source. As a configuration for changing the heating range, a configuration may be adopted in which the heating source is divided and the energization is selectively performed so as to heat the region according to the sheet passing width.
また、誘導コイルを加熱源とした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構成を採用してもよい。 Similarly, in a heating apparatus using an induction coil as a heating source, a configuration in which the heating source is divided and selectively energized may be employed.
1 定着ベルト、2 加圧ローラ、3 圧力付与部材、4 ステー
5 磁気遮蔽コア、6 励磁コイル、7a 外側磁性体コア
10 定着フランジ、12 支持側板
13 均熱ローラ、100 誘導加熱装置、101 電源装置
102 温度制御回路、103 磁束遮蔽部材、104 モータ
105 接離機構、150 制御部、200 定着装置
600 中央ファン、601、602 端部ファン
603 中央ファンダクト、603a 案内形状
604、605 端部ファンダクト
TH1、TH2 温度センサ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記加熱回転体に圧接して記録材のニップ部を形成する圧接回転体と、
前記圧接回転体に圧接して前記圧接回転体の回転軸線方向の温度分布を均すように伝熱する伝熱回転体と、
前記伝熱回転体の回転軸線方向の端部に送風する端部送風手段と、を備えることを特徴とする画像加熱装置。 A heating rotator for heating the recording material;
A pressure rotating body that presses against the heating rotating body to form a nip portion of the recording material;
A heat transfer rotating body that transfers heat so as to equalize the temperature distribution in the rotation axis direction of the pressure rotating body by being pressed against the pressure rotating body;
An image heating apparatus comprising: an end blowing unit that blows air to an end of the heat transfer rotating body in the rotation axis direction.
前記中央送風手段は、前記端部ファンと同じ高さ位置に並べて配置された中央ファンと、前記中央ファンの送風から前記伝熱回転体を遮蔽しつつ前記中央ファンの送風を前記圧接回転体に案内する中央部ダクトと、を有することを特徴とする請求項2記載の画像加熱装置。 A central air blowing means for blowing air to a central portion of the pressure contact rotating body in the rotation axis direction;
The central blower means a central fan arranged side by side at the same height as the end fan, and the central fan blows the central fan to the pressure rotating body while shielding the heat transfer rotary body from the blow of the central fan. The image heating apparatus according to claim 2, further comprising a central duct for guiding.
前記圧接回転体又は前記加熱回転体の回転軸線方向の端部の温度を検出する端部温度検出手段と、
前記伝熱回転体を前記圧接回転体から離間した状態で記録材の連続加熱処理を開始後、前記圧接回転体の端部が所定温度を超えると前記圧接回転体に前記伝熱回転体を圧接させ、前記圧接回転体に前記伝熱回転体を圧接後、前記圧接回転体の端部が所定温度を超えると前記端部送風手段を作動させるように、前記端部温度検出手段の出力に基づいて前記接離機構及び前記端部送風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乃至3のいずれか1項に記載の画像加熱装置。 A contact / separation mechanism for contacting / separating the heat transfer rotor with respect to the pressure contact rotor;
End temperature detection means for detecting the temperature of the end portion in the rotation axis direction of the press-contact rotating body or the heating rotating body;
After starting the continuous heating process of the recording material with the heat transfer rotator spaced from the pressure contact rotator, when the end of the pressure contact rotator exceeds a predetermined temperature, the heat transfer rotator is pressed against the pressure contact rotator. Based on the output of the end temperature detecting means so that the end blowing means is operated when the end of the pressure contact rotating body exceeds a predetermined temperature after the heat transfer rotating body is pressed against the pressure rotating body. 4. The image heating apparatus according to claim 1, further comprising a control unit configured to control the contact / separation mechanism and the end air blowing unit.
前記加熱回転体を加熱する加熱手段と、
前記加熱回転体の回転軸線方向の中央部の温度が所定温度を維持するように前記中央部温度検出手段の出力に基づいて前記加熱手段を制御する温度制御手段と、を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像加熱装置。 A central temperature detecting means for detecting the temperature of the central portion of the heating rotating body in the rotation axis direction;
Heating means for heating the heating rotator;
Temperature control means for controlling the heating means based on the output of the central temperature detecting means so that the temperature of the central part in the rotation axis direction of the heating rotator maintains a predetermined temperature. The image heating apparatus according to claim 1.
加熱処理される記録材の搬送方向に直角な方向の長さに合せて前記加熱回転体に入射する磁束の回転軸線方向の分布を調整可能な入射磁束調整機構と、を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像加熱装置。 Induction heating means for inductively heating the heating rotator by causing magnetic flux to act on the heating rotator;
An incident magnetic flux adjusting mechanism capable of adjusting a distribution in a rotation axis direction of a magnetic flux incident on the heating rotating body according to a length in a direction perpendicular to a conveying direction of a recording material to be heat-treated. The image heating apparatus according to claim 1.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018010068A (en) * | 2016-07-12 | 2018-01-18 | キヤノン株式会社 | Control device |
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2012
- 2012-09-06 JP JP2012195673A patent/JP2014052462A/en active Pending
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