JP2014098891A - 画像加熱装置 - Google Patents

画像加熱装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2014098891A
JP2014098891A JP2013182051A JP2013182051A JP2014098891A JP 2014098891 A JP2014098891 A JP 2014098891A JP 2013182051 A JP2013182051 A JP 2013182051A JP 2013182051 A JP2013182051 A JP 2013182051A JP 2014098891 A JP2014098891 A JP 2014098891A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
endless belt
heater
image heating
belt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013182051A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5631466B2 (ja
Inventor
Nobuaki Hara
伸明 原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2013182051A priority Critical patent/JP5631466B2/ja
Publication of JP2014098891A publication Critical patent/JP2014098891A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5631466B2 publication Critical patent/JP5631466B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2039Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature
    • G03G15/205Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature specially for the mode of operation, e.g. standby, warming-up, error
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/20Details of the fixing device or porcess
    • G03G2215/2003Structural features of the fixing device
    • G03G2215/2016Heating belt
    • G03G2215/2035Heating belt the fixing nip having a stationary belt support member opposing a pressure member

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Abstract

【課題】スタンバイモード初期におけるエンドレスベルトの過度の温度低下を抑制しつつ、エンドレスベルトの耐久寿命を損なうのを抑制できる画像加熱装置を提供することにある。
【解決手段】コントローラ100は、ウォームアップモードに引き続くスタンバイモード時、第1の休止期間にて駆動回転体50によりエンドレスベルト41を回転させつつ加熱器62により前記エンドレスベルトを加熱する処理を間欠的に実行させた後、前記第1の休止期間よりも長い第2の休止期間にて前記処理を間欠的に実行可能であることを特徴とする。
【選択図】図9

Description

本発明は、シート上のトナー像を加熱する画像加熱装置に関する。
画像加熱装置としては、シートに形成された未定着画像あるいは仮定着画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(画像改質装置)が挙げられる。
従来より、電子写真式複写機などの画像形成装置に搭載される定着装置では、トナー像を担持する記録材(シート)を挟持搬送しつつ加熱することによりトナー像を記録材に定着するようになっている。
ところで、ユーザーの印刷待ち時間を短くすべく定着装置における立上げ時間を短くすることが求められている。ここで、立上げ時間とは、画像形成装置のメインスイッチ押し下げから定着処理が可能となるまでの準備動作に要する時間、つまりウォームアップモードに要するウォームアップ時間である。
そこで、特許文献1に記載の定着装置では、薄肉の定着ベルト(エンドレスベルト)を加圧ローラ(駆動回転体)により駆動するとともにその間にニップ部において定着処理(画像加熱処理)を行う構成を採用している。また、定着ベルトは加圧パッドにより加圧ローラに向けて押圧される構成となっている。このように、低熱容量の定着ベルトを用いることにより、立上げ時間を短くすることが可能となっている。
また、特許文献1に記載の定着装置では、ウォームアップモードの実行中に印刷命令を受けなければ、ウォームアップモード完了に伴いスタンバイモードへ移行することになるが、スタンバイモード中は定着ベルトに対する加熱処理と回転処理が停止される。
特開2012−128312号公報
ところで、このようなスタンバイモードを採用した場合、加圧ローラが十分に暖まっていない状況となっている。従って、スタンバイモード中に、多数の記録材へ画像形成を行うための印刷命令を受け付けた場合、生産性(画像形成速度)を維持したまま最後の記録材まで完了させることができない恐れがある。
そこで、スタンバイモードにおいて、加圧ローラを暖めるために定着ベルトを回転させつつ加熱するのが好ましいが、一方で、定着ベルトを回転させることに伴い定着ベルトが加圧パッドとの摺擦により劣化してしまうという懸念がでてくる。
本発明の目的は、スタンバイモード初期におけるエンドレスベルトの過度の温度低下を抑制しつつ、エンドレスベルトの耐久寿命を損なうのを抑制できる画像加熱装置を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の構成は、シート上のトナー像をニップ部にて加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトと協働して前記ニップ部を形成するとともに前記エンドレスベルトを回転駆動する駆動回転体と、前記エンドレスベルトをその内側から前記駆動回転体に向けて加圧する加圧パッドと、前記エンドレスベルトを加熱する加熱器と、ウォームアップモードに引き続くスタンバイモード時、前記駆動回転体により前記エンドレスベルトを回転させつつ前記加熱器により前記エンドレスベルトを加熱する処理を間欠的に実行させるコントローラと、を有する画像加熱装置であって、前記コントローラは、前記スタンバイモード時、第1の休止期間にて前記処理を間欠的に実行させた後、前記第1の休止期間よりも長い第2の休止期間にて前記処理を間欠的に実行可能であることを特徴とする。
上記目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の他の構成は、シート上のトナー像をニップ部にて加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトと協働して前記ニップ部を形成するとともに前記エンドレスベルトを回転駆動する駆動回転体と、前記エンドレスベルトをその内側から前記駆動回転体に向けて加圧する加圧パッドと、前記エンドレスベルトを加熱する加熱器と、前記エンドレスベルトの温度を検出する温度センサと、前記温度センサの出力に応じて前記加熱器を制御するコントローラと、を有する画像加熱装置であって、前記コントローラは、スタンバイモード時、前記加熱器を動作させるとき前記駆動回転体を動作させ、前記加熱器を停止させるとき前記駆動回転体を停止させる処理を実行可能であって、前記コントローラは、前記スタンバイモード時、前記エンドレスベルトが第1の温度範囲を維持するように前記加熱器を制御する処理を実行した後、前記エンドレスベルトが前記第1の温度範囲よりも下限温度が低い第2の温度範囲を維持するように前記加熱器を制御する処理を実行可能であることを特徴とする。
上記目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の他の構成は、シート上のトナー像をニップ部にて加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトと協働して前記ニップ部を形成するとともに前記エンドレスベルトを回転駆動する駆動回転体と、前記エンドレスベルトをその内側から前記駆動回転体に向けて加圧する加圧パッドと、前記エンドレスベルトを加熱する加熱器と、スタンバイモード時、前記駆動回転体により前記エンドレスベルトを回転させつつ前記加熱器により前記エンドレスベルトを加熱する処理を間欠的に実行させるコントローラと、を有する画像加熱装置であって、前記コントローラは、第1の休止期間にて前記処理を間欠的に実行する第1のモードと、前記第1の休止期間よりも長い第2の休止期間にて前記処理を間欠的に実行する第2のモードと、を実行可能であることを特徴とする。
本発明によれば、スタンバイモード初期におけるエンドレスベルトの過度の温度低下を抑制しつつ、エンドレスベルトの耐久寿命を損なうのを抑制できる画像加熱装置の提供を実現できる。
画像形成装置の一例の構成模型図 実施例1に係る定着装置の要部の正面模式図 実施例1に係る定着装置の要部の縦断正面模式図 実施例1に係る定着装置の概略構成を表わす横断面図であって、図2の(4)−(4)線に沿う拡大断面図 コイルユニットの分割可動コアが第2距離位置に移動している状態時の図 定着ベルトの層構成を示す模型図 コイルユニットのコイルとコアの分解斜視図 実施例1に係る定着装置の起動時におけるスタンバイモードのフローチャート 実施例1に係る定着装置の起動時におけるスタンバイモードでの定着ベルト温度と加圧ローラ温度の時間推移を表わす説明図 実施例1に係る定着装置の定着可能温度範囲を表わす説明図 実施例1に係る定着装置の記録材通紙時の温度推移を表わす説明図 実施例2に係る定着装置の概略構成を表わす横断面図 実施例2に係る定着装置の起動時におけるスタンバイモードのフローチャート 実施例2に係る定着装置の起動時におけるスタンバイモードでの定着ベルト温度と加圧ローラ温度の時間推移を表わす説明図 実施例2に係る定着装置の記録材通紙時の温度推移を表わす説明図
以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、これら実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
[実施例1]
(1)画像形成装置例
図1は、本発明に係る画像加熱装置を定着装置200として搭載できる画像形成装置の一例の構成模型図である。この画像形成装置は電子写真方式を用いたカラー画像形成装置(プリンタ)である。即ち、パソコンなどの外部ホスト装置102から制御回路部100に入力する電気的画像情報に対応したカラー画像を記録材Pに形成して画像形成物(ハードコピー)として出力することが出来る。101は操作部であり、各種の画像形成条件や使用する記録材の種類などを制御回路部100に入力することが出来る。また、操作部101は各種の情報を表示する表示部を有する。
Y・C・M・Kはそれぞれイエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの色トナー画像を形成する4つの画像形成部であり、下から上に順に配列してある。各画像形成部Y・C・M・Kは、それぞれ、感光体ドラム1、帯電装置2、現像装置3、クリーニング装置4などを有している。
画像形成部Yの現像装置3にはイエロー(Y)色トナーが、画像形成部Cの現像装置3にはシアン(C)色トナーが収容されている。また、画像形成部Mの現像装置3にはマゼンタ(M)色トナーが、画像形成部Kの現像装置3にはブラック(K)色トナーが収容されている。
ドラム1に露光を行うことにより静電潜像を形成する光学系5が上記4色の画像形成部Y・C・M・K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。
制御回路部100はCPUとROMやROMなどのメモリとからなり、メモリには画像形成制御シーケンス、定着装置200のスタンバイモード及び画像形成やスタンバイモードに必要な各種テーブルなどが記憶されている。この制御回路部100は外部ホスト装置102から入力したプリント開始信号に応じて画像形成制御シーケンスを実行する。
本実施例の画像形成装置は、制御回路部100が画像形成制御シーケンスを実行すると、各画像形成部Y・C・M・Kにおいて、ドラム1が回転される。そしてこのドラム1の外周面(表面)が帯電装置2により一様に帯電され、このドラム1の帯電面に対して光学系5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、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。
それらの静電潜像が現像装置3により色トナー画像として現像される。すなわち、画像形成部Yのドラム1にはY色トナー画像が、画像形成部Cのドラム1にはC色トナー画像が、画像形成部Mのドラム1にはM色トナー画像が、画像形成部Kのドラム1にはK色トナー画像が、それぞれ形成される。
各画像形成部Y・C・M・Kのドラム1上に形成された上記の色トナー画像は各ドラム1の回転と同期して、略等速で回転する中間転写体6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体6上に未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。本実施例においては、中間転写体6として、エンドレスの中間転写ベルトを用いており、駆動ローラ7、二次転写ローラ対向ローラ8、テンションローラ9の3本のローラに巻きかけて張架してあり、駆動ローラ7によって駆動される。
各画像形成部Y・C・M・Kのドラム1上からベルト6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10を用いている。ローラ10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。これにより、各画像形成部Y・C・M・Kのドラム1上からベルト6に対してトナー画像が一次転写される。各画像形成部Y・C・M・Kにおいてドラム1上からベルト6への一次転写後、ドラム1上に転写残として残留したトナーはクリーニング装置4により除去される。
上記工程をベルト6の回転に同調して、Y色、C色、M色、K色の各色に対して行い、ベルト6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。
一方、記録材カセット11内の記録材(シート)Pは、給送ローラ12により一枚分離給送され、レジストローラ13により所定のタイミングで、ローラ8に巻きかけられているベルト6部分と二次転写ローラ14との圧接部である二次転写ニップ部に搬送される。ベルト6上に形成された一次転写合成トナー画像は、ローラ14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P上に一括転写(二次)される。二次転写後にベルト6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15により除去される。矢印YPは記録材搬送方向である。
記録材P上に二次転写されたトナー画像は、画像加熱装置である定着装置200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16を通って排紙トレイ17に送り出される。
(2)定着装置200
図2は定着装置200の要部の正面模式図、図3は同装置200の要部の縦断正面模式図、図4は図2の(4)−(4)線に沿う拡大断面図である。以下の説明において、定着装置200またはこれを構成している部材の長手方向とは、回転体の軸線方向(スラスト方向)、又は記録材搬送路面内において記録材搬送方向YPに直交する方向又はその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YPに平行な方向である。長手幅とは長手方向の寸法である。
また、定着装置200に関して、正面とは装置200を記録材入口側からみた面、左右とは装置を正面から見て左または右である。上又は下とは重力方向において上又は下である。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。記録材サイズあるいは記録材の通紙幅とは、記録材面において記録材搬送方向YPに直交する方向の記録材寸法(幅サイズ)である。
この定着装置200は、加熱部材の外側に磁場発生手段を設けた外部加熱型の電磁誘導加熱方式の画像加熱装置である。装置200は、大別して、装置シャーシ30の左右の側板30L・30R間に、加熱アセンブリ40、弾性を有する加圧ローラ50、磁場発生手段としてのコイルユニット60などを有する。
(2−1)加熱アセンブリ40
加熱アセンブリ40は、コイルユニット60から発生される磁界が存在する領域を通過したときに電磁誘導発熱する磁性部材(金属層、導電部材)で構成される回転可能な第1の回転体(加熱部材、加熱回転体、定着部材)41を有する。ここで、コイルユニット60は、後述する加熱器として機能する。本実施例においてその回転体41は円筒状の可撓性を有する定着ベルト(エンドレスベルト)41である。また、ベルト41の内部に挿入した金属製のステー42を有する。ステー42の下面にはステー長手に沿って圧力付与部材としての加圧パッド43が取り付けられている。
パッド43は、ベルト41と加圧ローラ50との間において所定の押圧力を作用させてニップ部Nを形成するための部材であり、耐熱性樹脂製である。ステー42はニップ部Nに圧力を加えるために剛性を持たせるのが好ましいため、本実施例では鉄製である。また、ステー42の上面側にはコイルユニット60から発生される磁界磁場の作用でステー42が誘導加熱して温度上昇するのを防止するための磁気遮蔽部材としての磁気遮蔽コア(内側磁性体コア)44がステー長手にわたって配設されている。
ステー42の左右の両端部にはそれぞれ延長腕部42aが設けられていて、その延長腕部42aがそれぞれベルト41の左右の両端部から外方に突出している。そして、その左右の延長腕部42aに対してそれぞれ左右対称形状のフランジ部材45L・45Rが嵌着されている。ベルト41は上記のステー42・パッド43・コア44に対してルーズに外嵌されており、また、長手方向(左右方向)への移動が左右のフランジ部材45L・45Rのフランジ部45aにより規制される。
パッド43の長手中央部にはベルト41の温度を検知する温度検知手段(温度検出素子)としてのサーミスタなどの温度センサTHが弾性支持部材46を介して配設されている。センサTHはベルト41の内面に対して部材46により弾性的に当接している。これにより、ベルト41のセンサ当接面が波打つなどの位置変動が生じたとしてもセンサTHがこれに追従して良好な接触状態が維持される。
上記の加熱アセンブリ40は左右の側板30L・30R間に左右のフランジ部材45L・45Rの受圧部45bをそれぞれ側板30L・30Rに配設されている縦ガイドスリット部31に係合させて配設されている。したがって、加熱アセンブリ40は左右の側板30L・30R間において縦ガイドスリット部31に沿って上下方向に移動自由度を有する。
図6はベルト41の層構成を示す模型図である。本実施例では、ベルト41の長手幅は390mmとしてある。また、ベルト41は内径が30mmで電気鋳造法によって製造したニッケル基層(磁性部材、金属層)41aを有している。この基層41aの厚みは40μmである。基層41aの外周には弾性層41b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100〜1000μmの範囲内で設定するのが好ましい。
本実施例では、ベルト41の熱容量を小さくしてウォーム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41bの厚みは300μmとされている。ここで、ウォームアップとは、画像形成装置のメインスイッチ(主電源スイッチ)を押し下げることにより画像形成装置(定着装置)に電源投入されることに伴い、定着装置において定着処理(画像加熱処理)が可能となるまでに要する準備動作のことを言う。従って、ウォーミングアップタイムとは、ウォームアップに要する時間のことを言う。また、ウォームアップを実施する期間のことをウォームアップモードと呼ぶ。
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41bの外周には、表面離型層41c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。
また、基層41aの内面側には、ベルト内面と温度検知手段としての温度センサTH1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)41dを10〜50μm設けても良い。本実施例では、この層41dとしてポリイミドを20μm設けた。
ベルト41は全体的に低熱容量で可撓性(弾性)を有し、自由状態においては円筒形状を保持している。ベルト41の金属層41aにはニッケルのほかに鉄合金や銅、銀などの金属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。金属層41aの厚みは、後述する励磁コイル(磁場発生コイル)62に流す高周波電流の周波数と金属層41aの透磁率・導電率に応じて調整して良く、5〜200μm程度の間で設定すると良い。
(2−2)加圧ローラ50
ベルト41を回転駆動する駆動回転体として機能する加圧ローラ50は第2の回転体(加圧部材、ニップ形成部材、バックアップ部材)である。加圧ローラ50は加熱アセンブリ40の下側において、軸線方向をアセンブリ40の長手方向にほぼ平行にして、左右の側板30L・30R間に固定の軸受51L・51Rを介して回転可能に配設されている。
本実施例において、加圧ローラ50は、長手方向中央部の径が20mmで両端部の径が19mmである鉄合金製の円筒状の芯金50a表面(芯金上)に、弾性層50bとしてシリコーンゴム層が設けてある、外径が30mmの弾性ローラである。弾性層50b表面(弾性層上)には離型層(トナー離型層)50cとしてフッ素樹脂層(例えばPFAやPTFE)が30μmの厚みで設けられる。
加圧ローラ50の長手幅は350mmである。加圧ローラ50の長手方向中央部における硬度は、ASK−C70℃である。芯金50aにテーパー形状をつけているのは、加圧時にパッド43が撓んでもベルト41と加圧ローラ50との圧接で形成されるニップ部N内の圧力が長手方向にわたって均一になるようにするためである。
芯金50aの右側の端部にはドライブギア52が固定して配設されている。このギア52に対して制御回路部100で制御される定着モータ(駆動機構)53の駆動力が駆動伝達系(不図示)を介して伝達されて、加圧ローラ50が図4において矢印Y50(図5参照)の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。
(2−3)加圧部
左右の側板30L・30Rの外側にはそれぞれ固定のバネ受け座32L・32Rが配設されている。その各バネ受け座32L・32Rの下面とそれぞれの側のフランジ部材45L・45Rの受圧部45bの上面との間には加圧バネ(弾性部材)47L・47Rが縮設されている。
この左右の加圧バネ47L・47Rの圧縮反力により左右のフランジ部材45L・45Rと共にステー42が押し下げられて、パッド43がベルト41を挟んで弾性層50bの弾性に抗して加圧ローラ50に圧接する。これにより、ベルト41と加圧ローラ50との間に記録材搬送方向YPに関して所定幅のニップ部Nが形成される。パッド43はニップ部Nの圧プロフィルの形成を補助する。
本実施例におけるニップ部N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。これは記録材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しわが発生しにくくなるという利点がある。
即ち、第1の回転体であるベルト41と協働して第2の回転体である加圧ローラ50は、画像tを担持した記録材Pを挟持搬送して画像を加熱するニップ部Nを形成する。
(2−4)コイルユニット60
コイルユニット60はベルト41を誘導加熱する加熱源(誘導加熱手段)であり、アセンブリ40の上面側、即ちアセンブリ40の加圧ローラ50側とは180°反対側において、左右の側板30L・30Rに対して位置が固定されて配設されている。ユニット60はベルト41に沿って長いハウジング61に対して励磁コイル62、磁性体コア63などを組み付けたものである。
ハウジング61は左右方向を長手とする横長箱型の耐熱樹脂成型品(電気絶縁性樹脂のモールド部材)である。ハウジング61の底板61a側がベルト41に対する対向面である。底板61aは横断面においてベルト41の外周面の略半周範囲に沿うようにハウジング61の内側に湾曲している。ハウジング61は、底板61a側とは反対側が開口部として開放されている。ハウジング61は、底板61a側をベルト41の上面に対して所定のギャップ(隙間)αを存して対面させて、左右端部を左右の側板30L・30Rに対してブラケット66で固定して配設される。
コイル62は、電線として例えばリッツ線を用い、これを、図7に示すように、横長・船底状にしてベルト41の周面と側面の一部に対向するように巻回してなる。そして、ハウジング内側に湾曲しているハウジング底板61aの内面に当てがわれてハウジング内部に収められている。コイル62には、制御回路部100で制御される電源装置(励磁回路)64から20〜50kHzの高周波電流が印加される。
コア63は、コイル62によって発生した磁界がベルト41の金属層(導電層)以外に実質漏れないようにコイル62を覆わせた外側磁性体コアである。そして、コア63はベルト41の長手方向に沿って配設されており、かつ、記録材搬送方向に直交する方向に複数に分割されて並んで配置されており、コイル62の巻き中心部と周囲を囲むように構成されている。
即ち、記録材搬送方向YPに直交する方向を長手方向とした場合に、コア63は、ベルト41の長手方向に沿って配設されている。かつ、図7のように長手方向で複数に分割されて個々にベルト41との距離を変化させる方向に単独で移動可能な分割可動コア63aを有している。そして制御回路部100で制御されて、個々のコア63aをベルト41に対して所定に近接している第1の距離位置D(図4)と、位置Dよりもベルト41から離れた第2の距離位置E(図5)とに移動させるコア移動手段(コア移動機構)65を有する。
コア移動手段65の具体的な構成は図の煩雑を避けるために省略したけれども、例えば特開2011−53597号公報に記載のコア移動手段を適用することが出来る。
(2−5)定着動作
画像形成装置のスタンバイ状態においては、定着装置200は、定着モータ53がOFFにされていて加圧ローラ50の回転は停止している。ユニット60のコイル62に対する給電はOFFにされている。
コントローラとしての制御回路部100は、プリント開始信号の入力に基づいて所定の制御タイミングにてモータ53をONする。これにより、加圧ローラ50が図4において矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。
この加圧ローラ50の回転により、ニップ部Nにおける加圧ローラ50の表面とベルト41の表面との摩擦力でベルト41に回転力が作用する。ベルト41はその内面がパッド43の下面に密着して摺動しながらステー42・パッド43・コア44の外周りを矢印Y41(図5参照)の時計方向に加圧ローラ50の回転速度と同じ速度で従動回転する。ベルト41の回転に伴うスラスト方向への移動は左右のフランジ部材45L・45Rのフランジ部45aにより規制される。
ベルト41は、少なくとも画像形成実行時には、制御回路部100で制御されるモータ53によって加圧ローラ50が回転駆動されることで上記のように従動回転する。この回転は、二次転写ニップ部側から搬送されてくる、未定着トナー画像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なされる。本実施例の場合、ベルト41の表面回転速度(周速)が300mm/secで回転し、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。
制御回路部100は電源装置64からコイル62に対して、例えば20kHz〜50kHzの交番電流(高周波電流)を供給する。コイル62は交番電流の供給により交番磁束(磁場)を発生する。その交番磁束がコア63により回転しているベルト41の周方向の上面側においてベルト41の金属層41aに導かれる。そうすると、金属層41aに渦電流が発生して、その渦電流によるジュール熱により金属層41aが自己発熱(電磁誘導発熱)してベルト41が昇温していく。
即ち、回転するベルト41はコイルユニット60から発生される磁界が存在する領域を通過したときに金属層41aが局所的に電磁誘導発熱して全周的に加熱されて昇温する。本実施例において、ベルト41とユニット60のコイル62は厚さ0.5mmのハウジング底板(モールド)61aにより電気絶縁の状態を保つ。そして、ベルト41とコイル62との間隔は1.5mm(ハウジング底板61aの表面とベルト表面の距離(隙間α)は1.0mm)で一定であり、ベルト41は均一に加熱される。
このベルト41の温度が温度センサTHにより検知される。温度センサTHはベルト41の通紙域になる部分の温度を検知し、その検知温度情報が制御回路部100にフィードバックされる。制御回路部(温度制御手段)100はこの温度センサTHから入力する検知温度(検知される温度に関する情報)が所定の目標温度(定着温度:所定の温度に対応する情報)に維持されるように電源装置64からコイル62に対する供給電力を制御している。
即ち、ベルト41の検出温度が所定温度に昇温した場合、コイル62への通電が遮断される。本実施例では、ベルト41の目標温度である180℃で一定になるように、温度センサTHの検出値に基づいて高周波電流の周波数を変化させてコイル62に入力する電力を制御して温度調節を行っている。
加圧ローラ50が駆動され、ベルト41が所定の定着温度に立ち上がって温調された状態において、ニップ部Nに未定着トナー画像tを有する記録材Pがそのトナー画像担持面側をベルト41側に向けてガイド部材34で案内されて導入(通紙)される。記録材Pはニップ部Nにおいてベルト41の外周面に密着し、ベルト41と一緒にニップ部Nを挟持搬送されていく。
これにより、主にベルト41の熱が付与され、またニップ部Nの加圧力を受けて記録材P上(シート上)の未定着トナー画像(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はベルト41の外周面からベルト41の表面がニップ部Nの出口部分の変形によって自己分離(曲率分離)して定着装置外へ搬送される。
コイルユニット60が、高温になるベルト41の内部ではなく外部に配置されているので、コイル62の温度が高温になりにくく、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、コイル62を外部に配置したことでベルト41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。
本実施例の定着装置200のウォームアップタイムは、非常に熱容量が低い構成であるため、例えばコイル62に1500W入力すると約15秒で目標温度である180℃に到達できる。
(2−6)非通紙部昇温の抑制
図2において、Wmaxは装置16に通紙可能な最大幅の大サイズ記録材の幅サイズ(通紙域)である。本実施例においては、大サイズ記録材は13インチ×19インチ紙で、縦送りである。従って、Wmaxは13インチ(330mm)である。
領域AはWmaxよりも幅が小さい小サイズ記録材の通紙域である。本実施例の装置においては記録材Pの通紙は中央基準搬送にてなされるものとする。Oはその中央基準搬送である。領域Bは小サイズ記録材を通紙したときに生じるベルト41と加圧ローラ50における非通紙域である。大サイズ記録材の通紙域Wmaxと、通紙した小サイズ記録材の通紙域Aの差領域((Wmax−A)/2)であり、通紙域Aの両側に生じる。
小サイズ記録材を連続的に通紙すると、ベルト41の非通紙域Bは記録材Pの加熱に熱エネルギーが消費されないにも拘わらず、通紙域Aに対応する部分と同様に単位長さ当りの所定の発熱量をもって発熱するので蓄熱を生じる。そのため非通紙域Bに対応するベルト41部分が通紙域Aに対応する部分よりも温度が上がるいわゆる非通紙部昇温現象を生じる。そして、このベルト41の非通紙部昇温によりベルト41に当接する加圧ローラ50も非通紙部対応部分が通紙部対応部分よりも昇温する。
ベルト41を高速昇温させるために、ベルト41の肉厚を薄くして熱容量を小さくすると、ベルト41の軸直角断面の断面積がきわめて小さくなるために、軸方向への熱伝導が良好でない。この傾向は薄肉なほど顕著であり、熱伝導率の低い樹脂などの材質ではさらに低くなる。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。
このことは、最大通紙幅の記録材(大サイズ記録材)を通紙して定着させる場合には問題ない。しかし、それよりも幅の小さい小サイズの記録材を連続で通紙させる場合には、ベルト41の非通紙域における温度が温調温度よりも上昇し、通紙域における温度と非通紙域における温度との温度差が極めて大きくなってしまう(非通紙部昇温)。
したがって、このようなベルト41の非通紙部昇温のために、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おそれがある。さらには、小サイズの記録材を連続で通紙させた直後にそれよりも大きい記録材サイズの記録材を通紙したときに、部分的な温度ムラによる紙シワや、定着ムラが生じるおそれがある。
このような通紙域と非通紙域との温度差は、通紙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、薄肉で低熱容量のベルト41を用いて定着装置200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を困難にしていた。
本実施例においては、小サイズ記録材を通紙する場合に、ユニット60の分割可動コア63aの選択的な移動制御を行うことにより非通紙部昇温を適切に抑制するようにしている。以下、これについて説明する。
a)分割可動コア63aの移動制御による非通紙部昇温の抑制
前述したように、ユニット60のコア63は、ベルト41の長手方向に沿って配設されており、かつ、図7のように長手方向で複数に分割されて個々にベルト41との距離を変化させる方向に単独で移動可能な分割可動コア63aを有している。そして、制御回路部100で制御されて、個々の分割可動コア63aを移動させるコア移動機構65を有する。
そして、制御回路部100は、装置に通紙される記録材が、小サイズ記録材である場合には、分割可動コア63aのうち、通紙される小サイズ記録材の通紙域Aに対応する分割可動コアについては第1の距離位置Dに位置させる。それ以外の分割可動コアについては第2の距離位置Eに位置させるようにコア移動機構65を制御する。
本実施例においては、個々のコア63aは機構65により、図4のように、コイル41に対して間隔0.5mmで接近している第1の距離位置Dと、図5のように、コイル41に対して間隔10mmと離れている第2の距離位置Eとに移動可能である。コア63aが第1の距離位置Dにあるときはそのコアが対応しているベルト41部分の発熱効率は非常に高い。これに対して、コア63aが第2の距離位置Eにあるときはそのコアが対応しているベルト41部分の発熱効率は低下する。
即ち、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、通紙端部の領域において、外側磁性体コア63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。非通紙域においては外側磁性体コアが励磁コイル62から離れる方向に移動し、定着ベルト41に通過する磁束密度を弱めている。本実施例においては、励磁コイル62の長手方向の内径は352mm、外径は392mmである。外側磁性体コア63の分割可動コア63aは長手方向に10mmの幅を持ち、1.0mmの間隔を開けて配置されている。
制御回路部100は、プリントジョブが開始すると、通紙される記録材のサイズ入力値を読み取る。通紙される記録材が大サイズ記録材である場合には、分割可動コア63aの全てを第1の距離位置Dに位置させるように機構65を制御する。小サイズ記録材である場合には、分割可動コア63aのうち、通紙される小サイズ記録材の通紙域Aに対応する分割可動コアについては第1の距離位置Dに位置させ、それ以外の分割可動コアについては第2の距離位置Eに位置させるように機構65を制御する。
これにより、ベルト41の非通紙域Bに対応する部分の発熱効率が通紙部Aに対応する部分よりも低下することにより、ベルト41および加圧ローラ50の非通紙部昇温が抑制される。
(3)スタンバイモードの説明
本実施例では、定着装置200の温度立ち上げの待ち時間を短縮するために、定着装置200が起動(ウォームアップ)して定着ベルト41の温度が上昇すると、定着ベルト41の温度を所定範囲(下限温度〜上限温度の範囲)に温調する。そして、このように温調された状態で、プリント開始信号(信号)が入力されるまで待機するスタンバイモードが実行される。スタンバイモードは制御回路部100によって実行可能である。
また、上述したウォームアップモード中に、プリント開始信号が入力されない場合、ウォームアップモードの完了後、スタンバイモードに移行することになる。そして、スタンバイモード中に、プリント開始信号が入力されれば、上述した定着処理シーケンスが実行される。その後、定着処理が終了すると、再び、スタンバイモードへ移行する。
ウォームアップモードからスタンバイモードへ移行した直後のスタンバイモード初期は、加圧ローラ(離型層50cだけでなく芯金50aも含めた加圧ローラ全体)50が暖まっていない状況である。このため、コイルユニット60が定着ベルト41に与えた熱は、加圧ローラ50へも伝わる。そのため、スタンバイモード初期に複数枚の記録材Pに連続して定着処理を行う場合、定着ベルト41の熱が記録材Pに奪われることになる。その結果、定着ベルト41の温度が過度に低下するおそれがある。
そこで、スタンバイモード初期に複数枚の記録材Pに連続して定着処理を行う場合であっても、定着ベルト41の温度が過度に低下することを抑制するためには、スタンバイモードにおいても、特に初期において、定着ベルト41を加熱するのが好ましい。
しかし、定着ベルト41を加熱する際、加圧ローラ50により定着ベルトが回転駆動されるため、定着ベルト41がパッド43との摺擦により擦れ傷がつきやすくなる。定着ベルト41の加熱(回転)が行われる期間が長くなれば、定着ベルト41の耐久寿命を損なうおそれがある。
そこで、本実施例では、スタンバイモードの初期においては、定着ベルト41の下限温度を高く設定した上で、所定期間後に定着ベルト41の下限温度を低くする。ここで、定着ベルト41の下限温度とは、定着ベルト41に擦れ傷がつき難く、かつ定着ベルト41の耐久寿命が損なわれない所定の温度範囲のうち最も低い温度をいう。
その結果、即ち、スタンバイモード初期における定着ベルト41の過度の温度低下を抑制しつつ、定着ベルト41の耐久寿命を損なうのを抑制することができる。
図8は本実施例の定着装置200の起動時におけるスタンバイモードでのフローチャートである。図9は本実施例の定着装置200の起動時におけるスタンバイモードでの定着ベルト41温度と加圧ローラ50温度の時間推移を表わす図である。起動時(画像形成装置のメインスイッチ押し下げ時。つまり、ウォームアップ開始時)に室温23℃の環境に画像形成装置が置かれ、定着ベルト41の温度も室温とほぼ同じ23℃になっている場合を示している。本実施例の定着装置200における起動時のスタンバイモードについて、図8、図9を用いて説明する。このフローチャートに基づく以下の各ステップの進行は、制御回路部(コントローラ)100が対応する各機器を制御することによって行われる。
図8において、S01では、画像形成装置のメインスイッチがオンされて定着装置200が起動する。つまり、ウォームアップモードが開始する。
S02では、定着装置の立ち上げ処理(ウォームアップモード)が行われる。定着ベルト41の温度を上昇させるべく、このとき、加圧ローラ50を駆動することにより定着ベルト41を回転させながら、コイル62への電力投入を30秒間継続することにより定着ベルト41が加熱される(図9の「連続回転立ち上げ」参照)。その結果、定着ベルト41の温度が200℃まで上昇する。このとき、制御回路部100に内蔵された計測部であるタイマにより、ウォームアップモードの経過時間が計測されている。つまり、起動時からの経過時間(タイマによる計測時間)が30秒となった時点でウォームアップモードが終了するように構成されている。
S02におけるウォームアップモード完了に伴い、スタンバイモード(S03、S04)へ移行する。
S03では、定着ベルト41の温度が180℃(下限温度)から200℃(上限温度)の範囲(第1の温度範囲)内になるように、コイル62への投入電力が制御される。定着ベルト41の温度が200℃に達するとコイル62への電力投入をオフし、定着ベルト41の温度が180℃まで下がるとコイル62に電力投入をオンする制御が繰り返される。コイルへの電力投入を停止する際、加圧ローラの駆動も併せて停止される。また、コイルへの電力投入を開始する際、加圧ローラの駆動も併せて開始される。
このように定着ベルト41の温度が180℃以上の高い温度に予め保持される理由について説明する。図9に示されるように、スタンバイモード初期は加圧ローラ50の温度が上がりきっていない。そのため、プリント開始信号が入力されて複数枚の記録材Pがニップ部Nに導入されると、定着ベルト41の熱は記録材Pだけでなく加圧ローラ50にも奪われる。即ち、定着ベルト41の温度が下がりやすい。
そこで、本実施例では、定着ベルト41の下限温度を180℃に設定することで、定着ベルト41の温度を予め高くしておく。その結果、スタンバイモード初期に複数枚の記録材Pがニップ部Nに導入されても、定着ベルト41の温度が過度に低下することを抑制することができる。
定着ベルト41温度が200℃から180℃へ下がる間は、定着ベルト41の回転を停止させておく(第1の休止期間としての、図9に示す「間欠回転1スタンバイ」参照)。この理由について説明する。定着ベルト41が回転した状態では定着ベルト41内面がパッド43と擦られる。即ち、温度が下降する間は定着ベルト41を停止させておく理由は、定着ベルト41内面がパッド43と擦れて摩耗してしまうことを抑制するためである。
一方、定着ベルト41温度が180℃から200℃へ上昇する間は、定着ベルト41は回転させておく。この理由について説明する。本実施例では、コイル62が加熱する定着ベルト41の範囲は、定着ベルト41の移動方向に沿った局所的な範囲である。そのため、定着ベルト41が停止した状態では、定着ベルト41の移動方向に沿った全域を加熱するのが難しい。温度を上昇させる間は定着ベルト41を回転させておくのは、定着ベルト41の移動方向に沿った全域を加熱するためである。
さらに、定着ベルト(加圧ローラ)の回転速度(周速)は、通常の画像形成時(画像加熱処理時)では300mm/sであるのに対して、スタンバイモード時では93mm/sに抑えている。つまり、スタンバイモード時の定着ベルト41の速度は画像加熱処理時の速度より遅くなるように設定される。これも、定着ベルト41内面の摩耗を抑制するためである。
定着ベルト41の温度範囲が180℃から200℃までの所定の温度範囲に収まるように制御するS03の処理は、所定時間即ち210秒間継続される。S03において、上述したタイマによりスタンバイモードでの経過時間が計測されており、スタンバイモード開始時からの経過時間が210秒となった時点で、図9に示す「間欠回転1スタンバイ」が終了する。この定着ベルトの「加熱及び回転」処理を間欠的に実行する回数(所定回数繰り返し実行する回数)は、本例では、4.5回となっている。
S04では、定着ベルト41の下限温度を180℃から170℃に下げて、定着ベルト41の温度範囲が170℃(下限温度)から200℃(上限温度)までの範囲(第2の温度範囲)内に収まるように制御する。即ち、定着装置200の立ち上げが開始して240秒経過した後に、定着ベルト41の温度が200℃に達するとコイル62への電力投入をオフし、定着ベルト41の温度が170℃まで下降すると電力投入をオンする制御を繰り返す。ここで、第2の温度範囲の上限温度は第1の温度範囲の上限温度と実質等しい。
定着ベルト41の温度が200℃から170℃まで下降する間は、定着ベルト41の回転を停止させる。定着ベルト41の温度が170℃から200℃まで上昇する間は、定着ベルト41は回転させる(第2の休止期間としての、図9に示す「間欠回転2スタンバイ」参照)。
従って、図9に示すように、「間欠回転2スタンバイ」モードにおいて定着ベルトの回転(加熱)が休止される休止期間は、「間欠回転1スタンバイ」モードにおいて定着ベルトの回転(加熱)が休止される休止期間よりも長くなるように制御される。ここで、「間欠回転1スタンバイ」モードが第1のモードであり、「間欠回転2スタンバイ」モードが第2のモードである。そして、タイマによる計測時間が210秒未満(所定時間未満)のとき「間欠回転1スタンバイ」が実行され、タイマによる計測時間が210秒以上(所定時間以上)のとき「間欠回転2スタンバイ」が実行される。
このように定着装置200のウォームアップモード完了(スタンバイモード開始時)から所定期間経過すると、定着ベルト41の温度が180℃ではなくて170℃以上の温度に予め保持される理由について説明する。定着装置200の立ち上げから240秒経過した時点で、加圧ローラ50は芯金50aも含めて十分に熱が蓄積されている。そのため、複数枚の記録材Pがニップ部Nに導入されても、定着ベルト41の熱は加圧ローラ50に奪われにくい。定着ベルト41の温度が170℃と低めの温度であったとしても定着ベルト41の温度が過度に低下するおそれがない。一方で、定着ベルト41の下限温度を低くしたため、定着ベルト41の内面がパッド43と擦れて摩耗することが抑制される。
図10に本実施例の定着装置200における定着可能温度範囲を示す。図11は本実施例の定着装置200における記録材通紙時の温度推移を表わす説明図である。図11に示されるように、スタンバイ初期に記録材がニップ部に通紙されても、定着ベルト41温度が定着可能温度150度を下回ることがない(図11の「通紙」参照)。
以上説明したように、本実施例の定着装置200は、スタンバイモードの初期において定着処理が実行されることに伴う定着ベルト41の過度の温度低下を抑制しつつ、定着ベルト41の耐久寿命を損なうのを抑制することができる。
[実施例2]
定着装置200の他の例を説明する。本実施例では、実施例1と重複する部材、部分については説明を省略する。実施例1の定着装置200では、スタンバイモード初期における定着ベルト41の温度制御を、定着装置200を起動してからの時間に基づいて切り替えた例を説明した。本実施例では、スタンバイモードにおける定着ベルトの温度制御を、加圧ローラ50の温度に基づいて切り替える例を説明する。
図13は本実施例の定着装置200の起動時におけるスタンバイモードのフローチャートである。図14は本実施例の定着装置200の起動時におけるスタンバイモードでの定着ベルト41温度と加圧ローラ50温度の時間推移を表わす説明図である。起動時に室温23℃の環境に画像形成装置が置かれ、定着ベルト41の温度も室温と同じ23℃になっている場合を示している。本実施例の定着装置200における起動時のスタンバイモードについて、図13、図14を用いて説明する。
このフローチャートに基づく以下の各ステップの進行は、制御回路部(コントローラ)100が対応する各機器を制御することによって行われる。なお、後述する温度センサTH1は制御回路部に繋がっており、温度センサTH1により検出された温度に対応する情報は制御回路部に入力される構成となっている。
図13において、S11は図8のS01と同じであるため、S11の説明は省略する。S12は図8のS02と同じであるため、S12の説明は省略する。
S13では、定着ベルト41の回転(加熱)と回転停止(加熱停止)を繰り返しながら(図14の「間欠回転1スタンバイ」参照)、定着ベルト41の温度が200℃になるようにコイル62への投入電力が制御される。つまり、定着ベルトの回転(加熱)が間欠的に実行される。
S14では、加圧ローラ50の温度が所定温度、本例では150℃に達したか否かを判断する。加圧ローラ50の温度は、加圧ローラ50表面の長手方向中央の温度を検知するセンサTH1(図12参照)によって検知される。S14において、加圧ローラ50の温度が150℃に達していない場合(所定温度未満)にはS13に戻る。加圧ローラ50の温度が150℃に達した場合(所定温度以上)にはS15に進む。
S15では、定着ベルト41の温度が170℃から200℃の範囲になる制御に切り替えられる(図14の「間欠回転2スタンバイ」参照)。この制御において、定着ベルト41温度が200℃から170℃へ下がる間は、定着ベルト41の回転を停止させておく。
一方、定着ベルト41の温度が170℃から200℃へ上昇する間は、定着ベルト41は回転させておく。従って、図14に示すように、「間欠回転2スタンバイ」モードにおいて定着ベルトの回転(加熱)が休止される休止期間は、「間欠回転1スタンバイ」モードにおいて定着ベルトの回転(加熱)が休止される休止期間よりも長くなるように制御される。
この理由について説明する。加圧ローラ50の温度が150℃に達すると、加圧ローラ50に十分に蓄熱がされたと判断することができる。そのため、図14に示されるように、スタンバイモードにおける定着ベルト41の温度制御を切り替えても、その後は、加圧ローラ50が130℃から150℃の温度範囲を推移するとともに、定着ベルト41の温度が過度に低下するおそれもない。この現象を図14の「間欠回転2スタンバイ」に示す。
本実施例の定着装置200の変形例としては、加圧ローラ50の温度と、定着装置200を起動してから経過した時間と、の両方の条件に基づいて、スタンバイモードにおける定着ベルト41の温度制御を切り替える構成にすることもできる。一例として、加圧ローラ50の温度が150℃に達するタイミングと、定着装置200の起動から240秒経過するタイミングのいずれか早いタイミングで、スタンバイモードにおける定着ベルト41の温度制御を切り替える構成にすることもできる。
図15は本変形例の定着装置の起動時におけるスタンバイモードでの定着ベルト41温度と加圧ローラ50温度の時間推移を表わす説明図である。図15に示されるように、スタンバイ初期に記録材がニップ部に導入されても、定着ベルト41温度が定着可能温度150度を下回ることがない(図15の「通紙」参照)。
以上説明したように、本実施例の定着装置200、及び本変形例の定着装置200は、スタンバイモード初期における定着ベルト41の過度の温度低下を抑制しつつ、定着ベルト41の耐久寿命を損なうのを抑制することができる。
[他の実施例]
定着ベルト41を加熱する加熱源(加熱器)はコイルユニット60に限られない。ハロゲンヒータ、赤外線ランプ、セラミックヒータなど他の加熱源を使用する構成とすることも出来る。
本発明に係る画像加熱装置は、上述した実施例のような定着装置200としての使用に限られない。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(画像改質装置)としても有効に使用することが出来る。
41:定着ベルト、43:加圧パッド、50:加圧ローラ、62:励磁コイル、100:制御回路部、TH,TH1:温度センサ、N:ニップ部、P:シート、t:トナー像

Claims (20)

  1. シート上のトナー像をニップ部にて加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトと協働して前記ニップ部を形成するとともに前記エンドレスベルトを回転駆動する駆動回転体と、前記エンドレスベルトをその内側から前記駆動回転体に向けて加圧する加圧パッドと、前記エンドレスベルトを加熱する加熱器と、ウォームアップモードに引き続くスタンバイモード時、前記駆動回転体により前記エンドレスベルトを回転させつつ前記加熱器により前記エンドレスベルトを加熱する処理を間欠的に実行させるコントローラと、を有する画像加熱装置であって、
    前記コントローラは、前記スタンバイモード時、第1の休止期間にて前記処理を間欠的に実行させた後、前記第1の休止期間よりも長い第2の休止期間にて前記処理を間欠的に実行可能であることを特徴とする画像加熱装置。
  2. 前記コントローラは、前記スタンバイモード時における前記エンドレスベルトの周速を、前記ニップ部にてシート上のトナー像を加熱する画像加熱処理時における前記エンドレスベルトの周速よりも遅くすることを特徴とする請求項1に記載の画像加熱装置。
  3. 前記コントローラは、前記スタンバイモード時、所定時間に亘って前記第1の休止期間にて前記処理を間欠的に実行させた後、前記第2の休止期間にて前記処理を間欠的に実行可能であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像加熱装置。
  4. 前記コントローラは、前記スタンバイモード時、前記第1の休止期間にて前記処理を間欠的に所定回数繰り返し実行させた後、前記第2の休止期間にて前記処理を間欠的に実行可能であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像加熱装置。
  5. 前記駆動回転体の温度を検出する温度センサを有し、前記コントローラは前記温度センサによる検出温度が所定温度に上昇したとき前記第1の休止期間による前記処理の間欠的な実行を終了させて、前記第2の休止期間による前記処理の間欠的な実行を開始させることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の画像加熱装置。
  6. 前記加熱器は、前記エンドレスベルトをその周方向において局所的に加熱することを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の画像加熱装置。
  7. 前記加熱器は、前記エンドレスベルトを電磁誘導発熱させる磁束を発生する励磁コイルを有することを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の画像加熱装置。
  8. 前記駆動回転体は、円筒状の芯金と、前記芯金上に設けられた弾性層と、前記弾性層上に設けられたトナー離型層と、を有することを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の画像加熱装置。
  9. シート上のトナー像をニップ部にて加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトと協働して前記ニップ部を形成するとともに前記エンドレスベルトを回転駆動する駆動回転体と、前記エンドレスベルトをその内側から前記駆動回転体に向けて加圧する加圧パッドと、前記エンドレスベルトを加熱する加熱器と、前記エンドレスベルトの温度を検出する温度センサと、前記温度センサの出力に応じて前記加熱器を制御するコントローラと、を有する画像加熱装置であって、
    前記コントローラは、スタンバイモード時、前記加熱器を動作させるとき前記駆動回転体を動作させ、前記加熱器を停止させるとき前記駆動回転体を停止させる処理を実行可能であって、前記コントローラは、前記スタンバイモード時、前記エンドレスベルトが第1の温度範囲を維持するように前記加熱器を制御する処理を実行した後、前記エンドレスベルトが前記第1の温度範囲よりも下限温度が低い第2の温度範囲を維持するように前記加熱器を制御する処理を実行可能であることを特徴とする画像加熱装置。
  10. 前記コントローラは、前記スタンバイモード時における前記エンドレスベルトの周速を、画像加熱処理時における前記エンドレスベルトの周速よりも遅くすることを特徴とする請求項9に記載の画像加熱装置。
  11. 前記第1の温度範囲の上限温度と前記第2の温度範囲の上限温度は実質等しいことを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の画像加熱装置。
  12. 前記コントローラは、前記スタンバイモード時、所定時間に亘って前記エンドレスベルトが前記第1の温度範囲を維持するように前記加熱器を制御する処理を実行した後、前記エンドレスベルトが前記第1の温度範囲よりも下限温度が低い前記第2の温度範囲を維持するように前記加熱器を制御する処理を実行可能であることを特徴とする請求項9乃至請求項11の何れか一項に記載の画像加熱装置。
  13. 前記駆動回転体の温度を検出する温度センサを有し、前記コントローラは前記温度センサによる検出温度が所定温度に上昇したとき前記第1の温度範囲に基づく前記加熱器の制御を終了させて前記第2の温度範囲に基づく前記加熱器の制御を開始させることを特徴とする請求項9乃至請求項12の何れか一項に記載の画像加熱装置。
  14. 前記コントローラは、前記スタンバイモード時、前記エンドレスベルトが前記第1の温度範囲の上限温度に上昇したとき前記加熱器と前記駆動回転体を停止させるとともに前記エンドレスベルトが前記第1の温度範囲の下限温度に低下したとき前記加熱器と前記駆動回転体を動作させ、前記エンドレスベルトが前記第2の温度範囲の上限温度に上昇したとき前記加熱器と前記駆動回転体を停止させるとともに前記エンドレスベルトが前記第2の温度範囲の下限温度に低下したとき前記加熱器と前記駆動回転体を動作させることを特徴とする請求項9乃至請求項13の何れか一項に記載の画像加熱装置。
  15. 前記加熱器は、前記エンドレスベルトをその周方向において局所的に加熱することを特徴とする請求項9乃至請求項14の何れか一項に記載の画像加熱装置。
  16. 前記加熱器は、前記エンドレスベルトを電磁誘導発熱させる磁束を発生する励磁コイルを有することを特徴とする請求項9乃至請求項15の何れか一項に記載の画像加熱装置。
  17. 前記駆動回転体は、円筒状の芯金と、前記芯金上に設けられた弾性層と、前記弾性層上に設けられたトナー離型層と、を有することを特徴とする請求項9乃至請求項16の何れか一項に記載の画像加熱装置。
  18. シート上のトナー像をニップ部にて加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトと協働して前記ニップ部を形成するとともに前記エンドレスベルトを回転駆動する駆動回転体と、前記エンドレスベルトをその内側から前記駆動回転体に向けて加圧する加圧パッドと、前記エンドレスベルトを加熱する加熱器と、スタンバイモード時、前記駆動回転体により前記エンドレスベルトを回転させつつ前記加熱器により前記エンドレスベルトを加熱する処理を間欠的に実行させるコントローラと、を有する画像加熱装置であって、
    前記コントローラは、第1の休止期間にて前記処理を間欠的に実行する第1のモードと、前記第1の休止期間よりも長い第2の休止期間にて前記処理を間欠的に実行する第2のモードと、を実行可能であることを特徴とする画像加熱装置。
  19. 前記スタンバイモードでの経過時間を計測する計測部を有し、前記コントローラは、前記計測部による計測時間が所定時間未満のとき前記第1のモードを実行し、前記計測部による計測時間が所定時間以上のとき前記第2のモードを実行することを特徴とする請求項18に記載の画像加熱装置。
  20. 前記駆動回転体の温度を検出する温度センサを有し、前記コントローラは、前記温度センサによる検出温度が所定温度未満のとき前記第1のモードを実行し、前記温度センサによる検出温度が所定温度以上のとき前記第2のモードを実行することを特徴とする請求項18又は請求項19に記載の画像加熱装置。
JP2013182051A 2012-10-18 2013-09-03 画像加熱装置 Active JP5631466B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013182051A JP5631466B2 (ja) 2012-10-18 2013-09-03 画像加熱装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012230785 2012-10-18
JP2012230785 2012-10-18
JP2013182051A JP5631466B2 (ja) 2012-10-18 2013-09-03 画像加熱装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014098891A true JP2014098891A (ja) 2014-05-29
JP5631466B2 JP5631466B2 (ja) 2014-11-26

Family

ID=50485446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013182051A Active JP5631466B2 (ja) 2012-10-18 2013-09-03 画像加熱装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9223266B2 (ja)
JP (1) JP5631466B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11281141B2 (en) * 2020-05-29 2022-03-22 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6108730B2 (ja) * 2012-09-04 2017-04-05 キヤノン株式会社 定着装置
US11020623B2 (en) 2017-12-15 2021-06-01 Tyco Fire Products Lp Storage fire protection fluid distribution device and deflector
US10940496B2 (en) 2017-12-15 2021-03-09 Tyco Fire Products Lp Systems and methods of storage fire protection

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10171296A (ja) * 1996-12-16 1998-06-26 Canon Inc 画像加熱定着装置の制御方法
JP2002231428A (ja) * 2001-02-06 2002-08-16 Canon Inc 加熱装置及び画像形成装置
JP2004012759A (ja) * 2002-06-06 2004-01-15 Canon Inc 定着制御装置
JP2005121899A (ja) * 2003-10-16 2005-05-12 Sharp Corp 定着装置及び画像形成装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4656338A (en) * 1982-08-23 1987-04-07 Canon Kabushiki Kaisha Recording apparatus
KR100189757B1 (ko) * 1996-03-29 1999-06-01 윤종용 전자사진 장치의 정착불량 방지 장치 및 방법
JP2005249871A (ja) * 2004-03-01 2005-09-15 Brother Ind Ltd 画像形成装置
US7853162B2 (en) * 2005-03-23 2010-12-14 Panasonic Corporation Fixing device having a variable rotation speed rotatable heating section and image forming device
JP5546175B2 (ja) 2008-08-27 2014-07-09 キヤノン株式会社 画像加熱装置
JP5376911B2 (ja) 2008-11-20 2013-12-25 キヤノン株式会社 画像加熱装置
JP5279611B2 (ja) 2009-05-20 2013-09-04 キヤノン株式会社 画像加熱装置
JP5441571B2 (ja) 2009-09-04 2014-03-12 キヤノン株式会社 像加熱装置
JP5875271B2 (ja) 2010-08-02 2016-03-02 キヤノン株式会社 定着装置
JP5707867B2 (ja) * 2010-11-01 2015-04-30 株式会社リコー 定着装置および画像形成装置
JP5371943B2 (ja) 2010-12-17 2013-12-18 キヤノン株式会社 像加熱装置
JP2012185364A (ja) * 2011-03-07 2012-09-27 Canon Inc 像加熱装置
JP2013037055A (ja) 2011-08-04 2013-02-21 Canon Inc 像加熱装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10171296A (ja) * 1996-12-16 1998-06-26 Canon Inc 画像加熱定着装置の制御方法
JP2002231428A (ja) * 2001-02-06 2002-08-16 Canon Inc 加熱装置及び画像形成装置
JP2004012759A (ja) * 2002-06-06 2004-01-15 Canon Inc 定着制御装置
JP2005121899A (ja) * 2003-10-16 2005-05-12 Sharp Corp 定着装置及び画像形成装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11281141B2 (en) * 2020-05-29 2022-03-22 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US20140112678A1 (en) 2014-04-24
US9223266B2 (en) 2015-12-29
JP5631466B2 (ja) 2014-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6299960B2 (ja) 定着装置及び画像形成装置
JP6108837B2 (ja) 画像加熱装置
JP6108730B2 (ja) 定着装置
JP5812771B2 (ja) 画像加熱装置
JP5549906B2 (ja) 定着装置、画像形成装置及びカラー画像形成装置
JP3817482B2 (ja) 加熱装置および画像形成装置
JP2011059247A (ja) 定着装置および画像形成装置
JP2007272032A (ja) 画像加熱装置
JP2014048624A5 (ja)
JP6300009B2 (ja) 定着装置及び画像形成装置
JP2006259330A (ja) 画像加熱装置
JP2013037052A (ja) 像加熱装置
JP5518238B2 (ja) 画像加熱装置
JP5631466B2 (ja) 画像加熱装置
JP2008299288A (ja) 定着装置及び画像形成装置
JP4077499B2 (ja) 画像形成装置
JP5289175B2 (ja) 像加熱装置
JP2003208055A (ja) 像加熱装置及びこの装置に用いられる弾性ローラ
JP2013054114A (ja) 画像加熱装置
JP4781457B2 (ja) 画像加熱装置及びこれを備えた画像形成装置
JP4612862B2 (ja) 像加熱装置
US9244400B2 (en) Image heating apparatus
JP2012247760A (ja) 画像加熱装置
JP2012247759A (ja) 画像加熱装置
JP2014052462A (ja) 画像加熱装置

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140527

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140714

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140909

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141007

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5631466

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D03