JP4566690B2

JP4566690B2 - 像加熱装置

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Publication number: JP4566690B2
Application number: JP2004307533A
Authority: JP
Inventors: 智康吉川; 寛人西原; 学山内
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2004-10-22
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2024-10-22
Also published as: JP2006119388A

Description

本発明は、コイルに通電することで生ずる磁界により導電部材に発生する渦電流による発熱を利用した誘導加熱方式の定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。

複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置においては、生成すべき画像情報を光学により感光ドラム上に静電潜像化し、潜像上にトナーにより現像し、さらに記録材に前述のトナー像を転写させ、トナー像の乗った記録材を加熱・加圧する定着装置を通過させることにより、トナー像を記録材上に画像を形成させる電子写真方式が広く普及している。

前述の定着装置においては、記録材を挟持搬送するニップ部に記録材上を通過させ加圧し、さらにローラ内に発熱手段を持ち、発熱手段を発熱させることで記録材上のトナーを熱溶解させ、記録材上にトナー像を定着させる構成を持つ画像形成装置が多く存在する。特に、単位時間辺りの画像形成枚数が多い高速な画像形成を行う画像形成装置においては、ハロゲンランプを用いた熱ローラ定着が一般的である。

従来、前記定着手段としては、ローラ内部にハロゲンランプ等の発熱手段を配置し、発熱手段からの輻射熱等により前記ローラ表面を加熱するようにしたものが一般的であった（以下、ハロゲン方式という）。

しかしながら、ハロゲン方式の定着手段にはローラ表面が適温に達するまでに比較的長い時間を要する。また発熱手段に対し投入する電力と発熱する熱量の変換効率が悪いなど幾つかの問題点がある。

これらの問題点を解決できるものとして誘導加熱方式（以下、ＩＨ方式という）の定着手段が提案されている。

ＩＨ方式の定着手段では、金属導体からなる定着手段の内部に、コイルが配置された構成となっている。前述のコイルに高周波電流を流し、この高周波電流によって生じた高周波磁界で金属導体の定着手段に誘導渦電流を発生させる。誘導渦電流は金属導体の表皮抵抗によって定着手段そのものが発熱する。

このＩＨ方式の定着手段は直接熱を生ずるため、ハロゲンランプなどによる間接加熱に比べて比較的短時間で定着手段を昇温させることが可能である。さらに定着手段以外の部分の発熱や光漏れなどによるエネルギーロスを少なく、発熱手段に対し投入する電力と発熱する熱量の変換効率良いという特徴を有している。

ところで、ハロゲン方式やＩＨ方式の定着手段では、定着手段に通紙可能幅よりも小さい記録材を連続的に通過させると、記録材が通過して記録材により熱が奪われる領域と、記録材に熱が奪われない領域とに生ずる。記録材を連続的に通過させると、記録材通過部分に定着性をあげるために熱が定着手段に供給されると、記録材に熱が奪われない非通紙部にまで同様に熱が供給される結果、その非通紙部分が過昇温する問題が発生する。

特に、ユーザの利便性を高めるために、加熱ローラの熱容量を減らし、加熱ローラ温度上昇速度を速めた場合には、この非通紙部昇温の問題が顕著になる。

そこで特開２００２−４０８４３では、上記のようなローラを記録紙が通過しない部分の温度上昇を防止するために、記録紙が通過しない部分の高周波磁界を遮断する部材を金属導体（以下、遮蔽板と記述）の加熱ローラとコイルの間に設置する構成が公開されている。
特開２００２−４０８４３号公報

このように遮蔽部材を用いることで非通紙部昇温を緩和することができる。しかし、厚紙等の加熱ローラから奪う熱量が大きい記録材の場合には、奪われた分の熱量を加熱ローラに供給する必要があるため、非通紙部の温度上昇は大きい。温度上昇が大きい場合には、加熱ローラに滞在する熱量は大きい。そのため、所定の条件になったら一律に遮蔽部材を動作させる方法では、このような温度上昇率が大きい記録材の場合には、遮蔽部材を動作させた後でも、加熱ローラに蓄積している熱によりオーバシュートする問題が発生する。そのため、温度上昇率が大きくなるような記録材を通紙する際には予め遮蔽部材を早めに動作させることが好ましい。

そこで、本発明は、通電により磁束を生ずるコイルと、磁束により熱を生じる導電層を有し、記録材上の像を加熱する像加熱部材と、前記コイルより発生する磁束を遮蔽する移動可能な遮蔽部材と、記録材の搬送方向と直交する直交方向において搬送可能な最大サイズの記録材の幅よりも小さい幅の記録材が連続して搬送される工程時に、前記直交方向において前記像加熱部材の端部に向かう磁束を遮蔽する遮蔽位置と前記遮蔽位置から退避した退避位置との間を前記遮蔽部材を移動させる駆動手段と、前記遮蔽部材が磁束を遮蔽する端部領域の前記像加熱部材の温度を検知する端部温度検知部材と、前記端部温度検知部材の出力に応じて前記駆動手段を制御する制御手段と、を有する像加熱装置において、前記工程時に、記録材の表面の粗さ特性が同じ種類の記録材に対してその記録材の厚みが大きくなると、前記遮蔽部材が前記退避位置から前記遮蔽位置への移動を開始する遮蔽開始温度をより低くし、記録材の表面粗さが大きい記録材上の像を加熱する際には前記遮蔽部材が前記遮蔽位置から前記退避位置への移動を開始する退避開始温度をより高く設定されていることを特徴とする。また、本発明は、通電により磁束を生ずるコイルと、磁束により熱を生じる導電層を有し、記録材上の像を加熱する像加熱部材と、前記コイルより発生する磁束を遮蔽する移動可能な遮蔽部材と、記録材の搬送方向と直交する直交方向において搬送可能な最大サイズの記録材の幅よりも小さい幅の記録材が連続して搬送される工程時に、前記直交方向において前記像加熱部材の端部に向かう磁束を遮蔽する遮蔽位置と前記遮蔽位置から退避した退避位置との間を前記遮蔽部材を移動させる駆動手段と、前記遮蔽部材が磁束を遮蔽する端部領域の前記像加熱部材の温度を検知する端部温度検知部材と、前記端部温度検知部材の出力に応じて前記駆動手段を制御する制御手段と、を有する像加熱装置において、前記工程時に、前記直交方向における記録材の幅が第一の幅である記録材が通紙されるときの前記退避位置から前記遮蔽位置への移動を開始する遮蔽開始温度と前記遮蔽位置から前記退避位置への移動を開始する退避開始温度との温度幅は、前記第一の幅よりも大きい第二の幅である記録材が通紙されるときの前記温度幅よりも小さく設定されていることを特徴とする。

以上説明したように、温度上昇率が大きくなる記録材を通紙するにも関わらず、非通紙部昇温に伴うオーバーシュートを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて具体的に説明する。

図１は、この発明の画像形成装置が適用された実施例の内部構成図である。この画像処理装置は、記録材に原稿画像を載せ出力する装置である画像出力部１０と、原稿から画像情報を読み取る装置である画像入力部１１と、画像入力部１１の上部に装着された自動原稿送り装置１２と、画像出力部１０から排出されるコピー用紙を複数のビンに仕分けして排出するためのソータ１３とを備えている。

この画像形成装置はディジタル複写機であり、原稿から画像情報を読み取る装置である画像入力部１１のＣＣＤにより画素化され画像情報として装置に読み込まれ、必要な画像処理が行われた後、画像メモリに蓄えられる。その画像情報は本体画像出力部１０に転送され、画像再生して記録材上に記録される。

画像入力部１１は、入力部の上面の原稿台に積載された原稿を照射しながら走査する光源２１を備える。光源２１は図外の光学系モータから駆動力を得て、図１の左右方向に往復駆動する。光源２１から発生した光は、積載された原稿により反射され、光学像が得られる。その光学像をミラー２２、２３、２４及びレンズ２５を介してＣＣＤ２６に伝送される。またミラー２２、２３、２４は光源２１と一体的に駆動される。ＣＣＤ２６は光を電気信号に変換する素子により構成されており、この素子の働きにより伝送されてきた、光学像が電気信号に変換され、さらにディジタル信号に変換される。

これらの画像入力装置における各調整値はバックアップ記憶装置により、記憶される。

読み込まれた原稿の画像情報は、種々の補正処理とユーザの希望する処理による画像処理が加えられ、画像メモリ（図外）に蓄積される。

これらの画像処理装置における各調整値はバックアップ記憶装置により、記憶される。

画像出力部１０は画像メモリに蓄積された画像情報を読み出し、ディジタル信号からアナログ信号に再変換し、さらに露光制御部（図外）により適正な出力値に増幅され、光学照射部２７により光信号に変換される。その光信号はスキャナー２８、レンズ２９及びミラー３０を伝播して、像担持体としての感光ドラムの表面を帯電する帯電手段により帯電された感光ドラム３１上に照射することで静電潜像が形成される。この静電潜像はトナー像を形成する現像手段によりトナー像が形成され、本体内を搬送されてくる記録材上に感光ドラムから記録材上に転写する転写手段により転写される。

トナー像が転写された記録材は定着手段３２に搬送される。定着手段３２は、記録材上のトナー像を熱で加熱定着する加熱部材としての加熱ローラと加熱ローラと圧接して、記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材である加圧ローラとにより構成される。定着手段３２は誘導加熱方式のためのコイル等が内包されている。また、この定着手段と加圧ローラとにより記録材を加熱・加圧することで、トナー像を記録材に定着させる機能を提供している。定着手段３２の詳細は図２で説明される。

定着後、記録材はソータ１３に搬送される。

ソータ１３は本体画像出力部１０の左側に設置されている装置であり、画像出力部１０から出力された記録材を排紙トレイ３３に仕分けして排紙する処理を行う。排紙トレイは上記本体制御部（図外）により制御され、出力された記録材紙は制御部の指示した任意の排紙トレイに排出される。

給紙トレイ３４、３５は本体下部にあり、記録材をある程度蓄積しておくことが可能である。制御部により、給紙トレイ３４、３５から蓄積された記録材を搬送し画像出力を行う。給紙デッキ３６は本体画像出力部１０の左側に設置されている装置で、記録材を大量に蓄積しておくことが可能である。給紙トレイ３４、３５と同様に制御部により蓄積された記録材を搬送し画像出力を行う。

給紙トレイ３４、３５は操作者により紙がセットされるが、その際、紙のサイズや向きの設定が行われるが、このデータはバックアップ記憶装置により記憶される。

本体画像出力部１０の左側に、操作者が少数の任意種類の記録材を比較的容易に給紙することが可能となる手差しトレイ３７が設置されている。またこの手差しトレイは、ＯＨＰシートや厚紙、はがきサイズ紙など特殊な記録用紙を使用する場合にも使用される。

給紙ローラ３８、３９、４０、４１、４２は紙搬送ローラであり、各ローラは画像出力処理の給紙を行う際、記録材を実際に搬送する役割を担っている。

図２は、定着手段３２の詳細を示した図である。ただし、本発明の特徴である電磁誘導加熱を行う部分（加熱ローラ１０４）のみを示している。

定着手段３２は、加熱ローラ１０４と加圧ローラ（図外）からなり、加熱ローラを駆動する駆動手段である定着モータ２２０より駆動力を供給されることにより、回転駆動する。また、加熱ローラと加圧ローラ間をトナー像が形成された記録材が通過することにより、記録材上のトナー像が加熱・加圧され、記録材上にトナー像が定着される。

また、安定した画像を記録材上に再現するためには、加熱ローラ１０４の表面温度が定着作用に最適な温度であることが求められる。このため、加熱ローラ１０４の表面温度を検知するために、加熱ローラ１０４の中央部に加熱ローラの温度を検知する温度検知体である第１サーミスタ３１２、加熱ローラ１０４の端部に加熱ローラの温度を検知する温度検知体である第２サーミスタ３１４が設置されている。本実施例では、第２サーミスタ３１４は記録材が通紙可能な領域の範囲外に配置されているものとする。

第１サーミスタ３１２、第２サーミスタ３１４はそれぞれ、加熱ローラ１０４の設置位置の温度を検知する装置である。定着後、記録材はソータ１３に搬送される。

第１サーミスタ３１２、第２サーミスタ３１４はそれぞれ、加熱ローラ１０４の設置位置の温度を検知する装置である。

図３は、加熱ローラ１０４の内部の詳細を示した図である。

まず、加熱ローラ１０４について説明する。本実施例の加熱ローラは、２層構成になっており、下層に導電層である鉄等の金属層とこの金属層の上層にトナーに対して離型性の高いフッ素樹脂等からなる離型層からなる。なお、熱容量をあげるために、金属層と離型層との間にゴム等の弾性層を設ける構成であってもよい。

ここで本実施形の画像形成装置においては、定着手段３２の中心を基準とし、記録材の中心が、定着手段３２の中心と沿うように搬送制御が実行される。

コイル１０８に通電手段により高周波電流が投入されると、コイル１０８より磁束が発生する。発生した磁束はフェライト等のコア１０６に沿って、加熱ローラ１０４に導かれ、加熱ローラ１０４内の金属層では磁束により誘導渦電流が発生する。この誘導渦電流と加熱ローラの１０４の表面抵抗により、加熱ローラ１０４自身が発熱する。

また、前述のフェライトコア１０６は加熱ローラ１０４を均一に加熱するように、加熱ローラ１０４の加熱面とほぼ同じ長さで設置されている。

このため、誘導渦電流による加熱ローラの発熱面の幅とほぼ同じサイズの記録材が定着手段３２を通過する場合には、非通紙部領域での発熱量は少ない。しかし、加熱ローラ１０４の発熱面の幅より小さいサイズの記録材が定着手段３２を通過する場合、定着手段３２の中心部の熱は記録材の通過により奪われるが、記録材の通過しない両端部は誘導渦電流の加熱により、温度上昇を続ける。その理由は、本実施例ではコイルは中央部と端部の両方を加熱するために電流が流れるため、同じ熱量が加熱ローラに生じた際には、中央部は記録材に熱が奪われるが、非通紙部である端部は奪われる熱が中央部に比べて少ないからである。

従って、加熱ローラ１０４の加熱面の幅より小さいサイズの記録材を連続して、画像形成装置が通紙を行った場合、定着手段３２の温度は不均一となる。この不均一の状態で、記録材が定着手段３２を通過した場合、記録材にシワが発生する原因となる。

一方で、アルミ、銅等からなる遮蔽部材について説明する。遮蔽部材は、磁束により渦電流が発生するが、発生する渦電流による発熱量を小さくするため低抵抗の金属であることが好ましい。その理由としては、磁束を遮蔽しても、遮蔽部材自身の発熱により、加熱ローラが多くの熱が伝達してしまうからである。そのため、遮蔽部材の抵抗値は、加熱部材の導電層の抵抗値よりも低抵抗であることが望ましい。本実施例では、アルミの遮蔽板１１０に加工し、加熱ローラ１０４とフェライトコア１０８の間に設置すると、磁束の通過を妨げることになる。これにより加熱ローラ１０４内の金属層での渦電流の発生を抑制することができ、加熱ローラ１０４の発熱を低減することが可能である。

図で示したように、アルミで構成された遮蔽板１１０は所定紙幅に一致した凹形状になっている。また遮蔽板１１０は、ステッピングモータ２１０等の遮蔽部材駆動手段により、駆動される構成となっている。

これにより、比較的紙幅の狭い記録材を連続して定着を行った場合に発生する、上述の定着手段端部の昇温発生を検知した時に、遮蔽板１１０をステッピングモータ２１０により駆動し、遮蔽板１１０により、フェライトコア１０６と加熱ローラ１０４の間を遮蔽し、端部の加熱を防ぐことが可能である。

また４１０は遮蔽板の位置検知する遮蔽板位置検知体としての位置検知センサであり、４２０はスリットである。スリット４２０は遮蔽板１１０と同期して駆動し、スリット４２０が位置検知センサ４１０上に来た場合、遮蔽板１１０はフェライトコア１０６を完全に遮蔽しない位置（以下ホームポジション位置）になる。すなわち位置検知センサ４１０により、スリット４２０を検知することで、ホームポジションを検知することが可能となる構成である。

このように、本実施例では、遮蔽板により積極的に磁界を遮蔽するポジションにある位置を第１位置、遮蔽板による遮蔽量が少ない位置にあるホームポジションにある位置を第２位置とする。

また、第１サーミスタは遮蔽板が第１位置に移動しても遮蔽される磁界が少ない加熱ローラの部分の位置の温度を検知し、第２サーミスタは遮蔽板が第１位置に移動したときに積極的に磁界が遮蔽される加熱ローラの部分の位置の温度を検知する。

図４は、画像形成装置において、遮蔽板を駆動させずに加熱ローラ１０４の加熱範囲より狭い紙幅の記録材を搬送したときにおける加熱ローラ１０４の表面温度分布を示したグラフである。

図で示したように、遮蔽板を駆動させずに加熱ローラ１０４の加熱範囲より狭い紙幅の記録材を搬送したときにおける加熱ローラ１０４の表面温度の分布は、通紙範囲１００４の温度は加熱ローラの表面の目標温度に略等しいのに対して、また非通紙部は高くなる。これは、中央部と端部とで熱の奪われ方が異なるためである。

ところで、記録材に形成されたトナー像を安定した画像として記録材に定着するためには、この通紙範囲１００４の温度を目標となる温度で一定に保つ必要がある。

そこで、加熱ローラ１０４の中央部に設置された第１サーミスタ３１２により、温度を検知し、目標温度との差から、加熱ローラ１０４に供給される熱量を演算し、その演算結果からコイルに通電する通電量を制御する通電制御手段により所定の通電が行われる。

しかし、加熱ローラ１０４は中央部だけでなく端部も加熱するようにコイル１０８およびフェライトコア１０６は配置されている。したがって通紙範囲１００４の温度に合わせて、温度制御を実行すると、非通紙部分が図のように高温になってしまう。

このような非通紙部の高温の状況は、定着装置自身や定着装置周囲の装置の故障の原因となりうる。またこのような状況で、異なる紙幅の記録材が通紙された場合、定着温度のムラが生じているため、記録材上の定着画像に悪影響を及ぼす原因ともなる。

図５は、画像形成装置において、加熱ローラ１０４の加熱範囲より狭い紙幅の記録材を搬送したときにおける加熱ローラ１０４の中央部と端部の温度差を示したグラフである。加熱ローラ１０４の中央部の温度は、第１サーミスタ３１２により検知される。また端部の温度は、第２サーミスタ３１４により検知される。ここで、△Ｔは、第２サーミスタ３１４から第１サーミスタ３１２の温度の差を取ったものである。

図のように、定着装置に加熱ローラ１０４の加熱範囲より狭い紙幅の記録材を連続して搬送を実行すると、時間が経過するに従い加熱ローラ１０４の端部温度が上昇してくる。それにより端部と中央部の温度差である△Ｔの値も大きくなる。

本発明の定着装置の制御では、△Ｔが１１０８で示されている基準温度Ｔ３を越えたとき、遮蔽板１１０をフェライトコア１０６と加熱ローラ１０４の間の位置へと駆動する制御を実行する。本実施例では２のサーミスタからの温度差を遮蔽板の動作の基準にしたが、端部サーミスタの温度が加熱ローラの目標温度よりも高い所定の温度以上になったときに遮蔽板を動作させても問題はない。

遮蔽板１１０をフェライトコア１０６と加熱ローラ１０４の間の位置にある場合、遮蔽部分に供給される熱量は劇的に減少する。このため加熱ローラ１０４の端部の温度は除々に下降し、それに従い、△Ｔも減少する。

遮蔽板１１０がフェライトコア１０６と加熱ローラ１０４の間の位置にあり、△Ｔが減少し、１１１０で示されているＴ３よりも低い基準温度Ｔ４以下になった場合、遮蔽板１１０をフェライトコア１０６と加熱ローラ１０４の間から退避させる駆動を実行する。その理由としては、端部の温度が低いと中央部の熱が端部側に移動するため、必要発熱量が多くなるため、熱的に非効率となるためである。本実施例では２のサーミスタからの温度差を遮蔽板の動作の基準にしたが、端部サーミスタの温度が加熱ローラの目標温度よりも低い所定の温度以下になったときに遮蔽板を動作させても問題はない。

このような、加熱ローラ１０４の中央部と端部の温度差により、遮蔽板１１０を駆動させることにより、加熱ローラ１０４の温度を均一化する制御を行っている。

図６は、遮蔽板１１０の駆動タイミングを決定する表である。ここで縦軸１００２は記録紙の紙種を表している。また縦軸１００４は記録紙の坪量すなわち記録紙の厚さの範囲を表している。この表で、Ａの紙種は、普通紙に比べてやや定着しにくい記録材であり、Ｃの紙種は表面が荒れているラフ紙で定着性が悪い記録材である。また、記録材Ｂについては、厚みが一種類しか規定されていない記録材である。このように本実施例では、記録材Ａ、記録材Ｃ共に、坪量が大きくなると遮蔽板が遮蔽位置に移動するタイミングとなるＴ３の温度を低くすることで、磁束遮蔽効果を早めることで、温度上昇率が高くなるような場合に過大なオーバーシュートが発生しても、加熱ローラの劣化等を防止することができる。また、記録材Ｂについては、厚みはないが、記録材Ａ，Ｃよりも記録材通過時の加熱ローラから奪う熱量が大きいため、かかるオーバーシュート量が大きくなると予想できることから、Ｔ３を低くして、早い段階から遮蔽効果を生じさせている構成である。このように、Ｔ３の温度は、単位時間あたりの温度上昇率が大きいとより低い温度に設定され、単位時間あたりの温度上昇率が小さくなるとより高い温度に設定される。また、Ｔ４の温度は、単位時間あたりの温度上昇率が大きいと寄り低い温度に設定され、単位時間あたりの温度上昇率が小さくなるとより高い温度に設定される。

加熱ローラ３２を通過する記録紙の紙種と坪量は予めユーザにより入力設定がなされており、この情報に基づき、図６で示した表の１００２と１００４から図５で説明したＴ３値１００６およびＴ４値１００８を求め、遮蔽板１１０の駆動タイミングのトリガとしている。また、上記方法以外でも、記録材の厚みを検知する厚み検知手段を設けて、この厚み検知手段により検知された厚みに応じてT３値を変更する方法もある。

図７は遮蔽板１１０の制御フローを示したフローチャートである。本処理は、画像形成装置によるプリント出力開始後に実行され、一定周期間隔で実行される。処理開始後、ステップ１０２へ進む。

ステップ１０２においては、第１サーミスタ３１２の温度、すなわち加熱ローラ１０４の中央部の温度を読み出す処理を実行し、変数Ｔｍａｉｎに格納している。処理後、ステップ１０４へ進む。

ステップ１０４においては、第２サーミスタ３１４の温度、すなわち加熱ローラ１０４の端部の温度を読み出す処理を実行し、変数Ｔｓｕｂに格納している。処理後、ステップ１０６へ進む。

ステップ１０６においては、加熱ローラ３２を通過している記録紙の種類、坪量と図６で示した表からＴ３の値を読み出し、設定する処理が行われる。処理後、ステップ１０８へ進む。

ステップ１０８においては、同様に図６で示した表からＴ４の値を読み出し、設定する処理が行われる。処理後、ステップ１１０へ進む。

ステップ１１０においては、第１サーミスタ３１２の温度Ｔｍａｉｎと第２サーミスタ３１４の温度Ｔｓｕｂの温度差△Ｔを演算している。演算後、処理をステップ１１２へ進める。

ステップ１１２においては、△Ｔと閾値Ｔ３との比較を行い、処理を分岐させている。すなわちもし、△ＴがＴ３より大きければ、遮蔽板１１０を磁束遮蔽位置に移動すべき状況であると判断し、処理をステップ１１２へ進める。またもし、△ＴがＴ３以下であれば、処理をステップ１１４へ進める。

ステップ１１４においては、△Ｔと閾値Ｔ４との比較を行い、処理を分岐させている。すなわちもし、△ＴがＴ４より小さければ、遮蔽板１１０を磁束遮蔽位置から退避すべき状況であると判断し、処理をステップ１１８へ進める。またもし、△ＴがＴ４以上であれば、本処理は終了となる。

ステップ１１６においては、遮蔽板１１０が磁束遮蔽位置にあるか否かにより、処理を分岐させている。もし遮蔽板１１０が遮蔽位置に無い場合には、処理をステップ１２０へ進め、遮蔽板１１０を磁束遮蔽位置へと移動させる処理を呼び出している。処理後、本処理は終了となる。

ステップ１１８においては、遮蔽板１１０が非磁束遮蔽位置にあるか否かにより、処理を分岐させている。もし遮蔽板１１０が遮蔽位置にある場合には、処理をステップ１２２へ進め、遮蔽板１２２を磁束遮蔽位置から退避させる処理を呼び出している。処理後、本処理は終了となる。

本処理は、画像形成装置がプリント出力中に、一定周期間隔で、呼び出され、遮蔽板の駆動制御が実行される。

以上のように本願発明によると、温度上昇率が大きくなる記録材を通紙するにも関わらず、非通紙部昇温に伴うオーバーシュートを防止することができる。

実施例２においても、画像形成装置および定着装置の基本構成は同じである。

図８は、本実施例での遮蔽板１１０の駆動タイミングを決定する表である。ここで縦軸１０１２は記録紙の幅サイズを表している。また縦軸１０１４は記録紙の搬送中の搬送間隔の範囲を表している。

加熱ローラ３２を通過する記録紙の幅サイズは加熱ローラ３２を通過する前段階で画像形成装置の制御部において、認識済みである。また、搬送中の記録紙の搬送間隔も、画像形成装置の画像形成タイミグ等を計測することにより、測定されている。

この情報に基づき、図８で示した表の１０１２と１０１４から図５で説明したＴ３値１０１６およびＴ４値１０１８を求め、遮蔽板１１０の駆動タイミングのトリガとしている。

即ち、加熱ローラへの通紙可能な記録材がA４の横送りである場合には、A４R（A４縦送り）を通紙すると非通紙部領域が大きくなり、非通紙部昇温が発生する。ここで、搬送間隔（連続通紙時の記録材と記録材の間の非通紙状態の間隔）が長いと、非通紙領域の昇温を抑えることができるため、Ｔ３の温度は低くてもよい。また、搬送される記録材の幅が狭くなると、非通紙部領域が広くなることで、非通紙部の温度が上昇しやすくなるため、早い段階から非通紙部昇温対策の遮蔽板を動作させる必要がある。

本実施例では、ここで説明した搬送中の記録紙の搬送間隔を用いて、遮蔽板１１０の駆動タイミングを求め、駆動される構成である。

実施例３においても、画像形成装置および定着装置の基本構成は同じである。

図９は、実施例２における加熱ローラ３２の詳細を示した図である。

図のように、実施例２の加熱ローラ３２には、第３サーミスタ３１６が設置されている。実施例２での遮蔽板１１０の制御では、図５、図６で説明した加熱ローラの温度差の検知対象として、第２サーミスタ３１４または第３サーミスタ３１６のどちらかが選択される。本実施例では、加熱ローラ３２を通過する記録紙の幅により、第２サーミスタ３１４または第３サーミスタ３１６の一方が選択される。

すなわち、中央に設置されている第１サーミスタ３１２と第３サーミスタ３１６より通過面が狭い紙幅の記録紙が通過する際には、第３サーミスタ３１６が選択される。

その理由としては、記録材の通紙領域での温度分布をできるだけ一定にしたいため、記録材の端部に近い部分の温度変化の検知精度を高めるためである。

また、中央に設置されている第１サーミスタ３１２と第３サーミスタ３１６より通過面が広い紙幅の記録材が通過する際には、第２サーミスタ３１４が選択される。

その理由としては、第３サーミスタ３１６では通紙部領域となるため、非通紙部領域の温度を検知したいためである。

このように、複数のサーミスタがある場合であっても、非通紙部の温度△Ｔの温度上昇率から、遮蔽板１１０の駆動タイミングを求め、図７で説明した処理フローに従い駆動される構成である。
やはり、図６で説明した通過する記録紙の紙幅および坪量よりタイミングを求める。または図８で説明した搬送中の記録紙の搬送間隔より、遮蔽板１１０の駆動タイミングを求め、図７で説明した処理フローに従い駆動される構成である。

図１０は、上記実施例とは異なる形状の遮蔽板について示した図であり、実施例３における加熱ローラ１０４の内部の詳細を示した図である。

図のように遮蔽板１１０の形状が、任意の幅で、フェライトコア１０６と加熱ローラ１０４の間を遮蔽することが可能な形状となっている。

このような遮蔽板の形状であっても、本願発明の効果を得ることができる。

上記の実施例では、白黒の画像形成装置について説明したが、現像手段が複数あり、感光体のトナー像が記録材に転写される前に中間的に転写される中間転写部材があり、この中間転写部材から記録材にトナー像が転写されるようなカラーが像形成装置においても、本発明は当然有効である。

また、実施例ではローラについて説明したが、ベルトの構成であっても当然同様の効果を得ることができる。

本発明の画像形成装置が適用された実施例の内部構成図である。加熱ローラ３２の詳細を示した図である。加熱ローラ１０４の内部の詳細を示した図である。加熱ローラ１０４の表面温度分布を示したグラフである。加熱ローラ１０４の中央部と端部の温度差を示したグラフである。遮蔽板１１０の駆動タイミングを決定する表である。遮蔽板１１０の制御フローを示したフローチャートである。遮蔽板１１０の駆動タイミングを決定する表である。実施例２における加熱ローラ３２の詳細を示した図である。異なる形状の遮蔽板の図である。

符号の説明

３２定着手段
１０４加熱ローラ
１１０遮蔽板
３１２第１サーミスタ３１２
３１４第２サーミスタ

Claims

通電により磁束を生ずるコイルと、磁束により熱を生じる導電層を有し、記録材上の像を加熱する像加熱部材と、前記コイルより発生する磁束を遮蔽する移動可能な遮蔽部材と、記録材の搬送方向と直交する直交方向において搬送可能な最大サイズの記録材の幅よりも小さい幅の記録材が連続して搬送される工程時に、前記直交方向において前記像加熱部材の端部に向かう磁束を遮蔽する遮蔽位置と前記遮蔽位置から退避した退避位置との間を前記遮蔽部材を移動させる駆動手段と、前記遮蔽部材が磁束を遮蔽する端部領域の前記像加熱部材の温度を検知する端部温度検知部材と、前記端部温度検知部材の出力に応じて前記駆動手段を制御する制御手段と、を有する像加熱装置において、
前記工程時に、記録材の表面の粗さ特性が同じ種類の記録材に対してその記録材の厚みが大きくなると、前記遮蔽部材が前記退避位置から前記遮蔽位置への移動を開始する遮蔽開始温度をより低くし、記録材の表面粗さが大きい記録材上の像を加熱する際には前記遮蔽部材が前記遮蔽位置から前記退避位置への移動を開始する退避開始温度をより高く設定されていることを特徴とする像加熱装置。
通電により磁束を生ずるコイルと、磁束により熱を生じる導電層を有し、記録材上の像を加熱する像加熱部材と、前記コイルより発生する磁束を遮蔽する移動可能な遮蔽部材と、記録材の搬送方向と直交する直交方向において搬送可能な最大サイズの記録材の幅よりも小さい幅の記録材が連続して搬送される工程時に、前記直交方向において前記像加熱部材の端部に向かう磁束を遮蔽する遮蔽位置と前記遮蔽位置から退避した退避位置との間を前記遮蔽部材を移動させる駆動手段と、前記遮蔽部材が磁束を遮蔽する端部領域の前記像加熱部材の温度を検知する端部温度検知部材と、前記端部温度検知部材の出力に応じて前記駆動手段を制御する制御手段と、を有する像加熱装置において、
前記工程時に、前記直交方向における記録材の幅が第一の幅である記録材が通紙されるときの前記退避位置から前記遮蔽位置への移動を開始する遮蔽開始温度と前記遮蔽位置から前記退避位置への移動を開始する退避開始温度との温度幅は、前記第一の幅よりも大きい第二の幅である記録材が通紙されるときの前記温度幅よりも小さく設定されていることを特徴とする像加熱装置。
前記記録材の幅が同じ記録材において、前記退避位置から前記遮蔽位置への移動を開始する遮蔽開始温度は、記録材の厚みが大きい場合には、記録材の厚みが小さい場合に比べて、低く設定されていることを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。