JP4933174B2 - Image heating apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはそれらの複合機等に代表される、電子写真プロセスや静電記録プロセス等を採用した画像形成装置に用いられ、記録材上の画像を加熱する、誘導加熱方式の像加熱装置に関する。 The present invention is used in an image forming apparatus that employs an electrophotographic process, an electrostatic recording process, or the like, typified by a copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof, and heats an image on a recording material. The present invention relates to an induction heating type image heating apparatus .
像加熱装置としては、記録材上に形成した未定着画像を固着画像として加熱定着させる定着装置や、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増大させる光沢度増大装置等を挙げることができる。 Examples of the image heating device include a fixing device that heats and fixes an unfixed image formed on a recording material as a fixed image, and a glossiness increasing device that increases the glossiness of an image by heating the image fixed on the recording material. Can be mentioned.
電子写真方式の画像形成装置は、被加熱材であるシート状の記録材上に形成担持させた未定着トナー画像を固着画像として加熱定着させる加熱装置を備える。 An electrophotographic image forming apparatus comprises a heating device for heating and fixing an unfixed toner image is formed and held on the sheet-like recording material on a material to be heated as a solid Chakugazo.
この加熱装置は、一般に、記録材上のトナーを熱溶融させる回転発熱体と、これに圧接して記録材を挟持する加圧手段とを有する。 This heating device generally includes a rotary heating element that heats and melts the toner on the recording material, and a pressurizing unit that presses the recording material and sandwiches the recording material.
回転発熱体としては、例えば加熱ローラやエンドレスベルト等であって、発熱体によって内部または外部より、直接もしくは間接的に加熱される。発熱体としては、例えばハロゲンヒータや抵抗発熱体等が挙げられる。 The rotary heating element is, for example, a heating roller or an endless belt, and is directly or indirectly heated from the inside or the outside by the heating element. Examples of the heating element include a halogen heater and a resistance heating element.
特に近年、画像形成装置の省エネルギー化と、ユーザーの操作性向上(クイックプリント、ウォームアップ時間の短縮)との両立を図ることが重視されていることから、発熱効率の高い誘導加熱方式を用いた加熱装置が提案されている。 In recent years, since the emphasis has been on achieving energy savings in image forming devices and improving user operability (quick printing, shortening warm-up time), the induction heating method with high heat generation efficiency was used. A heating device has been proposed.
この誘導加熱装置は、磁界を発生する励磁コイルに高周波電流を印加することによって、回転発熱体に誘導電流(渦電流)を発生させ、回転発熱体自体の表皮抵抗によって回転発熱体そのものをジュール発熱させる。 This induction heating device generates an induction current (eddy current) in the rotating heating element by applying a high-frequency current to an exciting coil that generates a magnetic field, and the rotating heating element itself generates Joule heat by the skin resistance of the rotating heating element itself. Let
この誘導加熱方式の加熱装置によれば、発熱効率が極めて向上するため、ウォームアップ時間の短縮が可能となる。 According to this induction heating type heating apparatus, the heat generation efficiency is extremely improved, and therefore it is possible to shorten the warm-up time.
このような誘導加熱装置における励磁コイルの配置として、図22に示すように、
(a)励磁コイルの巻き方向が、回転発熱体の回転方向と平行の場合
(b)励磁コイルの巻き方向が、回転発熱体の回転方向と角度をなす場合
とに大別できる。
As an arrangement of the exciting coil in such an induction heating device, as shown in FIG.
(A) When the winding direction of the exciting coil is parallel to the rotating direction of the rotating heating element (b) The winding direction of the exciting coil can be broadly divided into a case where the winding direction makes an angle with the rotating direction of the rotating heating element.
(a)の配置方法では、回転発熱体の外部に励磁コイルが発生する磁束が漏れるために、回転発熱体の周辺までも加熱してしまう恐れがある。また、磁束の漏れを防ぐためには、磁束を遮蔽する部材が必要となる。そのため、加熱装置が大型化してしまうことから、(b)の配置方法が有利である。 In the arrangement method (a), since the magnetic flux generated by the exciting coil leaks outside the rotating heating element, the periphery of the rotating heating element may be heated. Moreover, in order to prevent leakage of magnetic flux, a member for shielding the magnetic flux is required. For this reason, the arrangement method of (b) is advantageous because the heating device becomes large.
ただし、(b)の配置方法では、図23に示すように、励磁コイルの巻き中心部を密に巻いた場合、隣り合う巻き線では逆方向の電流が流されるため、互いに発生する磁束は、それぞれ打ち消しあう方向に作用する。そのため、回転発熱体の、励磁コイルの巻き中心部と対向する部分では発熱量が少なくなってしまう。 However, in the arrangement method of (b), as shown in FIG. 23, when the winding center part of the exciting coil is tightly wound, a current in the opposite direction flows in the adjacent windings. Each acts in the direction of cancellation. For this reason, the amount of heat generation is reduced at the portion of the rotating heating element that faces the winding center of the exciting coil.
一方、励磁コイルの巻き中心部を疎に巻いた場合も、巻き中心部の磁束発生量が少ないため、発熱量が少なくなってしまう。したがって、(b)の配置方法は、回転発熱体の回転方向に関して、均一に加熱することが困難である。 On the other hand, even when the winding center portion of the exciting coil is loosely wound, the amount of heat generation is reduced because the amount of magnetic flux generated in the winding center portion is small. Thus, the arrangement method of (b), with respect to the rotational direction of the rotary heat generator, Ru difficult der be uniformly heated.
(b)の配置方法の例としては、特許文献1〜5等が挙げられる。例えば特許文献1においては、回転発熱体の定着ニップ上流部では、励磁コイルを回転発熱体の曲面に沿うように巻き、定着ニップ下流部では、フェライトコアに沿うように巻くことで、定着ニップ前後で発熱分布を異ならせている。この構成によれば、特に定着ニップ上流部に発熱を集中することで、記録材の加熱に必要な熱をニップ直前で発生する構成のため、無駄な放熱が防げるため、エネルギー効率の向上、定着性の改善が図れる。また、定着ニップおよび記録材を重点的に加熱することが出来るため、分離性を改善できる。 Examples of the arrangement method (b) include Patent Documents 1 to 5 and the like. For example, in Patent Document 1, the exciting coil is wound along the curved surface of the rotating heating element at the upstream portion of the fixing nip of the rotating heating element, and is wound around the ferrite core at the downstream portion of the fixing nip, thereby The heat distribution is different. According to this configuration, heat generation is concentrated on the upstream portion of the fixing nip, so that heat necessary for heating the recording material is generated immediately before the nip. Improves sex. Further, since the fixing nip and the recording material can be intensively heated, the separability can be improved.
しかしながら、特許文献1の構成においては、定着ニップ部の前後に発熱を集中させているため、回転発熱体の回転方向に関して温度ムラが生じてしまう。即ち、単に、定着ニップ部の前後に発熱を集中させると、装置のスタート時回転発熱体の回転方向に関して温度ムラが生じてしまう。特許文献2も同様である。
However, in the configuration of Patent Document 1, since heat generation is concentrated before and after the fixing nip portion, temperature unevenness occurs in the rotation direction of the rotary heating element. That is, if heat generation is simply concentrated before and after the fixing nip portion, temperature unevenness occurs in the rotation direction of the rotating heating element at the start of the apparatus. The same applies to
そのため、その温度ムラを改善させるために、加熱動作開始時には、しばらく回転発熱体空回転を行わなくてはならないため、クイックプリント性能が劣ってしまう。 Therefore, in order to improve the temperature unevenness, at the start of the heating operation, the rotary heating element must be idled for a while, so that the quick print performance is inferior.
また、定着動作を行わないスタンバイ時にも、回転発熱体を連続もしくは間欠に回転動作させることによって、回転発熱体の回転方向の温度ムラを改善する方法も考えられる。しかし、この場合は、スタンバイ時での騒音や消費電力の増加などの課題がある。 In addition, a method of improving the temperature unevenness in the rotation direction of the rotating heat generating element by rotating the rotating heat generating element continuously or intermittently during standby without performing the fixing operation is also conceivable. However, in this case, there are problems such as noise during standby and an increase in power consumption.
そこで、特許文献3、4のように、発熱ローラの回転方向に関して略全域にコイルを配置し、発熱ローラを周方向に略均一に発熱させ、発熱ローラの周方向の温度ムラを防止する構成が知られている。この構成によれば、温度ムラを解消するための時間を必要としないため、ウォーミングアップ時間の短縮を図ることができる。
しかしながら、特許文献3、4のような構成の場合、ローラの周方向を均一に発熱させる構成のため、温度ムラを低減可能な構成ではあるものの、効率的に記録材に熱量を付与する構成になっていない。そのため、エネルギー効率の面では改善の余地があった。
However, in the case of the configuration as in
その理由としては、加熱してからニップ部に到達するまでの所要時間は、ニップ部上流側よりも下流側の方が長い。このため、ニップ部下流側の方が上流側よりも放熱量が多くなり、同じ熱量を付与するのであればニップ部下流側よりも上流側を重点的に熱付与した方がエネルギー効率がよいからである。 The reason is that the time required to reach the nip portion after heating is longer on the downstream side than on the upstream side of the nip portion. For this reason, the amount of heat released from the downstream side of the nip is greater than that of the upstream side, and if the same amount of heat is applied, it is more energy efficient to heat the upstream side than the downstream side of the nip. It is.
したがって本発明は、コイルを回転発熱体の回転軸方向に伸延して巻かれた構成において、空回転をしなくても回転発熱体の回転方向の温度ムラによる画像不良を防止しつつ、エネルギー使用効率の高い誘導加熱方式の画像加熱装置を提供することを目的とする。 Therefore, according to the present invention, in the configuration in which the coil is extended in the direction of the rotation axis of the rotating heating element, energy is used while preventing image defects due to temperature unevenness in the rotating direction of the rotating heating element without idling. An object of the present invention is to provide an induction heating type image heating apparatus with high efficiency.
上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な構成は、磁束の作用により発熱し、記録材上の画像を加熱する回転可能な像加熱部材と、前記像加熱部材の回転軸線方向に伸延されて巻かれ、前記像加熱部材に作用させる磁束を生ずる第一コイルと、前記像加熱部材の回転方向において前記第一コイルよりも上流側であって前記ニップ部よりも下流側に配置され、前記第一コイルと電気的に直列に接続し、前記像加熱部材の回転軸線方向に伸延されて巻かれ、前記像加熱部材に作用させる磁束を生ずる第二コイルと、前記像加熱部材とニップ部を形成する加圧体と、を有し、前記像加熱部材は、それぞれのコイルと対向して発熱する対向部と、この対向部以外の非対向部とを有し、前記回転方向における前記対向部の長さの合計は、前記像加熱部材の周長に対して1/2以上であり、前記回転方向における前記非対向部の最大長さは前記像加熱部材の周長に対して1/3以下である像加熱装置において、前記第一コイルの対向部と前記第二コイルの対向部はそれぞれコイルの束線に対向する領域の発熱ピーク部を二点有し、前記第一コイルの対向部における二点の発熱ピーク部の発熱量は前記第二コイルの対向部における二点の発熱ピーク部の発熱量よりも大きく、前記第一コイルの対向部における二点の発熱ピーク部間の最小発熱部の発熱量は、前記第二コイルの対向部における二点の発熱ピーク部間の最小発熱部の発熱量よりも大きいことを特徴とする。 A typical configuration of the image heating apparatus according to the present invention for achieving the above object includes a rotatable image heating member that generates heat by the action of magnetic flux and heats an image on a recording material, and the image heating member . wound is extended in the rotation axis direction, a first coil that produces a magnetic flux which causes acting on said image heating member, downstream of the nip an upstream side of the first coil in the rotation direction of the image heating member A second coil disposed on the side, electrically connected in series with the first coil, extended in a rotation axis direction of the image heating member and wound to generate a magnetic flux acting on the image heating member, and the image has a pressing body forming a heating member and nip and said image heating member includes a facing portion that generates heat so as to face the respective coils, and a non-facing portion other than the opposing section, wherein in the rotational direction of the length of the facing portion Meter is 1/2 or more relative to the circumferential length of the image heating member, the maximum length of the non-opposing portions in the rotational direction is 1/3 or less relative to the circumferential length of the image heating member image In the heating device, the facing portion of the first coil and the facing portion of the second coil each have two exothermic peak portions in a region facing the coil bundle wire, and two points in the facing portion of the first coil. The calorific value of the exothermic peak portion is larger than the calorific value of the two exothermic peak portions at the opposing portion of the second coil, and the calorific value of the minimum exothermic portion between the two exothermic peak portions at the opposing portion of the first coil. Is larger than the heat generation amount of the minimum heat generation portion between two heat generation peak portions in the facing portion of the second coil .
本発明によれば、回転可能な像加熱部材の周方向の温度ムラが改善しながら、記録材を効率よく加熱するエネルギー効率の高い像加熱装置を得ることができる。 According to the onset bright, it is possible to circumferential direction of the temperature variations of the rotatable image heating member while improving, efficiently obtained image heating apparatus having high energy efficiency for heating the recording material.
(1)画像形成部
図1は本実施例における画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は、像加熱装置として、誘導加熱方式の定着装置を搭載させた、複写機機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能を有する、電子写真フルカラー画像形成装置(複合機)である。
(1) Image Forming Unit FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus in this embodiment. This image forming apparatus is an electrophotographic full-color image forming apparatus (composite machine) having a copying machine function, a printer function, and a facsimile function, in which an induction heating type fixing device is mounted as an image heating apparatus .
1はデジタルカラー画像リーダ部である。このリーダ部1の原稿台ガラス2上にカラー画像原稿Oを画像面を下向きにして所定の載置基準に従って載置し、その上から原稿圧着板2aを被せる。コピースタートキーが押されると、移動光学系1aが移動動作して、原稿面が光学走査されて、原稿画像がフルカラーセンサ(CCD)3により色分解画像信号として光電読取りされる。画像信号は、画像処理部4にて処理が施された後、デジタルカラー画像プリンタ部5のコントローラ部(制御回路部)17へ送出される。原稿台ガラス2上に原稿自動送り装置(ADF、RDF)を搭載して原稿Oを原稿台ガラス2上に自動送りさせることもできる。
Reference numeral 1 denotes a digital color image reader unit. A color image original O is placed on the
プリンタ部5において、UY・UM・UC・UKはタンデム配置した第一〜第4の4つの画像形成部である。各画像形成部はそれぞれレーザー走査露光器18を用いた電子写真プロセス機構である。リーダ部1からコントローラ部17に送出された画像信号に基づいて、第一の画像形成部UYの感光ドラム面にはイエロートナー画像が所定の制御タイミングで形成される。第二の画像形成部UMの感光ドラム面にはマゼンタトナー画像が所定の制御タイミングで形成される。第3の画像形成部UCの感光ドラム面にはシアントナー画像が所定の制御タイミングで形成される。第4の画像形成部UKの感光ドラム面にはブラックトナー画像が所定の制御タイミングで形成される。
In the printer unit 5, UY, UM, UC, and UK are first to fourth image forming units arranged in tandem. Each image forming unit is an electrophotographic process mechanism using a laser
各画像形成部UY・UM・UC・UKの感光ドラム面に形成される上記の色トナー画像はそれぞれ一次転写部6にて中間転写ベルト7の面に対して順次に重畳転写される。これにより、中間転写ベルト7の面に上記の4つの色トナー画像の重ね合わせによる未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。そのフルカラートナー画像が、二次転写部8において、多段カセット給紙機構部9或いはデッキ給紙部10或いはMPトレイ(マルチ・パーパス・トレイ)11から所定の制御タイミングにて一枚分離給送された記録材Pの面に順次に一括して二次転写される。以上が記録材上に未定着画像を形成担持させる画像形成手段である。
The color toner images formed on the photosensitive drum surfaces of the image forming units UY, UM, UC, and UK are sequentially superimposed and transferred onto the surface of the
記録材Pは中間転写ベルト7の面から分離されて定着装置12に導入され、定着ニップ部で挟持搬送される。この挟持搬送過程で未定着のフルカラートナー画像が熱と圧力により溶融混色して記録材Pの面にフルカラーの固着画像として定着される。定着装置12を出た記録材Pはフラッパ13による進路切換制御にて、フェイスアップ排紙トレイ14またはフェイスダウン排紙トレイ15に選択的に排出される。
The recording material P is separated from the surface of the
また、両面プリントモードが選択されている場合には、定着装置12を出た第一面プリント済みの記録材Pがフラッパ13で一旦フェイスダウント排紙レイ15に通じるシートパスに送り込まれる。そして、その記録材Pがスイッチバック搬送されて、再搬送シートパス16に導入され、表裏反転された状態になって二次転写部8に再導入される。これにより記録材Pの第二面にトナー画像が二次転写形成される。以後、記録材Pは第一面プリントの場合と同様に、定着装置12に導入され、両面プリント済みの記録材がフェイスアップ排紙トレイ14またはフェイスダウン排紙トレイ15に排出される。
When the double-sided printing mode is selected, the first-side printed recording material P that has exited the fixing
以上は複写機モードの場合である。プリンタモードの場合は、パーソナルコンピュータ・イメージリーダ等の外部ホスト装置19からコントローラ部17に画像情報信号が入力する。コントローラ部17は、その画像情報信号をレーザースキャナ18に出力して、画像形成装置をプリンタとして作像動作させる。また、ファクシミリ受信モードの場合は、外部装置としての相手方ファクシミリ装置19からコントローラ部17に画像情報信号が入力する。コントローラ部17は、その画像情報信号をレーザースキャナ18に出力して、画像形成装置をファクシミリ受信装置として作像動作させる。ファクシミリ送信モードの場合は、コントローラ部17は、リーダ部1で光電読取りした原稿画像情報を相手方ファクシミリ受信装置19に送信する。
The above is the case of the copying machine mode. In the printer mode, an image information signal is input to the
(2)定着装置12
図2の(a)は定着装置12の正面模式図、(b)はその縦断正面模式図、図3は定着装置の要部の横断側面模式図と給電制御系のブロック図である。
(2) Fixing
2A is a schematic front view of the fixing
21は回転発熱体(回転可能な像加熱部材)としての定着ローラ、22は加圧体としての加圧ローラである。この定着ローラ21と加圧ローラ22は、装置フレーム31の左右の側板32・32間に上下に並行に配列して回転可能に支持させると共に、圧接させて定着ニップ部Nを形成させている。
定着ローラ21は、肉厚が例えば0.1mm〜1.5mm程度の金属導体層を基体とする中空ローラである。金属は、例えば、鉄、ニッケル、SUS430などの導電性磁性材料およびこれらの合金が好例である。金属導体層の外周表面には、フッ素樹脂等よりなる耐熱性の離型層が形成されている。また、カラー画像の品位を向上させるために、金属導体層と離型層との間に、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱弾性層を設けても良い。定着ローラ21は、左右両端部を装置フレーム31の左右の側板32.32間に軸受部材33・33を介して回転可能に支持させて配設してある。
The fixing
加圧ローラ22は、金属パイプ材を芯金22aとし、その外側に、シリコーンゴム等からなる耐熱弾性層22bと、さらにその耐熱弾性層の表面にフッ素樹脂等からなる離型層22cを備える弾性ローラである。この加圧ローラ22も、芯金22aの左右両端部を装置フレーム31の左右の側板32・32間に軸受部材34・34を介して回転可能に支持させて配設してある。そして、軸受部材34・34を、不図示の付勢部材で押し上げて、加圧ローラ22を弾性層22bの弾性に抗して定着ローラ21の下面に対して所定の押圧力で圧接させて、定着ローラ回転方向において所定ニップ長の定着ニップ部Nを形成させている。
The
Gは定着ローラ駆動ギアであり、定着ローラ21の一方側の端部に同心一体に固着してある。この駆動ギアGに対して駆動モータMの駆動力が不図示の動力伝達系を介して伝達されることで、定着ローラ21が、図3において、矢印aの時計方向に所定の速度で回転駆動される。加圧ローラ22は、定着ニップ部Nにおける定着ローラ21との摩擦力で、定着ローラ21の回転駆動に従動して矢印bの反時計方向に回転する。
A fixing roller driving gear G is concentrically fixed to one end of the fixing
23は定着ローラ内に挿入して配設したコイルアセンブリ(回転可能な像加熱部材の回転軸線方向に伸延されて巻かれ、像加熱部材に作用させる磁束を生じるコイルを有する磁束発生手段)である。このコイルアセンブリ23は、定着ローラ21よりも長さが長い円柱状のコイルホルダ24と、そのコイルホルダ24の外面に配設した、磁束発生手段としての第一と第二の2つの励磁コイル25A(第一コイル)と25B(第二コイル)を備えている。図4は、コイルアセンブリ23の上記コイルホルダ24と第一と第二の励磁コイル25A・25Bの分解斜視模式図である。
23 is a coil assembly which is arranged by being inserted into a fixing roller (are extended in the direction of the rotation axis of the rotatable image heating member is wound, the magnetic flux generating means having a coil to produce a magnetic flux to be applied to the image heating member) . The
コイルホルダ24は耐熱性および電気絶縁性のエンジニアリング・プラスチック等から形成されている。第一と第二の励磁コイル25A・25Bは、それぞれ、耐熱性の絶縁被覆を施したリッツ線を縒り束ねた電線を用いて、これを定着ローラ21の長手方向に沿って長い扁平シート状の渦巻きコイルに巻回したものである。そして、その第一と第二の励磁コイル25A・25Bをコイルホルダ周面の略180°対向位置において、それぞれ、コイル長手方向をコイルホルダ長手方向にほぼ並行にして、コイルホルダ24の外面に倣わせて固定して配設してある。コイル25A・25Bのコイルホルダ24の外面に対する固定は、本実施例の場合は、熱収縮チューブによる押え付けで行なっている。接着剤による貼り付けなど、その他の固定手段を用いることができる。
The
本実施例において、第一と第二の励磁コイル25A・25Bは直列に結ばれており、第一の励磁コイル25Aは12ターン巻き、第二の励磁コイル25Bは10ターン巻きにしてある。
In this embodiment, the first and second
上記のコイルアセンブリ23を定着ローラ21内に挿入し、コイルホルダ24の左右の端部をそれぞれ定着ローラ21の左右の端部から外側に突出させる。その突出させた左端部は装置フレーム31の左側板32側に配設した左ブラケット35の嵌合穴35aに嵌合させて支持させ、右端部は右側板32側に配設した右ブラケット36の嵌合穴36aに嵌合させて支持させる。本実施例においては、右端部はD字形状部(D字カット端部)にし、右ブラケット36の嵌合穴36aもこれに対応するD字穴にしてあり、この両者をD嵌合させる。これにより、コイルアセンブリ23を、上記左右のブラケット35・36間に、非回転に支持させると共に、定着ローラ21内において、定着ローラ内面と励磁コイルとのギャップを一様に保って支持させている。
The
本実施例においては、図3のように、第一の励磁コイル25Aが定着ニップ部Nを基準にして定着ローラ回転方向上流側に位置し、第二の励磁コイル25Bが下流側に位置させて、コイルアセンブリ23を左右のブラケット35・36間に支持させている。以下、第一の励磁コイル25Aを上流側コイル、第二の励磁コイル25Bを下流側コイルと記す。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
THは定着ローラ21の温度を検出する温度センサであり、例えばサーミスタである。この温度センサTHは、定着ローラ21の外面もしくは内面に弾性的に圧接配置あるいは非接触に近接配置されて温度を検知する。
TH is a temperature sensor that detects the temperature of the fixing
而して、コントローラ部(制御回路部)17の制御シーケンス信号により、駆動モータMがオンされ、また高周波電源41から直列接続されている上流側と下流側のコイル25A・25Bの給電端子d・e間に高周波電流が印加される。これにより、上流側と下流側のコイル25A・25Bのそれぞれにおいて高周波磁界(交流磁界、交流磁束)が発生する。この高周波磁界により、回転駆動されている定着ローラ21の金属導体層が誘導発熱して定着ローラ21が加熱される。すなわち、高周波磁界の作用によって金属導体層に渦電流が誘導されてジュール発熱して、定着ローラ21が加熱される。この定着ローラ21の温度が温度センサTHにより検知され、定着ローラ21の温度に関する電気的情報がA/D変換回路42を介してコントローラ部17に入力する。コントローラ部17は温度センサTHで検知される温度が所定の最適温度になり、その温度が維持されるように、高周波電源41からコイル25A・25Bに供給する高周波電流を制御する。
Thus, the drive motor M is turned on by the control sequence signal of the controller unit (control circuit unit) 17 and the power supply terminals d · of the upstream and
そして、作像機構部側から未定着トナー画像Tが形成された記録材(被加熱材)Pが定着装置12に対して搬送される。矢印cは記録材Pの搬送方向である。記録材Pはトナー画像担持面側が加熱状態の定着ローラ21に対面して定着ニップ部Nに進入して挟持搬送されて、トナー画像担持面側が加熱状態の定着ローラ21の面に圧接される。これにより、未定着トナー画像T(記録材上の画像)が、加熱および加圧によって融解して記録材Pの面に固着画像として融着される。定着ニップ部Nを通った記録材Pが定着ローラ21の面から分離されて排出搬送される。
Then, the recording material (heated material) P on which the unfixed toner image T is formed is conveyed from the image forming mechanism side to the fixing
Aはコイル25A・25Bの励磁による定着ローラ有効加熱領域幅、Bは最大通紙部幅であり、A≧Bである。
A is the width of the fixing roller effective heating area by excitation of the
次に、図5を用いて、定着ローラ21の周方向の発熱分布を説明する。
Next, the heat generation distribution in the circumferential direction of the fixing
図5に示すように、本実施例の定着ローラ21の周方向に関して、定着ローラ21と上流側と下流側のコイル25A・25Bとが対向している場所を対向部X、対向していない場所を非対向部(対向部以外の非対向部)Yとする。
As shown in FIG. 5, with respect to the circumferential direction of the fixing
対向部Xは非対向部Yよりも誘導される渦電流が多く、発熱量が多い。一方、非対向部Yには誘導される渦電流が少ないため、発熱量が少ない。 The opposed part X has more eddy currents induced than the non-opposed part Y, and generates more heat. On the other hand, since the eddy current induced in the non-opposing portion Y is small, the heat generation amount is small.
したがって、非対向部Yがあまりに大きすぎると、定着ローラ21の周方向で発熱量の差が生じて、温度ムラが生じてしまい、定着不良や温度差要因の光沢ムラが発生する。また、複数の対向部Xと非対向部Yが定着ローラ周方向で存在する場合は、最も間隔(角度)の大きい最大非対向部Yが問題となる。逆に、非対向部Yが小さい場合は、隣り合う対向部X・Xからの熱伝導によって加熱されるので、温度ムラによる問題は発生しない。
Therefore, if the non-opposing portion Y is too large, a difference in the amount of heat generated in the circumferential direction of the fixing
ここで、定着ローラ21を停止した状態で所定温度に1分間維持した後に、プロセススピード300mm/secの速度でA3画像を、対向部Xの角度の合計および非対向部Yの角度を振って定着させた結果を図6に示す。
Here, after the fixing
図6によれば、対向部Xの合計は180°以上、望ましくは210°以上で、かつ最大非対向部Yの角度は120°以下、望ましくは90°以下であれば、定着ローラ21の周方向の温度ムラが改善されることがわかる。
According to FIG. 6, if the total of the facing portions X is 180 ° or more, preferably 210 ° or more and the angle of the maximum non-facing portion Y is 120 ° or less, preferably 90 ° or less, the circumference of the fixing
言い換えると、対向部Xの長さの合計は、定着ローラ21の周長の1/2以上、望ましくは7/12以上が好ましい。且つ最大非対向部Yの長さは、定着ローラ21の周長の1/3以下、望ましくは1/4以下であれば、定着ローラ周方向の温度ムラを改善することが出来る。
In other words, the total length of the facing portions X is not less than ½ of the circumferential length of the fixing
また、連続的な定着動作時においては、定着ニップ部Nから被加熱材である記録材Pに熱を奪われることを見越して、定着ニップ部Nから定着ローラ回転方向の上流領域に発熱を集中した方が、良好な定着画像を得ることが出来る。 Also, during continuous fixing operation, heat is concentrated from the fixing nip N to the upstream region in the fixing roller rotation direction in anticipation of heat being removed from the fixing nip N to the recording material P that is a heated material. By doing so, a good fixed image can be obtained.
本実施例では、図7に示すように、定着ニップ部Nの定着ローラ回転上流方向には、発
熱ピーク部として、上流側コイル25Aを12ターン巻き、定着ニップ部Nの定着ローラ
回転下流方向には、下流側コイル25Bを10ターン巻いた。即ち、定着ローラ21のニップ部上流側は、下流側よりもコイルのターン数が多い。また、対向部Xの角度の合計は290°であって、最大非対向部Yの角度は30°であった。
In this embodiment, as shown in FIG. 7, the
このときの定着ローラ21の周方向における発熱量の分布を、図8に示す。コイル25A・25Bに同じ高周波電流を印加した場合、定着ローラ21に誘導される渦電流は、コイルのターン数が多いほうが、定着ローラ21内に導かれる磁束の変化量が大きいため、定着ローラに誘導される渦電流量が増加して、発熱量が増加する。即ち、定着ローラ21のニップ部上流半分の領域に最大発熱部を有する。したがって、発熱ピーク部とそれ以外の対向部とで、発熱量の差をつけることができる。即ち、ニップの上流部と下流部で、発熱量の差をつけることができる。
A distribution of the heat generation amount in the circumferential direction of the fixing
本実施例に示す定着装置に、所定の電力にて高周波電流を印加し、プロセススピード300mm/secで連続的に定着させたところ、良好な定着画像が得られた。また、スタンバイ時に定着ローラ21の回転を停止させても、周方向の温度ムラは発生しなかった。
When a high-frequency current was applied to the fixing device shown in this example at a predetermined power and continuously fixed at a process speed of 300 mm / sec, a good fixed image was obtained. Further, even if the rotation of the fixing
また、本実施例1との比較例1として、図9に示すように、対向部Xの合計が170°であって、且つ最大非対向部Yの角度が略180°である定着装置を用意した。 Further, as Comparative Example 1 with Example 1, as shown in FIG. 9, a fixing device in which the total of the facing portions X is 170 ° and the angle of the maximum non-facing portion Y is approximately 180 ° is prepared. did.
また、比較例2として、図10に示すように、対向部Xの合計が240°であって、且つ最大非対向部Yの角度が30°である、定着ローラ周方向をほぼ均一に加熱する定着装置を用意した。 Further, as Comparative Example 2, as shown in FIG. 10, the fixing roller circumferential direction in which the total of the facing portions X is 240 ° and the angle of the maximum non-facing portion Y is 30 ° is heated almost uniformly. A fixing device was prepared.
そして、この比較例1と2の定着装置について、本実施例1と同条件で同様の検証を行った。 The fixing devices of Comparative Examples 1 and 2 were verified in the same manner as in Example 1.
その結果、図9に示す比較例1の定着装置においては、連続定着動作において良好な定着画像が得られた。しかし、定着ローラ21の周方向の温度ムラが発生してしまい、スタンバイ中に空回転が必要となってしまった。
As a result, in the fixing device of Comparative Example 1 shown in FIG. 9, a good fixed image was obtained in the continuous fixing operation. However, the temperature unevenness in the circumferential direction of the fixing
一方、図10に示す比較例2の定着装置では、定着ローラの周方向をほぼ均一に加熱するため、温度ムラは発生せずにスタンバイ時に空回転をする必要が無なかった。しかしながら、定着に寄与するニップ部上流側を重点的に加熱する構成ではないため、効率的に記録材を加熱できず、エネルギー効率が低下してしまった。 On the other hand, in the fixing device of Comparative Example 2 shown in FIG. 10, since the circumferential direction of the fixing roller is heated almost uniformly, there is no need for idling during standby without causing temperature unevenness. However, the recording material cannot be heated efficiently because the upstream side of the nip portion that contributes to fixing is not intensively heated, resulting in a reduction in energy efficiency.
以上に述べたように、発熱量の大きい対向部Xの長さの合計を、定着ローラ21の周長(回転発熱体周長)の1/2以上、望ましくは7/12以上とし、且つ、発熱量の少ない最大非対向部Yの長さ(非対向部の回転発熱体回転方向に関する最大長さ)を定着ローラ21の周長の1/3以下、望ましくは1/4以下とする。これにより、定着ローラ21の周方向の温度ムラが改善されるため、スタンバイ時に定着ローラ21を停止することができる。ここで、スタンバイ時とは、定着ローラの温度が所定の目標温度に達することにより加熱処理が実行可能状態から、所定時間の間画像加熱開始信号がこない場合に定着ローラの温調温度を所定温度だけ下げて待機しているときのことをいう。
As described above, the total length of the facing portions X having a large heat generation amount is ½ or more, preferably 7/12 or more of the circumferential length of the fixing roller 21 (rotary heating body circumferential length) , and The length of the maximum non-opposing portion Y that generates a small amount of heat (the maximum length of the non-opposing portion in the rotation direction of the rotating heating element) is 1/3 or less of the circumference of the fixing
また、定着ローラ21の発熱量は、定着ニップ部Nから定着ローラ21の回転方向に関する上流半分の領域(回転発熱体のニップ部上流半分の領域)の総発熱量と、下流半分の領域(ニップ部上流半分の領域)の総発熱量とでは、上流半分の領域の方が下流半分の領域よりも多くする。そして、対向部Xには発熱ピーク部を有し、発熱ピーク部は、定着ニップ部の回転上流方向に配置される。これにより、定着ニップ上流部を効率よく加熱することができるため、連続定着動作時においても良好な定着画像を得ることが出来る。
Further, the calorific value of the fixing
つまり、回転加熱体である定着ローラ21について、擬似全周加熱構成をとることで、局部加熱と全周加熱の両方のメリットを得たものである。すなわち、略全周加熱でありながら、ニップ部直前に発熱を集中できるので、高速化に有利であり、スタンバイ中も空回転を必要としないため消費電力も小さくなる。
That is, the fixing
なお、以上説明した実施例1の構成は、本発明を限定するために記載されたものではなく、適用する加熱定着装置に応じて種々の変更を加えることが可能である。 The configuration of the first embodiment described above is not described in order to limit the present invention, and various changes can be made according to the heat fixing apparatus to be applied.
例えば、上述した実施例1の構成において回転発熱体として定着ローラ21を例示したが、回転発熱体は、図11に示すように、ニッケル等のフレキシブルな金属エンドレスベルト21Aであっても適用可能である。エンドレスベルト21Aは第一と第二のローラ26と27との間に懸回張設されて回転駆動される。第一のローラ26は弾性ローラにしてあり、加圧ローラ22は金属ローラにしてある。加圧ローラ22をベルト21Aを挟ませて第一のローラ26に圧接させて、ベルト21Aと加圧ローラ22との間に定着ニップ部Nを形成させている。
For example, the fixing
また、本実施例1においては、発熱ピーク部は2箇所あるが、発熱ピーク部の個数を限定するものではなく、励磁コイルの巻き方によっては、発熱ピーク部は1ヶ所であっても良い。 In the first embodiment, there are two exothermic peak portions, but the number of exothermic peak portions is not limited, and there may be one exothermic peak portion depending on how the exciting coil is wound.
さらには、励磁コイルのターン数や、対向部Xと非対向部Yの角度等も適時最適な構成に変更しても良い。 Furthermore, the number of turns of the exciting coil, the angle between the facing portion X and the non-facing portion Y, and the like may be changed to an optimal configuration in a timely manner.
また、本実施例1の構成においてコイル25A・25Bは回転発熱体である定着ローラ21の内部に配置したが、図12に示すように、定着ローラ21の外部に近接して配置することも可能である。
Further, in the configuration of the first embodiment, the
本発明の構成によれば、温度ムラ解消のための空回転をしなくても、定着ローラの温度ムラによる画像不良を防止でき、かつ効率よく記録材に熱付与することができる。また、本実施例ではウォーミングアップ中は、定着ローラを回転させる構成にしているが、回転しない構成でもよい。 According to the configuration of the present invention, image defects due to temperature unevenness of the fixing roller can be prevented and heat can be efficiently applied to the recording material without idling for eliminating temperature unevenness. Further, in this embodiment, the configuration is such that the fixing roller is rotated during warm-up, but a configuration in which it does not rotate may be used.
図13は、本発明の実施例2の形態に係る誘導加熱方式の定着装置の概略を示す横断面図である。 FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing an induction heating type fixing device according to the second embodiment of the present invention.
回転発熱体としての定着ローラ21と励磁コイルとのギャップが大きければ、対向する定着ローラ部分に導かれる磁束が少なくなる。そのため、その定着ローラ部分に誘導される渦電流が少なくなって、ジュール発熱も少なくなる。
If the gap between the fixing
そこで、図13に示す本実施例2においては、上流側コイル25Aと下流側コイル25Bはどちらも10ターン巻きにし、定着ローラ21とのギャップは、上流側コイル25Aについては1.0mm、下流側コイル25Bについては3.0mmとした。
Therefore, in the second embodiment shown in FIG. 13, both the
この場合も、上記実施例1と同様に、回転発熱体である定着ローラ21の周方向の温度ムラが改善され、スタンバイ中にも定着ローラ21を停止することができた。
Also in this case, as in the first embodiment, the temperature unevenness in the circumferential direction of the fixing
また、定着ローラ21の発熱量は、定着ニップ部Nから定着ローラ21の回転方向に関する上流半分の領域の方が下流半分の領域よりも多く、対向部には発熱ピーク部を有し、発熱ピーク部は、定着ニップ部の回転上流方向に配置される。この構成により、定着ニップ上流部を効率よく加熱することができるため、連続定着動作時においても良好な定着画像を得ることができた。
Further, the heat generation amount of the fixing
なお、以上説明した実施例2の構成も、本発明を限定するために記載されたものではなく、例えば定着ローラと励磁コイルのギャップ等は、適用する加熱定着装置に応じて種々の変更を加えることが可能である。また、本実施例2は、上述の実施例1の構成と組み合わせることも可能である。 The configuration of the second embodiment described above is not described to limit the present invention. For example, the gap between the fixing roller and the excitation coil is variously changed according to the heat fixing apparatus to be applied. It is possible. Also, the second embodiment can be combined with the configuration of the first embodiment described above.
図14は、本発明の実施例3の形態に係る誘導加熱方式の定着装置の概略を示す横断面図である。 FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing an induction heating type fixing device according to the third embodiment of the present invention.
励磁コイルにおいて、隣り合う縒り線の間隔が大きければ、対向する定着ローラ部分に導かれる磁束密度が少なくなるため、その定着ローラ部分に誘導される渦電流が少なくなって、ジュール発熱も少なくなる。 In the exciting coil, if the spacing between adjacent winding lines is large, the magnetic flux density guided to the opposing fixing roller portion is reduced, so that the eddy current induced in the fixing roller portion is reduced and Joule heat generation is reduced.
そこで、図14に示す実施例3においては、定着ローラ21とのギャップは、上流側コイル25Aと下流側コイル25Bのどちらも1.0mmに保持させる。そして、上流側コイル25Aは縒り線の間隔を空けないように8ターン巻きにし、下流側コイル25Bは縒り線の間隔を1.5mmに保ちつつ8ターン巻きにした。即ち、定着ローラ21のニップ部上流半分の領域は、定着ローラ21のニップ部下流半分の領域よりもコイルの、隣り合う縒り線の間隔が狭い。
Therefore, in the third embodiment shown in FIG. 14, the gap with the fixing
この場合も、回転発熱体である定着ローラ21の周方向の温度ムラが改善され、スタンバイ中にも定着ローラ21を停止することができた。
Also in this case, the temperature unevenness in the circumferential direction of the fixing
また、定着ローラ21の発熱量は、定着ニップ部Nから定着ローラ21の回転方向に関する上流半分の領域の方が下流半分の領域よりも多く、対向部には発熱ピーク部を有し、発熱ピーク部は、定着ニップ部の回転上流方向に配置される。この構成により、定着ニップ上流部を効率よく加熱することができるため、連続定着動作時においても良好な定着画像を得ることができた。
Further, the heat generation amount of the fixing
なお、以上説明した実施例3の構成も、本発明を限定するために記載されたものではなく、例えば励磁コイルの縒り線の間隔等は、適用する加熱定着装置に応じて種々の変更を加えることが可能である。また、本実施例3は、上述の実施例1や実施例2の構成と組み合わせることも可能である。 The configuration of the third embodiment described above is not described to limit the present invention. For example, the intervals between the winding lines of the exciting coil are variously changed depending on the heat fixing apparatus to be applied. It is possible. In addition, the third embodiment can be combined with the configurations of the first and second embodiments described above.
図15は、本発明の実施例4の形態に係る誘導加熱方式の定着装置の概略を示す横断面図である。 FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing an induction heating type fixing device according to a mode of Example 4 of the present invention.
図15の定着装置においては、上流側および下流側のコイル25A・25Bで発生する磁束は、コイル付近に配置した磁性コア28に導かれ、定着ローラ21の金属導体層に渦電流を誘導する。コア28としては、透磁率が大きく自己損失の小さい材料が良く、例えばフェライト、パーマロイ、センダスト、珪素鋼板等が適している。
In the fixing device of FIG. 15, the magnetic flux generated in the upstream and
ここで、コア28と定着ローラ21のギャップが大きければ、定着ローラ21に導かれる磁束が少なくなるため、定着ローラに誘導される渦電流が少なくなって、ジュール発熱も少なくなる。
Here, if the gap between the core 28 and the fixing
そこで、図15に示す実施例4においては、定着ローラ21とコア28のギャップを、定着ニップ部Nの定着ローラ回転方向上流部では0.5mm、下流部では3.0mmとした。上流側と下流側のコイル25A・25Bの縒り線の巻き数はともに12ターン巻きとし、定着ローラ21とのギャップは上流側と下流側のコイル25A・25Bともに1.0mmとした。
Therefore, in Example 4 shown in FIG. 15, the gap between the fixing
この場合も、回転発熱体である定着ローラ21の周方向の温度ムラが改善され、スタンバイ中にも定着ローラ21を停止することができた。
Also in this case, the temperature unevenness in the circumferential direction of the fixing
また、定着ローラ21の発熱量は、定着ニップ部Nから定着ローラ21の回転方向に関する上流半分の領域の方が下流半分の領域よりも多く、対向部には発熱ピーク部を有し、発熱ピーク部は、定着ニップ部の回転上流方向に配置される。この構成により、定着ニップ上流部を効率よく加熱することができるため、連続定着動作時においても良好な定着画像を得ることができた。
Further, the heat generation amount of the fixing
なお、以上説明した実施例4の構成も、本発明を限定するために記載されたものではなく、例えば磁性コアの数や配置等は、適用する加熱定着装置に応じて種々の変更を加えることが可能である。 The configuration of the fourth embodiment described above is not described to limit the present invention. For example, the number and arrangement of the magnetic cores may be variously changed according to the heat fixing device to be applied. Is possible.
また、図16に示すように、発熱量の大きい第一の発熱ピーク部付近にのみ磁性コア28を配置しても良い。
Further, as shown in FIG. 16, the
さらに、図17に示すように、励磁コイル25と磁性コア28の間に回転発熱体21が配置される構成であっても、同様に実施例4を適用可能である。例えば、回転発熱体21が薄肉の磁性ベルトの場合は、励磁コイルが発生する磁束が磁性ベルトをすり抜けてしまい、磁性ベルトの発熱効率が低下してしまうので、励磁コイル25と磁性コア28の間に回転発熱体21を配置する図16に示す構成が適している。
Furthermore, as shown in FIG. 17, the fourth embodiment can be similarly applied to a configuration in which the
さらには、本実施例4は、上述の実施例1から実施例3の構成と組み合わせることも可能である。 Furthermore, the fourth embodiment can be combined with the configurations of the first to third embodiments described above.
図18は、本発明の実施例5の形態に係る誘導加熱方式の定着装置の概略を示す横断面図である。 FIG. 18 is a cross-sectional view schematically showing an induction heating type fixing device according to a fifth embodiment of the present invention.
図18の定着装置においては、上流側および下流側のコイル25A・25Bで発生する磁束は、それらのコイル付近にそれぞれ配置した第一の磁性コア28Aと第二の磁性コア28Bに導かれて、定着ローラ21の金属導体層に渦電流を誘導する。
In the fixing device of FIG. 18, the magnetic fluxes generated by the upstream and
ここで、第一と第二のコア28A・28Bは、比透磁率が大きければ、定着ローラ21に導かれる磁束が多くなるため、定着ローラ21に誘導される渦電流が多くなって、ジュール発熱も多くなる。
Here, if the relative permeability of the first and
そこで、図18に示す実施例5においては、定着ニップ部Nの定着ローラ回転方向上流部に配置される第一の磁性コア28Aには、比透磁率1800のフェライトコアを用いた。また、下流部に配置される第二の磁性コア28Bには、比透磁率1000のフェライトコアを用いた。
Therefore, in Example 5 shown in FIG. 18, a ferrite core having a relative magnetic permeability of 1800 is used for the first
上流側と下流側のコイル25A・25Bの縒り線の巻き数はともに12ターン巻きとし、定着ローラ21とのギャップは上流側と下流側のコイル25A・25Bともに1.0mmとした。
The number of windings of the upstream and
この場合も、回転発熱体である定着ローラ21の周方向の温度ムラが改善され、スタンバイ中にも定着ローラ21を停止することができた。
Also in this case, the temperature unevenness in the circumferential direction of the fixing
また、定着ローラ21の発熱量は、定着ニップ部Nから定着ローラ21の回転方向に関する上流半分の領域の方が下流半分の領域よりも多く、対向部には発熱ピーク部を有し、発熱ピーク部は、定着ニップ部の回転上流方向に配置される。この構成により、定着ニップ上流部を効率よく加熱することができるため、連続定着動作時においても良好な定着画像を得ることができた。
Further, the heat generation amount of the fixing
なお、以上説明した実施例5の構成も、本発明を限定するために記載されたものではなく、例えば磁性コア28A・28Bの比透磁率等は、適用する定着装置に応じて種々の変更を加えることが可能である。
The configuration of the fifth embodiment described above is not described in order to limit the present invention. For example, the relative permeability of the
また、本実施例5は、上述の実施例1から実施例4の構成と組み合わせることも可能である。 Further, the fifth embodiment can be combined with the configurations of the first to fourth embodiments described above.
図19は、本発明の実施例6の形態に係る誘導加熱方式の定着装置の概略を示す横断面図である。 FIG. 19 is a cross-sectional view schematically showing an induction heating type fixing device according to a mode of Example 6 of the present invention.
本実施例6の定着装置も、上流側および下流側のコイル25A・25Bで発生する磁束は、それらのコイル付近にそれぞれ配置した第一の磁性コア28Aと第二の磁性コア28Bに導かれて、定着ローラ21の金属導体層に渦電流を誘導する。
Also in the fixing device according to the sixth embodiment, the magnetic flux generated in the upstream and
ここで、第一と第二のコア28A・28Bは、定着ローラ21の回転方向の幅が大きければ、定着ローラ21に導かれる磁束が多くなるため、定着ローラ21に誘導される渦電流が多くなって、ジュール発熱も多くなる。
Here, in the first and
そこで、図19に示す実施例6においては、第一と第二のコア28A・28Bは、いずれも比透磁率1800のフェライトコアを用い、定着ローラ21の回転方向の幅を異ならせた。具体的には、定着ニップ部Nの定着ローラ回転方向上流部に配置される第一のコア28Aは、定着ローラ回転方向の幅は8.0mmとし、また、下流部に配置される第二のコア28Bは、定着ローラ回転方向の幅は5.0mmとした。
Therefore, in Example 6 shown in FIG. 19, the first and
上流側と下流側のコイル25A・25Bの縒り線の巻き数はともに12ターン巻きとし、定着ローラ21とのギャップは上流側と下流側のコイル25A・25Bともに1.0mmとした。
The number of windings of the upstream and
この場合も、回転発熱体である定着ローラ21の周方向の温度ムラが改善され、スタンバイ中にも定着ローラ21を停止することができた。
Also in this case, the temperature unevenness in the circumferential direction of the fixing
また、定着ローラ21の発熱量は、定着ニップ部Nから定着ローラ21の回転方向に関する上流半分の領域の方が下流半分の領域よりも多く、対向部には発熱ピーク部を有し、発熱ピーク部は、定着ニップ部の回転上流方向に配置される。この構成により、定着ニップ上流部を効率よく加熱することができるため、連続定着動作時においても良好な定着画像を得ることができた。
Further, the heat generation amount of the fixing
なお、以上説明した実施例6の構成も、本発明を限定するために記載されたものではなく、例えば磁性コア28A・28Bの定着ローラ回転方向等は、適用する定着装置に応じて種々の変更を加えることが可能である。
The configuration of the sixth embodiment described above is not described to limit the present invention. For example, the rotation direction of the fixing rollers of the
また、本実施例6は、上述の実施例1から実施例5の構成と組み合わせることも可能である。 In addition, the sixth embodiment can be combined with the configurations of the first to fifth embodiments described above.
図20は、本発明の実施例7の形態に係る誘導加熱方式の定着装置の概略を示す横断面図である。 FIG. 20 is a cross-sectional view schematically showing an induction heating type fixing device according to a seventh embodiment of the present invention.
本実施例6の定着装置は、上流側コイル25Aと下流側コイル25Bを直列接続しないで、上流側コイル25Aには第一の高周波電源41Aから、下流側コイル25Bには第二の高周波電源41Bから、それぞれ高周波電流を流す構成にしてある。hとiはコイル25B側の給電端子である。
In the fixing device according to the sixth embodiment, the
温度センサTHは、定着ローラ21の表面温度を検出する。コントローラ部17は、この検出信号に基づいて、定着ローラ21の温度が最適となるように、上流側コイル25Aに高周波電流を印加する第一の高周波電源41Aと、下流側コイル25Bに高周波電流を印加する第二の高周波電源41Bをそれぞれ制御する。
The temperature sensor TH detects the surface temperature of the fixing
ここで、上流側と下流側のコイル25A・25Bに印加される高周波電流は、周波数が大きければ、定着ローラ21に導かれる磁束の変化量が大きくなるため、定着ローラ21に誘導される渦電流が多くなって、ジュール発熱も多くなる。
Here, if the high frequency current applied to the upstream and
そこで、図20に示す実施例7においては、第一の高周波電源41Aは、上流側コイル25Aに40kHzの高周波電流を印加し、また、第二の高周波電源41Bは、下流側コイル25Bに20kHzの高周波電流を印加するようにした。
Therefore, in Example 7 shown in FIG. 20, the first high
上流側と下流側のコイル25A・25Bの縒り線の巻き数はともに12ターン巻きとし、定着ローラ21とのギャップは上流側と下流側のコイル25A・25Bともに1.0mmとした。
The number of windings of the upstream and
この場合も、回転発熱体である定着ローラ21の周方向の温度ムラが改善され、スタンバイ中にも定着ローラ21を停止することができた。
Also in this case, the temperature unevenness in the circumferential direction of the fixing
また、定着ローラ21の発熱量は、定着ニップ部Nから定着ローラ21の回転方向に関する上流半分の領域の方が下流半分の領域よりも多く、対向部には発熱ピーク部を有し、発熱ピーク部は、定着ニップ部の回転上流方向に配置される。この構成により、定着ニップ上流部を効率よく加熱することができるため、連続定着動作時においても良好な定着画像を得ることができた。
Further, the heat generation amount of the fixing
なお、以上説明した実施例7の構成も、本発明を限定するために記載されたものではなく、例えばそれぞれの励磁コイル25A・25Bに印加する高周波電流の周波数は、適用する定着装置に応じて種々の変更を加えることが可能である。同様に、それぞれの励磁コイル25A・25Bに印加する電流量を変化させてもよい。
The configuration of the seventh embodiment described above is not described in order to limit the present invention. For example, the frequency of the high-frequency current applied to the
また、図21のように、上流側コイル25Aと下流側コイル25Bの両方、もしくは片方を回転発熱体21の外部に配置しても、本実施例7を適用可能である。
Further, as shown in FIG. 21, the seventh embodiment can be applied even when both or one of the
さらには、本実施例7は、上述の実施例1から実施例6の構成と組み合わせることも可能である。 Furthermore, the seventh embodiment can be combined with the configurations of the first to sixth embodiments described above.
17・・コントローラ部(CPU)、21・・回転発熱体(定着ローラ)、22・・加圧体(加圧ローラ)、23・・コイルアセンブリ、24・・コイルホルダ、25(25A・25B)・・励磁コイル、28(28A・28B)・・磁性コア、41(41A・41B)・・高周波電源、TH・・温度センサ(温度検知手段)、P・・記録材、T・・未定着トナー像、N・・定着ニップ部 17 .. Controller part (CPU), 21 .. Rotating heating element (fixing roller), 22 ..Pressurizing body (pressure roller), 23 .. Coil assembly, 24 .. Coil holder, 25 (25 A and 25 B) ..Excitation coil 28 (28A / 28B) Magnetic core 41 (41A / 41B) High frequency power supply TH Temperature sensor (temperature detection means) P Recording material T Unfixed toner Image, N ... fixing nip
Claims (7)
前記第一コイルの対向部と前記第二コイルの対向部はそれぞれコイルの束線に対向する領域の発熱ピーク部を二点有し、前記第一コイルの対向部における二点の発熱ピーク部の発熱量は前記第二コイルの対向部における二点の発熱ピーク部の発熱量よりも大きく、前記第一コイルの対向部における二点の発熱ピーク部間の最小発熱部の発熱量は、前記第二コイルの対向部における二点の発熱ピーク部間の最小発熱部の発熱量よりも大きいことを特徴とする像加熱装置。 A rotatable image heating member that generates heat by the action of magnetic flux and heats an image on the recording material, and a first magnetic flux that is stretched and wound in the rotation axis direction of the image heating member to act on the image heating member . A coil and an image heating member disposed upstream of the first coil and downstream of the nip portion in the rotational direction of the image heating member, and electrically connected in series with the first coil; And a second coil that generates a magnetic flux that acts on the image heating member, and a pressure member that forms a nip portion with the image heating member. a facing portion that generates heat so as to face the respective coils, and a non-facing portion other than the opposing section, the total length of the facing portion in the direction of rotation, the circumferential length of the image heating member with respect to Te is 1/2 or more, in the rotational direction In the maximum length of kicking the non-facing portion image heating apparatus is less than one third the circumferential length of the image heating member,
The opposing portion of the first coil and the opposing portion of the second coil each have two exothermic peak portions in the region facing the coil bundle wire, and two exothermic peak portions in the opposing portion of the first coil. The calorific value is larger than the calorific value of the two exothermic peak parts at the opposing part of the second coil, and the calorific value of the minimum exothermic part between the two exothermic peak parts at the opposing part of the first coil is An image heating apparatus having a heat generation amount greater than a heat generation amount of a minimum heat generation portion between two heat generation peak portions at opposing portions of two coils .
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