JP4971621B2 - Image heating device - Google Patents
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Description
本発明は記録材上の画像を電磁誘導加熱方式により加熱する画像加熱装置に関する。例えば、記録材上の光沢付与装置や、記録材上の画像を定着する定着装置に関する。 The present invention relates to an image heating apparatus for heating an image on a recording material by an electromagnetic induction heating method. For example, the present invention relates to a gloss applying device on a recording material and a fixing device for fixing an image on the recording material.
従来、記録材上の画像を加熱する画像加熱定着装置として、電磁誘導加熱方式がある。 Conventionally, there is an electromagnetic induction heating method as an image heating and fixing device for heating an image on a recording material.
これは加熱体として電磁誘導発熱体を用い、該電磁誘導発熱体に磁場発生手段で磁場を作用させて該電磁誘導発熱体に発生する渦電流に基づくジュール発熱で被加熱材としての記録材に熱を付与して未定着のトナー画像を記録材面に加熱定着処理する装置である。 This is because an electromagnetic induction heating element is used as a heating element, and a magnetic field is applied to the electromagnetic induction heating element by a magnetic field generating means, and Joule heating based on eddy currents generated in the electromagnetic induction heating element is used as a recording material as a material to be heated. This is a device that heat-fixes an unfixed toner image on a recording material surface by applying heat.
例えば強磁性体の定着ローラをコイルからの発生磁束の作用により電磁誘導加熱する装置が開示されている。磁束が作用する発熱位置を定着ニップ部に近くすることができ、ハロゲンランプを熱源として用いた熱ローラ方式の装置よりも高効率の定着プロセスを達成している。(例えば、特許文献1参照)
また、定着ローラ(フィルム)の長手方向に関する作用磁束の密度分布を変化せしめる磁束遮蔽手段を有することを特徴とする加熱装置が開示されている。この電磁誘導加熱方式の定着装置により、最大サイズより小サイズの記録材を連続加熱処理した場合の、最大サイズと小サイズの搬送領域との差領域の異常昇温、所謂、非通紙部昇温を解決する一つの方法が示された。(例えば、特許文献2参照)
Further, there is disclosed a heating apparatus characterized by having a magnetic flux shielding means for changing the density distribution of the acting magnetic flux in the longitudinal direction of the fixing roller (film). With this electromagnetic induction heating type fixing device, when a recording material having a size smaller than the maximum size is continuously heated, an abnormal temperature rise in the difference area between the maximum size and the conveyance area of the small size, so-called non-sheet passing portion rising One way to solve the temperature was shown. (For example, see Patent Document 2)
しかしながら、特許文献2においては、以下のような問題が考えられる。即ち、磁束抑制部材の回動時、磁束抑制部材の移動を制御する制御部や駆動部が故障した場合、磁束抑制部材の位置が不明になる。また位置センサによる回動規制に関しても同様に、位置センサが故障すると磁束抑制部材の位置が不明になる。このような場合、コイルから発生した磁束が集中する発熱領域に対向する磁束調整領域(コイルが巻き回されたT字コアのセンターに配置されたセンタコア端面に対向する領域)を磁気遮蔽部材の連結部で覆ってしまう可能性がある。センタコア端面が磁気遮蔽部材で覆われたままでいると、磁気遮蔽部材、もしくはコイルが異常昇温してしまうという問題が生じる。また、磁束調整領域が磁束抑制部材によって長手方向全域を覆うと、コイルからのみかけのインピーダンスL値が急激に減少し、大電流が流れて、電源が破壊されてしまうという問題が生じる。
However,
そこで本発明の目的は、磁束抑制手段の連結部が所定の磁束抑制位置へ移動することによる不具合を防止することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to prevent inconvenience due to the movement of the connecting portion of the magnetic flux suppression means to a predetermined magnetic flux suppression position.
上記目的を達成するための本発明の画像加熱装置は、磁束を生ずる磁束発生手段と、前記磁束発生手段からの磁束により発熱する発熱体と、前記磁束発生手段から前記発熱体に向かう磁束を抑制する磁束抑制部材と、前記磁束発生手段から前記発熱体に向かう磁束を抑制するための磁束抑制位置と前記磁束抑制位置から退避した退避位置とに前記磁束抑制部材を移動するための移動手段と、有し、前記発熱体の熱により記録材上の画像を加熱する画像加熱装置において、前記磁束抑制部材の移動に伴い前記磁束抑制部材の移動と一体で移動する移動部と、前記磁束抑制部材を前記退避位置と前記磁束抑制位置とを含む所定の位置に停止させるために前記移動手段の動作を制御する制御部と、前記磁束抑制部材が前記退避位置から前記磁束抑制位置への方向に移動する際に、前記制御部により前記磁束抑制部材が前記磁束抑制位置で停止せずに、前記磁束抑制部材が前記磁束抑制位置を超えて移動した場合に、前記移動部と接触することで前記方向の移動を規制する規制部と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image heating apparatus according to the present invention includes a magnetic flux generation unit that generates magnetic flux, a heating element that generates heat by the magnetic flux from the magnetic flux generation unit, and a magnetic flux that travels from the magnetic flux generation unit toward the heating element. And a moving means for moving the magnetic flux suppressing member to a magnetic flux suppressing position for suppressing the magnetic flux from the magnetic flux generating means toward the heating element and a retracted position retracted from the magnetic flux suppressing position; An image heating apparatus for heating an image on a recording material by heat of the heating element, and a moving unit that moves integrally with the movement of the magnetic flux suppression member as the magnetic flux suppression member moves, and the magnetic flux suppression member wherein a control unit for controlling the operation of the moving means, the magnetic flux suppressing the magnetic flux suppressing member from the retracted position in order to stop at a predetermined position including the magnetic flux suppression position and the retracted position When moving in the direction of the location, without stopping in the flux suppressing member by the control unit is the magnetic flux suppression position, when the magnetic flux suppressing member has moved beyond the magnetic flux suppression position, said moving portion And a restricting portion that restricts movement in the direction by contact.
また、本発明の画像加熱装置は、磁束を生ずる磁束発生手段と、前記磁束発生手段からの磁束により発熱する発熱体と、前記磁束発生手段から前記発熱体に向かう磁束を抑制する磁束抑制部材と、前記磁束発生手段から前記発熱体に向かう磁束を抑制するための磁束抑制位置と前記磁束抑制位置から退避した退避位置とに前記磁束抑制部材を移動するための移動手段と、有し、前記発熱体の熱により記録材上の画像を加熱する画像加熱装置において、前記磁束抑制部材の移動に伴い前記磁束抑制部材の移動と一体で移動する移動部と、前記磁束抑制部材を前記退避位置と前記磁束抑制位置とを含む所定の位置に停止させるために前記移動手段の動作を制御する制御部と、前記磁束抑制部材が前記磁束抑制位置から前記退避位置への方向に移動する際に、前記制御部により前記磁束抑制部材が前記退避位置で停止せずに、前記磁束抑制部材が前記退避位置を超えて移動した場合に、前記移動部と接触することで前記方向の移動を規制する規制部と、を有することを特徴とする。 The image heating apparatus according to the present invention includes a magnetic flux generation unit that generates magnetic flux, a heating element that generates heat by the magnetic flux from the magnetic flux generation unit, and a magnetic flux suppression member that suppresses the magnetic flux from the magnetic flux generation unit toward the heating element. And a moving means for moving the magnetic flux suppressing member to a magnetic flux suppressing position for suppressing the magnetic flux from the magnetic flux generating means to the heating element and a retracted position retracted from the magnetic flux suppressing position. In the image heating apparatus that heats an image on a recording material by the heat of the body, a moving unit that moves integrally with the movement of the magnetic flux suppression member as the magnetic flux suppression member moves, and the magnetic flux suppression member that moves the retracted position and the moving a control unit for controlling the operation of said moving means in order to stop at a predetermined position including the magnetic flux suppression position, the magnetic flux suppressing member from said magnetic flux suppression position in the direction to the retracted position When that mobile magnetic flux suppressing member by the control unit without stopping at the retracted position, when the magnetic flux suppressing member has moved beyond the retracted position, the direction by contact with the moving part And a restricting section for restricting the above.
磁束抑制手段の連結部が所定の磁束抑制位置へ移動することによる不具合を防止することができる。 It is possible to prevent problems caused by the connecting portion of the magnetic flux suppression means moving to a predetermined magnetic flux suppression position.
(実施例)
(1)画像形成装置例
図1は本発明に係る電磁誘導加熱方式の加熱装置を画像加熱定着装置(以下、定着装置と記す)として搭載した画像形成装置の一例の概略模型図である。本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレーザープリンタである。
101は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体(以下、感光ドラムと記す)である。矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。
(Example)
(1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 1 is a schematic model diagram of an example of an image forming apparatus in which an electromagnetic induction heating type heating apparatus according to the present invention is mounted as an image heating fixing apparatus (hereinafter referred to as a fixing apparatus). The image forming apparatus of this example is a laser printer using a transfer type electrophotographic process.
102は帯電手段としての接触帯電ローラである。回転する感光ドラム101の外周面を所定の極性・電位に一様に帯電処理する。
103は露光手段としてのレーザースキャナである。画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調したレーザー光を出力して、回転する感光ドラム101の一様帯電処理面を走査露光Lする。これにより感光ドラム面に走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。
104は現像装置である。感光ドラム面の静電潜像をトナー画像として反転現像または正規現像する。
105は転写手段としての転写ローラである。感光ドラム101に対して所定の押圧力で接触して転写ニップ部Tを形成している。この転写ニップ部Tに不図示の給紙機構部から被加熱材としての記録材Pが所定の制御タイミングにて給送されて転写ニップ部Tを挟持搬送されていく。また転写ローラ105には所定の制御タイミングで所定の転写バイアスが印加される。これにより、転写ニップ部Tを挟持搬送される記録材Pの面に感光ドラム101面側のトナー画像が順次に静電転写される。
転写ニップ部Tを出た記録材Pは感光ドラム101面から分離されて定着装置100に導入される。定着装置100は導入された記録材P上の未定着トナー画像を永久固着画像として加熱・加圧定着する。そして記録材Pは排出搬送する。
The recording material P exiting the transfer nip T is separated from the surface of the
106は感光ドラムクリーニング器であり、記録材分離後の感光ドラム上の転写残トナーを除去する。転写残トナーが除去されて清浄面化された感光ドラム面は繰り返して作像に供される。
A
aは記録材Pの搬送方向である。本実施例の画像形成装置において、記録材Pの給紙・搬送は記録材中心の中央通紙基準でなされる。 a is the conveyance direction of the recording material P. In the image forming apparatus of the present embodiment, the recording material P is fed and conveyed on the basis of the central sheet passing center of the recording material.
(2)定着装置100
図2は画像加熱装置としての定着装置の要部の正面模型図、図3は拡大横断面模型図である。図4は定着ローラアセンブリ部分の縦断面模型図である。
(2) Fixing
FIG. 2 is a front model view of a main part of a fixing device as an image heating device, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional model diagram. FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view of the fixing roller assembly portion.
<定着ローラ>
1は誘導発熱体としての定着ローラである。鉄・ニッケル・SUS430などの誘導発熱体(導電性磁性材)から形成された、肉厚が例えば0.1mm〜1.5mm程度の円筒状のローラである。一般に、その外周表面に、フッ素樹脂等の離型層、あるいは弾性層と離型層等を形成して用いられる。鉄など強磁性の金属(透磁率の高い金属)を使うことで、磁束発生手段から発生する磁束を金属内部により多く拘束させることができる。すなわち、磁束密度を高くすることができることにより効率的に金属表面に渦電流を発生させられる。
<Fixing roller>
Reference numeral 1 denotes a fixing roller as an induction heating element. It is a cylindrical roller formed of an induction heating element (conductive magnetic material) such as iron, nickel, and SUS430 and having a thickness of, for example, about 0.1 mm to 1.5 mm. In general, a release layer such as a fluororesin or an elastic layer and a release layer is formed on the outer peripheral surface. By using a ferromagnetic metal such as iron (a metal with high permeability), the magnetic flux generated from the magnetic flux generating means can be more restrained inside the metal. That is, since the magnetic flux density can be increased, an eddy current can be efficiently generated on the metal surface.
この定着ローラ1はその前側端部と後側端部を定着前側板21と定着後側板22の外側にそれぞれ前側支持部材(芯決め板)26の第1支持部材26aと後側支持部材(芯決め板)27の第1支持部材27aを取り付けてある。定着ローラ1と前側支持部材(芯決め板)26の第1支持部材26aもしくは後側支持部材(芯決め板)27の第1支持部材27aとの間にそれぞれ断熱ブッシュ23a・23b及びベアリング24a・24bを介して回転自由に軸受支持させてある。
The fixing roller 1 has a front end and a rear end on the outside of the
断熱ブッシュ23a・23bは定着ローラ1からベアリング24a・24bへの伝熱を低減させるために用いている。G1は定着ローラ1の前側端部に外嵌して固着した定着ローラ駆動ギアである。このギアG1に第1モータM1の回転力が動力伝達系(不図示)を介して伝達されることで定着ローラ1が図3において矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される。図7は、断熱ブッシュ23a・23bと定着ローラギアG1が取り付けられた状態の定着ローラ1の外観斜視図である。
The
2は加圧部材としての加圧ローラである。芯金2aと、該芯金2aの回りに同心一体にローラ状に形成具備させた弾性層2b等からなる弾性ローラである。弾性層2bは例えばa表面離型性耐熱ゴム層であるシリコーンゴム層である。この加圧ローラ2は上記定着ローラ1の下側に並行に配列されて、芯金2aの前側端部と後側端部を定着前側板21と定着後側板22との間にそれぞれベアリング25a・25bを介して回転自由に軸受支持させてある。ベアリング25a・25bは定着前側板21と定着後側板22とにそれぞれ定着ローラ1の方向にスライド移動可能に配設してある。このベアリング25a・25bを付勢手段(不図示)により定着ローラ方向に押上付勢している。こうすることで、加圧ローラ2を定着ローラ1の下面に対して弾性層2bの弾性に抗して所定の押圧力Fにて圧接させて定着ローラ1と加圧ローラ2との間に加熱ニップ部としての所定幅の定着ニップ部Nを形成させている。加圧ローラ2は定着ローラ1が回転駆動されることで定着ニップ部Nで摩擦回転力を受けて従動回転する。
<コイルアセンブリ>
3は磁束発生手段としての励磁コイルアセンブリである。この励磁コイルアセンブリ3は上記の円筒状の定着ローラ1の内空部に挿入して配設してある。励磁コイルアセンブリ3は、励磁コイル(以下、コイルと略記する)4、横断面T字型に配設された磁性体コア(以下、コアと略記する)5a・5b、上記のコイル4とコア5a・5bを内蔵させて保持させたホルダー6を有する。更に、励磁コイルアセンブリ3はホルダー6の外側にホルダー6と同軸に回転自由に配設した磁束抑制手段(磁束調整手段)としての磁束抑制部材7を有する組み立て体である。図8はこの励磁コイルアセンブリ3と磁束抑制部材移動手段M2・28・G4・G5の外観斜視図である。図9はホルダー6と磁束抑制部材7の分解斜視図である。図10はホルダー6の内部の分解斜視図である。
<Coil assembly>
ここで、以下において、定着装置の構成部材・部分について、長手方向とは、記録材搬送路面において記録材搬送方向aに直交(交差)する方向とする。 Here, in the following, regarding the constituent members and portions of the fixing device, the longitudinal direction is a direction orthogonal (crossing) to the recording material conveyance direction a on the recording material conveyance path surface.
ホルダー6はその長手方向全域で断面形状を略円筒形状にしてある。材質は、耐熱性と機械的強度を兼ね備えたPPS系樹脂にガラスを添加したものを用いている。ホルダー6には、PPS系樹脂、PEEK系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、セラミック、液晶ポリマー、フッ素系樹脂などの材質が適している。
The
このホルダー6は、図10のように、長手軸線に略沿って縦2つ割りとした第1半体6aと第2半体6bの形態で成形してある。第1半体6aと第2半体6bを重ね合わせて接着剤で一体に接合する、あるいは嵌め合い構造部で一体に接合する等により断面形状を長手方向全域で略円筒形状の部材にしている。第1半体6aの内部にコイル4、コア5a・5bが組み込まれる。この第1半体6aに対して蓋するように第2半体6bを重ね合わせて一体に接合することで、コイル4とコア5a・5bを内蔵させて保持させたホルダー6が組み立てられる。4a・4bはコイル4の引出し線(リード線)である。この引出し線4a・4bはホルダー6の前側端面に設けた穴部6cからホルダー6の外側に出される。
As shown in FIG. 10, the
コイル4は、図10のように、定着ローラ1の長手方向に長い略楕円形状(横長舟形)をしており、定着ローラ1の内面に沿うようにホルダー6の第1半体6aの内部に配置されている。コイル4は加熱に十分な交番磁束を発生するものにする。そのためには抵抗成分を低く、インダクタンス成分を高くとる必要がある。コイル4の芯線としては、φ0.1〜0.3の細線を略80〜160本程度束ねたリッツ線を用いている。細線には絶縁被覆電線を用いている。また、第1コア5aを周回するように6〜12回巻回してコイル1を構成したものが使われる。
As shown in FIG. 10, the
コア5aはコイル4の巻き中心部にある第1コア(垂直部)である。コア5bはその上部の第2コア(水平部)である。この2つのコア5a・5bにより横断面T字型コアを構成させている。コア5a・5bはフェライト等の高透磁率残留磁束密度の低いものを用いると良いが、磁束を発生できるものであれば良く、特に規定するものではない。また、コア5a・5bの形状・材質を規定するものではなく、第1コア5a及び第2コア5bを一体成形でT字型にしてもよい。
The
励磁コイルアセンブリ3のホルダー6は、図2・図4のように支持する構成をとっている。即ち、円筒状のホルダー6の端部を定着ローラ1の前側端部開口から外方に、突出させて、定着前側板21の外側に取り付けた第2支持部材26bに設けた嵌合丸穴26cに嵌合させて支持させてある。また、後側端部を定着ローラ1の後側端部開口から外方に突出させて、後側端部に設けたD字形状部6dを、定着後側板22の外側に取り付けた後側支持部材27の第2支持部材27bに設けた嵌合D穴27cにD嵌合させることで回転不能に固定支持させる。これによりホルダー6を定着ローラ1内にホルダー6と定着ローラ1とを略同軸にして、ホルダー外面と定着ローラ内面との間に所定のギャップを保持させた状態で、かつ円周方向に所定の角度姿勢で非回転に位置決めして配置している。ホルダー6の前側端面に設けた穴部6cからホルダー外側に出されているコイル引出し線4a・4bは励磁回路51に接続される。なお、本実施例では上記ホルダー6の周方向の位置決めをD嵌合で行っているが、特にD嵌合に限定するものではない。ホルダー6の周方向の位置が決まれば任意の手段構成にすることができる。
The
<磁束抑制手段>
磁束抑制部材7は、図9のように、長手方向全域で基本的には横断面円弧形状を形成していて、長手両側部の円周方向に幅広の円弧状シャッター部(磁束抑制部)7a・7aと、その両者7a・7a間の幅狭の円弧状つなぎ板部(連結部)7bを有している。連結部7bは両端部に配置されたシャッターギアに係合支持され、定着ローラ1の長手方向(回転軸方向)に亘って回動可能に支持され、円弧状シャッター部(磁束抑制部)7a・7aを支持する支持部である。材質は一般にアルミや銅系金属などの非鉄金属が用いられ、中でも電気抵抗率が低いものが好ましく用いられる。この磁束抑制部材7は、その両端部に曲げ越し7c・7cを形成し、その曲げ越し7c・7cをホルダー6の前側端部と後側端部とにそれぞれ回転自由に外嵌される第1のシャッタギアG2と第2のシャッタギアG3とに係合させている。こうして磁束抑制部材7は第1と第2のシャッタギアG2・G3間に両持ちで支持させるようにしている。即ち、長手両端部に設けた曲げ越し7c・7c(図8・図9)をホルダー6の前側端部と後側端部とにそれぞれ回転自由に外嵌させた第1のシャッタギアG2と第2のシャッタギアG3とに係合させて支持している。そしてこの磁束抑制部材7は、第1と第2のシャッタギアG2・G3が磁束抑制部材移動手段M2・28・G4・G5で回転されることで、定着ローラ1内においてホルダー外面と定着ローラ内面との円周方向ギャップ内をホルダー6と略同軸に回動移動する。
<Magnetic flux suppression means>
As shown in FIG. 9, the magnetic
図8の磁束抑制部材7を移動させる移動手段としてのM2・28・G4・G5において、M2は第2モータ、28はシャフト、G4は第1出力ギア、G5は第2出力ギアである。シャフト28は定着ローラ1の外側において定着ローラ1に並行に配列して定着前側板21と定着後側板22との間に軸受部材(不図示)を介して回転自由に支持させてある。第2モータM2はこのシャフト28を回転する駆動源であり、ステッピングモータを用いている。第1出力ギアG4と第2出力ギアG5は、それぞれシャフト28に同軸に固着して配設してあり、第1出力ギアG4は励磁コイルアセンブリ3の第1のシャッタギアG2に、第2出力ギアG5は第2のシャッタギアG3に、それぞれ噛合させてある。第2モータM2が回転駆動されることで、第1と第2のシャッタギアG2・G3に回転力が伝達される。これにより磁束抑制部材7がホルダー6の外回りをホルダー6と略同軸に回動移動する。ギアの材質は雰囲気温度やトルクにより様々な樹脂材が選択可能である。
In M2, 28, G4, and G5 as moving means for moving the magnetic
図2において、50は制御手段としての制御回路部(CPU)である。制御回路部50は、画像形成シーケンス制御の所定の制御タイミングにおいて、ドライバ52を介して第1モータM1を起動させる。これにより定着ローラ駆動ギアG1に回転力が与えられて定着ローラ1が図3の矢印の時計方向に所定領域内を回転駆動される。加圧ローラ2は従動回転する。
In FIG. 2,
また制御回路部50は、所定の制御タイミングにおいて、励磁回路51を起動させてコイル4に交番電流を供給する。これにより発生する交番磁束(交番磁界)の作用で定着ローラ1が誘導発熱して昇温する。
Further, the
図6は上記のような系における定着ローラ1の発熱の状態を定着ローラ1の横断側面模型図で示したもので、磁束発生手段の主たる磁束発生領域と、それに対応する定着ローラ部分の円周方向発熱量分布の説明図ある。コイル4は交番電流が流されることで交番磁束を発生する。定着ローラ1は前記のように磁性金属または磁性材料を用いており、定着ローラ1の肉厚内では磁界を打ち消すように誘導電流(渦電流)が発生する。この誘導電流によるジュール熱により定着ローラ1自体が発熱し、昇温していくことになる。
FIG. 6 shows a heat generation state of the fixing roller 1 in the system as described above in a cross-sectional side view of the fixing roller 1. The main magnetic flux generation region of the magnetic flux generating means and the circumference of the fixing roller portion corresponding thereto. It is explanatory drawing of direction calorific value distribution. The
本実施例の構成においては、ホルダー6の、コイル4とコア5a・5bを組み込んだ第1半体6aの外面側が主たる磁束発生領域であり、この磁束発生領域において定着ローラ1に磁束が作用して定着ローラ1の加熱がなされる。そして、定着ローラ1の円周方向において、その主たる磁束発生領域に対応する定着ローラ部分にて発熱する発熱量分布は模式図に示すように、2ヶ所に発熱量の多い部分H・Hが存在する。本実施例においては、その1箇所部Hが定着ニップ部Nに対応位置するように、他の1箇所部Hが定着ニップ部Nよりも定着ローラ回転方向上流側に位置するように、ホルダー6を、その円周方向の角度姿勢状態を位置決めして非回転に固定支持させて配置している。
In the configuration of this embodiment, the outer surface side of the
磁束抑制部材7は、常時は、ホルダー6の外面と定着ローラ1の内面との間の円周方向ギャップ内において、図3・図6のように、上記の主たる磁束発生領域に対応するギャップ部分とは反対側のギャップ部分に位置移動されて保持されている。この反対側のギャップ部分は磁束発生手段から定着ローラ1に磁束が実質的に作用しない部分、あるいは作用磁束量が少ない部分である。この磁束抑制部材7の図3・図6の保持位置を第1切換え位置とする。
As shown in FIGS. 3 and 6, the magnetic
そして、その定着ローラ1の昇温温度が定着ローラ1の長手方向の略中央部の位置に定着ローラ1に接触あるいは非接触に配設した温度検知手段である中央部サーミスタTH1で検知されて制御回路50に入力する。制御回路50はその中央部サーミスタTH1から入力する定着ローラ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励磁回路51からコイル4への供給電力を制御して定着ローラ1の温度制御を行う。磁束抑制部材7が図3・図6の第1切換え位置に保持されている状態においては定着ローラ1はその長手方向の有効加熱全長域が所定の目標温度に温調維持される。
Then, the temperature rise temperature of the fixing roller 1 is detected and controlled by a central thermistor TH1, which is a temperature detecting means disposed in contact with or in non-contact with the fixing roller 1 at a substantially central position in the longitudinal direction of the fixing roller 1. Input to the
定着ローラ1の温度が所定の定着温度に立ち上って温調された状態において、定着ニップ部Nに未定着トナー画像tを担持した記録材Pが導入されて、定着ニップ部Nを挟持搬送されていく。これにより、定着ローラ1の熱と定着ニップ部Nの加圧力で、未定着トナー画像tが記録材Pの面に加熱加圧定着される。 In a state where the temperature of the fixing roller 1 rises to a predetermined fixing temperature and is adjusted in temperature, the recording material P carrying the unfixed toner image t is introduced into the fixing nip portion N, and is nipped and conveyed through the fixing nip portion N. Go. As a result, the unfixed toner image t is heated and pressure-fixed on the surface of the recording material P by the heat of the fixing roller 1 and the pressing force of the fixing nip N.
ここで、紙幅とは記録材Pの平面において記録材搬送方向aに直交する方向の記録材寸法である。前記したように、本実施例においては、記録材通紙は記録材中心の中央通紙基準である。図2・図4において、Oはその記録材中央通紙基準線(仮想線)である。Aは装置に通紙使用可能な最大紙幅の記録材の通紙領域幅である。この通紙領域幅Aに対応する紙幅の記録材を大サイズ記録材とする。Bは大サイズ記録材の紙幅よりも小さい紙幅の記録材の通紙領域幅である。大サイズ記録材の紙幅よりも小さい紙幅の記録材を小サイズ記録材とする。Cは大サイズ記録材通紙領域幅Aと小サイズ記録材通紙領域幅Bとの差領域幅である。すなわち小サイズ記録材を通紙した時に記録材搬送路面内に生じる非通紙領域幅である。記録材通紙が中央基準であるから、小サイズ記録材を通紙した時の非通紙領域は小サイズ記録材通紙領域幅Bの左右両側に生じる。非通紙領域幅Cは通紙された小サイズ記録材の紙幅の大小により異なる。 Here, the paper width is a recording material dimension in a direction orthogonal to the recording material conveyance direction a on the plane of the recording material P. As described above, in the present embodiment, the recording material passing is a central paper passing reference centered on the recording material. 2 and 4, O is the recording material center paper passing reference line (virtual line). A is a sheet passing area width of a recording material having a maximum sheet width that can be used for the apparatus. A recording material having a paper width corresponding to the paper passing area width A is a large size recording material. B is a paper passing area width of a recording material having a paper width smaller than the paper width of the large size recording material. A recording material having a paper width smaller than that of the large size recording material is defined as a small size recording material. C is the difference area width between the large size recording material sheet passing area width A and the small size recording material sheet passing area width B. That is, the non-sheet passing area width generated in the recording material conveyance path when the small size recording material is passed. Since the recording material passing is based on the central reference, the non-sheet passing region when the small size recording material is passed occurs on both the left and right sides of the small size recording material passing region width B. The non-sheet passing area width C varies depending on the size of the sheet width of the small size recording material that has been passed.
上記の中央部サーミスタTH1は定着ローラ1の温調制御用として、大小どの紙幅の記録材が通紙されても記録材通紙領域となる小サイズ記録材通紙領域幅B内に対応する位置に配設してある。 The central thermistor TH1 is used for controlling the temperature of the fixing roller 1 and corresponds to a small size recording material passing area width B which becomes a recording material passing area even if a recording material having a large or small paper width is passed. Are arranged.
TH2は非通紙領域幅C内に対応する位置に接触あるいは非接触に配設した、非通紙部昇温監視用としての温度検知手段である端部サーミスタである。この端部サーミスタTH2の検知温度情報も制御回路部50に入力する。
TH2 is an end thermistor which is a temperature detection means for monitoring the temperature rise of the non-sheet-passing portion, which is disposed in contact or non-contact with a position corresponding to the non-sheet-passing region width C. The detected temperature information of the end thermistor TH2 is also input to the
小サイズ記録材の通紙が連続的になされると、定着ローラ1の非通紙領域幅Cの部分が非通紙部昇温して行く。その昇温状態が端部サーミスタTH2から制御回路部50に入力する。制御回路部50は端部サーミスタTH2から入力する非通紙部昇温温度が所定の許容温度よりも高くなったら、ドライバイ53を介して第2モータM2を起動させて、磁束抑制部材7を図3・図6の第1切換え位置から図5の第2切換え位置に回動移動させる。
When the small-size recording material is continuously fed, the temperature of the non-sheet-passing area width C of the fixing roller 1 is increased. The temperature rise state is input to the
この磁束抑制部材7の第2切換え位置は、磁束抑制部材7の長手両側部の幅広円弧状のシャッター部(磁束抑制部)7a・7aがそれぞれ、以下の位置に進入した位置である。即ち、ホルダー6の外面と定着ローラ1の内面との間の円周方向ギャップ内において主たる磁束発生領域に対応するギャップ部分であって、かつ非通紙領域幅C・Cに対応するギャップ部分に進入した位置である。
The second switching position of the magnetic
これにより、非通紙領域幅C・Cに対応する定着ローラ部分に対する磁束発生手段からの作用磁束量が低減されて、非通紙領域幅C・Cに対応する定着ローラ部分の発熱が抑えられる。すなわち、非通紙部昇温が抑えられる。 As a result, the amount of magnetic flux applied from the magnetic flux generation means to the fixing roller portion corresponding to the non-sheet passing region width C / C is reduced, and the heat generation of the fixing roller portion corresponding to the non-sheet passing region width C / C is suppressed. . That is, the non-sheet passing portion temperature rise is suppressed.
シャッター部7a・7aは、主たる磁束発生領域に対応するギャップ部分であって、かつ非通紙領域幅C・Cに対応するギャップ部分の全体に進入させる構成にすることもできるし、そのギャップ部分の一部に進入させる構成にすることもできる。図5は上記のギャップ部分の略半分の領域に進入させる構成である。
The
制御回路部50は磁束抑制部材7が第2切換え位置に回動移動された後、端部サーミスタTH2から入力する非通紙領域部温度が所定の許容温度よりも低くなったら、磁束抑制部材7を第1切換え位置に戻し回動移動させる。こうして、非通紙領域部温度の下がり過ぎを防止する。
After the magnetic
また制御回路部50は磁束抑制部材7が第2切換え位置に回動移動された後、通紙使用される記録材が小サイズ記録材から大サイズ記録材に切換えられたら磁束抑制部材7を第1切換え位置に戻し回動移動させる。
Further, after the magnetic
定着ローラ1と磁束抑制部材7の相対距離(ギャップ)を確保する方法として、磁束抑制部材7と定着ローラ1との距離を広げる方法がある。しかしながら、これに伴い、必要以上にコア5a、5bと定着ローラ1との距離を広げると、熱交換効率が悪化するため今日ではあまり用いられていない。磁束抑制部材7およびホルダー6はコイル4が配置されている反対側にもホルダーを延長させホルダー6の断面形状を長手方向全域で略円形状にする。この形状にすることによりホルダー6、定着ローラ1、磁束抑制部材7の断面中心を合わせる事により、相対位置精度を向上することができる。
As a method of ensuring the relative distance (gap) between the fixing roller 1 and the magnetic
前記のように、磁束抑制部材7を駆動する駆動伝達手段として、ホルダー6の前側端部と後側端部とにそれぞれ回転自由に第1のシャッタギアG2と第2のシャッタギアG3を配置する。磁束抑制部材7の両端は曲げ越し6cを形成し、それぞれ上記第1のシャッタギアG2と第2のシャッタギアG3とに係合させて磁束抑制部材7を第1と第2のシャッタギアG2・G3間に両持ちで支持させている。上記第1のシャッタギアG2と第2のシャッタギアG3は磁束抑制部材7の曲げ越し7cと係合していない領域ではホルダー6に嵌合している。このため磁束抑制部材7はホルダー6の面全体とギアG2・G3の内径部とで支持され回動する。ギアG2・G3とホルダー6とが嵌合する領域においてホルダー6の最大外径部はストレート形状を形成している。ここで最大外径部と表記しているのは上記嵌合領域においてホルダー6にリブを設けてリブの形状をストレート形状にしても良いことを意味している。これにより、ホルダー6、磁束抑制部材7を嵌合させることにより精度良く断面中心を合わせる事により、相対位置精度を向上することができる。
As described above, the first shutter gear G2 and the second shutter gear G3 are rotatably arranged at the front end portion and the rear end portion of the
磁束抑制部材7は定着ローラ長手方向全域で基本的に円弧形状を形成し、両端部から中央部にかけて円弧部の長さが変わっている。小サイズ記録材を流すときには非通紙領域に対応する磁束抑制部材両端部のシャッター部7a・7aを磁束発生領域に移動させることで定着ローラ端部の昇温を抑えている。本実施例では、非通紙領域に磁束遮蔽領域であるシャッター部7a・7aを設けて、このシャッター部を磁束発生領域に移動させることで磁束抑制をする例を挙げて説明したがこの限りではない。例えば、磁束発生領域の通紙部に対応する中央部に磁束抑制部材(シャッター部)を設け、このシャッター部を磁束発生領域に移動させる。このように通紙領域の磁束分布を非通紙部に対して変えることで、定着ローラ長手方向における通紙部と非通紙部の発熱分布を変えることで定着ローラの温度調整を行ってもよい。
The magnetic
(磁束抑制部材の駆動方法)
磁束抑制部材7の駆動方法について図11および図12を用いて説明する。図11は本実施例の磁束抑制部材7の駆動機構を表した斜視図であり、磁束抑制部材7の磁束抑制部を大・中・小の3種類の記録材紙幅に対応させた磁束抑制部材7の斜視図である。図12は本実施例の磁束抑制部材の移動規制部を説明するための磁束抑制部材7の駆動手段の拡大図である。なお、図11及び図12は、説明し易くするため、部材を一部省略している。
(Driving method of magnetic flux suppressing member)
A method for driving the magnetic
磁束抑制部材を駆動する第一の駆動伝達手段(移動手段)として画像形成装置本体前側に磁束抑制部材駆動ギアG2を設け、第二の駆動伝達手段として後側のそれとしてG3を配置する。 As a first drive transmission means (moving means) for driving the magnetic flux suppression member, a magnetic flux suppression member drive gear G2 is provided on the front side of the image forming apparatus main body, and G3 is disposed as that on the rear side as the second drive transmission means.
磁束抑制部材7の両端は曲げ越し7cを形成し、前記第一および第二の駆動伝達手段であるギアG2、G3が係合されている。
Both ends of the magnetic
さらに前記第一および第二の駆動伝達手段であるギアG2、G3は磁束抑制部材と係合していない領域ではホルダーに嵌合している。 Further, the gears G2 and G3 as the first and second drive transmission means are fitted to the holder in a region not engaged with the magnetic flux suppressing member.
このため磁束抑制部材7はホルダーの面全体とギアの内径部に沿って面支持され、回動するためホルダーの局所的磨耗はない。
For this reason, the magnetic
上記ギアのG2,G3に動力を分配する第三の駆動伝達手段としてシャフト28が定着ローラと平行に設けられている。
A
束遮蔽部材駆動の用の動力発生手段はステッピングモータM2を用いている。 The power generation means for driving the bundle shielding member uses a stepping motor M2.
ステッピングモータM2から得られた動力は出力ギアを介し、さらにシャフト28、第一および第二の磁束抑制部材駆動ギアG2,G3を介して、磁束抑制部材7の前後より伝達される。
The power obtained from the stepping motor M2 is transmitted from the front and rear of the magnetic
磁束抑制部材駆動ギアG2は、第1切欠き部G2aと第2切欠き部G2b、第3切欠き部G2cを設けている。 The magnetic flux suppressing member drive gear G2 is provided with a first notch G2a, a second notch G2b, and a third notch G2c.
磁束抑制部材駆動ギアG2は、第1、第2、第3切欠き部G2a、G2b、G2cが位置検知センサ210を通過した際に検知されたON、OFF信号により回動を制御されている。第1、第2、第3切欠き部G2a、G2b、G2cの切欠き位置は、様々な紙サイズの非通紙部磁束調整が可能な位置に対応している。
The rotation of the magnetic flux suppression member drive gear G2 is controlled by ON and OFF signals detected when the first, second, and third cutout portions G2a, G2b, and G2c pass the
図12は、位置検知センサ210が磁束抑制部材駆動ギアG2の切欠き部G2a、G2b、G2cを検知出来なかった場合を表した図である。磁束抑制部材駆動ギアG2は回動位置が不明のため回動を続けるが、磁束抑制部材の移動領域が所定領域を超えて移動しないように規制部材を設けている。具体的には、磁束抑制部材駆動ギアG2の規制部材としての回動規制部G2dが回動規制部材220aに突き当たることで磁束抑制部材の移動を規制している。こうして、ステッピングモータM2の駆動トルクが負荷重になり、モータ脱調が起こり、回動が停止する。回動規制部G2d及び回動規制部材220aは後側にも同様に設けられており(220b)、磁束抑制部材駆動ギアG3も同時に回動規制される。このとき、図12に示すように、最も磁束抑制部材7が回動した時でも第一のコア5aは、中央部において磁束抑制部材7で覆われていない。即ち、磁束抑制部材7の連結部7aは所定の磁束抑制位置への移動が規制されている。本実施例では磁束抑制部7a及び円弧状つなぎ板部(連結部)7bは同一部材であり、材質は一般にアルミや銅系金属などの非鉄金属が用いられ、中でも電気抵抗率が低いものが好ましく用いられる。
FIG. 12 is a diagram illustrating a case where the
ここで、磁束抑制位置とはコイルの巻中心(第一コアの端部中心)に対応する位置であり、コイルから発熱体への作用磁束が最大の位置に対応する。 Here, the magnetic flux suppression position is a position corresponding to the winding center of the coil (end core center of the first core), and corresponds to the position where the working magnetic flux from the coil to the heating element is maximum.
このように回動規制部材220a及び回動規制部G2dは、最も磁束抑制部材7が回動した時でも、第一のコア5aを磁束抑制部材7によって長手方向全てを覆わないような位置に設けられている。
As described above, the
なお、図示はしていないが、第3の切欠き部G2c側に回動した場合も回動規制部G2dと同様な回動規制部が磁束抑制部材駆動ギアG2には設けられている。回動規制部材220aにより、磁束抑制部材7で第一のコア5aを全て覆わないように回動が規制されている。
Although not shown, the magnetic flux suppressing member drive gear G2 is provided with a rotation restricting portion similar to the rotation restricting portion G2d even when it is turned toward the third notch G2c. The rotation is restricted by the
以上のような構成にすることにより、磁束が集中して発生する第一のコア5a端面が磁気遮蔽部材により長手全域で覆われることがないため、磁気遮蔽部材、もしくはコイルが異常昇温を防止することが可能となる。またインピーダンスL値が急激に減少し、電源が破壊されてしまうことも防止出来る。
By adopting the configuration as described above, the end surface of the
尚、本実施例では回動規制部材は磁束抑制部材の両側に設けているが、これに限定される訳ではない。例えば、規制部材を片側もしくは中央に設けて規制しても良い。この場合、規制部材の位置は磁束抑制手段を移動させるため動力発生手段(駆動源)側の端部を規制するのが好ましい。こうすることで、規制部材の規制時における磁束抑制部材のねじれを低減することができる。 In this embodiment, the rotation restricting members are provided on both sides of the magnetic flux suppressing member, but the present invention is not limited to this. For example, the restriction member may be provided on one side or in the center for restriction. In this case, the position of the regulating member is preferably regulated at the end on the power generation means (drive source) side in order to move the magnetic flux suppression means. By carrying out like this, the twist of the magnetic flux suppression member at the time of regulation of a regulating member can be reduced.
(3)その他
1)実施例の装置は大サイズ記録材と小サイズ記録材の大小2種類の記録材に対応して磁束抑制部材7の移動は第1切換え位置と第2切換え位置とに切換えるものであるけれども、これに限定されるわけではない。3種類以上の記録材紙幅に対応させて多段に位置切換する構成にすることもできることは勿論である。図13は大・中・小の3種類の記録材紙幅に対応させた磁束抑制部材7の斜視模型図である。
(3) Others 1) The apparatus according to the embodiment switches the movement of the magnetic
2)実施例の装置は記録材の搬送を中央通紙基準で行なう装置構成であるけれども、片側通紙基準の装置構成にも本発明は有効に適用することができる。図14と図15はそれぞれ片側通紙基準の装置である場合における磁束抑制部材形態例を示したものである。O´が片側通紙基準線である。 2) Although the apparatus of the embodiment has an apparatus configuration in which the recording material is conveyed on the basis of the central sheet passing, the present invention can be effectively applied to an apparatus configuration based on the one-side sheet passing. FIG. 14 and FIG. 15 each show an example of a magnetic flux suppressing member in the case of a one-side paper-passing reference device. O ′ is a one-side paper passing reference line.
3)本発明の電磁誘導加熱方式の像加熱装置は、実施例の画像加熱定着装置に限られず、未定着画像を記録材に仮定着する仮定着装置、定着画像を担持した記録材を再加熱してつや等の画像表面性を改質する表面改質装置等の像加熱装置としても有効である。またその他、例えばシート状被加熱部材のしわ除去用の熱プレス装置や、熱ラミネート装置、紙等の被加熱部材の含水分を蒸発させる加熱乾燥装置など、シート状被加熱材を加熱処理する加熱装置として用いても有効であることは勿論である。 3) The electromagnetic induction heating type image heating apparatus according to the present invention is not limited to the image heating and fixing apparatus of the embodiment, but is a hypothetical fixing apparatus that presupposes an unfixed image on a recording material, and reheats a recording material carrying a fixed image. Therefore, it is also effective as an image heating apparatus such as a surface modification apparatus for modifying the image surface properties such as gloss. In addition, heating that heats the sheet-like material to be heated, such as a heat press device for removing wrinkles from the sheet-like material to be heated, a heat laminating device, a heat-drying device that evaporates the moisture content of the material to be heated such as paper Of course, it is effective even when used as an apparatus.
Claims (6)
前記磁束抑制部材の移動に伴い前記磁束抑制部材の移動と一体で移動する移動部と、前記磁束抑制部材を前記退避位置と前記磁束抑制位置とを含む所定の位置に停止させるために前記移動手段の動作を制御する制御部と、前記磁束抑制部材が前記退避位置から前記磁束抑制位置への方向に移動する際に、前記制御部により前記磁束抑制部材が前記磁束抑制位置で停止せずに、前記磁束抑制部材が前記磁束抑制位置を超えて移動した場合に、前記移動部と接触することで前記方向の移動を規制する規制部と、を有することを特徴とする画像加熱装置。 Magnetic flux generating means for generating magnetic flux, a heating element that generates heat by the magnetic flux from the magnetic flux generating means, a magnetic flux suppressing member that suppresses magnetic flux from the magnetic flux generating means to the heating element, and from the magnetic flux generating means to the heating element Moving means for moving the magnetic flux suppression member to a magnetic flux suppression position for suppressing the magnetic flux toward and a retracted position retracted from the magnetic flux suppression position, and an image on the recording material by the heat of the heating element In an image heating apparatus for heating,
A moving part that moves integrally with the movement of the magnetic flux suppression member as the magnetic flux suppression member moves, and the moving means for stopping the magnetic flux suppression member at a predetermined position including the retracted position and the magnetic flux suppression position. When the control unit that controls the movement of the magnetic flux suppression member moves in the direction from the retracted position to the magnetic flux suppression position, the control unit does not stop the magnetic flux suppression member at the magnetic flux suppression position. An image heating apparatus comprising: a restricting portion that restricts movement in the direction by contacting the moving portion when the magnetic flux suppressing member moves beyond the magnetic flux suppressing position .
前記磁束抑制部材の移動に伴い前記磁束抑制部材の移動と一体で移動する移動部と、前記磁束抑制部材を前記退避位置と前記磁束抑制位置とを含む所定の位置に停止させるために前記移動手段の動作を制御する制御部と、前記磁束抑制部材が前記磁束抑制位置から前記退避位置への方向に移動する際に、前記制御部により前記磁束抑制部材が前記退避位置で停止せずに、前記磁束抑制部材が前記退避位置を超えて移動した場合に、前記移動部と接触することで前記方向の移動を規制する規制部と、を有することを特徴とする画像加熱装置。 Magnetic flux generating means for generating magnetic flux, a heating element that generates heat by the magnetic flux from the magnetic flux generating means, a magnetic flux suppressing member that suppresses magnetic flux from the magnetic flux generating means to the heating element, and from the magnetic flux generating means to the heating element Moving means for moving the magnetic flux suppression member to a magnetic flux suppression position for suppressing the magnetic flux toward and a retracted position retracted from the magnetic flux suppression position, and an image on the recording material by the heat of the heating element In an image heating apparatus for heating,
A moving part that moves integrally with the movement of the magnetic flux suppression member as the magnetic flux suppression member moves, and the moving means for stopping the magnetic flux suppression member at a predetermined position including the retracted position and the magnetic flux suppression position. And when the magnetic flux suppressing member moves in the direction from the magnetic flux suppressing position to the retracted position, the control unit does not stop the magnetic flux suppressing member at the retracted position. An image heating apparatus comprising: a restricting portion that restricts movement in the direction by contacting the moving portion when the magnetic flux suppressing member moves beyond the retracted position .
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