JP6021494B2 - 画像加熱装置 - Google Patents
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Description
記録紙記録紙
また、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他の代表的な構成は、ワックスを含有するトナーを用いてシート上に形成されたトナー像を加熱する加熱回転体と、前記加熱回転体を電磁誘導加熱によって発熱させる励磁コイルと、前記励磁コイルから前記加熱回転体に作用し得る磁束の一部を抑制する磁束抑制部材と、前記磁束抑制部材を保持し且つ前記加熱回転体の長手方向に沿ってスライド移動させる回転可能なスクリュー軸と、前記磁束抑制部材がシートの幅サイズに応じた位置に配置されるように前記スクリュー軸の回転動作を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、非画像加熱処理の間において、前記磁束抑制部材が、画像加熱装置に使用可能な最大幅のシートと対向する領域よりも前記長手方向外側の初期位置と、前記初期位置よりも前記長手方向内側の領域であって画像加熱装置に使用可能な最小幅のシートと対向する領域よりも前記長手方向外側の領域に作用し得る磁束の一部を抑制する調整位置と、の間の範囲よりも広い範囲で少なくとも一往復されるように前記スクリュー軸を回転させる動作モードを実行することを特徴とする。
<画像形成装置例>
図2は、本発明に従う電磁誘導加熱方式の画像加熱装置を定着装置Aとして搭載した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である。
以下の説明において、定着装置Aまたはこれを構成している部材の長手方向もしくは幅方向とは記録紙の搬送路面内において記録紙搬送方向a(図5)に直交する方向に平行な方向である。また短手方向とは記録紙搬送方向aに平行な方向である。定着装置Aに関し、正面とは装置を記録紙入口側からみた面、背面とはその反対側の面(記録紙出口側)、左右とは装置を正面から見て左または右である。上流側と下流側とは記録紙搬送方向aに関して上流側と下流側である。上下とは重力方向において上または下である。
b:加熱アセンブリ10のベルト1に対向するバックアップ部材(対向部材、加圧部材、加圧回転体)としての弾性を有する加圧ローラ2
c:ベルト1と加圧ローラ2とを圧接させて定着ニップ部(ニップ部)Nを形成する加圧付勢部材(加圧手段)9(9L・9R)
d:ベルト1を加熱する磁束発生手段としてのコイルユニット(誘導加熱装置)40
e:磁束抑制部材(磁束遮蔽部材、磁束調整手段)52(52L・52R)と、それを移動させる移動機構(駆動機構)M2・50・51(51L・51R)
(1)加熱アセンブリ10
加熱アセンブリ10は後述する磁束発生手段としてコイルユニット40から発生する磁束(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金属層(磁性部材、導電部材)を含む加熱回転体1を有する。本実施例においてこの加熱回転体1は可撓性を有する無端状(円筒状)のベルト体(エンドレスベルト)である。また、このベルト1の内部に挿入された、横断面下向きU字状の金属製のステー4を有する。このステー4の下側にはステー4の長手に沿って圧力付与部材としての加圧パッド(ニップパッド)3が取付けられている。
加圧ローラ2は外径が40mmであり、金属製の芯金2aに、弾性層2bとしてゴム層、また表面には離型層2cが設けられる。加圧ローラ2は定着装置シャーシの左右の固定の下側板62L・62R間に芯金2aの左右端部がそれぞれ軸受63L・63Rを介して回転可能に支持されて配設されている。加圧ローラ2は加熱アセンブリ10の下側においてアセンブリ10の長手に並行に配設されている。芯金2aの左側端部には加圧ローラ駆動ギアGが同心一体に配設されている。
加熱アセンブリ10の左右のフランジ部材6L・6Rの受圧部6aと、それらの上方にそれぞれ位置させて配設されている左右の固定のバネ受け部材64L・64Rとの間には、それぞれ、加圧付勢部材としての左右のステー加圧バネ9L・9Rが縮設されている。
コイルユニット40はベルト1を電磁誘導で加熱する加熱源(誘導加熱手段)であり、加熱アセンブリ10の上側において、定着装置シャーシの左右の固定の上側板61L・61R間に固定して配設されている。コイルユニット40は左右方向に長い、コイル保持部材としての電気絶縁性樹脂成型品であるハウジング41の内部に励磁コイル(磁束を生じるコイル)42、外部磁性体コア43が配設されている。
磁束抑制部材52L・52Rは、コイル42とベルト1との間の磁束が存在する領域において、コイル42からベルト1に作用し得る一部の磁束を抑制させるための部材である。即ち、記録紙搬送方向aと直交する幅方向(ベルト1の長手方向)において、装置Aに通紙可能な最大サイズ幅の記録紙よりも幅狭の記録紙を通紙する際にベルト1の非通紙領域に作用する磁束を減らす調整位置(磁束抑制位置)に移動させて磁束を調整するための手段である。
画像形成装置のスタンバイ状態においては、定着装置Aは、定着モータM1がOFFにされていて加圧ローラ2の回転は停止している。コイルユニット40のコイル42に対する給電はOFFにされている。
背景技術で既述の通り、小サイズの記録紙(装置に使用可能な最大幅の記録紙よりも幅狭の記録紙)を連続して装置に通紙して多量に定着処理した時(複数の小サイズの記録紙に対して連続して画像加熱処理を施すとき)に、いわゆる非通紙部昇温が発生し得る。この非通紙部昇温に対応すべく、記録紙の幅サイズに応じて定着装置Aの長手方向の発熱分布を制御する手段に関して説明する。
また、プリントジョブが終了すると、駆動モータM2を逆回転させて、磁束抑制部材52を矢印D方向へ移動させて初期位置A1に戻し、プリント命令を待機する状態となる。
(8−1)トナーに含まれるワックス
トナーTには、融点が60〜90℃の範囲であるワックスが含有されている。詳しくは、トナーTは、融点が60℃以上90℃以下であるワックス及び結着樹脂を含有する母体粒子を有している。その母体粒子は、DSC測定における吸熱ピークのワックス由来の吸熱量が3.5J/g以上5.5J/g以下であり、平均円形度が0.950以上0.980以下になるように形成されたものである。
ワックスを含有したトナーを用いた場合に、ニップ部Nの位置やベルト1の表面等で揮発したワックスが、磁束抑制部材52(52L・52R)の移動機構であるリードネジ部材(スクリュー軸)50のネジ溝部50L・50Rの表面に固着して蓄積される。
図10は本実施例における清掃モード時のフローチャート図である。
耐久が進むと、付着したワックスによりリードネジ部50L・50Rとスライダ部材51(51L・51R)の摺動抵抗が大きくなる傾向がある。その対策として、リードネジ部50を駆動させる駆動モータM2の動作速度()を、図9に示す通常モード時(定着処理時)と図10に示す清掃モード時とで使い分けてもよい。
図11は本実施例2における定着装置Aの要部の横断面模式図である。本実施例2の定着装置は、実施例1の定着装置Aに対して、リードネジ部50L・50Rに対するワックスの付着を抑制するための保護部材53を追加した点のみが異なるため、共通部分の構成、動作に関する説明は省略する。
1)加熱回転体1としてのベルト体は、複数の張架部材間に懸回張設されて駆動ローラにより循環移動される可撓性を有するエンドレスベルト体の形態とすることもできる。加熱回転体1はローラ体の形態にすることもできる。
Claims (20)
- ワックスを含有するトナーを用いてシート上に形成されたトナー像を加熱する加熱回転体と、
前記加熱回転体を電磁誘導加熱によって発熱させる励磁コイルと、
前記励磁コイルから前記加熱回転体に作用し得る磁束の一部を抑制する磁束抑制部材と、
前記磁束抑制部材を保持し且つ前記加熱回転体の長手方向に沿ってスライド移動させる回転可能なスクリュー軸と、
前記磁束抑制部材がシートの幅サイズに応じた位置に配置されるように前記スクリュー軸の回転動作を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、非画像加熱処理の間において、前記磁束抑制部材が、画像加熱装置に使用可能な最大幅のシートと対向する領域よりも前記長手方向外側の初期位置と、前記初期位置よりも前記長手方向内側の領域であって画像加熱装置に使用可能な最小幅のシートと対向する領域よりも前記長手方向外側の領域に作用し得る磁束の一部を抑制する調整位置と、の間を少なくとも一往復されるように前記スクリュー軸を回転させる動作モードを実行することを特徴とする画像加熱装置。 - 画像加熱装置に使用可能な最小サイズ幅の所定のシートが画像加熱処理される時には、前記制御部は、前記磁束抑制部材を前記初期位置から前記調整位置に移動させ、前記動作モードが実行される時には、前記磁束抑制部材を前記初期位置と前記調整位置との間で往復移動動作させることを特徴とする請求項1に記載の画像加熱装置。
- 更に、前記スクリュー軸を回転駆動するモータを有し、前記制御部は、前記動作モードの実行の時におけるモータの動作速度を前記所定のシートが画像加熱処理される時のモータの動作速度よりも低速にすることを特徴とする請求項2に記載の画像加熱装置。
- 画像加熱装置に使用可能な最大サイズ幅の所定のシートが画像加熱処理される時には、前記制御部は前記磁束抑制部材を前記初期位置に配置することを特徴とする請求項2又は3に記載の画像加熱装置。
- 更に、画像加熱処理回数をカウントするカウンタを有し、前記制御部は前記カウンタの出力に基づいて前記動作モードを実行することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の画像加熱装置。
- 更に、前記磁束抑制部材を保持し且つ前記スクリュー軸に結合させるホルダを有することを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の画像加熱装置。
- 前記励磁コイルは前記加熱回転体の外側に配設されており、前記磁束抑制部材は前記励磁コイルと前記加熱回転体の間において移動可能であることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の画像加熱装置。
- ワックスを含有するトナーを用いてシート上に形成されたトナー像を加熱する加熱回転体と、
前記加熱回転体を電磁誘導加熱によって発熱させる励磁コイルと、
前記励磁コイルから前記加熱回転体に作用し得る磁束の一部を抑制する磁束抑制部材と、
前記磁束抑制部材を保持し且つ前記加熱回転体の長手方向に沿ってスライド移動させる回転可能なスクリュー軸と、
前記磁束抑制部材がシートの幅サイズに応じた位置に配置されるように前記スクリュー軸の回転動作を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、非画像加熱処理の間において、前記磁束抑制部材が、画像加熱装置に使用可能な最大幅のシートと対向する領域よりも前記長手方向外側の初期位置と、前記初期位置よりも前記長手方向内側の領域であって画像加熱装置に使用可能な最小幅のシートと対向する領域よりも前記長手方向外側の領域に作用し得る磁束の一部を抑制する調整位置と、の間の範囲よりも広い範囲で少なくとも一往復されるように前記スクリュー軸を回転させる動作モードを実行することを特徴とする画像加熱装置。 - 前記磁束抑制部材は、前記調整位置よりも前記長手方向内側の領域内に進入した領域内位置に移動可能であり、前記広い範囲は前記初期位置と前記領域内位置との間の範囲であることを特徴とする請求項8に記載の画像加熱装置。
- 更に、前記スクリュー軸を回転駆動するモータを有し、前記制御部は、前記動作モードの実行の時のモータの動作速度を前記所定のシートが画像加熱処理される時のモータの動作速度よりも低速にすることを特徴とする請求項9に記載の画像加熱装置。
- 画像加熱装置に使用可能な最大サイズ幅の所定のシートが画像加熱処理される時には、前記制御部は前記磁束抑制部材を前記初期位置に配置することを特徴とする請求項9又は10に記載の画像加熱装置。
- 更に、画像加熱処理回数をカウントするカウンタを有し、前記制御部は前記カウンタの出力に基づいて前記動作モードを実行することを特徴とする請求項8乃至11の何れか一項に記載の画像加熱装置。
- 更に、前記磁束抑制部材を保持し且つ前記スクリュー軸に結合させるホルダを有することを特徴とする請求項8乃至12の何れか一項に記載の画像加熱装置。
- 前記励磁コイルは前記加熱回転体の外側に配設されており、前記磁束抑制部材は前記励磁コイルと前記加熱回転体の間において移動可能であることを特徴とする請求項8乃至13の何れか一項に記載の画像加熱装置。
- 前記磁束抑制部材は、前記動作モードにおける往復移動動作の間、前記初期位置と前記調整位置とに位置されることを特徴とする請求項2に記載の画像加熱装置。
- 前記磁束抑制部材は、前記動作モードにおける往復移動動作の間、前記初期位置と前記領域内位置とに位置されることを特徴とする請求項9に記載の画像加熱装置。
- 更に、前記励磁コイルから前記加熱回転体に作用し得る磁束の一部を抑制する他の磁束抑制部材と、前記他の磁束抑制部材を保持し且つ前記加熱回転体の長手方向に沿ってスライド移動させる回転可能な他のスクリュー軸と、を有し、前記スクリュー軸と前記他のスクリュー軸は同軸に配設され且つ前記スクリュー軸と前記他のスクリュー軸は互いに逆ネジであるすることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の画像加熱装置。
- 前記スクリュー軸と前記他のスクリュー軸は一体成形されていることを特徴とする請求項17に記載の画像加熱装置。
- 更に、前記励磁コイルから前記加熱回転体に作用し得る磁束の一部を抑制する他の磁束抑制部材と、前記他の磁束抑制部材を保持し且つ前記加熱回転体の長手方向に沿ってスライド移動させる回転可能な他のスクリュー軸と、を有し、前記スクリュー軸と前記他のスクリュー軸は同軸に配設され且つ前記スクリュー軸と前記他のスクリュー軸は互いに逆ネジであるすることを特徴とする請求項8乃至16の何れか一項に記載の画像加熱装置。
- 前記スクリュー軸と前記他のスクリュー軸は一体成形されていることを特徴とする請求項19に記載の画像加熱装置。
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