JP4678714B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置とそこに設置される定着装置とに関し、特に、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置及び画像形成装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、装置の立ち上がり時間を低減して省エネルギー化することを目的とした、電磁誘導加熱方式による定着装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a fixing device using an electromagnetic induction heating method has been known for the purpose of saving energy by reducing the rise time of the device (see, for example, Patent Document 1). .)
特許文献1等において、電磁誘導加熱方式の定着装置は、主として、支持ローラ(加熱ローラ)、定着補助ローラ(定着ローラ)、支持ローラと定着補助ローラとによって張架された定着ベルト(耐熱性ベルト)、支持ローラに定着ベルトを介して対向する磁束発生手段、定着補助ローラに定着ベルトを介して対向する加圧ローラ等で構成される。磁束発生手段は、幅方向(記録媒体の搬送方向に直交する方向である。)に延設されたコイル部や、コイル部に対向するコア部(励磁コイルコア)等で構成される。
In
そして、定着ベルトは、磁束発生手段との対向位置で加熱される。加熱された定着ベルトは、定着補助ローラ及び加圧ローラの位置に搬送される記録媒体上のトナー像を加熱して定着する。詳しくは、コイル部に高周波の交番電流を流すことで、コイル部の周囲に磁界が形成されて、支持ローラ表面に渦電流が生じる。支持ローラに渦電流が生じると、支持ローラ自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、支持ローラに巻装された定着ベルトが加熱される。
このような電磁誘導加熱方式を用いた定着装置は、少ないエネルギー消費で短い立ち上げ時間にて、定着ベルトの表面温度(定着温度)を所望の温度まで昇温できることが知られている。
The fixing belt is heated at a position facing the magnetic flux generating means. The heated fixing belt heats and fixes the toner image on the recording medium conveyed to the positions of the auxiliary fixing roller and the pressure roller. Specifically, when a high-frequency alternating current is passed through the coil portion, a magnetic field is formed around the coil portion, and an eddy current is generated on the surface of the support roller. When an eddy current is generated in the support roller, Joule heat is generated by the electrical resistance of the support roller itself. The fixing belt wound around the support roller is heated by the Joule heat.
It is known that a fixing device using such an electromagnetic induction heating method can raise the surface temperature (fixing temperature) of a fixing belt to a desired temperature with a small start-up time with low energy consumption.
一方、特許文献2や特許文献3等には、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置であって、定着ローラ(加熱媒体)における非通紙領域の昇温を抑制することを目的として、定着ローラに内設した磁束発生手段(誘導コイル)から発生される磁束の一部を遮蔽する磁束遮蔽手段を設ける技術が開示されている。
詳しくは、磁束遮蔽手段は、定着ローラにおける通紙領域に応じてその位置を変化させて、磁束を遮蔽する範囲を可変する。この技術は、定着ローラに届く磁束を非通紙領域において遮蔽して、非通紙領域における昇温を抑止することを目的としたものである。
On the other hand, Patent Document 2 and
Specifically, the magnetic flux shielding means changes its position in accordance with the paper passing area in the fixing roller, thereby changing the magnetic flux shielding range. This technique aims to block the magnetic flux reaching the fixing roller in the non-sheet passing area and suppress the temperature rise in the non-sheet passing area.
上述した従来の技術は、幅方向サイズの短い記録媒体を連続的に定着した場合等に生じる、加熱部材(又は定着部材)の幅方向両端部における温度上昇を確実に抑止することができなかった。 The conventional technology described above cannot reliably suppress the temperature rise at both ends in the width direction of the heating member (or the fixing member) that occurs when a recording medium having a short width direction size is continuously fixed. .
詳しくは、次の通りである。
一般的な画像形成装置は、幅方向のサイズが異なる数種類の記録媒体に対して、画像形成ができるように構成されている。ここで、幅方向サイズの異なる記録媒体とは、JIS寸法のA列やB列における種々の定形サイズの記録媒体の他に、不定形サイズの記録媒体も含まれる。また、同一サイズ(例えば、A4サイズである。)の記録媒体であっても、長手方向を搬送方向にした場合と、短手方向(長手方向に直交する方向である。)を搬送方向にした場合とでは、幅方向サイズの異なる記録媒体を扱っていることになる。
Details are as follows.
A general image forming apparatus is configured to form an image on several types of recording media having different sizes in the width direction. Here, the recording media having different sizes in the width direction include recording media of irregular sizes in addition to recording media of various regular sizes in the A and B rows of JIS dimensions. Even in the case of recording media of the same size (for example, A4 size), the transport direction is the short direction (the direction perpendicular to the longitudinal direction) when the longitudinal direction is the transport direction. In some cases, recording media having different sizes in the width direction are handled.
このような幅方向サイズの異なる記録媒体を定着装置で定着する場合には、記録媒体の幅方向サイズに応じて、定着ベルトの幅方向の温度分布が変動して、温度ムラが生じてしまうことがあった。例えば、幅方向サイズの小さな記録媒体を通紙して定着する場合には、その記録媒体の幅方向サイズに対応する定着ベルトの位置(通紙領域である。)では熱が多く奪われて、その他の位置(非通紙領域である。)に比べて定着温度が低くなる。このような現象は、幅方向サイズの小さな記録媒体を連続的に通紙するような場合に、特に顕著になる。 When fixing such a recording medium having different width direction sizes with the fixing device, the temperature distribution in the width direction of the fixing belt varies depending on the width direction size of the recording medium, resulting in temperature unevenness. was there. For example, when fixing by passing a recording medium having a small width direction size, a large amount of heat is taken away at the position of the fixing belt corresponding to the width direction size of the recording medium (paper passing area). The fixing temperature is lower than at other positions (non-sheet passing area). Such a phenomenon becomes particularly prominent when a recording medium having a small size in the width direction is continuously fed.
したがって、定着ベルトの幅方向中央部の定着温度を基準として定着ベルトの幅方向全域の定着温度を制御しようとすると、定着ベルトの幅方向中央部の定着温度は所望の温度に制御できるものの、幅方向両端部の定着温度が上昇してしまうことになる。このように、定着ベルトの幅方向両端部の定着温度が上昇した状態で、幅方向サイズの大きな記録媒体を定着すると、温度上昇位置に対応した記録媒体上にホットオフセットが発生してしまう。さらに、幅方向両端部の定着温度が定着ベルトの耐熱温度を超えた場合には、定着ベルトに熱的破損が生じてしまうことも考えられる。 Therefore, when trying to control the fixing temperature in the entire width direction of the fixing belt with reference to the fixing temperature in the center portion in the width direction of the fixing belt, the fixing temperature in the center portion in the width direction of the fixing belt can be controlled to a desired temperature. The fixing temperature at both ends in the direction will increase. As described above, when a large recording medium in the width direction is fixed in a state where the fixing temperature at both ends in the width direction of the fixing belt is increased, a hot offset occurs on the recording medium corresponding to the temperature increase position. Further, when the fixing temperature at both ends in the width direction exceeds the heat resistance temperature of the fixing belt, it is also conceivable that the fixing belt is thermally damaged.
これに対して、定着ベルトの幅方向両端部の定着温度を基準として定着ベルトの幅方向全域の定着温度を制御しようとすると、定着ベルトの幅方向両端部の定着温度は所望の温度に制御できるものの、幅方向中央部の定着温度が下降してしまうことになる。このように、定着ベルトの幅方向中央部の定着温度が下降した状態で記録媒体を定着すると、温度下降位置に対応した記録媒体上に定着不良やコールドオフセットが発生してしまう。 On the other hand, if it is attempted to control the fixing temperature in the entire width direction of the fixing belt based on the fixing temperature at both ends in the width direction of the fixing belt, the fixing temperature at both ends in the width direction of the fixing belt can be controlled to a desired temperature. However, the fixing temperature at the center in the width direction is lowered. As described above, when the recording medium is fixed in a state where the fixing temperature at the center portion in the width direction of the fixing belt is lowered, fixing failure or cold offset occurs on the recording medium corresponding to the temperature lowered position.
このような問題を解決するために、上述の特許文献2や特許文献3等では、記録媒体のサイズに応じて磁束遮蔽部材(磁束遮蔽手段)の位置を変化させて非通紙領域における磁束を遮蔽しているので、幅方向サイズが小さな記録媒体を連続的に通紙する場合であっても非通紙領域の温度上昇を抑止する効果がある程度期待できる。
In order to solve such a problem, in Patent Document 2 and
しかし、上述の技術は、記録媒体のサイズが頻繁に変更される場合等に、サイズの変更に応じて磁束遮蔽部材が正しい位置に移動されない可能性があった。すなわち、従来の技術では、移動した磁束遮蔽部材の位置を正確に把握することができないために、磁束遮蔽部材の移動を繰り返していくうちに、磁束遮蔽部材の位置制御に誤差が生じてしまう可能性があった。
このように、磁束遮蔽部材の位置制御に誤差が生じた場合には、磁束を遮蔽したい領域の磁束を遮蔽できなくなって、非通紙領域の温度上昇が生じてしまうことがある。さらには、加熱したい領域の磁束を遮蔽してしまって、記録媒体の幅方向端部に定着不良やコールドオフセットが生じてしまうことがある。
However, in the above-described technique, when the size of the recording medium is frequently changed, there is a possibility that the magnetic flux shielding member may not be moved to the correct position according to the size change. That is, in the conventional technique, since the position of the magnetic flux shielding member that has moved cannot be accurately grasped, an error may occur in the position control of the magnetic flux shielding member while the magnetic flux shielding member is repeatedly moved. There was sex.
As described above, when an error occurs in the position control of the magnetic flux shielding member, the magnetic flux in the region where the magnetic flux is desired to be shielded cannot be shielded, and the temperature rise in the non-sheet passing region may occur. Furthermore, the magnetic flux in the region to be heated may be shielded, resulting in poor fixing or cold offset at the end of the recording medium in the width direction.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、加熱部材に作用する磁束の調整範囲を正確に可変して、加熱部材や定着部材の幅方向両端における温度上昇等の不具合を確実に抑止することができる、定着装置及び画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems. The adjustment range of the magnetic flux acting on the heating member can be accurately changed to cause a problem such as a temperature rise at both ends in the width direction of the heating member or the fixing member. It is an object of the present invention to provide a fixing device and an image forming apparatus that can reliably suppress the above-described problem.
この発明の請求項1記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置であって、磁束を発生させる磁束発生手段と、前記磁束によって誘導加熱される加熱部材と、前記加熱部材に作用する前記磁束を幅方向の所定の調整範囲について低下させる磁束調整部材と、前記磁束調整部材を駆動して前記磁束を低下させる前記調整範囲を可変する可変手段と、前記加熱部材に対応する前記記録媒体の幅方向の範囲を検知する第1検知手段と、前記可変手段によって駆動される前記磁束調整部材の位置を検知する第2検知手段と、を備え、前記磁束調整部材は、前記可変手段によって当該磁束調整部材とともに駆動されるとともに、可変される複数の調整範囲に対応して半径が異なる複数の扇板が隣接するように形成された被検知板を具備し、前記第2検知手段は、前記被検知板の姿勢を検知するために前記複数の扇板にそれぞれ対応する位置に設置された複数のフォトセンサであり、前記可変手段は、前記第1検知手段の検知結果に基いて前記記録媒体の幅方向の範囲に対応した調整範囲となるように前記複数のフォトセンサによって前記被検知板の姿勢を検知しながら前記磁束調整部材を駆動制御するものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a fixing device for fixing a toner image on a recording medium, a magnetic flux generating means for generating a magnetic flux, a heating member induction-heated by the magnetic flux, A magnetic flux adjusting member that reduces the magnetic flux acting on the heating member with respect to a predetermined adjustment range in the width direction; variable means that drives the magnetic flux adjusting member to reduce the magnetic flux; and A first detecting means for detecting a corresponding range in the width direction of the recording medium; and a second detecting means for detecting a position of the magnetic flux adjusting member driven by the variable means. The variable means is driven together with the magnetic flux adjusting member and is formed so that a plurality of fan plates having different radii corresponding to a plurality of variable adjustment ranges are adjacent to each other. Comprising a knowledge plate, said second sensing means is a plurality of photosensors disposed at a position corresponding to each of the plurality of fan plate to detect the posture of the object detection plate, said varying means, The magnetic flux adjusting member is driven while detecting the posture of the detected plate by the plurality of photosensors so that an adjustment range corresponding to a range in the width direction of the recording medium is based on a detection result of the first detection unit. It is something to control.
また、請求項2記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1に記載の発明において、前記第1検知手段を、前記記録媒体のサイズを検知するサイズ検知センサとしたものである。 A fixing device according to a second aspect of the present invention is the fixing device according to the first aspect , wherein the first detection unit is a size detection sensor for detecting a size of the recording medium.
また、請求項3記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記磁束を低下させる前記調整範囲を、前記第1検知手段で検知された前記記録媒体の幅方向の範囲の外側の範囲としたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the first or second aspect, the recording medium in which the adjustment range for reducing the magnetic flux is detected by the first detection unit. This is a range outside the range in the width direction.
また、請求項4記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1〜請求項3のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生手段は、前記加熱部材に対向するように幅方向に延設されたコイル部と、前記加熱部材を介して前記コイル部に対向する内部コアと、を備え、前記磁束調整部材を、前記コイル部と前記内部コアとの間に配設された磁束遮蔽部材としたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to third aspects, the magnetic flux generating means extends in the width direction so as to face the heating member. A magnetic flux shielding member disposed between the coil portion and the inner core, the coil portion and an inner core facing the coil portion via the heating member. It is a thing.
また、請求項5記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項4に記載の発明において、前記磁束遮蔽部材は、前記コイル部に対向する前記内部コアの外周を覆う範囲を連続的又は段階的に増減できるように形成されたものである。 The fixing device according to a fifth aspect of the present invention is the fixing device according to the fourth aspect , wherein the magnetic flux shielding member continuously or stepwisely covers a range covering the outer periphery of the inner core facing the coil portion. It is formed so that it can be increased or decreased.
また、請求項6記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項5に記載の発明において、前記可変手段を、前記内部コアの外周を覆う範囲を連続的又は段階的に増減するように前記磁束遮蔽部材を駆動する手段としたものである。 The fixing device according to a sixth aspect of the present invention is the fixing device according to the fifth aspect , wherein the variable means is configured to increase or decrease the magnetic flux so as to increase or decrease the range covering the outer periphery of the inner core continuously or stepwise. It is a means for driving the shielding member.
また、請求項7記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項4〜請求項6のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生手段は、前記加熱部材に対向しない側で前記コイル部に対向するとともにセンターコアを有するコア部を備え、前記磁束遮蔽部材は、前記センターコアに対向する前記内部コアの外周を覆うものである。 The fixing device according to a seventh aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the fourth to sixth aspects, wherein the magnetic flux generating means faces the coil portion on a side not facing the heating member. In addition, a core portion having a center core is provided, and the magnetic flux shielding member covers an outer periphery of the inner core facing the center core.
また、請求項8記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1〜請求項7のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材は、トナー像を溶融する定着部材を加熱するものである。 According to an eighth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to seventh aspects, the heating member heats the fixing member that melts the toner image.
また、請求項9記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項8に記載の発明において、前記定着部材は、定着ベルトであって、前記加熱部材は、定着補助ローラとともに前記定着ベルトを張架する支持ローラであって、前記磁束発生手段は、前記定着ベルトに対向するように配設されたものである。 According to a ninth aspect of the present invention, in the fixing device according to the eighth aspect, the fixing member is a fixing belt, and the heating member stretches the fixing belt together with a fixing auxiliary roller. The magnetic flux generating means is arranged to face the fixing belt.
また、請求項10記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項9に記載の発明において、前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたものである。 According to a tenth aspect of the present invention, in the fixing device according to the ninth aspect, the auxiliary fixing roller is configured such that the fixing roller presses the recording medium to be conveyed via the fixing belt. It is arrange | positioned so that it may contact | abut.
また、請求項11記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1〜請求項10のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材を、トナー像を溶融する定着部材としたものである。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to tenth aspects, the heating member is a fixing member that melts a toner image.
また、請求項12記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項11に記載の発明において、前記定着部材は、定着ベルトであって、前記磁束発生手段は、前記定着ベルトに対向するように配設されたものである。 The fixing device according to a twelfth aspect of the present invention is the fixing device according to the eleventh aspect, wherein the fixing member is a fixing belt, and the magnetic flux generating means is arranged to face the fixing belt. It was established.
また、請求項13記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項12に記載の発明において、前記定着ベルトは、支持ローラと定着補助ローラとに張架され、前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたものである。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the fixing device according to the twelfth aspect, the fixing belt is stretched between a support roller and a fixing auxiliary roller, and the fixing auxiliary roller is conveyed. It is disposed so as to abut against a pressure roller for pressing the recording medium via the fixing belt.
また、請求項14記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項11に記載の発明において、前記定着部材は、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接する定着ローラであって、前記磁束発生手段は、前記定着ローラに対向するように配設されたものである。 The fixing device according to a fourteenth aspect of the present invention is the fixing device according to the eleventh aspect , wherein the fixing member is a fixing roller that contacts a pressure roller that presses a recording medium to be conveyed. The magnetic flux generating means is disposed so as to face the fixing roller.
また、請求項15記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項1〜請求項14のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。 An image forming apparatus according to a fifteenth aspect includes the fixing device according to any one of the first to fourteenth aspects.
本発明は、加熱部材に対応する記録媒体の幅方向範囲を検知するとともに、可変手段によって駆動される磁束調整部材の位置を検知して、双方の検知結果に基いて磁束調整部材を駆動制御している。これにより、加熱部材に作用する磁束の調整範囲が正確に可変されて、加熱部材や定着部材の幅方向両端における温度上昇等の不具合が確実に抑止される、定着装置及び画像形成装置を提供することができる。 The present invention detects the range in the width direction of the recording medium corresponding to the heating member, detects the position of the magnetic flux adjusting member driven by the variable means, and controls the drive of the magnetic flux adjusting member based on both detection results. ing. Accordingly, there is provided a fixing device and an image forming apparatus in which the adjustment range of the magnetic flux acting on the heating member is accurately changed, and problems such as a temperature rise at both ends in the width direction of the heating member and the fixing member are surely suppressed. be able to.
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
実施の形態1.
図1〜図8にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1において、1は画像形成装置としてのレーザープリンタの装置本体、3は画像情報に基いた露光光Lを感光体ドラム18上に照射する露光部、4は装置本体1に着脱自在に設置される作像部としてのプロセスカートリッジ、7は感光体ドラム18上に形成されたトナー像を記録媒体Pに転写する転写部、10は出力画像が載置される排紙トレイ、11、12は転写紙等の記録媒体Pが収納された給紙部、13は記録媒体Pを転写部7に搬送するレジストローラ、15は手差し給紙部、20は記録媒体P上の未定着画像を定着する定着装置を示す。
The first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, 1 is a main body of a laser printer as an image forming apparatus, 3 is an exposure unit that irradiates a
図1を参照して、画像形成装置における、通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、露光部3(書込部)から、画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Lが、プロセスカートリッジ4の感光体ドラム18上に向けて発せられる。感光体ドラム18は図中の反時計方向に回転しており、所定の作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程)を経て、感光体ドラム18上に画像情報に対応したトナー像が形成される。
その後、感光体ドラム18上に形成されたトナー像は、転写部7で、レジストローラ13により搬送された記録媒体P上に転写される。
With reference to FIG. 1, an operation during normal image formation in the image forming apparatus will be described.
First, exposure light L such as laser light based on image information is emitted from the exposure unit 3 (writing unit) toward the
Thereafter, the toner image formed on the
一方、転写部7に搬送される記録媒体Pは、次のように動作する。
まず、画像形成装置本体1の複数の給紙部11、12、15のうち、1つの給紙部が自動又は手動で選択される(例えば、最上段の給紙部11が選択されたものとする。)。なお、複数の給紙部11、12には、それぞれ、異なるサイズの記録媒体Pや、搬送方向の異なる同一サイズの記録媒体Pが、収納されている。
On the other hand, the recording medium P conveyed to the
First, one of the plurality of
そして、給紙部11に収納された記録媒体Pの最上方の1枚が、搬送経路Kの位置に向けて搬送される。その後、記録媒体Pは、搬送経路Kを通過してレジストローラ13の位置に達する。そして、レジストローラ13の位置に達した記録媒体Pは、感光体ドラム18上に形成されたトナー像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部7に向けて搬送される。
Then, the uppermost sheet of the recording medium P stored in the paper feeding unit 11 is transported toward the position of the transport path K. Thereafter, the recording medium P passes through the conveyance path K and reaches the position of the
そして、転写工程後の記録媒体Pは、転写部7の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置20に達する。定着装置20に達した記録媒体Pは、定着ベルトと加圧ローラとの間に送入されて、定着ベルトから受ける熱と加圧ローラから受ける圧力とによってトナー像が定着される。トナー像が定着された記録媒体Pは、定着ベルトと加圧ローラとの間から送出された後に、出力画像として画像形成装置本体1から排出されて、排紙トレイ10上に載置される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。
After the transfer process, the recording medium P passes through the position of the
Thus, a series of image forming processes is completed.
次に、図2にて、画像形成装置本体1に設置される定着装置20の構成・動作について詳述する。
図2に示すように、定着装置20は、主として、定着補助ローラ21、定着ベルト22、支持ローラ23(加熱ローラ)、誘導加熱部24、加圧ローラ30、サーモパイル37、サーミスタ38、オイル塗布ローラ34、ガイド板35、分離板36等で構成される。
Next, the configuration / operation of the fixing
As shown in FIG. 2, the fixing
ここで、定着補助ローラ21は、その表面にシリコーンゴム等の弾性層が形成されていて、不図示の駆動部によって図2の反時計方向に回転駆動される。
支持ローラ23は、SUS304等の非磁性材料からなる円筒体であって、図の反時計方向に回転する。支持ローラ23の内部には、フェライト等の強磁性体からなる内部コア28と、内部コア28の外周の一部を覆う磁束遮蔽部材29と、が回転自在に設置されている。内部コア28は、定着ベルト22及び支持ローラ23を介してコイル部25に対向している。内部コア28及び磁束遮蔽部材29の回転駆動は、支持ローラ23の回転駆動とは別におこなわれる。内部コア28及び磁束遮蔽部材29を内設した支持ローラ23の構成・動作については、後で詳しく説明する。
Here, the fixing
The
定着部材としての定着ベルト22は、支持ローラ23と定着補助ローラ21とに張架・支持されている。定着ベルト22は、基材上に加熱層、弾性層、離型層が形成された、多層構造の無端ベルトである。
定着ベルト22の基材は、耐熱樹脂材料からなり、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、PES(ポリエーテルスルフォン)、PPS(ポリフェニレンスルフィド)、フッ素樹脂等を用いることができる。加熱層としては、ニッケル、ステンレス、鉄、銅、コバルト、クロム、アルミニウム、金、白金、銀、スズ、パラジウム、これらのうち複数の金属からなる合金、等を用いることができる。弾性層としては、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等を用いることができる。離型層としては、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体(FEP)等のフッ素樹脂、又はこれらの樹脂の混合物等を用いることができる。
The fixing
The base material of the fixing
なお、本実施の形態1では、定着ベルト22の基材と加熱層とを混成層としている。具体的には、ポリイミドからなる基材中に銀からなる3つの加熱層を間をあけて形成している。そして、その混成層上に弾性層、離型層を順次形成している。
In the first embodiment, the base material of the fixing
磁束発生手段としての誘導加熱部24は、コイル部25、コア部26、コイルガイド27等で構成される。
ここで、コイル部25は、支持ローラ23に巻装された定着ベルト22の外周面を覆うように、細線を束ねたリッツ線を巻回して幅方向(図2の紙面垂直方向である。)に延設したものである。コイルガイド27は、耐熱性の高い樹脂材料等からなり、コイル部25を保持するとともに、誘導加熱部24のフレームとして機能する。コア部26は、比透磁率が2500程度のフェライト等の強磁性体からなり、センターコア部26aやサイドコア26bが設けられている。コア部26は、幅方向に延設されたコイル部25に対向するように設置される。センターコア26aは、コイル部25の周方向のほぼ中央位置にあって、コイル部25の周囲に形成される磁束の密度が最も大きくなる位置である。コイル部25は、不図示の高周波電源部に接続されていて、高周波電源部から10k〜1MHzの交番電流が印加される。
The
Here, the
加圧ローラ30は、アルミニウム、銅、ステンレス等からなる円筒部材上にフッ素ゴム、シリコーンゴム等の弾性層が形成されたものである。加圧ローラ30の弾性層は、肉厚が1〜5mmで、アスカー硬度が20〜50度となるように形成されている。加圧ローラ30は、定着ベルト22を介して定着補助ローラ21に当接している。そして、定着ベルト22と加圧ローラ30との当接部(定着ニップ部である。)に、記録媒体Pが搬送される。
The
定着ベルト22と加圧ローラ30との当接部の入口側には、記録媒体Pの搬送を案内するガイド板35が配設されている。
定着ベルト22と加圧ローラ30との当接部の出口側には、記録媒体Pの搬送を案内するとともに定着ベルト22に対する記録媒体Pの分離を促進する分離板36が配設されている。
A
A
定着ベルト22の外周面の一部には、オイル塗布ローラ34が当接している。オイル塗布ローラ34は、定着ベルト22上にシリコーンオイル等のオイルを供給する。これにより、定着ベルト22上におけるトナー離型性がさらに担保される。なお、オイル塗布ローラ34には、その表面上の汚れを除去するクリーニングローラ33が当接されている。
An
定着ベルト22の外周面に対向する位置であって、幅方向の中央部(後述する調整範囲とならない位置である。)には、非接触型のサーモパイル37が設置されている。また、定着ベルト22の外周面に当接する位置であって、幅方向の端部(後述する調整範囲となる位置である。)には、接触型のサーミスタ38が設置されている。
そして、サーモパイル37及びサーミスタ38によって、定着ベルト22上の表面温度(定着温度)が検出されて、インバータ回路を備えた誘導加熱部24における出力が調整される。こうして、定着ベルト22上の定着温度が一定に保たれる。
A
The surface temperature (fixing temperature) on the fixing
このように構成された定着装置20は、通常時に次のように動作する。
定着補助ローラ21の回転駆動によって、定着ベルト22は図2中の矢印方向に周回するとともに、支持ローラ23も反時計方向に回転して、加圧ローラ30も矢印方向に回転する。定着ベルト22は、誘導加熱部24との対向位置で加熱される。詳しくは、コイル部25に高周波の交番電流を流すことで、コア部26と内部コア28との間に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このとき、支持ローラ23表面と定着ベルト22の加熱層とに渦電流が生じて、支持ローラ23及び加熱層の電気抵抗によってジュール熱が発生する。こうして、定着ベルト22は、発熱した支持ローラ23から受ける熱と、自身の加熱層の発熱と、によって加熱される。すなわち、支持ローラ23は加熱部材として機能して、定着ベルト22は加熱部材として機能するとともに被加熱部材としても機能する。
The fixing
By the rotation driving of the
その後、誘導加熱部24によって加熱された定着ベルト22表面は、サーミスタ38の位置を通過した後に、加圧ローラ30との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体P上のトナー像Tを加熱して溶融する。
詳しくは、先に説明した作像プロセスを経てトナー像Tを担持した記録媒体Pが、ガイド板35に案内されながら定着ベルト22と加圧ローラ30との間に送入される(矢印Yの搬送方向の移動である。)。そして、定着ベルト22から受ける熱と加圧ローラ30から受ける圧力とによってトナー像Tが記録媒体Pに定着されて、記録媒体Pは定着ベルト22と加圧ローラ30との間から送出される。
Thereafter, the surface of the fixing
Specifically, the recording medium P carrying the toner image T through the image forming process described above is fed between the fixing
加圧ローラ30の位置を通過した定着ベルト22表面は、オイル塗布ローラ34、サーモパイル37の位置を順次通過した後に、再び誘導加熱部24との対向位置に達する。
このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。
The surface of the fixing
Such a series of operations is continuously repeated to complete the fixing step in the image forming process.
図3にて、支持ローラ23の構成・動作について、詳しく説明する。
図3は、図2の定着装置20に設置された支持ローラ23を誘導加熱部24側から幅方向にみた図であって、支持ローラ23の内部を示している。
図3に示すように、支持ローラ23の円筒体内には、内部コア28と磁束遮蔽部材29とが回転自在に設置されている。
The configuration and operation of the
FIG. 3 is a view of the
As shown in FIG. 3, an
強磁性体からなる円柱状の内部コア28の幅方向両端部には、銅等の反磁性体からなる磁束遮蔽部材29が一体的に設置されている。磁束遮蔽部材29は、内部コア28の外周面を端面側から遮蔽する範囲を連続的に増減するように傾斜面29aが形成されている。これにより、内部コア28を磁束遮蔽部材29とともに回転させることによって、誘導加熱部24のコイル部25に対向する内部コア28の幅方向の遮蔽範囲(調整範囲)を可変することができる。
Magnetic
詳しくは、図4を参照して、誘導加熱部24のセンターコア26a(本実施の形態1の構成において磁束密度が最も高くなる位置である。)と内部コア28との間に磁束遮蔽部材29が介在する場合には、磁束遮蔽部材29がないときに形成される正規の磁束(図4中の破線Bで示すものである。)が弱められる。これにより、磁束遮蔽部材29を配置した支持ローラ23の位置では、作用する磁束の低下にともない加熱効率が低下する。
Specifically, referring to FIG. 4, magnetic
ここで、磁束を低下させる幅方向の範囲(調整範囲)は、コイル部25に対向する磁束遮蔽部材29の姿勢を変化させることで可変することができる。具体的に、磁束遮蔽部材29を内部コア28とともに回転駆動(駆動制御)することで、磁束を低下させる調整範囲を図3のL1〜L2の範囲で可変することができる。すなわち、調整範囲(遮蔽範囲)の長さを、0〜(L1−L2)に変化させることができる。このように、磁束遮蔽部材29は、支持ローラ23(又は定着ベルト22)に作用する磁束を幅方向の調整範囲について低下させる磁束調整部材として機能することになる。
Here, the range in the width direction (adjustment range) for reducing the magnetic flux can be varied by changing the posture of the magnetic
なお、内部コア28及び磁束遮蔽部材29の回転駆動(駆動制御)は、内部コア28の軸部28aに連結された可変手段としてのステッピングモータ(不図示である。)によっておこなわれる。このステッピングモータは、定着補助ローラ21、定着ベルト22、支持ローラ23等を駆動する駆動モータ(不図示である。)とは別の駆動系となる。
The rotational drive (drive control) of the
具体的に、内部コア28及び磁束遮蔽部材29を周方向に所定角度(所定ステップ数)回転させて、磁束遮蔽部材29の最大範囲をセンターコア26aに対向させる。このとき、磁束が低下される調整範囲が最大になって、その調整範囲外(中央の幅L2の領域である。)が定着ベルト22の主たる加熱範囲となる。この状態は、幅方向サイズがL2の記録媒体Pを定着する場合に適している。
これに対して、内部コア28及び磁束遮蔽部材29を周方向にさらに所定角度回転させて、磁束遮蔽部材29がセンターコア26aに対向しないようにする。このとき、磁束が低下される調整範囲がゼロになって、すべての範囲(幅L1の領域である。)が定着ベルト22の主たる加熱範囲となる。
Specifically, the
On the other hand, the
ここで、内部コア28の軸部28aには、被検知部としての被検知板41が固設されている。被検知板41は、内部コア28の回転駆動にともない磁束遮蔽部材29とともに回転することになる。図5に示すように、被検知板41は、半円板状に形成されていて、磁束遮蔽部材29が設置された位置と対応がとれるようになっている。すなわち、被検知板41の回転方向の姿勢によって、磁束遮蔽部材29の回転方向の姿勢も把握することができる。
Here, a detected
一方、被検知板41の近傍には、第2検知手段としての透過型フォトセンサ42が設置されている。透過型フォトセンサ42は、レーザダイオード等からなる発光素子とフォトダイオード等からなる受光素子との間(図5における符号42aの位置である。)で、被検知板41の有無(姿勢)を検知する。具体的に、内部コア28を図5の時計方向に回転して、透過型フォトセンサ42が被検知板41を検知していない状態から検知した状態になった場合に、磁束遮蔽部材29の姿勢は図5の状態であることになる。
On the other hand, in the vicinity of the
本実施の形態1では、上述した図5のような状態をホームポジション(基準位置)として、磁束遮蔽部材29をホームポジションに移動させた後に、記録媒体Pのサイズに応じて磁束遮蔽部材29の調整範囲(遮蔽範囲)を可変するものである。
In the first embodiment, after the magnetic
以下、図6のフローチャートに基いて、適宜に図7を参照して、本実施の形態1における特徴的な制御について詳述する。
なお、図7は、磁束遮蔽部材29が駆動制御されたときの、磁束遮蔽部材29、センターコア26a、記録媒体P、調整範囲N及び加熱範囲Mの幅方向の位置関係を示す模式図である。
Hereinafter, based on the flowchart of FIG. 6, the characteristic control in the first embodiment will be described in detail with reference to FIG. 7 as appropriate.
7 is a schematic diagram showing the positional relationship in the width direction of the magnetic
装置本体1の電源がオンされて、磁束調整部材としての磁束遮蔽部材29の位置検知が開始される(ステップS1)。まず、磁束遮蔽部材29の駆動が開始される(ステップS2)。すなわち、内部コア28及び被検知板41とともに、磁束遮蔽部材29が回転開始する。
The apparatus
そして、磁束遮蔽部材29のホームポジション検知がおこなわれる(ステップS3)。すなわち、図5で説明したフォトセンサ42によって被検知板41の位置を検知して、磁束遮蔽部材29の位置(姿勢)がホームポジションに一致するように駆動制御する。
具体的には、図7(A)を参照して、磁束遮蔽部材29のホームポジションは、内部コア28の全幅を開放する位置であって、センターコア26a位置から周方向に所定距離Xだけ離れた位置である。このとき、支持ローラ23の調整範囲Nはゼロであって、支持ローラ23の全幅が加熱範囲Mとなる。
Then, the home position of the magnetic
Specifically, referring to FIG. 7A, the home position of magnetic
その後に、磁束遮蔽部材29の駆動を停止して(ステップS4)、磁束遮蔽部材29のホームポジションの確認をおこなう(ステップS5)。そして、定着装置20のインバータ電源(高周波電源部)のスイッチがオンされて、誘導加熱部24による加熱が開始される(ステップS6)。
Thereafter, the driving of the magnetic
その後、ユーザーによるプリント指令に基いた記録媒体Pのサイズがサイズ検知センサ(不図示である。)によって検知される(ステップS7)。サイズ検知センサは、給紙部11、12、15に設置された給紙フェンス(記録媒体Pを固定するための部材であって、記録媒体Pのサイズに応じて移動する。)の位置を検知するフォトセンサであって、ユーザーによって操作指令された入力情報等を照合して、支持ローラ23における記録媒体Pの幅方向サイズを検知する第1検知手段として機能する。すなわち、通紙(定着)される記録媒体Pの幅方向サイズ(又は、サイズ及び搬送方向)が、第1検知手段によって検知される。第1検知手段としてのサイズ検知センサによって検知された記録媒体Pのサイズは、支持ローラ23や定着ベルト22に対応する記録媒体Pの幅方向範囲(通紙領域)を特定するものである。すなわち、支持ローラ23や定着ベルト22において、過昇温する可能性のある非通紙領域が特定される。
Thereafter, the size of the recording medium P based on the print command by the user is detected by a size detection sensor (not shown) (step S7). The size detection sensor detects the position of a paper feed fence (a member for fixing the recording medium P, which moves according to the size of the recording medium P) installed in the
その後、サイズ検知センサによって検知された記録媒体Pのサイズに基いて、磁束遮蔽部材29の制御位置が決定されて(ステップS8)、その決定された制御位置をイニシャル位置として磁束遮蔽部材29が駆動制御される(ステップS9)。
具体的に、サイズ検知センサによって検知された記録媒体PのサイズがB5縦(B5T)サイズであった場合、磁束遮蔽部材29が図7(A)のホームポジションから図7(B)の位置に移動(回転駆動)される。これによって、磁束遮蔽部材29によって磁束が低下される調整範囲Nは、記録媒体Pの範囲(B5T)の外側の範囲(非通紙領域)とほぼ等しくなる。そして、支持ローラ23の加熱範囲Mは、記録媒体Pの範囲(B5Tの通紙領域である。)とほぼ等しくなる。
Thereafter, based on the size of the recording medium P detected by the size detection sensor, the control position of the magnetic
Specifically, when the size of the recording medium P detected by the size detection sensor is B5 vertical (B5T) size, the magnetic
その後、一連の通紙工程(定着工程)がおこなわれるたびに、ステップS7以降のフローが繰り返される。こうして、一連の制御フローが終了する。
なお、磁束遮蔽部材29によって可変される調整範囲Nは、記録媒体Pの範囲に完全に一致させるのではなく、支持ローラ23や定着ベルト22における幅方向の温度分布(サーモパイル37やサーミスタ38で検知可能である。)に応じて微調整することが好ましい。
Thereafter, each time a series of paper passing steps (fixing steps) is performed, the flow after step S7 is repeated. Thus, a series of control flows is completed.
Note that the adjustment range N that is varied by the magnetic
図8は、本実施の形態1の定着装置における、定着ベルト22上の幅方向の温度分布を示すグラフである。
図8において、横軸は定着ベルト22における幅方向の位置を示し、縦軸は定着ベルト22表面の温度(定着温度)を示す。ここで、横軸の幅方向位置の「0」は、定着ベルト22の幅方向中央位置を示す。実線R1は、幅方向サイズがL1の記録媒体Pを連続通紙した場合の温度分布を示す。実線R2は、幅方向サイズがL2の記録媒体Pを連続通紙した場合の温度分布を示す。
FIG. 8 is a graph showing the temperature distribution in the width direction on the fixing
In FIG. 8, the horizontal axis indicates the position in the width direction of the fixing
磁束遮蔽部材29を一旦ホームポジションで位置合わせした後に記録媒体Pのサイズに応じて駆動制御することによって、調整範囲Nの可変精度が向上して、定着ベルト22の温度分布を常に図8のように維持することができる。これにより、記録媒体Pの通紙幅を超えた範囲において、定着ベルト22の温度上昇が生じないで、定着ベルト22の熱的破損が抑止される。
By adjusting the magnetic
以上説明したように、本実施の形態1では、支持ローラ23や定着ベルト22に対応する記録媒体Pの幅方向範囲を検知するとともに、可変手段によって駆動される磁束遮蔽部材29の位置を検知して、双方の検知結果に基いて磁束遮蔽部材29を駆動制御している。これにより、支持ローラ23や定着ベルト22に作用する磁束の調整範囲Nが正確に可変されて、支持ローラ23や定着ベルト22の幅方向両端における温度上昇等の不具合が確実に抑止される。
As described above, in the first embodiment, the width direction range of the recording medium P corresponding to the
なお、本実施の形態1では、加熱層を有する定着ベルト22と、支持ローラ23と、を加熱部材として用いた。これに対して、定着ベルト22及び支持ローラ23のうちいずれか一方のみを加熱部材として用いることもできる。その場合も、記録媒体Pの幅方向範囲を検知するとともに、フォトセンサ42で磁束遮蔽部材29(被検知板41)の位置を検知して、双方の検知結果に基いて磁束遮蔽部材29を駆動制御することで、本実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
In the first embodiment, the fixing
また、本実施の形態1において、加圧ローラ30の内部にハロゲンヒータを設置することもできる。また、加圧ローラ30の外周面に、サーミスタやオイル塗布ローラを当接させることもできる。また、本実施の形態1では、モノクロの画像形成装置1に対して本発明を適用したが、当然にカラーの画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。これらの場合にも、本実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
In the first embodiment, a halogen heater can be installed inside the
また、本実施の形態1では、第2検知手段として透過型フォトセンサ42を用いたが、第2検知手段として反射型フォトセンサを用いることもできる。すなわち、透過型フォトセンサ42を用いた場合には発光素子から発せられた光を受光素子が受光したときに被検知板41がないものと識別するのに対して、反射型フォトセンサを用いた場合には発光素子から発せられた光の反射光を受光素子が受光したときに被検知板41があるものと識別する。この場合にも、本実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
In the first embodiment, the
実施の形態2.
図9にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図9は、実施の形態2における定着装置20の支持ローラ23を示す側面図であって、前記実施の形態1の図5に相当する図である。本実施の形態2は、被検知板41a〜41cの形状やフォトセンサ42の構成等が、前記実施の形態1のものとは相違する。
Embodiment 2. FIG.
A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 9 is a side view showing the
図9に示すように、内部コア28の軸部28aに、被検知部としての被検知板41a〜41c(複数の被検知部)が固設されている。被検知板41a〜41cは、内部コア28の回転駆動にともない磁束遮蔽部材29とともに回転することになる。被検知板41a〜41cは、半径の異なる複数の扇板が隣接するように形成されていて、それぞれが磁束遮蔽部材29による調整範囲Nに対応している。例えば、被検知板の最小径の位置41aはA3縦サイズの調整範囲Nに対応して、被検知板の中位置41bはA4縦サイズの調整範囲Nに対応して、被検知板の最大径の位置41cはA5縦サイズの調整範囲Nに対応する。
As shown in FIG. 9, to-
一方、被検知板41a〜41cの近傍には、第2検知手段としての透過型フォトセンサ42が設置されている。フォトセンサ42には、3対の発光素子及び受光素子42a1〜42a3が配設されていて、被検知板41a〜41cの有無(姿勢)を検知する。上述の例で説明すると、第1の受光素子42a1のみが受光検知した場合には調整範囲NがA3縦サイズに対応した位置になっていて、第1及び第2の受光素子42a1、42a2が受光検知した場合には調整範囲NがA4縦サイズに対応した位置になっていて、すべての受光素子42a1〜42a3が受光検知した場合には調整範囲NがA5縦サイズに対応した位置になっていることになる。このように、第2検知手段としてのフォトセンサ42は、磁束遮蔽部材29の姿勢を直接的に検知することになる。
On the other hand, a
本実施の形態2では、第1検知手段としてのサイズ検知センサで記録媒体Pのサイズを検知した後に、その記録媒体Pのサイズに対応した調整範囲(被検知部)をフォトセンサ42で検知できるように磁束遮蔽部材29を駆動制御するものである。
In the second embodiment, after the size of the recording medium P is detected by the size detection sensor as the first detection unit, the adjustment range (detected portion) corresponding to the size of the recording medium P can be detected by the
以上説明したように、本実施の形態2でも、支持ローラ23や定着ベルト22に対応する記録媒体Pの幅方向範囲を検知するとともに、可変手段によって駆動される磁束遮蔽部材29の位置を検知して、双方の検知結果に基いて磁束遮蔽部材29を駆動制御している。これにより、支持ローラ23や定着ベルト22に作用する磁束の調整範囲Nが正確に可変されて、支持ローラ23や定着ベルト22の幅方向両端における温度上昇等の不具合が確実に抑止される。
As described above, also in the second embodiment, the width direction range of the recording medium P corresponding to the
実施の形態3.
図10にて、この発明の実施の形態3について詳細に説明する。
図10は、実施の形態3における定着装置の支持ローラ23を示す図であって、前記実施の形態1における図3に相当する図である。本実施の形態3の支持ローラ23は、内部に設けられた磁束遮蔽部材29の形状が、前記実施の形態1のものとは相違する。
A third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 10 is a diagram illustrating the
図10に示すように、支持ローラ23の内部には、内部コア28と磁束遮蔽部材29とが設置されている。本実施の形態3の磁束遮蔽部材29は、前記実施の形態1のものとは異なり、幅方向の長さが異なる複数の銅材からなる。この磁束遮蔽部材29は、内部コア28の外周面に貼着されている。磁束遮蔽部材29における幅方向長さの異なる銅材は、内部コア28の外周面を端面側から遮蔽する範囲を段階的に増減するように形成されたものである。これにより、前記実施の形態1と同様に、内部コア28を磁束遮蔽部材29とともに回転させることによって、誘導加熱部24のコイル部25に対向する内部コア28の幅方向の遮蔽範囲(調整範囲)を可変することができる。
As shown in FIG. 10, an
以上説明したように、本実施の形態3でも、前記各実施の形態と同様に、支持ローラ23や定着ベルト22に対応する記録媒体Pの幅方向範囲を検知するとともに、可変手段によって駆動される磁束遮蔽部材29の位置を検知して、双方の検知結果に基いて磁束遮蔽部材29を駆動制御している。これにより、支持ローラ23や定着ベルト22に作用する磁束の調整範囲Nが正確に可変されて、支持ローラ23や定着ベルト22の幅方向両端における温度上昇等の不具合が確実に抑止される。
As described above, also in the third embodiment, the width direction range of the recording medium P corresponding to the
実施の形態4.
図11にて、この発明の実施の形態4について詳細に説明する。
図11は、実施の形態4における支持ローラ23の磁束遮蔽部材29を示す展開図である。本実施の形態4は、磁束遮蔽部材29の形状が、前記実施の形態1のものとは相違する。
A fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 11 is a development view showing the magnetic
図11に示すように、本実施の形態5の磁束遮蔽部材29は、調整範囲Nを可変するための傾斜面29aが段状に形成されている。この磁束遮蔽部材29も、前記実施の形態2のものと同様に、内部コア28の外周面を端面側から遮蔽する範囲を段階的に増減するように形成されたものである。
そして、本実施の形態4でも、前記各実施の形態と同様に、支持ローラ23や定着ベルト22に対応する記録媒体Pの幅方向範囲を検知するとともに、可変手段によって駆動される磁束遮蔽部材29の位置を検知して、双方の検知結果に基いて磁束遮蔽部材29を駆動制御している。
As shown in FIG. 11, the magnetic
Also in the fourth embodiment, as in the above-described embodiments, the width direction range of the recording medium P corresponding to the
以上説明したように、本実施の形態4でも、前記各実施の形態と同様に、支持ローラ23や定着ベルト22に作用する磁束の調整範囲Nが正確に可変されて、支持ローラ23や定着ベルト22の幅方向両端における温度上昇等の不具合が確実に抑止される。
As described above, also in the fourth embodiment, the adjustment range N of the magnetic flux acting on the
実施の形態5.
図12にて、この発明の実施の形態5について詳細に説明する。
図12は、実施の形態5における支持ローラ23の磁束遮蔽部材29を示す展開図である。本実施の形態5は、磁束遮蔽部材29の形状が、前記実施の形態1のものとは相違する。
Embodiment 5. FIG.
A fifth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 12 is a development view showing the magnetic
図12に示すように、本実施の形態5の磁束遮蔽部材29は、調整範囲Nを可変するために幅方向長さの異なる複数の銅材を支持ローラ23に貼着したものである。複数の銅材の傾斜面29aは、テーパ状に形成されている。この磁束遮蔽部材29も、前記実施の形態1のものと同様に、内部コア28の外周面を端面側から遮蔽する範囲を連続的に増減するように形成されたものである。
そして、本実施の形態5でも、前記各実施の形態と同様に、支持ローラ23や定着ベルト22に対応する記録媒体Pの幅方向範囲を検知するとともに、可変手段によって駆動される磁束遮蔽部材29の位置を検知して、双方の検知結果に基いて磁束遮蔽部材29を駆動制御している。
As shown in FIG. 12, the magnetic
Also in the fifth embodiment, as in the above-described embodiments, the width direction range of the recording medium P corresponding to the
以上説明したように、本実施の形態5でも、前記各実施の形態と同様に、支持ローラ23や定着ベルト22に作用する磁束の調整範囲Nが正確に可変されて、支持ローラ23や定着ベルト22の幅方向両端における温度上昇等の不具合が確実に抑止される。
As described above, also in the fifth embodiment, the adjustment range N of the magnetic flux acting on the
実施の形態6.
図13にて、この発明の実施の形態6について詳細に説明する。
図13は、実施の形態6における定着装置20を示す断面図である。本実施の形態6の定着装置は、加熱部材及び定着部材として定着ローラ31を用いている点が、加熱部材として支持ローラ及び定着ベルトを用いて定着部材として定着ベルトを用いている前記実施の形態1のものとは相違する。
A sixth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing
図13に示すように、実施の形態6の定着装置20は、主として、定着ローラ31(定着部材)、加圧ローラ30、誘導加熱部24等で構成される。
定着ローラ31は、発熱層31a、シリコーンゴム等からなる弾性層、フッ素化合物等からなる離型層、等で構成される。定着ローラ31の内部は、中空構造になっていて、内部コア28及び磁束遮蔽部材29が回転自在に設置されている。また、図示は省略するが、内部コア28及び磁束遮蔽部材29を支持する軸部上には、前記実施の形態1と同様に、被検知板が設置されている。さらに、被検知板に対向する位置には、被検知板の位置を検知するフォトセンサが設置されている。
As shown in FIG. 13, the fixing
The fixing
誘導加熱部24は、前記実施の形態1と同様に、コイル部25、コア部26、コイルガイド27等からなる。そして、コイル部25に10k〜1MHzの交番電流が供給されることで、コア部26と内部コア28との間に磁力線が形成されて、電磁誘導により定着ローラ31が加熱される。このようにして、加熱された定着ローラ31は、矢印Y方向から搬送される記録媒体P上のトナー像を加熱・溶融して記録媒体Pに定着する。
そして、本実施の形態6でも、定着ローラ31に対応する記録媒体Pの幅方向範囲を検知するとともに、可変手段によって駆動される磁束遮蔽部材29の位置を検知して、双方の検知結果に基いて磁束遮蔽部材29を駆動制御している。
The
Also in the sixth embodiment, the width direction range of the recording medium P corresponding to the fixing
以上説明したように、本実施の形態6では、定着ローラ31に作用する磁束の調整範囲Nが正確に可変されて、定着ローラ31の幅方向両端における温度上昇等の不具合が確実に抑止される。
As described above, in the sixth embodiment, the adjustment range N of the magnetic flux acting on the fixing
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、上記各実施の形態の中で示唆した以外にも、上記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and within the scope of the technical idea of the present invention, the above-described embodiments can be modified as appropriate in addition to those suggested in the above-described embodiments. Is clear. Further, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above-described embodiments, and the number, position, shape, and the like that are suitable for implementing the present invention can be used.
1 画像形成装置本体(装置本体)、
20 定着装置、 21 定着補助ローラ、
22 定着ベルト(加熱部材、定着部材、被加熱部材)、
23 支持ローラ(加熱部材)、
24 誘導加熱部(磁束発生手段)、 25 コイル部、
26 コア部、 26a センターコア、 26b サイドコア、
28 内部コア、 28a 軸部、
29 磁束遮蔽部材(磁束調整部材)、 29a 傾斜面、 30 加圧ローラ、
31 定着ローラ(加熱部材、定着部材)、
37 サーモパイル、 38 サーミスタ、
41、41a〜41c 被検知板(被検知部)、
42 フォトセンサ(第2検知手段)、
42a、42a1〜42a3 発光素子・受光素子、
N 調整範囲、 P 記録媒体。
1 image forming apparatus body (apparatus body),
20 fixing device, 21 fixing auxiliary roller,
22 fixing belt (heating member, fixing member, heated member),
23 support roller (heating member),
24 induction heating part (magnetic flux generating means), 25 coil part,
26 core part, 26a center core, 26b side core,
28 inner core, 28a shank,
29 magnetic flux shielding member (magnetic flux adjusting member), 29a inclined surface, 30 pressure roller,
31 fixing roller (heating member, fixing member),
37 Thermopile, 38 Thermistor,
41, 41a to 41c detected plate (detected portion),
42 Photosensor (second detection means),
42a, 42a1-42a3 light emitting element / light receiving element,
N adjustment range, P recording medium.
Claims (15)
磁束を発生させる磁束発生手段と、
前記磁束によって誘導加熱される加熱部材と、
前記加熱部材に作用する前記磁束を幅方向の所定の調整範囲について低下させる磁束調整部材と、
前記磁束調整部材を駆動して前記磁束を低下させる前記調整範囲を可変する可変手段と、
前記加熱部材に対応する前記記録媒体の幅方向の範囲を検知する第1検知手段と、
前記可変手段によって駆動される前記磁束調整部材の位置を検知する第2検知手段と、
を備え、
前記磁束調整部材は、前記可変手段によって当該磁束調整部材とともに駆動されるとともに、可変される複数の調整範囲に対応して半径が異なる複数の扇板が隣接するように形成された被検知板を具備し、
前記第2検知手段は、前記被検知板の姿勢を検知するために前記複数の扇板にそれぞれ対応する位置に設置された複数のフォトセンサであり、
前記可変手段は、前記第1検知手段の検知結果に基いて前記記録媒体の幅方向の範囲に対応した調整範囲となるように前記複数のフォトセンサによって前記被検知板の姿勢を検知しながら前記磁束調整部材を駆動制御することを特徴とする定着装置。 A fixing device for fixing a toner image on a recording medium,
Magnetic flux generating means for generating magnetic flux;
A heating member that is induction-heated by the magnetic flux;
A magnetic flux adjusting member that reduces the magnetic flux acting on the heating member for a predetermined adjustment range in the width direction;
Variable means for varying the adjustment range for driving the magnetic flux adjusting member to reduce the magnetic flux;
First detection means for detecting a range in the width direction of the recording medium corresponding to the heating member;
Second detection means for detecting the position of the magnetic flux adjusting member driven by the variable means;
With
The magnetic flux adjustment member is driven by the variable means together with the magnetic flux adjustment member, and a detected plate formed so that a plurality of fan plates having different radii corresponding to a plurality of variable adjustment ranges are adjacent to each other. Equipped,
The second detection means is a plurality of photosensors installed at positions corresponding to the plurality of fan plates, respectively, in order to detect the posture of the detected plate.
The variable means detects the posture of the detected plate by the plurality of photosensors so as to be an adjustment range corresponding to a range in the width direction of the recording medium based on a detection result of the first detection means. A fixing device that controls driving of a magnetic flux adjusting member.
前記磁束調整部材は、前記コイル部と前記内部コアとの間に配設された磁束遮蔽部材であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の定着装置。The fixing device according to claim 1, wherein the magnetic flux adjusting member is a magnetic flux shielding member disposed between the coil portion and the inner core.
前記磁束遮蔽部材は、前記センターコアに対向する前記内部コアの外周を覆うことを特徴とする請求項4〜請求項6のいずれかに記載の定着装置。The fixing device according to claim 4, wherein the magnetic flux shielding member covers an outer periphery of the inner core facing the center core.
前記加熱部材は、定着補助ローラとともに前記定着ベルトを張架する支持ローラであって、The heating member is a support roller that stretches the fixing belt together with a fixing auxiliary roller,
前記磁束発生手段は、前記定着ベルトに対向するように配設されたことを特徴とする請求項8に記載の定着装置。The fixing device according to claim 8, wherein the magnetic flux generation unit is disposed to face the fixing belt.
前記磁束発生手段は、前記定着ベルトに対向するように配設されたことを特徴とする請求項11に記載の定着装置。The fixing device according to claim 11, wherein the magnetic flux generation unit is disposed to face the fixing belt.
前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたことを特徴とする請求項12に記載の定着装置。The fixing device according to claim 12, wherein the fixing auxiliary roller is disposed so as to come into contact with a pressure roller that presses a conveyed recording medium via the fixing belt.
前記磁束発生手段は、前記定着ローラに対向するように配設されたことを特徴とする請求項11に記載の定着装置。The fixing device according to claim 11, wherein the magnetic flux generation unit is disposed to face the fixing roller.
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