JP2010128146A - Fixing device and image forming apparatus equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、記録シート上に形成された未定着画像を熱定着させる定着装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device that thermally fixes an unfixed image formed on a recording sheet, and an image forming apparatus including the fixing device.
複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置では、画像データに対応したトナー画像を形成して記録紙等の記録シートに転写し、転写された未定着のトナー画像を定着装置によって記録シートに定着させる構成になっている。定着装置では、例えば、軸心部にヒータが内蔵された加熱ローラに加圧ローラが圧接されることによって両者の間に定着ニップが形成されており、記録シートが定着ニップを通過する間に、記録シート上の未定着のトナー画像が加熱されて溶融状態とされ、溶融状態のトナー画像が記録シートに対して加圧されることによって記録シートに熱定着される。 In an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a complex machine of these, a toner image corresponding to the image data is formed and transferred to a recording sheet such as recording paper, and the transferred unfixed toner image is fixed. Thus, the image is fixed on the recording sheet. In the fixing device, for example, a pressure roller is pressed against a heating roller having a heater built in the shaft center portion to form a fixing nip therebetween, and while the recording sheet passes through the fixing nip, The unfixed toner image on the recording sheet is heated to a molten state, and the molten toner image is heated and fixed to the recording sheet by being pressed against the recording sheet.
このような構成の定着装置では、通常、加熱ローラの軸方向長さが、画像形成装置において画像形成可能な記録シートの最大の幅方向(搬送方向と直交する方向)の長さ(シート幅長さ)に対応して設定されており、この最大シート幅長さよりも若干長くなっている。加熱ローラの軸心部に内蔵されたヒータの加熱領域も、加熱ローラの軸方向長さの略全域になるように設定されており、従って、加熱ローラに内蔵されたヒータは、加熱ローラを全体にわたって加熱するようになっている。このために、最大シート幅長さよりも小さな幅方向長さの記録シート(以下、小サイズ記録シートとする)が定着ニップを通過する場合には、加熱ローラの軸方向の両側のローラ側部に記録シートが接触せず、各ローラ側部の熱が記録シートによって奪われないことによって過熱されるという現象が生じる。このような現象は、非通紙部過昇温として周知であり、これにより、次のような不具合が発生する。 In the fixing device having such a configuration, the length of the heating roller in the axial direction is usually the length (sheet width length) of the maximum width direction (direction perpendicular to the conveyance direction) of the recording sheet on which image formation is possible in the image forming apparatus. And is slightly longer than the maximum sheet width. The heating area of the heater built in the axial center of the heating roller is also set to be almost the entire length of the heating roller in the axial direction. Therefore, the heater built in the heating roller is the entire heating roller. It is designed to heat over. For this reason, when a recording sheet having a width direction length smaller than the maximum sheet width length (hereinafter referred to as a small size recording sheet) passes through the fixing nip, it is formed on the roller side portions on both sides in the axial direction of the heating roller. There is a phenomenon in which the recording sheet does not contact and the heat of each roller side portion is not deprived by the recording sheet and is overheated. Such a phenomenon is known as a non-sheet-passing portion overheating, and this causes the following problems.
1)シート非通過領域の温度が上昇することによって加熱ローラの軸方向の熱分布が不均一になる。このような過昇温の状態で、次に小サイズ記録シートよりも大きなシート幅長さの記録シート(以下、大サイズ記録シートとする)が定着ニップを通過すると、記録シートの幅方向両側の各側部における熱定着温度が高くなりすぎて、トナーの一部が記録シートではなくて加熱ローラに付着するという所謂高温オフセットが生じ、画質が劣化するおそれがある。 1) The heat distribution in the axial direction of the heating roller becomes non-uniform due to an increase in the temperature of the sheet non-passing area. When a recording sheet having a larger sheet width than the small size recording sheet (hereinafter referred to as a large size recording sheet) passes through the fixing nip in such an excessively high temperature state, The heat fixing temperature at each side portion becomes too high, and a so-called high temperature offset occurs in which a part of the toner adheres to the heating roller instead of the recording sheet, and the image quality may be deteriorated.
2)加熱ローラに圧接される加圧ローラ、あるいはその周辺の部品が、シート非通過領域の過昇温によって熱的な損傷を受け、加圧ローラ、その周囲の部品等の寿命が低下するおそれがある。
3)加熱ローラに圧接される加圧ローラの軸方向両側の各ローラ側部が、シート非通過領域の温度上昇により熱膨張して熱変形すると、加圧ローラの周速度が軸方向で不均一になり、加圧ローラが加熱ローラに対して均一に接触することができなくなるおそれがある。このような状態になると、記録シートが定着ニップ内を一定の速度で通過しない搬送不良等によって、トナー画像の定着不良が生じるおそれがあり、また、記録シートに皺が発生するおそれもある。
2) The pressure roller pressed against the heating roller or its surrounding parts may be thermally damaged due to excessive temperature rise in the sheet non-passing area, and the life of the pressure roller and its surrounding parts may be shortened. There is.
3) When the roller side portions on both sides in the axial direction of the pressure roller pressed against the heating roller are thermally expanded and thermally deformed due to the temperature rise in the sheet non-passing area, the peripheral speed of the pressure roller is not uniform in the axial direction. Thus, the pressure roller may not be able to contact the heating roller uniformly. In such a state, there is a possibility that the fixing failure of the toner image may occur due to a conveyance failure or the like in which the recording sheet does not pass through the fixing nip at a constant speed, and wrinkles may occur on the recording sheet.
これらの問題を解消するために、特許文献1には、複数枚の小サイズ記録紙(記録シート)が定着ニップを連続して通過する場合に、定着ニップを通過する小サイズ記録紙の枚数が所定値に達すると、記録紙の搬送時間間隔を長くすることによって、シート非通過領域の温度上昇を抑制する構成が開示されている。
特許文献2には、紙サイズに応じて、加熱ローラ(定着ローラ)にローラ状の放熱部材を当接させることにより非通紙部昇温を抑える構成が開示されている。
In order to solve these problems, Patent Document 1 discloses the number of small-sized recording sheets that pass through the fixing nip when a plurality of small-sized recording sheets (recording sheets) pass through the fixing nip continuously. A configuration is disclosed in which when the predetermined value is reached, the temperature increase in the sheet non-passing area is suppressed by increasing the recording paper conveyance time interval.
Patent Document 2 discloses a configuration that suppresses the temperature rise of the non-sheet passing portion by bringing a roller-shaped heat dissipation member into contact with a heating roller (fixing roller) according to the paper size.
特許文献3には、小サイズ記録紙が搬送される場合に、冷却ファンから冷却風を送風して加熱ローラを冷却するとともに、加熱ローラの表面温度を検出する温度検知素子の検出結果に基づいて冷却ファンを制御する構成が開示されている。
特許文献4には、小サイズの記録紙が定着ニップを通過する際に、冷却ファンによりシート非通過領域に冷却風を送風する送風口の開口幅を、定着ニップを通過する記録紙の幅方向長さに応じて調整する構成が開示されている。
In
In Patent Document 4, when a small-size recording paper passes through the fixing nip, the opening width of the blower opening that blows cooling air to the sheet non-passing region by the cooling fan is described as the width direction of the recording paper passing through the fixing nip. A configuration for adjusting the length is disclosed.
特許文献5には、定着ローラに通紙領域用ヒータと非通紙領域用ヒータとを設けて、通紙領域および非通紙領域のそれぞれに設けられたサーミスタの温度検知結果に基づいて通紙領域用ヒータおよび非通紙領域用ヒータのそれぞれを制御する構成が開示されている。
特許文献6にも、通紙幅に対応した長さの複数の発熱体を設けて、それぞれの発熱体に対して異なる電力比で通電する構成が開示されている。
Patent Document 6 also discloses a configuration in which a plurality of heating elements having a length corresponding to the sheet passing width is provided and each heating element is energized at a different power ratio.
特許文献1では、小サイズ記録紙が所定枚数に達するまでは、記録紙が通常の搬送速度で連続して定着ニップを通過する構成になっているために、シート非通過領域では温度が上昇し続けることになる。高速でプリント動作を行う画像形成装置の場合には、所定枚数の小サイズ記録紙が高速で定着ニップを通過するために、シート非通過領域の温度も急激に上昇し、加圧ローラ等に悪影響を及ぼす上限温度(例えば250℃)以上の高温に達するおそれがある。このような高温に達すると、シート非通過領域の温度を低下させるためには、記録紙の搬送速度を著しく低下させる必要がある。これにより、高速でのプリント動作を行うことができず、プリント効率が著しく低下する。また、シート非通過領域が長時間にわたって上限温度以上の高温になると、加圧ローラ等の部材に悪影響が生じるおそれがある。このような高温状態が長時間にわたって継続しないようにするためには、加熱ローラの表面温度を検出して加熱を停止する制御を実施する必要があり、この場合には、シート通過領域の温度も低下することによって定着不良が生じるおそれがある。 In Patent Document 1, the recording paper continuously passes through the fixing nip at a normal conveyance speed until the predetermined number of small-size recording papers reaches, so the temperature rises in the sheet non-passing area. Will continue. In the case of an image forming apparatus that performs a printing operation at a high speed, a predetermined number of small-size recording sheets pass through the fixing nip at a high speed, so that the temperature of the sheet non-passing area also rapidly increases, adversely affecting the pressure roller and the like. There is a risk of reaching a high temperature exceeding the upper limit temperature (eg, 250 ° C.). When such a high temperature is reached, in order to reduce the temperature of the sheet non-passing area, it is necessary to significantly reduce the recording paper conveyance speed. As a result, a high-speed printing operation cannot be performed, and the printing efficiency is significantly reduced. Further, when the sheet non-passing region becomes a high temperature that is equal to or higher than the upper limit temperature for a long time, there is a possibility that a member such as a pressure roller is adversely affected. In order to prevent such a high temperature state from continuing for a long period of time, it is necessary to perform control for detecting the surface temperature of the heating roller and stopping the heating. In this case, the temperature of the sheet passing area is also reduced. There is a possibility that fixing failure may occur due to the decrease.
ローラ状の放熱部材を当接させる特許文献2の構成では、シート非通過領域の温度上昇を効率よく抑制することができないおそれがある。また、放熱部材自体が熱容量を有しているために加熱ローラを昇温させるためのエネルギー量が増加するという問題もある。
特許文献3に記載されているように、冷却ファンによって定着ローラのシート非通過領域に冷却風を吹き付けて冷却する構成では、シート非通過領域に吹き付けられる冷却風の一部がシート通過領域に回り込むことによってシート通過領域の温度も低下するおそれがある。シート通過領域の温度を定着に適した温度に維持しつつ、シート非通過領域の温度を低下させる制御を行うことは実質的に困難である。定着ニップを小サイズの記録紙が連続して通過する場合には、通過する記録紙の枚数が例えば50枚程度と少なければ、シート通過領域の温度が低下することはほとんどないが、記録紙の枚数が50枚以上と多くなると、シート非通過領域に近接したシート通過領域の端部における温度低下が顕著になり、記録紙における幅方向の両側の端部での定着温度が低下することによる定着不良が生じるおそれがある。プリント速度が高速化された画像形成装置の場合には、冷却風の風量が増加するために、多数枚の記録シートが定着ニップを通過することによってシート通過領域の端部における温度低下がさらに顕著になる。
With the configuration of Patent Document 2 in which the roller-shaped heat dissipation member is brought into contact, there is a possibility that the temperature rise in the sheet non-passing region cannot be efficiently suppressed. Further, since the heat radiating member itself has a heat capacity, there is a problem that the amount of energy for raising the temperature of the heating roller is increased.
As described in
特許文献4に記載された構成では、記録紙の幅方向寸法に応じて冷却ファンの送風口の開口幅を調整することによって、シート通過領域の温度が低下することを抑制できる。しかしながら、そのためには、温度検出素子、開口幅を調整する機構、そのための電源等を設ける必要があり、経済性が損なわれるおそれがある。
特許文献5に記載された構成では、通紙領域用と非通紙領域用のそれぞれについてヒータとサーミスタを設ける必要があり、構成が複雑化するとともに、経済性が損なわれるおそれがある。また、特許文献6に記載されているように、複数の発熱体に対して異なる電力比で通電するためには複雑な回路等が必要であり、これによっても経済性が損なわれるおそれがある。
In the configuration described in Patent Document 4, it is possible to suppress a decrease in the temperature of the sheet passing region by adjusting the opening width of the air blowing port of the cooling fan in accordance with the width direction dimension of the recording paper. However, for this purpose, it is necessary to provide a temperature detection element, a mechanism for adjusting the opening width, a power source for that purpose, and the economy may be impaired.
In the configuration described in
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、小サイズの記録紙等の記録シートを連続してプリントする場合において、記録シートの搬送時間間隔を延長することなく、また、複雑な制御を行うことなく、従って、経済性を損なうことなく、シート非通過領域での温度上昇を抑制することができる定着装置およびこれを備える画像形成装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to extend the conveyance time interval of recording sheets when printing recording sheets such as small-size recording sheets continuously. Another object of the present invention is to provide a fixing device capable of suppressing a temperature rise in a non-passing region of a sheet without performing complicated control, and thus without impairing economy, and an image forming apparatus including the same. Yes.
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、加熱手段によって加熱された状態で外周面が周回する加熱回転体と、該加熱回転体の外周面に圧接された状態で外周面が周回する加圧回転体との間に形成された定着ニップを記録シートが通過する間に該記録シート上の未定着画像を熱定着させる定着装置であって、前記加熱回転体の昇温を抑制する気流を、前記加熱回転体外周面に沿った周回移動方向とは直交する方向に形成する第1昇温抑制部と、前記定着ニップにおける所定サイズの記録シートが通過するシート通過領域の両側のシート非通過領域をそれぞれ通過する前記加熱回転体の両側の外周面部分にそれぞれ対向する高温側受熱部と、該高温側受熱部のそれぞれに対して前記加熱回転体とは反対側に位置する低温側受熱部とを備え、それぞれの前記高温側受熱部と低温側受熱部との受熱温度差に応じて電気エネルギーを生成する、第1および第2の熱電変換装置と、前記第1および第2の熱電変換装置のそれぞれにおいて前記受熱温度差が大きくなるように、それぞれの前記低温側受熱部を冷却する熱電変換装置冷却部と、を備え、前記第1熱電変換装置から出力される電気エネルギーによって前記第1昇温抑制部が駆動され、前記第2熱電変換装置から出力される電気エネルギーによって前記熱電変換装置冷却部が駆動されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a fixing device according to the present invention includes a heating rotator in which an outer peripheral surface circulates while being heated by a heating unit, and an outer peripheral surface that circulates in a state of being pressed against the outer peripheral surface of the heating rotator. A fixing device that thermally fixes an unfixed image on a recording sheet while the recording sheet passes through a fixing nip formed between the pressure rotating body and the temperature of the heating rotating body is suppressed. A first temperature rise suppression unit that forms an airflow in a direction orthogonal to the circumferential movement direction along the outer peripheral surface of the heating rotator, and sheets on both sides of a sheet passing region through which a recording sheet of a predetermined size passes in the fixing nip. A high-temperature side heat receiving part that faces the outer peripheral surface portions on both sides of the heating rotator that respectively pass through the non-passing region, and a low-temperature side that is located on the opposite side of the heating rotator with respect to each of the high-temperature side heat receiving parts With the heat receiver The first and second thermoelectric converters that generate electrical energy according to the difference in heat receiving temperature between the high temperature side heat receiving part and the low temperature side heat receiving part, and the first and second thermoelectric conversion apparatuses A thermoelectric conversion device cooling section that cools each of the low-temperature side heat receiving sections so that the difference in the heat reception temperature increases, and the first temperature rise by the electric energy output from the first thermoelectric conversion apparatus The suppression unit is driven, and the thermoelectric conversion device cooling unit is driven by electrical energy output from the second thermoelectric conversion device.
また、本発明に係る画像形成装置は、記録シート上に形成された未定着画像を定着部により熱定着する画像形成装置であって、該定着部として、前記定着装置を備えることを特徴とする。 An image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus that thermally fixes an unfixed image formed on a recording sheet by a fixing unit, and includes the fixing device as the fixing unit. .
本発明の定着装置では、加熱回転体と加圧回転体との間の定着ニップを、複数枚の小サイズの記録シートが連続して通過することによってシート通過領域の両側のシート非通過領域の温度が上昇すると、第1および第2の熱電変換装置から出力される電気エネルギーにより、第1昇温抑制部および熱電変換装置冷却部が駆動されるために、第1昇温抑制部によって形成される気流により加熱回転体の温度上昇が抑制される。この場合、熱電変換装置冷却部によって形成される冷却風により第1および第2の熱電変換装置の熱電変換効率が高くなるために、第1および第2の熱電変換装置から出力される電気エネルギーが増加し、第1昇温抑制部によるシート非通過領域の温度上昇をさらに効率よく抑制することができる。その結果、記録シートの搬送時間間隔を延長することなく、また、複雑な制御を行うことなく、シート非通過領域の温度上昇を確実に抑制することができる。 In the fixing device of the present invention, a plurality of small-sized recording sheets continuously pass through the fixing nip between the heating rotator and the pressure rotator, so that the sheet non-passing area on both sides of the sheet passing area. When the temperature rises, the first temperature rise suppression unit and the thermoelectric conversion device cooling unit are driven by the electrical energy output from the first and second thermoelectric conversion devices, and thus are formed by the first temperature rise suppression unit. The temperature rise of the heating rotator is suppressed by the airflow. In this case, since the thermoelectric conversion efficiency of the first and second thermoelectric conversion devices is increased by the cooling air formed by the thermoelectric conversion device cooling unit, the electric energy output from the first and second thermoelectric conversion devices is The temperature increase in the sheet non-passing region by the first temperature rise suppression unit can be further effectively suppressed. As a result, the temperature rise in the sheet non-passing region can be reliably suppressed without extending the recording sheet conveyance time interval and without performing complicated control.
好ましくは、前記加熱回転体と前記加圧回転体とがハウジング内に設けられており、前記第1昇温抑制部は、前記ハウジング内の空気を吸引して該ハウジング外に排出する第1送風ファンを備え、該第1送風ファンが前記第1熱電変換装置から出力される電気エネルギーによって駆動されることを特徴とする。
好ましくは、前記第1昇温抑制部によって形成される気流と同方向の気流を形成するように、前記第1送風ファンとは前記加熱回転体を挟んで配置された第2昇温抑制部と、前記シート通過領域を通過する前記加熱回転体の外周面部分に対向する高温側受熱部と、該高温側受熱部に対して前記加熱回転体とは反対側に位置する低温側受熱部とを備え、前記高温側受熱部と低温側受熱部との受熱温度差に応じて電気エネルギーを生成する第3熱電変換装置と、をさらに備え、前記第3熱電変換装置は、前記熱電変換装置冷却部によって該第3熱電変換装置の前記低温側受熱部が冷却されるように配置されるとともに、生成された電気エネルギーを前記第2昇温抑制部に出力して、該第2昇温抑制部を駆動することを特徴とする。
Preferably, the heating rotator and the pressurizing rotator are provided in a housing, and the first temperature rise suppression unit sucks air in the housing and discharges it outside the housing. A fan is provided, and the first blower fan is driven by electric energy output from the first thermoelectric converter.
Preferably, the first blower fan is a second temperature rise suppression unit disposed with the heating rotator interposed therebetween so as to form an airflow in the same direction as the airflow formed by the first temperature rise suppression unit. A high temperature side heat receiving portion that faces an outer peripheral surface portion of the heating rotator that passes through the sheet passing region, and a low temperature side heat receiving portion that is located on the opposite side of the heating rotator with respect to the high temperature side heat receiving portion. A third thermoelectric conversion device that generates electrical energy in accordance with a difference in heat receiving temperature between the high temperature side heat receiving unit and the low temperature side heat receiving unit, wherein the third thermoelectric conversion device is the thermoelectric conversion device cooling unit Is arranged so that the low temperature side heat receiving part of the third thermoelectric converter is cooled, and the generated electric energy is output to the second temperature rise suppressing part, and the second temperature rise suppressing part is It is characterized by being driven.
好ましくは、前記第2昇温抑制部は、前記ハウジング外の空気を該ハウジング内に引き込む第2送風ファンを備え、該第2送風ファンが前記第3熱電変換装置から出力される電気エネルギーによって駆動されることを特徴とする。
好ましくは、前記第1〜第3の熱電変換装置のそれぞれが、前記高温側受熱部を構成する第1基板と、前記低温側受熱部を構成する第2基板と、前記第1基板と第2基板との温度差に基づくゼーベック効果によって電気エネルギーが発生するように、前記第1基板と第2基板の間に配置された複数の半導体素子と、を有することを特徴とする。
Preferably, the second temperature rise suppression unit includes a second blower fan that draws air outside the housing into the housing, and the second blower fan is driven by electrical energy output from the third thermoelectric converter. It is characterized by being.
Preferably, each of the first to third thermoelectric conversion devices includes a first substrate constituting the high temperature side heat receiving portion, a second substrate constituting the low temperature side heat receiving portion, the first substrate, and the second substrate. And a plurality of semiconductor elements disposed between the first substrate and the second substrate so that electrical energy is generated by a Seebeck effect based on a temperature difference from the substrate.
好ましくは、前記熱電変換装置冷却部は、前記第1〜第3の熱電変換装置のそれぞれの前記第2基板を冷却することを特徴とする。
好ましくは、前記熱電変換装置冷却部は、前記第1〜第3の熱電変換装置のそれぞれの前記第2基板に沿って冷却風を送風することを特徴とする。
好ましくは、前記第1〜第3の熱電変換装置のそれぞれが、複数のP型半導体素子および同数のN型半導体素子を有し、前記P型半導体素子およびN型半導体素子のそれぞれが前記第1基板および第2基板の間において、前記P型半導体素子のそれぞれと前記N型半導体素子のそれぞれとが交互に直列に接続されていることを特徴とする。
Preferably, the thermoelectric conversion device cooling unit cools the second substrate of each of the first to third thermoelectric conversion devices.
Preferably, the thermoelectric conversion device cooling unit blows cooling air along each of the second substrates of the first to third thermoelectric conversion devices.
Preferably, each of the first to third thermoelectric conversion devices has a plurality of P-type semiconductor elements and the same number of N-type semiconductor elements, and each of the P-type semiconductor elements and the N-type semiconductor elements is the first type. Each of the P-type semiconductor elements and each of the N-type semiconductor elements are alternately connected in series between the substrate and the second substrate.
好ましくは、前記第1〜第3の熱電変換装置のそれぞれは、前記第1基板の前記加熱回転体と対向する表面に熱吸収性材料が設けられていることを特徴とする。
好ましくは、前記第1の熱電変換装置の前記第1基板および第2基板は平坦に構成されており、前記第2の熱電変換装置の前記第1基板および第2基板は、それぞれの面積が、前記第1の熱電変換装置の前記第1基板および第2基板のそれぞれの面積よりも大きくなるように、前記加熱回転体の外周面に沿った湾曲状態に形成されて、該第2の熱電変換装置に設けられた前記半導体素子の個数が、前記第1の熱電変換装置の前記半導体素子の個数よりも多くなっていることを特徴とする。
Preferably, each of the first to third thermoelectric conversion devices is characterized in that a heat-absorbing material is provided on a surface of the first substrate facing the heating rotator.
Preferably, the first substrate and the second substrate of the first thermoelectric conversion device are configured to be flat, and the first substrate and the second substrate of the second thermoelectric conversion device have respective areas, The second thermoelectric conversion is formed in a curved state along the outer peripheral surface of the heating rotator so as to be larger than the areas of the first substrate and the second substrate of the first thermoelectric conversion device. The number of the semiconductor elements provided in the device is larger than the number of the semiconductor elements of the first thermoelectric conversion device.
好ましくは、前記加熱手段は、該加熱回転体の内部に配置されたヒータランプまたは電熱線ヒータであることを特徴とする。
好ましくは、前記加熱手段が、前記加熱回転体の外周面部分を加熱するように、該加熱回転体の外周面に対向して配置されていることを特徴とする。
好ましくは、前記第1〜第3の熱電変換装置のそれぞれが、前記加熱手段よりも前記加熱回転体の回転方向下流側に設けられていることを特徴とする。
Preferably, the heating means is a heater lamp or a heating wire heater arranged inside the heating rotator.
Preferably, the heating means is arranged to face the outer peripheral surface of the heating rotator so as to heat the outer peripheral surface portion of the heating rotator.
Preferably, each of the first to third thermoelectric conversion devices is provided downstream of the heating means in the rotation direction of the heating rotator.
好ましくは、前記加熱手段が、前記加熱回転体に設けられた発熱層を発熱させる励磁コイルであることを特徴とする。
好ましくは、前記加熱回転体の外周面の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段による検出結果に基づいて前記加熱手段を制御する制御部と、をさらに有することを特徴とする。
Preferably, the heating means is an exciting coil that generates heat from a heat generating layer provided in the heating rotating body.
Preferably, the apparatus further includes a temperature detection unit that detects the temperature of the outer peripheral surface of the heating rotator, and a control unit that controls the heating unit based on a detection result by the temperature detection unit.
好ましくは、前記温度検出手段は、前記第1昇温抑制部によって気流が形成される領域とは前記加熱回転体を挟んで反対側に配置されていることを特徴とする。
好ましくは、前記制御部には、前記定着ニップの長手方向の長さよりも短い長さを有する小サイズの記録シートが複数枚にわたって連続して通過する場合に、該複数枚の小サイズの記録シートが通過した後に前記加熱回転体および前記加圧回転体を空回転させる待機時間が、連続して通過する前記小サイズの記録シートの枚数に応じて予め設定されていることを特徴とする。
Preferably, the temperature detecting means is arranged on the opposite side of the heating rotator from a region where an air flow is formed by the first temperature rise suppression unit.
Preferably, when the small-size recording sheet having a length shorter than the length of the fixing nip in the longitudinal direction passes through the plurality of continuous sheets, the control unit includes the plurality of small-size recording sheets. The waiting time for idly rotating the heating rotator and the pressure rotator after the sheet has passed is set in advance according to the number of small-sized recording sheets that pass continuously.
好ましくは、前記制御部は、前記複数枚の小サイズの記録シートが前記定着ニップを通過した後に前記定着ニップの長手方向に沿った長さが該小サイズの記録シートよりも長い記録シートが通過する場合または記録シートが前記定着ニップに搬送されない場合に、前記設定された待機時間にわたって前記加熱回転体および前記加圧回転体を空回転させることを特徴とする。 Preferably, after the plurality of small-sized recording sheets pass through the fixing nip, the control unit passes a recording sheet whose length along the longitudinal direction of the fixing nip is longer than the small-sized recording sheet. In this case, when the recording sheet is not conveyed to the fixing nip, the heating rotator and the pressure rotator are idled for the set waiting time.
好ましくは、前記加熱回転体が加熱ローラであり、前記加圧回転体が加圧ローラであることを特徴とする。 Preferably, the heating rotator is a heating roller, and the pressure rotator is a pressure roller.
<実施形態1>
以下、本発明に係る実施形態1の定着装置および画像形成装置について説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る定着装置が備えられた画像形成装置としてのプリンタの内部の概略構成を示す模式図であり、このプリンタ1は、記録紙、OHP紙等の記録シート上に、所定の色のトナー画像を形成する。図1に示すプリンタ1は、矢印Aで示す方向に回転駆動される感光体ドラム11を備えており、感光体ドラム11の周囲には、電子写真方式によってトナー画像を、記録シートとしての記録紙P上に形成するための帯電装置12、露光装置13、現像装置14、転写ローラ15が、感光体ドラム11の回転方向に沿って順番に設けられている。
<Embodiment 1>
Hereinafter, a fixing device and an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing an internal schematic configuration of a printer as an image forming apparatus provided with a fixing device according to an embodiment of the present invention. The printer 1 is a recording sheet such as recording paper or OHP paper. A toner image of a predetermined color is formed on the top. A printer 1 shown in FIG. 1 includes a
このプリンタ1では、外部ホスト装置54(図7参照)から入力される画像データが、コントローラ部(制御部:CPU)53(図7参照)によってレーザダイオードの駆動信号に変換され、その駆動信号によって、露光装置13に設けられたレーザダイオードが駆動される。これにより、露光装置13からは画像データに応じたレーザ光Lが感光体ドラム11の表面に照射される。感光体ドラム11の表面は、帯電装置12によって予め所定電位に帯電されており、露光装置13からのレーザ光Lが露光されることよって、感光体ドラム11の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置14においてトナーによって現像されてトナー画像として可視化される。
In the printer 1, image data input from the external host device 54 (see FIG. 7) is converted into a laser diode drive signal by a controller unit (control unit: CPU) 53 (see FIG. 7). The laser diode provided in the
感光体ドラム11の下方には、例えば複数枚の記録紙Pを収容できる記録紙カセット17が設けられている。記録紙カセット17内に収容された記録紙Pは、給紙ローラ18に向って付勢された給紙台17a上に載置されることによって給紙ローラ18に圧接され、給紙ローラ18の回転によって1枚ずつ感光体ドラム11に向って繰り出される。記録紙カセット17から繰り出された記録紙Pは、タイミングローラ対19を介して感光体ドラム11に向って搬送される。感光体ドラム11の下側に設けられた転写ローラ15は矢印Bで示す方向に回転され、転写ローラ15と感光体ドラム11とが圧接されることによって両者の間に転写ニップが形成されている。記録紙カセット17から繰り出された記録紙Pは、タイミングローラ対19によって感光体ドラム11の回転に同期した所定のタイミングで転写ニップを通過するように搬送される。記録紙Pが転写ニップを通過する際には、転写ローラ15に印加された転写電圧にて発生する転写電界の作用によって、感光体ドラム11上に形成されたトナー画像が記録紙P上に転写される。
Below the
トナー画像が転写された記録紙Pは、感光体ドラム11から剥離されて定着装置30へ搬送される。トナー画像が転写された後の感光体ドラム11は、クリーナー16によって表面に残留するトナーが除去された後に残留電荷が消去される。残留電荷が消去された感光体ドラム11は、次の画像形成指示によって、上述した動作と同様の動作が繰り返されることにより、トナー画像が記録紙カセット17から繰り出される記録紙P上に転写される。このように、感光体ドラム11、帯電装置12、露光装置13、現像装置14、転写ローラ15、クリーナー16、記録紙カセット17等は、記録紙P上に未定着画像を形成する。
The recording paper P to which the toner image has been transferred is peeled off from the
図2は、定着装置30の構成を示す模式図、図3は、図2のX−X線に沿った断面の模式図である。なお、加熱ローラ31および加圧ローラ32については断面で示していない。図2および図3に示すように、定着装置30は、ハウジング37内において相互に圧接された加熱ローラ31および加圧ローラ32を有しており、上側に配置された加熱ローラ31に加圧ローラ32が下側から圧接されている。相互に圧接された加熱ローラ31と加圧ローラ32との間には、記録紙Pが通過する定着ニップNが形成されており、トナー画像が転写された記録紙Pは、ガイド部材33によって案内されてハウジング37内に導かれ、加熱ローラ31と加圧ローラ32との間の定着ニップNを、トナー画像が転写された面を加熱ローラ31側として通過する。記録紙P上に転写されたトナー画像は、記録紙Pが定着ニップNを通過する間に加熱および加圧されることによって記録紙Pに熱定着される。熱定着された記録紙Pは、排紙ローラ35によってハウジング37の外部に排出される。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the configuration of the fixing
定着装置30のハウジング37は、隔壁37aによって、上部空間37bと下部空間37cとに分割されており、下部空間37c内に加熱ローラ31および加圧ローラ32が配置されている。加熱ローラ31は、図3に示すように、記録紙Pの搬送方向に向って左側に位置するハウジング37の左側側壁37dに取り付けられた定着モータ38によって、図2に矢印Mで示す方向に回転駆動される。ハウジング37の下部空間37c内に配置された加熱ローラ31および加圧ローラ32は、それぞれの直径が例えば40mmに構成されており、図示しない加圧機構により相互に圧接されることによって定着ニップNが形成されている。定着装置30に搬送される記録紙Pは、加熱ローラ31および加圧ローラ32との間の定着ニップN内に案内されることによって上下方向から加圧される。定着ニップNを通過した記録紙Pは、剥離爪39(図2参照)によって加熱ローラ31から剥離されて、一対の排紙ローラ35によってハウジング37の外部に排出され、図示しない排紙トレイ上に排出される。
A
加熱ローラ31は、例えばアルミニウム等の金属によって構成された芯金の表面に弾性層と離型層とが積層されて構成されている。芯金の軸心部は中空になっており、その軸心部には、加熱ローラ31の軸方向に沿って直線状に形成されたハロゲンランプ34が配置されている。ハロゲンランプ34は、加熱ローラ31の軸方向の略全長にわたる長さを有しており、加熱ローラ31をほぼ全体にわたって均一に加熱するようになっている。
The
加圧ローラ32は、通常の電子写真方式の画像形成装置においてトナー画像を熱定着させる定着装置に使用される加圧ローラと同様の構成になっており、円柱状の芯金の表面に、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の離型性および耐熱性の良好なゴム等の表層が設けられている。
図3に示すように、加熱ローラ31および加圧ローラ32の軸方向長さは、プリンタ1にてプリント可能なサイズの記録紙Pのうち幅方向(記録紙Pの搬送方向と直交する方向)長さ(シート幅長さ)が最大の記録紙Pの幅Lよりも若干長くなっている。定着装置30における定着ニップNに案内される記録紙Pは、シート幅長さが異なっていても、幅方向の中央位置が搬送路の幅方向中央位置に一致した、いわゆるセンター基準で搬送されており、定着装置30においても、加熱ローラ31および加圧ローラ32の軸方向の中央位置である通紙中心線CLに沿ったセンター基準で定着ニップNを通過するようになっている。なお、定着ニップNにおいて、プリンタ1にてプリント可能な最小のシート幅長さの記録紙Pが通過する領域をシート通過領域N3としており、その最小シート幅長さ(通紙最小幅)をSで示している。定着ニップNにおけるシート通過領域N3の左側および右側のそれぞれの領域は、最小サイズ記録紙Pが通過しない第1および第2のシート非通過領域N1およびN2になっており、それぞれにおける加熱ローラ31の軸方向に沿った長さは、それぞれ「W1」および「W2」(ただし、W1=W2)になっている。従って、定着ニップNを通過する記録紙Pの最大シート幅長さ(通紙最大幅)Lは、L=S+W1+W2になる。なお、本実施の形態では、通紙最大幅Lとして、A4サイズの記録紙における長手方向寸法、すなわち、A4サイズの記録紙を、長手方向が搬送方向に直交する方向に向いた状態で搬送する横搬送する場合のシート幅長さに対応している。また、通紙最小幅Sとしては、A4サイズの記録紙における長手方向と直交するシート幅長さ、すなわち、70〜90mm程度に設定されており、加熱ローラ31の軸心部に設けられたハロゲンランプ34の有効発熱領域の軸方向長さは、通紙最大幅Lと同じ長さ、または、通紙最大幅Lよりも若干長くなっている。
The
As shown in FIG. 3, the axial lengths of the
図2に示すように、加熱ローラ31に対して記録紙搬送方向上流側の位置には、温度検知手段としてのサーミスタ36が設けられている。サーミスタ36は、ハロゲンランプ34の有効発熱領域の中央部に対応する加熱ローラ31の外周面の軸方向中央部に接触した状態になっており、加熱ローラ31が回転されている状態で、接触した加熱ローラ31の外周面の温度を検出する。従って、サーミスタ36は、幅方向寸法が異なる記録紙Pが定着ニップNを通過する場合であっても、加熱ローラ31の外周面の温度変化を正確かつ確実に検出することができる。ハロゲンランプ34は、後述するように、サーミスタ36によって検出される加熱ローラ31の外周面温度に基づいて、所定の定着温度になるように制御される。
As shown in FIG. 2, a
図4は、定着装置30の概略構成を示す斜視図であり、記録紙Pの搬送方向下流側であって搬送方向に向かって右側上方から見た状態を模式的に示している。図3および図4に示すように、記録紙Pの搬送方向に向って右側に位置するハウジング37の右側側壁37eには第1昇温抑制部41が設けられており、左側側壁37dには第2昇温抑制部42が第1昇温抑制部41に対向した状態で設けられている。第1昇温抑制部41および第2昇温抑制部42は、それぞれ、記録シートPを排出する排出口37hの上方であって、加熱ローラ31に対して記録紙Pの搬送方向下流側の右側側方および左側側方にそれぞれ配置されている。第1昇温抑制部41は、ハウジング37の内部の空気を吸引してプリンタ1の外部に排出する。第2昇温抑制部42は、プリンタ1の外部の空気を吸引してハウジング37の内部に吐出する。第1昇温抑制部41は、右側側壁37e近傍の加熱ローラ31周辺の記録紙Pの搬送方向下流側の空気を吸引することによって加熱ローラ31の軸方向に沿って左側側壁37dから右側側壁37eに向って流動する気流を形成する。また、第2昇温抑制部42は、左側側壁37d近傍の加熱ローラ31周辺の記録紙Pの搬送方向下流側の空間に空気を吐出することによって、加熱ローラ31の軸方向に沿って左側側壁37dから右側側壁37eに向って流動する気流を形成する。
FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of the fixing
図5は、第1昇温抑制部41および第2昇温抑制部42の構成を説明するための斜視図であり、記録紙Pの搬送方向上流側における左側上方から見た状態を模式的に示している。ハウジング37の右側側壁37eに取り付けられた第1昇温抑制部41は、ハウジング37の内部の空気を吸引する第1回転翼41aと、第1回転翼41aを回転駆動する第1ファンモータ41cとを有する第1送風ファン41eと、第1ファンモータ41cによって第1回転翼41aが回転駆動されることによりハウジング37内の空気を第1回転翼41aへと導く第1ダクト41bとを有している。第1ダクト41bには、第1回転翼41aの遠方側の端部に、該端部近傍の空気を吸引する縦長の長方形状の空気吸引口41dが設けられている。空気吸引口41dは、記録紙Pの搬送方向上流側に片寄って配置されており、従って、第1ダクト41bにおける記録紙Pの搬送方向下流側に位置する側面は、空気吸引口41dに接近するにつれて、順次、記録紙Pの搬送方向上流側に位置するように凹状に湾曲した状態で傾斜している。
FIG. 5 is a perspective view for explaining the configuration of the first temperature
第2昇温抑制部42も、第1昇温抑制部41と同様に、第2回転翼42aと第2ファンモータ42cとを有する第2送風ファン42eと、第2ダクト42bとを有しており、第2回転翼42aが第2ファンモータ42cによって回転駆動されることにより、ハウジング37の外部の空気を吸引して、第2ダクト42bを介してハウジング37の下部空間37c内に吐出する。第2ダクト42bは、第2回転翼42aの遠方側の端部に縦長の長方形状になった吐出口42dを備えている。吐出口42dも、空気吸引口41dに対向するように、記録紙Pの搬送方向上流側に片寄って配置されている。従って、第2ダクト42bにおける記録紙Pの搬送方向下流側に位置する側面は、吐出口42dに接近するにつれて、順次、記録紙Pの搬送方向上流側に位置するように傾斜している。吐出口42dは、空気吸引口41dと同じ上下方向長さを有しているが、記録紙Pの搬送方向に沿った幅方向長さが、第1ダクト41bの空気吸引口41dにおける幅方向長さよりも長くなっており、空気吸引口41dの開口面積の方が、吐出口42dの開口面積よりも20%程度大きくなっている。
Similarly to the first temperature
第1送風ファン41eおよび第2送風ファン42eとしては、軸流ファン、シロッコファン等の遠心ファンが使用される。第1送風ファン41eにおける第1回転翼41aが回転駆動されることによって、第1ダクト41bの空気吸引口41dには、この空気吸引口41dに近接した加熱ローラ31の端部近傍の空気が吸引されてプリンタ1の外部に排出される。これにより、加熱ローラ31における記録紙Pの搬送方向下流側の側方を、左側側壁37dから右側側壁37eに向って加熱ローラ31の軸方向に沿って流動する気流が形成され、この気流によって、加熱ローラ31の外周面の温度上昇が抑制される。また、第2送風ファン42eにおける第2回転翼42aが回転駆動されることによって、第2ダクト42bの吐出口42dから、プリンタ1の外部の空気が吸引されてハウジング37の下部空間37c内に吐出される。これにより、加熱ローラ31における記録紙Pの搬送方向下流側の側方を、第1送風ファン41eによって形成される気流とともに、左側側壁37dから右側側壁37eに向って加熱ローラ31の表面を軸方向に沿って流動する気流が形成され、第1送風ファン41eおよび第2送風ファン42eによって形成された気流により、加熱ローラ31の外周面の温度上昇が抑制される。
Centrifugal fans such as an axial fan and a sirocco fan are used as the
なお、この気流は、加熱ローラ31におけるサーミスタ36が配置された記録紙Pの搬送方向上流側とは加熱ローラ31に対して反対側に形成されるために、サーミスタ36は、気流による検出温度の乱れ(ノイズ)等が発生するおそれがなく、高精度での温度検出が可能になっている。
図3および図4に示すように、ハウジング37の隔壁37aには、加熱ローラ31の軸方向の略全長にわたって対向する開口部37gが形成されており、この開口部37g内に、記録紙Pの搬送方向に向って右側から左側にかけて、すなわち、第1昇温抑制部41および第2昇温抑制部42によって形成される気流の風下から風上にかけて、第1、第3、第2の熱電変換装置45、46、47が、その順番で配置されている。記録紙Pの搬送方向に向って右側に配置された第1熱電変換装置45は、定着ニップNにおける右側(気流の風下側)の第1シート非通過領域N1に、その全長W1にわたって加熱ローラ31を介して対向するように配置されている。また、記録紙Pの搬送方向に向って左側に配置された第2熱電変換装置47は、定着ニップNにおける左側(気流の風上側)の第2シート非通過領域N2に、その全長W2にわたって加熱ローラ31を介して対向するように配置されている。第1熱電変換装置45と第2熱電変換装置47との間に配置された第3熱電変換装置46は、定着ニップNにおけるシート通過領域N3に、その全長(通紙最小幅S)にわたって加熱ローラ31を介して対向する位置に配置されている。
Since the air flow is formed on the opposite side of the
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図6(a)は、第1熱電変換装置45の上方からの斜視図であり、一部を切り欠いて示している。図6(b)は、その第1熱電変換装置45を上下および左右方向をそれぞれ反転させた状態の斜視図である。第1熱電変換装置45は、加熱ローラ31に対向して配置される第1基板(高温側受熱部)45aと、この第1基板45aに対して適当な間隔をあけて平行に設けられた第2基板(低温側受熱部)45bとを備えており、第1基板45aと第2基板45bとの間に、複数のP型半導体素子45cおよび同数のN型半導体素子45dが設けられている。第1基板45aおよび第2基板45bにおける相互に対向する表面のそれぞれには、複数の電極45eが設けられており、それぞれの電極45eによって、相互に隣接するP型半導体素子45cおよびN型半導体素子45d同士が直列に接続されるとともに、第1基板45aと第2基板45bとの間に設けられた全てのP型半導体素子45cのそれぞれと全てのN型半導体素子45dのそれぞれとが交互に直列に接続されている。直列接続されたP型半導体素子45cおよびN型半導体素子45dの一方端に位置するP型半導体素子45cに接続された電極45eにはP側リード線45fが接続されており、他方端に位置するN型半導体素子45dに接続された電極45eにはN側リード線45gが接続されている。
FIG. 6A is a perspective view from above of the first
第1基板45aは、加熱ローラ31に空間を介して対向して配置され、第2基板45bが、第1基板45aに対して加熱ローラ31とは反対側に配置される。これにより、第1基板45aは、加熱ローラ31の熱が、加熱ローラ31と第1、第2、第3の熱電変換装置45、47、46のそれぞれとの間に介在する空気の自然対流によって伝導するとともに、その空気を介しての放射によって伝導することにより、高温になる。これに対して、第2基板45bは、加熱ローラ31に対して直接対向していないことから、第1基板45aよりも低温になる。相互に直列に接続されたP型半導体素子45cおよびN型半導体素子45dは、第1基板45aと第2基板45bとの受熱温度差によって発生する熱エネルギーを、ゼーベック効果を利用して電気エネルギーに変換し、変換された電気エネルギーを、リード線45fおよび45gから電圧として出力する。
The
第3熱電変換装置46および第2熱電変換装置47も、第1熱電変換装置45と同様の構成であり、第1基板46aおよび47aと、第2基板46bおよび47bとの間に、P型半導体素子46cおよび47cとN型半導体素子46dおよび47dとが、電極46eおよび47eによって接続された状態でそれぞれ設けられるとともに、リード線46fおよび47f、46gおよび47gがそれぞれ設けられているが、第1熱電変換装置45および第2熱電変換装置47は、同様の形状であり、従って、加熱ローラ31の軸方向に沿った長さが等しくなっているのに対して、第3熱電変換装置46は、加熱ローラ31の軸方向に沿った長さが第1熱電変換装置45および第2熱電変換装置47よりも長くなっている。
The third
P型半導体素子45c、46c、47cと、N型半導体素子45d、46d、47dのそれぞれの半導体材料としては、例えば、Sb2Te3−Bi2Te3、Bi3Te3−Bi2Se3、Si−Ge、CoSb3、Fe−Si2、Fe−Al、YbAl3、NaCo2O4、その他の酸化物、導電性ポリマー等の有機物等が挙げられる。
第1基板45a、46a、47aにおける加熱ローラ31に対向した下側の表面には、熱吸収性材料45h、46h、47hがそれぞれコーティングされている。熱吸収性材料45h、46h、47hは、赤外線領域における光を効率よく吸収するものであり、加熱ローラ31からの輻射熱を効率よく第1基板45a、46a、47aに伝導する伝熱促進手段として機能する。熱吸収性材料45h、46h、47hが、光の形態で放射される加熱ローラ31からの輻射熱を効率よく吸収することにより、第1基板45a、46a、47aは効率よく温度上昇する。
As semiconductor materials of the P-
The lower surfaces of the
熱吸収性材料45h、46h、47hとしては、熱吸収率の高い塗料が用いられる。また、加熱ローラ31に対向して配置されるために、加熱ローラ31の外周面近傍の高温に耐えることができる耐熱性に優れていることが好ましい。熱吸収性材料45h、46h、47hとしては、Al2O3、AlN、Sb2O3、ZnO、炭酸カルシウム、酸化鉄、SiO、SiO2、SiO4、SiC、TiO、TiO2、TiC、TiB、MgO、MgO2、ZrO2、その他のセラミック粒子、炭素、ホウ素、ガラスの粉末、あるいはアルミニウム、銅、銀、金、ニッケル、亜鉛、鉄、コバルト、クロム、チタン、スズ、それらの合金の粉末等、単独で、あるいは複数を組み合わせて含有する塗料を挙げることができる。具体的には、200℃以上の耐熱温度を有し、その温度範囲において放射率が0.8以上であることが好ましく、このような熱吸収性塗料としては、商品名「クールテックCT−400」(オキツモ株式会社製)がある。
As the
図3および図4に示すように、ハウジング37の左側側壁37dには、第1、第2、第3の熱電変換装置45、47、46を冷却するための熱電変換装置冷却部43が、ハウジング37内の上部空間37bに対向するように取り付けられている。熱電変換装置冷却部43は、第3ファンモータ43cによって第3回転翼43aが駆動される第3ファン43dを備えており、第3回転翼43aが回転駆動されることによって、ハウジング37の外部の空気を吸引して上部空間37bに吐出することにより、第2熱電変換装置47、第3熱電変換装置46、第1熱電変換装置45をそれぞれ順番に冷却する冷却風を形成する。ハウジング37における右側側壁37eの上部には、上部空間37bを外部に開放する排気口37fが設けられており、第2熱電変換装置47、第3熱電変換装置46、第1熱電変換装置45の第2基板47b、46b、45bを順番に冷却した冷却風が排気口37fから排出されてプリンタ1の外部に排出される。このように、第1、第2、第3の熱電変換装置45、47、46の第2基板45b、47b、46bがそれぞれ冷却風によって冷却されることにより、第1、第2、第3の各熱電変換装置45、47、46の第2基板45b、47b、46bと第1基板45a、47a、46aとの間の温度差が大きくなり、第1、第2、第3の各熱電変換装置45、47、46のそれぞれの熱電変換効率が向上して高電圧が出力される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
定着ニップNにおける右側の第1シート非通過領域N1に対向するように配置された第1熱電変換装置45は、ゼーベック効果によって得られた電圧を、ハウジング37の右側側壁37e(気流の風下側)に取り付けられた第1昇温抑制部41における第1送風ファン41eの第1ファンモータ41cに出力して、第1回転翼41aを回転させるようになっている。定着ニップNにおける左側の第2シート非通過領域N2に対向するように、記録紙Pの搬送方向に向かって左側(気流の風上側)に配置された第2熱電変換装置47は、ゼーベック効果によって得られた電圧を、ハウジング37の左側側壁37dに取り付けられた熱電変換装置冷却部43における第3送風ファン43dの第3ファンモータ43cに出力して、第3回転翼43aを回転させるようになっている。定着ニップNにおける中央部のシート通過領域N3に対向して配置された第3熱電変換装置46は、ゼーベック効果によって得られた電圧を、ハウジング37の左側側壁37d(気流の風上側)に取り付けられた第2昇温抑制部42における第2送風ファン42eの第2ファンモータ42cに出力して、第2回転翼42aを回転させるようになっている。
The first
第1、第2、第3の熱電変換装置45、47、46のそれぞれは、高温側の第1基板45a、47a、46aのそれぞれと、低温側の第2基板45b、47b、46bのそれぞれとの温度差が大きくなって所定の温度差になることにより、第1昇温抑制部41、熱電変換装置冷却部43、第2昇温抑制部42における第1、第3、第2の各送風ファン41e、43d、42eをそれぞれ回転駆動し得る電圧が出力され、これにより、第1回転翼41a、第3回転翼43a、第2回転翼42aのそれぞれが回転される。また、熱電変換装置冷却部43の第3回転翼43aが回転駆動されることによって、第1、第2、第3の熱電変換装置45、47、46のそれぞれの低温側である第2基板45b、47b、46bに沿った冷却風が形成され、これにより、第2基板45b、47b、46bがそれぞれ冷却されて、高温側の第1基板45a、47a、46aとの温度差が大きくなり、第1、第2、第3の各熱電変換装置45、47、46の熱電変換効率がさらに上昇し、それぞれから出力される電圧がさらに増加する。第1、第2、第3の熱電変換装置45、47、46から出力される電圧が増加することによって、第1、第3、第2の各送風ファン41e、43d、42eの回転数がさらに増加し、それぞれによって形成される気流の流量が増加することになる。
Each of the first, second, and third
なお、第1、第2、第3の熱電変換装置45、47、46のそれぞれの高温側である第1基板45a、47a、46aは、加熱ローラ31との間隙が小さくなるほど高温に加熱されやすいために好ましいが、その間隙が小さくなりすぎると、加熱ローラ31の回転振れによって加熱ローラ31の外周面との接触が生じ、加熱ローラ31あるいは第1、第2、第3の熱電変換装置45、47、46が損傷するおそれがある。このために、本実施形態では、第1、第2、第3の熱電変換装置45、47、46のそれぞれの第1基板45a、47a、46aと加熱ローラ31との最小間隙を3.0mmに設定している。
The
図7は、定着装置30の制御系のブロック図である。定着装置30に設けられた加熱ローラ31を回転させる定着モータ38およびハロゲンランプ34には、モータ用電源56および加熱用電源57のそれぞれから供給される電圧が、モータ用駆動回路55および加熱用駆動回路51によってそれぞれ調整された状態で供給されて、定着モータ38が駆動されるとともにハロゲンランプ34が点灯される。モータ用駆動回路55および加熱用駆動回路51は、コントローラ部53によって制御されて、それぞれから出力される電圧が調整される。コントローラ部53には、外部ホスト装置54からのプリントジョブによってプリント指示信号が入力されるとともに、サーミスタ36によって検出される加熱ローラ31の外周面温度に対応したアナログ信号が、A/Dコンバータ52によってデジタル変換されて入力される。
FIG. 7 is a block diagram of a control system of the fixing
コントローラ部53は、外部ホスト装置54からのプリント指示信号を受け取ると、定着モータ駆動回路55を制御して、加熱ローラ31を所定の回転速度で回転させる。加熱ローラ31が回転すると、加熱ローラ31に圧接された加圧ローラ32が、加熱ローラ31に追従して回転する。また、コントローラ部53は、外部ホスト装置54からのプリント指示信号を受け取ると、ハロゲンランプ34に対する通電が開始されるように、加熱用駆動回路51を制御して、ハロゲンランプ34を点灯させる。これにより、ハロゲンランプ34における有効発熱領域の全域において加熱ローラ31が急速に加熱される。その後は、コントローラ部53は、A/Dコンバータ52を介して入力されるサーミスタ36の検出信号に基づいて、加熱ローラ31の外周面が所定の定着温度になるように加熱用駆動回路51を制御する。
When the
本実施形態のプリンタ1では、例えば、プロセススピードが132mm/secに設定され、また、定着装置30での定着温度が180℃に設定されて、加熱ローラ31の外周面の温度が180℃の定着温度に制御される。さらに、複数の記録紙Pに対してプリントする場合における各記録紙Pの搬送時間の間隔として1.0secが設定されており、プリント速度は18枚/分になっている。
In the printer 1 of the present embodiment, for example, the process speed is set to 132 mm / sec, the fixing temperature in the fixing
このような構成のプリンタ1の定着装置30において、夜間にプリンタ1の電源がオフされて定着装置30が周囲温度と同じ温度に冷却された状態でプリンタ1の電源がオンされた場合(コールドスタート)の条件で、最小サイズの記録紙PとしてA4サイズの記録紙Pを縦方向として複数枚(ここでは120枚)連続搬送することによって、トナー画像をそれぞれの記録紙Pに連続して熱定着させる場合について説明する。コントローラ部53は、プリント指示を受け取ると、モータ用駆動回路55を制御して定着モータ38を回転させるとともに、加熱用駆動回路51を制御して加熱ローラ31の内部に設けられたハロゲンランプ34を点灯させ、加熱ローラ31を加熱して、加熱ローラ31の外周面の温度が180℃の定着温度になるまで昇温させる。加熱ローラ31が加熱されることによって、第1、第2、第3の熱電変換装置45、47、46では、それぞれの第1基板45a、47a、46aの温度が上昇し、第2基板45b、47b、46bとの温度差が大きくなることにより電力が発生して、第2昇温抑制部42、第1昇温抑制部41、熱電変換装置冷却部43のそれぞれに電圧を出力する。その後、加熱ローラ31の外周面の温度が徐々に高くなると、第1、第2、第3の熱電変換装置45、47、46から出力される電圧も徐々に高くなる。そして、加熱ローラ31の外周面温度が180℃の定着温度になると、未定着のトナー画像が転写された小サイズ記録紙Pが定着装置30へと搬送され、加熱ローラ31と加圧ローラ32との間の定着ニップN内に案内される。小サイズ記録紙Pは、幅方向の中央位置が加熱ローラ31の通紙中心線CLに一致するように定着ニップNを通過するために、加熱ローラ31における左右の両側部分が通過する第1および第2の各シート非通過領域N1およびN2では、記録紙Pが通過しないことによって温度上昇(非通紙部昇温)が生じる。この場合、第1および第2の各シート非通過領域N1およびN2では、定着ニップN内を通過する記録紙Pがそれぞれの長さ(W1およびW2)の一部に記録紙Pが接触するだけなので、それぞれにおける記録紙に奪われる熱量が少なく急速に温度が上昇する。これにより、第1および第2の各シート非通過領域N1およびN2を通過する加熱ローラ31の外周面部分に対向して配置された第1および第2の熱電変換装置45および47では、加熱ローラ31に対向する第1基板45aおよび47aにおいて急速に温度が上昇し、第2基板45bおよび47bとの温度差が大きくなり、ゼーベック効果によりそれぞれの温度差に対応した高電圧を出力する。
In the fixing
第1熱電変換装置45から出力される電圧は、ハウジング37の右側側壁37eに取り付けられた第1昇温抑制部41のファンモータ41cに供給されており、第1熱電変換装置45からの出力電圧が第1ファンモータ41cの駆動電圧を上回ることによって、第1ファンモータ41cが駆動されて第1回転翼41aが回転する。第1回転翼41aの回転により、温度が上昇した第1のシート非通過領域N1の近傍の空気が吸引されてプリンタ1の外部に排出される。これにより、ハウジング37の下部空間37c内では、図4に矢印Cで示すように、ハウジング37の左側側壁37dから右側側壁37eに向う加熱ローラ31の軸方向に沿った気流が形成され、第1および第2の各シート非通過領域N1およびN2の昇温抑制が開始される。
The voltage output from the first
この場合、左側側壁37dに近接した第2シート非通過領域N2を通過する加熱ローラ31の外周面部分に対向して配置された第2熱電変換装置47からも、第2シート非通過領域N2が高温になることによって高電圧が出力され、ハウジング37の上部空間37bに対向して配置された熱電変換装置冷却部43の第3ファンモータ43cが駆動されて、第3回転翼43aが回転される。これにより、第3ファンモータ43cは、ハウジング37の外部の空気を吸引して上部空間37b内に吐出する。上部空間37b内に吐出された空気は、上部空間37b内において、図3に矢印Dで示すように、第2、第3、第1の各熱電変換装置47、46、45のそれぞれの第2基板47b、46b、45bに沿って流動する冷却風を形成し、その冷却風が第2基板47b、46b、45bを順番に冷却して、ハウジング37の右側側壁37eに設けられた排気口37fを通ってプリンタ1の外部に排出される。第2、第3、第1の各熱電変換装置47、46、45では、第2基板47b、46b、45bが冷却されることによって、それぞれから出力される電圧がさらに上昇する。これにより、第1昇温抑制部41の第1ファンモータ41cがさらに高速で回転され、加熱ローラ31の軸方向に沿った気流の流量が増加する。
In this case, the second sheet non-passing region N2 is also from the second
第1昇温抑制部41による吸引によって形成された気流は、第1昇温抑制部41近傍の第1シート非通過領域N1の温度上昇を効率よく抑制するが、第1昇温抑制部41の遠方の風上側では流速が低くなっているために第2シート非通過領域N2については第1シート非通過領域N1よりも温度抑制効果が低下する。しかしながら、小サイズの記録紙Pの通紙枚数が増加すると、第1昇温抑制部41の遠方側である第2シート非通過領域N2において温度が上昇し、この第2シート非通過領域N2に対向した第2熱電変換装置47の第1基板47aと第2基板47bとの温度差が大きくなり、第2熱電変換装置47から出力される電圧がさらに増加する。これにより、熱電変換装置冷却部43に設けられた第3送風ファン43dの第3回転翼43aによる冷却風の風量がさらに増加して、第1、第2、第3の各熱電変換装置45、47、46における第2基板45b、47b、46bがそれぞれ一層冷却され、第1、第2、第3の各熱電変換装置45、47、46から出力される電圧がさらに増加する。
The airflow formed by the suction by the first temperature
この場合、シート通過領域N3を通過する加熱ローラ31の外周面部分には、風上側に位置する高温の第2シート非通過領域N2を通過する加熱ローラ31の外周面部分の熱を奪うことによって温度が上昇した気流が加熱ローラ31の外周面に沿って流動するために、その気流の影響でシート通過領域N3を通過する加熱ローラ31の外周面部分が過冷却されることが抑制される。これにより、シート通過領域N3を通過する加熱ローラ31の外周面部分に対向する第3熱電変換装置46では、第1基板46aと第2基板46bとの温度差が大きくなって高電圧が出力され、気流の風上側であるハウジング37の左側側壁37dに設けられた第2昇温抑制部42における第2送風ファン42eの第2ファンモータ42cが駆動される。これにより第2回転翼42aが回転され、プリンタ1の外部の空気がハウジング37の下部空間37c内に吐出されて、ハウジング37の左側側壁37dから右側側壁37eに向って加熱ローラ31の軸方向に沿った新たな気流が形成される。第2昇温抑制部42からの吐出によって生じた気流は、第2昇温抑制部42の近傍の第2シート非通過領域N2を通過する加熱ローラ31の外周面部分では高速になっているために、この第2シート非通過領域N2における温度上昇を効率よく抑制する。また、第2昇温抑制部42から吐出される気流は、第1昇温抑制部41の吸引によって生じた気流と同方向になっているために、加熱ローラ31の軸方向に沿って円滑に流動し、シート通過領域N3において、気流により大きく温度変化することが抑制される。これにより、加熱ローラ31の外周面の温度が軸方向に均一化される。
In this case, the outer peripheral surface portion of the
以上のように、A4サイズの記録紙Pが縦方向に連続して定着ニップNを通過する(小サイズ記録紙搬送)場合にも、第1および第2の各シート非通過領域N1およびN2における温度上昇が効率よく抑制される。この場合、第2昇温抑制部42は、第1昇温抑制部41によって形成された気流のみでは第2シート非通過領域N2の温度上昇を抑制できない場合に駆動されるが、加熱ローラ31は、180℃との定着温度に制御されているために、シート通過領域N3に対向した第3の熱電変換装置46での起電力が小さく、従って、第2昇温抑制部42における第2回転翼42aの回転力が小さく、第2回転翼42aから吐出される気流は、第1昇温抑制部41によって形成される気流の流動量よりも少なくなる。その結果、第2のシート非通過領域N2の温度が過剰に抑制されるおそれがなく、また、その風下側に位置するシート通過領域N3においても、気流によって大きく温度が変化することが抑制される。しかも、気流の風下側に位置する第1昇温抑制部41の第1ダクト41bにおける空気吸引口41dが、気流の風上側に位置する第2昇温抑制部42の第2ダクト42cにおける吐出口42dよりも大きな開口面積になっていることから、第2昇温抑制部42から吐出される気流が吐出口42d内に円滑に流入するために、加熱ローラ31に沿って流動する気流が乱れることが確実に抑制され、加熱ローラ31の温度上昇を、軸方向に沿って効率よく、かつ均一に抑制することができる。
As described above, even when the A4 size recording paper P passes through the fixing nip N continuously in the vertical direction (small size recording paper conveyance), the first and second sheet non-passing areas N1 and N2 Temperature rise is efficiently suppressed. In this case, the second temperature
本実施形態では、120枚のA4サイズの記録紙Pを縦方向に連続して搬送する小サイズ記録紙のプリントを実施した場合に、加熱ローラ31の両側における第1および第2のそれぞれのシート非通過領域N1およびN2での温度上昇を確実に抑制することができ、連続して搬送される記録紙Pの搬送時間間隔を延長することなく、加熱ローラ31の温度を240℃以下に抑制することができた。この温度は、定着装置30における加圧ローラ32、定着装置30の周辺に配置された各種部材の耐熱温度よりも低いために、それらの部材を熱的に損傷させるおそれがない。
In the present embodiment, the first and second sheets on both sides of the
比較のために、第1昇温抑制部41、第2昇温抑制部42、熱電変換装置冷却部43が設けられていない定着装置において、上記と同じ条件(定着部が室温程度になった状態)としたときに、120枚のA4サイズの記録紙を縦方向に連続して搬送することによる小サイズ記録紙Pのプリントを実施した場合には、プリント動作が開始してから45秒が経過した時点で、シート非通過領域の温度が260℃の高温に達した。このような温度では、記録紙Pの搬送時間の間隔を延長する必要があることから、プリント動作の開始から1分が経過すると、連続して搬送される記録紙Pの時間間隔が、1.0sec(プリント速度18枚/分)から7.0sec(プリント速度6枚/分)に延長され、プリント効率が著しく低下した。
For comparison, in the fixing device in which the first temperature
なお、本実施形態では、第1昇温抑制部41による空気の吸引によって加熱ローラ31の両側の第1および第2のシート非通過領域N1およびN2の温度上昇を抑制していることから、第1昇温抑制部41による空気の吸引を開始した当初は、第2昇温抑制部42に近接した第2シート非通過領域N2の温度が高くなる傾向にある。このために、第1のシート非通過領域N1と第2シート非通過領域N2との温度差により加熱ローラ31に左右の両側の側部における熱膨張に差が生じるおそれがあり、この場合には、加熱ローラ31に左右の両側の側部におけるそれぞれの変形によって周速度が変化するが、その変化は許容範囲内であり、記録紙Pの搬送不良、加熱ローラ31および加圧ローラ32によって記録紙Pが幅方向に不均一に接触する等の不具合は発生しなかった。
In the present embodiment, since the first temperature
次に、定着装置30での複数枚の小サイズの記録紙Pの連続プリントが終了した後に、その小サイズの記録紙よりも幅方向長さが長いサイズの記録紙Pに対するプリントがコントローラ部53に対して指示された場合の定着装置30の動作について説明する。小サイズの記録紙Pが連続して定着ニップNを通過した直後は、加熱ローラ31の両側における第1および第2のシート非通過領域N1およびN2の温度がシート通過領域N3の温度よりも高くなっており、このような状態で、小サイズの記録紙よりも幅方向長さが長いサイズの記録紙Pが定着ニップNを通過すると、記録紙Pの画像領域における幅方向の両側部分において高温オフセットが発生して画像が劣化するおそれがある。このために、コントローラ部53には、小サイズの記録紙Pの連続プリントが終了した後に、加熱ローラ31および加圧ローラ32を空回転させて温度を低下させる待機時間(ウェイトタイム)が、定着ニップNを通過した小サイズの記録紙Pの枚数に応じて予め設定されており、設定された待機時間の間は、定着ニップNに記録紙Pを通過させることなく加熱ローラ31および加圧ローラ32を空回転させるようになっている。ウェィトタイムは、図8に示すようなタイムテーブルとして、コントローラ部53に記憶されている。図8に示すタイムテーブルでは、加熱ローラ31の両側の第1および第2の各シート非通過領域N1およびN2が、プリンタ1の使用環境、記録紙Pのサイズ、記録紙Pの種類等に関わらず、高温オフセットが発生しない温度である200℃以下にまで低下するように、定着ニップNを連続して通過した小サイズの記録紙Pの枚数に応じたウェイトタイムが設定されている。図8に示すタイムテーブルでは、定着装置30において連続してトナー画像が定着された小サイズの記録紙Pの枚数が5枚未満の場合には、ウェイトタイムとして0秒(sec)が設定されており、従って、特に加熱ローラ31および加圧ローラ32を空回転させることなく、小サイズの記録紙Pの連続プリント動作に連続して大サイズの記録紙Pのプリント動作が実施される。定着ニップNを連続して通過した小サイズの記録紙Pの枚数が5枚〜10枚未満の場合には、ウェイトタイムとして3秒(sec)が設定されており、以下、10枚〜18枚未満の場合には5秒(sec)、18枚〜25枚未満の場合には7秒(sec)、25枚〜36枚未満の場合には15秒(sec)、36枚〜54枚未満の場合には20秒(sec)、54枚〜80枚未満の場合には25秒(sec)、80枚〜110枚未満の場合には30秒(sec)、110枚〜140枚未満の場合には45秒(sec)、140枚〜160枚未満の場合には75秒(sec)、160枚以上の場合には105秒(sec)が、それぞれウェイトタイムとして設定されている。
Next, after the continuous printing of a plurality of small-sized recording papers P in the fixing
コントローラ部53は、外部ホスト装置54から、小サイズの記録紙の複数枚の連続プリントが指示されるとともに、その後に、大サイズの記録紙のプリント指示があった場合には、記憶されたタイムテーブルに基づいて、指示されたプリント枚数に対応したウェイトタイムを読み出して設定し、指示された枚数の連続プリント動作が終了すると、ハロゲンランプ34をオフした状態で、設定されたウェイトタイムにわたって、加熱ローラ31および加圧ローラ32を空回転させる。これにより、定着ニップNにおけるシート非通過領域N1およびN2が高温状態になっていても、迅速に200℃以下の温度にまで低下させることができ、大サイズの記録紙Pの定着画像に高温オフセットによる画像劣化が生じることを防止することができる。
The
例えば、コントローラ部53は、120枚のA4サイズの記録紙Pを縦方向に搬送する小サイズ記録紙のプリント動作を行うプリント指示と、その後に、例えば、A4サイズの記録紙を横方向に搬送してプリント動作を行うプリント指示とを外部ホスト装置54から受け取った場合には、図8に示すタイムテーブルに基づいて45秒のウェイトタイムを設定し、120枚の小サイズ記録紙Pの連続プリント動作が終了すると、45秒間にわたって加熱ローラ31および加圧ローラ32を空回転し、その後に、A4サイズの記録紙を横方向に搬送してプリント動作を実施した。この場合には、大サイズの記録紙Pのトナー画像には、高温オフセットによる画像劣化が発生することがなく、良好な画像を得ることができた。
For example, the
なお、図8に示すウェイトタイムは、記録シートの幅方向サイズ、材質、プリンタ1の周囲の環境等に応じて最適な時間(最短時間)に設定される。また、小サイズ記録紙Pの連続定着動作の直後に、大サイズ記録紙Pの定着動作を実施する場合にウェイトタイムを設定する構成に限らず、小サイズ記録紙Pの連続定着動作の直後にプリント動作を停止する場合にも、ウェイトタイムを設定するようにしてもよい。 The wait time shown in FIG. 8 is set to an optimum time (shortest time) according to the width direction size of the recording sheet, the material, the environment around the printer 1, and the like. Further, immediately after the continuous fixing operation of the small size recording paper P, not only the configuration in which the wait time is set when the fixing operation of the large size recording paper P is performed immediately after the continuous fixing operation of the small size recording paper P is performed. Even when the printing operation is stopped, the wait time may be set.
次に、最大幅、例えばA4サイズの記録紙を横方向に搬送して連続プリント動作を行う場合について説明する。この場合、横方向のA4サイズの記録紙は、ニップNにおける第1および第2のシート非通過領域N1およびN2と、シート通過領域N3との全体にわたって通過するために、第1および第2のシート非通過領域N1およびN2と、シート通過領域N3との全てにおいて熱を奪われる。従って、加熱ローラ31は、軸方向に均一に180℃の定着温度に制御された状態で、大サイズの記録紙Pが連続して定着ニップNを通過しても、加熱ローラ31は軸方向にほぼ均一に温度が上昇し、この温度上昇に伴って、ハウジング37の上部空間37b内の温度も上昇する。従って、第1、第2、第3の各熱電変換装置45、47、46では、第1基板45a、47a、46aと、第2基板45b、47b、46bとのそれぞれの温度差が大きくならないために、第1、第2、第3の各熱電変換装置45、47、46において発生する電力が小さく、第1昇温抑制部41、第2昇温抑制部42、熱電変換装置冷却部43のそれぞれが駆動されることはない。本実施形態において、A4サイズの記録紙を横方向に搬送して連続200枚にわたってプリントしたが、加熱ローラ31における温度上昇が小さく、第1昇温抑制部41、第2昇温抑制部42、熱電変換装置冷却部43が駆動されることはなかった。
Next, a case where a continuous print operation is performed by conveying a maximum width, for example, A4 size recording paper in the horizontal direction will be described. In this case, since the A4 size recording paper in the lateral direction passes through the entire first and second sheet non-passing areas N1 and N2 and the sheet passing area N3 in the nip N, the first and second sheets Heat is lost in all of the sheet non-passing areas N1 and N2 and the sheet passing area N3. Therefore, even if the large size recording paper P passes through the fixing nip N in a state where the
また、大サイズと小サイズとの中間サイズの記録紙Pを連続してプリントする場合(例えばB4サイズの記録紙を縦方向に搬送する場合)には、加熱ローラ31の両側におけるシート非通過領域N1およびN2での記録紙Pが接触しない軸方向長さが、A4サイズの記録紙Pを縦方向搬送とした場合よりも短くなるために、定着ニップNにおける記録紙Pが接触しない領域の温度が、A4サイズ記録紙の縦搬送の場合よりも緩やかに上昇する。従って、加熱ローラ31の両側の第1および第2のシート非通過領域N1およびN2に対向して配置された第1および第2の各熱電変換装置45および47から出力される電圧も緩やかに上昇する。このために、第1および第2の各熱電変換装置45および47にそれぞれ接続された第1昇温抑制部41および熱電変換装置冷却部43が駆動されるタイミングが、A4サイズ記録紙縦の搬送の場合よりも遅れ、第1および第2のシート非通過領域N1およびN2のうちB4サイズ記録紙が接触しない部分の温度が、A4サイズ記録紙の縦搬送の場合よりも上昇する。しかし、記録紙Pが接触しないそれぞれの領域における温度上昇によって第1昇温抑制部41および熱電変換装置冷却部43が駆動されると、その後は、A4サイズ記録紙の縦搬送による連続プリント動作時と同様に、第1、第2、第3の各熱電変換装置45、47、46から高電圧が出力され、さらにその後に第2昇温抑制部42も駆動されることから、A4サイズ記録紙の縦搬送による連続プリントの場合と同程度の温度に加熱ローラ31の温度上昇を抑制することができる。本実施の形態では、120枚のB4サイズの記録紙を縦方向に連続して搬送してプリントした場合に、第1昇温抑制部41および熱電変換装置冷却部43の駆動が遅れることによって、加熱ローラ31は一時的に250℃に達したものの、その後は、定着装置30の周辺部材が熱劣化に影響しない程度の温度(240℃)以内に抑制することができた。
In addition, when continuously printing the recording paper P having an intermediate size between the large size and the small size (for example, when conveying a B4 size recording paper in the vertical direction), the sheet non-passing area on both sides of the
次に、プリンタ1が電源オン状態で、3時間にわたってプリント動作を行うことなく待機した状態(スタンバイ状態)から、120枚のA4サイズの記録紙の縦方向搬送によるプリント指示を受けた場合について説明する。この場合には、定着装置30は、3時間にわたる待機時間の間は、加熱ローラ31および加圧ローラ32を空回転させつつ(但し、それぞれの周速度は、定着動作時における周速度よりも低下している)、加熱ローラ31の外周面の温度を150℃に制御している。この150℃の制御方法は、例えば、加熱用駆動回路51からの出力電圧が、前述したコールドスタートの場合を100としたときに、このコールドスタートに対して約半分(55%)程度の電圧になるようにハロゲンランプ34を制御する方法が採用される。もちろん、他の制御方法としてもよい。これにより、待機状態ではハロゲンランプ34の消費電力を低減することができる。
Next, a description will be given of the case where the printer 1 receives a print instruction for conveying 120 sheets of A4 size recording paper in the vertical direction from a standby state (standby state) without performing a printing operation for 3 hours with the power on. To do. In this case, the fixing
加熱ローラ31の外周面の温度を150℃に維持して長時間待機している場合には、ハロゲンランプ34からの熱が定着装置30の全体に広がっているために、ハウジング37の下部空間37c内における加熱ローラ31の周囲の温度のみならず、ハウジング37の上部空間37b内の温度は、加熱ローラ31の外周面の温度150°に対して55%〜75%程度に上昇している。このような状態から、加熱ローラ31を180℃まで昇温させた後に、A4サイズの記録紙Pを連続して縦方向搬送して定着装置30における定着ニップNを通過させた場合、定着装置30の熱量が増加しているため、少ない電力で定着温度180℃に維持することができる。従って、加熱ローラ31の両側における記録紙Pが接触しない領域では緩やかに温度が上昇し、また、加熱ローラ31における記録紙Pが接触しない領域の緩やかな温度上昇に伴って、ハウジング37の上部空間37b内も緩やかに温度が上昇する。その結果、第1および第2の熱電変換装置45および47のそれぞれから出力される電圧の上昇も緩やかになり、第1昇温抑制部41および熱電変換装置冷却部43が駆動されるタイミングが遅れ、中間サイズの場合と同様に、加熱ローラ31における記録紙Pが接触しない領域において、一時的に、250℃程度の高温に達するおそれがある。しかしながら、加熱ローラ31における記録紙Pが接触しない各領域が高温になることによって、第1昇温抑制部41および熱電変換装置冷却部43が駆動されると、その後は、周囲部材が熱的に損傷するおそれがない程度(240℃程度)にまで温度を低下させることができる。
When the temperature of the outer peripheral surface of the
なお、第1昇温抑制部41および熱電変換装置冷却部43が駆動されるタイミングがさらに遅れるB4サイズの記録紙Pの縦方向搬送により連続プリントを実行する場合には、加熱ローラ31の温度が一時的に254℃に達したが、第1昇温抑制部41および熱電変換装置冷却部43が駆動されると、その後は、A4サイズの記録紙Pの縦方向搬送による連続プリントの場合と同様に、定着装置30の周辺部材が熱劣化に影響しない程度の温度(240℃以下)に抑制することができた。待機状態では、加熱ローラ31の外周面の温度が150℃に維持されているために、定着温度である180℃に温度が上昇するときの温度上昇がコールドスタートの場合よりも緩やかであるが、結果的には過昇温を防止することができる。
Note that when the continuous printing is performed by the vertical conveyance of the B4-sized recording paper P in which the timing at which the first temperature
以上のように、本実施の形態1では、幅方向長さが小サイズの記録紙等の記録シートを連続してプリントする場合において、複雑な制御を行うことなく、定着装置30の定着ニップNにおける記録紙が接触しない各領域での温度上昇を、記録紙の搬送時間の間隔を延長することなく確実に抑制することができ、従って、複数枚の記録紙に対して連続して画像を定着させるための時間が延長されるおそれがなく、その結果、定着効率が低下することを防止することができる。
As described above, in the first embodiment, the fixing nip N of the fixing
なお、上記の説明では、搬送される記録シートの幅方向長さの最大をA4サイズの記録シートの長手方向長さ、搬送される記録シートの幅方向長さの最小をA4サイズの記録シートの幅方向長さとしたが、このような構成に限定されるものではない。また、第2送風ファン42eを第1送風ファン41eよりも遅れて駆動する構成としたが、略同時に駆動されるように、第2送風ファン42eを低電圧で駆動されるファンを用いるようにしてもよい。また、プリント動作中に加熱ローラ31の昇温によりファンを動作させてシート非通過領域の過昇温を防止できるように冷却する構成であればよく、第1送風ファン41eと第3送風ファン43dだけで過昇温を抑制できるのであれば、第2熱電変換装置47と第2送風ファン42eを設けない構成としてもよい。
In the above description, the maximum length in the width direction of the recording sheet being conveyed is the length in the longitudinal direction of the A4 size recording sheet, and the minimum length in the width direction of the recording sheet being conveyed is the length of the A4 size recording sheet. Although the length in the width direction is described, it is not limited to such a configuration. Further, the
<実施形態2>
図9は、本実施形態2の定着装置30の構成を示す模式図、図10は、図9のY−Y線に沿った断面図である。本実施形態2の定着装置30では、加熱ローラ31の左側の第2シート非通過領域N2に対向して配置された第2熱電変換装置47’の構成が、実施形態1の定着装置30における第2熱電変換装置47とは異なっていること以外は同様の構成になっている。本実施形態2の第2熱電変換装置47’は、第1基板47a’および第2基板47b’の面積を、実施形態1の第2熱電変換装置47の第1基板47aおよび第2基板47bの面積よりも大きくして、第1基板47a’および第2基板47b’の間に配置されるP型半導体素子47c’およびN型半導体素子47d’のそれぞれの個数を、実施形態1の第2熱電変換装置47におけるP型半導体素子47cおよびN型半導体素子47dの個数よりも多くすることによって、第2熱電変換装置47’の熱電変換効率を高めている。これにより、第2熱電変換装置47’の熱電変換効率は、第1シート非通過領域N1に対向して配置された第1熱電変換装置45の熱電変換効率よりも高くなっている。本実施形態の第2熱電変換装置47’は、第1基板47a’および第2基板47b’が、図9に示すように、加熱ローラ31の外周面に沿うように、それぞれ上方に向って突出する円弧状に湾曲されて、ハウジング37の隔壁37aに形成された開口部37g内に配置されている。これにより、第2基板47b’と加熱ローラ31の外周面との間隙が略一定となり、加熱ローラ31によって第2基板47b’が均一に加熱されるために、第2熱電変換装置47’の熱電変換効率がさらに高められることになる。
<Embodiment 2>
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration of the fixing
第2熱電変換装置47’は、このような構成とされることによって熱電変換効率が向上し、第1基板47a’および第2基板47b’の温度差が小さくても出力される電圧を上昇させることができる。従って、熱電変換装置冷却部43の駆動タイミングを早めることができる。その結果、例えばA4サイズの記録紙Pの縦方向搬送(幅方向小サイズ記録紙)で連続プリントする場合には、この第2熱電変換装置47’が最初に高電圧出力状態になって熱電変換装置冷却部43が駆動されることになる。これにより、第1、第2、第3の熱電変換装置45、47’、46の第2基板45b、47b’、46bが冷却されるタイミングも速くなり、その後に、第1熱電変換装置45から出力される電圧によって第1昇温抑制部41が駆動され、さらにその後に、第2熱電変換装置45から出力される電圧によって第2昇温抑制部42が駆動されるが、この第2昇温抑制部42が駆動されるタイミングが実施形態1の場合よりも速くなる。これにより、加熱ローラ31における両側の第1および第2の各シート非通過領域N1およびN2における温度上昇を、効率よく、また、より確実に抑制することができる。
The second
本実施形態2の定着装置30では、加熱ローラ31および加圧ローラ32を空回転しながら150℃の温度に制御した待機状態が3時間にわたって継続した後に、120枚のA4サイズの記録紙Pの縦方向搬送で連続してプリントした場合に、加熱ローラ31は、一時的に240℃の温度に達したが、この温度は、実施形態1の場合の254℃よりも低く、また、熱電変換装置冷却部43が駆動されるタイミングが早くなることにより、その後のシート非通過領域の温度上昇を効果的に抑制することができた。
In the fixing
なお、前述したコールドスタートの場合にも、熱電変換装置冷却部43が駆動されるタイミングが早くなることにより、加熱ローラ31の温度が一時的に達する温度を223℃に低下させることができた。しかも、定着装置30における加熱ローラ31の両側の第1および第2の各シート非通過領域N1およびN2においても、加熱ローラ31の温度を、トナー画像の定着性に影響がないように、効果的に温度上昇を抑制することができた。
Even in the case of the cold start described above, the temperature at which the temperature of the
<実施形態3>
図11は、本発明の実施形態3における定着装置30の概略構成を示す断面図である。この定着装置30では、電磁誘導加熱方式の加熱手段によって定着ニップNを通過する記録紙の未定着トナー画像を加熱するようになっている。このために、加熱ローラ31は、例えば、芯金の表面に、厚さ1mm〜数十mm程度の鉄の発熱層が設けられており、その表面にフッ素樹脂等の離型層が形成されて、直径40mmに構成されている。なお、発熱層としては、鉄に限らず、ステンレス、アルミニウム、ステンレスとアルミニウムの複合材等であってもよい。加圧ローラ32は、実施形態1と同様の構成であり、加熱ローラ31と同様に直径40mmであって、図示しない加圧機構によって加熱ローラ31に圧接されて、加熱ローラ31が回転駆動されることにより加熱ローラ31に追従して回転するようになっている。
<
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the fixing
加熱ローラ31の上側には、電磁誘導加熱方式の加熱手段を構成する磁場発生装置60が、加熱ローラ31の上部外周面に沿った湾曲状態で設けられている。磁場発生装置60は、例えば一対の励磁コイル61を備えている。各励磁コイル61は、それぞれの直径が0.5mmの銅線材に耐熱性のポリアミドイミドをそれぞれ被覆して、例えば16本の被覆銅線材を相互に絶縁状態で束ねたリッツ線を、芯材(コア部材)を用いることなくコイルに形成した空芯コイルによって構成されている。
On the upper side of the
各励磁コイル61には、図示しない励磁回路(インバータ回路)から高周波電流が印加されるようになっており、高周波電流が印加されることによって各励磁コイル61からは磁束が発生し、加熱ローラ31の発熱層における各励磁コイル61に対向する部分では、磁界の変化を妨げるように磁束および渦電流が発生し、この渦電流によって、加熱ローラ31における発熱層に加熱ローラ31の軸方向に沿ったジュール熱が発生する。このように、加熱ローラ31は各励磁コイル61に対向する部分のみが加熱されるが、加熱ローラ31が回転することによって、各励磁コイル61に対向する発熱層部分が周方向に連続して変化し、これにより、加熱ローラ31は周方向の全体にわたって加熱される。なお、励磁回路に対する電流は、加熱ローラ31の表面に圧接された温度ヒューズであるサーモスタット(図示せず)を介して供給されるようになっている。サーモスタットは、加熱ローラ31の表面の温度が予め設定された所定の異常温度に達することによって、励磁回路に対する電流の供給を遮断するようになっている。
A high frequency current is applied to each
本実施形態では、各励磁コイル61に、周波数30kHz、出力1000Wの高周波電流を供給するように設定されるとともに、定着温度が200℃に設定されており、加熱ローラ31の外周面の温度をサーミスタ36によって検出して加熱ローラ31の外周面の温度を200℃になるようにフィードバック制御するようになっており、加熱ローラ31の表面の温度が200℃になることによってプリント動作が開始される。なお、プリント動作が開始されるまでの待機状態では、加熱ローラ31の表面が均一に加熱されるように、加熱ローラ31および加圧ローラ32は、記録紙Pが搬送されていない状態で空回転されている。
In the present embodiment, the
本実施形態3の定着装置30においても、実施形態1の定着装置30と同様に、第1昇温抑制部41、第2昇温抑制部42、熱電変換装置冷却部43と、第1、第2、第3の熱電変換装置45、47、46が設けられているが、第1昇温抑制部41および第2昇温抑制部42は、実施形態1と同様に、排紙ローラ35の上方であって記録紙Pの搬送方向の右側および左側にそれぞれ設けられているのに対して、第1、第2、第3の熱電変換装置45、47、46および熱電変換装置冷却部43が設けられた位置が実施形態1の定着装置30とは異なっている。すなわち、第1、第2、第3の熱電変換装置45、47、46は、磁場発生装置60よりも加熱ローラ31の回転方向下流側であって、サーミスタ36の回転方向上流側の位置に、それぞれの第1基板45a、46a、47aを、加熱ローラ31における右側の第1シート非通過領域N1、シート通過領域N3、左側の第2シート通過領域N2に対向させた状態で配置している。第1、第2、第3の熱電変換装置45、47、46の第2基板45b、47b、46bは、定着装置30のハウジング37内における記録紙Pの搬送方向上流側の上方に設けられた冷却空間37s内に配置されている。熱電変換装置冷却部43は、冷却空間37sの左側の側方に、第2、第3、第1の各熱電変換装置47、46、45のそれぞれの第2基板47b、46b、45bに沿って冷却風を送風するように配置されている。その他の構成は、実施形態1の定着装置30と同様になっている。
Also in the fixing
このような構成の定着装置30も、実施形態1の定着装置30と同様に、第1、第2、第3の熱電変換装置45、47、46において生成された電圧によって、第1昇温抑制部41、第2昇温抑制部42、熱電変換装置冷却部43のそれぞれが駆動されるようになっていることから、幅方向が小サイズの記録紙Pが連続してプリントされる場合(例えば、A4サイズの記録紙の縦搬送によるプリントの場合)に、加熱ローラ31の両側の第1および第2の各シート非通過領域N1およびN2における温度上昇を確実に抑制することができる。特に、本実施形態の定着装置30は、励磁コイル61が、対向する加熱ローラ31の周面部分を部分的に加熱する構成であって、加熱ローラ31が1回転されることによって加熱ローラ31が全周にわたって加熱されるが、第1、第2、第3の熱電変換装置45、47、46のそれぞれが、励磁コイル61によって発熱された加熱ローラ31の外周面部分よりも回転方向下流側かつ定着ニップよりも上流側に位置していることにより、第1、第2、第3の熱電変換装置45、47、46のそれぞれの第1基板45a、47a、46aは、加熱された直後の加熱ローラ31部分によって迅速に加熱される。これにより、第1昇温抑制部41、第2昇温抑制部42、熱電変換装置冷却部43のそれぞれが迅速に駆動され、加熱ローラ31の第1および第2の各シート非通過領域N1およびN2の温度上昇を抑制するための制御の開始タイミングが速くなり、それぞれの温度上昇を確実に抑制することができる。
Similarly to the fixing
なお、本実施形態は、電磁誘導加熱方式の定着装置に限定されるものではなく、加熱ローラ31、加圧ローラ32のいずれか一方または両方を部分的に加熱する定着装置、例えば、加熱ローラ31の外部に加熱ローラ31をハロゲンランプ等によって補助的に加熱する第2の加熱ローラを備えた定着装置にも適用することができる。
<変形例>
上記各実施形態では、定着装置としてハロゲンランプと定着ローラとを用いる構成について説明したが、このような構成に限定されるものではない。例えば、円筒状の定着フィルムと、定着フィルムの内側に配され、ガラス、セラミック、耐熱プラスチック等の基板(厚さ0.1mm〜2.0mm程度)の外周面に発熱抵抗層を設けてなる加熱体と、加熱体を支持するホルダとを備え、加熱体を定着フィルムを介して加圧ローラに圧接させて定着フィルムと加圧ローラとの間にニップを確保するフィルム加熱方式の定着装置としてもよい。このような熱容量が小さな定着装置では、高速昇温が可能であり、特に、シート非通過領域の昇温が速いために、本発明を好適に実施することができる。
The present embodiment is not limited to the electromagnetic induction heating type fixing device, and a fixing device that partially heats one or both of the
<Modification>
In each of the above embodiments, the configuration using the halogen lamp and the fixing roller as the fixing device has been described. However, the present invention is not limited to such a configuration. For example, a heating having a cylindrical fixing film and a heating resistance layer provided on the inner surface of the fixing film and provided on the outer peripheral surface of a glass (ceramic, heat resistant plastic) or other substrate (thickness of about 0.1 mm to 2.0 mm). As a film heating type fixing device that includes a body and a holder that supports the heating body, and presses the heating body against the pressure roller via the fixing film to secure a nip between the fixing film and the pressure roller. Good. In such a fixing device having a small heat capacity, it is possible to increase the temperature at high speed. In particular, since the temperature increase in the sheet non-passing region is rapid, the present invention can be suitably implemented.
また、上記各実施形態に係る定着装置において、加熱ローラ31または加圧ローラ32のいずか一方または両方がベルトであってもよい。さらに、上記各実施形態に係る定着装置が適用される画像形成装置は、図1に示したモノカラープリンタに限らず、中間転写ベルトの周回移動域に対向して4つの画像形成ユニットを配置したタンデム型カラーデジタルプリンタ、回転軸の周囲に4つの現像装置を配置し、これら4つの現像装置を、順次、静電潜像担持体に対向させてフルカラー画像を形成する、いわゆる4サイクル方式の画像形成装置等であってもよい。また、プリンタに限らず、複写機、FAX、MFP(Multiple Function Printer)等にも適用できる。
In the fixing device according to each of the above embodiments, either one or both of the
本発明は、未定着画像を加熱および加圧して熱定着させる定着装置において、幅方向が小サイズの記録紙等の記録シートを連続してプリントする場合に、シート非通過領域での温度上昇を、記録シートの搬送時間間隔を延長することなく確実に抑制することができる。 The present invention provides a fixing device that heats and pressurizes an unfixed image to fix the temperature in a sheet non-passing area when continuously printing recording sheets such as a recording paper having a small width. In addition, the recording sheet conveyance time interval can be reliably suppressed without being extended.
30 定着装置
31 加熱ローラ
32 加圧ローラ
34 ハロゲンランプ
36 サーミスタ
37 ハウジング
37a 隔壁
37b 上部空間
37c 下部空間
41 第1昇温抑制部
41a 第1回転翼
41b 第1ダクト
41c 第1ファンモータ
41d 空気吸引口
41e 第1送風ファン
42 第2昇温抑制部
42a 第2回転翼
42b 第2ダクト
42c 第2ファンモータ
42d 吐出口
42e 第2送風ファン
43 熱電変換装置冷却部
43a 第3回転翼
43c 第3ファンモータ
43d 第3送風ファン
45 第1熱電変換装置
45a 第1基板
45b 第2基板
45c P型半導体素子
45d N型半導体素子
45h 熱吸収性材料
46 第3熱電変換装置
46a 第1基板
46b 第2基板
46c P型半導体素子
46d N型半導体素子
47、47’ 第2熱電変換装置
47a、47a’ 第1基板
47b、47b’ 第2基板
47c、47c’ P型半導体素子
47d、47d’ N型半導体素子
60 磁場発生装置
61 励磁コイル
DESCRIPTION OF
Claims (20)
前記加熱回転体の昇温を抑制する気流を、前記加熱回転体外周面に沿った周回移動方向とは直交する方向に形成する第1昇温抑制部と、
前記定着ニップにおける所定サイズの記録シートが通過するシート通過領域の両側のシート非通過領域をそれぞれ通過する前記加熱回転体の両側の外周面部分にそれぞれ対向する高温側受熱部と、該高温側受熱部のそれぞれに対して前記加熱回転体とは反対側に位置する低温側受熱部とを備え、それぞれの前記高温側受熱部と低温側受熱部との受熱温度差に応じて電気エネルギーを生成する、第1および第2の熱電変換装置と、
前記第1および第2の熱電変換装置のそれぞれにおいて前記受熱温度差が大きくなるように、それぞれの前記低温側受熱部を冷却する熱電変換装置冷却部と、を備え、
前記第1熱電変換装置から出力される電気エネルギーによって前記第1昇温抑制部が駆動され、前記第2熱電変換装置から出力される電気エネルギーによって前記熱電変換装置冷却部が駆動されることを特徴とする定着装置。 A fixing nip formed between a heating rotator whose outer peripheral surface circulates while being heated by the heating means and a pressure rotator whose outer peripheral surface circulates while being pressed against the outer peripheral surface of the heating rotator. A fixing device for thermally fixing an unfixed image on a recording sheet while the recording sheet passes,
A first temperature rise suppression unit that forms an air flow that suppresses the temperature rise of the heating rotator in a direction orthogonal to the direction of circumferential movement along the outer peripheral surface of the heating rotator;
A high-temperature-side heat-receiving portion respectively facing the outer peripheral surface portions on both sides of the heating rotator that respectively pass through sheet non-passage areas on both sides of a sheet-passing area through which a recording sheet of a predetermined size passes in the fixing nip; A low-temperature side heat receiving part located on the opposite side of the heating rotator with respect to each of the parts, and generates electric energy according to a difference in heat-receiving temperature between the high-temperature side heat receiving part and the low-temperature side heat receiving part , First and second thermoelectric conversion devices;
A thermoelectric conversion device cooling section that cools each of the low-temperature side heat receiving sections so that the difference between the heat receiving temperature increases in each of the first and second thermoelectric conversion apparatuses,
The first temperature rise suppression unit is driven by electrical energy output from the first thermoelectric conversion device, and the thermoelectric conversion device cooling unit is driven by electrical energy output from the second thermoelectric conversion device. A fixing device.
前記第1昇温抑制部は、前記ハウジング内の空気を吸引して該ハウジング外に排出する第1送風ファンを備え、該第1送風ファンが前記第1熱電変換装置から出力される電気エネルギーによって駆動されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The heating rotator and the pressure rotator are provided in a housing,
The first temperature rise suppression unit includes a first blower fan that sucks air in the housing and discharges the air out of the housing, and the first blower fan uses electric energy output from the first thermoelectric converter. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is driven.
前記シート通過領域を通過する前記加熱回転体の外周面部分に対向する高温側受熱部と、該高温側受熱部に対して前記加熱回転体とは反対側に位置する低温側受熱部とを備え、前記高温側受熱部と低温側受熱部との受熱温度差に応じて電気エネルギーを生成する第3熱電変換装置と、をさらに備え、
前記第3熱電変換装置は、前記熱電変換装置冷却部によって該第3熱電変換装置の前記低温側受熱部が冷却されるように配置されるとともに、生成された電気エネルギーを前記第2昇温抑制部に出力して、該第2昇温抑制部を駆動することを特徴とする請求項2に記載の定着装置。 The first blower fan is a second temperature rise suppression unit arranged with the heating rotator interposed therebetween so as to form an airflow in the same direction as the airflow formed by the first temperature rise suppression unit,
A high temperature side heat receiving portion facing the outer peripheral surface portion of the heating rotator passing through the sheet passing region, and a low temperature side heat receiving portion located on the opposite side of the heating rotator with respect to the high temperature side heat receiving portion. A third thermoelectric conversion device that generates electrical energy according to a difference in heat receiving temperature between the high temperature side heat receiving portion and the low temperature side heat receiving portion,
The third thermoelectric conversion device is arranged such that the low temperature side heat receiving unit of the third thermoelectric conversion device is cooled by the thermoelectric conversion device cooling unit, and the generated electric energy is suppressed to the second temperature rise. The fixing device according to claim 2, wherein the second temperature rise suppression unit is driven by outputting to the unit.
前記高温側受熱部を構成する第1基板と、
前記低温側受熱部を構成する第2基板と、
前記第1基板と第2基板との温度差に基づくゼーベック効果によって電気エネルギーが発生するように、前記第1基板と第2基板の間に配置された複数の半導体素子と、
を有することを特徴とする請求項3または4に記載の定着装置。 Each of the first to third thermoelectric converters is
A first substrate constituting the high temperature side heat receiving part;
A second substrate constituting the low temperature side heat receiving part;
A plurality of semiconductor elements disposed between the first substrate and the second substrate so that electrical energy is generated by a Seebeck effect based on a temperature difference between the first substrate and the second substrate;
The fixing device according to claim 3, further comprising:
前記P型半導体素子およびN型半導体素子のそれぞれが前記第1基板および第2基板の間において、前記P型半導体素子のそれぞれと前記N型半導体素子のそれぞれとが交互に直列に接続されていることを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項に記載の定着装置。 Each of the first to third thermoelectric conversion devices has a plurality of P-type semiconductor elements and the same number of N-type semiconductor elements,
Each of the P-type semiconductor element and each of the N-type semiconductor element are alternately connected in series between each of the P-type semiconductor element and the N-type semiconductor element between the first substrate and the second substrate. The fixing device according to claim 5, wherein
前記第2の熱電変換装置の前記第1基板および第2基板は、それぞれの面積が、前記第1の熱電変換装置の前記第1基板および第2基板のそれぞれの面積よりも大きくなるように、前記加熱回転体の外周面に沿った湾曲状態に形成されて、該第2の熱電変換装置に設けられた前記半導体素子の個数が、前記第1の熱電変換装置の前記半導体素子の個数よりも多くなっていることを特徴とする請求項8または9に記載の定着装置。 The first substrate and the second substrate of the first thermoelectric conversion device are configured to be flat,
The areas of the first substrate and the second substrate of the second thermoelectric conversion device are larger than the areas of the first substrate and the second substrate of the first thermoelectric conversion device, respectively. The number of the semiconductor elements formed in the curved state along the outer peripheral surface of the heating rotator and provided in the second thermoelectric conversion device is larger than the number of the semiconductor elements of the first thermoelectric conversion device. The fixing device according to claim 8, wherein the fixing device is increased.
該温度検出手段による検出結果に基づいて前記加熱手段を制御する制御部と、
をさらに有することを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載の定着装置。 Temperature detecting means for detecting the temperature of the outer peripheral surface of the heating rotating body;
A control unit for controlling the heating unit based on a detection result by the temperature detection unit;
The fixing device according to claim 1, further comprising:
前記定着部として、請求項1〜19のいずれか一項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus for thermally fixing an unfixed image formed on a recording sheet by a fixing unit,
An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1 as the fixing unit.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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