JP2014052454A - Image heating device - Google Patents
Image heating device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014052454A JP2014052454A JP2012195665A JP2012195665A JP2014052454A JP 2014052454 A JP2014052454 A JP 2014052454A JP 2012195665 A JP2012195665 A JP 2012195665A JP 2012195665 A JP2012195665 A JP 2012195665A JP 2014052454 A JP2014052454 A JP 2014052454A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic flux
- heating
- shielding member
- fixing belt
- flux shielding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
Abstract
【課題】回転軸線方向の長さが長い磁束遮蔽板を使用して大サイズの記録材の加熱処理を可能に設計しても、加熱回転体の回転軸線方向の長さを短く保って画像形成装置等の大型化を回避できる画像加熱装置を提供する。
【解決手段】定着フランジ10の楕円形の突き当て面10bの上部を低くして磁束遮蔽部材11の突出部11aのみを通過可能にする。このため、磁束遮蔽部材11は、定着フランジ10が定着ベルト1の端部を規制する位置よりも回転軸線方向の外側へ移動して、定着ベルト1の回転軸線方向の中央側に磁束による定着ベルト1の均等な加熱範囲を広く形成できる。
【選択図】図2Even when a large-sized recording material is designed to be capable of heat treatment using a magnetic flux shielding plate having a long length in the rotational axis direction, image formation is performed while keeping the length in the rotational axis direction of the heating rotator short. An image heating apparatus capable of avoiding an increase in size of the apparatus or the like is provided.
An upper portion of an elliptical abutting surface of a fixing flange is lowered so that only a protruding portion of a magnetic flux shielding member can pass. For this reason, the magnetic flux shielding member 11 moves to the outer side in the rotation axis direction from the position where the fixing flange 10 regulates the end of the fixing belt 1, and the fixing belt by the magnetic flux is moved to the center side in the rotation axis direction of the fixing belt 1. The uniform heating range of 1 can be formed widely.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、加熱回転体の両端部が非回転の規制部によって回転軸線方向に規制されている誘導加熱方式の画像加熱装置、詳しくは加熱回転体の非通紙部昇温を抑制するための磁束遮蔽部材の移動範囲を拡張する構造に関する。 The present invention relates to an image heating apparatus of an induction heating method in which both ends of a heating rotator are regulated in the rotation axis direction by a non-rotation regulating part, and more specifically, for suppressing a temperature rise in a non-sheet passing part of the heating rotator. The present invention relates to a structure for extending a moving range of a magnetic flux shielding member.
像担持体にトナー像を形成して直接又は中間転写体を介して記録材に転写し、トナー像が転写された記録材を、画像加熱装置の一例である定着装置のニップ部で加熱加圧して、画像を記録材に定着させる画像形成装置が広く用いられている。加熱回転体に圧接回転体(ベルト部材又はローラ部材)を圧接して記録材のニップ部を形成し、金属層を設けた加熱回転体に誘導加熱装置を対向配置して、交番磁束により誘導加熱する誘導加熱方式の画像加熱装置が実用化されている。誘導加熱方式の画像加熱装置では、質量の小さい加熱回転体に誘導加熱装置による大きな加熱が集中するため、加熱回転体の幅方向の両端部の記録材に接触しない領域の温度上昇、いわゆる非通紙部昇温が問題となる(特許文献1)。 A toner image is formed on an image carrier and transferred to a recording material directly or via an intermediate transfer member, and the recording material onto which the toner image has been transferred is heated and pressed at a nip portion of a fixing device which is an example of an image heating device. Therefore, an image forming apparatus that fixes an image on a recording material is widely used. A pressure rotator (belt member or roller member) is pressed against the heating rotator to form a nip portion of the recording material. An induction heating device is arranged opposite the heating rotator provided with a metal layer, and induction heating is performed by alternating magnetic flux. Inductive heating type image heating apparatuses have been put into practical use. In the image heating apparatus of the induction heating method, since large heating by the induction heating apparatus concentrates on the heating rotator with a small mass, a temperature rise in a region not in contact with the recording material at both ends in the width direction of the heating rotator, so-called non-transmission. The temperature rise of the paper section becomes a problem (Patent Document 1).
特許文献2では、誘導加熱装置を用いてベルト部材を加熱するベルト誘導加熱方式の画像加熱装置が示される。そして、ベルト部材に対して接離方向に可動な多数の磁性体コアとベルト部材の回転軸線方向に可動な一対の磁束遮蔽板を制御して、非通紙部昇温が発生する記録材の外側に位置するベルト部材の端部領域に入射する磁束を減少させている。
特許文献2に示されるように、加熱回転体の回転軸線方向に一対の磁束遮蔽板を移動させて加熱回転体の誘導加熱範囲を調整する場合、加熱回転体の端部を回転軸線方向に規制する規制部が一対の磁束遮蔽板の移動範囲の制約となる。一対の磁束遮蔽板の外側のエッジを規制部に突き当てた状態で、一対の磁束遮蔽板の内側のエッジの間の距離がその加熱回転体において磁束を入射して加熱し得る最大の範囲となるからである。
As shown in
そのため、回転軸線方向の長さが30mmの一対の磁束遮蔽板を用いて回転軸線方向の長さが400mmの記録材を加熱処理できる画像加熱装置を設計すると、必要な加熱回転体の長さは460mmとなる。 Therefore, when designing an image heating apparatus that can heat-treat a recording material having a length of 400 mm in the rotation axis direction using a pair of magnetic flux shielding plates having a length in the rotation axis direction of 30 mm, the required length of the heating rotator is 460 mm.
しかし、特許文献2に示されるように、可動の一対の磁束遮蔽板を制御してベルト部材の誘導加熱範囲をきめ細かく設定できる場合でも、記録材の幅方向の両端部まで均一な加熱を及ぼすためには、記録材の外側まで加熱を及ぼす必要がある。非通紙部昇温が発生する前の先頭の1〜2枚目の記録材の加熱処理において記録材の幅の両端部に接する加熱部材の温度の立ち上がりが遅れて、トナー像の加熱に必要な温度に達しない可能性があるからである。
However, as shown in
そのため、必要な加熱回転体の長さは、さらに長くなって500mm近くに達し、画像加熱装置が大型化してしまう。回転軸線方向の長さが長い磁束遮蔽板を使用した場合、必要な加熱回転体の長さがさらに長くなって、画像加熱装置がさらに大型化する。画像加熱装置の大型化は、省エネルギー、省資源、設置スペースの節約に反して好ましくない。 Therefore, the required length of the heating rotator is further increased to reach nearly 500 mm, and the image heating apparatus is increased in size. When a magnetic flux shielding plate having a long length in the rotation axis direction is used, the length of the required heating rotating body is further increased, and the image heating apparatus is further increased in size. Increasing the size of the image heating device is not preferable against energy saving, resource saving, and saving installation space.
本発明は、回転軸線方向の長さが長い磁束遮蔽板を使用して大サイズの記録材の加熱処理を可能に設計しても、加熱回転体の回転軸線方向の長さを短く保って画像形成装置等の大型化を回避できる画像加熱装置を提供することを目的としている。 The present invention maintains the length of the heating rotator in the direction of the rotational axis while keeping the length of the heating rotator short even if the magnetic shielding plate having a long length in the direction of the rotational axis is used to allow heat treatment of a large size recording material. An object of the present invention is to provide an image heating apparatus capable of avoiding an increase in size of a forming apparatus or the like.
本発明の画像加熱装置は、交番磁束が入射して加熱される加熱回転体と、非回転に配置されて前記加熱回転体の端部を回転軸線方向に規制する規制部と、前記加熱回転体に対向配置されて交番磁束を発生する誘導加熱手段と、前記加熱回転体と前記誘導加熱手段の間隔に前記加熱回転体の回転軸線方向へ移動可能に配置された磁束遮蔽部材と、前記磁束遮蔽部材を移動させて前記加熱回転体の回転軸線方向の加熱範囲を調整可能な移動機構と、を備えたものである。そして、前記移動機構は、前記規制部が前記加熱回転体の端部を規制する位置よりも回転軸線方向の外側へ前記磁束遮蔽部材を移動可能であって、前記規制部は、前記規制部が前記加熱回転体の端部を規制する位置よりも回転軸線方向の外側へ移動する前記磁束遮蔽部材に干渉しない外観形状を有する。 An image heating apparatus according to the present invention includes a heating rotator that is heated by incidence of an alternating magnetic flux, a regulating portion that is arranged non-rotatingly and restricts an end portion of the heating rotator in a rotation axis direction, and the heating rotator. An induction heating means that is arranged oppositely to generate an alternating magnetic flux, a magnetic flux shielding member that is arranged to be movable in the direction of the rotation axis of the heating rotator between the heating rotator and the induction heating means, and the magnetic flux shielding And a moving mechanism capable of adjusting the heating range in the rotation axis direction of the heating rotator by moving the member. The moving mechanism can move the magnetic flux shielding member to the outside in the rotation axis direction from the position where the restricting portion restricts the end of the heating rotator, and the restricting portion includes the restricting portion. It has an external shape that does not interfere with the magnetic flux shielding member that moves outward in the rotational axis direction from the position where the end of the heating rotator is regulated.
本発明の画像加熱装置では、規制部が全体として加熱回転体の端部を回転軸線方向に規制する機能を保持しつつ、その外観形状が、加熱回転体の端部を規制する位置よりも回転軸線方向の外側へ移動する磁束遮蔽部材に干渉しない。磁束遮蔽部材は、規制部に妨げられることなく加熱回転体の端部を規制する位置よりも回転軸線方向の外側へ移動できる。したがって、回転軸線方向の長さが長い磁束遮蔽板を使用して大サイズの記録材の加熱処理を可能に設計しても、加熱回転体の回転軸線方向の長さを短く保って画像形成装置等の大型化を回避できる。 In the image heating apparatus of the present invention, the outer shape is rotated more than the position where the end of the heating rotator is regulated while the regulating portion as a whole retains the function of regulating the end of the heating rotator in the rotation axis direction. It does not interfere with the magnetic flux shielding member that moves outward in the axial direction. The magnetic flux shielding member can move outward in the rotation axis direction from the position where the end of the heating rotator is regulated without being obstructed by the regulating part. Therefore, even if the magnetic shielding plate having a long length in the rotation axis direction is used and heat treatment of a large size recording material is designed, the length of the heating rotator in the rotation axis direction can be kept short. Etc. can be avoided.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、加熱回転体を回転軸線方向に規制する規制部を超えて磁束遮蔽部材が移動可能である限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present invention, as long as the magnetic flux shielding member can move beyond the restricting portion that restricts the heating rotator in the rotation axis direction, a part or all of the configuration of the embodiment is replaced with the alternative configuration. This embodiment can also be implemented.
従って、像加熱装置は、トナー像を転写された記録材を加熱処理して記録材にトナー像を定着させる定着装置のみならず、半定着又は定着済みトナー像を加熱処理して画像に所望の表面性を付与する画像加熱装置を含む。加熱回転体及び圧接回転体は、ベルト部材に限らずローラ部材であってもよい。 Accordingly, the image heating apparatus heats the recording material to which the toner image has been transferred to fix the toner image on the recording material, and also heats the semi-fixed or fixed toner image to a desired image. It includes an image heating device that imparts surface properties. The heating rotator and the pressure rotator are not limited to the belt member, and may be roller members.
画像形成装置は、モノクロ/フルカラー、枚葉型/記録材搬送型/中間転写型、トナー像形成方式、転写方式の区別無く本発明の像加熱装置を搭載できる。本実施形態では、トナー像の形成/転写/定着に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、FAX、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。 The image forming apparatus can be mounted with the image heating apparatus of the present invention without distinction between monochrome / full color, sheet-fed type / recording material conveying type / intermediate transfer type, toner image forming method, and transfer method. In the present embodiment, only main parts relating to toner image formation / transfer / fixing will be described. However, the present invention includes a printer, various printing machines, a copier, a fax machine, in addition to necessary equipment, equipment, and a housing structure. The image forming apparatus can be used in various applications such as a multifunction peripheral.
(1)画像形成装置例
図1は画像形成装置の構成の説明図である。図1に示すように、画像形成装置200は、中間転写ベルト26に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部PY、PM、PC、PKを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
(1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of the image forming apparatus. As shown in FIG. 1, the
画像形成部PYでは、感光ドラム21(Y)にイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト26に転写される。画像形成部PMでは、感光ドラム21(M)にマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト26に転写される。画像形成部PC、PKでは、感光ドラム21(C)、21(K)にそれぞれシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト26に転写される。
In the image forming unit PY, a yellow toner image is formed on the photosensitive drum 21 (Y) and transferred to the
中間転写ベルト26は、無端状の樹脂ベルトで構成され、駆動ローラ27、二次転写対向ローラ28、テンションローラ29に張架されて、駆動ローラ27によって駆動される。記録材Pは、記録材カセット31から給紙ローラ32により1枚ずつ取り出されてレジストローラ33で待機する。記録材Pは、レジストローラ33によって二次転写部T2へ給送されて、二次転写部T2を搬送される過程で中間転写ベルト26からトナー像を転写される。四色のトナー像を転写された記録材Pは、定着装置Aへ搬送され、定着装置Aで加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着される。画像が定着された記録材は、排出搬送路36を通じて外部トレイ37へ排出される。
The
画像形成部PY、PM、PC、PKは、現像装置23(Y)、23(M)、23(C)、23(K)で用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。以下では、画像形成部PYについて説明し、画像形成部PM、PC、PKに関する重複した説明を省略する。 The image forming units PY, PM, PC, and PK are different except that the toner colors used in the developing devices 23 (Y), 23 (M), 23 (C), and 23 (K) are different from yellow, magenta, cyan, and black. The configuration is substantially the same. In the following, the image forming unit PY will be described, and redundant description regarding the image forming units PM, PC, and PK will be omitted.
画像形成部PYは、感光ドラム21の周囲に、帯電ローラ22、露光装置25、現像装置23、転写ローラ30、及びドラムクリーニング装置24を配置している。帯電ローラ22は、感光ドラム21の表面を一様な電位に帯電させる。露光装置25は、レーザービームを走査して感光ドラム21に画像の静電像を書き込む。現像装置23は、静電像にトナーを供給して感光ドラム21にトナー像を現像する。転写ローラ30は、直流電圧を印加されて感光ドラム21のトナー像を中間転写ベルト26へ転写させる。
In the image forming unit PY, a charging
<実施例1>
(2)画像加熱装置例
図2は定着装置の回転軸線に垂直な断面構成の説明図である。図3は定着ベルトの断面構造の説明図である。図4は定着装置の回転軸線方向に平行な垂直断面構成の説明図である。図5は外側磁性体コアの配置の説明図である。以下の説明において、定着装置及びこの定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向であり、長さとは長手方向の寸法である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向であり、幅とは短手方向の寸法をいう。
<Example 1>
(2) Image Heating Device Example FIG. 2 is an explanatory diagram of a cross-sectional configuration perpendicular to the rotation axis of the fixing device. FIG. 3 is an explanatory diagram of a cross-sectional structure of the fixing belt. FIG. 4 is an explanatory diagram of a vertical cross-sectional configuration parallel to the rotation axis direction of the fixing device. FIG. 5 is an explanatory view of the arrangement of the outer magnetic core. In the following description, regarding the fixing device and the members constituting the fixing device, the longitudinal direction is a direction orthogonal to the recording material conveyance direction on the surface of the recording material, and the length is a dimension in the longitudinal direction. The short direction is a direction parallel to the recording material conveyance direction on the surface of the recording material, and the width is a dimension in the short direction.
図2に示すように、記録材の加熱処理時、制御部150は、定着モータ104を作動させて加圧ローラ2を回転駆動する。定着ベルト1は、加圧ローラ2に従動回転して、未定着トナー像Tを担持した記録材Pの搬送速度とほぼ同一の周速度で回転駆動される。ここでは、定着ベルト1の表面回転速度は、300mm/secに設定され、A4サイズの横送りのフルカラー画像を1分間に80枚の普通紙に定着処理可能である。A4サイズ縦送りの場合は58枚の普通紙に定着処理可能である。
As shown in FIG. 2, during the heat treatment of the recording material, the
記録材の加熱処理時、定着ベルト1が所定の定着温度に温度調整された状態において、ニップ部Nに、未定着トナー像Tを有する記録材Pが導入される。記録材Pのトナー像担持面は、定着ベルト1の外周面に密着して定着ベルト1と一緒にニップ部Nを挟持搬送される。これにより、定着ベルト1の熱が付与され、ニップ部Nの加圧力を受けて未定着トナー像Tが記録材Pの表面に熱圧定着される。ニップ部Nを通った記録材Pは、定着ベルト1から曲率分離して定着装置Aから外へ搬送される。
During the heat treatment of the recording material, the recording material P having the unfixed toner image T is introduced into the nip portion N in a state where the temperature of the fixing
定着ベルト1は、長手方向の長さが390mm、内径が30mm、厚みが360μmの円筒状の無端ベルトである。定着ベルト1は、誘導加熱を可能にするための金属層を有する。
The fixing
図3に示すように、基層1aは、電気鋳造法によって製造したニッケルの金属層であって、厚みが40μmである。金属層にはニッケルのほかに鉄合金や銅、銀などを適宜選択可能である。金属層は、樹脂基層に金属を積層して形成してもよい。金属層の厚みは、励磁コイル6に流す高周波電流の周波数と金属層の透磁率・導電率に応じて調整する必要がある。金属層の厚みは、5〜200μm程度の間で設定すると良い。
As shown in FIG. 3, the
弾性層1bは、基層1aの外周に設けた耐熱性シリコンゴム層である。シリコンゴム層は、JIS−A20度の硬度を持ち、熱伝導率は0.8W/mKである。シリコンゴム層の厚さは100〜1000μmの範囲内で設定するのが好ましい。ここでは、定着ベルト1の熱容量を小さくしてウォーミングアップタイムを短縮し、かつカラー画像を定着するときに好適な定着画像を得ることを考慮して、シリコンゴム層の厚みは300μmとされている。
The
表面離型層1cは、弾性層1bの外周に設けたフッ素樹脂層(例えばPFAやPTFE)であって、ここでは、厚みが30μmである。樹脂層1dは、基層1aの内面側に設けたフッ素樹脂やポリイミドなどの滑性層であって、ここでは、厚みが20μmのポリイミドである。樹脂層1dは、定着ベルト内面と温度センサTH1との摺動摩擦を低下させるために、10〜50μmの厚みが好ましい。
The
加圧ローラ2は、定着ベルト1の外周と接するように配設される。加圧ローラ2は、外径が30mm、長手方向の長さが350mmの円筒状であって、定着ベルト1との間でニップ部Nを形成する。加圧ローラ2の長手方向中央部における硬度は、ASK−C70℃である。加圧ローラ2は、鉄合金製の芯金2aの周面にシリコンゴム層の弾性層2bを設け、弾性層2bの外周面をフッ素樹脂層(例えばPFAやPTFE)の離型層2cで覆っている。加圧時に押圧部材3が撓んでも定着ベルト1と加圧ローラ2の間のニップ部Nの長手方向の圧力分布が均一になるように、芯金2aは、長手方向中央部の径が20mmで両端部の径が19mmである。弾性層2bの厚みは5mm、離型層2cの厚みは30μmである。記録材Pの両端部での搬送速度を中央部と比べて速くして紙しわを発生しにくくするため、ニップ部Nの回転方向の幅は、ニップ圧が600Nにおいては、長手方向両端部で約9mm、中央部では約8.5mmである。
The
図4に示すように、支持側板12は、定着フランジ10を非回転かつ若干の上下移動が可能に保持する一方で、加圧ローラ2を回転自在に支持する。定着フランジ10のフランジ面10bは、定着ベルト1の長手方向の位置を規制する。定着フランジ10は、定着ベルト1の長手方向移動および周方向の形状を規制する左右の規制部材である。定着ベルト1は、基層が金属で構成されているので、回転状態にあっても幅方向への寄りを規制するための手段としては、定着ベルト1の端部を単純に受け止めるだけの定着フランジ10を設ければ十分である。
As shown in FIG. 4, the
ステー4の両端部は、定着フランジ10内に挿通して配設される。ステー4は、ニップ部の長手方向に沿って圧力付与部材3に均等に圧力を加える。ステー4は、剛性が必要であるため鉄製である。ステー4は、励磁コイル6と接近しているため、ステー4の上面に長手方向にわたって磁気遮蔽コア5を配置して、励磁コイル6で生じる磁界を遮蔽してステー4の誘導加熱を回避している。磁気遮蔽コア5は、ステー4の誘導加熱による温度上昇を防止するための磁気遮蔽部材である。
Both ends of the
ステー加圧バネ9bは、ステー4の両端部と定着装置Aのシャーシ側のステー用バネ受け部材9aとの間に縮設されて、ステー4の両端部に押し下げ力を作用して、圧力付与部材3に支持された定着ベルト1と加圧ローラ2のニップ部Nを加圧する。圧力付与部材3は、耐熱性樹脂で形成され、金属製のステー4に保持される。圧力付与部材3は、定着ベルト1を介して加圧ローラ2との間に押圧力を作用させてニップ部Nを加圧し、定着ベルト1と加圧ローラ2との間に押圧力を作用させてニップ部Nを形成する。
The
なお、図2に示す接離機構105は、不図示のカムを回転させることにより、ステー加圧バネ9bのステー4に対する付勢力を解除して、ニップ部Nの加圧を解除可能である。定着装置Aの停止時には、ニップ部Nの加圧を解除して、加圧ローラ2の弾性層や定着ベルト1が永久変形することを防止している。
The contact /
図2に示すように、誘導加熱装置100は、定着ベルト1を誘導加熱する加熱源である。誘導加熱装置100は、定着ベルト1の外周面の上面側において、定着ベルト1に所定のギャップ(隙間)を存して対面させて配設してある。定着ベルト1と誘導加熱装置100の励磁コイル6は、0.5mmのモールドにより電気絶縁の状態を保つ。モールド表面と定着ベルト表面の距離は1.0mm、定着ベルト1と励磁コイル6との間隔は1.5mmで一定である。
As shown in FIG. 2, the
図5に示すように、励磁コイル6は、電線として例えばリッツ線を用い、電線を横長・船底状にして定着ベルト1の周面と側面の一部に対向するように巻回してなる。外側磁性体コア7aは、励磁コイル6によって発生した磁界が定着ベルト1の金属層(導電層)以外に実質漏れないように励磁コイル6を覆っている。外側磁性体コア7aは、記録材搬送方向と直交する方向に並んで配置されており、励磁コイル6の巻き中心部と周囲を囲むように構成されている。外側磁性体コア7aは、励磁コイル6の磁気回路の効率を上げるためと磁気遮蔽のために配置され、励磁コイル6より発生した交流磁束を効率よく定着ベルト1に導く。外側磁性体コア7aは、フェライト等の高透磁率で残留磁束密度の低い材料を用いている。モールド部材7cは、励磁コイル6及び外側磁性体コア7aを電気絶縁性の樹脂によって支持する。
As shown in FIG. 5, the
図2に示すように、温度センサTH1は、サーミスタ等の温度検出素子であり、定着ベルト1の長手方向の中央部の内面に当接して定着ベルト1の温度を検出する。温度センサTH1は、圧力付与部材3に弾性支持部材を介して取り付けられているので、定着ベルト1の当接面が波打つなどの位置変動が生じても、位置変動に追従して良好な接触状態を維持する。
As shown in FIG. 2, the temperature sensor TH <b> 1 is a temperature detection element such as a thermistor, and detects the temperature of the fixing
電源装置101は、記録材の加熱処理時、定着ベルト1の回転状態で励磁コイル6に20kHz〜50kHzの高周波電流を印加する。高周波電流を印加された励磁コイル6が発生した交番磁界は、定着ベルト1の金属層(導電層)に誘導電流を発生して定着ベルト1を誘導発熱する。
The
温度制御回路102は、定着ベルト1の回転軸線方向の中央部の温度が所定温度を維持するように、温度センサTH1の出力に基づいて誘導加熱装置100を制御する。温度制御回路102は、温度センサTH1の検出温度が例えば180℃で一定になるように、温度センサTH1の検出値に基づいて高周波電流の周波数を変化させて、励磁コイル6に入力する電力を制御する。温度制御回路102は、温度センサTH1の検知温度が例えば220℃に達すると、励磁コイル6への通電を遮断する。
The
定着装置Aは、誘導加熱装置100が、高温になる定着ベルト1の内部ではなく、定着ベルト1の外部に配置されているので、励磁コイル6の温度が高温になりにくい。そのため、励磁コイル6の電気抵抗が上昇せず、高周波電流を流してもジュール発熱による損失を軽減できる。励磁コイル6を定着ベルト1の外部に配置したことで、定着ベルト1の小径化、低熱容量化に寄与して、省エネルギー性を高めている。定着装置Aのウォーミングアップタイムは、非常に熱容量が低い構成であるため、励磁コイル6に1500Wの電力を入力すると約15秒で定着ベルト1の表面温度が目標温度の180℃に到達する。このため、スタンバイ中の加熱動作を不要にして、電力消費量を非常に低く抑えることができる。
In the fixing device A, since the
(3)定着ベルトの加熱範囲の制御
図6は外側磁性体コアの移動の説明図である。図7は磁束遮蔽部材の移動の説明図である。図8は磁束遮蔽部材の移動の効果の説明図である。図9は定着ベルトの加熱制御のブロック図である。図10は定着ベルトの加熱制御のフローチャートである。
(3) Control of heating range of fixing belt FIG. 6 is an explanatory view of the movement of the outer magnetic core. FIG. 7 is an explanatory view of the movement of the magnetic flux shielding member. FIG. 8 is an explanatory diagram of the effect of movement of the magnetic flux shielding member. FIG. 9 is a block diagram of heating control of the fixing belt. FIG. 10 is a flowchart of fixing belt heating control.
図5に示すように、外側磁性体コア7a、92は、記録材搬送方向と直交する方向に並んで配置されており、励磁コイル6の巻き中心部と周囲を囲むように構成されている。外側磁性体コア7aは、通紙端部の領域Eに位置するコアであり、図4に示すコア移動機構106によって移動可能である。一方、外側磁性体コア92は、通紙中心の領域Dに位置するコアで、誘導加熱装置100のハウジングに固定されている。
As shown in FIG. 5, the outer
種々の記録材サイズ、例えばハガキ、A5、B4、A4、A3ノビまでの各種サイズの記録材において非通紙部昇温に対応できるように、領域Eにおいて、外側磁性体コア7aは長手方向で複数に分割されている。領域Dは、小サイズ記録材の紙幅に対応した通紙領域となっており、領域Dと領域Eを合わせた全体の長さが大サイズ記録材(A3ノビサイズ)の紙幅に対応した通紙領域となっている。
In the region E, the outer
図4に示すように、外側磁性体コア7aの幅は10mmであり、外側磁性体コア7aの2つずつをまとめて1つの移動単位としている。外側磁性体コア7aの移動単位は、構成部品を少なくするため、幅を広くするほうが望ましい。外側磁性体コア7aは、少しずつ位相を異ならせたカム列を用いたコア移動機構106によって15mmの振幅で昇降される。
As shown in FIG. 4, the width of the outer
制御部150は、加熱処理される記録材のサイズに応じてコア移動機構106を作動させ、外側磁性体コア7aの移動単位ごとに励磁コイル6に近い位置と励磁コイル6から遠い位置とのいずれかを設定する。制御部150は、記録材の種類を判別して、非通紙領域に位置する外側磁性体コア7aを励磁コイル6から離れる方向に移動させる。記録材のサイズに対応して外側磁性体コア7aが移動することで、非通紙部昇温が抑制される。外側磁性体コア7aを移動させる効果は、定着ベルト1の長手方向の広い範囲での発熱量調整を行うことである。
The
図6の(a)に示すように、外側磁性体コア7aは、記録材の通紙領域では、励磁コイル6に近付く方向に移動して、定着ベルト1に入射する磁束密度を高めている。図6の(b)に示すように、外側磁性体コア7aは、記録材の非通紙領域では、励磁コイル6から離れる方向に移動して、励磁コイル6と外側磁性体コア7aの隙間を広げて定着ベルト1に入射する磁束密度を低下させて、定着ベルト1の発熱量を低下させる。
As shown in FIG. 6A, the outer
図4に示すように、外側磁性体コア7aは、2個一組を移動単位にしているため、最大10mm×2個=20mmの範囲で非通紙部の定着ベルト1に磁束が入射して非通紙部昇温が発生する可能性がある。そこで、実施例1では、磁束遮蔽部材11を設けて、定着ベルト1に磁束が入射する範囲をきめ細かく調整できるようにしている。駆動機構107は、磁束遮蔽部材11を、通紙する記録材サイズに応じた位置に移動する。磁束遮蔽部材11を移動させる効果は、外側磁性体コア7aの移動単位幅よりも細かく定着ベルト1の長手方向の発熱分布を制御することである。
As shown in FIG. 4, since the outer
一対の磁束遮蔽部材11は、定着ベルト1と平行に配置した樹脂親ねじ機構を用いた駆動機構107によって、定着ベルト1の長手方向に対称な位置関係を保って、定着ベルト1の長手方向に移動する。磁束遮蔽部材11は、外側磁性体コア7aの移動よりも定着ベルト1に入射する磁束を弱める効果が大きく、また、外側磁性体コア7aの移動機構と連動して移動することで、外側磁性体コア7aの分割幅よりも細かく長手発熱分布を制御できる。
The pair of magnetic
図7の(a)に示すように、磁束遮蔽部材11は、定着ベルト1の長手方向の両端部において、励磁コイル6と定着ベルト1の間に配置される。磁束遮蔽部材11は、銅板を用い、銅板の厚みは、20kHz〜50kHzにおける表皮深さを考慮して0.5mmとした。磁束遮蔽部材11は、アルミニウム、銅、銀、金、真鍮などの非磁性金属やその合金でも良いし、高透磁率部材であるフェライトやパーマロイなどの材料でもよい。
As shown in FIG. 7A, the magnetic
図7の(b)に示すように、図7の(a)において、誘導加熱装置100を取り外して、A方向から見たとき、磁束遮蔽部材11の記録材搬送方向と交差する方向の幅は、20mmとした。磁束遮蔽効果を発揮する十分な幅を持つこと、最大サイズの記録材に対応する最大発熱幅を低減しないこと、定着装置Aの長手方向の幅を拡大しないことを考慮して幅を20mmとした。磁束遮蔽部材11は、長手方向外側に一部突出した突出部11aを有している。突出部11aを含めた磁束遮蔽部材11の長手方向の幅は、外側磁性体コア7aの移動単位よりも広い23mmとなっている。
As shown in FIG. 7B, in FIG. 7A, when the
図8の(a)に示すように、定着ベルト1の長手方向において磁束遮蔽部材11の中央側の端面よりも中央側では、外側磁性体コア7aが励磁コイル6に近接するように位置決めされる。これにより、定着ベルト1の長手方向で一対の磁束遮蔽部材11に挟まれた領域では、均一な磁束密度による均一な温度分布が得られる。
As shown in FIG. 8A, the outer
定着ベルト1の長手方向において磁束遮蔽部材11の外側の端面よりも外側では、外側磁性体コア7aが励磁コイル6から遠ざかるように位置決めされる。これにより、定着ベルト1の長手方向で一対の磁束遮蔽部材11よりも外側の領域では、効率よく発熱量を低下させることが可能になる。
In the longitudinal direction of the fixing
図8の(a)に示すように、15℃環境において坪量105[g/m2]のA4サイズの普通紙を、横送りで一分間に80枚の生産性で500枚通紙して非通紙部昇温を測定した。実験における温度調整の目標温度は、定着ベルト1の中央において180℃である。定着ベルト1の設計上の上限温度は、定着ベルト1の内面において230℃である。
As shown in FIG. 8 (a), 500 sheets of A4 size plain paper having a basis weight of 105 [g / m 2 ] in a 15 ° C. environment are fed at a productivity of 80 sheets per minute by lateral feed. The temperature rise at the non-sheet passing portion was measured. The target temperature for temperature adjustment in the experiment is 180 ° C. at the center of the fixing
A4サイズ横送りの記録材Pに対して記録材の外側の4個の外側磁性体コア7aを上昇させ、記録材Pの外側に位置する1個の下降した外側磁性体コア7aと定着ベルト1との間に磁束遮蔽部材11を位置させて停止状態に保った。
The four outer
図8の(b)に点線で示すように、磁束遮蔽部材11による磁束の遮蔽効果によって非通紙領域の定着ベルト1に入射する磁束が制限されたため、非通紙部昇温が抑制されて定着ベルト1の非通紙部温度は設計上の上限温度に達しなかった。
As indicated by a dotted line in FIG. 8B, the magnetic flux incident on the fixing
図8の(b)に実線で示すように、磁束遮蔽部材11を長手方向の最も外側位置へ移動させて同様の実験を行ったところ、定着ベルト1の非通紙部温度は、設計上の上限温度を超えてしまった。記録材Pの外側に位置する1個の下降した外側磁性体コア7aから射出する磁束が定着ベルト1に入射して非通紙部昇温が大きく進行したためである。
As shown by a solid line in FIG. 8B, when the same experiment was performed by moving the magnetic
図4を参照して図9に示すように、制御部150は、画像形成装置200の動作を制御する。制御部150は、画像形成装置200の操作部202、記録材カセット31内の記録材サイズ検知部等の記録サイズ入力部201からの信号を読み取って、次に加熱処理される記録材Pのサイズに対応した定着ベルト1の加熱幅を決定する。制御部150は、コア移動機構106を制御して外側磁性体コア7aの昇降を設定し、駆動機構107を制御して磁束遮蔽部材11の長手方向位置を設定する。制御部150は、外側磁性体コア7aと磁束遮蔽部材11とを連動させて、記録材サイズに応じた所望の加熱幅を設定する。
As shown in FIG. 9 with reference to FIG. 4, the
図9を参照して図10に示すように、制御部150は、画像形成装置200の電源ONになったら、加圧ローラ2を回転して定着ベルト1を回転させ、電源装置101に電力を供給して誘導加熱装置100により定着ベルト1を加熱する(S1001)。
As shown in FIG. 10 with reference to FIG. 9, when the power of the
制御部150は、温度センサTH1の検出温度が180℃になると(S1002のYes)、プリントジョブが開始されるまで180℃を保持しながら加熱回転を行うスタンバイ待機状態に移行する(S1003)。
When the temperature detected by the temperature sensor TH1 reaches 180 ° C. (Yes in S1002), the
制御部150は、プリントジョブを受け取ると(S1004のYes)、プリント信号が入ったところで記録材サイズ入力部201に入力された記録材サイズを読み取る。例えばA4サイズ、A4縦サイズ、A5サイズ、はがきサイズなどである。
When receiving a print job (Yes in S1004), the
制御部150は、コア移動機構106および駆動機構107を制御して、外側磁性体コア7aの昇降および磁束遮蔽部材11の長手方向位置をプリントジョブの記録材サイズに対応した状態に移行させる(S1005)。
The
制御部150は、プリントジョブが終了したら(S1006のYes)、定着ベルト1の加熱回転を停止して(S1007)OFF状態へ移行する。あるいは、180℃を保持しながら加熱回転を行うスタンバイ待機状態に移行して、次のプリントジョブを待機する。
When the print job is completed (Yes in S1006), the
(4)磁束遮蔽部材の実験結果
図11は実施例1における最大サイズ記録材の加熱処理の説明図である。図12は実施例1における小サイズ記録材の加熱処理の説明図である。図13は比較例1における最大サイズ記録材の加熱処理の説明図である。図14は比較例2における最大サイズ記録材の加熱処理の説明図である。図15は比較例2における小サイズ記録材の加熱処理の説明図である。
(4) Experimental result of magnetic flux shielding member FIG. FIG. 12 is an explanatory diagram of the heat treatment of the small size recording material in the first embodiment. FIG. 13 is an explanatory diagram of the heat treatment of the maximum size recording material in Comparative Example 1. FIG. 14 is an explanatory diagram of the heat treatment of the maximum size recording material in Comparative Example 2. FIG. 15 is an explanatory diagram of the heat treatment of the small size recording material in Comparative Example 2.
図2に示すように、加熱回転体の一例である定着ベルト1は、交番磁束が入射して加熱される。誘導加熱手段の一例である誘導加熱装置100は、定着ベルト1に対向配置されて交番磁束を発生する。
As shown in FIG. 2, the fixing
図4に示すように、規制部の一例である定着フランジ10は、非回転に配置されて定着ベルト1の端部を回転軸線方向に規制する。定着フランジ10の突き当て面10bは、定着ベルト1の端部の内周面を案内して回転自在に支持する支持部材の一例である定着フランジ10の円筒部に固定されている。
As shown in FIG. 4, the fixing
磁束遮蔽部材の一例である磁束遮蔽部材11は、定着ベルト1と誘導加熱装置100の間隔に定着ベルト1の回転軸線方向へ移動可能に配置される。移動機構の一例である駆動機構107は、磁束遮蔽部材11を移動させて定着ベルト1の回転軸線方向の加熱範囲を調整可能である。駆動機構107は、定着ベルト1の回転軸線方向に沿った交番磁束の密度が高い領域の両端の境界領域で一対の磁束遮蔽部材11をねじ機構によって連動して移動させる。
The magnetic
誘導加熱装置100は、コア移動機構106によって定着ベルト1の回転軸線方向に沿った交番磁束の密度が高い領域の長さを段階的に変更可能である。磁束遮蔽部材11は、定着ベルト1の回転軸線方向に沿った長さが、交番磁束の密度が高い領域の長さを段階的に変更する変更単位の長さよりも少し長い。磁束遮蔽部材11は、定着ベルト1の回転軸線方向に沿った長さが、誘導加熱装置100における交番磁束の密度が高い領域の長さを段階的に変更する変更単位の長さの2倍よりも短い。
In the
図11の(b)に示すように、駆動機構(107:図4)は、定着フランジ10が定着ベルト1の端部を規制する位置よりも回転軸線方向の外側へ磁束遮蔽部材11を移動可能である。定着フランジ10は、定着フランジ10が定着ベルト1の端部を規制する位置よりも回転軸線方向の外側へ移動する磁束遮蔽部材11に干渉しない外観形状を有する。図11の(a)に示すように、定着フランジ10の楕円形の突き当て面10bの上部を低くして磁束遮蔽部材11の突出部11aを通過させている。
As shown in FIG. 11B, the drive mechanism (107: FIG. 4) can move the magnetic
磁束遮蔽部材11における定着ベルト回転軸線方向に沿った端部側の部分の一例である突出部11aは、定着ベルト1の回転方向の長さの一例である周方向の長さが、磁束遮蔽部材11における定着ベルト回転軸線方向に沿った中央側の部分よりも短い。そして、定着フランジ10の楕円形の突き当て面10bは、磁束遮蔽部材11の中央側の部分には干渉するが磁束遮蔽部材11の端部側の部分には干渉しない外観形状を有する。
The
このため、磁束遮蔽部材11の突出部11aは、定着フランジ10の楕円形の突き当て面10bの低い上部位置を外側へ向かって通過可能である。しかし、磁束遮蔽部材11における定着ベルト1の回転軸線方向に沿った中央側の部分は、定着フランジ10の楕円形の突き当て面10bの低い範囲に収まらないので、突き当て面10bに規制される。
For this reason, the protruding
図4に示すように、定着フランジ10の円筒部に対して定着ベルト1はルーズに挿入されているため、定着ベルト1は、加熱処理の回転中にばたつきを生じる。そのため、定着フランジ10の突き当て面10bは、回転中のばたつきで定着ベルト1が乗り上げることがないように高く形成しておく必要がある。
As shown in FIG. 4, since the fixing
図4には誇張して図示されるが、励磁コイル6の磁気回路の磁気抵抗を低くするために、定着ベルト1と励磁コイル6との間隔は1.5mm(モールド表面と定着ベルト表面の距離は1.0mm)しかない。そのため、定着フランジ10の突き当て面10bを高く形成すると、定着フランジ10の突き当て面10bが磁束遮蔽部材11に干渉して、突き当て面10bを超えた外側位置への移動を妨げる。
Although exaggerated in FIG. 4, in order to reduce the magnetic resistance of the magnetic circuit of the
しかし、電磁誘導加熱方式の定着装置Aにおいては、市場の多岐にわたる要望にこたえるため、最大通紙可能幅をさらに広げることが望まれている。近年、ますます画像形成装置200、しいては定着装置Aの小型化が進んでおり、装置を大型化することなく、非通紙部昇温対策を満足しながら、省スペースに逆らうことなく最大通紙可能幅を拡大することが望まれている。
However, in the electromagnetic induction heating type fixing device A, it is desired to further increase the maximum possible sheet passing width in order to meet various market demands. In recent years, the size of the
しかし、定着装置Aにおいては、定着ベルト1の端部を定着フランジ10の突き当て面10bを用いて定着ベルト1の寄り規制を行っているため、定着フランジ10との関係により磁束遮蔽部材11の待避位置が制限されてしまう。
However, in the fixing device A, the end of the fixing
そこで、実施例1では、定着フランジ10の突き当て面10bを部分的に低く成形して、突き当て面10bの機能を損なうことなく磁束遮蔽部材11が突き当て面10bを超えて外側へ移動できるようにした。これにより、定着フランジ10を有する定着装置Aの長手方向の長さを拡大することなく、定着装置Aの大型化をすることなく、幅広い記録材サイズに対応して、長期にわたって非通紙部昇温を低減できるようにした。
Therefore, in the first embodiment, the abutting
図7の(b)に示すように、実施例1の磁束遮蔽部材11は、定着ベルト1の長手方向における長さを、長さ8mmの突出部11aを含めて全長20mmとした。長さ8mmの突出部11aは、定着ベルト1の外周の60°を覆う周方向長さを有し、残りの12mmの内側部11bは、定着ベルト1の外周の120°を覆う周方向長さとした。
As shown in FIG. 7B, in the magnetic
図11の(b)に示すように、定着フランジ10の突き当て面10bの磁束遮蔽部材11の突出部11aに重なる部分だけ直径を小さく形成して、磁束遮蔽部材11の内側部11bが突き当て面10bに突き当たるまで磁束遮蔽部材11を外側へ移動可能にした。
As shown in FIG. 11B, the diameter of the
このため、最大通紙可能サイズであるA3ノビサイズ(330mm幅)の記録材を通紙する場合、磁束遮蔽部材11は、定着フランジ10に一部重なる位置まで外側へ移動する。突出部11aは、定着フランジ10の一部から長手方向外側に突出する。
For this reason, when a recording material of A3 size (330 mm width), which is the maximum sheet passing size, is passed, the magnetic
図11の(c)に示すように、実施例1の磁束遮蔽部材11を使用した場合、最大通紙可能サイズの記録材Pにおいて両端部の温度低下がみられず、温度低下に起因する画像不良の発生を防ぐことが可能である。
As shown in FIG. 11C, when the magnetic
図12の(a)に示すように、15℃の環境条件において坪量105[g/m2]のA4サイズ普通紙を、縦送りで一分間に58枚の生産性で連続500枚通紙して定着処理を行い、定着ベルト1の非通紙部昇温を評価した。A4サイズ横送り一分間80枚の生産性の場合と同一のプロセススピードである。定着ベルト1の温度調整の目標温度は定着ベルト1の中央において180℃とし、定着ベルト1の設計上の上限温度は、内面において230℃である。実施例1の磁束遮蔽部材11の場合、A4サイズ縦送りの記録材Pにおいて、移動単位である2個の外側磁性体コア7aの磁束を十分に遮蔽できる。そのため、A4サイズ縦送りの記録材Pの連続加熱処理において、定着ベルト1の長手方向の全域で、設計上の上限温度を超えて加熱される部分は発生しなかった。
As shown in FIG. 12 (a), 500 sheets of A4 size plain paper having a basis weight of 105 [g / m 2 ] under an environmental condition of 15 ° C. are fed continuously at a productivity of 58 sheets per minute by vertical feed. Then, the fixing process was performed, and the temperature rise of the non-sheet passing portion of the fixing
図7の(b)を参照して説明すると、比較例1の磁束遮蔽部材11は、突出部11aを設けず、全体的に定着ベルト1の外周の120°を覆う周方向長さを持たせて、全長を実施例1と等しい20mmとした。
Referring to FIG. 7B, the magnetic
図13の(a)に示すように、比較例1の磁束遮蔽部材11では、最大通紙可能サイズの記録材を通紙する場合に、定着フランジ10の突き当て面10bに磁束遮蔽部材11が突き当たる位置までしか磁束遮蔽部材11を退避できない。比較例1の磁束遮蔽部材11は、定着フランジ10の突き当て面10bに干渉して、実施例1の磁束遮蔽部材11の位置よりも長手方向の内側に位置している。比較例1の磁束遮蔽部材11では、定着ベルト1の長手方向の加熱領域が、実施例1よりも20mm近く短くなってしまう。
As shown in FIG. 13A, in the magnetic
図13の(b)に示すように、比較例1の磁束遮蔽部材11では、定着装置Aの電力投入後15秒後の定着ベルト1の長手温度分布は、実施例1に比較して両端部の温度が大きく低下していることが判明した。比較例1の磁束遮蔽部材11では、最大通紙可能サイズの記録材(330mm幅)の端部で、温度が中央部に比べて30℃も低くなり、光沢ムラに止まらず、定着不良が発生した。
As shown in FIG. 13B, in the magnetic
図7の(b)を参照して説明すると、比較例2の磁束遮蔽部材11は、突出部11aを設けず、全体的に定着ベルト1の外周の120°を覆う周方向長さを持たせて、全長を実施例1よりも短い15mmとした。
Referring to FIG. 7B, the magnetic
図14の(a)に示すように、比較例2の磁束遮蔽部材11は、定着フランジ10の突き当て面10bに干渉するものの、実施例1よりも全長が短いため、定着ベルト1の長手方向の最大加熱領域を実施例1とほぼ同様に確保できる。このため、比較例2の磁束遮蔽部材11では、定着装置Aの電力投入後15秒後の定着ベルト1の長手温度分布は、実施例1に比較して両端部の温度があまり低下していない。比較例1の磁束遮蔽部材11では、最大通紙可能サイズの記録材(330mm幅)の端部で、温度が中央部に比べて低くなることはなく、光沢ムラも定着不良も発生しなかった。
As shown in FIG. 14A, the magnetic
図15の(a)に示すように、実施例1の場合と同様に、比較例2の磁束遮蔽部材11においても、A4サイズ普通紙を縦送りで一分間に58枚の生産性で連続500枚通紙して、定着ベルト1の非通紙部昇温を評価した。比較例2の磁束遮蔽部材11は、実施例1のものよりも長手方向の長さが短いため、外側磁性体コア7aの磁束を十分に遮蔽できず、磁束遮蔽部材11の長手方向の外側で定着ベルト1が加熱されてしまう。比較例2の磁束遮蔽部材11は、励磁コイル6に近接している外側磁性体コア7aの一部の磁束を遮蔽しきれずに、非通紙部昇温に関与させてしまう。そのため、比較例2の磁束遮蔽部材11の場合、定着ベルト1の長手方向の温度分布は、磁束遮蔽部材11の長手外側で設計上の上限温度を超えてしまった。
As shown in FIG. 15A, as in the case of Example 1, in the magnetic
<実施例2>
図16は実施例2における磁束遮蔽部材と定着フランジの関係の説明図である。図16中、(a)は実施例2、(b)は比較例3、(c)は比較例4である。
<Example 2>
FIG. 16 is an explanatory diagram of the relationship between the magnetic flux shielding member and the fixing flange in the second embodiment. In FIG. 16, (a) is Example 2, (b) is Comparative Example 3, and (c) is Comparative Example 4.
図16の(a)に示すように、実施例2では、定着フランジ10の突き当て面10bは、定着ベルト1の周方向の突出部11aに対応した角度範囲が一部低くなっている。このため、図11の(b)に示すように、磁束遮蔽部材11の突出部11aが定着フランジ10の外側に突出して内側に定着ベルト1の回転軸線方向に幅広い加熱領域を形成できる。
As shown in FIG. 16A, in the second embodiment, the abutting
図16の(b)に示すように、比較例3では、実施例2と同様に磁束遮蔽部材11の突出部11aが定着フランジ10の外側に突出して内側に定着ベルト1の回転軸線方向に幅広い加熱領域を形成できる。しかし、定着ベルト1の周方向における磁束遮蔽部材11の突出部11aの角度範囲(磁束遮蔽範囲)が狭いため、十分な磁束の遮蔽効果を発揮できず、非通紙部昇温が発生し易くなる。
As shown in FIG. 16B, in Comparative Example 3, the protruding
図16の(c)に示すように、比較例4では、非通紙部昇温の抑制効果を高めるために、定着ベルト1の周方向における磁束遮蔽部材11の突出部11aの角度範囲を広くしている。しかし、広くしたために、比較例4では、定着フランジ10の突き当て面10bを低く形成する角度範囲が大きくなり過ぎる。定着フランジ10の突き当て面10bを低くする角度範囲が大きくなると、定着ベルト1の回転中のばたつきによって定着ベルト1が突き当て面10bに乗り上げたり、エッジに衝突したりして定着ベルト1の端部にガイド不良が発生し易くなる。
As shown in FIG. 16C, in Comparative Example 4, the angular range of the protruding
そこで、磁束遮蔽部材11の突出部11aの角度範囲(定着ベルト1の周方向の長さ)を異ならせて、定着ベルト1の耐久試験と非通紙部昇温の評価とを行った。定着ベルト1の耐久試験は、実施例1で説明したA4サイズ記録材の縦送りによる加熱処理を50万枚行わせて定着ベルト1のベルトエッジを顕微鏡観察した。非通紙部昇温とガイド不良発生の実験結果を表1に示す。
Therefore, the endurance test of the fixing
表1に示すように、定着ベルト1の周方向における突出部11aの長さが10mm以下では、非通紙部昇温を十分に抑制できない。また、定着ベルト1の周方向における突出部11aの長さが23mm以上では、定着フランジ10の突き当て面10bの低い部分が広くなり過ぎてガイド不良が発生し易くなる。この結果から、定着装置Aにおいては、定着ベルト1の周方向における突出部11aの長さは、13mm以上20mm以下が望ましい。
As shown in Table 1, when the length of the protruding
なお、実施例1、2では、励磁コイル6と定着ベルト1の間に磁束遮蔽部材11を配置した。しかし、磁束遮蔽部材は、励磁コイル6と外側磁性体コア7aの間、定着ベルト1と磁気遮蔽コア5の間等に配置してもよい。この場合、磁束遮蔽部材に設けた突出部が貫通する開口部又は切り込みを定着フランジ10の該当する位置に設けて、磁束遮蔽部材を定着フランジ10に重なる位置まで長手方向へ移動可能とすることができる。
In Examples 1 and 2, the magnetic
また、実施例1、2では、定着フランジ10の突き当て面10bの周方向の輪郭形状が連続曲線となるように突き当て面10bの周方向の所定範囲を低く形成した。しかし、定着フランジ10の突き当て面10bの周方向の輪郭形状を連続曲線とする必要は無い。突き当て面10bには定着ベルト1の規制に十分な高さを付与して、磁束遮蔽部材11の突出部11aに対応する部分だけ、周方向の溝又は開口を形成して、突出部11aを通過させてもよい。
Further, in Examples 1 and 2, the predetermined range in the circumferential direction of the
<実施例の効果>
定着装置Aは、励磁コイル6による磁束が定着ベルト1に設けた誘導発熱体に渦電流を発生させてジュール熱により発熱させるため、熱発生源をトナーのごく近くに置くことができる。このため、従来のハロゲンランプを用いた熱ローラ方式に比して、定着装置起動時に定着ベルト1の表面温度が定着に適当な温度になるまでに要する時間が短くなる。また、熱発生源からトナーヘの熱伝達経路が短く単純であるため熱効率が高い。
<Effect of Example>
In the fixing device A, since the magnetic flux generated by the
定着装置Aは、小サイズの記録材を連続して通紙して多量に定着処理した時、定着ベルト1の記録材に接触する通紙領域は記録材に除熱されるのに対し、記録材に接触しない非通紙領域では熱が蓄積されて非通紙部昇温が生じる。定着装置Aは、非通紙部昇温を防止するため、外側磁性体コア7aが定着ベルト1の長手方向に分割され、コア移動機構106によって移動可能であり、その移動パターンを記録材のサイズによって異ならせている。励磁コイル6と外側磁性体コア7aの距離が離れるため、励磁コイル6の周りにできる、外側磁性体コア7a及び誘導発熱体からなる磁気回路の効率が落ちて、発熱量が低下することにより、記録材のサイズに応じた非通紙部昇温が回避される。
In the fixing device A, when a small amount of recording material is continuously fed and a large amount of fixing processing is performed, the sheet passing area in contact with the recording material of the fixing
定着装置Aは、定着ベルト1と誘導加熱装置100との間に、定着ベルト1へ届く磁束の一部を遮蔽する磁束遮蔽部材11を配置し、駆動機構107によって、磁束遮蔽部材11の位置を記録材のサイズに応じて変化させる。磁束遮蔽部材11を移動させることで、必要部分以外は誘導加熱装置100から届く磁束が遮蔽されて発熱自体が抑えられるので、発熱範囲の制御が行われ、昇温される定着ベルト1の熱分布をコントロールすることが可能である。定着ベルト1の長手方向における外側磁性体コア7aの長さと磁束遮蔽部材11の長さの関係を規定することで、各種サイズの記録材において非通紙部昇温を抑制可能である。
In the fixing device A, a magnetic
1 定着ベルト
2 加圧ローラ
3 圧力付与部材
4 ステー
5 磁気遮蔽コア
6 励磁コイル
7a 外側磁性体コア
10 定着フランジ
11 磁束遮蔽部材
11a 突出部
11b 内側部
100 誘導加熱装置
106 コア移動機構
107 駆動機構
150 制御部
TH1 温度センサ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
非回転に配置されて前記加熱回転体の端部を回転軸線方向に規制する規制部と、
前記加熱回転体に対向配置されて交番磁束を発生する誘導加熱手段と、
前記加熱回転体と前記誘導加熱手段の間隔に前記加熱回転体の回転軸線方向へ移動可能に配置された磁束遮蔽部材と、
前記磁束遮蔽部材を移動させて前記加熱回転体の回転軸線方向の加熱範囲を調整可能な移動機構と、を備えた画像加熱装置において、
前記移動機構は、前記規制部が前記加熱回転体の端部を規制する位置よりも回転軸線方向の外側へ前記磁束遮蔽部材を移動可能であって、
前記規制部は、前記規制部が前記加熱回転体の端部を規制する位置よりも回転軸線方向の外側へ移動する前記磁束遮蔽部材に干渉しない外観形状を有することを特徴とする画像加熱装置。 A rotating heating body that is heated by the incidence of alternating magnetic flux;
A restricting portion arranged in a non-rotating manner to restrict the end of the heating rotating body in the direction of the rotation axis;
An induction heating means arranged to face the heating rotator to generate an alternating magnetic flux;
A magnetic flux shielding member disposed so as to be movable in the direction of the rotation axis of the heating rotator between the heating rotator and the induction heating means;
In the image heating apparatus comprising: a moving mechanism capable of moving the magnetic flux shielding member and adjusting a heating range in a rotation axis direction of the heating rotating body,
The moving mechanism is capable of moving the magnetic flux shielding member to the outer side in the rotation axis direction than the position where the restricting portion restricts the end of the heating rotator,
The image heating apparatus according to claim 1, wherein the restricting portion has an appearance shape that does not interfere with the magnetic flux shielding member that moves outward in a rotation axis direction from a position where the restricting portion restricts an end of the heating rotating body.
前記磁束遮蔽部材は、前記加熱回転体の回転軸線方向に沿った長さが、前記交番磁束の密度が高い領域の長さを段階的に変更する変更単位の長さよりも長く、
前記移動機構は、前記加熱回転体の回転軸線方向に沿った交番磁束の密度が高い領域の両端の境界領域でそれぞれ前記磁束遮蔽部材を連動して移動させることを特徴とする請求項1記載の画像加熱装置。 The induction heating means can stepwise change the length of a region where the density of alternating magnetic flux along the rotation axis direction of the heating rotator is high,
The magnetic flux shielding member has a length along the rotational axis direction of the heating rotator that is longer than the length of the change unit that changes the length of the alternating magnetic flux in a stepwise manner,
2. The moving mechanism according to claim 1, wherein the moving mechanism moves the magnetic flux shielding member in conjunction with each other in a boundary region at both ends of a region where an alternating magnetic flux density is high along a rotation axis direction of the heating rotator. Image heating device.
前記規制部は、前記磁束遮蔽部材の前記中央側の部分には干渉するが前記磁束遮蔽部材の前記端部側の部分には干渉しない外観形状を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像加熱装置。 In the magnetic flux shielding member, the length of the central portion along the rotation axis direction of the heating rotator has a length in the rotation direction of the heating rotator, and the portion on the end side along the rotation axis direction of the heating rotator. Longer than the length of the heating rotator in the rotational direction,
The said restriction | limiting part has the external appearance shape which does not interfere in the part by the side of the said magnetic flux shielding member but interferes in the part by the side of the said edge part of the said magnetic flux shielding member. The image heating apparatus according to any one of the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012195665A JP2014052454A (en) | 2012-09-06 | 2012-09-06 | Image heating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012195665A JP2014052454A (en) | 2012-09-06 | 2012-09-06 | Image heating device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014052454A true JP2014052454A (en) | 2014-03-20 |
Family
ID=50611000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012195665A Pending JP2014052454A (en) | 2012-09-06 | 2012-09-06 | Image heating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2014052454A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016114731A (en) * | 2014-12-15 | 2016-06-23 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixation device |
| JP2018010122A (en) * | 2016-07-13 | 2018-01-18 | キヤノン株式会社 | Image heating device |
-
2012
- 2012-09-06 JP JP2012195665A patent/JP2014052454A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016114731A (en) * | 2014-12-15 | 2016-06-23 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixation device |
| JP2018010122A (en) * | 2016-07-13 | 2018-01-18 | キヤノン株式会社 | Image heating device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5371943B2 (en) | Image heating device | |
| JP6108721B2 (en) | Image heating device | |
| JP6108837B2 (en) | Image heating device | |
| US9091976B2 (en) | Image heating apparatus | |
| JP2013037056A (en) | Image heating device | |
| US9274467B2 (en) | Image heating apparatus | |
| JP2013037052A (en) | Image heating device | |
| JP5518238B2 (en) | Image heating device | |
| JP2005208596A (en) | Heating device | |
| US8909114B2 (en) | Image heating apparatus | |
| JP5693196B2 (en) | Image heating device | |
| JP2013037055A (en) | Image heating device | |
| JP2014052454A (en) | Image heating device | |
| JP2011039397A (en) | Image heating device and image forming apparatus provided with the same | |
| JP2011040323A (en) | Electromagnetic induction heating type heating device | |
| JP2014052462A (en) | Image heating device | |
| JP2014029373A (en) | Image heating device | |
| JP2014052452A (en) | Image forming device | |
| JP4423986B2 (en) | Fixing device | |
| JP2014052465A (en) | Image heating device | |
| JP5980056B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
| JP5693687B2 (en) | Image heating device | |
| JP5372287B2 (en) | Image heating device | |
| JP6071351B2 (en) | Image heating device | |
| JP2014052451A (en) | Image heating device |