JP2005321636A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、誘導加熱方式を用いて、記録媒体上の未定着トナー像を加熱、加圧により定着させる定着装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus including a fixing device that fixes an unfixed toner image on a recording medium by heating and pressing using an induction heating method.
従来より、画像形成装置には、記録媒体上の未定着のトナー像を加熱加圧により定着させる定着装置が設けられている。
この定着装置として、誘導加熱方式を適用したものが開発されており、この誘導加熱方式の定着装置にあっては、交流電流が供給されることにより誘導コイル(励磁コイル)から発生された誘導磁界により加熱ローラ等の加熱部材をジュール損失により発熱するようになっている(例えば、特許文献1参照。)。この特許文献1に記載の定着装置は、加熱部材の加熱の高効率化を図る上で、誘導コイルから発生される誘導磁界を加熱部材側に収束させてその漏れを低減させるコアが設けられている。
Conventionally, image forming apparatuses are provided with a fixing device that fixes an unfixed toner image on a recording medium by heating and pressing.
As this fixing device, a device to which an induction heating method is applied has been developed. In this induction heating method fixing device, an induction magnetic field generated from an induction coil (excitation coil) by being supplied with an alternating current. Thus, a heating member such as a heating roller generates heat due to Joule loss (see, for example, Patent Document 1). The fixing device described in Patent Document 1 is provided with a core that converges the induction magnetic field generated from the induction coil to the heating member side to reduce the leakage in order to increase the efficiency of heating of the heating member. Yes.
また、加熱ローラの回転軸方向となる幅方向の寸法が小さい記録媒体をニップ部に通紙した場合に、非通紙領域の温度上昇を抑制する上で、加熱部の記録媒体の幅方向における端部側に冷却用ファンを配設して、この冷却用ファンからの送風により加熱部の非通紙領域の温度を低下させるように構成されたものが知られているが、このように、加熱部の非通紙領域の必要のない加熱に加えて冷却用ファンの駆動を行うことは、省エネルギーの面から望ましいものではない。
また、ニップ部における非通紙領域に対応する部分の加熱部材に磁束を作用させない或いは作用磁束を減少させるように、記録媒体の搬送方向に直交する方向に沿って複数に分割されたコアのうちの端部のコアのみを移動可能に構成されたものが知られており(例えば、特許文献2参照。)、これによって、非通紙領域の加熱ローラの昇温、それに伴うコアや誘導コイルの異常昇温を回避するようになっている。
Further, among the cores divided into a plurality along the direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium so that the magnetic flux does not act on the heating member in the portion corresponding to the non-sheet passing region in the nip portion or the working magnetic flux is reduced. (See, for example, Patent Document 2), and by this, the temperature of the heating roller in the non-sheet passing region is increased, and the accompanying core and induction coil Abnormal temperature rise is avoided.
ところで、上記特許文献2等の場合、バイメタルや形状記憶合金等の温度に対する変位を利用してコアを移動させるようになっており、バイメタルや形状記憶合金の特性上、温度変化に応じた緻密な制御を行うことが困難である。特に、加熱部材として加熱ローラを用いると、最大寸法の記録媒体よりも小さい寸法の記録媒体に対して定着を行う場合に、一旦昇温させた加熱ローラの温度が低下しにくく、当該加熱ローラのPFA層とこのPFA層よりも内側のゴム層との融着を引き起こしたり記録媒体に画像形成される画像の画質の低下を招いてしまう虞がある。
By the way, in the case of the said
本発明の課題は、温度変化に応じて加熱部材の誘導加熱の制御を迅速に且つ適正に行うことができ、これにより、画像形成に係る部品の損傷及び画質低下を抑制して画像形成動作を適正に行うことができる画像形成装置を提供することである。 It is an object of the present invention to quickly and properly control induction heating of a heating member in accordance with a temperature change, thereby suppressing an image forming operation while suppressing damage to components and image quality deterioration related to image formation. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of performing appropriately.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、
電流供給により誘導磁界を発生する誘導コイルと、前記誘導コイルから発生される誘導磁界により誘導加熱される加熱部材と周回移動する無端ベルトとを有する加熱部と、前記無端ベルトに圧接されて、当該無端ベルトとともに記録媒体が通過されるニップ部を形成する加圧部と、前記誘導コイルから発生される誘導磁界を前記加熱部材側に収束させるコアとを有し、前記ニップ部を通過する前記記録媒体上の未定着のトナー像を加熱加圧により定着させる定着装置と、
前記コアの前記誘導コイルに対向する対向面の前記記録媒体の前記ニップ部の通過方向に略直交する幅方向の長さを変更して、コイル対向面積を可変させる制御を行う面積可変制御手段と、を備える画像形成装置であって、
前記ニップ部における前記記録媒体の非通過領域の温度を検知する温度検知手段と、
当該画像形成装置による画像形成動作の際に前記温度検知手段により検知された温度が所定温度に達しているか否かを判定する温度判定手段と、を備え、
前記面積可変制御手段は、前記温度判定手段の判定結果に基づいて、前記コイル対向面積を可変させることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1
A heating unit having an induction coil that generates an induction magnetic field by supplying current, a heating member that is induction-heated by the induction magnetic field generated from the induction coil, and an endless belt that circulates; and The recording that includes a pressurizing unit that forms a nip portion through which a recording medium passes with an endless belt, and a core that converges an induction magnetic field generated from the induction coil toward the heating member, and passes through the nip portion. A fixing device for fixing an unfixed toner image on the medium by heating and pressing; and
An area variable control means for performing control to change the coil facing area by changing the length in the width direction substantially orthogonal to the passing direction of the nip portion of the recording medium on the facing surface of the core facing the induction coil; An image forming apparatus comprising:
Temperature detecting means for detecting the temperature of the non-passing area of the recording medium in the nip portion;
Temperature determining means for determining whether or not the temperature detected by the temperature detecting means during the image forming operation by the image forming apparatus has reached a predetermined temperature,
The area variable control means varies the coil facing area based on the determination result of the temperature determination means.
ここで、前記ニップ部における前記記録媒体の非通過領域の温度を検知する上での温度検知手段の配設位置は、ニップ部の温度をより正確に検知可能な位置であることが好ましいが、無端ベルトは温度応答性が良いことから、無端ベルトの回転方向の如何なる位置であっても良い。 Here, the position of the temperature detection means for detecting the temperature of the non-passage area of the recording medium in the nip portion is preferably a position where the temperature of the nip portion can be detected more accurately. Since the endless belt has good temperature responsiveness, it may be in any position in the rotational direction of the endless belt.
請求項1に記載の発明によれば、画像形成動作の際に検知されたニップ部における記録媒体の非通過領域の温度が所定温度に達しているか否かを判定し、判定結果に基づいて、誘導コイルに対向させるコイル対向面積を可変させる制御を行うので、画像形成に使用される記録媒体の幅寸法に応じてニップ部における記録媒体の通過領域に対して非通過領域が温度上昇した場合であっても、当該温度変化に応じて加熱部材の誘導加熱の制御を適正に行うことができる。また、加熱部には、加圧部とともにニップ部を構成する無端ベルトが備えられているので、当該無端ベルトは、その厚さが薄く、誘導加熱による昇温及び降温の応答性が非常に良く、画像形成に使用される記録媒体の幅寸法に応じてコイル対向面積が変更された場合に、無端ベルトにおける発熱分布の変更を迅速に行うことができる。
従って、加熱部の昇温及び降温の応答性の向上によって画像形成に係る部品の損傷及び画質低下を抑制して画像形成動作を適正に行うことができる。
According to the first aspect of the present invention, it is determined whether or not the temperature of the non-passing area of the recording medium in the nip portion detected during the image forming operation has reached a predetermined temperature, and based on the determination result, Since the control is performed to vary the coil facing area that faces the induction coil, the temperature of the non-passing area rises with respect to the passing area of the recording medium in the nip according to the width dimension of the recording medium used for image formation. Even if it exists, control of the induction heating of a heating member can be appropriately performed according to the said temperature change. In addition, since the heating unit is provided with an endless belt that forms a nip portion together with the pressure unit, the endless belt is thin and has a very good response to temperature rise and temperature drop by induction heating. When the coil facing area is changed according to the width dimension of the recording medium used for image formation, the heat generation distribution in the endless belt can be changed quickly.
Accordingly, it is possible to appropriately perform the image forming operation by suppressing the damage of the parts related to the image formation and the deterioration of the image quality by improving the responsiveness of the temperature rise and the temperature drop of the heating unit.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、
前記温度検知手段は、幅寸法の異なる前記記録媒体に応じて複数設けられていることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect,
A plurality of the temperature detecting means are provided according to the recording media having different width dimensions.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、画像形成に使用される幅寸法の異なる記録媒体に応じて設けられた複数の温度検知手段にて検知された温度に基づいて、コイル対向面積の可変制御をより適正に行うことができる。これにより、加熱部材の誘導加熱の制御をより緻密に行うことができる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to obtain the same effect as the first aspect of the invention. In particular, it is provided according to a recording medium having a different width size used for image formation. Further, the variable control of the coil facing area can be performed more appropriately based on the temperatures detected by the plurality of temperature detecting means. Thereby, the induction heating of the heating member can be controlled more precisely.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
コアは、狭面部と広面部とを有し、且つ、各々の前記広面部を前記誘導コイルに対向させて前記記録媒体の幅方向に沿って複数並設され、
前記複数のコアのうちの所定のコアを、その前記広面部の面と前記誘導コイルのコア対向面がなす角度を変更させるように回動可能とする回動機構部を備え、
前記面積可変制御手段は、前記温度判定手段の判定結果に基づいて、前記対向面を構成する前記複数のコアの前記広面部の前記コイル対向面積を可変させるように、前記所定のコアを前記コア回動機構部により回動させる制御を行うことを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect,
The core has a narrow surface portion and a wide surface portion, and a plurality of the wide surface portions are arranged in parallel along the width direction of the recording medium so that each of the wide surface portions faces the induction coil.
A rotation mechanism that enables rotation of a predetermined core of the plurality of cores so as to change an angle formed by a surface of the wide surface portion and a core facing surface of the induction coil;
The area variable control means changes the predetermined core to the core so as to vary the coil facing area of the wide surface portion of the plurality of cores constituting the facing surface based on a determination result of the temperature determining means. It is characterized in that it is controlled to rotate by a rotation mechanism.
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、温度判定手段の判定結果に基づいて、複数のコアのうちの所定のコアを、その広面部の面と誘導コイルのコア対向面がなす角度を変更するように回動させることにより、複数のコアの広面部のコイル対向面積を変更することができる。即ち、回動させるコアの数に応じてコイル対向面積の変更を行って、誘導コイルから発生される誘導磁界の収束範囲を変更することができるので、誘導コイルによる加熱部材の加熱制御の幅を大きくしてその制御を適正に行うことができる。また、複数のコアが回動可能に構成されているので、各コアの回動に必要なスペースが小さくなって全体としてコアの回動に大きなスペースが必要なくなり、定着装置の小型化を図ることができる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to obtain the same effect as the first or second aspect of the invention, and in particular, based on the determination result of the temperature determination means, among the plurality of cores. By rotating the predetermined core so as to change the angle formed by the surface of the wide surface portion and the core facing surface of the induction coil, the coil facing area of the wide surface portions of the plurality of cores can be changed. That is, since the converging range of the induction magnetic field generated from the induction coil can be changed by changing the coil facing area according to the number of cores to be rotated, the width of the heating control of the heating member by the induction coil can be increased. The control can be properly performed by increasing the size. Further, since the plurality of cores are configured to be rotatable, the space required for the rotation of each core is reduced, so that a large space is not required for the rotation of the core as a whole, and the fixing device can be reduced in size. Can do.
請求項4に記載の発明は、請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
コアは、前記記録媒体の幅方向に延在し、且つ、前記対向面の前記幅方向の長さがそれぞれ異なるものが複数設けられ、
前記複数のコアを支持して前記記録媒体の幅方向と略平行に延在する回転中心軸周りに回転させる回転機構部を備え、
前記面積可変制御手段は、前記温度判定手段の判定結果に基づいて、前記誘導コイルのコア対向面に所定のコイル対向面積を有するコアを対向させるように、前記回転機構部によるコアの回転を制御することを特徴としている。
The invention according to
A plurality of cores extending in the width direction of the recording medium and having different lengths in the width direction of the facing surface are provided,
A rotation mechanism that supports the plurality of cores and rotates around a rotation center axis extending substantially parallel to the width direction of the recording medium;
The area variable control unit controls the rotation of the core by the rotation mechanism unit so that a core having a predetermined coil facing area faces the core facing surface of the induction coil based on the determination result of the temperature determining unit. It is characterized by doing.
請求項4に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、温度判定手段の判定結果に基づいて、記録媒体の幅方向に延在し、且つ、当該幅方向の長さがそれぞれ異なる複数のコアを回転中心軸周りに回転させることにより、所定の幅方向の長さを有するコアを誘導コイルに対向させることができ、これにより、コイル対向面積の変更を行ってコアの誘導コイルから発生される誘導磁界の収束範囲が変更されることとなる。従って、幅方向の長さの異なるコアを複数用意しておくことにより、コアの誘導磁界の収束範囲の変更を簡略な構成で容易に行うことができるとともに、誘導コイルによる加熱部材の加熱制御の幅を大きくすることができ、その制御を適正に行うことができる。
According to the invention described in
請求項5に記載の発明は、
電流供給により誘導磁界を発生する誘導コイルと、前記誘導コイルから発生される誘導磁界により誘導加熱される加熱部材と周回移動する無端ベルトとを有する加熱部と、前記無端ベルトに圧接されて、当該無端ベルトとともに記録媒体が通過されるニップ部を形成する加圧部と、前記誘導コイルから発生される誘導磁界を前記加熱部材側に収束させるコアとを有し、前記ニップ部を通過する前記記録媒体上の未定着のトナー像を加熱加圧により定着させる定着装置と、
前記コアの前記誘導コイルに対向する対向面の前記記録媒体の前記ニップ部の通過方向に略直交する幅方向の長さを変更して、コイル対向面積を可変させる制御を行う面積可変制御手段と、を備える画像形成装置であって、
前記ニップ部における前記記録媒体の通過領域の温度を検知する第一の温度検知手段と、
前記ニップ部における前記記録媒体の非通過領域の温度を検知する第二の温度検知手段と、
当該画像形成装置による画像形成動作の際の、前記第一の温度検知手段により検知された温度と前記第二の温度検知手段により検知された温度との温度差が所定値に達しているか否かを判定する温度差判定手段と、を備え、
前記面積可変制御手段は、前記温度差判定手段の判定結果に基づいて、前記コイル対向面積を可変させることを特徴としている。
The invention described in
A heating unit having an induction coil that generates an induction magnetic field by supplying current, a heating member that is induction-heated by the induction magnetic field generated from the induction coil, and an endless belt that circulates; and The recording that includes a pressurizing unit that forms a nip portion through which a recording medium passes with an endless belt, and a core that converges an induction magnetic field generated from the induction coil toward the heating member, and passes through the nip portion. A fixing device for fixing an unfixed toner image on the medium by heating and pressing; and
An area variable control means for performing control to change the coil facing area by changing the length in the width direction substantially orthogonal to the passing direction of the nip portion of the recording medium on the facing surface of the core facing the induction coil; An image forming apparatus comprising:
First temperature detecting means for detecting the temperature of the recording medium passing area in the nip portion;
Second temperature detection means for detecting the temperature of the non-passage area of the recording medium in the nip portion;
Whether or not the temperature difference between the temperature detected by the first temperature detecting means and the temperature detected by the second temperature detecting means has reached a predetermined value during the image forming operation by the image forming apparatus A temperature difference determination means for determining
The area variable control means varies the coil facing area based on the determination result of the temperature difference determination means.
ここで、前記ニップ部における前記記録媒体の通過領域及び非通過領域の温度を検知する上での第一の温度検知手段及び第二の温度検知手段の配設位置は、ニップ部の温度をより正確に検知可能な位置であるのが好ましいが、無端ベルトは温度応答性が良いことから、無端ベルトの回転方向の如何なる位置であっても良い。 Here, the arrangement position of the first temperature detection means and the second temperature detection means for detecting the temperature of the passage area and the non-passage area of the recording medium in the nip portion depends on the temperature of the nip portion. It is preferable that the position be accurately detectable, but since the endless belt has good temperature response, it may be in any position in the rotational direction of the endless belt.
請求項5に記載の発明によれば、画像形成動作の際に検知されたニップ部における記録媒体の非通過領域の温度と通過領域の温度との温度差が所定値に達しているか否かを判定し、判定結果に基づいて、誘導コイルに対向させるコイル対向面積を可変させる制御を行うので、画像形成に使用される記録媒体の幅寸法に応じてニップ部における記録媒体の通過領域に対して非通過領域が温度上昇した場合であっても、当該温度変化に応じて加熱部材の誘導加熱の制御を適正に行うことができる。また、加熱部には、加圧部とともにニップ部を構成する無端ベルトが備えられているので、当該無端ベルトは、その厚さが薄く、誘導加熱による昇温及び降温の応答性が非常に良く、画像形成に使用される記録媒体の幅寸法に応じてコイル対向面積が変更された場合に、無端ベルトにおける発熱分布の変更を迅速に行うことができる。
従って、加熱部の昇温及び降温の応答性の向上によって画像形成に係る部品の損傷及び画質低下を抑制して画像形成動作を適正に行うことができる。
According to the fifth aspect of the present invention, it is determined whether or not the temperature difference between the temperature of the non-passing area and the passing area of the recording medium at the nip portion detected during the image forming operation has reached a predetermined value. Since the control is performed to vary the coil facing area to be opposed to the induction coil based on the determination result, the recording medium passing area in the nip portion is controlled according to the width dimension of the recording medium used for image formation. Even when the temperature of the non-passing region rises, induction heating of the heating member can be appropriately controlled according to the temperature change. In addition, since the heating unit is provided with an endless belt that forms a nip portion together with the pressure unit, the endless belt is thin and has a very good response to temperature rise and temperature drop by induction heating. When the coil facing area is changed according to the width dimension of the recording medium used for image formation, the heat generation distribution in the endless belt can be changed quickly.
Accordingly, it is possible to appropriately perform the image forming operation by suppressing the damage of the parts related to the image formation and the deterioration of the image quality by improving the responsiveness of the temperature rise and the temperature drop of the heating unit.
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の画像形成装置において、
前記第二の温度検知手段は、幅寸法の異なる前記記録媒体に応じて複数設けられていることを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fifth aspect,
A plurality of the second temperature detection means are provided in accordance with the recording media having different width dimensions.
請求項6に記載の発明によれば、請求項5に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、画像形成に使用される幅寸法の異なる記録媒体に応じて設けられた複数の第二の温度検知手段にて検知された温度に基づいて、コイル対向面積の可変制御をより適正に行うことができる。これにより、加熱部材の誘導加熱の制御をより緻密に行うことができる。 According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to obtain the same effect as the fifth aspect of the invention. In particular, it is provided in accordance with a recording medium having a different width used for image formation. The variable control of the coil facing area can be more appropriately performed based on the temperatures detected by the plurality of second temperature detecting means. Thereby, the induction heating of the heating member can be controlled more precisely.
請求項7に記載の発明は、請求項5又は6に記載の画像形成装置において、
コアは、狭面部と広面部とを有し、且つ、各々の前記広面部を前記誘導コイルに対向させて前記記録媒体の幅方向に沿って複数並設され、
前記複数のコアのうちの所定のコアを、その前記広面部の面と前記誘導コイルのコア対向面がなす角度を変更するように回動可能とする回動機構部を備え、
前記面積可変制御手段は、前記温度差判定手段の判定結果に基づいて、前記対向面を構成する前記複数のコアの前記広面部の前記コイル対向面積を可変させるように、前記所定のコアを前記コア回動機構部により回動させる制御を行うことを特徴としている。
The invention according to claim 7 is the image forming apparatus according to
The core has a narrow surface portion and a wide surface portion, and a plurality of the wide surface portions are arranged in parallel along the width direction of the recording medium so that each of the wide surface portions faces the induction coil.
A rotation mechanism that enables rotation of a predetermined core of the plurality of cores so as to change an angle formed by a surface of the wide surface portion and a core facing surface of the induction coil;
The area variable control means sets the predetermined core to be variable so as to vary the coil facing area of the wide surface portion of the plurality of cores constituting the facing surface based on a determination result of the temperature difference determining means. It is characterized in that it is controlled to be rotated by the core rotation mechanism.
請求項7に記載の発明によれば、請求項5又は6に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、温度差判定手段の判定結果に基づいて、複数のコアのうちの所定のコアを、その広面部の面と誘導コイルのコア対向面がなす角度を変更するように回動させることにより、複数のコアの広面部のコイル対向面積を変更することができる。即ち、回動させるコアの数に応じてコイル対向面積の変更を行って、誘導コイルから発生される誘導磁界の収束範囲を変更することができるので、誘導コイルによる加熱部材の加熱制御の幅を大きくしてその制御を適正に行うことができる。また、複数のコアが回動可能に構成されているので、各コアの回動に必要なスペースが小さくなって全体としてコアの回動に大きなスペースが必要なくなり、定着装置の小型化を図ることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the same effect as that of the fifth or sixth aspect of the invention can be obtained. In particular, based on the determination result of the temperature difference determination means, a plurality of cores can be obtained. The coil facing area of the wide surface portions of the plurality of cores can be changed by rotating the predetermined core so as to change the angle formed by the surface of the wide surface portion and the core facing surface of the induction coil. That is, since the converging range of the induction magnetic field generated from the induction coil can be changed by changing the coil facing area according to the number of cores to be rotated, the width of the heating control of the heating member by the induction coil can be increased. The control can be properly performed by increasing the size. Further, since the plurality of cores are configured to be rotatable, the space required for the rotation of each core is reduced, so that a large space is not required for the rotation of the core as a whole, and the fixing device can be reduced in size. Can do.
請求項8に記載の発明は、請求項5又は6に記載の画像形成装置において、
コアは、前記記録媒体の幅方向に延在し、且つ、前記対向面の前記幅方向の長さがそれぞれ異なるものが複数設けられ、
前記複数のコアを支持して前記記録媒体の幅方向と略平行に延在する回転中心軸周りに回転させる回転機構部を備え、
前記面積可変制御手段は、前記温度差判定手段の判定結果に基づいて、前記誘導コイルのコア対向面に所定のコイル対向面積を有するコアを対向させるように、前記回転機構部によるコアの回転を制御することを特徴としている。
The invention according to claim 8 is the image forming apparatus according to
A plurality of cores extending in the width direction of the recording medium and having different lengths in the width direction of the facing surface are provided,
A rotation mechanism that supports the plurality of cores and rotates around a rotation center axis extending substantially parallel to the width direction of the recording medium;
The area variable control means rotates the core by the rotation mechanism unit so that a core having a predetermined coil facing area faces the core facing surface of the induction coil based on the determination result of the temperature difference determining means. It is characterized by control.
請求項8に記載の発明によれば、請求項5又は6に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、温度差判定手段の判定結果に基づいて、記録媒体の幅方向に延在し、且つ、当該幅方向の長さがそれぞれ異なる複数のコアを回転中心軸周りに回転させることにより、所定の幅方向の長さを有するコアを誘導コイルに対向させることができ、これにより、コアの誘導コイルから発生される誘導磁界の収束範囲が変更されることとなる。従って、幅方向の長さの異なるコアを複数用意しておくことにより、コアの誘導磁界の収束範囲の変更を簡略な構成で容易に行うことができるとともに、誘導コイルによる加熱部材の加熱制御の幅を大きくすることができ、その制御を適正に行うことができる。 According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to obtain the same effect as the fifth or sixth aspect of the invention, in particular, based on the determination result of the temperature difference determination means, the width of the recording medium. A core having a predetermined length in the width direction can be made to face the induction coil by rotating a plurality of cores extending in the direction and having different lengths in the width direction around the rotation center axis. Thereby, the convergence range of the induction magnetic field generated from the induction coil of the core is changed. Accordingly, by preparing a plurality of cores having different lengths in the width direction, the convergence range of the induction magnetic field of the core can be easily changed with a simple configuration, and heating control of the heating member by the induction coil can be performed. The width can be increased and the control can be performed appropriately.
請求項1に記載の発明によれば、画像形成に使用される記録媒体の幅寸法に応じてニップ部における記録媒体の通過領域に対して非通過領域が温度上昇した場合であっても、当該温度変化に応じて加熱部材の誘導加熱の制御を適正に行うことができる。また、加熱部に備わる無端ベルトは、その厚さが薄く、誘導加熱による昇温及び降温の応答性が非常に良く、画像形成に使用される記録媒体の幅寸法に応じてコイル対向面積が変更された場合に、無端ベルトにおける発熱分布の変更を迅速に行うことができる。
従って、加熱部の昇温及び降温の応答性の向上によって画像形成に係る部品の損傷及び画質低下を抑制して画像形成動作を適正に行うことができる。
According to the first aspect of the present invention, even if the temperature of the non-passing area rises with respect to the passing area of the recording medium in the nip portion according to the width dimension of the recording medium used for image formation, The induction heating of the heating member can be appropriately controlled according to the temperature change. In addition, the endless belt provided in the heating part is thin, and the response to temperature rise and fall by induction heating is very good, and the coil facing area changes according to the width of the recording medium used for image formation In this case, the heat generation distribution in the endless belt can be changed quickly.
Accordingly, it is possible to appropriately perform the image forming operation by suppressing the damage of the parts related to the image formation and the deterioration of the image quality by improving the responsiveness of the temperature rise and the temperature fall of the heating unit.
請求項2に記載の発明によれば、コイル対向面積の可変制御をより適正に行うことができ、これにより、加熱部材の誘導加熱の制御をより緻密に行うことができる。 According to the second aspect of the present invention, the variable control of the coil facing area can be performed more appropriately, whereby the induction heating of the heating member can be controlled more precisely.
請求項3に記載の発明によれば、回動させるコアの数に応じてコイル対向面積の変更を行って、誘導コイルから発生される誘導磁界の収束範囲を変更することができるので、誘導コイルによる加熱部材の加熱制御の幅を大きくしてその制御を適正に行うことができる。また、複数のコアが回動可能に構成されているので、各コアの回動に必要なスペースが小さくなって全体としてコアの回動に大きなスペースが必要なくなり、定着装置の小型化を図ることができる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to change the converging range of the induction magnetic field generated from the induction coil by changing the coil facing area according to the number of cores to be rotated. The heating control width of the heating member can be increased and the control can be performed appropriately. Further, since the plurality of cores are configured to be rotatable, the space required for the rotation of each core is reduced, so that a large space is not required for the rotation of the core as a whole, and the fixing device can be reduced in size. Can do.
請求項4に記載の発明によれば、所定の幅方向の長さを有するコアを誘導コイルに対向させることができ、これにより、コイル対向面積の変更を行ってコアの誘導コイルから発生される誘導磁界の収束範囲が変更されることとなる。従って、幅方向の長さの異なるコアを複数用意しておくことにより、コアの誘導磁界の収束範囲の変更を簡略な構成で容易に行うことができるとともに、誘導コイルによる加熱部材の加熱制御の幅を大きくすることができ、その制御を適正に行うことができる。
According to invention of
請求項5に記載の発明によれば、画像形成に使用される記録媒体の幅寸法に応じてニップ部における記録媒体の通過領域に対して非通過領域が温度上昇した場合であっても、当該温度変化に応じて加熱部材の誘導加熱の制御を適正に行うことができる。また、加熱部に備わる無端ベルトは、その厚さが薄く、誘導加熱による昇温及び降温の応答性が非常に良く、画像形成に使用される記録媒体の幅寸法に応じてコイル対向面積が変更された場合に、無端ベルトにおける発熱分布の変更を迅速に行うことができる。
従って、加熱部の昇温及び降温の応答性の向上によって画像形成に係る部品の損傷及び画質低下を抑制して画像形成動作を適正に行うことができる。
According to the fifth aspect of the present invention, even when the non-passing area rises with respect to the passing area of the recording medium in the nip portion according to the width dimension of the recording medium used for image formation, Control of induction heating of the heating member can be appropriately performed according to the temperature change. In addition, the endless belt provided in the heating section is thin and has very good response to temperature rise and temperature drop by induction heating. The coil facing area changes according to the width of the recording medium used for image formation. In this case, the heat generation distribution in the endless belt can be changed quickly.
Accordingly, it is possible to appropriately perform the image forming operation by suppressing the damage of the parts related to the image formation and the deterioration of the image quality by improving the responsiveness of the temperature rise and the temperature drop of the heating unit.
請求項6に記載の発明によれば、コイル対向面積の可変制御をより適正に行うことができ、これにより、加熱部材の誘導加熱の制御をより緻密に行うことができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the variable control of the coil facing area can be performed more appropriately, whereby the induction heating of the heating member can be controlled more precisely.
請求項7に記載の発明によれば、回動させるコアの数に応じてコイル対向面積の変更を行って、誘導コイルから発生される誘導磁界の収束範囲を変更することができるので、誘導コイルによる加熱部材の加熱制御の幅を大きくしてその制御を適正に行うことができる。また、複数のコアが回動可能に構成されているので、各コアの回動に必要なスペースが小さくなって全体としてコアの回動に大きなスペースが必要なくなり、定着装置の小型化を図ることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the converging range of the induction magnetic field generated from the induction coil can be changed by changing the coil facing area according to the number of cores to be rotated. The heating control width of the heating member can be increased and the control can be performed appropriately. Further, since the plurality of cores are configured to be rotatable, the space required for the rotation of each core is reduced, so that a large space is not required for the rotation of the core as a whole, and the fixing device can be reduced in size. Can do.
請求項8に記載の発明によれば、所定の幅方向の長さを有するコアを誘導コイルに対向させることができ、これにより、コアの誘導コイルから発生される誘導磁界の収束範囲が変更されることとなる。従って、幅方向の長さの異なるコアを複数用意しておくことにより、コアの誘導磁界の収束範囲の変更を簡略な構成で容易に行うことができるとともに、誘導コイルによる加熱部材の加熱制御の幅を大きくすることができ、その制御を適正に行うことができる。 According to the eighth aspect of the present invention, the core having a predetermined length in the width direction can be opposed to the induction coil, thereby changing the convergence range of the induction magnetic field generated from the induction coil of the core. The Rukoto. Accordingly, by preparing a plurality of cores having different lengths in the width direction, the convergence range of the induction magnetic field of the core can be easily changed with a simple configuration, and heating control of the heating member by the induction coil can be performed. The width can be increased and the control can be performed appropriately.
以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples.
[第一の実施の形態]
図1は、本発明を適用した第一の実施の形態として例示する画像形成装置の概略構成を模式的に示す部分断面図であり、図2は、画像形成装置の要部構成を示すブロック図である。
[First embodiment]
FIG. 1 is a partial sectional view schematically showing a schematic configuration of an image forming apparatus exemplified as a first embodiment to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of the image forming apparatus. It is.
図1及び図2に示すように、本実施の形態の画像形成装置100は、像担持体としての感光ドラム1と、この感光ドラム1の表面を所定の電位に帯電する帯電器2と、所定の画像を露光して感光ドラム1の表面に静電潜像を形成する露光部3と、形成された静電潜像をトナーとキャリアからなる現像剤を用いて現像してトナー像として可視化する現像器4と、得られたトナー像を感光ドラム1に搬送された紙などの記録媒体Mに転写する転写部5と、トナー像の転写が終了した感光ドラム1の表面に残留した転写の残りのトナーを除去するクリーナ6と、記録媒体M上の未定着トナー像を定着させて当該記録媒体M上に画像を形成させる誘導加熱方式の定着装置7と、定着装置7のニップ部Nの温度を検知する中央温度センサ121及び端部温度センサ122と、ROM8と、RAM9と、CPU10とを備えて構成されている。
なお、画像形成装置100を構成する各部は、バス11により接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, an
Note that each unit constituting the
定着装置7は、感光ドラム1よりも記録媒体Mの搬送方向Xの下流側に設けられ、記録媒体Mにトナー像を加熱により定着させるための加熱部71と、加熱部71を構成する無端ベルト711(後述)に圧接されて、当該無端ベルト711とともに記録媒体Mが通過されるニップ部Nを形成する加圧ローラ(加圧部)72と、図示しない電力供給手段からの電流供給により誘導磁界を発生して、加熱部71を誘導加熱させる誘導コイル73と、誘導コイル73から発生される誘導磁界を加熱部71側に収束させるコア74とを備えている。
なお、本実施の形態の定着装置7にあっては、ニップ部Nの幅方向における略中央部分を記録媒体Mの通過基準位置Cとして記録媒体Mを通過可能に構成されている。
The fixing device 7 is provided downstream of the photosensitive drum 1 in the conveyance direction X of the recording medium M, a
Note that the fixing device 7 of the present embodiment is configured to be able to pass through the recording medium M with the substantially central portion in the width direction of the nip portion N as a reference passage position C of the recording medium M.
加圧ローラ72は、少なくとも最大通紙幅を有する記録媒体Mと略等しい幅を有するように形成された部材である。
加熱部71は、少なくとも最大通紙幅の記録媒体Mと略等しい幅に形成された無端ベルト711を有しており、この無端ベルト711は、加圧ローラ72に対向するように配された支持ローラ712と、支持ローラ712を挟んで加圧ローラ72と反対側に位置するように配された加熱支持部材713とに巻き掛けられ、支持ローラ712の回転により周回移動するように構成されている。
支持ローラ712は、例えば、無端ベルト711の幅と略等しい幅に形成された部材である。また、この支持ローラ712若しくは加圧ローラ72のうちの何れか一方は、図示しない駆動モータ等に接続されており、その駆動に伴って回動駆動するように構成されている。
加熱支持部材713は、例えば、所定の厚さを有し、外形が略半円状に形成され、誘導コイル73からの誘導磁界により誘導加熱される所定の合金等からなる部材である。
The
The
The
The
無端ベルト711は、例えば図示は省略するが、誘導コイル73からの誘導磁界により誘導加熱されるニッケルや銀等の所定の合金等からなる加熱部材層と、加熱部材層よりも外側にて記録媒体Mと接触する面に離型層とが形成されている。
離型層は、加熱支持部材713の渦電流による発熱によって生じる熱損傷による劣化や、加圧ローラ72の表面層との回転による磨耗によって生じる表面の劣化とを防ぐための十分な耐久性を考慮して選択される所定の材料と厚さを有して構成されている。具体的には、離型層は、例えば40μm程度の厚さを持つ四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体(PFA)、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)等のフッ素系樹脂等から構成されるのが好ましい。
The
The release layer takes into account sufficient durability to prevent deterioration due to thermal damage caused by heat generated by the eddy current of the
誘導コイル73は、無端ベルト711を挟んで加熱支持部材713に対向するような形状に形成されたコイル支持部材731により支持されている。即ち、コイル支持部材731は、その加熱支持部材713に対向する面(図1における下面)が加熱支持部材713の外面に沿う形状に形成されている。そして、コイル支持部材731の加熱支持部材713に対向する面側に、その記録媒体Mの通過方向における略中央部分を挟んで、通過方向の上流側及び下流側にそれぞれ一つずつ誘導コイル73が設けられている。従って、各誘導コイル73は、加熱支持部材713の外面(表面)に沿うような形状に形成されている。
また、各誘導コイル73は、巻き線が記録媒体Mのニップ部Nの通過方向に略直交する幅方向と略平行に延在する直線状の部分を有するようにして略渦巻き状に巻回されている(図3参照)。これにより、誘導加熱を行う上で、加熱部71の無端ベルト711及び加熱支持部材713に対する誘導磁界の放射方向を適正なものとすることができ、加熱部71において誘導電流を効率良く発生させることができる。
The
Each
コア74は、コイル支持部材731を挟んで各誘導コイル73と対向する位置に、誘導コイル73に対して所定の間隔を空けて配設されている。
以下に、コア74について、図3及び図4を参照してさらに詳細に説明する。
ここで、図3(a)〜(c)は、コア74及び誘導コイル73を示す斜視図であり、より具体的には、コア74の回動状態を示すものである。また、図4は、図3のコア74の回動状態に応じた加熱部71の発熱分布を模式的に示した図である。なお、図3にあっては、図1における破線Lで囲まれた部分を示すものとし、図中、コイル支持部材731及び無端ベルト711の図示を省略している。
The
Hereinafter, the
Here, FIGS. 3A to 3C are perspective views showing the
図3に示すように、コア74は、記録媒体Mの幅方向と略等しい誘導コイル73の幅方向に並んで複数配設されている。より具体的には、複数のコア74、…は、ニップ部Nにおける記録媒体Mの通過基準位置Cを中心にして略対称に配置されている。
また、各コア74は、例えば所定の厚さを有する略平板状の部材、即ち、広面部とこの広面部よりも面積の狭い狭面部とを有する部材であり、各々の広面部を誘導コイル73に対向させて配設されている。また、各コア74は、その長手方向が誘導コイル73の幅方向に略直交する方向に延在するように配置されている。即ち、複数のコア74、…は、向きを略揃え、且つ、記録媒体Mの幅方向に沿って所定間隔を空けて枕木状に配設されている。
なお、コア74の長手方向の長さは、例えば、誘導コイル73の幅方向に略直交する方向の長さに応じて所定の長さに規定されている。
As shown in FIG. 3, a plurality of
Each
The length of the core 74 in the longitudinal direction is defined as a predetermined length according to the length in a direction substantially orthogonal to the width direction of the
これら複数のコア74のうち、コア74の並び列の両端から所定数(例えば、2つ)のコア74の各々には、当該コア74の長手方向と略等しい方向に延在するコア回動機構部75の回動軸751、…が接続されている。
即ち、コア回動機構部75は、所定のコア74の当該コア74の並び列における内側となる位置に接続される回動軸751と、この回動軸751を所定方向に回転駆動させる駆動モータ752とを備えている。そして、駆動モータ752の駆動により所定のコア74に接続された回動軸751を所定方向に回転させて、所定のコア74の誘導コイル73に対向する対向面である広面部の誘導コイル73のコア対向面に対する角度が0[°]及び90[°]となるように、即ち、コア対向面に対してコア74の広面部及び狭面部をそれぞれ対向させるように、当該コア74をそれぞれ独立して並び列に沿う略垂直面に沿って回動可能に構成されている(図3参照)。
Among the plurality of
That is, the core
上記構成により、複数のコア74、…の広面部の面積を加算した値に略近似するコイル対向面積を変更可能となっている。具体的には、図3に示すように、全てのコア74の広面部を誘導コイル73に対向させた場合、即ち、全てのコア74の広面部の誘導コイル73のコア対向面に対する角度を0 [°]とした場合に対して(図3(c)参照)、記録媒体Mの通過基準位置Cを中心にして略対称に配置されるコア74のうち、並び列の両端に配置される一対のコア74、74を90[°]回動させたり(図3(b)参照)、両端から2対のコア74、…を90[°]回動させることにより(図3(a)参照)、コイル対向面積を変更可能となっている。
そして、上記のようにして変更されるコイル対向面積に応じて、コア74の誘導コイル73から発生される誘導磁界の収束範囲が変化するため、加熱部71の発熱分布が異なることとなる(図4参照)。つまり、コア対向面にコア74の狭面部を対向させた場合には、当該狭面部の面積が狭いため、誘導コイルからの誘導磁界の収束効率が低下するためである。
図4にあっては、縦軸に加熱部71の発熱強度をとり、横軸に加熱部71の幅方向に沿う発熱分布をとるものとし、図3(a)に対応するものを4Aで示し、図3(b)に対応するものを4Bで示し、図3(c)に対応するものを4Cで示すものとする。図4に示すように、コイル対向面積が小さくなるほど、即ち、コイル対向面積の記録媒体Mの幅方向の長さが短くなるほど、加熱部71の発熱分布の記録媒体Mの幅方向に対応する幅が小さくなる。このように、コイル対向面積の変更に従って、発熱分布の記録媒体Mの幅方向に対応する幅が変更されることとなり、本実施の形態にあっては、全てのコア74の広面部を誘導コイル73に対向させた場合のコイル対向面積が、ニップ部Nを通過可能な最大幅の記録媒体Mに対応するものとなっている。
また、定着装置7により未定着トナー像を定着可能な各寸法の記録媒体Mの幅に応じて、未定着トナー像の定着に必要な発熱分布を想定し、想定される発熱分布がコア74の回動により変更されるコイル対向面積によって得られるようにコア74の記録媒体Mの幅方向に沿った長さが規定されている。具体的には、本発明に係る画像形成装置100にて使用される各寸法の記録媒体M(例えば、A4、A4R、葉書等)の幅に対応付けてコイル対向面積が変更されるように、各コア74の記録媒体Mの幅方向に沿った長さが設定されている。
With the above configuration, the coil facing area that is approximately approximate to the value obtained by adding the areas of the wide surface portions of the plurality of
And since the convergence range of the induction magnetic field generated from the
In FIG. 4, the vertical axis represents the heat generation intensity of the
Further, the heat generation distribution necessary for fixing the unfixed toner image is assumed according to the width of the recording medium M of each size capable of fixing the unfixed toner image by the fixing device 7. The length of the
なお、各コア74の幅は、ニップ部Nの幅方向における略中央部分を記録媒体Mの通過基準位置Cとしていることから、通過基準位置Cを中心として略対称に配置される各対のコア74の幅は、異なる幅の記録媒体Mどうし(例えば、一回り異なる寸法を有する記録媒体Mどうし)における幅寸法差の略半分の長さと規定することができる。
このように、コア74の記録媒体Mの幅方向に沿った長さは、ニップ部Nを通過可能な幅の異なる記録媒体Mどうしの幅寸法差に基づいて規定されている。
The width of each core 74 is such that the substantially central portion in the width direction of the nip portion N is the passage reference position C of the recording medium M, and therefore each pair of cores arranged substantially symmetrically with the passage reference position C as the center. The width of 74 can be defined as a length approximately half of the width dimension difference between the recording media M having different widths (for example, the recording media M having different dimensions).
Thus, the length of the
次に、中央温度センサ121及び端部温度センサ122について、図5を参照して説明する。
ここで、図5は、画像形成装置100に備わる中央温度センサ121及び端部温度センサ122の配置を模式的に示した図である。
Next, the
Here, FIG. 5 is a diagram schematically showing the arrangement of the
図5に示すように、中央温度センサ121は、ニップ部Nにおける記録媒体Mの通紙(通過)領域、具体的には、通過基準位置Cである幅方向における略中央部分に配設されている。
端部温度センサ122は、各幅寸法の記録媒体Mに応じて、当該記録媒体Mのニップ部Nにおける非通紙領域である、記録媒体Mの幅方向の端部側に設けられている。即ち、図5において、二つの端部温度センサ122が図示されており、ニップ部Nにおける記録媒体Mの通過基準位置Cから最も離れた位置に配された外側の端部温度センサ122が最大幅の記録媒体用の温度センサであり、その温度センサよりも通過基準位置Cに近い内側の端部温度センサ122が最大幅の記録媒体Mよりも小さい幅を有する所定寸法の記録媒体用の温度センサとなっている。
また、中央温度センサ121及び端部温度センサ122は、例えば、図1及び図5に示すように、無端ベルト711の内側に設けられている。
ここで、中央温度センサ121及び端部温度センサ122は、無端ベルト711の内面から所定の距離を離間させて配設されたものであっても良いし、内面に接触するものであっても良いが、ニップ部Nにおける定着温度を正確に検知するためには、無端ベルト711を誘導加熱による昇温及び降温の応答性の良い材料から構成し、その無端ベルト711の内面に接触する構成のものとすることが望ましい。
また、中央温度センサ121及び端部温度センサ122をニップ部Nよりも記録媒体Mの搬送方向Xの上流側に配設するような構成としても良い。
さらに、中央温度センサ121及び端部温度センサ122の無端ベルト711の回転方向における配設位置は、ニップ部Nにおける記録媒体Mの通過領域及び非通過領域の温度をより正確に検知可能な位置であるのが好ましいが、無端ベルト711は温度応答性が良いことから、無端ベルト711の回転方向の如何なる位置であっても良い。即ち、中央温度センサ121及び端部温度センサ122は、図5に示すように、ニップ部Nの近傍となる支持ローラ712の近傍に配設されても良いし、ニップ部Nから離れた加熱支持部材713の近傍に配設されても良い。
As shown in FIG. 5, the
The
Further, the
Here, the
Further, the
Further, the positions of the
ROM8は、例えば、読み出し専用のメモリであり、CPU10の制御下にて実行される各種のプログラム並びに各プログラムの処理に係るデータ等を記憶している。具体的には、ROM8は、温度判定プログラム8a、第一面積可変制御プログラム8b等を記憶している。
The ROM 8 is, for example, a read-only memory, and stores various programs executed under the control of the
温度判定プログラム8aは、CPU10に、温度判定手段として、当該画像形成装置100による画像形成動作の際に、端部温度センサ122により検知された温度が所定温度に達しているか否かを判定させる温度判定処理に係る機能を実現させるためのプログラムである。
即ち、本実施の形態の画像形成装置100にあっては、画像形成動作の開始時に、最大幅の記録媒体Mに対応するように加熱支持部材713及び無端ベルト711を記録媒体Mの幅方向の略全域に亘ってニップ部Nの定着領域が所定の定着温度となるまで加熱しておく。そして、画像形成動作が開始された場合に、当該画像形成に最大幅の記録媒体Mを使用しない場合には、例えば、図6に示すように、ニップ部Nにおける記録媒体Mの通紙領域と非通紙領域とで温度差が生じることとなる。つまり、記録媒体Mの通紙領域は、通紙される記録媒体Mによってニップ部Nの熱が奪われて次第に低下していくため、中央温度センサ121により検知された温度に基づいてニップ部Nの定着温度t2を所定の値に維持するように、CPU10は誘導コイルに対する電流供給量をフィードバック制御するようになっているが、電流供給量を増加させると記録媒体Mの非通紙領域(端部側)においては記録媒体Mにより熱が奪われるといったことがないため温度t1が上昇してしまい、その結果、定着温度以上となる。
そこで、本実施の形態にあっては、画像形成動作の際に、CPU10による温度判定プログラム8aの実行に基づいて、ニップ部Nの記録媒体Mの非通紙領域の温度t2が所定温度に達しているか否かを判定する。なお、温度判定処理は、例えば、2つの端部温度センサ122のうちの内側の端部温度センサ122から順に行われ、内側の端部温度センサ122にて検知された温度t1が所定温度に達していない場合にのみ、外側の端部温度センサ122にて検知された温度t1に基づいて温度判定処理が行われるようになっている。
The
That is, in the
Therefore, in the present embodiment, during the image forming operation, based on the execution of the
第一面積可変制御プログラム8bは、温度判定処理の判定結果に基づいて、CPU10に、面積可変制御手段として、複数のコア74、…のうちの誘導コイル73に対向させるコア74の数を変更することによりコイル対向面の幅方向の長さを変更して、コイル対向面積を可変させる面積可変処理に係る機能を実現させるためのプログラムである。具体的には、第一面積可変制御プログラム8bの実行に従って、CPU10は、所定のコア74、…の広面部の面と誘導コイルのコア対向面がなす角度を変更するように当該コア74を回動させるためにコア回動機構部75の駆動モータ752を制御するようになっている。
より具体的には、例えば、温度判定処理において、内側の端部温度センサ122にて検知された温度が所定温度に達していると判定された場合には、CPU10は、複数のコア74、…のうちの両端部からそれぞれ2つのコア74、74に接続された駆動モータ752の駆動を制御して、両端部のコア75の広面部の面とコア対向面がなす角度が90[°]となるように、各端部のコア74を2つずつ回動させる。また、内側の端部温度センサ122にて検知された温度が所定温度に達していないと判定された場合には、CPU10は、外側の端部温度センサ122にて検知された温度が所定温度に達しているか否かを判定して、所定温度に達していると判定された場合には、複数のコア74、…のうちの各端部のコア74のみを回動させる制御を行うようになっている。
The first area
More specifically, for example, in the temperature determination process, when it is determined that the temperature detected by the inner
RAM9は、例えば、書き換え可能なメモリであり、ROM8から読み出されたプログラムや各種データ等の格納領域や作業領域等を構成している。
The
CPU10は、ROM8に記憶されている画像形成装置100としての機能に関る各種プログラムを読み出してRAM9の作業領域に展開し、当該プログラムに従って各種処理を実行するものである。
The
次に、CPU10の制御下における画像形成装置100による画像形成処理について、図7を参照して説明する。
ここで、図7は、画像形成処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。
Next, an image forming process performed by the
Here, FIG. 7 is a flowchart showing an example of an operation related to the image forming process.
図7に示すように、先ず、ユーザの所定の操作に基づいて画像形成装置100の電源が投入されると、CPU10は、中央温度センサ121にて検知された温度に基づいて、ニップ部Nの温度が所定の定着可能温度となるように当該定着装置7の誘導コイル73に対する電流供給量を制御する(ステップS1)。このとき、CPU10は、ROM8から第一面積可変制御プログラム8bを読み出してRAM9に展開し、この第一面積可変制御プログラム8bに従って、コア回動機構部75の駆動モータ752の駆動を制御して、複数のコア74、…のうちの所定のコア74に接続された回動軸751を所定方向に回転させて、全てのコア74を誘導コイル73に対向させる(図3(c)参照)。
これにより、最大幅の記録媒体Mに対応させるように誘導コイル73からの誘導磁界を加熱支持部材713及び無端ベルト711に収束させて、最大幅の記録媒体Mの通過領域を略全域に亘って加熱することができる。
As shown in FIG. 7, first, when the power of the
As a result, the induction magnetic field from the
その後、CPU10は、中央温度センサ121により検知された温度が定着温度に達しているか否かを判定する(ステップS2)。
ここで、定着温度に達していると判定されると(ステップS2;Yes)、CPU10は、図示しない画像入力部を介して入力された所定の画像情報に基づいて画像形成動作を開始する(ステップS3)。
Thereafter, the
If it is determined that the fixing temperature has been reached (step S2; Yes), the
画像形成動作が開始されると、CPU10は、ROM8から温度判定プログラムを読み出してRAM9に展開し、この温度判定プログラムに従って、端部温度センサ122により検知された温度が所定温度に達しているか否かを判定する温度判定処理の実行を制御する(ステップS4)。そして、温度判定処理において、二つの端部温度センサ122、122のうち、少なくとも一方の端部温度センサ122にて検知された温度t1が所定温度に達していると判定された場合(ステップS4;Yes)、即ち、画像形成に最大幅よりも小さい幅寸法の記録媒体Mが使用されて、ニップ部Nにおける記録媒体Mの非通紙領域の温度t1が上昇して所定の温度となった場合には、CPU10は、面積可変処理の実行を制御する(ステップS5)。
即ち、この面積可変処理において、CPU10は、ROM8から第一面積可変制御プログラム8bを読み出してRAM9に展開し、この第一面積可変制御プログラム8bに従って、複数のコア74、…のうち、コア74の並び列の両端部側の所定のコア74の回動軸751に接続されている駆動モータ752の駆動を制御して、その広面部の面とコア対向面がなす角度が90[°]となるように当該コア74を回動させる。
これにより、誘導コイル73に対向させるコア74の数が減少するため、コイル対向面の幅方向の長さが変更されることとなり、コイル対向面積を変更することができる。
When the image forming operation is started, the
That is, in this area variable processing, the
Thereby, since the number of the
以上のように、第一の実施の形態の画像形成装置100によれば、画像形成動作の際に端部温度センサ122にて検知されたニップ部Nにおける記録媒体Mの非通紙領域の温度t1が所定温度に達しているか否かを判定し、判定結果に基づいて、誘導コイル73に対向させるコイル対向面積を可変させる制御を行う。即ち、複数のコア74のうちの所定のコア74を、その広面部の面と誘導コイル73のコア対向面がなす角度を変更するように回動させることにより、複数のコア74の広面部のコイル対向面積を変更することができる。つまり、回動させるコア74の数に応じてコイル対向面積の変更を行って、誘導コイル73から発生される誘導磁界の収束範囲を変更することができる。
これにより、画像形成に使用される記録媒体Mの幅寸法に応じてニップ部Nにおける記録媒体Mの通紙領域に対して非通紙領域が温度上昇した場合であっても、当該温度変化に応じて加熱支持部材713及び無端ベルト711の誘導加熱の制御の幅を大きくしてその制御を適正に行うことができる。
また、無端ベルト711は、その厚さが薄く、誘導加熱による昇温及び降温の応答性が非常に良く、画像形成に使用される記録媒体Mの幅寸法に応じてコイル対向面積が変更された場合に、無端ベルト711における発熱分布の変更を迅速に行うことができる。
従って、加熱部71の昇温及び降温の応答性の向上によって画像形成に係る部品の損傷及び画質低下を抑制して画像形成動作を適正に行うことができる。
As described above, according to the
As a result, even if the temperature of the non-sheet passing area rises with respect to the sheet passing area of the recording medium M in the nip portion N in accordance with the width dimension of the recording medium M used for image formation, the temperature change occurs. Accordingly, the control range of induction heating of the
Further, the
Therefore, by improving the responsiveness of the
また、端部温度センサ122は、画像形成に使用される幅寸法の異なる記録媒体Mに応じてニップ部Nの所定位置に複数設けられているので、当該端部温度センサ122にて検知された温度t1に基づいて、コア74の広面部のコイル対向面積の可変制御をより適正に行うことができ、これにより、加熱支持部材713及び無端ベルト711の誘導加熱の制御をより緻密に行うことができる。
さらに、複数のコア74、…が回動可能に構成されているので、各コア74の回動に必要なスペースが小さくなって、定着装置7の小型化を図ることができ、その結果、画像形成装置100の小型化にも寄与することができる。
Further, since a plurality of
Further, since the plurality of
なお、上記第一の実施の形態では、略平板状に形成されたコア74を例示したが、コア74の形状はこれに限られるものではなく、例えば、図示は省略するが、誘導コイル73に沿うようにコアの並び方向の断面が略円弧状に形成された広面部を有するコアであっても良い。これにより、コアの広面部を誘導コイル73により近接させて配置することができ、誘導コイル73からの誘導磁界の収束をより効率良く行うことができ、画像形成動作を実行可能となるまでの立ち上がり時間をより減少させることができる。
In the first embodiment, the core 74 formed in a substantially flat plate shape is illustrated. However, the shape of the
また、コイル対向面積の変更を図る上で、ニップ部Nの幅方向における略中央部分を記録媒体Mの通過基準位置Cとし、コア74の並び列の端部側に配置された所定のコア74を回動させるような構成としたが、これに限られるものではない。即ち、記録媒体Mを通過可能であればニップ部Nの如何なる位置を通過基準位置Cとしても良く、例えば、ニップ部Nの幅方向側の何れか一方の端部を通過基準位置Cとし、この場合には、通過基準位置Cから最も離れた位置に配されるコア74から回動させるような構成とすることにより、記録媒体Mの幅にあわせたコイル対向面積の変更が可能となる。
In order to change the coil facing area, a substantially central portion in the width direction of the nip portion N is set as a passage reference position C of the recording medium M, and a
さらに、コア回動機構部75の構成は、上記したものに限られるものではない。例えば図示は省略するが、コア74の並び方向に延在する一つの回動軸を用いて、この回動軸を所定のコア74の長手方向側の何れか一方の端部に接続して、回動軸の回転角度に応じて所定のコア74を回動させるような構成としても良い。この場合、回動軸の個数を減少させて、コア回動機構部75の構成を簡略化することができるので、装置コストを低下させることができる。
Furthermore, the configuration of the core
<定着装置の変形例>
以下に、この変形例の定着装置207を備える画像形成装置200について、図8及び図9を参照して説明する。
ここで、図8は、画像形成装置200の要部構成を示すブロック図であり、図9(a)〜(c)は、画像形成装置200に備わるコア174及び誘導コイル73を示す斜視図であり、より具体的には、コア174の回動状態を示すものである。
なお、画像形成装置200は、コア174及び回転機構部175の構成以外の点では上記第一の実施の形態と同様であるので、同様の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
<Modification of fixing device>
Hereinafter, an
Here, FIG. 8 is a block diagram illustrating a main configuration of the
Since the
図8及び図9に示すように、定着装置207は、誘導コイル73に対向するコイル対向面積を異ならせて所定厚の略平板状に形成された3つのコア174、…と、これら3つのコア174、…を支持して記録媒体Mの幅方向と略平行に延在する回転中心軸75a周りに回転させる回転機構部175とを備えている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the fixing
各コア174は、そのコイル対向面が略矩形状に形成されており、当該コイル対向面を構成する2辺のうち、記録媒体Mの幅方向に略平行な方向の一辺である、長辺の長さを各寸法の記録媒体Mの幅に基づいて異ならせることによりコイル対向面積が規定されている(詳細後述)。即ち、3つのコア174、…の各々のコイル対向面を構成する長辺と異なる他の一辺である短辺は、例えば誘導コイル73の幅方向に略直交する方向の長さに応じて所定の略等しい長さに規定されている。
このように、コア174は、記録媒体Mの幅方向に延在し、且つ、当該幅方向の長さがそれぞれ異なるものが複数設けられている。
なお、各コア174のコイル対向面に略直交する方向の厚さは、例えば、コイル対向面の寸法(長辺の長さ)の規定に係る記録媒体Mの幅及び誘導コイル73のインダクタンスや抵抗値等の性質に基づいて、所定の値に規定されている。これにより、ニップ部Nを通過する記録媒体Mの幅及び誘導コイル73の性質を考慮したコア174の厚さとすることができ、当該定着装置207による未定着トナー像の定着を好適に行うことができる。
そして、上記構成のコア174は、例えば、その長辺の略中央部分がニップ部Nにおける記録媒体Mの通過基準位置Cと重なるようにして、回転機構部175により支持されている。
Each core 174 has a coil-facing surface formed in a substantially rectangular shape. Of the two sides constituting the coil-facing surface, each core 174 has a long side that is one side in a direction substantially parallel to the width direction of the recording medium M. The coil facing area is defined by varying the length based on the width of the recording medium M of each dimension (details will be described later). That is, the short side, which is the other side different from the long side constituting the coil facing surface of each of the three cores 174,... Is predetermined according to the length in the direction substantially orthogonal to the width direction of the
As described above, a plurality of cores 174 extending in the width direction of the recording medium M and having different lengths in the width direction are provided.
The thickness of each core 174 in the direction substantially orthogonal to the coil facing surface is, for example, the width of the recording medium M according to the definition of the dimension (long side length) of the coil facing surface, and the inductance or resistance of the
The core 174 configured as described above is supported by the
回転機構部175は、回転中心軸75aと、この回転中心軸75aと3つのコア174を接続するための例えば樹脂製のコア接続部75bと、回転中心軸75aを所定方向に回転駆動させる駆動モータ75cとを備えている。
コア接続部75bは、例えば、3つのコア174、…のコイル対向面の断面によって略正三角形が形成されるように、即ち、回転中心軸75aが所定角度(例えば、120°)回転する毎に誘導コイル73に対向するコア174が交換されるように、当該コア接続部75bの表面の周方向において略等間隔を空けて3つのコア174、…が固定されている。そして、駆動モータ75cの駆動により回転中心軸75aを所定方向に回転させて、所定のコア174のコイル対向面を誘導コイル73に対向させるように、コア174を回転可能となっている。即ち、図9に示すように、例えば、長辺の長さが最も長いコア174Aのコイル対向面を誘導コイル73に対向させた状態で(図9(c)参照)、回転中心軸75aを所定方向(例えば、右周り)に120°回転させることにより、長辺の長さが次に長いコア174Bのコイル対向面を誘導コイル73に対向させ(図9(b)参照)、回転中心軸75aを所定方向(例えば、右周り)にさらに120°回転させることにより、長辺の長さが最も短いコア174Cのコイル対向面を誘導コイル73に対向させることができる(図9(a)参照)。
The
The
そして、上記のようにして交換されるコア174のコイル対向面積に応じて、上述した図4に示したように、コア174の誘導コイル73から発生される誘導磁界の収束範囲が変化するため、加熱部71の発熱分布が異なることとなる。即ち、コイル対向面の長辺の長さが短くなってコイル対向面積が小さくなるほど、加熱部71の発熱分布の記録媒体Mの幅方向に対応する幅が小さくなる。このように、コア174の交換によるコイル対向面積の変更に従って、発熱分布の記録媒体Mの幅方向に対応する幅が変更されることとなり、本実施の形態にあっては、長辺の長さが最も長いコア174Aのコイル対向面積が、ニップ部Nを通過可能な最大幅の記録媒体Mに対応するものとなっている。
また、コア174B、174Cの長辺の長さは、定着装置207により未定着トナー像を定着可能な所定寸法の記録媒体Mの幅に応じて未定着トナー像の定着に必要な発熱分布がコア174B、174Cのコイル対向面積によって得られるように設定されている。
And, as shown in FIG. 4 described above, the convergence range of the induction magnetic field generated from the
Further, the length of the long sides of the
次に、CPU210の制御下における画像形成装置200による画像形成処理について説明する。
画像形成装置200は、その電源が投入された際に実行される加熱部の加熱において(ステップS1;(図7参照))、CPU210は、ROM8から読み出された第一面積可変制御プログラム8bに従って、回転機構部175の駆動モータ75cの駆動を制御して、回転中心軸75aを所定方向に回転させて長辺の長さが最も長いコア174Aを誘導コイル73のコア対向面に対向させる。
その後、中央温度センサ121により検知された温度が定着温度に達すると(ステップS2;(図7参照))、画像形成動作が開始される(ステップS3;(図7参照))。
そして、画像形成動作の際の温度判定処理において(ステップS4;(図7参照))、所定温度に達していると判定された場合に実行される面積可変処理において(ステップS5;(図7参照))、CPU210は、ROM8から読み出された第一面積可変制御プログラム8bに従って、回転機構部175の駆動モータ75cの駆動を制御して、回転中心軸75aを所定方向に回転させてコア174A以外の所定の幅寸法を有するコア174B(174C)を誘導コイル73のコア対向面に対向させる。
例えば、温度判定処理において、内側の端部温度センサ122にて検知された温度が所定温度に達していると判定された場合には、CPU210は、駆動モータ75cの駆動を制御して、長辺の長さが最も短いコア174Cを誘導コイル73のコア対向面に対向させ、また、内側の端部温度センサ122にて検知された温度が所定温度に達していないと判定され、且つ、外側の端部温度センサ122にて検知された温度が所定温度に達していると判定された場合には、コア174Bを誘導コイル73のコア対向面に対向させるようになっている。
このようにして、誘導コイル73に対向されるコア174のコイル対向面の幅方向の長さが変更されることとなり、コイル対向面積を変更することができる。
Next, an image forming process performed by the
In the heating of the heating unit executed when the
Thereafter, when the temperature detected by the
In the temperature determination process during the image forming operation (step S4; (see FIG. 7)), in the area variable process executed when it is determined that the predetermined temperature has been reached (step S5; (see FIG. 7). )), The
For example, in the temperature determination process, when it is determined that the temperature detected by the inner
Thus, the length in the width direction of the coil facing surface of the core 174 facing the
以上のように、画像形成装置200によれば、温度判定手段の判定結果に基づいて、複数のコア174を回転中心軸75a周りに回転させることにより、所定の幅方向の長さを有するコア74を誘導コイル73に対向させることができ、これにより、コア174の誘導コイル73から発生される誘導磁界の収束範囲が変更されることとなる。従って、幅方向の長さの異なるコア174を複数用意しておくことにより、コア174の誘導磁界の収束範囲の変更を簡略な構成で容易に行うことができるとともに、誘導コイル73による加熱支持部材713及び無端ベルト711の加熱制御の幅を大きくすることができ、その制御を適正に行うことができる。
従って、上記第一の実施の形態と同様に、加熱部71の昇温及び降温の応答性の向上によって画像形成に係る部品の損傷及び画質低下を抑制して画像形成動作を適正に行うことができる。
As described above, according to the
Accordingly, as in the first embodiment, the image forming operation can be appropriately performed by suppressing the damage of the parts related to the image formation and the deterioration of the image quality by improving the responsiveness of the
なお、ニップ部Nの記録媒体Mの通過基準位置Cを、その幅方向における略中央部分としたが、これに限られるものではなく、記録媒体Mを通過可能であればニップ部Nの如何なる位置を通過基準位置Cとしても良い。例えば、ニップ部Nの幅方向側の何れか一方の端部を通過基準位置Cとしても良く、この場合には、通過基準位置Cにコア174の長辺の一端部をあわせて当該コア174がコア接続部75bにより接続支持されるような構成とすることにより、記録媒体Mの幅にあわせたコイル対向面積の変更が可能となる。
Although the reference passage position C of the recording medium M in the nip portion N is the substantially central portion in the width direction, the present invention is not limited to this, and any position of the nip portion N can be used as long as it can pass through the recording medium M. May be used as the passage reference position C. For example, any one end on the width direction side of the nip portion N may be set as the passage reference position C. In this case, the core 174 is aligned with one end of the long side of the core 174 at the passage reference position C. By adopting a configuration in which the connection is supported by the
[第二の実施の形態]
以下に、第二の実施の形態の画像形成装置300について、図10及び図11を参照して説明する。
ここで、図10は、本発明を適用した第二の実施の形態として例示する画像形成装置300の要部構成を模式的に示した図であり、図11は、画像形成装置300の画像形成動作時におけるニップ部Nの温度分布を模式的に示した図である。
なお、第二の実施の形態の画像形成装置300は、温度差判定処理及び面積可変処理に係る構成以外の点では上記第一の実施の形態と同様であるので、同様の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, an
Here, FIG. 10 is a diagram schematically showing a main configuration of an
The
本実施の形態の画像形成装置300は、上記第一の実施の形態における温度判定処理に替えて温度差判定処理を実行可能となっており、この温度差判定処理の処理結果に基づいてコア74のコイル対向面積を可変させるようになっている。
即ち、図10に示すように、本実施の形態の画像形成装置100は、温度差判定プログラム8c及び第二面積可変制御プログラム8dを記憶するROM308を備えている。
温度差判定プログラム8cは、CPU310に、温度差判定手段として、画像形成装置300による画像形成動作の際の、中央温度センサ121により検知された温度と端部温度センサ122により検知された温度との温度差が所定値に達しているか否かを判定する温度差判定処理に係る機能を実現させるためのプログラムである。具体的には、当該プログラムのCPU310による実行に基づいて、画像形成動作の際にニップ部Nにおける記録媒体Mの通紙領域(略中央部)と非通紙領域(端部)とで生じる温度差Δt、即ち、中央温度センサ121にて検知された温度t2に対する、二つの端部温度センサ122にて検知された温度t1との温度差を算出して、算出された温度差Δtが所定値に達しているか否かを判定するようになっている。より具体的には、CPU310は、先ず、中央温度センサ121にて検知された温度t2に対する内側の端部温度センサ122にて検知された温度t1の温度差Δtを算出して、算出された温度差Δtが所定値に達しているか否かを判定し、この判定の結果、所定値に達していないと判定された場合に、外側の端部温度センサ122にて検知された温度t1との温度差Δtを算出し、算出された温度差Δtが所定値に達しているか否かを判定するようになっている。
The
That is, as shown in FIG. 10, the
The temperature
第二面積可変制御プログラム8dは、温度差判定処理の処理結果に基づいて、CPU310に、面積可変制御手段として、複数のコア74、…のうちの誘導コイル73に対向させるコア74の数を変更してコイル対向面積を可変させる面積可変処理に係る機能を実現させるためのプログラムである。具体的には、CPU310の制御下における面積可変処理において、温度差判定処理において温度差が所定値に達していると判定された場合に、誘導コイル73に対向させるコア74の数を変更してコイル対向面積を可変させるようになっている。より具体的には、例えば、内側の端部温度センサ122にて検知された温度と中央温度センサ121にて検知された温度との温度差が所定値に達していると判定された場合、CPU310は、複数のコア74、…のうちの各端部のコア74を2つずつ回動させる制御を行い、また、中央温度センサ121にて検知された温度に対する内側の端部温度センサ122にて検知された温度の温度差が所定値に達していないと判断され、且つ、外側の端部温度センサ122にて検知された温度の温度差が所定値に達していると判定された場合には、複数のコアのうちの各端部のコアのみを回動させる制御を行うようになっている。
The second area
次に、CPU310の制御下における画像形成装置300による画像形成処理について、図12を参照して説明する。
ここで、図12は、画像形成装置300による画像形成処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。
Next, an image forming process performed by the
Here, FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of an operation related to an image forming process performed by the
図12に示すように、電源投入後に加熱部の加熱が行われて、ニップ部Nが所定の定着温度に達した後、画像形成動作が開始されると(ステップS11〜S13)、CPU310は、ROM308から温度差判定プログラム8cを読み出してRAM9に展開し、この温度差判定プログラム8cに従って、中央温度センサ121により検知された温度と端部温度センサ122により検知された温度との温度差を算出し、中央温度センサ121にて検知された温度に対して、二つの端部温度センサ122のうちの少なくとも一方の端部温度センサ122にて検知された温度との温度差が所定値に達しているか否かを判定する(ステップS14)。
ここで、温度差が所定値に達していると判定された場合(ステップS14;Yes)、即ち、画像形成に最大幅よりも小さい幅寸法の記録媒体Mが使用されて、ニップ部Nにおける記録媒体Mの非通紙領域の温度が上昇して非通紙領域と通紙領域との温度差が所定値に達した場合には、CPU310は、面積可変処理の実行を制御する(ステップS15)。
そして、面積可変処理において、CPU310は、ROM308から第二面積可変制御プログラム8dを読み出してRAM9に展開し、この第二面積可変制御プログラム8dに従って、温度差判定処理の処理結果に応じて、複数のコア74、…のうちの両端部側の所定のコア74の回動軸751に接続されている駆動モータ752の駆動を制御して当該コア74を回動させる制御を行う。
これにより、誘導コイル73に対向させるコア74の数が減少するため、コイル対向面の幅方向の長さが変更されることとなり、コイル対向面積を変更することができる。
As shown in FIG. 12, when the heating unit is heated after the power is turned on and the nip portion N reaches a predetermined fixing temperature and the image forming operation is started (steps S11 to S13), the
Here, if it is determined that the temperature difference has reached a predetermined value (step S14; Yes), that is, the recording medium M having a width smaller than the maximum width is used for image formation, and recording at the nip portion N is performed. When the temperature of the non-sheet-passing area of the medium M rises and the temperature difference between the non-sheet-passing area and the sheet-passing area reaches a predetermined value, the
In the area variable process, the
Thereby, since the number of the
以上のように、第二の実施の形態の画像形成装置300によれば、画像形成動作の際に中央温度センサ121にて検知されたニップ部Nにおける記録媒体Mの通紙領域と端部温度センサ122にて検知された非通過領域と温度差Δtが所定値に達しているか否かを判定し、判定結果に基づいて、複数のコア74のうちの所定のコア74を、その広面部の面と誘導コイル73のコア対向面がなす角度を変更するように回動させることにより、複数のコア74の広面部のコイル対向面積を可変させる制御を行うことができる。
従って、上記第一の実施の形態と同様に、加熱部71の昇温及び降温の応答性の向上によって画像形成に係る部品の損傷及び画質低下を抑制して画像形成動作を適正に行うことができる。
As described above, according to the
Accordingly, as in the first embodiment, the image forming operation can be appropriately performed by suppressing the damage of the parts related to the image formation and the deterioration of the image quality by improving the responsiveness of the
<定着装置の変形例>
なお、上記実施の形態における定着装置7に替えて、上述した回転機構部175により回転可能に構成されたコア174を備える定着装置207を設けても良い。
即ち、図13に示す画像形成装置400にあっては、図9に示すコア174及び回転機構部175を備えている。なお、図13は、本発明を適用した画像形成装置400の要部構成を示すブロック図である。
<Modification of fixing device>
Instead of the fixing device 7 in the above-described embodiment, a fixing
That is, the
次に、CPU410の制御下における画像形成装置400による画像形成処理について説明する。
画像形成装置400は、加熱部71の加熱の後、画像形成動作を開始し、その画像形成動作の際に、温度差判定処理の実行を制御する(ステップS14;(図12参照))。この温度差判定処理において、ニップ部Nにおける記録媒体Mの通紙領域と非通紙領域との温度差が所定値に達していると判断された場合(ステップS14;Yes)に実行される面積可変処理において(ステップS15)、CPU410は、ROM308から読み出された第二面積可変制御プログラム8dに従って、回転機構部175の駆動モータ75cの駆動を制御して、回転中心軸75aを所定方向に回転させてコア174A以外の所定の幅寸法を有するコア174B(174C)を誘導コイル73のコア対向面に対向させる。
例えば、温度差判定処理において、中央温度センサ121にて検知された温度に対して、内側の端部温度センサ122にて検知された温度が所定値に達していると判定された場合には、CPU410は、駆動モータ75cの駆動を制御して、長辺の長さが最も短いコア174Cを誘導コイル73のコア対向面に対向させ、また、内側の端部温度センサ122にて検知された温度との温度差が所定値に達していないと判定され、且つ、外側の端部温度センサ122にて検知された温度との温度差が所定値に達していると判定された場合には、コア174Bを誘導コイル73のコア対向面に対向させるようになっている。
このようにして、誘導コイル73に対向されるコア174のコイル対向面の幅方向の長さが変更されることとなり、コイル対向面積を変更することができる。
Next, an image forming process performed by the
The
For example, in the temperature difference determination process, when it is determined that the temperature detected by the inner
Thus, the length in the width direction of the coil facing surface of the core 174 facing the
以上のように、画像形成装置400によれば、温度差判定手段の判定結果に基づいて、複数のコア174を回転中心軸75a周りに回転させることにより、所定の幅方向の長さを有するコア74を誘導コイル73に対向させることができる。従って、コア174の誘導磁界の収束範囲の変更を簡略な構成で容易に行うことができるとともに、誘導コイル73による加熱支持部材713及び無端ベルト711の加熱制御の幅を大きくすることができ、その制御を適正に行うことができる。
As described above, according to the
なお、本発明は、上記第一及び第二の実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、端部温度センサ122の個数は、画像形成に使用される幅寸法の異なる記録媒体Mに応じて適宜任意に設定可能となっている。即ち、上記実施の形態では、端部温度センサ122を2つ配設し、定着装置7にあっては、コア74の並び列の各端部側の2つのコア74、…を回動させてコイル対向面積を可変させるような構成とし、また、定着装置207にあっては、長辺の長さが異なる3つのコア174を回転させてコイル対向面積を可変させるような構成としたが、これに限られるものではない。例えば、記録媒体Mの幅寸法に応じたコイル対向面積に従って、所定数の端部温度センサ122を配設し、当該端部温度センサ122を配設した個数に応じて、回動させるコア74の数若しくは回転機構部175により支持されるコア174の数を設定することができる。
The present invention is not limited to the first and second embodiments described above, and various improvements and design changes may be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the number of
また、上記実施の形態では、誘導コイル73からの誘導磁界により加熱支持部材713及び無端ベルト711の双方が誘導加熱されるような構成としたが、これに限られるものではなく、例えば、加熱支持部材713及び無端ベルト711のうちの何れか一方であっても良い。
また、加熱支持部材713及び無端ベルト711は、例えば、加熱部71及び誘導コイル73等の周辺部材の焼損を発生しない程度の適正なキュリー温度特性を有する整磁合金(例えば、整磁合金Fe−Ni合金等)を含んで構成されても良い。ここで、整磁合金とは、温度が高くなると磁性を失う特性を有する合金のことであり、磁性が無くなる温度のことをキュリー温度と言う。
In the above embodiment, both the
In addition, the
また、上記実施の形態では、誘導コイル73として、巻き線が記録媒体Mの幅方向と略平行に延在する直線状の部分を有するようにして巻回されたものを例示したが、これに限られるものではない。
In the above embodiment, the
100、200、300、400 画像形成装置
7、207 定着装置
71 加熱部
711 無端ベルト
713 加熱支持部材
72 加圧ローラ(加圧部)
73 誘導コイル
74、174 コア
75 コア回動機構部
175 回転機構部
10、210、310、410 CPU(温度判定手段、面積可変制御手段、温度差判定手段)
121 中央温度センサ(第一の温度検知手段)
122 端部温度センサ(温度検知手段、第二の温度検知手段)
100, 200, 300, 400
73
121 Central temperature sensor (first temperature detection means)
122 End temperature sensor (temperature detection means, second temperature detection means)
Claims (8)
前記コアの前記誘導コイルに対向する対向面の前記記録媒体の前記ニップ部の通過方向に略直交する幅方向の長さを変更して、コイル対向面積を可変させる制御を行う面積可変制御手段と、を備える画像形成装置であって、
前記ニップ部における前記記録媒体の非通過領域の温度を検知する温度検知手段と、
当該画像形成装置による画像形成動作の際に前記温度検知手段により検知された温度が所定温度に達しているか否かを判定する温度判定手段と、を備え、
前記面積可変制御手段は、前記温度判定手段の判定結果に基づいて、前記コイル対向面積を可変させることを特徴とする画像形成装置。 A heating unit having an induction coil that generates an induction magnetic field by supplying current, a heating member that is induction-heated by the induction magnetic field generated from the induction coil, and an endless belt that circulates; and The recording that includes a pressurizing unit that forms a nip portion through which a recording medium passes with an endless belt, and a core that converges an induction magnetic field generated from the induction coil toward the heating member, and passes through the nip portion. A fixing device for fixing an unfixed toner image on the medium by heating and pressing; and
An area variable control means for performing control to change the coil facing area by changing the length in the width direction substantially orthogonal to the passing direction of the nip portion of the recording medium on the facing surface of the core facing the induction coil; An image forming apparatus comprising:
Temperature detecting means for detecting the temperature of the non-passing area of the recording medium in the nip portion;
Temperature determining means for determining whether or not the temperature detected by the temperature detecting means during the image forming operation by the image forming apparatus has reached a predetermined temperature,
The image forming apparatus, wherein the area variable control unit varies the coil facing area based on a determination result of the temperature determination unit.
前記複数のコアのうちの所定のコアを、その前記広面部の面と前記誘導コイルのコア対向面がなす角度を変更するように回動可能とする回動機構部を備え、
前記面積可変制御手段は、前記温度判定手段の判定結果に基づいて、前記対向面を構成する前記複数のコアの前記広面部の前記コイル対向面積を可変させるように、前記所定のコアを前記コア回動機構部により回動させる制御を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 The core has a narrow surface portion and a wide surface portion, and a plurality of the wide surface portions are arranged in parallel along the width direction of the recording medium so that each of the wide surface portions faces the induction coil.
A rotation mechanism that enables rotation of a predetermined core of the plurality of cores so as to change an angle formed by a surface of the wide surface portion and a core facing surface of the induction coil;
The area variable control means changes the predetermined core to the core so as to vary the coil facing area of the wide surface portion of the plurality of cores constituting the facing surface based on a determination result of the temperature determining means. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is controlled to be rotated by a rotation mechanism unit.
前記複数のコアを支持して前記記録媒体の幅方向と略平行に延在する回転中心軸周りに回転させる回転機構部を備え、
前記面積可変制御手段は、前記温度判定手段の判定結果に基づいて、前記誘導コイルのコア対向面に所定のコイル対向面積を有するコアを対向させるように、前記回転機構部によるコアの回転を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 A plurality of cores extending in the width direction of the recording medium and having different lengths in the width direction of the facing surface are provided,
A rotation mechanism that supports the plurality of cores and rotates around a rotation center axis extending substantially parallel to the width direction of the recording medium;
The area variable control unit controls the rotation of the core by the rotation mechanism unit so that a core having a predetermined coil facing area faces the core facing surface of the induction coil based on the determination result of the temperature determining unit. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
前記コアの前記誘導コイルに対向する対向面の前記記録媒体の前記ニップ部の通過方向に略直交する幅方向の長さを変更して、コイル対向面積を可変させる制御を行う面積可変制御手段と、を備える画像形成装置であって、
前記ニップ部における前記記録媒体の通過領域の温度を検知する第一の温度検知手段と、
前記ニップ部における前記記録媒体の非通過領域の温度を検知する第二の温度検知手段と、
当該画像形成装置による画像形成動作の際の、前記第一の温度検知手段により検知された温度と前記第二の温度検知手段により検知された温度との温度差が所定値に達しているか否かを判定する温度差判定手段と、を備え、
前記面積可変制御手段は、前記温度差判定手段の判定結果に基づいて、前記コイル対向面積を可変させることを特徴とする画像形成装置。 A heating unit having an induction coil that generates an induction magnetic field by supplying current, a heating member that is induction-heated by the induction magnetic field generated from the induction coil, and an endless belt that circulates; and The recording that includes a pressurizing unit that forms a nip portion through which a recording medium passes with an endless belt, and a core that converges an induction magnetic field generated from the induction coil toward the heating member, and passes through the nip portion. A fixing device for fixing an unfixed toner image on the medium by heating and pressing; and
An area variable control means for performing control to change the coil facing area by changing the length in the width direction substantially orthogonal to the passing direction of the nip portion of the recording medium on the facing surface of the core facing the induction coil; An image forming apparatus comprising:
First temperature detecting means for detecting the temperature of the recording medium passing area in the nip portion;
Second temperature detection means for detecting the temperature of the non-passage area of the recording medium in the nip portion;
Whether or not the temperature difference between the temperature detected by the first temperature detecting means and the temperature detected by the second temperature detecting means has reached a predetermined value during the image forming operation by the image forming apparatus A temperature difference determination means for determining
The image forming apparatus, wherein the area variable control unit varies the coil facing area based on a determination result of the temperature difference determination unit.
前記複数のコアのうちの所定のコアを、その前記広面部の面と前記誘導コイルのコア対向面がなす角度を変更するように回動可能とする回動機構部を備え、
前記面積可変制御手段は、前記温度差判定手段の判定結果に基づいて、前記対向面を構成する前記複数のコアの前記広面部の前記コイル対向面積を可変させるように、前記所定のコアを前記コア回動機構部により回動させる制御を行うことを特徴とする請求項5又は6に記載の画像形成装置。 The core has a narrow surface portion and a wide surface portion, and a plurality of the wide surface portions are arranged in parallel along the width direction of the recording medium so that each of the wide surface portions faces the induction coil.
A rotation mechanism that enables rotation of a predetermined core of the plurality of cores so as to change an angle formed by a surface of the wide surface portion and a core facing surface of the induction coil;
The area variable control means sets the predetermined core to be variable so as to vary the coil facing area of the wide surface portion of the plurality of cores constituting the facing surface based on a determination result of the temperature difference determining means. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the image forming apparatus is controlled to be rotated by a core rotation mechanism unit.
前記複数のコアを支持して前記記録媒体の幅方向と略平行に延在する回転中心軸周りに回転させる回転機構部を備え、
前記面積可変制御手段は、前記温度差判定手段の判定結果に基づいて、前記誘導コイルのコア対向面に所定のコイル対向面積を有するコアを対向させるように、前記回転機構部によるコアの回転を制御することを特徴とする請求項5又は6に記載の画像形成装置。 A plurality of cores extending in the width direction of the recording medium and having different lengths in the width direction of the facing surface are provided,
A rotation mechanism that supports the plurality of cores and rotates around a rotation center axis extending substantially parallel to the width direction of the recording medium;
The area variable control means rotates the core by the rotation mechanism unit so that a core having a predetermined coil facing area faces the core facing surface of the induction coil based on the determination result of the temperature difference determining means. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the image forming apparatus is controlled.
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