JP2008185991A - 加熱装置、定着装置、加熱部材の温度制御方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像形成装置において記録部材を狭持搬送しながら該記録部材に画像を加熱定着する定着装置20に配置された加熱部材21を電磁誘導加熱する加熱装置30であって、前記加熱部材21に沿うように配置され交番磁束を生成して加熱部材を電磁誘導加熱する励磁コイル3と、該励磁コイル3により生成した交番磁束の一部を周回し交番磁束を打ち消す方向に起電力を発生させる消磁コイル1と、該消磁コイル1を含む消磁回路中にあり消磁コイル1に発生する電流を調整する消磁電流調整装置12とを備えた加熱装置30。
【選択図】図1
Description
本発明の加熱装置の例を図1、図2を参照にして説明する。図1は、本発明の電磁誘導加熱方式の加熱装置を備えた定着装置の定着ローラ(以下、加熱ローラともいう。)の軸に垂直な断面での断面図である。図2は、本発明の加熱装置の加熱ローラに対するコイルの配置を説明するための図であり、図1の断面図における上部からコイルを見た図である。説明の都合上、磁性コア5のうち、5a,5cは省略して、コイルの巻き線のない部に配置されている5b,5dのみを図示してある。また、加熱ローラ2は、コイルの真下にあり、コイルと重ねて記載すべきであるが見難いので、下方にずらして記載している。図1は、図2における加熱ローラ2の端部に近い磁性コア5bの存在している部分の断面図である。
本発明の加熱装置を備えた定着装置の動作は以下の通りである。励磁コイル3に10kHz〜1MHz程度の高周波交番電流を流すことで、励磁コイル3のループ内に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。これにより発熱層21に生じる渦電流でジュール熱が発生し、発熱層21の表面が加熱される。加熱ローラ2は、図1中の矢印方向に駆動され回転する。同時に加圧ローラ4もニップ部において加熱ローラ2と圧接しながら回転する。このニップ部にトナー像が未定着のまま付着している記録部材Pが搬送されてきて、ニップ部で圧接されながら加熱ローラ2の反対側に搬送されていく。この際、加熱ローラ2の発熱層21の表面の熱により、搬送される記録部材P上のトナーを加熱圧着して、トナー像を記録部材P上に定着する。
本発明の加熱装置における消磁コイル1の制御について説明する。図1及び図2で説明したように、本実施形態例では、A4サイズ紙を通紙した場合の非通紙領域に対応する加熱ローラの両端の位置に消磁コイル1組を配置している。この実施形態で処理できる記録用紙の最大幅はA3サイズであるため、A3サイズの記録用紙を通紙する際には、消磁コイルを開状態とし、加熱ローラ2の全領域を加熱する。A4サイズの記録用紙を通紙する際には、A4サイズ両端に相当する位置から加熱ローラの端部にかけて配置されている消磁コイル1を閉状態として、加熱ローラの非通紙領域の発熱量を低減させる。このように小サイズ紙を通紙した際の加熱ローラ2の両端部の非通紙領域に対向する位置に、消磁コイル1の組を配置して、消磁回路11の開閉動作を行うことにより、異なるサイズの記録用紙を通紙したときでも、加熱ローラの回転軸方向の温度分布を適切に制御することができる。
上述の加熱装置を備えた本発明の定着装置は、図1に示すように従来の電磁誘導方式の加熱装置を備えた定着装置と類似の構成をしているが、消磁回路中に図3に示すような消磁電流調整装置を設けることにより、消磁コイルを小さくできコンパクトで熱の利用効率が高く、加熱温度のコントロールが容易であり、特にサイズの異なる記録部材をそれぞれ連続的に通紙しても良好な定着操作が可能である。なお、定着装置における加熱部材として加熱ローラを例に説明してきたが、加熱ローラ以外の加熱部材を用いてもよい。例えば、加熱ベルト方式の定着装置においては、加熱ベルトを加熱ローラと同じように加熱部材として電磁誘導加熱することもできるし、加熱ベルトを加熱するセラミックヒータの代わりに本発明に係る加熱部材を用いてもよい。
図18には、本発明の画像形成装置の断面図を示す。この画像形成装置は、その全体が上部と下部とから構成されている。上部には図示しない原稿読み取り装置を有し、その下方に作像ユニットを有し、さらに下部には、記録部材Pが載置された用紙供給部40を有する。作像ユニットは、像担持体の一例であるドラム状感光体41を有している。この感光体41のまわりには、矢印方向の順に、帯電装置42、露光手段のミラー43、現像装置44、転写部において記録部材Pとしての転写紙に顕像画像を転写する転写装置48、感光体41の周面に摺接するブレードを有したクリーニング装置46などが配置されている。感光体41上には帯電装置42と現像装置44との間にミラー43を介して露光Lbが走査されるようになっている。転写部47の搬送経路上流側にはレジストローラ49が設けられている。このレジストローラ49に向けて、搬送ガイドに案内されて給紙トレイ40に収納された記録部材Pが送り出される。転写部47の下流には、本発明の定着装置20が配置されている。この定着装置20には、本発明の加熱装置30が備えられている。定着装置20でトナー像が定着された記録部材Pは、排紙トレイに排出される。
2:加熱ローラ(定着ローラ) 21:発熱層 22:弾性層 23:芯金
3:励磁コイル
4:加圧ローラ
5:磁性コア 5a:第一の磁性コア 5b:第二の磁性コア
5c:第四の磁性コア 5d:第三の磁性コア
6:コイル抑え部材
11:スイッチ
12:消磁電流調整装置
13:抵抗素子
14,14a,14b:ダイオード素子 14c:ダイオード素子回路用スイッチ
15:コンデンサ
16:コイル
20:定着装置 30:加熱装置 39:自動両面装置
40:用紙トレイ 41:感光体 42:帯電装置
43:ミラー 44:現像装置 46:クリーニング装置
47:転写部 48:転写装置 49:レジストローラ
150:露光部 P:記録部材 Lb:露光
Claims (14)
- 画像形成装置において記録部材を狭持搬送しながら該記録部材に画像を加熱定着する定着装置に配置された加熱部材を電磁誘導加熱する加熱装置であって、
前記加熱部材に沿うように配置され交番磁束を生成して加熱部材を電磁誘導加熱する励磁コイルと、該励磁コイルにより生成した交番磁束の一部を周回し交番磁束を打ち消す方向に起電力を発生させる消磁コイルと、該消磁コイルを含む消磁回路中にあり消磁コイルに発生する電流を調整する消磁電流調整装置とを備えたことを特徴とする加熱装置。 - 前記消磁電流調整装置は、抵抗素子を含むことを特徴とする請求項1に記載の加熱装置。
- 前記消磁電流調整装置は、ダイオード素子を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の加熱装置
- 前記消磁電流調整装置は、コンデンサを含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の加熱装置。
- 前記消磁電流調整装置は、コイルをさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の加熱装置。
- 前記消磁回路は、共振回路を形成することを特徴とする請求項4又は5に記載の加熱装置。
- 前記消磁回路は、消磁コイルに発生する電流の電流値を可変とする回路を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の加熱装置。
- 画像形成装置において加熱部材及び加圧部材により記録部材を狭持搬送しながら該記録部材に画像を加熱定着する定着装置であって、
前記加熱部材を電磁誘導加熱する請求項1乃至7のいずれか一項に記載の加熱装置を備えたことを特徴とする定着装置。 - 前記加熱部材は、加熱ローラであることを特徴とする請求項8に記載の定着装置。
- 前記加熱部材は、加熱ベルトであることを特徴とする請求項8に記載の定着装置。
- 画像形成装置において記録部材を狭持搬送しながら該記録部材に画像を加熱定着する定着装置に配置され、電磁誘導加熱方式により昇温される加熱部材の温度制御方法であって、
前記加熱部材に沿うように配置された励磁コイルにより交番磁束を生成して加熱部材を電磁誘導加熱し、前記励磁コイルにより生成した交番磁束の一部を周回する消磁コイルを備えた消磁回路により前記消磁コイルに交番磁束を打ち消す方向に起電力を発生させる際、前記消磁回路中に設けた消磁電流調整装置により消磁コイルに発生する電流を調整することを特徴とする加熱部材の温度制御方法。 - 前記消磁電流調整装置は、抵抗素子、ダイオード素子及びコンデンサのうち少なくともひとつを備え、消磁コイルに発生する電流を調整することを特徴とする請求項11に記載の加熱部材の温度制御方法。
- 前記消磁電流調整装置は、コンデンサ、又はコンデンサ及びコイルを備え、コンデンサのインピーダンス及びコイルのインダクタンスのうち少なくともひとつを調整することにより共振回路を形成することを特徴とする請求項11又は12に記載の加熱部材の温度制御方法。
- 請求項9乃至11のいずれか一項に記載の定着装置を備え、横幅の異なる記録部材に画像形成することができることを特徴とする画像形成装置。
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