JP5907594B2 - Image heating device - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式や静電記録方式等を採用した、プリンタ、複写機、ファクシミリ、或いはそれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置に用いられ、記録材上の画像を加熱する画像加熱装置に関する。 The present invention is used in an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, a facsimile, or a multi-function machine having a plurality of these functions, which employs an electrophotographic system or an electrostatic recording system, and heats an image on a recording material. The present invention relates to an image heating apparatus.
この画像加熱装置としては、例えば、記録材上の未定着画像を定着する定着装置や、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢を増大させる光沢増大化装置等を挙げることができる。 Examples of the image heating device include a fixing device that fixes an unfixed image on the recording material, and a gloss increasing device that increases the gloss of the image by heating the image fixed on the recording material. it can.
上記のような画像形成装置は、作像手段によりシート状の記録材（以下、紙とも記す）に未定着トナー像を形成した後、定着手段により、該トナー像を固着像として定着させている。複写機やプリンタに搭載される加熱定着装置として、薄いフィルム状のスリーブと、スリーブの内面に接触するセラミックヒータと、スリーブを挟んでセラミックヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、を有する構成のものが実用化されている。この加熱定着装置は、ニップ部でトナー像を担持する記録材を搬送しつつトナー像を記録材に加熱定着する。 In the image forming apparatus as described above, an unfixed toner image is formed on a sheet-like recording material (hereinafter also referred to as paper) by an image forming unit, and then the toner image is fixed as a fixed image by a fixing unit. . A structure having a thin film sleeve, a ceramic heater that contacts the inner surface of the sleeve, and a pressure roller that forms a nip portion with the ceramic heater sandwiched between the sleeves, as a heat fixing device mounted on a copying machine or printer Have been put to practical use. This heat fixing device heats and fixes a toner image onto a recording material while conveying the recording material carrying the toner image at the nip portion.
この加熱定着装置（フィルム加熱方式と称している）は、非常に低熱容量であるため、定着可能温度までのウォームアップが早くプリント待ち時間が短く、プリント指令を待つ待機状態での消費電力が少ない等の利点がある。スリーブの材質はポリイミドやステンレスであり。セラミックヒータは、アルミナや窒化アルミ等の、耐熱性、熱伝導性、電気絶縁性、に優れた板状のセラミック製基板に、銀、パラジウムを主成分とした発熱抵抗体を印刷したものである。このセラミックヒータに接触するサーミスタの検知温度に基づき、発熱抵抗体への通電が制御され、ヒータの温度を管理している。 This heat-fixing device (referred to as a film heating method) has a very low heat capacity, so the warm-up to the fixable temperature is quick, the print waiting time is short, and the power consumption in the standby state waiting for a print command is low. There are advantages such as. The sleeve material is polyimide or stainless steel. The ceramic heater is a plate-shaped ceramic substrate with excellent heat resistance, thermal conductivity, and electrical insulation, such as alumina and aluminum nitride, on which a heating resistor mainly composed of silver and palladium is printed. . Based on the temperature detected by the thermistor in contact with the ceramic heater, energization to the heating resistor is controlled to manage the temperature of the heater.
一方、一台の複写機やプリンタで使用できる記録材（記録紙）のサイズは通常複数ある。特に小サイズの記録材に形成されたトナー像を加熱定着する場合、記録材が通過する領域ではセラミックヒータの熱が記録材に奪われるが、記録材が通過しない領域ではセラミックヒータの熱が記録材に奪われないために過昇温することがある。過度の昇温は加熱定着装置の耐久性を下げる原因になり、また、小サイズ紙の定着行程に続いて大サイズ紙の定着を行なう場合、トナー像がホットオフセットしてしまう等の画像不良の原因にもなるので好ましくない。 On the other hand, there are usually a plurality of recording material (recording paper) sizes that can be used with a single copying machine or printer. In particular, when a toner image formed on a small size recording material is heat-fixed, the heat of the ceramic heater is taken away by the recording material in an area where the recording material passes, but the heat of the ceramic heater is recorded in an area where the recording material does not pass. It may overheat because it is not robbed by the material. Excessive temperature rise causes a decrease in durability of the heat fixing device, and when fixing a large size paper following a fixing process of a small size paper, an image defect such as a hot offset of a toner image is caused. It is not preferable because it also causes.
そこで、記録材のサイズに応じてセラミックヒータの長手方向の発熱分布を変えられる加熱定着装置が、特許文献１に開示されている。この加熱定着装置に搭載されているセラミックヒータは、セラミック基板上に長手方向中央の抵抗値が両端より大きい第１の発熱抵抗体と、両端の抵抗値が中央より大きい第２の発熱抵抗体と、を有している。そして、この二本の発熱抵抗体への通電が個別に制御可能になっている。この場合、長手方向中央が全てのサイズの記録材が通過する記録材の搬送基準である。第１の発熱抵抗体と第２の発熱抵抗体への通電比率を種々設定することにより、セラミックヒータ全体としての発熱分布を種々設定することができる。 Therefore, Patent Document 1 discloses a heat fixing device that can change the heat generation distribution in the longitudinal direction of the ceramic heater in accordance with the size of the recording material. The ceramic heater mounted in the heat fixing device includes a first heating resistor having a resistance value at the center in the longitudinal direction larger than both ends on the ceramic substrate, and a second heating resistor having a resistance value at both ends greater than the center. ,have. The energization of the two heating resistors can be individually controlled. In this case, the center in the longitudinal direction is a conveyance reference for the recording material through which recording materials of all sizes pass. By setting various energization ratios to the first heating resistor and the second heating resistor, it is possible to set various heat generation distributions as a whole ceramic heater.
例えば、小サイズ紙の場合、長手方向中央の抵抗値が両端より大きい第１の発熱抵抗体の発熱比率を大きく、両端の抵抗値が中央より大きい第２の発熱抵抗体の発熱比率を小さく設定する。これにより、セラミックヒータ全体としては、長手方向中央付近の発熱割合を大きく、長手方向両端部付近の発熱割合を小さく設定することが可能となる。 For example, in the case of small-size paper, the heating ratio of the first heating resistor whose resistance value at the center in the longitudinal direction is larger than both ends is set large, and the heating ratio of the second heating resistor whose resistance value at both ends is larger than the center is set small. To do. Thereby, as a whole ceramic heater, it becomes possible to set the heat generation rate near the center in the longitudinal direction to be large and the heat generation rate near both ends in the longitudinal direction to be small.
しかしながら、上記のように。第１の発熱抵抗体と第２の発熱抵抗体への通電比率を種々設定することにより、セラミックヒータの非通紙領域の過昇温を抑制できたとしても、記録材の非通紙領域の発熱量をゼロとすることはできない。印刷速度が速い場合や、厚紙を通紙した場合などは、通紙領域の奪熱量が大きなることによって、ヒータ全体の発熱量が大きくなる。そのため、非通紙領域の発熱量も大きくなり、非通紙領域の過昇温が避けられなくなる。 However, as above. Even if the overheating of the non-sheet passing area of the ceramic heater can be suppressed by setting various energization ratios to the first heating resistor and the second heating resistor, the non-sheet passing area of the recording material can be suppressed. The calorific value cannot be made zero. When the printing speed is high or when a thick paper is passed, the amount of heat absorbed in the paper passing area is large, so that the amount of heat generated by the entire heater increases. For this reason, the amount of heat generated in the non-sheet-passing area also increases, and an excessive temperature rise in the non-sheet-passing area is unavoidable.
その場合、非通紙部昇温を防止するべく、定着装置に送風ファンを設けて、非通紙部の加熱回転体や加圧回転体に空冷することにより、その温度上昇を押さえる構成が、特許文献２、特許文献３に記載されている。特許文献２の定着装置は、冷却用ファンから回転加熱体の非通紙域側に冷却風を送風している。 In that case, in order to prevent the temperature rise of the non-sheet passing portion, a configuration in which a blower fan is provided in the fixing device and air cooling is performed on the heating rotating body and the pressure rotating body of the non-sheet passing portion to suppress the temperature rise. It is described in Patent Document 2 and Patent Document 3. In the fixing device of Patent Document 2, cooling air is blown from the cooling fan to the non-sheet passing area side of the rotary heating body.
また、小サイズ紙の通紙時に、定着領域の温度を検出する素子を備え、その信号値により、送風ファンのＯＮ−ＯＦＦ制御を行っている。特許文献３の定着装置は、冷却用ファンから非通紙域側に冷却風を送風する際に、使用する記録材の幅に応じて、送風口の幅方向の長さをシャッタによって調節することによって、異なった幅サイズの記録材に対しても、非通紙部昇温を防止している。 In addition, an element for detecting the temperature of the fixing area is provided when a small-size sheet is passed, and ON / OFF control of the blower fan is performed based on the signal value. In the fixing device of Patent Document 3, when the cooling air is blown from the cooling fan to the non-sheet passing area side, the length in the width direction of the blower opening is adjusted by the shutter according to the width of the recording material to be used. Therefore, the temperature rise of the non-sheet passing portion is prevented even for recording materials having different width sizes.
また、図１２に別の従来例として、定着スリーブ冷却用ファンとダクト、送風口の幅方向の長さを調節するシャッタを備えた非通紙部昇温防止用の冷却装置と、加圧ローラに送風するファン、ダクトを備えた定着装置を示す。図１２において、４０ａ，４０ｂは、非通紙部の定着スリーブ２２を冷却するための送風ファンであり、４５ａ．４５ｂは、送風ファン４０ａ，４０ｂの冷却風を定着スリーブまで導くための定着スリーブ冷却ダクトである。 As another conventional example shown in FIG. 12, a fixing sleeve cooling fan, a duct, a cooling device for preventing temperature rise in the non-sheet passing portion, and a pressure roller provided with a shutter for adjusting the length in the width direction of the air blowing port. Shows a fixing device provided with a fan and a duct for blowing air. In FIG. 12, reference numerals 40a and 40b denote blower fans for cooling the fixing sleeve 22 of the non-sheet passing portion, and 45a. Reference numeral 45b denotes a fixing sleeve cooling duct for guiding the cooling air of the blower fans 40a and 40b to the fixing sleeve.
また、５０ａ、５０ｂは、冷却ファン４０ａ．４０ｂと定着スリーブ２２の間で前記ダクト４５ａ，４５ｂの出口に配置されたシャッタである。このシャッタ５０ａ、５０ｂは、通紙する紙サイズに合わせて変位可能であり、定着スリーブ２２の加熱通紙領域より外側の非通紙領域を均一に冷却する。 50a and 50b are provided with cooling fans 40a. A shutter disposed between the duct 40a and the fixing sleeve 22 at the outlet of the ducts 45a and 45b. The shutters 50 a and 50 b can be displaced according to the size of the paper to be passed, and uniformly cool the non-paper passing area outside the heated paper passing area of the fixing sleeve 22.
前述したように、近年低熱容量の省エネ型定着方式でかつ印字生産性の高い画像加熱装置（例えばＡ４用紙で毎分５０枚以上）が実用に供されているが、非通紙部昇温抑制のためのヒータ構成、過昇温部の空冷機構により装置の機構は複雑化する傾向にある。ここで、上述したように過昇温した部分を空冷することは、省エネ性を劣化させることから、非通紙領域の過昇温を極力防止するとともに、非通紙領域の空冷を必要最小限とすることが求められる。 As described above, in recent years, image heating devices (for example, 50 sheets per minute or more with A4 paper) that have an energy-saving fixing method with a low heat capacity and high print productivity have been put to practical use. The structure of the apparatus tends to be complicated by the heater configuration for the above and the air cooling mechanism of the excessive temperature raising portion. Here, as described above, air-cooling a portion that has been overheated deteriorates energy savings, and thus prevents excessive temperature rise in the non-sheet-passing area as much as possible and minimizes air cooling in the non-sheet-passing area as much as possible. Is required.
特に小サイズ紙の場合、通紙領域と非通紙領域の境界付近は過昇温の度合いが大きく、通紙領域と非通紙領域の境界から離れた長手方向端部付近は過昇温の度合いが小さくなっている。このため、非通紙領域を均等に空冷してしまうと端部付近が過冷却となり、長手方向の温度ムラが大きくなってしまう。そして、長手方向の温度ムラは、加圧ローラの熱膨張量に差が生じて定着スリーブのねじれなどの原因となるため、非通紙領域において長手方向に均一な温度となるような冷却が必要となる。 In particular, in the case of small-size paper, the degree of excessive temperature rise is large near the boundary between the paper passing area and the non-paper passing area, and the temperature near the end in the longitudinal direction away from the boundary between the paper passing area and the non-paper passing area is excessive. The degree is small. For this reason, if the non-sheet passing region is air-cooled uniformly, the vicinity of the end portion is supercooled, and the temperature unevenness in the longitudinal direction becomes large. The temperature unevenness in the longitudinal direction causes a difference in the thermal expansion amount of the pressure roller and causes the fixing sleeve to be twisted. Therefore, it is necessary to perform cooling so that the temperature is uniform in the longitudinal direction in the non-sheet passing region. It becomes.
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、非通紙領域において、長手方向（加熱回転体の回転軸方向）に均一な温度となるような冷却を可能とする画像加熱装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a technical problem, and in a non-sheet-passing region, an image that enables cooling so as to have a uniform temperature in the longitudinal direction (the rotation axis direction of the heating rotator). An object is to provide a heating device.
上記目的を達成するため、本発明に係る画像加熱装置は、回転体と、前記回転体を加熱するヒータと、前記ヒータを制御する制御部と、前記回転体に対向して設けられ、前記回転体との間にニップ部を形成する加圧部材と、前記回転体と、前記加圧部材と、の少なくとも一方の非通紙領域に送風を行う送風手段と、前記送風手段の前記回転体の回転軸方向における前記非通紙領域への送風領域を規制する送風規制部材と、を有し、前記ニップ部で画像が形成された記録材を搬送しながら前記画像を加熱する画像加熱装置において、前記ヒータは前記回転軸方向の発熱分布を変更可能に構成され、前記制御部は、小サイズ記録材をニップ部で搬送するときに、前記ヒータの非通紙領域における前記発熱分布が前記回転軸方向に関し通紙領域から離れるほど発熱量が小さくなるように前記ヒータを制御し、前記送風規制部材は、前記送風手段によって前記非通紙領域に送風される風量が前記回転軸方向に関し前記非通紙領域のうち通紙領域との境界近傍が最も大きく、前記通紙領域から離れるほど小さくなるように規制していることを特徴とする。 To achieve the above object, an image heating apparatus according to the present invention includes a rotating member, a heater for heating the rotary member, and a control unit for controlling the heater, disposed opposite previously Kikai rolling body , before a pressure member to form a two-up portion between the Kikai rotating body, and the rotating body, wherein a pressure member, the air blowing means for blowing air in at least one of the non-paper passing area, the anda blowing regulating member for regulating the air blowing region of the to the non-paper passing area in the rotation axis direction of the rotation of the blowing means, the image while conveying the recording material on which the image is formed by the nip In the image heating apparatus for heating the heater, the heater is configured to be able to change a heat generation distribution in the rotation axis direction, and the control unit is configured to transfer a small size recording material at the nip portion when the non-sheet passing region of the heater is used. The heat generation distribution in FIG. The heater is controlled so that the amount of generated heat becomes smaller, and the air flow restricting member is configured such that the amount of air blown to the non-sheet passing area by the blowing unit is the sheet passing area in the non-sheet passing area with respect to the rotation axis direction. The area near the boundary with the area is the largest, and the area is restricted so as to decrease as the distance from the paper passing area increases .
本発明によれば、非通紙領域において、長手方向（加熱回転体の回転軸方向）に均一な温度となるような冷却を可能とする画像加熱装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image heating apparatus capable of cooling so as to have a uniform temperature in the longitudinal direction (rotational axis direction of the heating rotator) in the non-sheet passing region.
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図２は、本実施形態に係る画像加熱装置を搭載した画像形成装置の概略構成図である。画像形成装置は、像担持体としての感光ドラム１０を備え、感光ドラム１０は駆動手段である不図示の本体駆動モータによって、矢印の方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。ここでは画像形成装置のプロセススピードは２５０ｍｍ／ｓｅｃである。感光ドラム１０の周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電装置としての帯電ローラ１１、露光装置８、現像装置１４、転写装置としての転写ローラ１２等が配置されている。これらの装置と感光体ドラムとによって、記録材に画像を形成する画像形成手段を構成している。
<< First Embodiment >>
(Image forming device)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus equipped with the image heating apparatus according to the present embodiment. The image forming apparatus includes a photosensitive drum 10 as an image carrier, and the photosensitive drum 10 is rotationally driven in a direction of an arrow at a predetermined process speed by a main body driving motor (not shown) as a driving unit. Here, the process speed of the image forming apparatus is 250 mm / sec. Around the photosensitive drum 10, a charging roller 11 as a charging device, an exposure device 8, a developing device 14, a transfer roller 12 as a transfer device, and the like are arranged in order along the rotation direction. These devices and the photosensitive drum constitute image forming means for forming an image on a recording material.
また、装置本体下部には、記録材（紙、印刷紙、用紙シート、ＯＨＴシート、光沢紙、光沢フィルム等）Ｐを収納した給送カセット１が配置されている。また、記録材Ｐの搬送経路に沿って順に、給送ローラ７、搬送ローラ５、感光ドラム１０と転写ローラ１２、搬送ガイド４、６、１３、定着装置Ｆ、排出ローラ３５、排出トレイ３４が配置されている。 In addition, a feeding cassette 1 that stores a recording material (paper, printing paper, paper sheet, OHT sheet, glossy paper, glossy film, etc.) P is disposed at the lower part of the apparatus main body. In addition, a feeding roller 7, a conveyance roller 5, a photosensitive drum 10 and a transfer roller 12, conveyance guides 4, 6 and 13, a fixing device F, a discharge roller 35, and a discharge tray 34 are sequentially arranged along the conveyance path of the recording material P. Has been placed.
次に、上述した構成の画像形成装置の動作を説明する。不図示の本体駆動モータによって矢印方向に回転駆動された感光ドラム１０は、帯電ローラ１１によって所定の極性、所定の電位に均一に帯電される。露光装置８はレーザスキャナであり、不図示のコンピュータ・画像読取装置等のホスト装置から入力される目的の画像情報の信号に対応したレーザ光を出力し、そのレーザ光で折り返しミラー９を介して感光ドラム１０面を走査露光する。すると、感光ドラム１０の露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置１４によって現像される。 Next, the operation of the image forming apparatus having the above-described configuration will be described. The photosensitive drum 10 rotated in the direction of the arrow by a main body drive motor (not shown) is uniformly charged to a predetermined polarity and a predetermined potential by the charging roller 11. The exposure device 8 is a laser scanner that outputs a laser beam corresponding to a target image information signal input from a host device such as a computer or an image reading device (not shown), and that laser beam passes through a folding mirror 9. The surface of the photosensitive drum 10 is scanned and exposed. Then, the charge on the exposed portion of the photosensitive drum 10 is removed, and an electrostatic latent image is formed. The electrostatic latent image is developed by the developing device 14.
現像装置１４は、現像ローラを有し、この現像ローラに現像バイアスを印加して感光ドラム１０上の静電潜像にトナーを付着させトナー像として現像（顕像化）する。感光ドラム１０上のトナー像は、転写ローラ１２によって記録材Ｐに転写される。 The developing device 14 has a developing roller, and a developing bias is applied to the developing roller so that toner is attached to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 10 and developed (visualized) as a toner image. The toner image on the photosensitive drum 10 is transferred to the recording material P by the transfer roller 12.
一方、記録材Ｐは、給送カセット１から給送ローラ７によって一枚ずつ給送され、搬送ローラ５によって感光ドラム１０と転写ローラ１２間の転写ニップ部に向けて搬送される。このとき記録材Ｐは、不図示のトップセンサによって先端が検知され、感光ドラム１０上のトナー像と同期がとられる。転写ローラ１２には、転写バイアスが印加され、これにより、感光ドラム１０上のトナー像が記録材Ｐ上の所定の位置に転写される。転写によって表面に未定着トナー像を担持した記録材Ｐは、搬送ガイド１３を沿って定着入口ガイド１６に搬送され、像加熱装置としての定着装置Ｆに案内される。 On the other hand, the recording material P is fed one by one from the feeding cassette 1 by the feeding roller 7 and is conveyed by the conveying roller 5 toward the transfer nip portion between the photosensitive drum 10 and the transfer roller 12. At this time, the leading edge of the recording material P is detected by a top sensor (not shown) and synchronized with the toner image on the photosensitive drum 10. A transfer bias is applied to the transfer roller 12, whereby the toner image on the photosensitive drum 10 is transferred to a predetermined position on the recording material P. The recording material P carrying the unfixed toner image on the surface by the transfer is conveyed along the conveyance guide 13 to the fixing inlet guide 16 and guided to a fixing device F as an image heating device.
未定着トナー像はここで加熱、加圧されて記録材Ｐ上に定着される。トナー像が定着された記録材Ｐは、排出分離ガイド２９に沿って分離ガイドローラ３３へと搬送され、排出ローラ３５から装置本体上面の排出トレイ３４上に排出される。以上の動作を繰り返すことで、次々に画像形成を行うことができる。 The unfixed toner image is heated and pressurized here and fixed on the recording material P. The recording material P on which the toner image is fixed is conveyed along the discharge separation guide 29 to the separation guide roller 33 and is discharged from the discharge roller 35 onto the discharge tray 34 on the upper surface of the apparatus main body. By repeating the above operation, image formation can be performed one after another.
（画像加熱装置）
以下に説明する画像加熱装置としての定着装置又はこれを構成している部材について、「長手方向」とは記録材搬送路面内において記録材搬送方向に直交する方向であり、また後述する可撓性ベルト部材である定着ベルト、加圧ローラの回転軸方向である。定着装置に関して、「正面」とは、記録材導入側の面、「左右」とは装置を正面から見て左又は右である。記録材の「幅」とは記録材面において記録材搬送方向に直交する方向の記録材寸法である。図１（ａ），図１（ｂ）は、定着装置Ｆの外観斜視図であり、図４は定着装置Ｆの横断面図である。図４に示すように、この定着装置Ｆは、大別して、ベルト加熱方式の定着ユニット部（定着器）Ｆ−ａと、送風ユニット部Ｆ−ｂとからなる。
(Image heating device)
With respect to the fixing device as an image heating device described below or a member constituting the fixing device, the “longitudinal direction” is a direction orthogonal to the recording material conveyance direction in the recording material conveyance path surface, and will be described later. This is the direction of the rotation axis of the fixing belt and the pressure roller as belt members. Regarding the fixing device, “front” means a surface on the recording material introduction side, and “left and right” means left or right when the device is viewed from the front. The “width” of the recording material is a recording material dimension in a direction orthogonal to the recording material conveyance direction on the recording material surface. 1A and 1B are external perspective views of the fixing device F, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the fixing device F. FIG. As shown in FIG. 4, the fixing device F is roughly composed of a belt heating type fixing unit (fixing device) Fa and a blower unit Fb.
１）定着ユニット部Ｆ−ａ
まず、図４、図５を参照して、定着ユニット部Ｆ−ａの構成を説明する。なお、図５は定着ユニット部Ｆ−ａの分解斜視図である。定着ユニット部Ｆ−ａは、ベルト（フィルム）加熱方式・加圧回転体駆動方式（テンションレスタイプ）のオンデマンド定着装置である。
２２は定着スリーブ、２３は加圧回転体としての弾性加圧ローラである。この定着スリーブ２２と加圧ローラ２３の両者の圧接により、定着ニップ部Ｎが形成されている。
1) Fixing unit Fa
First, the configuration of the fixing unit Fa is described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 5 is an exploded perspective view of the fixing unit F-a. The fixing unit F-a is an on-demand fixing device of a belt (film) heating method and a pressure rotating body driving method (tensionless type).
Reference numeral 22 denotes a fixing sleeve, and 23 denotes an elastic pressure roller as a pressure rotator. A fixing nip portion N is formed by the pressure contact between the fixing sleeve 22 and the pressure roller 23.
２１は、横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を有する定着ステー（ヒータ保持部材兼定着スリーブガイド部材）である。２０は、加熱源（加熱体）としてのセラミックヒータ（以下、ヒータと略記する）であり、ベルトの内周面と摺擦してベルトを加熱すると共に、加圧ローラとニップ部を形成するように加圧するためのバックアップ部材としても機能する。ヒータ２０は、定着ステー２１の外面に、該定着ステーの長手に沿って設けた凹溝部２１ａに嵌め入れて固定して配設してある。定着スリーブ２２は、ヒータ２０を取り付けた定着ステー２１に対してルーズに外嵌させてある。 Reference numeral 21 denotes a fixing stay (heater holding member / fixing sleeve guide member) having a heat resistance and rigidity having a substantially semicircular arc shape in cross section. Reference numeral 20 denotes a ceramic heater (hereinafter abbreviated as a heater) as a heating source (heating body), which heats the belt by rubbing against the inner peripheral surface of the belt and forms a pressure roller and a nip portion. It also functions as a backup member for pressurizing. The heater 20 is disposed on the outer surface of the fixing stay 21 by being fitted into a recessed groove portion 21a provided along the length of the fixing stay. The fixing sleeve 22 is loosely fitted to the fixing stay 21 to which the heater 20 is attached.
２４ａ，２４ｂは定着ステー２１の左右両端部の外方突出腕部にそれぞれ嵌着したフランジである。定着スリーブ２２は、耐熱性樹脂ベルトや金属ベルトをベース層にして、その外周面に、弾性層、離型層等を付加した複合層構造体であり、全体的に肉薄で、可撓性を有し、高熱伝導率・低熱容量の部材である。 Reference numerals 24a and 24b denote flanges fitted to the outward projecting arm portions at the left and right ends of the fixing stay 21, respectively. The fixing sleeve 22 is a composite layer structure in which a heat-resistant resin belt or a metal belt is used as a base layer, and an elastic layer, a release layer, or the like is added to the outer peripheral surface thereof. It is a member with high thermal conductivity and low heat capacity.
加圧ローラ２３は、芯金２３ａに、シリコーンゴム等の弾性層２３ｂを設けて硬度を下げたものである。表面性を向上させるために、さらに外周に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂層を設けてもよい。加圧ローラ２３は、芯金２３ａの左右両端部を装置フレーム３８の左右の側板３８Ｌ・３８Ｒ間に軸受部材３９を介して回転自由に軸受保持させて配設してある。 The pressure roller 23 is obtained by reducing the hardness by providing an elastic layer 23b such as silicone rubber on the core metal 23a. In order to improve surface properties, a fluororesin layer such as PTFE, PFA, FEP or the like may be further provided on the outer periphery. The pressure roller 23 is disposed such that both left and right end portions of the metal core 23 a are rotatably supported by bearings between the left and right side plates 38 </ b> L and 38 </ b> R of the apparatus frame 38 via a bearing member 39.
ここで、加圧ローラ２３に対して、定着スリーブ２２をヒータ２０側に対向させて並行に配列する。そして、左右のフランジ２４を、加圧バネ６１ａ・６１ｂ等で構成した左右の加圧機構により、所定の力Ｆで加圧ローラ２３の軸線方向に附勢する。ヒータ２０の面が、定着スリーブ２２を介し、弾性層３２ｂの弾性に抗して加圧ローラ２３に圧接する。これにより、加熱定着に必要な、記録材搬送方向に関して所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。入り口ガイド１６と出口ガイド２９は装置フレーム３８に組付けてある。 Here, the fixing sleeve 22 is arranged in parallel with the pressure roller 23 so as to face the heater 20 side. The left and right flanges 24 are urged in the axial direction of the pressure roller 23 with a predetermined force F by left and right pressure mechanisms constituted by pressure springs 61a and 61b. The surface of the heater 20 is pressed against the pressure roller 23 through the fixing sleeve 22 against the elasticity of the elastic layer 32b. As a result, a fixing nip portion N having a predetermined width in the recording material conveyance direction necessary for heat fixing is formed. The entrance guide 16 and the exit guide 29 are assembled to the device frame 38.
２５は、加圧ローラ２３の芯金３２ａの左端部に固着した加圧ローラギアである。この加圧ローラギア２５に定着モータＭ１の回転力が不図示の動力伝達機構を介して伝達されることで、加圧ローラ２３が図４において矢印の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ２３の回転駆動により、加圧ローラ２３と定着スリーブ２２の外面との定着ニップ部Ｎにおける摩擦力で定着スリーブ２２に回転力が作用する。これにより、定着スリーブ２２が、その内面が定着ニップ部Ｎにおいてヒータ２０に密着して摺動しながら矢印の時計方向に定着ステー２１の外回りを回転する。 Reference numeral 25 denotes a pressure roller gear fixed to the left end portion of the core metal 32 a of the pressure roller 23. When the rotational force of the fixing motor M1 is transmitted to the pressure roller gear 25 via a power transmission mechanism (not shown), the pressure roller 23 is rotationally driven in the counterclockwise direction indicated by an arrow in FIG. Due to the rotational drive of the pressure roller 23, a rotational force acts on the fixing sleeve 22 by a frictional force at the fixing nip N between the pressure roller 23 and the outer surface of the fixing sleeve 22. As a result, the fixing sleeve 22 rotates around the fixing stay 21 in the clockwise direction indicated by the arrow while the inner surface of the fixing sleeve 22 slides in contact with the heater 20 in the fixing nip portion N.
定着スリーブ２２は、加圧ローラ２３の回転周速度にほぼ対応した周速度をもって回転する。左右のフランジ２４は、回転する定着スリーブ２２が定着ステー２１の長手に沿って左方又は右方に寄り移動したとき、寄り側のベルト端部を受け止めて移動を規制する役目をする。定着スリーブ２２の内面には、グリス（潤滑剤）を塗布して、ヒータ２０・定着ステー２１に対する定着スリーブ２２の摺動性を確保している。 The fixing sleeve 22 rotates at a peripheral speed substantially corresponding to the rotational peripheral speed of the pressure roller 23. The left and right flanges 24 serve to receive the belt end portion on the near side and restrict the movement when the rotating fixing sleeve 22 moves to the left or right side along the length of the fixing stay 21. Grease (lubricant) is applied to the inner surface of the fixing sleeve 22 to ensure the slidability of the fixing sleeve 22 with respect to the heater 20 and the fixing stay 21.
図４で、入り口ガイド１６に案内されて定着ニップ部Ｎに導入された記録材Ｐは、回転する加圧ローラ２３と定着スリーブ２２により挟持搬送される。本実施形態では、記録材Ｐの搬送は、記録材中心の、いわゆる中央通紙基準で行われる。すなわち、装置に通紙使用可能な大小いかなる幅の記録材も、記録材幅方向中央部が定着スリーブ２２の長手方向中央部を通過することになる。 In FIG. 4, the recording material P guided by the entrance guide 16 and introduced into the fixing nip portion N is nipped and conveyed by the rotating pressure roller 23 and the fixing sleeve 22. In the present embodiment, the conveyance of the recording material P is performed on the basis of the so-called center sheet passing center of the recording material. In other words, the recording material in the width direction central portion passes through the fixing sleeve 22 in the longitudinal direction central portion of the recording material having any width that can be used in the apparatus.
図５において、ＴＨは温度検知手段（温度検出素子）としてのサーミスタである。サーミスタＴＨは、大小いかなる幅の記録材も通紙部となるヒータ部分の温度を検出するように、ヒータ２０の長手方向のほぼ中央部位置においてヒータ裏面に対して接触させて配設してある。詳細は後述するが、ヒータ２０は、電力供給部としてのヒータ駆動回路から、ヒータ基板面に具備させた通電発熱層に対して通電がなされることで、長手方向の有効発熱幅全域において急速に昇温する。そのヒータ温度がメインサーミスタＴＨにより検出され、制御回路部は、メインサーミスタＴＨの出力をもとに、定着ヒータ２０の温調制御内容を決定し、ヒータ駆動回路から定着ヒータ２０への通電を制御する。 In FIG. 5, TH is a thermistor as temperature detection means (temperature detection element). The thermistor TH is disposed in contact with the back surface of the heater at a substantially central position in the longitudinal direction of the heater 20 so as to detect the temperature of the heater portion where the recording material of any width is large and small. . As will be described in detail later, the heater 20 is energized from the heater drive circuit as the power supply unit to the energized heat generating layer provided on the heater substrate surface, so that the heater 20 rapidly increases over the entire effective heat generating width in the longitudinal direction. Raise the temperature. The heater temperature is detected by the main thermistor TH, and the control circuit unit determines the temperature control content of the fixing heater 20 based on the output of the main thermistor TH, and controls the energization of the fixing heater 20 from the heater driving circuit. To do.
（印字動作説明）
制御回路部は、外部ホスト装置からのプリント信号あるいは他の制御信号に基づいて、定着モータ駆動回路を制御して定着モータＭ１を駆動する。これにより、加圧ローラ２３が回転駆動され、定着スリーブ２２も回転する。また、ヒータ駆動回路を制御して、ヒータ２０の昇温を開始させる。定着スリーブ２２の回転速度が定常化し、ヒータ２０の温度が所定に立ち上がった状態において、画像形成部側から定着ニップ部Ｎに未定着トナー像Ｔａを担持した記録材Ｐが入り口ガイド１６に沿って案内されて導入される。記録材Ｐのトナー画像担持面側が定着スリーブ２２に対面する。
(Description of printing operation)
The control circuit unit drives the fixing motor M1 by controlling the fixing motor driving circuit based on a print signal from the external host device or another control signal. As a result, the pressure roller 23 is driven to rotate, and the fixing sleeve 22 also rotates. Further, the heater drive circuit is controlled to start the temperature increase of the heater 20. The recording material P carrying the unfixed toner image Ta from the image forming portion side to the fixing nip portion N along the entrance guide 16 in a state where the rotation speed of the fixing sleeve 22 becomes steady and the temperature of the heater 20 rises to a predetermined level. Guided and introduced. The toner image carrying surface side of the recording material P faces the fixing sleeve 22.
記録材Ｐは、定着ニップ部Ｎにおいて、定着スリーブ２２を介してヒータ２０に密着して定着ニップ部Ｎを定着スリーブ２２と一緒に移動通過していく。その移動通過過程において、ヒータ２０で加熱される定着スリーブ２２により記録材Ｐに熱が付与され、また定着ニップ圧により、トナー画像Ｔｃが記録材Ｐ面に熱圧定着される。定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは、定着スリーブ２２の面から分離されて排出搬送される。 The recording material P is brought into close contact with the heater 20 via the fixing sleeve 22 in the fixing nip portion N, and moves and passes through the fixing nip portion N together with the fixing sleeve 22. In the moving and passing process, heat is applied to the recording material P by the fixing sleeve 22 heated by the heater 20, and the toner image Tc is fixed to the recording material P surface by heat and pressure by the fixing nip pressure. The recording material P that has passed through the fixing nip N is separated from the surface of the fixing sleeve 22 and discharged and conveyed.
（ヒータ）
以下に、加熱部材としてのヒータ２０について、詳細に説明する。ヒータ２０は、長手方向（加熱回転体の回転軸方向）の発熱比率を制御可能なように複数の発熱抵抗体を有する。図６は、ヒータ表面側の平面模型図と、メインヒータとサブヒータ夫々の発熱分布、及び両者の合成の発熱分布を示した図である。メインヒータとサブヒータ夫々への通電は個別に制御可能であるこ
図７はヒータ２３に対する給電回路（ＡＣ回路）及び制御回路（ＤＣ回路）のブロック図である。２０ａはヒータ基板である。このヒータ基板２０ａはアルミナや窒化アルミ等の耐熱性・良熱伝導性・電気絶縁性のセラミック材であり、記録材搬送方向Ｄに交差（直交）する方向を長手とする横長の薄板部材である。
(heater)
Below, the heater 20 as a heating member is demonstrated in detail. The heater 20 has a plurality of heating resistors so that the heat generation ratio in the longitudinal direction (the rotation axis direction of the heating rotator) can be controlled. FIG. 6 is a plan view of the heater surface side, a heat generation distribution of the main heater and the sub heater, and a heat generation distribution of the combination of both. The energization of the main heater and the sub heater can be individually controlled. FIG. 7 is a block diagram of a power supply circuit (AC circuit) and a control circuit (DC circuit) for the heater 23. Reference numeral 20a denotes a heater substrate. The heater substrate 20a is a heat-resistant / good heat-conductive / electrically insulating ceramic material such as alumina or aluminum nitride, and is a horizontally long thin plate member whose longitudinal direction is a direction intersecting (orthogonal) with the recording material conveyance direction D. .
２０ｂと２０ｃは、ヒータ基板２０ａの表面側に厚膜印刷によって、通電により発熱する発熱体として形成具備させた第１と第２の２本の発熱抵抗体（以下、メインヒータとサブヒータと記す）である。このメインヒータ２０ａとサブヒータ２０ｂは、それぞれヒータ基板長手方向に沿って形成され、かつ記録材搬送方向に配列されている。そしてメインヒータ２０ｂとサブヒータ２０ｃは、それぞれその長手方向の発熱分布が互いに異なっている。 Reference numerals 20b and 20c denote first and second heating resistors (hereinafter referred to as a main heater and a sub-heater) that are formed on the surface side of the heater substrate 20a as a heating element that generates heat by energization by thick film printing. It is. The main heater 20a and the sub heater 20b are formed along the longitudinal direction of the heater substrate and arranged in the recording material conveyance direction. The main heater 20b and the sub-heater 20c have different heat distributions in the longitudinal direction.
具体的には、メインヒータ２０ｂ（第１の発熱抵抗体）は、基板の長手方向両端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が小さくなっている。また、サブヒータ２０ｃ（第２の発熱抵抗体）の大部分の領域は、基板の長手方向両端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が大きくなっている。そして、メインヒータ２０ｂの発熱量（抵抗値）と、サブヒータ２０ｃの発熱量（抵抗値）の合成発熱量（合成抵抗値）は、発熱抵抗体長手方向に沿って略均一である。２０ｄはメインヒータ２０ｂの長手方向の一端部に形成した給電用電極部（以下、メイン接点と記す）である。 Specifically, the resistance value per unit length of the main heater 20b (first heating resistor) decreases as it goes toward both ends in the longitudinal direction of the substrate. Further, the resistance value per unit length increases in the majority of the region of the sub-heater 20c (second heating resistor) toward the both ends in the longitudinal direction of the substrate. The combined heating value (synthetic resistance value) of the heating value (resistance value) of the main heater 20b and the heating value (resistance value) of the sub heater 20c is substantially uniform along the longitudinal direction of the heating resistor. Reference numeral 20d denotes a power feeding electrode portion (hereinafter referred to as a main contact) formed at one end portion in the longitudinal direction of the main heater 20b.
また、２０ｅはサブヒータ２０ｃの長手方向の一端部に形成した給電用電極部（以下、サブ接点と記す）、２０ｆはメインヒータ２０ｂとサブヒータ２０ｃの長手方向の他端部に形成した両者に共通の給電用電極部（以下、共通接点と記す）である。上記のメイン接点２０ｄ、サブ接点２０ｅ、共通接点２０ｆは、共にヒータ基板両端部側の表面に厚膜印刷によって導体パターンとして形成してある。２０ｇは表面保護層であり、メインヒータ２０ｂと、サブヒータ２０ｃと、メイン接点２０ｄの一部、サブ接点２０ｅ一部、共通接点２０ｆの一部を覆わせてヒータ基板２０ａの表面に形成してある。 Reference numeral 20e denotes a power feeding electrode portion (hereinafter referred to as a sub-contact) formed at one end portion in the longitudinal direction of the sub-heater 20c, and reference numeral 20f denotes a portion common to both the main heater 20b and the other end portion in the longitudinal direction of the sub-heater 20c. This is a power supply electrode section (hereinafter referred to as a common contact). The main contact 20d, the sub-contact 20e, and the common contact 20f are all formed as conductor patterns by thick film printing on the surfaces on both ends of the heater substrate. Reference numeral 20g denotes a surface protective layer, which is formed on the surface of the heater substrate 20a so as to cover the main heater 20b, the sub heater 20c, a part of the main contact 20d, a part of the sub contact 20e, and a part of the common contact 20f. .
この表面保護層２０ｇは、厚膜印刷によってガラスコートパターンとして形成してある。この表面保護層２０ｇの表面に、定着フィルム２２の内面が密着して摺動する。ＴＨはサーミスタ等の温度検知手段（温度検知素子）である。本例ではサーミスタであり、ヒータ基板２０ａの裏面側において最小サイズ記録材の通紙領域幅内に対応する位置に接触させて配設してある。また、ＴＳはサーモスイッチ等であり、前記サーミスタＴＨ同様、ヒータ基板２０ａの裏面側において、最小サイズ記録材の通紙領域幅内に対応する位置に接触させて配設してある。 This surface protective layer 20g is formed as a glass coat pattern by thick film printing. The inner surface of the fixing film 22 is in close contact with and slides on the surface of the surface protective layer 20g. TH is a temperature detection means (temperature detection element) such as a thermistor. In this example, it is a thermistor, and is disposed in contact with a position corresponding to the sheet passing area width of the minimum size recording material on the back surface side of the heater substrate 20a. Further, TS is a thermo switch or the like, and like the thermistor TH, TS is disposed on the back surface side of the heater substrate 20a in contact with a position corresponding to the sheet passing area width of the minimum size recording material.
図８において、Ａは最大通紙領域幅である。メインヒータ２０ｂとサブヒータ２０ｃの長手方向の長さは、この最大通紙領域幅Ａとほぼ対応している。Ｂは最小サイズ記録材の通紙領域幅である。Ｃ・Ｃは最小サイズ記録材通紙時の非通紙領域幅（（Ａ−Ｂ）／２）である。 In FIG. 8, A is the maximum sheet passing area width. The lengths of the main heater 20b and the sub heater 20c in the longitudinal direction substantially correspond to the maximum sheet passing area width A. B is the sheet passing area width of the minimum size recording material. C and C are non-sheet passing area widths ((A−B) / 2) when a minimum size recording material is passed.
図７は、ヒータ２０に対する給電回路（ＡＣ回路）及び制御回路（ＤＣ回路）のブロック図である。１００は制御部（エンジンコントローラ、ＣＰＵ）である。１０１はＡＣ電源である。１０２と１０３は第１と第２のトライアックである。そして、以下のａ）とｂ）の２系統の給電経路（ＡＣライン）を構成させている。そして制御部１００は、第１と第２のトライアック１０２と１０３をコントロールして、メインヒータ２０ｂとサブヒータ２０ｃに対する電力供給を制御する。 FIG. 7 is a block diagram of a power supply circuit (AC circuit) and a control circuit (DC circuit) for the heater 20. Reference numeral 100 denotes a control unit (engine controller, CPU). Reference numeral 101 denotes an AC power source. 102 and 103 are first and second triacs. Then, the following two power supply paths (AC lines) of a) and b) are configured. The control unit 100 controls the first and second triacs 102 and 103 to control power supply to the main heater 20b and the sub heater 20c.
ａ）ＡＣ電源１０１→サーモスイッチＴＳ→第１のトライアック１０２→メイン接点２０ｄ→メインヒータ２０ｂ→共通接点２０ｆ→ＡＣ電源１０１
ｂ）ＡＣ電源１０１→サーモスイッチＴＳ→第２のトライアック１０３→サブ接点２０ｅ→サブヒータ２０ｃ→共通接点２０ｆ→ＡＣ電源１０１
また、制御部１００には、サーミスタＴＨが検知するヒータ２０の温度情報がサーミスタ接点３８・３９を介してデジタル信号としてフィードバックされる（ＤＣライン）。制御部１００は、サーミスタＴＨからフィードバックされるヒータ温度検知情報に基づいて、第１と第２のトライアック１０２と１０３をコントロールする。そして、ヒータ温度が所定の目標温度に維持されるように、メインヒータ２０ｂとサブヒータ２０ｃに対する電力供給を制御する。また、通紙される記録材Ｐのサイズ情報に応じて、第１と第２のトライアック１０２と１０３をコントロールしてメインヒータ２０ｂとサブヒータ２０ｃに対する電力供給比率を制御する。
a) AC power supply 101 → thermo switch TS → first triac 102 → main contact 20d → main heater 20b → common contact 20f → AC power supply 101
b) AC power supply 101 → thermo switch TS → second triac 103 → sub contact 20e → sub heater 20c → common contact 20f → AC power supply 101
Further, the temperature information of the heater 20 detected by the thermistor TH is fed back to the control unit 100 as a digital signal through the thermistor contacts 38 and 39 (DC line). The control unit 100 controls the first and second triacs 102 and 103 based on the heater temperature detection information fed back from the thermistor TH. Then, power supply to the main heater 20b and the sub heater 20c is controlled so that the heater temperature is maintained at a predetermined target temperature. Further, according to the size information of the recording material P to be passed, the first and second triacs 102 and 103 are controlled to control the power supply ratio to the main heater 20b and the sub heater 20c.
２）送風ユニットＦ−ｂ
次に送風ユニットＦ−ｂについて説明する。送風ユニットＦ−ｂは、装置に通紙使用可能な最大幅の記録材よりも幅の狭い記録材（以下、小幅サイズ記録材と記す）を連続通紙した際に生じる非通紙部昇温を、定着ユニットＦ−ａの非通紙域を送風により抑制する。そのために、定着スリーブ２２に送風するダクトを備えた送風機構を備える。図１（ａ）は、送風冷却ユニットＦ−ｂの外観斜視図である。また、図１（ｂ）は送風冷却ユニットＦ−ｂを別の方向から見た外観斜視図である。Ｆ−ａは前述の定着器Ｆである。
2) Blower unit Fb
Next, the blower unit F-b will be described. The blower unit F-b has a non-sheet passing portion temperature rise that occurs when a recording material having a narrower width than the maximum width recording material that can be used for paper feeding (hereinafter referred to as a narrow width recording material) is continuously fed. Is suppressed by blowing the non-sheet passing area of the fixing unit Fa. For this purpose, a blower mechanism including a duct for blowing air to the fixing sleeve 22 is provided. Fig.1 (a) is an external appearance perspective view of the ventilation cooling unit Fb. Moreover, FIG.1 (b) is the external appearance perspective view which looked at the ventilation cooling unit Fb from another direction. F-a is the above-described fixing device F.
図１（ａ）、図１（ｂ）において、４０ａ，４０ｂは非通紙部の送風ファン、４５ａ．４５ｂは送風ファン４０ａ，４０ｂから送風された冷却風を定着スリーブ２２まで導くための送風ダクトである。本実施形態においては、送風ファン４０ａ，４０ｂには軸流ファンを用いているが他にも、シロッコファン等の遠心ファンなどを使用することも可能である。 In FIGS. 1A and 1B, reference numerals 40a and 40b denote blower fans of non-sheet passing portions, and 45a. A blower duct 45 b guides the cooling air blown from the blower fans 40 a and 40 b to the fixing sleeve 22. In the present embodiment, axial fans are used as the blower fans 40a and 40b, but a centrifugal fan such as a sirocco fan can also be used.
（送風規制手段としてのシャッタ部材）
４１ａ、４１ｂは、送風ファン４０ａ、４０ｂと定着スリーブ２２の間に配置され、前記送風ダクト４５ａ、４５ｂの出口に配置された送風規制手段としてのシャッタである。送風規制手段としてのシャッタ４１ａ、４１ｂは、紙幅方向（加熱回転体の回転軸方向）における送風領域を非通紙領域に規制すると共に、非通紙領域において記録材の通紙領域から遠い側に到達する送風量を、通紙領域に近い側に到達する送風量より小さくする。
(Shutter member as blower regulating means)
Reference numerals 41a and 41b denote shutters that are disposed between the blower fans 40a and 40b and the fixing sleeve 22 and serve as blower regulating means disposed at the outlets of the blower ducts 45a and 45b. The shutters 41a and 41b serving as the air flow restricting means restrict the air blowing area in the paper width direction (rotational axis direction of the heating rotator) to the non-paper passing area, and further away from the paper passing area of the recording material in the non-paper passing area. The amount of airflow that reaches is made smaller than the amount of airflow that reaches the side closer to the paper passing area.
１）スライド移動可能なシャッタ
シャッタ４１ａ、４１ｂは、通紙する紙の幅方向サイズに合わせ、定着スリーブ２２の加熱通紙領域より外側を冷却するべく、通紙する紙の幅方向に変位可能に構成される。
1) Shuttable shutters The shutters 41a and 41b can be displaced in the width direction of the paper to be passed in order to cool the outside of the heating sleeve through the fixing sleeve 22 in accordance with the width direction size of the paper to be passed. Composed.
即ち、シャッター４１ａ、４１ｂは、フレーム部材４７に左右方向にスライド移動可能に保持されている。そして、左右のシャッタ４１ａ、４１ｂは、左右のシャッター４１ａ、４１ｂを連動させて左右方向に移動させるための、左右のラック部４３ａ，４３ｂとピニオンギア４４ａを具備させてある。左右のシャッタとラックはそれぞれ一体に形成されており、ピニオンギア４４ａはその左右の両ラック部４３ａ，４３ｂに噛合している。ピニオンギア４４ａは、シャッターモータ（パルスモータ）４４により正転駆動又は逆転駆動される。 That is, the shutters 41a and 41b are held by the frame member 47 so as to be slidable in the left-right direction. The left and right shutters 41a and 41b include left and right rack portions 43a and 43b and a pinion gear 44a for moving the left and right shutters 41a and 41b in the left-right direction in conjunction with each other. The left and right shutters and the rack are integrally formed, and the pinion gear 44a meshes with the left and right rack portions 43a and 43b. The pinion gear 44 a is driven forward or reversely by a shutter motor (pulse motor) 44.
シャッターモータ４４により、ピニオンギア４４ａが正転駆動又は逆転駆動されることで、左右のシャッター４１ａ、４２ｂが連動して、互いに近づく方向または離間する方向に同じ移動量をもって往復動する。また、シャッタ４１ａ，４１ｂには位置検知のためのフラグ部４３ｃがあり、フォトセンサ等の検知部材４８により、シャッタのホームポジションが検知される。シャッタ４１ａ，４１ｂは前記のホームポジション検知機構と、パルスモータに送付される信号のパルス数により、その通紙する紙幅に適した位置まで駆動、停止等の制御が行われる。 When the pinion gear 44a is driven to rotate forward or reversely by the shutter motor 44, the left and right shutters 41a and 42b are interlocked and reciprocate with the same amount of movement in a direction toward or away from each other. The shutters 41a and 41b have a flag portion 43c for position detection, and the home position of the shutter is detected by a detection member 48 such as a photosensor. The shutters 41a and 41b are controlled to be driven, stopped, etc. to a position suitable for the paper width through which the paper passes, according to the home position detection mechanism and the number of pulses of the signal sent to the pulse motor.
２）シャッタの開口形状
通紙する紙の幅方向に変位可能なシャッタ４１ａ、４１ｂは、台形状の開口部４９ａ、４９ｂを備え、送風ダクト４５ａ、４５ｂの固定された矩形状の開口部との重なりあった開口部からエアが供給され、定着スリーブ２２の非通紙部を冷却する。開口幅が紙幅方向に変化する例えば台形状の開口部４９ａ、４９ｂにより、非通紙領域において記録材の通紙領域から遠い側に到達する送風量を、通紙領域に近い側に到達する送風量より小さくできる。
2) Shutter opening shape The shutters 41a and 41b, which are displaceable in the width direction of the paper to be passed, are provided with trapezoidal openings 49a and 49b, and the rectangular openings to which the air ducts 45a and 45b are fixed. Air is supplied from the overlapped opening, and the non-sheet passing portion of the fixing sleeve 22 is cooled. For example, trapezoidal openings 49a and 49b whose opening width changes in the paper width direction, the amount of air that reaches the side farther from the sheet passing area of the recording material in the non-sheet passing area is sent to the side closer to the sheet passing area. Can be smaller than the air volume.
図３は、送風ユニットＦ−ｂのダクト部定着スリーブに対向している側から見た図である。図３（ａ）には、送風ダクト４５ａ、４５ｂの固定された矩形状の開口部に対して、
シャッタ４１ａ、４１ｂの開口部４９ａ、４９ｂの重なりあった部分が無い状態（送風口閉）を示す。また、図３（ｂ）には、送風ダクト４５ａ、４５ｂの固定された矩形状の開口部に対して、シャッタ４１ａ、４１ｂの開口部４９ａ、４９ｂが半分ほど重なりあった状態（送風口半開）を示す。更に、図３（ｃ）には、送風ダクト４５ａ、４５ｂの固定された矩形状の開口部に対して、シャッタ４１ａ、４１ｂの開口部４９ａ、４９ｂが十分に重なりあった状態（送風口全開）を示す。
FIG. 3 is a view as seen from the side facing the duct portion fixing sleeve of the blower unit F-b. In FIG. 3 (a), for the rectangular openings to which the air ducts 45a and 45b are fixed,
A state where the overlapping portions of the openings 49a and 49b of the shutters 41a and 41b are not present (air blower closed) is shown. FIG. 3B shows a state in which the openings 49a and 49b of the shutters 41a and 41b are overlapped by half with respect to the rectangular openings to which the air ducts 45a and 45b are fixed (blower opening half-open). Indicates. Further, in FIG. 3C, the openings 49a and 49b of the shutters 41a and 41b are sufficiently overlapped with the rectangular openings to which the air ducts 45a and 45b are fixed (the air outlets are fully opened). Indicates.
シャッタ４１ａ、４１ｂの開口部の形状は、台形状に限らず、定着器長手方向中央寄りの幅が広く、端部に行くに従って狭くなるものであれば良い。即ち、非通紙領域において、送風口から供給されて到達するエアの送風量を通紙領域に近い側で多くし、通紙領域から遠い側で少なくするものであれば良い。例えば、図１１（ａ）乃至（ｃ）にあるような形状（台形を構成する一つの辺を凸や凹、あるいは階段状）としても同様の効果がある。なお、シャッタの開口部形状を記録紙の幅に応じて可変とすることもできる。 The shape of the opening portions of the shutters 41a and 41b is not limited to a trapezoidal shape, and may be any shape as long as the width near the center in the longitudinal direction of the fixing device is wide and narrows toward the end. In other words, in the non-sheet passing area, it is only necessary to increase the amount of air supplied and reached from the blowing port on the side closer to the sheet passing area and to decrease on the side far from the sheet passing area. For example, the same effect can be obtained when the shape shown in FIGS. 11A to 11C (one side constituting the trapezoid is convex, concave, or stepped). Note that the shape of the opening of the shutter can be made variable according to the width of the recording paper.
（非通紙領域における発熱量分布と送風量分布）
最大サイズ紙の場合に対して小サイズ紙の場合、ヒータの調整で非通紙領域における発熱量分布を変更すると共に、シャッタの変位により小サイズ紙に対応した非通紙領域における送風量分布に変更する。
(Heat generation distribution and air flow distribution in non-sheet passing area)
In the case of small size paper compared to the case of the maximum size paper, the heat generation amount distribution in the non-sheet passing area is changed by adjusting the heater, and the air flow distribution in the non-sheet passing area corresponding to the small size paper is changed by the shutter. change.
各紙サイズに合わせたヒータの発熱制御をする際に、定着装置Ｆ−ａの非通紙領域において、蓄積される熱量が非通紙部の通紙領域に近い側が多めに、非通紙部の通紙領域から遠い側が少なめとなるように調整される。これに伴って、蓄熱量の大きい部分は冷却風の送風量を多めに、また蓄熱量の小さい部分は冷却風の送風量を少なめにして、定着装置Ｆ−ａの定着スリーブ２２、加圧ローラ２３の長手方向の温度ムラをより小さくする。例として、図８、図９、図１０にＡ３サイズ紙（幅２９７ｍｍ）、Ｅｘｅｃｔｉｖｅサイズ紙（幅２６６．７ｍｍ），Ａ４サイズ紙（縦送り、幅２１０ｍｍ）をプリントする場合のヒータの制御とシャタ制御を説明する。 When controlling the heat generation of the heater according to each paper size, in the non-sheet passing area of the fixing device Fa, the accumulated heat amount is closer to the non-sheet passing area near the sheet passing area. Adjustment is made so that the side far from the paper passing area becomes smaller. Accordingly, the portion with a large amount of heat storage has a larger amount of cooling air blown, and the portion with a smaller amount of heat storage has a smaller amount of cooling air blown so that the fixing sleeve 22 and the pressure roller of the fixing device Fa are reduced. The temperature unevenness in the longitudinal direction of 23 is further reduced. As an example, heater control and shutter for printing A3 size paper (297 mm wide), Executive size paper (266.7 mm width), A4 size paper (vertical feed, 210 mm width) in FIGS. The control will be described.
各図において、最上部はシャッタ４１ａ，４１ｂの開口量を示す模式図、中央部が、ヒータ発熱体の模式図、最下部がヒータ２０の長手方向の発熱量分布を示す。また、このグラフ中にヒータ２０からの発熱量がどこに伝熱するか主な伝熱先を示した。示したのは紙による奪熱分、定着スリーブ２３や加圧ローラ２２等定着器構成部品の非通紙領域に蓄熱される熱量、それから定着機外に放熱される熱量である。 In each figure, the uppermost part is a schematic diagram showing the opening amounts of the shutters 41 a and 41 b, the central part is a schematic diagram of the heater heating element, and the lowermost part is a heat generation amount distribution in the longitudinal direction of the heater 20. In this graph, the main heat transfer destination is shown where the heat generated from the heater 20 is transferred. What is shown is the amount of heat removed by the paper, the amount of heat stored in the non-sheet passing region of the fixing device components such as the fixing sleeve 23 and the pressure roller 22, and then the amount of heat radiated to the outside of the fixing device.
図８では、Ａ４サイズを横送り（最大幅サイズ記録材２９７ｍｍ）した場合を示す。Ａ４サイズを横送りした場合は、ヒータ装置が印字できる最大幅Ａの用紙であり、メインヒータ２０ｂとサブヒータ２０ｃの通電比率を均等（１００対１００）にする。このとき、ヒータ２０の発熱体幅と用紙を幅がほぼ等しいため、非通紙部の温度上昇はほとんどない。ヒータから発熱する熱量のほとんどは、紙の奪熱分と定着機外に放熱される分に使用される。そのため、送風口は閉じていて、定着装置Ｆ−ａの冷却を行う必要はない。 FIG. 8 shows a case where the A4 size is laterally fed (maximum width size recording material 297 mm). When the A4 size is laterally fed, it is a sheet of the maximum width A that can be printed by the heater device, and the energization ratio of the main heater 20b and the sub heater 20c is made equal (100 to 100). At this time, since the width of the heating element of the heater 20 is substantially equal to the width of the paper, the temperature of the non-sheet passing portion hardly increases. Most of the heat generated from the heater is used for removing the heat from the paper and dissipating it outside the fixing machine. Therefore, the air blowing port is closed and there is no need to cool the fixing device Fa.
図９では、Ｅｘｅｃｔｉｖｅサイズ紙（幅２６６．７ｍｍ）を通紙した場合を示す。この場合、用紙幅が最大幅サイズ記録材よりも小さいため、メインヒータ２０ｂとサブヒータ２０ｃの通電比率を１００対５０とし、通紙領域に対し非通紙領域の発熱量が小さくなるように構成する。この構成により、通紙領域においても非通紙領域においても、中央部側から端部側へ向けて発熱量が小さくなる。小サイズ紙に対し、通紙領域において均一な発熱量としない理由は、通紙領域と非通紙領域の境界位置を含む非通紙領域で発熱量を小さくする必要があるためである。そして、小サイズ紙になればなる程、通紙領域に対し非通紙領域の発熱量がより小さくなるように構成される。 FIG. 9 shows a case where an Executive-size paper (width 266.7 mm) is passed. In this case, since the paper width is smaller than the maximum width size recording material, the energization ratio of the main heater 20b and the sub-heater 20c is set to 100: 50 so that the heat generation amount in the non-paper passing area is smaller than the paper passing area. . With this configuration, the heat generation amount decreases from the center side toward the end side in both the paper passing area and the non-paper passing area. The reason why the heat generation amount is not uniform in the paper passing area for small size paper is that the heat generation amount needs to be reduced in the non-paper passing area including the boundary position between the paper passing area and the non-paper passing area. The smaller the size of the paper, the smaller the amount of heat generated in the non-sheet passing area with respect to the sheet passing area.
図９において、送風口は半開として、Ｅｘｅｃｔｉｖｅサイズ紙の幅２６６．７ｍｍよりも外側の非通紙部に送風することにより、定着装置Ｆ−ａの定着スリーブ、加圧ローラの非通紙部を冷却する。ことのときシャッタ４１ａ、４１ｂの開口部４９ａ、４９ｂの形状は長手方向中央部が大きめで、端部付近の開口が小さめとすることにより、ヒータの発熱分布に応じた冷却を行うことが可能となる。よって、ヒータの発熱量、冷却風の送風量共に抑えつつ、定着装置Ｆ−ａの定着スリーブ、加圧ローラの長手方向の温度をほぼ均一にすることが可能となる。 In FIG. 9, the blower opening is half open, and the non-sheet passing portion of the fixing device Fa and the non-sheet passing portion of the pressure roller are blown to the non-sheet passing portion outside the width of 266.7 mm of the Executive size paper. Cooling. At that time, the shape of the opening portions 49a and 49b of the shutters 41a and 41b is large in the central portion in the longitudinal direction and the opening near the end portion is small, so that it is possible to perform cooling according to the heat generation distribution of the heater. Become. Therefore, it is possible to make the temperature in the longitudinal direction of the fixing sleeve and the pressure roller of the fixing device Fa substantially uniform while suppressing both the heat generation amount of the heater and the blowing amount of the cooling air.
図１０では、Ａ４サイズ紙（縦送り、幅２１０ｍｍ）を通紙した場合を示す。このサイズの用紙は、本装置で印字可能な最小幅サイズの記録材である。メインヒータ２０ｂとサブヒータ２０ｃの通電比率を１００対０とし、メインヒータ２０ｂのみ発熱させ、非通紙領域の端部に近い側の発熱量をグラフにあるようにさらに小さくしてある。 FIG. 10 shows a case where A4 size paper (vertical feed, width 210 mm) is passed. Paper of this size is a recording material of the minimum width size that can be printed by this apparatus. The energization ratio of the main heater 20b and the sub heater 20c is 100 to 0, only the main heater 20b is heated, and the amount of heat generated on the side close to the end of the non-sheet passing area is further reduced as shown in the graph.
また、送風口は全開として、Ａ４サイズ紙（縦送り、幅２１０ｍｍ）の幅より、外側の非通紙部に送風することにより、定着装置Ｆ−ａの定着スリーブ、加圧ローラの非通紙部を冷却している。このとき、シャッタ４１ａ、４１ｂの開口部４９ａ、４９ｂの形状は長手方向中央部が大きめで、端部付近の開口が小さめとすることにより、ヒータの発熱分布に応じた冷却を行うことが可能となる。よって、この場合もヒータの発熱量、冷却風の送風量共に抑えつつ、定着装置Ｆ−ａの定着スリーブ２２、加圧ローラ２３の長手方向の温度をほぼ均一にすることが可能となる。 Further, the blower port is fully opened, and air is blown to the outer non-sheet passing portion from the width of A4 size paper (vertical feed, width 210 mm), so that the fixing sleeve of the fixing device Fa and the non-sheet feeding of the pressure roller are not performed. The part is cooling. At this time, the shape of the openings 49a and 49b of the shutters 41a and 41b is such that the central part in the longitudinal direction is large and the opening near the end is small, so that it is possible to perform cooling according to the heat generation distribution of the heater. Become. Accordingly, in this case as well, it is possible to make the temperature in the longitudinal direction of the fixing sleeve 22 and the pressure roller 23 of the fixing device Fa substantially uniform while suppressing both the heat generation amount of the heater and the blowing amount of cooling air.
以上説明したように、本実施形態によれば、必要最小限の送風量にて非通紙部の過昇温を抑制し、定着スリーブ温度を均一化してスリーブねじれ等を防止するとともに、小サイズ紙通紙時の消費電力も低減させることができる。また、冷却ファンの必要送風量を最小化させることにより、装置の小型化、低コスト化を図ることができる。 As described above, according to the present embodiment, the excessive temperature rise of the non-sheet passing portion is suppressed with the minimum necessary air flow amount, the fixing sleeve temperature is made uniform to prevent sleeve twisting, etc. Power consumption during paper feeding can also be reduced. In addition, by minimizing the necessary air flow of the cooling fan, it is possible to reduce the size and cost of the apparatus.
本実施形態のように、定着スリーブ２２、加圧ローラ２３の長手方向の温度分布を均一にすることにより、加圧ローラの熱膨張によるローラ長手形状変化を抑制し、紙シワや光沢ムラを防止する事が出来る。また、加熱定着装置の耐久性低下を抑えることも出来、次に大サイズ紙を定着する場合にトナー像がホットオフセットしてしまうのを抑えることも出来る。 As in this embodiment, by making the temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing sleeve 22 and the pressure roller 23 uniform, changes in the longitudinal shape of the roller due to thermal expansion of the pressure roller are suppressed, and paper wrinkles and gloss unevenness are prevented. I can do it. In addition, it is possible to suppress a decrease in durability of the heat fixing device, and it is also possible to suppress hot offset of the toner image when fixing a large size paper next time.
なお、本発明の範囲内で、上述した技術事項の種々の組合せも可能であり、以下に述べる種々の変形例も本発明の範囲内である。 Various combinations of the above-described technical matters are possible within the scope of the present invention, and various modifications described below are also within the scope of the present invention.
（変形例１）
非通紙領域への送風に関し、加熱回転体（ベルト）側への送風について述べたが、本発明はこれに限らず、加圧ローラ側への送風、あるいは加熱回転体（ベルト）側、加圧ローラ側の双方への送風を行うものであっても良い。そして、加圧部材として回転可能な加圧ローラの替わりに、固定の加圧パッドを用いても良い。また、非通紙領域への送風に関し、記録材の通紙を中央通紙基準でなく片側通紙基準で行っても良い。
(Modification 1)
Regarding air blowing to the non-sheet passing area, air blowing to the heating rotator (belt) side has been described. However, the present invention is not limited to this, and air blowing to the pressure roller side or heating rotator (belt) side, It may be one that blows air to both sides of the pressure roller. A fixed pressure pad may be used instead of the pressure roller that can rotate as the pressure member. Further, regarding the air blowing to the non-sheet passing area, the recording material may be passed on the one-side paper passing basis instead of the central paper passing basis.
（変形例２）
上述した実施形態では、シャッタの開口部形状を台形状などとしたが、シャッタの開口部形状を矩形状とし、非通紙領域に到達する同様の送風量の分布を得るようにすることもできる。例えば、非通紙領域における記録材搬送方向の送風用微小開口の個数を、記録材の通紙領域から遠い側で少なめに、通紙領域に近い側で多めに形成するようにすれば良い。
(Modification 2)
In the above-described embodiment, the shape of the opening of the shutter is a trapezoidal shape, but the shape of the opening of the shutter is a rectangular shape, and it is also possible to obtain a similar distribution of the air flow amount reaching the non-sheet passing region. . For example, the number of fine openings for blowing in the recording material conveyance direction in the non-sheet passing area may be formed to be smaller on the side farther from the sheet passing area of the recording material and larger on the side closer to the sheet passing area.
（変形例３）
上述した実施形態では、小サイズ紙の場合に通紙領域で均一でない発熱量分布を形成した上で、非通紙領域において均一でない送風量分布を与えた。しかし、本発明はこれに限らず、小サイズ紙の場合にも通紙領域で均一な発熱量分布を形成した上で、非通紙領域において均一でない送風量分布を与えるようにする場合も含む。
(Modification 3)
In the above-described embodiment, in the case of small size paper, a non-uniform heat generation amount distribution is formed in the paper passing region, and a non-uniform air flow amount distribution is given in the non-paper passing region. However, the present invention is not limited to this, and also includes a case where a uniform heat generation amount distribution is formed in the sheet passing area even in the case of small size paper and a non-uniform air flow amount distribution is given in the non-sheet passing area. .
（変形例４）
画像加熱装置としての定着装置３０は、上記実施形態のベルト加熱方式・加圧回転体駆動方式に限らず、熱ローラ方式、電磁誘導加熱方式等、その他の方式の物にすることもできる。
(Modification 4)
The fixing device 30 as the image heating device is not limited to the belt heating method and the pressure rotating body driving method of the above-described embodiment, but can be a thing of other methods such as a heat roller method and an electromagnetic induction heating method.
２０・・加熱体、２２・・定着スリーブ、２３・・加圧ローラ、４０ａ，４０ｂ・・送風ファン、４１ａ，４１ｂ・・シャッタ、４３ａ、４３ｂ・・シャッタのラック部、４５ａ、４５ｂ・・送風ダクト、４９ａ、４９ｂ・・送風口、Ｎ・・ニップ部、Ｐ・・記録材 20 ... Heating body, 22 ... Fixing sleeve, 23 ... Pressure roller, 40a, 40b ... Blower fan, 41a, 41b ... Shutter, 43a, 43b ... Shutter rack, 45a, 45b ... Air blower Duct, 49a, 49b ... Air blower, N ... Nip part, P ... Recording material
Claims (6)
前記回転体を加熱するヒータと、
前記ヒータを制御する制御部と、
前記回転体に対向して設けられ、前記回転体との間にニップ部を形成する加圧部材と、
前記回転体と、前記加圧部材と、の少なくとも一方の非通紙領域に送風を行う送風手段と、前記送風手段の前記回転体の回転軸方向における前記非通紙領域への送風領域を規制する送風規制部材と、
を有し、前記ニップ部で画像が形成された記録材を搬送しながら前記画像を加熱する画像加熱装置において、
前記ヒータは前記回転軸方向の発熱分布を変更可能に構成され、
前記制御部は、小サイズ記録材をニップ部で搬送するときに、前記ヒータの非通紙領域における前記発熱分布が前記回転軸方向に関し通紙領域から離れるほど発熱量が小さくなるように前記ヒータを制御し、
前記送風規制部材は、前記送風手段によって前記非通紙領域に送風される風量が前記回転軸方向に関し前記非通紙領域のうち通紙領域との境界近傍が最も大きく、前記通紙領域から離れるほど小さくなるように規制していることを特徴とする画像加熱装置。 And a rotating body,
A heater for heating the rotating body;
A control unit for controlling the heater;
A pressure member to form a two-up portion between the front provided opposite to Kikai rolling body, pre Machinery rotating body,
And the rotating body, wherein a pressure member, the air blowing means for blowing air in at least one of the non-paper passing area, the blowing area of the the non-paper passing area in the rotation axis direction of the rotation of the blowing means An air flow regulating member to regulate,
In an image heating apparatus that heats the image while conveying a recording material on which an image is formed at the nip portion,
The heater is configured to be able to change the heat generation distribution in the rotation axis direction,
The controller controls the heater so that when the small-size recording material is conveyed at the nip portion, the heat generation amount in the non-sheet passing area of the heater decreases with increasing distance from the sheet passing area in the rotation axis direction. Control
The air flow restricting member has the largest air volume blown to the non-sheet passing area by the blowing means in the vicinity of the boundary between the non-sheet passing area and the sheet passing area in the rotation axis direction, and is separated from the sheet passing area. An image heating apparatus characterized by being restricted so as to become smaller .
前記加圧部材は、前記ベルト部材を介して前記ヒータと共に前記ニップ部を形成することを特徴とする請求項５に記載の画像加熱装置。 The heater is in contact with the inner peripheral surface of the belt member;
The image heating apparatus according to claim 5 , wherein the pressing member forms the nip portion together with the heater via the belt member.
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