JP2004361796A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において用いられる定着装置、及び該定着装置を備えた画像形成装置に関し、さらに詳しくは、電磁誘導を利用してトナー像を担持した記録媒体等の被加熱体を、電磁誘導を利用して加熱定着する定着装置、及び誘導加熱型の定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電磁誘導方式の定着装置は、通常、電磁誘導を利用した加熱手段と該加熱手段に圧接して回転する加圧手段とを有し、該加熱手段と該加圧手段とにより、トナー像を担持した記録媒体を挟持搬送して定着が行われる。該加熱手段は、ロール又はベルト状の回転する発熱体の内部にスプリング状コイル又は縦巻コイルと必要によりコアを有し、該コイルには好ましくは20kHz以上の高周波の交番電流を供給して交番磁束を発生させて、該発熱体に渦電流を誘起させ、その渦電流損による発熱により加熱定着する手段であり、加圧手段の弾性的圧接下に記録媒体上ヘのトナー像の加熱定着が行なわれる。
【0003】
上記電磁誘導を利用した定着装置は、従来のハロゲンランプを用いた定着装置に比して、電力消費に無駄がなく、高周波交番電流の供給と共に早い立ち上がりで加熱定着できる等優れた特性を有する。近年、電磁誘導を利用した定着装置に関する研究開発が進められ、電磁誘導を利用した定着装置に関する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
電磁誘導方式の加熱手段を加熱するには、コイルに高周波電流を供給するため高周波電流を発生させる電源ユニットが必要であるが、この電源ユニットに用いられているスイッチング素子が高温になり易く、通常、冷却ファンなどのスイッチング素子冷却手段が設けられている。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−116656号公報(第3〜6頁、第1図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このスイッチング素子冷却手段を常時動作させると、消費電力が大となる問題や騒音が気になる等の問題がある。
【0007】
本発明の目的は、上記の問題を解決し、スイッチング素子冷却手段を常時動作させることなく、スイッチング素子を適切に冷却しうる電磁誘導を利用した定着装置、及び該定着装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的は下記の構成により達成される。
【0009】
(1)導電性部材からなる加熱回転体と、前記加熱回転体の近傍に配置された磁場発生手段と、前記磁場発生手段に交番電流を供給する電源ユニットとを有し、前記磁場発生手段から発生された高周波誘導磁束により前記加熱回転体を電磁誘導発熱させて、記録媒体上に形成されたトナー像を加熱して定着する誘導加熱型の定着装置において、
前記電源ユニットは、スイッチング素子と、前記スイッチング素子の温度を検知するスイッチング素子温度検知手段と、前記スイッチング素子を冷却するスイッチング素子冷却手段とを備え、
前記スイッチング素子の温度が所定温度に達したときに前記スイッチング素子冷却手段が動作するように構成したことを特徴とする定着装置。
【0010】
(2)前記スイッチング素子冷却手段は風量を切り替え可能なスイッチング素子冷却ファンからなり、前記スイッチング素子の温度が所定温度に達したとき、前記スイッチング素子冷却ファンの風量が大きくなるように構成されていることを特徴とする(1)に記載の定着装置。
【0011】
(3)導電性部材からなる加熱回転体と、前記加熱回転体の近傍に配置された磁場発生手段と、前記加熱回転体の温度を検知する加熱回転体温度検知手段と、前記磁場発生手段に交番電流を供給する電源ユニットとを有し、前記磁場発生手段から発生された高周波誘導磁束により前記加熱回転体を電磁誘導発熱させて、記録媒体上に形成されたトナー像を加熱して定着する誘導加熱型の定着装置において、
前記電源ユニットは、スイッチング素子と、前記スイッチング素子の温度を検知するスイッチング素子温度検知手段と、前記スイッチング素子を冷却するスイッチング素子冷却手段とを備え、
前記加熱回転体温度検知手段により検知された前記加熱回転体の温度、及び、前記スイッチング素子温度検知手段により検知された前記スイッチング素子の温度が所定温度に達したとき、前記スイッチング素子冷却手段が動作するように構成したことを特徴とする定着装置。
【0012】
(4)記録媒体上にトナー像を形成する画像形成手段と、前記トナー像を加熱定着する定着装置とを有し、
(1)乃至(3)のいずれか1項に記載の誘導加熱型の定着装置を備えてなることを特徴とする画像形成装置。
【0013】
(5)導電性部材からなる加熱回転体、前記加熱回転体の近傍に配置された磁場発生手段、前記加熱回転体の温度を検知する加熱回転体温度検知手段、及び、前記磁場発生手段に交番電流を供給する電源ユニットを有し、前記磁場発生手段から発生された高周波誘導磁束により前記加熱回転体を電磁誘導発熱させて、記録媒体上に形成されたトナー像を加熱して定着する誘導加熱型の定着装置と、
前記定着装置及び各部の動作を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置において、
前記電源ユニットは、スイッチング素子と、前記スイッチング素子を冷却するスイッチング素子冷却手段とを備え、かつ、
前記制御手段は、前記加熱回転体温度検知手段により検知された温度に基づき、前記電源ユニットに指令を発して前記磁場発生手段に供給する交番電流の値を制御し、前記交番電流の値に応じて前記スイッチング素子冷却手段の動作を制御するように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【0014】
(6)導電性部材からなる加熱回転体、前記加熱回転体の近傍に配置された磁場発生手段、前記加熱回転体の温度を検知する加熱回転体温度検知手段、及び、前記磁場発生手段に交番電流を供給する電源ユニット、を有し、前記磁場発生手段から発生された高周波誘導磁束により前記加熱回転体を電磁誘導発熱させて、記録媒体上に形成されたトナー像を加熱して定着する誘導加熱型の定着装置と、
各部の動作を制御する制御手段と、
画像形成装置内を冷却する装置内冷却ファンと、を備えた画像形成装置において、
前記電源ユニットは、スイッチング素子と、前記スイッチング素子の温度を検知するスイッチング素子温度検知手段と、前記スイッチング素子の放熱を促進する放熱板と、を備え、
前記装置内冷却ファンの気流の通路内に前記放熱板を配設したことを特徴とする画像形成装置。
【0015】
(7)導電性部材からなる加熱回転体、前記加熱回転体の近傍に配置された磁場発生手段、前記加熱回転体の温度を検知する加熱回転体温度検知手段、及び、前記磁場発生手段に交番電流を供給する電源ユニット、を有し、前記磁場発生手段から発生された高周波誘導磁束により前記加熱回転体を電磁誘導発熱させて、記録媒体上に形成されたトナー像を加熱して定着する誘導加熱型の定着装置と、
画像形成装置の各部の動作を制御する制御手段と、
画像形成装置内を冷却する風量可変の装置内冷却ファンと、を備えた画像形成装置において、
前記電源ユニットは、スイッチング素子と、前記スイッチング素子の温度を検知するスイッチング素子温度検知手段と、前記スイッチング素子の放熱を促進する放熱板と、前記スイッチング素子を冷却する風量可変のスイッチング素子冷却ファンとを備え、
前記放熱板は前記装置内冷却ファンによる気流の通路内に配設されており、
前記装置内冷却ファンが作動されるとき、前記制御手段は、予め作成されたプログラムに基づき、前記装置内冷却ファンの風量に応じて前記スイッチング素子冷却ファンの風量を制御することを特徴とする画像形成装置。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の定着装置、及び画像形成装置の実施の形態を図を用いて説明する。
【0017】
図1は、本発明にかかわる定着装置を備えた画像形成装置の実施の形態を示す断面構成図である。
【0018】
図1の画像形成装置は、回転する感光体1の周囲に、帯電手段2、露光手段3、現像手段4、転写手段5、除電手段5A、分離手段6、およびクリーニング手段7を設けたものである。帯電手段2によって感光体1の表面に一様帯電を行った後に、露光手段3のレーザによって、原稿から読み取られた画像データに基づく光照射を行うことによって潜像を形成し、該潜像をバイアスを印加した現像手段4により反転現像して感光体1の表面にトナー像を形成する。
【0019】
一方、用紙収納手段8から給紙された用紙(記録媒体)Pは転写位置へと送られ、転写位置において転写手段5により前記トナー像が用紙P上に転写される。その後に、用紙Pは除電手段5Aにより裏面の電荷が消去され、分離手段6により感光体1から分離される。分離手段6の下流には中間搬送部9及び定着装置10が配設されており、分離手段6により分離された用紙Pは、中間搬送部9により搬送され、定着装置10により加熱定着されて排紙皿11へ排紙される。一方、感光体1の表面は、分離手段6の下流においてクリーニング手段7により表面に残留している現像剤が除去され、次の画像形成に備える。
【0020】
本発明に係る定着装置10は、電源ユニット101と定着装置本体100とで構成される。電源ユニット101は、基板102、基板102に電気的及び機械的に接合されたスイッチング素子103、スイッチング素子103に密着固設された放熱板104、及び、画像形成装置の本体上方に配設されたスイッチング素子冷却手段であるスイッチング素子冷却ファン13、等から成り、少なくとも放熱板104は、画像形成装置の本体側面に形成された通気口12と前記スイッチング素子冷却ファン13とを結ぶ通風経路T内に配設される。スイッチング素子冷却ファン13は、例えばHi−Lo切り替え方式により、風量を変えることができるファンである。実施の形態では、スイッチング素子冷却ファン13を画像形成装置本体の上方に配設した(画像形成装置内を冷却する装置内冷却ファンとの共用も可能となる)が、電源ユニット101内、または電源ユニット101近傍に配設してもよい。定着装置本体100については後で詳細に説明する。
【0021】
図2は、本発明に係る定着装置の電源ユニットにおけるスイッチング素子周辺の構成を説明するための部分断面図である。
【0022】
図2において、102は定着装置10の動作を制御する電気回路を搭載する基板であり、103は基板102に半田付けにより電気的及び機械的に接合された、例えばIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)のような、スイッチング素子である。104はスイッチング素子103に密着固設された放熱板であり、熱伝導率の高いアルミ材等により形成される。TS2は放熱板104に取り付けられた、例えばサーミスタ等の、温度検知素子(スイッチング素子温度検知手段)であり、スイッチング素子103の温度は温度検知素子TS2により検知される。温度検知素子TS2はスイッチング素子103の近くに設置することが望ましい。
【0023】
図3は本発明に係る定着装置本体の実施の形態を示す正面断面図、図4は定着装置本体の側断面図である。
【0024】
定着装置本体100は、定着ローラ110、加圧ローラ140等から成り、定着ローラ110の周囲には、クリーニングローラ150、オイル塗布ローラ160等が配置されている。
【0025】
定着ローラ110は、電磁誘導発熱性の加熱回転体120と、加熱回転体120の内側に配置された磁場発生手段130等から成る。加熱回転体120の外周面には表面層(離型層)121が形成されている。磁場発生手段130は、磁性コア131と励磁コイル132とから成る。
【0026】
加圧ローラ140は、芯金141の周囲に、シリコーンゴム等の弾性層142を、更に最外層にフッ素樹脂(被覆層)143を被覆して構成される。Nは加圧ローラ140と定着ローラ110とが圧接する定着ニップ部である。
【0027】
定着ローラ110が駆動回転され、磁場発生手段130から磁場が形成される事により、該磁場が定着ニップ部Nにおいて、加熱回転体120に作用して、加熱回転体120が磁場発生手段130から発生させた高周波誘導磁束により電磁誘導発熱される。この状態において、加熱回転体120と加圧ローラ140とが圧接する定着ニップ部Nに記録媒体(以下、用紙と称す)Pが導入され、加熱回転体120の熱が用紙Pに付与され、用紙P上のトナー像を加熱して定着する。
【0028】
加熱回転体120は、磁性を有し熱伝導性の良好な鉄製の芯金が主として用いられる。加熱回転体120の表面に、トナーとの離型性を良好とするため、パーフルオロアクリレート(PFA)チューブ、又は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)チューブを被覆したものや、フッ素樹脂(PFAまたはPTFE)塗料を塗布したものや、シリコーンゴムやフッ素ゴムを成形したもので、離型層121を設けてもよい。
【0029】
磁場発生手段130は、磁性コア131と、該磁性コア131に巻設される励磁コイル132とによって構成されている。励磁コイル132は導線170を介して電源ユニット101に結合している。
【0030】
磁場発生手段130から発せられる磁束により加熱回転体120の内部に交流磁界Hが形成され、加熱回転体120が加熱される。磁場発生手段130から発せられる磁束により内部に形成される交流磁界Hにより加熱回転体120が急速加熱される。即ち、加熱回転体120は、励磁コイル132に電流を流して、磁性コア131から発せられる磁束により加熱回転体120の内部に20〜50kHz程度の交流磁界Hが形成され、この交流磁界Hにより生じる加熱回転体120内部の渦電流により加熱回転体120が加熱される。
【0031】
磁性コア131にはフェライト、パーマロイ等の高透磁性で残留磁束密度の少ない材料を用い、励磁コイル132によって生成される磁束を強くする。或いは、磁束の変化を大きくすることで加熱回転体120中を流れる電流を大きくする。
【0032】
磁場発生手段130には種々の構成のものが用いられる。図3に示す磁場発生手段130の磁性コア131は、1本の中央壁を有するI型形状であるが、2本の側壁を有するU型形状、1本の中央壁と2本の側壁を有するE型形状も適用可能である。
【0033】
上側の定着ローラ110と対をなす下側の円筒状の定着部材としての加圧ローラ140は、例えばアルミニウム材を用いた芯金141と、該芯金141の外周面に、例えばシリコーンゴム層或いはフッ素ゴム層や、シリコーンゴムの発泡材を用いたスポンジ状の厚肉ゴム層よりなる弾性層142を形成した外径25〜50mm程度のソフトローラとして構成される。弾性層142の外側(外周面)には、離型性を有するPFA、PTFA等の耐熱性のフッ素樹脂のチューブ(不図示)を被覆した被覆層143が形成されている。下側の加圧ローラ140を断熱性の高い弾性ゴムローラを用い、上側の加熱回転体120から下側の加圧ローラ140への熱の拡散を防止すると共に、広いニップ幅を確保する。上側の加熱回転体120と下側の加圧ローラ140との間に平面状の定着ニップ部Nが形成されトナー像の定着が行われる。
【0034】
図3及び図4に示すように、加熱回転体120の外周面の近傍に、加熱回転体120の表面温度を検知する温度検知素子(加熱回転体温度検知手段)TS1を複数個配置した。温度検知素子TS1は、加熱回転体120の軸方向の中央部と両端部の外周面近傍に配置されている。温度検知素子TS1は、加熱回転体120の表面温度を検知し、その検知信号により不図示の励磁回路から磁場発生手段130に印加する電流量が制御される。
【0035】
図5は、本発明に係る定着装置及び画像形成装置の制御について説明するためのブロック図である。
【0036】
画像形成装置本体に配設された制御手段190は、定着装置本体100における加熱回転体120の温度を、温度検知素子TS1により検知させる。制御手段190は、予め制御手段190のメモリ(不図示)に保存してあるプログラムの設定値と前記検知した値とを比較し、検知した値が設定値を超えたときには、励磁コイル132への通電をオフし、また、検知した値が設定値以下となったときには励磁コイル132へ通電して、加熱回転体120の温度が適切に保たれるように制御する。
【0037】
また、制御手段190は、温度検知素子TS2からのスイッチング素子103温度の検知信号を受け、スイッチング素子冷却ファン13に指令を発して動作を制御する。動作の制御(切り替え)は、スイッチング素子冷却ファン13の動作、停止の切り替えでも良く、風量のHi/Loの切り替えでも良い。
【0038】
更に、制御手段190のメモリ(不図示)に保存するプログラムの設定値に加熱回転体120の温度を取り込み、加熱回転体120の温度が所定の温度に達したとき、電源ユニット101のスイッチング素子冷却ファン13を動作させることも可能である。
【0039】
更にまた、加熱回転体120の温度とスイッチング素子103の温度とを組み合わせたプログラムを作り、互いの温度の組み合わせによりスイッチング素子冷却ファン13の動作を制御する構成としても良い。
【0040】
図6は、本発明のスイッチング素子冷却ファンの動作切り替えに係る実施形態の手順について説明するためのフローチャートである。
【0041】
制御手段190は、スイッチング素子103の温度を温度検知素子TS2に検知させ(S11)、予め制御手段190のメモリ(不図示)に保存してあるプログラムの設定値と検知した値とを比較し(S12)、検知した値が設定値を超えているときには、スイッチング素子冷却ファン13が作動するように制御する(S13)。また、制御手段190は、前記検知した値が設定値以下となったときには、スイッチング素子冷却ファン13に指令を発し、スイッチング素子冷却ファン13を停止させる(S14)。(但し、画像形成装置が待機状態にあり定着装置が加熱状態にないときは、検知した値に拘わらずスイッチング素子冷却ファン13は停止とする。)
図7は、本発明のスイッチング素子冷却ファンの風量切り替えに係る実施形態の手順を示すフローチャートである。
【0042】
図6で説明した発明と異なる点は、図6の発明ではスイッチング素子冷却ファン13を動作、停止で切り替えているのに対し、図7の発明ではスイッチング素子冷却ファン13の動作をHiの状態(風量大)とLoの状態(風量小)とに切り替えている点である。他の手順は同一であるので説明は省略する。
【0043】
図8は、本発明のスイッチング素子冷却ファンの動作切り替えに係る他の実施形態について、手順を説明するためのフローチャートである。
【0044】
制御手段190は、温度検知素子TS1に加熱回転体の温度を検知させ(S31)、予め制御手段190のメモリ(不図示)に保存してあるプログラムの設定値(所定の値)と検知した値とを比較し(S32)、検知した値が所定の値に達していないときにはS31に戻り、検知した値が所定の値に達しているときにはS33に進む。制御手段190は、スイッチング素子103の温度を温度検知素子TS2に検知させ(S33)、予め制御手段190のメモリ(不図示)に保存してあるプログラムの設定値と検知した値とを比較し(S34)、検知した値が設定値を超えているときには、スイッチング素子冷却ファン13が作動するように制御する(S35)。また、制御手段190は、前記検知した値が設定値以下となったときには、スイッチング素子冷却ファン13に指令を発し、スイッチング素子冷却ファン13を停止させる(S36)。
【0045】
なお、本実施の形態において、スイッチング素子冷却ファン13の動作、停止の切り替えを、風量(Hi、Lo)の切り替えとしても良いことは言うまでもない。
【0046】
図9は、本発明のスイッチング素子冷却ファンの風量切り替えに係る他の発明について、手順を説明するためのフローチャートである。
【0047】
定着装置の電源ユニットの出力電力がHi/Loの切り替えが可能な画像形成装置において、画像形成装置全体、特に定着装置が十分に予熱されていないときに電源がオンされると、制御手段190からの指令により、励磁コイル132へ入力される電流値はHiとなる(出力電力がHiとなる)(S41)。このとき、制御手段190は、スイッチング素子冷却ファンの風量をHiに切り替える(S42)。加熱回転体120の表面温度を温度検知素子TS1により検知し(S43)、予め制御手段190のメモリ(不図示)に保存してあるプログラムの設定値(所定の値)と検知した値とを比較し(S44)、検知した値が所定の値に達していないときにはS43に戻り、所定の値に達しているときにはS45に進む。次いで制御手段190は、励磁コイル132へ入力する電流値をLoとし(出力電力がLoとなる)(S45)、更に、スイッチング素子冷却ファン13の風量をLoに切り替える(S46)。
【0048】
【発明の効果】
上記のように、本発明に係るスイッチング素子冷却ファンの動作または風量の切り替えにより、不要な冷却を無くした効率の高い冷却が行われ、消費電力が少なく騒音の少ない定着装置及び画像形成装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかわる定着装置を備えた画像形成装置の実施の形態を示す断面構成図である。
【図2】本発明に係る定着装置の電源ユニットにおけるスイッチング素子周辺の構成を説明するための部分断面図である。
【図3】本発明の定着装置本体の実施の形態を示す正面断面図である。
【図4】本発明の定着装置本体の側断面図である。
【図5】本発明に係る定着装置の制御について説明するためのブロック図である。
【図6】本発明のスイッチング素子冷却ファンの動作切り替えに係る実施形態の手順について説明するためのフローチャートである。
【図7】本発明のスイッチング素子冷却ファンの風量切り替えに係る実施形態の手順を示すフローチャートである。
【図8】本発明のスイッチング素子冷却ファンの動作切り替えに係る他の実施形態について、手順を説明するためのフローチャートである。
【図9】本発明のスイッチング素子冷却ファンの風量切り替えに係る他の発明について、手順を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
10 定着装置
12 通気口
13 スイッチング素子冷却ファン(スイッチング素子冷却手段)
100 定着装置本体
101 電源ユニット
103 スイッチング素子
104 放熱板
110 定着ローラ
120 加熱回転体
130 磁場発生手段
140 加圧ローラ
190 制御手段
T 通風経路
TS1、TS2 温度検知素子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE
[0002]
[Prior art]
An electromagnetic induction-type fixing device generally has a heating unit using electromagnetic induction and a pressing unit that rotates while being pressed against the heating unit, and the toner image is carried by the heating unit and the pressing unit. The fixed recording medium is nipped and conveyed to perform fixing. The heating means has a spring-shaped coil or a vertically wound coil and a core as needed inside a roll or belt-shaped rotating heating element, and preferably supplies a high-frequency alternating current of 20 kHz or more to the coil to supply an alternating current. A means for generating a magnetic flux to induce an eddy current in the heating element and heating and fixing the toner image by heat generated by the eddy current loss.The heat fixing of the toner image on the recording medium is performed under elastic pressure contact of the pressing means. Done.
[0003]
The fixing device using the electromagnetic induction has excellent characteristics, such as being able to heat and fix at a rapid rise with the supply of a high-frequency alternating current, without waste of power consumption, as compared with a fixing device using a conventional halogen lamp. In recent years, research and development on a fixing device using electromagnetic induction have been advanced, and a technology regarding a fixing device using electromagnetic induction has been proposed (for example, see Patent Document 1).
[0004]
In order to heat the heating means of the electromagnetic induction type, a power supply unit for generating a high-frequency current is necessary to supply a high-frequency current to the coil. And a switching element cooling means such as a cooling fan.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-116656 (
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, if this switching element cooling means is constantly operated, there are problems such as an increase in power consumption and annoying noise.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems and to provide a fixing device using electromagnetic induction capable of appropriately cooling a switching element without constantly operating a switching element cooling unit, and an image forming apparatus including the fixing device. Is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the following constitutions.
[0009]
(1) a heating rotator made of a conductive member, a magnetic field generating means arranged near the heating rotator, and a power supply unit for supplying an alternating current to the magnetic field generating means; In the induction heating type fixing device, the generated high-frequency induction magnetic flux causes the heating rotator to generate heat by electromagnetic induction, and heats and fixes the toner image formed on the recording medium.
The power supply unit includes a switching element, a switching element temperature detecting unit that detects a temperature of the switching element, and a switching element cooling unit that cools the switching element.
The fixing device is characterized in that the switching element cooling means operates when the temperature of the switching element reaches a predetermined temperature.
[0010]
(2) The switching element cooling means comprises a switching element cooling fan capable of switching the air flow, and is configured such that when the temperature of the switching element reaches a predetermined temperature, the air flow of the switching element cooling fan increases. The fixing device according to (1), wherein:
[0011]
(3) a heating rotator made of a conductive member, a magnetic field generating means arranged near the heating rotator, a heating rotator temperature detecting means for detecting a temperature of the heating rotator, and a magnetic field generating means. A power supply unit for supplying an alternating current, wherein the high-frequency induction magnetic flux generated from the magnetic field generation means causes the heating rotator to generate heat by electromagnetic induction, thereby heating and fixing the toner image formed on the recording medium. In the induction heating type fixing device,
The power supply unit includes a switching element, a switching element temperature detecting unit that detects a temperature of the switching element, and a switching element cooling unit that cools the switching element.
When the temperature of the heating rotator detected by the heating rotator temperature detecting means and the temperature of the switching element detected by the switching element temperature detecting means reach a predetermined temperature, the switching element cooling means operates. A fixing device.
[0012]
(4) image forming means for forming a toner image on a recording medium, and a fixing device for heating and fixing the toner image,
An image forming apparatus comprising the induction heating type fixing device according to any one of (1) to (3).
[0013]
(5) a heating rotator made of a conductive member, a magnetic field generating means arranged near the heating rotator, a heating rotator temperature detecting means for detecting a temperature of the heating rotator, and an alternating magnetic field generator An induction heating device having a power supply unit for supplying a current and causing the heating rotator to generate heat by electromagnetic induction by high-frequency induction magnetic flux generated from the magnetic field generation means, thereby heating and fixing the toner image formed on the recording medium. Mold fixing device,
A control unit for controlling the operation of the fixing device and each unit.
The power supply unit includes a switching element, and a switching element cooling unit that cools the switching element, and
The control means controls the value of the alternating current supplied to the magnetic field generating means by issuing a command to the power supply unit based on the temperature detected by the heating rotator temperature detecting means, according to the value of the alternating current. An image forming apparatus configured to control an operation of the switching element cooling unit.
[0014]
(6) a heating rotator made of a conductive member, a magnetic field generating means arranged in the vicinity of the heating rotator, a heating rotator temperature detecting means for detecting the temperature of the heating rotator, and an alternation to the magnetic field generating means A power supply unit for supplying a current, wherein the high-frequency induction magnetic flux generated from the magnetic field generating means causes the heating rotary body to generate heat by electromagnetic induction, thereby heating and fixing the toner image formed on the recording medium. A heating type fixing device,
Control means for controlling the operation of each part;
An internal cooling fan for cooling the inside of the image forming apparatus,
The power supply unit includes: a switching element; a switching element temperature detecting unit that detects a temperature of the switching element; and a radiator plate that promotes heat radiation of the switching element.
An image forming apparatus, wherein the heat radiating plate is arranged in an air flow passage of the internal cooling fan.
[0015]
(7) a heating rotator made of a conductive member, a magnetic field generating means arranged near the heating rotator, a heating rotator temperature detecting means for detecting the temperature of the heating rotator, and an alternating magnetic field generator A power supply unit for supplying a current, wherein the high-frequency induction magnetic flux generated from the magnetic field generating means causes the heating rotary body to generate heat by electromagnetic induction, thereby heating and fixing the toner image formed on the recording medium. A heating type fixing device,
Control means for controlling the operation of each part of the image forming apparatus;
In the image forming apparatus having a cooling fan inside the device of a variable air flow to cool the inside of the image forming device,
The power supply unit, a switching element, a switching element temperature detecting means for detecting the temperature of the switching element, a heat radiating plate for promoting heat radiation of the switching element, a variable air flow switching element cooling fan for cooling the switching element, With
The radiator plate is disposed in an airflow passage by the cooling fan in the device,
When the in-apparatus cooling fan is operated, the control unit controls an air flow of the switching element cooling fan according to an air flow of the in-apparatus cooling fan based on a program created in advance. Forming equipment.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a fixing device and an image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a sectional configuration diagram showing an embodiment of an image forming apparatus provided with a fixing device according to the present invention.
[0018]
The image forming apparatus shown in FIG. 1 is provided with a
[0019]
On the other hand, the sheet (recording medium) P fed from the sheet storage unit 8 is sent to a transfer position, and the toner image is transferred onto the sheet P by the
[0020]
The fixing
[0021]
FIG. 2 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration around a switching element in the power supply unit of the fixing device according to the present invention.
[0022]
In FIG. 2,
[0023]
FIG. 3 is a front sectional view showing an embodiment of the fixing device main body according to the present invention, and FIG. 4 is a side sectional view of the fixing device main body.
[0024]
The fixing device
[0025]
The fixing
[0026]
The
[0027]
When the fixing
[0028]
The
[0029]
The magnetic field generating means 130 includes a
[0030]
An alternating magnetic field H is formed inside the
[0031]
The
[0032]
Various configurations are used for the magnetic field generating means 130. The
[0033]
A
[0034]
As shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of temperature detecting elements (heating rotator temperature detecting means) TS1 for detecting the surface temperature of the
[0035]
FIG. 5 is a block diagram for explaining control of the fixing device and the image forming apparatus according to the present invention.
[0036]
The control means 190 provided in the image forming apparatus main body causes the temperature of the
[0037]
Further, the
[0038]
Further, the temperature of the
[0039]
Furthermore, a program may be created in which the temperature of the
[0040]
FIG. 6 is a flowchart for explaining the procedure of the embodiment according to the switching operation of the switching element cooling fan of the present invention.
[0041]
The control means 190 causes the temperature detection element TS2 to detect the temperature of the switching element 103 (S11), and compares the detected value with a set value of a program stored in advance in a memory (not shown) of the control means 190 ( S12) If the detected value exceeds the set value, control is exercised to operate the switching element cooling fan 13 (S13). When the detected value becomes equal to or less than the set value, the
FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure of an embodiment relating to switching of the air flow rate of the switching element cooling fan of the present invention.
[0042]
The difference from the invention described with reference to FIG. 6 is that, in the invention of FIG. 6, the switching
[0043]
FIG. 8 is a flowchart for explaining a procedure in another embodiment according to the switching operation of the switching element cooling fan of the present invention.
[0044]
The control means 190 causes the temperature detecting element TS1 to detect the temperature of the heating rotator (S31), and the program setting value (predetermined value) stored in advance in a memory (not shown) of the control means 190 and the detected value (S32). When the detected value has not reached the predetermined value, the process returns to S31, and when the detected value has reached the predetermined value, the process proceeds to S33. The
[0045]
In this embodiment, it is needless to say that the switching of the operation and the stop of the switching
[0046]
FIG. 9 is a flowchart for explaining the procedure of another invention relating to the switching of the air flow rate of the switching element cooling fan of the present invention.
[0047]
In the image forming apparatus in which the output power of the power supply unit of the fixing device can be switched between Hi / Lo, when the power is turned on when the entire image forming apparatus, particularly, the fixing device is not sufficiently preheated, the
[0048]
【The invention's effect】
As described above, by the operation of the switching element cooling fan or the switching of the air volume according to the present invention, efficient fixing without unnecessary cooling is performed, and a fixing device and an image forming apparatus with low power consumption and low noise are provided. Becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram illustrating an embodiment of an image forming apparatus including a fixing device according to the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration around a switching element in a power supply unit of the fixing device according to the present invention.
FIG. 3 is a front sectional view showing an embodiment of the fixing device main body of the present invention.
FIG. 4 is a side sectional view of a fixing device main body of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram for describing control of the fixing device according to the present invention.
FIG. 6 is a flowchart for explaining a procedure of an embodiment relating to operation switching of the switching element cooling fan of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of an embodiment relating to switching of the air flow rate of the switching element cooling fan of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart for explaining a procedure of another embodiment according to the switching operation of the switching element cooling fan of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart for explaining a procedure of another invention relating to the switching of the air flow rate of the switching element cooling fan of the present invention.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
Claims (7)
前記電源ユニットは、スイッチング素子と、前記スイッチング素子の温度を検知するスイッチング素子温度検知手段と、前記スイッチング素子を冷却するスイッチング素子冷却手段とを備え、
前記スイッチング素子の温度が所定温度に達したときに前記スイッチング素子冷却手段が動作するように構成したことを特徴とする定着装置。A heating rotator made of a conductive member, a magnetic field generating means disposed near the heating rotator, and a power supply unit for supplying an alternating current to the magnetic field generating means; An induction heating type fixing device that heats and fixes a toner image formed on a recording medium by causing the heating rotator to generate electromagnetic induction by high-frequency induction magnetic flux,
The power supply unit includes a switching element, a switching element temperature detecting unit that detects a temperature of the switching element, and a switching element cooling unit that cools the switching element.
The fixing device is characterized in that the switching element cooling means operates when the temperature of the switching element reaches a predetermined temperature.
前記電源ユニットは、スイッチング素子と、前記スイッチング素子の温度を検知するスイッチング素子温度検知手段と、前記スイッチング素子を冷却するスイッチング素子冷却手段とを備え、
前記加熱回転体温度検知手段により検知された前記加熱回転体の温度、及び、前記スイッチング素子温度検知手段により検知された前記スイッチング素子の温度が所定温度に達したとき、前記スイッチング素子冷却手段が動作するように構成したことを特徴とする定着装置。A heating rotator made of a conductive member, a magnetic field generating means disposed near the heating rotator, a heating rotator temperature detecting means for detecting a temperature of the heating rotator, and an alternating current to the magnetic field generating means. An induction heating type having a power supply unit for supplying, and causing the heating rotary body to generate heat by electromagnetic induction by a high-frequency induction magnetic flux generated from the magnetic field generation means, thereby heating and fixing a toner image formed on a recording medium. In the fixing device of
The power supply unit includes a switching element, a switching element temperature detecting unit that detects a temperature of the switching element, and a switching element cooling unit that cools the switching element.
When the temperature of the heating rotator detected by the heating rotator temperature detecting means and the temperature of the switching element detected by the switching element temperature detecting means reach a predetermined temperature, the switching element cooling means operates. A fixing device.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の誘導加熱型の定着装置を備えてなることを特徴とする画像形成装置。An image forming unit that forms a toner image on a recording medium, and a fixing device that heats and fixes the toner image,
An image forming apparatus comprising the induction heating type fixing device according to claim 1.
前記定着装置及び各部の動作を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置において、
前記電源ユニットは、スイッチング素子と、前記スイッチング素子を冷却するスイッチング素子冷却手段とを備え、かつ、
前記制御手段は、前記加熱回転体温度検知手段により検知された温度に基づき、前記電源ユニットに指令を発して前記磁場発生手段に供給する交番電流の値を制御し、前記交番電流の値に応じて前記スイッチング素子冷却手段の動作を制御するように構成したことを特徴とする画像形成装置。A heating rotator made of a conductive member, a magnetic field generating means arranged near the heating rotator, a heating rotator temperature detecting means for detecting the temperature of the heating rotator, and supplying an alternating current to the magnetic field generating means And an induction heating type fixing device that heats and fixes a toner image formed on a recording medium by causing the heating rotator to generate heat by electromagnetic induction by a high-frequency induction magnetic flux generated from the magnetic field generating means. Equipment and
A control unit for controlling the operation of the fixing device and each unit.
The power supply unit includes a switching element, and a switching element cooling unit that cools the switching element, and
The control means controls the value of the alternating current supplied to the magnetic field generating means by issuing a command to the power supply unit based on the temperature detected by the heating rotator temperature detecting means, according to the value of the alternating current. An image forming apparatus configured to control an operation of the switching element cooling unit.
各部の動作を制御する制御手段と、
画像形成装置内を冷却する装置内冷却ファンと、を備えた画像形成装置において、
前記電源ユニットは、スイッチング素子と、前記スイッチング素子の温度を検知するスイッチング素子温度検知手段と、前記スイッチング素子の放熱を促進する放熱板と、を備え、
前記装置内冷却ファンの気流の通路内に前記放熱板を配設したことを特徴とする画像形成装置。A heating rotator made of a conductive member, a magnetic field generating means arranged near the heating rotator, a heating rotator temperature detecting means for detecting the temperature of the heating rotator, and supplying an alternating current to the magnetic field generating means An induction heating type that heats and fixes the toner image formed on the recording medium by causing the heating rotator to generate heat by electromagnetic induction using a high-frequency induction magnetic flux generated from the magnetic field generation means. A fixing device,
Control means for controlling the operation of each part;
An internal cooling fan for cooling the inside of the image forming apparatus,
The power supply unit includes: a switching element; a switching element temperature detecting unit that detects a temperature of the switching element; and a radiator plate that promotes heat radiation of the switching element.
An image forming apparatus, wherein the heat radiating plate is arranged in an air flow passage of the internal cooling fan.
画像形成装置の各部の動作を制御する制御手段と、
画像形成装置内を冷却する風量可変の装置内冷却ファンと、を備えた画像形成装置において、
前記電源ユニットは、スイッチング素子と、前記スイッチング素子の温度を検知するスイッチング素子温度検知手段と、前記スイッチング素子の放熱を促進する放熱板と、前記スイッチング素子を冷却する風量可変のスイッチング素子冷却ファンとを備え、
前記放熱板は前記装置内冷却ファンによる気流の通路内に配設されており、
前記装置内冷却ファンが作動されるとき、前記制御手段は、予め作成されたプログラムに基づき、前記装置内冷却ファンの風量に応じて前記スイッチング素子冷却ファンの風量を制御することを特徴とする画像形成装置。A heating rotator made of a conductive member, a magnetic field generating means arranged near the heating rotator, a heating rotator temperature detecting means for detecting the temperature of the heating rotator, and supplying an alternating current to the magnetic field generating means An induction heating type that heats and fixes the toner image formed on the recording medium by causing the heating rotator to generate heat by electromagnetic induction using a high-frequency induction magnetic flux generated from the magnetic field generation means. A fixing device,
Control means for controlling the operation of each part of the image forming apparatus;
In the image forming apparatus having a cooling fan inside the device of a variable air flow to cool the inside of the image forming device,
The power supply unit, a switching element, a switching element temperature detecting means for detecting the temperature of the switching element, a heat radiating plate for promoting heat radiation of the switching element, a variable air flow switching element cooling fan for cooling the switching element, With
The radiator plate is disposed in an airflow passage by the cooling fan in the device,
When the in-apparatus cooling fan is operated, the control unit controls an air flow of the switching element cooling fan according to an air flow of the in-apparatus cooling fan based on a program created in advance. Forming equipment.
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-
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- 2003-06-06 JP JP2003161981A patent/JP2004361796A/en active Pending
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