JP2007286163A - 排熱構造、定着装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】定着主要部材を簡易な構成で効率良く冷却する。
【解決手段】長手方向に延在する要冷却部材を備えるハウジングと当該ハウジングを覆うカバーとに対して長手方向の一端を吸気口と、他端を排気口としてダクトを形成し、上記吸気口で上記ダクトを冷却用ダクトと分岐用ダクトに仕切り、冷却用ダクトを要冷却部材と仕切り部材とで画定された空間をもって構成し、分岐用ダクトを仕切り部材外側に位置する閉鎖空間をもって構成して、冷却空間の長手方向中央域若しくは当該中央域よりも排気口寄りの箇所で分岐用ダクトが冷却用ダクトに合流するように形成される。
【選択図】図9
【解決手段】長手方向に延在する要冷却部材を備えるハウジングと当該ハウジングを覆うカバーとに対して長手方向の一端を吸気口と、他端を排気口としてダクトを形成し、上記吸気口で上記ダクトを冷却用ダクトと分岐用ダクトに仕切り、冷却用ダクトを要冷却部材と仕切り部材とで画定された空間をもって構成し、分岐用ダクトを仕切り部材外側に位置する閉鎖空間をもって構成して、冷却空間の長手方向中央域若しくは当該中央域よりも排気口寄りの箇所で分岐用ダクトが冷却用ダクトに合流するように形成される。
【選択図】図9
Description
本発明は、排熱構造、定着装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、画像形成装置に装備される定着装置に用いられる排熱構造に関するものである。
複写機、ファックス、プリンター等の画像形成装置において、装置の立ち上がり時間を低減して省エネルギー化することを目的とした、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置が知られている(特許文献1、特許文献2)。
電磁誘導加熱方式を用いた定着ユニットを使用する画像形成装置においては、定着ユニットから他のユニットへの熱伝達を防止することはもちろんのこと、電磁誘導加熱コイル自体を冷却する必要もある。なぜならば、電磁誘導加熱コイルに冷却できていない部分があると、コイルの電磁効率の低下、最悪の場合はコイルの破損を招来してしまうからである。
この際、電磁誘導加熱コイルの冷却に関して以下の二つの問題がある。一つは、冷却すべき電磁誘導加熱コイルは、定着ベルトの発熱効率を上げるために必ず高温の定着ベルト近傍に配置する必要がある点である。そして他の一つは、既述のように定着ベルトを配置したときに、電磁誘導加熱コイル自体は冷却する必要があるが、電磁誘導加熱コイルの近傍に配置される定着ベルトは冷却されてはならず、したがって電磁誘導加熱コイルだけを局所的に冷却する必要がある点である。
本発明では、定着主要部材を簡易な構成で効率よく冷却することを目的とする。
上記目的は、本発明によれば、長手方向に延在する要冷却部材を備えるハウジングと当該ハウジングを覆うカバーとに対して長手方向の一端を吸気口と、他端を排気口としてダクトを形成し、上記吸気口で上記ダクトを冷却用ダクトと分岐用ダクトに仕切り、冷却用ダクトを要冷却部材と仕切り部材とで画定された空間をもって構成し、分岐用ダクトを仕切り部材外側に位置する閉鎖空間をもって構成して、冷却空間の長手方向中央域若しくは当該中央域よりも排気口寄りの箇所で分岐用ダクトが冷却用ダクトに合流するように形成されることによって、達成される。
仕切り部材が上記カバーにより構成されているのが、好適である。また分岐用ダクトが冷却用ダクトに合流する開口が、冷却用ダクトの途中に複数個設けられ、それら開口が吸気口側から排気口側に向かって段階的に大きくなっているのも好都合である。
また、長手方向に延在する要冷却部材を備えるハウジングと当該ハウジングを覆うカバーとに対して長手方向の一端を吸気口と、他端を排気口としてダクトを形成し、当該ダクト内部の長手方向に複数の冷却フィンを設置し、それら冷却フィンのフィン数が吸気口側から排気口側に向かって多くなっていても、上記目的を達成可能である。
長手方向に延在する要冷却部材を備えるハウジングと当該ハウジングを覆うカバーとに対して長手方向の一端を吸気口と、他端を排気口としてダクトを形成する場合、単に当該ダクトを単純に延在させるだけであると、ダクト内を流れる空気に対し要冷却部材からの放熱によって、ダクト内を流れる空気が流通途中で加熱されてしまい、ダクト排気口側の冷却効率が著しく落ちてしまう恐れがある。請求項1に係る排熱構造では、吸気口で上記ダクトを冷却用ダクトと分岐用ダクトに仕切り、冷却用ダクトを要冷却部材と仕切り部材とで画定された空間をもって構成し、分岐用ダクトを仕切り部材外側に位置する閉鎖空間をもって構成して、冷却空間の長手方向中央域若しくは当該中央域よりも排気口寄りの箇所で分岐用ダクトが冷却用ダクトに合流するように形成されるので、要冷却部材によって冷却ダクト内の空気が加熱されるにしても、流路途中でフレッシュエアを合流させることができ、要冷却部材全体を均等に効率よく冷却することが可能となる。
分岐用ダクトが冷却用ダクトに合流する開口が、冷却用ダクト途中に複数個設けられ、それら開口の面積が吸気口側から排気口側にかけて段階的に大きくなっていれば、排気口に近いほど合流流量を大きくするように合流させることができ、より要冷却部材を均等に効率よく冷却することが可能となる。
ダクト内部の長手方向に複数の冷却フィンを設置し、それら冷却フィンの数が吸気口側から排気口側に向かって多くなっていれば、吸気口側よりも冷却効率が落ちがちな排気口側の要冷却部材の放熱効率を上げることができ、要冷却部材全体を均等に効率よく冷却することが可能となる。
印刷ジョブ終了後に、冷却ファンを所定の時間稼動させるように制御すれば、印刷ジョブ終了後においても直ちに十分冷却状態にならない定着装置が高温のまま放置されることを防ぐことができる。装置電源ON時あるいは印刷ジョブ要求時、定着装置の温度が予め設定された規定値に達するまで冷却ファンを稼動させないように制御すれば、定着立ち上がり中に定着装置を冷却せずに済み、装置立ち上げ時間を短縮することができる。印刷ジョブ中、装置動作モードに応じて冷却ファンの風量を変更するように制御すれば、発熱量が小さい動作モード時に過度にファンを稼動させることがなくなり、使用電力を低減することができ、また定着装置を過度に冷却するのを防ぐことができる。冷却ファンの回転を複数段に設定し、印刷ジョブにあたって上記長手方向に一致する記録媒体の幅方向のサイズに応じて回転数切り替えを行うように制御すれば、効率的な電力使用を実現できる。
以下に、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本例による排熱構造が用いられる画像形成装置1の外観を示すものであり、この画像形成装置1は、図2に示す画像形成処理部(画像形成ユニット)の構成を備えたカラープリンタ(以下、カラープリンタ1という)であるが、当然ながら本発明には、カラープリンタに限らずファクシミリ装置、印刷機等も含まれる。
図1は、本例による排熱構造が用いられる画像形成装置1の外観を示すものであり、この画像形成装置1は、図2に示す画像形成処理部(画像形成ユニット)の構成を備えたカラープリンタ(以下、カラープリンタ1という)であるが、当然ながら本発明には、カラープリンタに限らずファクシミリ装置、印刷機等も含まれる。
カラープリンタ1は、縦方向において図2に示す画像形成ユニットを挟んで筐体上部に原稿走査装置20が、そして下部に複数の給紙トレイ21A、21Bを備えた給紙装置21がそれぞれ配置されている。、原稿走査装置20の下方における筐体上面は所謂胴内排紙部をなす排紙トレイ1Aが設けられて装置外への排紙スペースを不要にしている。原稿走査装置20の前面には、操作パネル20Aが装備されている。
装置筐体側面には、給紙カセット21Aの上部およびこの位置と直角な方向の壁面にそれぞれ開閉可能なカバー22,23が設けられ、後述する画像形成処理部をなすユニットの交換や保守などの際に開放できるようになっている。
図2は、画像形成処理部の構成を示す図であり、同図では、その上部に位置する原稿走査装置20および最下部に位置する給紙装置21を略している。画像形成処理部には、色分解毎の画像を形成可能な画像形成ユニット2(便宜上、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを意味する頭文字Y、M、C、Bを符号2に添えて表示する)が並置されており、これら各画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Bの下方には、露光ユニット3が配置されている。
各画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Bはいずれも同じ構成を備えており、今、イエロー画像を形成するユニットを代表してその構成を説明すると次の通りである。画像形成ユニット2Yには、潜像担持体である回転可能な感光体ドラム4Yが備えられ、感光体ドラム4Yの周囲には、図2において時計回りの回転方向に沿って画像形成プロセスを実行するための帯電装置5Y、露光ユニット3からの書き込み光の入射部6Y、現像装置7Y、転写装置8、クリーニング装置9Yがそれぞれ配置されている。現像装置7Yは、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤が用いられ、現像剤の濃度補正のためのトナー補給に加えて、キャリアも補給することにより古い現像剤を排出して現像剤の交換が可能なトリクル現像方式が採用されている。
転写装置8は、各画像形成ユニットの感光体ドラムと対向当接しながら移動することができる転写ベルト8Aを備えており、転写ベルト8Aを挟んで感光体ドラム4Yと対向する位置に転写バイアスを印加可能な転写ローラ8Yが設けられている。本実施例における転写装置8は、各画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Bにおいて感光体ドラム上に担持されている可視像を転写ベルト8Aに順次重畳転写する1次転写行程と、重畳された画像を給紙装置10から繰り出される記録紙などに対して一括転写する2次転写行程とを実施する構成となっている。このため、2次転写行程を実施できる位置には、転写バイアスを印加可能な転写ローラを備えた2次転写装置11が配置されている。
給紙装置10には、記録紙を収容している給紙カセット10Aおよび給送路中に配置されているレジストローラ10Bが備えられており、レジストローラ10Bは、手差し給紙トレイ10Cから導入される記録紙の搬送路が給紙カセット10Aからの搬送路と合流する位置に設けられている。
符号12は転写ベルト10Aのクリーニング装置を、符号13は転写ベルト10Aの除電装置をそれぞれ示している。
画像形成処理部では、各画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Bにおいてそれぞれ形成された色画像が転写装置8の転写ベルト8Aに対して1次転写行程により順次重畳転写された画像が2次転写行程において記録紙に一括転写されたうえで定着装置14において定着される。画像を定着された記録紙は、図1にも現れたような、装置内部に設けられて胴内排紙部をなす排紙トレイ1A上に排出される。
画像形成処理部では、各画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Bにおいてそれぞれ形成された色画像が転写装置8の転写ベルト8Aに対して1次転写行程により順次重畳転写された画像が2次転写行程において記録紙に一括転写されたうえで定着装置14において定着される。画像を定着された記録紙は、図1にも現れたような、装置内部に設けられて胴内排紙部をなす排紙トレイ1A上に排出される。
カラープリンタ1の内部において各画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Bの上方空間には、前述したトリクル現像方式に用いられるトナー補給部15Y、15M、15C、15Bおよびこれら各トナー補給部と共用されるキャリア補給部16が配置されている。
図2において定着装置14には、基本的に、加熱ローラ14Aと定着駆動ローラ14Bに掛け回された定着ベルト14D、これに押圧する加圧ローラ14Cが備えられている。定着ベルト14Dが、この表面近傍に配置されている外部加熱源としての電磁誘導加熱装置100により加熱されるようになっている。
電磁誘導加熱(IH)方式はコイルに高周波電流を流すことにより高周波磁界が発生し、その磁場によりコイル近傍に置かれた定着ベルト内部の加熱層(金属発熱層)に渦電流が発生し、ジュール熱により加熱層が自己発熱する。電磁誘導加熱方式は定着ベルト自体が発熱するため、従来のハロゲンヒータによる輻射熱加熱方式に比べ熱交換効率が高いのが特徴となる。熱交換効率を上げることによって定着装置のウォームアップ時間短縮を図ることができる。
図3は、電磁誘導加熱装置100の構成を示すものであり、図3Aは外観を、そして図3Bは図3Aにおける外装パネルカバー100Bを取り除いて内部を露出させた状態をそれぞれ示している。同図において電磁誘導加熱装置100は、内部に磁力発生用の電磁誘導加熱コイル100Aを配置するための空間を有し、かつ外郭の一部が加熱ローラ14A(図2参照)の周囲を囲繞できる形状とされた熱源用ハウジング101を備えていて、磁力発生用IHコイル100Aは、定着装置14を通過する記録紙の幅方向に平行する方向(長手方向)に延長され、すなわち、図3Bの矢印方向に巻き回されている。このコイルにより発生させた高周波磁界は、電磁誘導加熱コイル100A近傍に配置された定着ベルト14内部の加熱層(金属発熱層)を発熱させる。
しかし、電磁誘導加熱定着を用いる定着装置においては電磁誘導加熱コイル自体を冷却する必要があり、コイルを冷却できない場合はコイルの電磁効率の低下、最悪の場合はコイルの破損につながってしまう。そこで、IHコイルのように長手方向に発熱する要発熱部材を冷却する場合、排熱構造をシンプルにするため基本構造として、機械上面から見た画像形成装置断面を示す図4のように、長手方向の一端に吸気口、反対側の一端(他端)に排気口を設けて、また熱源用ハウジング101と外装パネルカバー100Bの間のスペースを、延長方向に貫通する気流通過用空間として、延長方向一端から外気が導入されて、IHコイル表面を長手方向(図3Bにおいて示す矢印方向)に流れ、延長方向他端から排出できるような流路を形成する。
熱源用ハウジング101の延長方向一端(外気の取り入れ側)には、図5に示すように、外気(フレッシュエア)を導入して空間内を正圧化することができるシロッコファン102を有するダクトが連結され、延長方向他端には装置側方に熱を排気するための排気ファン104付きダクト103(図4参照)が連結される。この際、シロッコファン102の開口部が上向きだとメンテナンス時にネジや埃が入りやすく、また近くの定着の熱を吸引してしまうため、熱気がコイルへ流され効率よく冷却できない可能性がある。そこでファン開口を下向きにするとともに、開口の高さ方向の位置を定着ユニットの下面より下に位置するように取り付ける。これにより、上記不具合を回避して、効率よく冷却可能となる。
シロッコファンによる外気取り入れ口は、操作パネルの片側を支持する筐体前面33の側面に設けられた吸気孔46(図7)により外気を取り入れる。また、ダクト103は、装置背面の電装基板類の熱を機外に排気するためのダクトと兼用されており、図6に示すような支持壁1Bに取り付けられている。定着装置14に装備される電磁誘導加熱装置100は、図6に示すように、カラープリンタ1の支持壁1A、1Bにそれぞれ延長方向両端を支持される。電磁誘導加熱装置100の内部に導入された外気は、一方の支持壁1Aの外側に取り付けられかつ熱源用ハウジング101の延長方向一端に連結されたダクトを有するシロッコファン102によって、正圧状態とされるので、電磁誘導加熱装置内で高密度に配置されている部材が存在していても気流が阻害されることなく強制的に押し込まれて内部を通過することができ、特に流速が所定速度に維持されることになる。これにより、気流滞留による放熱効率の悪化を招くことがなく、電磁誘導加熱装置100の延長方向において均一な冷却効果を期待することができる。
次に、図8にて、画像形成装置本体1に設置される定着装置14の構成・動作について詳述する。定着装置14は、主として、加熱ローラ(支持ローラ)14A、定着駆動ローラ14B、定着ベルト14D、加圧ローラ14C、電磁誘導加熱装置100、サーモパイル37、サーミスタ38、オイル塗布ローラ34、ガイド板35、分離板36などで構成されている。
ここで、定着駆動ローラ14Bは、その表面にシリコーンゴム等の弾性層が形成されていて、不図示の駆動部によって追加図7の反時計方向に回転駆動される。支持ローラ14Aは、SUS304等の非磁性材料からなる円筒体であって、図において反時計方向に回転する。支持ローラ14Aの内部には、フェライト等の強磁性体からなる内部コア28と、内部コア28の外周の一部を覆う磁束遮蔽部材29とが回転自在に設置されている。内部コア28は、定着ベルト14Dおよび支持ローラ14Aを介してコイル100Aに対向している。内部コア28および磁束遮蔽部材29の回転駆動は、支持ローラ14Aの回転駆動とは別に行われる。
定着部材としての定着ベルト14Dは、支持ローラ14Aと定着駆動ローラ14Bに張架・支持されている。定着ベルト14Dは、基材上に加熱層、弾性層、離型層が形成された多層構造の無端ベルトである。定着ベルト14Dの基材は、耐熱樹脂材料からなり、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、PES(ポリエーテルスルフォン)、PPS(ポリフェニレンスルフィド)、フッ素樹脂などを用いることができる。加熱層としては、ニッケル、ステンレス、鉄、銅、コバルト、クロム、アルミニウム、金、白金、銀、スズ、パラジウム、これらのうち複数の金属からなる合金、などを用いることができる。弾性層としては、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴムなどを用いることができる。離型層としては、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体(FEP)などのフッ素樹脂、又はこれらの樹脂の混合物などを用いることができる。
図3との関連でも既に説明した磁束発生手段としての電磁誘導加熱装置100は、コイル100A、コア部26、コイルガイド27などで構成される。ここで、コイル100Aは、支持ローラ14Aに巻装された定着ベルト14Dの外周面を覆うように、細線を束ねたリッツ線を巻回して幅方向(図8の紙面垂直方向)に延設したものである。コイルガイド27は、耐熱性の高い樹脂材料等からなり、コイル100Aを保持するとともに、電磁誘導加熱装置100のフレームとして機能する。コア部26は、比透磁率が2500程度のフェライトなどの強磁性体からなり、センターコア26aやサイドコア26bが設けられている。コア部26は、幅方向に延設されたコイル100Aに対向するように設置される。センターコア26aは、コイル100Aの周方向のほぼ中央位置にあって、コイル100Aの周囲に形成される磁束の密度が最も大きくなる位置である。コイル100Aは、不図示の高周波電源部に接続されていて、高周波電源部から10k〜1MHzの交番電流が印加される。
加圧ローラ14Cは、アルミニウム、銅、ステンレスなどからなる円筒部材上にフッ素ゴム、シリコーンゴムなどの弾性層が形成されたものである。加圧ローラ14Cの弾性層は、肉厚が1〜5mmで、アスカー硬度が20〜50度となるように形成されている。加圧ローラ14Cは、定着ベルト14Dを介して定着駆動ローラ14Bに当接している。そして、定着ベルト14Dと加圧ローラ14Cとの当接部(定着ニップ部)に、記録媒体Pが搬送される。
定着ベルト14Dと加圧ローラ14Cとの当接部の入口側には、記録媒体Pの搬送を案内するガイド板35が配設されている。定着ベルト14Dと加圧ローラ14Cとの当接部の出口側には、記録媒体Pの搬送を案内するとともに定着ベルト14Dに対する記録媒体Pの分離を促進する分離板36が配設されている。
定着ベルト14Dの外周面の一部には、オイル塗布ローラ34が当接している。オイル塗布ローラ34は、定着ベルト14D上にシリコーンオイルなどを供給する。これにより、定着ベルト14D上におけるトナー離型性が更に保証される。なお、オイル塗布ローラ34には、その表面上の汚れを除去するクリーニングローラ33が当接されている。
定着ベルト14Dの外周面に対向する位置であって、幅方向の中央部(後述する調整範囲とならない位置)には、非接触型のサーモパイル37が設置されている。また、定着ベルト14Dの外周面に当接する位置であって、幅方向の端部(後述する調整範囲となる位置)には、接触型のサーミスタ38が設置されている。そして、サーモパイル37およびサーミスタ38によって、定着ベルト14D上の表面温度(定着温度)が検出されて、インバータ回路を備えた電磁誘導加熱装置100における出力が調整される。こうして、定着ベルト14D上の定着温度が一定に保たれる。
このように構成された定着装置14は、通常時に次のように動作する。定着駆動ローラ14Bの回転駆動によって、定着ベルト14Dは図8の矢印方向に回転するとともに、支持ローラ14Aも反時計方向に回転して、加圧ローラ14Cも矢印方向に回転する。定着ベルト14Dは、電磁誘導加熱装置100との対向領域で加熱される。詳しく述べれば、コイル100Aに高周波の交番電流を流すことで、コア部26と内部コア28との間に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このとき、支持ローラ14A表面と定着ベルト14Dの加熱層とに渦電流が生じて、支持ローラ14Aおよび加熱層の電気抵抗によってジュール熱が発生する。こうして、定着ベルト14Dは、発熱した支持ローラ14Aから受ける熱と、自身の加熱層の発熱とによって加熱される。すなわち、支持ローラ14Aは加熱部材として機能して、定着ベルト14Dは加熱部材として機能するとともに被加熱部材としても機能する。
その後、電磁誘導加熱装置100によって加熱された定着ベルト14Dの表面は、サーミスタ38の位置を通過した後に、加圧ローラ14Cとの当接部に達する。そして、搬送される記録媒体P上のトナー像Tを加熱して溶融する。詳しく述べれば、先に説明した作像プロセスを経てトナー像Tを担持した記録媒体Pが、ガイド板35に案内されながら定着ベルト14Dと加圧ローラ14Cの間に送り込まれる(矢印Yの搬送方向の移動)。そして、定着ベルト14Dから受ける熱と加圧ローラ14Cから受ける圧力とによってトナー像Tが記録媒体Pに定着され、記録媒体Pは定着ベルト14Dと加圧ローラ14Cの間から送り出される。加圧ローラ14Cの位置を通過した定着ベルト14D表面は、オイル塗布ローラ34、サーモパイル37の位置を順次通過した後に、再び電磁誘導加熱装置100との対向領域に達する。このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。
上で説明した電磁誘導加熱方式を単純に用いた場合、冷却ダクト内を流れる空気は装置手前側の高温の電磁誘導加熱コイルによって徐々に暖められ、装置奥側の電磁誘導加熱コイルには温かい空気が流れることにもなる。例えば、IHコイル前部の温度135℃、IHコイル中央部温度150℃、IHコイル後部温度160℃と、IHコイル前後で温度勾配が発生してしまう。よって、例えばIHコイルの温度規格値が165℃の場合、IHコイル前部は規格値に対し30℃も余分に冷却することになり、IHコイル全体の冷却効率が悪くなってしまう。また、IHコイルに温度勾配が発生してしまうとIHコイルの電磁効率に偏りが発生し、異常画像の原因ともなってしまう。そこで、これらを解決する本発明の構成を図9および10を用いて説明する。
図9、10は、本例に係る排熱構造が用いられるカラープリンター1の図4に対応する描写である。第一例を示す図9において、外装パネルカバー100Bを冷却用ダクト105と分岐用ダクト106の二つに分流させ、電磁誘導加熱装置100の長手方向中央部、あるいは中央部より排気口側において分岐用ダクト106が冷却用ダクト105に合流する構成とする。さらに、分岐用ダクト106が冷却用ダクト105に合流する開口を、冷却用ダクト途中に複数設けて、それら開口の面積を吸気口側より排気口側の方が段階的に大きくなるようにする。以上により、IHコイル100Aによって冷却ダクト内の空気が熱せられるとしても、流路途中でフレッシュエアを合流させることができ、かつ排気口に近いほど合流流量が大きくなるように段階的に合流させることができるため、IHコイルを均等に、かつ効率よく冷却することが可能となる。
次に、第二例を示す第10においては、冷却用ダクト内部に、電磁誘導加熱装置100の長手方向中央部から見て吸気口側と排気口側に分割して冷却用フィン107を設置し、そのフィン数が吸気口側よりも排気口側の方が多くなるようにした。これにより、冷却効率が落ちがちな排気口側のIHコイル100Aの放熱効率を上げることができ、IHコイル全体を均等に効率よく冷却することが可能となる。
次に、上記各例における、冷却の制御について説明する。図11において、画像形成動作要求後にサーモパイルによって定着ベルトの温度が検知され、定着目標温度に達するまで電磁誘導加熱コイルはONとなる。目標温度に達した後、その温度を一定に保つため、定着温度に応じて電磁誘導加熱コイルはON、OFFを断続的に繰り返される。電磁誘導加熱コイル冷却用ファン(シロッコファン、排気ファン)は、電磁誘導加熱コイルがONと同時に駆動するのではなく、定着ベルト温度が目標温度に達するまで停止している。したがって、機械立ち上がり時に定着ベルトが過度に冷却されることもなくなり、機械立ち上がり時間を低減させることができる。
また、両面印刷時には、表面を定着部に通紙した時の温度が残っている状態で裏面を定着することになるので、定着ベルトの熱が紙に奪われ難いが、片面印刷時では毎回冷たい紙を定着することになるため、定着ベルトの熱が紙によって奪われ、ベルト温度が低下しがちである。そのため、定着ベルト温度を一定に保つために電磁誘導加熱コイルの出力を高くする必要がある。そのため、両面印刷時よりも片面印刷時で電磁誘導加熱コイルの温度が高くなる傾向がある。また、フルカラー印刷とモノクロ印刷とでは、時間当たりの印刷枚数が異なる場合、印刷枚数が多い動作モードの方が、電磁誘導加熱コイルの温度が高くなる傾向がある。
そこで、片面、両面、フルカラー、モノクロ、印刷紙幅等の動作モードによって電磁誘導加熱コイルの温度が異なる場合、その温度上昇分に合致するように冷却駆動ファンの駆動電圧を変更させる制御を行う。具体的には、画像形成動作要求後に、画像形成動作のモードがフルカラーであるかモノクロであるかを検知する。次に、各色モードにおいて、それぞれ片面印刷か両面印刷かを検知する。そして、その検知結果にもとづき、冷却用ファン駆動電圧を下記のように設定する。
(1)フルカラーで片面 → V1
(2)フルカラーで両面 → V2
(3)モノクロで片面 → V3
(4)モノクロで両面 → V4 (V1>V3>V2>V4)
(1)フルカラーで片面 → V1
(2)フルカラーで両面 → V2
(3)モノクロで片面 → V3
(4)モノクロで両面 → V4 (V1>V3>V2>V4)
さらに、画像形成動作終了後の冷却ファン駆動時間を、
(1)フルカラーで片面 → T1
(2)フルカラーで両面 → T2
(3)モノクロで片面 → T3
(4)モノクロで両面 → T4 (T1>T3>T2>T4)
に設定する。そして、上記設定電圧をファンモータに印加するとともに、上記設定時間だけ画像形成動作終了後にファンを駆動する。
(1)フルカラーで片面 → T1
(2)フルカラーで両面 → T2
(3)モノクロで片面 → T3
(4)モノクロで両面 → T4 (T1>T3>T2>T4)
に設定する。そして、上記設定電圧をファンモータに印加するとともに、上記設定時間だけ画像形成動作終了後にファンを駆動する。
これら条件によって詳細に制御することで、使用電力の低減させること、または定着ベルト温度の過度の冷却を防ぐことができる。また、印刷ジョブ終了後、冷却用ファンを所定の時間稼動させるように制御させることにより、印刷終了後において電磁誘導加熱コイルが高温のまま放置されることを防ぐこともできる。
なお、図11では色、印刷面のモードにより駆動電圧、冷却時間を設定したが、この態様に限られることなく、例えば、紙サイズに応じて制御してもよい。例えば紙幅が大きい場合、電磁誘導加熱コイルの出力を大きくする必要があるため、駆動電圧を大きくするとともに、冷却時間を長くし、紙幅が小さい場合は、電磁誘導加熱コイルの出力を小さく(駆動電圧を小さく)し、冷却時間を短くすることにより、無駄な電力を消費することができるととともに、効率よく冷却できる。
1A 排紙トレイ
100A IHコイル
102 シロッコファン
103 排気ダクト
104 排気ファン
105 冷却用ダクト
106 分岐ダクト
100A IHコイル
102 シロッコファン
103 排気ダクト
104 排気ファン
105 冷却用ダクト
106 分岐ダクト
Claims (10)
- 長手方向に延在する要冷却部材を備えるハウジングと当該ハウジングを覆うカバーとに対して長手方向の一端を吸気口と、他端を排気口としてダクトを形成し、上記吸気口で上記ダクトを冷却用ダクトと分岐用ダクトに仕切り、冷却用ダクトは要冷却部材と仕切り部材とで画定された空間をもって構成され、分岐用ダクトは仕切り部材外側に位置する閉鎖空間をもって構成され、冷却空間の長手方向中央域若しくは当該中央域よりも排気口寄りの箇所で分岐用ダクトが冷却用ダクトに合流するように形成されることを特徴とする要冷却部材用排熱構造。
- 仕切り部材が上記カバーにより構成されていることを特徴とする請求項1に記載の要冷却部材用排熱構造。
- 分岐用ダクトが冷却用ダクトに合流する開口が、冷却用ダクトの途中に複数個設けられ、それら開口が吸気口側から排気口側に向かって段階的に大きくなることを特徴とする請求項1又は2に記載の要冷却部材用排熱構造。
- 長手方向に延在する要冷却部材を備えるハウジングと当該ハウジングを覆うカバーとに対して長手方向の一端を吸気口と、他端を排気口としてダクトを形成し、当該ダクト内部の長手方向に複数の冷却フィンを設置し、それら冷却フィンのフィン数が吸気口側から排気口側に向かって多くなっていることを特徴とする要冷却部材用排熱構造。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の排熱構造を備えた電磁誘導加熱式定着装置。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の排熱構造と冷却ファンを有した電磁誘導加熱式定着装置を備えた画像形成装置。
- 印刷ジョブ終了後に、冷却ファンを所定の時間稼動させるように制御することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 装置電源ON時あるいは印刷ジョブ要求時、定着装置の温度が予め設定された規定値に達するまで冷却ファンを稼動させないように制御することを特徴とする請求項6又は7に記載の画像形成装置。
- 印刷ジョブ中、装置動作モードに応じて冷却ファンの風量を変更するように制御することを特徴とする請求項6〜8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 冷却ファンの回転を複数段に設定し、印刷ジョブにあたって上記長手方向に一致する記録媒体の幅方向のサイズに応じて回転数切り替えを行うように制御することを特徴とする請求項6〜9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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- 2006-04-13 JP JP2006110795A patent/JP2007286163A/ja active Pending
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