JP2008098182A - Induction heating device and image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は各種材料や各種装置などを加熱する加熱装置、定着装置、及び複写機,プリンタ,ファクシミリ等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to a heating device that heats various materials and various devices, a fixing device, and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile.
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、普通紙やOHP紙等の記録媒体上に画像を形成する工程を有し、この工程を行う様々な画像記録方式が実現されている。これらの画像記録方式の中でも高速性、画像品質、コストなどから画像形成装置に広く採用されているのが電子写真方式である。
電子写真方式では、普通紙やOHP紙等の記録媒体上に未定着トナー像を形成し、この未定着トナー像を熱と圧力で記録媒体に固定する定着工程がある。この定着工程を行う定着装置としては、高速性、安全性等の面からヒートローラ方式が現在最も多く採用されている。
An image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile has a process of forming an image on a recording medium such as plain paper or OHP paper, and various image recording methods for performing this process are realized. Among these image recording methods, the electrophotographic method is widely adopted in image forming apparatuses because of high speed, image quality, cost, and the like.
In the electrophotographic system, there is a fixing process in which an unfixed toner image is formed on a recording medium such as plain paper or OHP paper, and this unfixed toner image is fixed to the recording medium with heat and pressure. As a fixing device for performing this fixing process, the heat roller method is currently most frequently used from the viewpoint of high speed and safety.
ヒートローラ方式とは、ハロゲンヒータなどの発熱部材により加熱される定着ローラと、この定着ローラに対向して配置される加圧ローラとを圧接させてニップ部と呼ばれる相互圧接部を形成し、定着ローラと加圧ローラとの間に記録媒体を通過させて記録媒体に加熱及び加圧を行って記録媒体上の未定着トナー像を定着させる方式である。 In the heat roller system, a fixing roller heated by a heat generating member such as a halogen heater and a pressure roller disposed opposite to the fixing roller are pressed to form a mutual pressure contact portion called a nip portion, and fixing. In this method, a recording medium is passed between a roller and a pressure roller, and the recording medium is heated and pressed to fix an unfixed toner image on the recording medium.
定着ローラは、鉄やアルミなどの金属ローラを主に使用しており、熱容量が大きい。このため、定着ローラは、使用可能温度である約180℃前後まで昇温させるには数分から十数分の長い立上げ時間が必要であるという欠点がある。
そこで、画像形成装置では、使用者が画像形成を行わない待機時にも、定着ローラを加熱するための発熱部材に電力を供給し、定着ローラの温度を使用可能温度よりやや低い予熱温度に保っている。これにより、定着ローラは待機状態からすぐに使用可能温度まで立ち上がるため、使用者が定着ローラの昇温を待つことがない。
The fixing roller mainly uses a metal roller such as iron or aluminum and has a large heat capacity. For this reason, the fixing roller has a drawback that it requires a long start-up time of several minutes to several tens of minutes to raise the temperature to about 180 ° C., which is a usable temperature.
Therefore, in the image forming apparatus, even when the user is not performing image formation, power is supplied to the heat generating member for heating the fixing roller, and the temperature of the fixing roller is kept at a preheating temperature slightly lower than the usable temperature. Yes. As a result, the fixing roller immediately rises to the usable temperature from the standby state, and the user does not wait for the temperature of the fixing roller to rise.
しかし、画像形成装置を使用していない待機時にも画像形成には直接必要のない、いわば余分な電力を待機時に消費することになる。そして、この待機時消費エネルギーは画像形成装置の消費エネルギーの約7〜8割に上るという調査結果もある。
近年、環境保護意識の高まりから各国で省エネルギー規制が制定されている。国内では省エネルギー法が改正されて強化され、米国でもエナジースターやZESM(Zero Energy Star Mode)などの省エネルギープログラムが制定されている。
However, even during standby when the image forming apparatus is not used, it is not necessary for image formation directly, so to speak, extra power is consumed during standby. There is also a survey result that the standby energy consumption is about 70 to 80% of the energy consumption of the image forming apparatus.
In recent years, energy conservation regulations have been enacted in each country due to increased awareness of environmental protection. In Japan, the Energy Conservation Law has been revised and strengthened, and energy conservation programs such as Energy Star and Zero Energy Star Mode (ZESM) have been established in the United States.
これらの規制やプログラムに対応するべく省電力化を図る際には、待機時消費エネルギーを削減すると、省エネルギー効果が大きい。このため、画像形成装置の未使用時の待機時電力供給をゼロにすることが望ましい。
しかし、画像形成装置は、従来の定着装置の構成のままで待機時の電力をゼロにすると、再立上げ時には定着ローラの昇温時間が数分かかってしまい、待ち時間が長く使用者の使い勝手が悪化してしまう。このため、速やかに定着ローラ温度を上昇させる定着装置の構成が、省エネルギーの画像形成装置を実現する上で必要とされ、例えば、上記ZESMでは再立上げには10秒以下が要求されている。
When trying to save power in order to comply with these regulations and programs, reducing the standby energy consumption has a great energy saving effect. For this reason, it is desirable that the standby power supply when the image forming apparatus is not used be zero.
However, if the image forming apparatus has the configuration of the conventional fixing device and the standby power is set to zero, it takes several minutes for the fixing roller to warm up at the time of re-startup, and the waiting time is long and user-friendly. Will get worse. For this reason, a configuration of a fixing device that quickly raises the temperature of the fixing roller is required to realize an energy-saving image forming apparatus. For example, in the above-described ZESM, 10 seconds or less is required for restarting.
定着ローラの昇温時間を短くするためには、定着ローラを加熱するための発熱部材への単位時間当りの投入エネルギーすなわち定格電力を大きくすると良い。実際に、画像形成速度の速い高速機(画像形成速度の速い画像形成装置)には電源電圧を200Vにして対応しているものもある。しかし、日本国内の一般的なオフィスでは、電源は100V15Aが一般的で1500Wが上限であり、画像形成装置を200Vの電源に対応させるには画像形成装置設置場所の電源関連に特別な工事を施す必要があり、これは一般的な解決法とはいえない。 In order to shorten the heating time of the fixing roller, it is preferable to increase the input energy per unit time to the heat generating member for heating the fixing roller, that is, the rated power. In fact, some high-speed machines with a high image forming speed (image forming apparatuses with a high image forming speed) support a power supply voltage of 200V. However, in general offices in Japan, the power supply is generally 100V15A and the upper limit is 1500W, and in order to make the image forming apparatus compatible with the 200V power supply, a special work related to the power supply at the place where the image forming apparatus is installed is performed. There is a need and this is not a general solution.
また、100V15Aの商用電源を2系統用いて全投入電力を上げる画像形成装置の製品も実用化されているが、2系統のコンセントが近くにあるところでないと画像形成装置を設置することができない。このため、これまでは定着ローラを短時間で昇温させようとしても、定着装置への投入エネルギーの上限は上げられないのが実状であった。 Also, an image forming apparatus product that increases the total input power by using two systems of commercial power of 100V15A has been put into practical use, but the image forming apparatus cannot be installed unless the outlets of the two systems are nearby. For this reason, until now, even if it was attempted to raise the temperature of the fixing roller in a short time, the upper limit of the energy input to the fixing device could not be increased.
定着装置への最大供給電力を増やすことで画像形成装置の省エネルギーを実現するために、補助電源装置を用いる定着装置の構成が提案されている。充電可能な補助電源装置としては、鉛蓄電池及びカドニカ電池が代表的なものである。
しかし、二次電池は、充放電を繰り返すと劣化して容量が低下していき、大電流で放電するほど寿命が短くなるという性質を持つ。一般的に大電流で長寿命とされているカドニカ電池でも、充放電の繰り返し回数は約500〜1000回程度であり、一日に20回の充放電を繰り返すと一ヶ月程度で電池の寿命が来てしまうことになる。これでは電池交換の手間がかかるとともに、電池代などのランニングコストも非常に高くつくことになってしまう。さらに、充電時間も大容量の電池をフルに充電するには数時間を要するために一日に何度も充放電を繰り返す用途には使用できず、実用上は実現が困難であった。
In order to realize energy saving of the image forming apparatus by increasing the maximum power supply to the fixing apparatus, a configuration of a fixing apparatus using an auxiliary power supply apparatus has been proposed. Typical examples of the rechargeable auxiliary power supply device include a lead storage battery and a CADNICA battery.
However, the secondary battery has a property that it deteriorates when it is repeatedly charged and discharged, the capacity decreases, and the life is shortened as the battery is discharged with a large current. Even for CADNICA batteries, which are generally considered to have a long current with a large current, the number of charge / discharge cycles is about 500 to 1000 times, and if the battery is charged / discharged 20 times a day, the battery life will be about one month. Will come. This takes time to replace the battery, and the running cost such as battery cost is very high. Furthermore, since it takes several hours to fully charge a battery having a large capacity, it cannot be used for applications in which charging and discharging are repeated many times a day, and it has been difficult to realize in practice.
上記二次電池では実用的な補助電源装置を実現できないため、特許文献1において、電気二重層キャパシタなどの大容量のコンデンサ(キャパシタ)を補助電源装置として用いた技術が提案されている。大容量のコンデンサは、大きく次の有利な特徴を有する。
1)充放電の繰り返し回数が数万回以上でほぼ無制限であり、充電特性の劣化がほとんどなく定期的なメンテナンスが不要である。
2)充電時間が、二次電池であるバッテリーで数時間を要するのに対して数秒から数十秒程度にすることが可能である。
また、電気二重層キャパシタでは、数十から数百アンペアの大電流を流すことが可能であるため、短時間での電力供給が可能である。
Since a practical auxiliary power supply device cannot be realized with the secondary battery,
1) The number of repetitions of charge / discharge is almost unlimited at tens of thousands or more, charging characteristics are hardly deteriorated, and regular maintenance is unnecessary.
2) The charging time can be set to several seconds to several tens of seconds while the battery, which is a secondary battery, takes several hours.
In addition, since the electric double layer capacitor can flow a large current of several tens to several hundreds of amperes, power can be supplied in a short time.
このように、大容量のキャパシタを補助電源装置として用いると、定着装置が立ち上がる数秒から数十秒の短時間に商用電源の電力の限界を超える電力を定着装置に供給することができる。このため、立上げ時間の短い定着装置を信頼性と耐久性が高く実現することが可能である。 As described above, when a large-capacity capacitor is used as the auxiliary power supply device, power exceeding the power limit of the commercial power supply can be supplied to the fixing device in a short time from several seconds to several tens of seconds when the fixing device starts up. For this reason, it is possible to realize a fixing device having a short start-up time with high reliability and durability.
特許文献2には、大容量のキャパシタの電力を供給する際にスイッチング回路によりキャパシタ電圧を降圧することにより長時間安定した電力を供給する技術が記載されている。この技術は、複写機等の画像形成装置の立上げ時に補助電源装置の電力を供給する構成である。
図5は、補助電源装置による電力を利用した定着装置の各例を示す。図5(a)に示す定着装置は、主電源装置から電力が供給されて発熱する主発熱部材6aと、通紙時発熱用の補助発熱部材6bと、立上げ時発熱用の補助発熱部材6cとからなる発熱部材6を加熱部材21内に備え、補助発熱部材6b、6cには補助電源装置から電力が供給される。この定着装置を用いると、主電源装置4及び補助電源装置5の両方からの電力を同時に発熱部材6に供給することで、主電源装置4による供給電力を上回る大量の電力を発熱部材6に供給できる。
FIG. 5 shows each example of a fixing device using electric power from the auxiliary power supply device. The fixing device shown in FIG. 5A includes a main
このため、図6に示すように加熱部材21の温度上昇時間は、主電源装置のみを用いる場合よりも、主電源装置と補助電源装置を同時に用いる場合の方が加熱部材21の昇温時間を短くすることができる。省エネルギーを推進するためには、加熱部材21の短時間昇温は非常に重要な課題であり、商用電源の定格電力以上の電力を発熱部材6に投入することで加熱部材21の短時間昇温を可能とする図5(a)に示した定着装置は非常に有用である。
For this reason, as shown in FIG. 6, the temperature rise time of the
図5(b)に示す定着装置は、図5(a)に示した定着装置において、主発熱部材6aの代りに、サイズの小さい被加熱体が連続的に通過する際に加熱部材21の被加熱体非通過域が異常な高温となる非通紙部昇温の問題に対応するために加熱部材21の中央部と端部に対応して設けられた発熱範囲の異なる主発熱部材6a-1,6a-bを二本備えており、加熱部材21としての定着ローラ内に計四本の発熱部材6a-1,6a-b 、6b、6cを入れている。
The fixing device shown in FIG. 5 (b) is the same as the fixing device shown in FIG. 5 (a), but instead of the main
画像形成装置は、上記補助電源装置を用いた定着装置を搭載することにより、省エネルギーで立上げ時間の非常に短いものを実現することができる。また、定着装置の短時間昇温を促進するには、定着装置への投入電力を大きくする方法と、定着装置の熱容量を小さくする方法がある。そのため、上記従来技術に熱容量の小さい薄肉の定着ローラを使用することで、より短時間の昇温が可能である。 By mounting the fixing device using the auxiliary power device, the image forming apparatus can realize an energy saving and extremely short start-up time. Further, in order to promote the temperature rise of the fixing device for a short time, there are a method of increasing the input power to the fixing device and a method of decreasing the heat capacity of the fixing device. For this reason, the use of a thin fixing roller having a small heat capacity in the above-described prior art makes it possible to raise the temperature in a shorter time.
1分間の通紙枚数が60枚を越えるような高速機の場合、定着ローラの熱量が普通紙等の記録媒体により大量に奪われるため、熱容量の小さい薄肉定着ローラの表面温度は、立上げ直後の連続通紙により、直ぐに必要定着温度以下にまで落ち込んでしまい、高速機には薄肉定着ローラを使用できないという課題があったが、補助電源装置の電力を立上時だけではなく、通紙による温度落込み時に投入することで、その課題を解決することができ、高速機における大幅な立上げ時間の短縮及び省エネルギーが可能となる。 In the case of a high-speed machine that exceeds 60 sheets per minute, the surface temperature of the thin fixing roller with a small heat capacity is just after startup because the heat amount of the fixing roller is taken away by a recording medium such as plain paper. Due to the continuous feeding of paper, it quickly dropped below the required fixing temperature, and there was a problem that a high-speed machine could not use a thin fixing roller. By introducing the temperature when the temperature drops, the problem can be solved, and the start-up time can be greatly reduced and energy can be saved in a high-speed machine.
しかしながら、大容量のコンデンサと薄肉定着ローラを用いた画像形成装置を開発するにあたって、より性能を向上させる上で以下のような課題が明らかになった。
補助電源装置の電力を投入する定着装置では、定着ローラ内に補助電源装置用の発熱部材を具備する方式が一般的である。従って、補助電源装置による電力を定着装置に立上げ時と通紙時に投入する画像形成装置では、その必要とされる電力量の違いから立上げ用と通紙時用のそれぞれ抵抗の異なる発熱部材を具備することで投入電力を調整している。
However, in developing an image forming apparatus using a large-capacity capacitor and a thin fixing roller, the following problems have been clarified in improving the performance.
In a fixing device for supplying power from an auxiliary power supply, a method in which a heating member for the auxiliary power supply is provided in a fixing roller is generally used. Therefore, in an image forming apparatus in which power from the auxiliary power supply device is input to the fixing device at the time of startup and paper passing, the heating members having different resistances for startup and paper passing due to the difference in the amount of power required The input power is adjusted by having
これらの発熱部材に定着ローラ内の主電源装置用の発熱部材を併せると、定着ローラ内に計三本の発熱部材を入れることになる。また、補助電源装置が必要とされる高速な画像形成装置では、サイズの小さい記録媒体が定着装置を連続的に通過する際に、定着ローラの記録媒体非通過域が異常な高温となる非通紙部昇温の問題に対応するために、定着ローラの中央部と端部とに対応して発熱範囲の異なる発熱部材を二本設けることが一般的であり、定着ローラ内に計四本の発熱部材を入れるケースもある。
定着ローラ内に発熱部材を四本も入れることは、小径の定着ローラではスペース的に困難で、定着ローラの薄肉化と低熱容量化に有効な小径化との相乗効果を発揮できない。
When these heat generating members are combined with heat generating members for the main power supply device in the fixing roller, a total of three heat generating members are put in the fixing roller. Further, in a high-speed image forming apparatus that requires an auxiliary power supply device, when a recording medium with a small size passes through the fixing device continuously, the non-passing region where the recording medium non-passing area of the fixing roller becomes an abnormally high temperature. In order to cope with the problem of the temperature rise of the paper section, it is common to provide two heat generating members having different heat generation ranges corresponding to the center portion and the end portion of the fixing roller, and a total of four heating members are provided in the fixing roller. There is also a case where a heating member is inserted.
It is difficult to put four heat generating members in the fixing roller with a small-diameter fixing roller in terms of space, and a synergistic effect between thinning the fixing roller and reducing the diameter effective for reducing heat capacity cannot be exhibited.
本発明の目的は、補助電源装置用の発熱部材の本数を増やすことなく、用途に応じて適切な電力を補助電源装置から発熱部材に供給することができる加熱装置及び定着装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、短時間立上げを可能とし、用途に応じて適切な電力を補助電源装置から発熱部材に供給することができる加熱装置及び定着装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a heating device and a fixing device capable of supplying appropriate power from the auxiliary power supply device to the heat generating member according to the use without increasing the number of heat generating members for the auxiliary power supply device. Objective.
Another object of the present invention is to provide a heating device and a fixing device that can be started up in a short period of time and can supply appropriate power to the heat generating member from an auxiliary power supply device according to the application.
本発明の他の目的は、用途に応じて補助電源装置の供給電力の電圧を調整することができる加熱装置及び定着装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、電力を補助電源装置から発熱部材に供給させる電気回路のスイッチング素子を小型化することができる加熱装置及び定着装置を提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a heating device and a fixing device capable of adjusting the voltage of the power supplied to the auxiliary power supply device according to the application.
Another object of the present invention is to provide a heating device and a fixing device capable of downsizing a switching element of an electric circuit for supplying electric power from an auxiliary power supply device to a heat generating member.
本発明の他の目的は、加熱効率の高い加熱装置及び定着装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、画像形成装置の動作状態に応じて適切な補助電源装置の電力を供給することができる加熱装置及び定着装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、短時間立上げと被加熱体通過時の適切な補助電源装置の電力供給を行うことができる加熱装置及び定着装置を提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a heating device and a fixing device with high heating efficiency.
Another object of the present invention is to provide a heating device and a fixing device capable of supplying power of an appropriate auxiliary power supply device according to the operating state of the image forming apparatus.
Another object of the present invention is to provide a heating device and a fixing device that can start up for a short time and supply power to an appropriate auxiliary power supply device when passing through an object to be heated.
本発明の他の目的は、被加熱体の種類に応じて適切な補助電源装置の電力を供給することができる加熱装置及び定着装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、補助電源装置の充電時間を短時間にし、なおかつ補助電源装置を長寿命化することができる加熱装置及び定着装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、主電源装置からの充電の必要が無く短時間立上げが可能となる加熱装置及び定着装置を提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a heating device and a fixing device that can supply power of an appropriate auxiliary power supply device in accordance with the type of the object to be heated.
Another object of the present invention is to provide a heating device and a fixing device capable of shortening the charging time of the auxiliary power supply device and extending the life of the auxiliary power supply device.
Another object of the present invention is to provide a heating device and a fixing device that do not require charging from a main power supply device and can be started up for a short time.
本発明の他の目的は、立上げ時間が短く、低コストで小型な加熱装置及び定着装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、定着部材の小径化を図ることができ、低熱容量化に伴う更なる省エネルギー化が可能となる画像形成装置を提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a heating device and a fixing device that have a short start-up time and are low in cost and small in size.
Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of reducing the diameter of a fixing member and further saving energy due to a reduction in heat capacity.
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、主電源装置や補助電源装置から供給する電力により発熱手段を発熱させる加熱装置において、前記補助電源装置の供給電力を調整する電力調整手段と、外部の情報に応じて前記電力調整手段を制御する制御装置とを具備するものである。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項2に係る発明は、請求項1記載の加熱装置において、前記加熱手段として抵抗発熱体を有し、前記電力調整手段として変圧装置を有し、前記制御装置は前記電力調整手段を制御して前記補助電源装置の供給電力を調整させるものである。 According to a second aspect of the present invention, in the heating device according to the first aspect, the heating unit includes a resistance heating element, the power adjustment unit includes a transformer, and the control unit controls the power adjustment unit. The power supplied to the auxiliary power supply device is adjusted.
請求項3に係る発明は、請求項2記載の加熱装置において、前記変圧装置がDC/DCコンバータであるものである。
The invention according to claim 3 is the heating apparatus according to
請求項4に係る発明は、請求項1又は2記載の加熱装置において、直流電力を交流電力に変換して前記発熱手段に供給するDC/ACコンバータを備えたものである。
The invention according to
請求項5に係る発明は、請求項1記載の加熱装置において、前記加熱手段が磁気誘導加熱手段であるものである。
The invention according to
請求項6に係る発明は、請求項1乃至5のいずれか1つに記載の加熱装置において、前記外部の情報が画像形成装置の動作状態を示す情報であるものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the heating apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the external information is information indicating an operating state of the image forming apparatus.
請求項7に係る発明は、請求項6記載の加熱装置において、ウォームアップ時の前記補助電源装置の供給電力は前記加熱部が被加熱体を加熱する時の前記補助電源装置の供給電力よりも大きいものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the heating device according to the sixth aspect, the supply power of the auxiliary power supply device during warm-up is greater than the supply power of the auxiliary power supply device when the heating unit heats the object to be heated. It ’s a big one.
請求項8に係る発明は、請求項1乃至7のいずれか1つに記載の加熱装置において、前記補助電源装置の供給電力を第一の所定の電力で供給する大電力モードと、前記補助電源装置の供給電力を前記第一の所定の電力よりも小さい第二の所定の電力で供給する小電力モードを有し、前記外部の情報に応じて前記制御装置がモードを切り替えるものである。
The invention according to
請求項9に係る発明は、請求項1乃至8のいずれか1つに記載の加熱装置において、被加熱体の種類に応じて前記補助電源装置の供給電力を調整するものである。 According to a ninth aspect of the present invention, in the heating device according to any one of the first to eighth aspects, the power supplied to the auxiliary power device is adjusted according to the type of the object to be heated.
請求項10に係る発明は、請求項1乃至9のいずれか1つに記載の加熱装置において、前記補助電源装置がキャパシタであるものである。
The invention according to claim 10 is the heating apparatus according to any one of
請求項11に係る発明は、請求項1乃至9のいずれか1つに記載の加熱装置において、前記補助電源装置が燃料電池であるものである。
The invention according to claim 11 is the heating apparatus according to any one of
請求項12に係る発明は、定常的な電力供給が可能な主電源装置の電力と、補助電源装置の電力とを発熱部に供給する磁気誘導加熱装置において、前記補助電源装置の電力と前記主電源装置の電力を重畳した電力を前記発熱部に供給するものである。 According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a magnetic induction heating device that supplies power of the main power supply device capable of steady power supply and power of the auxiliary power supply device to the heat generating portion. The power generated by superimposing the power of the power supply device is supplied to the heat generating portion.
請求項13に係る発明は、請求項1〜11のいずれか1つに記載の加熱装置または請求項12記載の加熱装置と、この加熱装置により加熱される定着手段とを備えたものである。
The invention according to claim 13 includes the heating device according to any one of
請求項14に係る発明は、請求項13記載の定着装置を備えたものである。 The invention according to claim 14 is provided with the fixing device according to claim 13.
本発明によれば、補助電源装置用の発熱部材の本数を増やすことなく、用途に応じて適切な電力を補助電源装置から発熱部材に供給することができる。
本発明によれば、短時間立上げを可能とし、用途に応じて適切な電力を補助電源装置から発熱部材に供給することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, appropriate electric power can be supplied to a heat generating member from an auxiliary power supply device according to a use, without increasing the number of heat generating members for auxiliary power devices.
According to the present invention, it is possible to start up for a short time, and it is possible to supply appropriate power from the auxiliary power supply device to the heat generating member according to the application.
本発明によれば、用途に応じて補助電源装置の供給電力の電圧を調整することができる。
本発明によれば、電力を補助電源装置から発熱部材に供給させる電気回路のスイッチング素子を小型化することができる。
According to the present invention, the voltage of the power supplied from the auxiliary power supply device can be adjusted according to the application.
According to the present invention, the switching element of the electric circuit that supplies power from the auxiliary power supply device to the heat generating member can be reduced in size.
本発明によれば、加熱効率が高くなる。
本発明によれば、画像形成装置の動作状態に応じて適切な補助電源装置の電力を供給することができる。
本発明によれば、短時間立上げと被加熱体通過時の適切な補助電源装置の電力供給を行うことができる。
According to the present invention, the heating efficiency is increased.
According to the present invention, it is possible to supply appropriate power of the auxiliary power supply device according to the operating state of the image forming apparatus.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric power supply of an appropriate auxiliary | assistant power supply device at the time of starting for a short time and a to-be-heated body passage can be performed.
本発明によれば、被加熱体の種類に応じて適切な補助電源装置の電力を供給することができる。
本発明によれば、補助電源装置の充電時間を短時間にし、なおかつ補助電源装置を長寿命化することができる。
本発明によれば、主電源装置からの充電の必要が無く短時間立上げが可能となる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric power of a suitable auxiliary power supply apparatus can be supplied according to the kind of to-be-heated body.
According to the present invention, the charging time of the auxiliary power supply device can be shortened, and the life of the auxiliary power supply device can be extended.
According to the present invention, it is possible to start up for a short time without the need for charging from the main power supply device.
本発明によれば、立上げ時間が短く、低コストで小型になる。
本発明によれば、定着部材の小径化を図ることができ、低熱容量化に伴う更なる省エネルギー化が可能となる。
According to the present invention, the start-up time is short, and the size is reduced at low cost.
According to the present invention, it is possible to reduce the diameter of the fixing member, and it is possible to further save energy due to the reduction in heat capacity.
図8は本発明の一実施形態である画像形成装置を示す。この画像形成装置は床面に載置して使用できるように全高が高く設定され、その全体が上部と下部とから構成されている。上記上部は、その上方に設けられた図示しない自動原稿搬送装置と、その下方に設けられた詳細を図示しない光学要素からなる光学ユニットとを有し、さらにその下方に位置する作像系の各ユニットを有している。上記下部は、複数のサイズの記録媒体(普通紙、HP紙等の記録部材)Pがそれぞれ載置された複数の給紙トレイ40が収納された給紙ユニットを有している。
FIG. 8 shows an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. This image forming apparatus is set to have a high overall height so that it can be used by being placed on the floor, and the whole is composed of an upper part and a lower part. The upper part has an automatic document feeder (not shown) provided above and an optical unit comprising optical elements (not shown) provided below, and each of the image forming systems located below the automatic unit. Has a unit. The lower part has a paper feed unit in which a plurality of
図8において、符号41は回転体からなる像担持体の一例であるドラム形状の感光体を示している。この感光体41のまわりには、矢印で示す向きの回転方向順に、帯電ローラからなる帯電装置42、露光手段の一部を構成するミラー43、現像ローラ44aを備えた現像手段44、記録部材Pとしての転写紙に感光体41上の現像画像を転写する転写装置48、感光体41の周面に摺接するブレード46aを具備したクリーニング手段46などが配置されている。感光体41の表面は帯電装置42と現像ローラ44aとの間でミラー43を介して露光光Lbが走査されるようになっている。この露光光Lbの照射位置を露光部45と呼ぶ。
In FIG. 8,
48は感光体41の下面と対向している転写装置を示し、この転写装置48と対向している感光体41の部位が転写部47である。この転写部47のさらに転写紙搬送方向上流側の位置には一対のレジストローラ49が設けられている。複数の給紙トレイ40のうちの選択された給紙トレイに収納された記録部材Pは、給紙コロ51により送り出されて搬送ガイドにより案内され、レジストローラ49へ搬送される。転写部47のさらに転写紙搬送方向下流の位置には、定着装置20が配置されている。
A
この画像形成装置において、画像形成は次のようにして行われる。感光体41が図示しない駆動部により回転駆動されて回転を始め、この回転中に感光体41が暗中において帯電装置42により均一に帯電され、露光手段により露光光Lbが感光体41の露光部45に照射されて走査されることで、作成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は、感光体41の回転により現像装置44に移動してきて、ここでトナーにより可視像化されてトナー像が形成される。
In this image forming apparatus, image formation is performed as follows. The
一方、給紙コロ51により給紙トレイ40上の記録部材としての転写紙Pの送給が開始され、破線で示す搬送経路を経て一対のレジストローラ49の位置で一旦停止し、感光体41上のトナー像と転写部47で合致するように送り出しのタイミングを待つ。このタイミングが到来すると、レジストローラ49の所に停止していた転写紙Pはレジストローラ49から送り出され、転写部47に向けて搬送される。
On the other hand, feeding of the transfer paper P as a recording member on the
感光体41上のトナー像と転写紙Pとは転写部47で合致し、転写装置48による電界により感光体41上のトナー像が転写紙P上に転写される。
The toner image on the
こうして感光体41及びそのまわりのユニット42、44、48、46、露光手段からなる作像系としての画像形成部で形成されたトナー像が転写されてこれを担持した転写紙Pは定着装置20に向けて送り出される。転写紙P上のトナー像は定着装置20を通過する間に転写紙Pに定着されて排紙部52に排紙される。
In this way, the toner image formed in the image forming section as an image forming system comprising the
また、画像形成装置は両面モードで転写紙Pの両面に画像が形成される。両面モードで表面に上述のようにトナー像が形成された転写紙は図示しない分岐爪により自動両面装置39へ搬送されてスイッチバック反転で表裏が反転され、自動両面装置39はその転写紙をレジストローラ49へ再給紙する。
一方、転写部47で転写されずに感光体41上に残った残留トナーは、感光体41の回転と共にクリーニング装置46に至り、このクリーニング装置46を通過する間に清掃されて次の画像形成に備える。
図1は定着装置20の回路構成を示し、図2は定着装置20の横断面を示す。主電源装置4は、商用電源から電力が供給される電力源であり、コンセントに接続することで電力を供給することができる。補助電源装置5は、電気二重層キャパシタ5aと、主電源装置4からの電力により電気二重層キャパシタ5aの充電を行う充電器とにより構成されている。電気二重層キャパシタには以下の特徴があり、定着装置20の補助電源装置5として非常に優れている。
1)充放電の繰り返し回数が数万回以上でほぼ無制限であり、充電特性の劣化がほとんどなく定期的なメンテナンスが不要である。
2)充電時間が、二次電池であるバッテリーで数時間を要するのに対して数秒から数十秒程度にすることが可能である。また、数十から数百アンペアの大電流を流すことが可能であり、短時間での電力供給が可能である。
Further, the image forming apparatus forms images on both sides of the transfer paper P in the duplex mode. In the duplex mode, the transfer paper having the toner image formed on the surface as described above is conveyed to the
On the other hand, the residual toner remaining on the
FIG. 1 shows a circuit configuration of the fixing
1) The number of repetitions of charging / discharging is tens of thousands or more and is almost unlimited, charging characteristics are hardly deteriorated, and regular maintenance is unnecessary.
2) The charging time can be set to several seconds to several tens of seconds while the battery, which is a secondary battery, takes several hours. Further, a large current of several tens to several hundreds of amperes can be passed, and power can be supplied in a short time.
加熱手段としての加熱部材21は主発熱部材6aと補助発熱部材6bとからなる発熱部材6が内部に配置されている。本実施形態では、主発熱部材6aと補助発熱部材6bはハロゲンヒータを使用した。また、加熱部材21には薄肉定着ローラを使用する。薄肉定着ローラ21は、厚さ0.7mmのアルミの芯金と、該芯金の外側に離型層として厚さ0.02mmのテフロン(登録商標)層を持ち、直径が40mmである。薄肉定着ローラ21は、熱容量が非常小さいために短時間の昇温が可能である。
The
加圧部材22は、薄肉定着ローラ21に圧接され、被加熱体Pに圧力を加える加圧部材である。被加熱体Pは、加熱部材21と加圧部材22が構成するニップ部を通過することにより、加熱と加圧によりトナー像が定着される。主発熱部材6aは主電源装置4から電力が供給されて発熱し、補助発熱部材6bは補助電源装置5から電力が供給されて発熱する。
The
本実施形態では、補助電源装置5には500F,2.5Vのキャパシタセル32個をまとめた80Vのキャパシタモジュールが収容されている。補助電源装置5の電力を定着装置20の通紙時に使用する際には補助電源装置5の電圧をそのまま使用し、定着装置20の立上げ時に使用する際には補助電源装置5の電圧を電力調整手段としてのDC/DCコンバータ7より140Vにまで昇圧させて使用する。補助電源装置5は、変圧動作時には補助電源装置5の電圧を140Vにまで昇圧して補助発熱部材6bに供給し、変圧を行わない動作時には補助電源装置5の電圧を80Vのまま補助発熱部材6bに供給し、かつオフ時には補助電源装置5の電圧を補助発熱部材6bに供給しない構成となっている。補助電源装置5の電圧を80Vで使用する場合を小電力モード、補助電源装置5の電圧を140Vで使用する場合を大電力モードとする。
In this embodiment, the
図3は補助電源装置5を制御する制御装置10を示す。この制御装置10は、本実施形態の画像形成装置の動作を検知する動作検知手段11aと、画像を形成する紙Pの種類を検知する紙種検知手段11bと、ROM,RAMを内蔵したCPU9とを有しており、CPU9は動作検知手段11a及び紙種検知手段11bからの検知情報に基づいて、各電力モード(小電力モード、大電力モード)を選択してDC/DCコンバータ7に指令を送信してDC/DCコンバータ7を変圧を行わない動作状態と変圧動作状態、オフ状態のいずれかに制御する構成となっている。
ここに、発熱部材6、主電源装置4、補助電源装置5、DC/DCコンバータ7及び制御装置10は加熱装置を構成している。
FIG. 3 shows a control device 10 for controlling the auxiliary
Here, the
本実施形態は、補助電源装置5の出力電力を本実施形態の画像形成装置の稼動状況により調整して、補助発熱部材6b1本で定着ローラ21の小径化に伴う定着装置の小型化及び更なる省エネ化という二つの目的に応じた発熱量を得ることにより、定着ローラ21の小径化に伴う定着装置の小型化及び更なる省エネ化を達成したものである。
In the present embodiment, the output power of the auxiliary
本実施形態では、主電源装置4及び補助電源装置5の両方からの電力を同時に発熱部材6に供給することができる。また、補助電源装置5の電圧は電力調整手段であるDC/DCコンバータ7により昇圧されて補助発熱部材6bに供給されるため、電気二重層キャパシタを低電圧にすることができ、補助電源装置5の小型化が可能である。
In the present embodiment, power from both the main
本実施形態は、主電源装置4にて商用電源から1200Wを取り出し、補助電源装置5からは立上げ時に大電力モードで1680Wを取り出し、通紙時に小電力モードで540Wを取り出す構成であり、主発熱部材6aの抵抗は約8Ωで、補助発熱部材6bの抵抗は約11.7Ωである。これにより、画像形成装置の立上げ時には商用電源の供給電力の上限を上回る2880Wの電力を加熱部材21の昇温に使用することができる。また、通紙時にも最大1740Wの電力を加熱部材21の昇温に使用することができるため、あらゆる種類の転写紙Pの連続通紙に対応することができる。
In the present embodiment, 1200 W is extracted from the commercial power supply by the main
図4は、本実施形態における制御装置10が有しているCPU9のROMに記憶されているプログラムの流れを示し、CPU9が加熱部材昇温の指令を受けたときの制御装置10による定着装置制御フローを示す。
まず、CPU9は、動作検知手段11aから本実施形態の画像形成装置の動作情報を受け、この動作情報から定着装置20の立上げのための昇温時であるか定着装置20の通紙のための昇温時であるかを確認する。CPU9は、定着装置20の立上げのための昇温時には、電力モードを大電力モードに設定し、DC/DCコンバータ7に対して補助電源装置5の電圧を140Vに昇圧するように制御し、補助電源装置5と主電源装置4からの供給電力により加熱部材21を昇温させる。
FIG. 4 shows a flow of a program stored in the ROM of the CPU 9 included in the control device 10 according to the present embodiment, and the fixing device control by the control device 10 when the CPU 9 receives a heating member temperature increase command. The flow is shown.
First, the CPU 9 receives the operation information of the image forming apparatus of the present embodiment from the operation detection unit 11a, and from this operation information, it is at the time of temperature rise for starting up the fixing
また、CPU9は、定着装置20の通紙のための昇温時には、定着装置20に通紙する転写紙Pの種類を検知する紙種類検知手段11bからの検知情報に基づいて転写紙Pの種類を判断して補助電源装置5の電力を補助発熱部材6bへ供給するかどうかを判断する。本実施形態では、転写紙Pの厚さが0.1mm以上の場合には通紙時に薄肉定着ローラ21の温度落込みが問題となるため、CPU9は転写紙Pの厚さが0.1mm以上であるかどうかを判断することで転写紙Pの種類を判断し、転写紙Pの厚さが0.1mm以上の場合に電力モードを小電力モードに設定してDC/DCコンバータ7に対して補助電源装置5の電圧をそのままとするように制御して補助電源装置5と主電源装置4からの電力により加熱部材21を昇温させる。また、CPU9は、転写紙Pの厚さが0.1mm未満の場合には、DC/DCコンバータ7をオフさせて補助電源装置5から補助発熱部材6bへの電力供給を停止させ、主電源装置4のみの電力により加熱部材21を昇温させる。
The CPU 9 also determines the type of the transfer paper P based on the detection information from the paper type detection means 11b that detects the type of the transfer paper P that passes through the fixing
このため、薄肉定着ローラ21の温度落込みが問題とならない転写紙Pを加熱する際に、無駄な補助電源装置5の電力を消費することを防止することができる。
ここで、加熱部材21の表面温度を検知する図示しない温度検知手段を有する点灯制御装置は、上記温度検知手段からの加熱部材21の表面温度の検知情報に基づいて各発熱部材6a、6bを加熱部材21の表面温度が一定に保たれるようにオン/オフ制御するが、この点灯制御装置は制御装置10に組み込んでも構わない。
For this reason, when heating the transfer paper P in which the temperature drop of the
Here, the lighting control device having a temperature detection means (not shown) for detecting the surface temperature of the
本実施形態では、定着装置20は、薄肉定着ローラ21の表面温度を20℃から定着設定温度180℃まで昇温させた時の立ち上げ時間が10秒と非常に短時間である。さらに、通紙時にも小電力モードにより補助電源装置5の電力を補助発熱部材6bへ供給することで、高速通紙時の薄肉定着ローラ21の温度落込みを防止することができ、1分間の通紙枚数75枚を達成することができた。
In this embodiment, the fixing
本実施形態では、補助電源装置5の電気二重層キャパシタの電圧を80Vとして、立上げ時にはDC/DCコンバータ7で140Vに昇圧し、通紙時には80Vのまま補助発熱部材6bへ供給したが、補助電源装置5は小型化のためにより低電圧なキャパシタを使用し、補助電源装置5で補助電源装置5の出力電圧を各動作に対応した電圧に昇圧してもよい。また、逆に補助電源装置5のキャパシタの電圧をさらに高電圧にし、DC/DCコンバータ7で各動作に対応して補助電源装置5の電圧を昇圧または降圧して使用すれば、補助電源装置5は大型化するが安定な電力を長時間供給することができる。
In the present embodiment, the voltage of the electric double layer capacitor of the auxiliary
本実施形態では、補助電源装置5の電気二重層キャパシタからの直流出力をDC/DCコンバータ7により昇圧させて直流のまま補助発熱部材6bに投入したが、1000Wを越える大電力を直流で取り扱う場合、電源,発熱部材周りの電気回路のスイッチング素子等が大型化、高コスト化してしまうという問題がある。
In the present embodiment, the DC output from the electric double layer capacitor of the auxiliary
そこで、図7(a),(b)に示すようにDC/DCコンバータ7と補助発熱部材6bとの間にDC/ACコンバータ8を設け、DC/DCコンバータ7の出力電力をDC/ACコンバータ8で交流電力に変換して補助発熱部材6bに投入することで、電気回路のスイッチング素子等を小型化,低コスト化することができる。この場合、DC/DCコンバータ7のオフ時には図7(a)に示すように補助電源装置5の出力電力がDC/ACコンバータ8で交流電力に変換されて補助発熱部材6bに投入され、DC/DCコンバータ7の動作時には図7(b)に示すように補助電源装置5の出力電力がDC/DCコンバータ7で昇圧され又は昇圧されずにそのままでDC/ACコンバータ8により交流電力に変換されて補助発熱部材6bに投入される。
Therefore, as shown in FIGS. 7A and 7B, a DC /
本実施形態では、補助電源装置として電気二重層キャパシタを用いたが、キャパシタの電力は商用電源からの電力で充電された電力であり、商用電源からの電力は火力、水力、原子力等の集中型発電によるものである。画像形成装置は、企業、個人の情報を取り扱う製品であるので、そのセキュリティの確保と安定的な電源供給が重要である。商用電源からの電力でキャパシタ等に充電された電力は、非常時、緊急時でのバックアップ電源等での対応は可能であるが、セキュリティの確保や安定的な電源供給が確実なものとなっているとは言い難い。 In this embodiment, an electric double layer capacitor is used as an auxiliary power supply, but the power of the capacitor is power charged with power from a commercial power source, and the power from the commercial power source is a concentrated type such as thermal power, hydraulic power, nuclear power, etc. This is due to power generation. Since the image forming apparatus is a product that handles corporate and personal information, it is important to ensure its security and supply stable power. The power charged from the commercial power supply to the capacitor etc. can be handled by the backup power supply in an emergency or emergency, but security is ensured and stable power supply is ensured. It ’s hard to say.
そこで、補助電源装置5に燃料電池のような発電素子を使用することで画像形成装置自体が内蔵した自律電力源を持つことになり、セキュリティの確保や安定的な電源供給が保障される。また、燃料電池は、化石燃料で発電した電力を供給する商用電源に比して、クリーンで且つ、エネルギー効率の高いものであるので、非常に環境にやさしい(悪影響を与えない)画像形成装置を提供することができる。
Therefore, by using a power generation element such as a fuel cell for the auxiliary
本実施形態によれば、補助電源装置5の供給電力を調整する電力調整手段としてのDC/DCコンバータ7と、画像形成装置の状況を検知する検知手段11aを有し、この検知手段11aの検知情報に応じて補助電源装置5の供給電力の調整及び制御を行う制御装置10を具備するので、用途に応じて適切な補助電源装置の電力を補助発熱部材6bに供給することができる。
According to this embodiment, it has the DC /
本実施形態によれば、補助電源装置5の電力が定着装置20に具備される発熱手段6に供給され、この発熱手段6として抵抗発熱体、電力調整手段として変圧装置であるDC/DCコンバータ7を有する画像形成装置であり、制御装置10により補助電源装置5の供給電力の調整及び制御を行うので、加熱装置、定着装置の短時間立上げを可能とし、また、用途に応じて適切な補助電源装置の電力を補助発熱部材6bに供給することができる。
According to this embodiment, the electric power of the
本実施形態によれば、変圧装置がDC/DCコンバータ7であることにより、用途に応じて補助電源装置の供給電力の電圧を調整することができる。
本実施形態によれば、DC/ACコンバータ8により補助電源装置5の供給電力を交流電力にすることで、電力を発熱部材に供給する電気回路のスイッチング素子を小型化することができる。
According to the present embodiment, since the transformer device is the DC /
According to the present embodiment, the DC /
本実施形態によれば、上記検知情報が画像形成装置の動作状態であることにより、画像形成装置の動作状況に応じて適切な補助電源装置5の電力を補助発熱部材6bに供給することができる。
本実施形態によれば、ウォームアップ(立上げ)時の補助電源装置5の供給電力が通紙時の補助電源装置5の供給電力よりも大きいことにより、短時間立上げと通紙時の適切な補助電源装置の電力供給を行うことができる。
According to the present embodiment, when the detection information is the operation state of the image forming apparatus, it is possible to supply the power of the auxiliary
According to the present embodiment, since the power supplied from the
本実施形態によれば、補助電源装置の供給電力を第一の所定の電力で供給する大電力モードと、第一の所定の電力よりも小さい第二の所定の電力で供給する小電力モードを有し、上記検知手段の検知情報に応じて制御装置10がモードを切り替えることにより、用途に応じて適切な補助電源装置の電力を供給することができる。 According to this embodiment, the high power mode in which the power supplied from the auxiliary power supply device is supplied by the first predetermined power, and the low power mode in which the second predetermined power is smaller than the first predetermined power. And the control device 10 switches the mode according to the detection information of the detection means, so that an appropriate power of the auxiliary power supply device can be supplied according to the application.
本実施形態によれば、通紙する記録部材Pの種類に応じて補助電源装置の供給電力を調整することにより、記録部材Pの種類に応じて適切な補助電源装置の電力を供給することができる。
本実施形態によれば、補助電源装置5をキャパシタにすることにより、補助電源装置の充電時間を短時間にし、なおかつ補助電源装置を長寿命化することができる。
According to this embodiment, by adjusting the supply power of the auxiliary power supply device according to the type of the recording member P to be passed, it is possible to supply the appropriate power of the auxiliary power supply device according to the type of the recording member P. it can.
According to this embodiment, by using the auxiliary
本実施形態によれば、補助電源装置5を燃料電池にすることにより、主電源装置4からの充電の必要が無い短時間立上げの画像形成装置を提供できるとともに画像形成装置のセキュリティの確保や安定的な電源供給を保障することができる。また、燃料電池は、化石燃料で発電した電力を供給する商用電源に比して、クリーンで且つ、エネルギー効率の高いものであるので、非常に環境にやさしい(悪影響を与えない)画像形成装置を提供することができる。
According to the present embodiment, by using the
図9は本発明の他の実施形態における定着装置とその周辺回路の構成を示す。この実施形態では、上記実施形態において、定着装置20の発熱手段6として磁気誘導加熱手段を用いている。定着装置20は、離型層の下層に発熱層としてNi薄層を有する薄肉定着ローラ21を有し、この定着ローラ21内に主電源装置用の発熱部材としての誘導加熱コイル6a、補助電源装置用の発熱部材としての誘導加熱コイル6bが配置されている。また、定着装置20は、誘導加熱コイル6a,6bに交番電流(高周波電流)を流すインバータ回路16a,16bと、主電源装置4からの交流電圧を整流する整流回路15と、補助電源装置5からの電圧を変圧するDC/DCコンバータ7を有する。
FIG. 9 shows the configuration of a fixing device and its peripheral circuits in another embodiment of the present invention. In this embodiment, magnetic induction heating means is used as the heat generating means 6 of the fixing
商用電源4からの交流電圧は整流回路15によって整流されてインバータ回路16aで高周波に変換される。そして、誘導加熱コイル6aはインバータ回路16aから高周波電流が供給されて磁束を発生し、この磁束により渦電流が定着ローラ21の発熱層に流れて定着ローラ21の表皮抵抗によりジュール熱に変換されることで定着ローラ21が加熱される。
The AC voltage from the
補助電源装置5は、電気二重層キャパシタと、主電源装置4からの電力により電気二重層キャパシタの充電を行う充電器とにより構成される。補助電源装置5の直流出力は、DC/DCコンバータ7により変圧された後、インバータ回路16bで高周波電流に変換されて誘導加熱コイル6bに流され、この誘導加熱コイル6bで発生した磁束により渦電流が定着ローラ21の発熱層に流れて定着ローラ21の表皮抵抗によりジュール熱に変換されることで定着ローラ21が加熱される。記録紙Pが定着ローラ21と加圧ローラ22との間を通過し、この記録紙Pは上記ジュール熱により発熱した定着ローラ21と加圧ローラ22とによる加熱及び加圧によってトナーが溶けて融着する。
The auxiliary
この実施形態の定着装置においても、上記実施形態と同様に制御装置10の制御により電力調整手段であるDC/DCコンバータ7が制御されて、立上げ,通紙,被加熱体の種類に応じて補助電源装置5から発熱手段6に適正な供給電力を投入することができる。
Also in the fixing device of this embodiment, the DC /
本実施形態は、発熱手段6に磁気誘導加熱手段を用いたので、発熱手段6に抵抗発熱体を用いた場合よりも加熱効率を上げることができる。また、本実施形態では定着ローラ21内に誘導加熱コイル6a、6bを入れたが、誘導加熱コイル6a、6bを定着ローラ21の外に出すことで、定着ローラ21のさらなる小径化を図ることができる。
In the present embodiment, since the magnetic induction heating means is used as the heat generating means 6, the heating efficiency can be increased as compared with the case where a resistance heating element is used as the heat generating means 6. Further, in this embodiment, the
本実施形態では、補助電源装置用の誘導加熱コイル6bと高周波インバータ16bを用意しているが、主電源装置用の誘導加熱コイル6aと補助電源装置用の誘導加熱コイル6bに同時に電力を供給した際に、誘導加熱コイル6a、6bの高周波電流の間の周波数差により干渉音を発生する課題がある。また、誘導加熱コイル6a、6bの相互誘導の影響もあり、定着ローラ21の温度分布に影響を与える。そこで、補助電源装置5の電力を主電源装置4の電力と重畳させて誘導加熱コイル6aに供給することで、定着ローラ21の誘導加熱を行うようにしてもよい。高周波インバータ16aには主電源装置4からの交流電圧を整流回路15によって整流して投入しているため、補助電源装置5の直流電力を整流回路15の出力に重畳することは容易である。これにより、干渉音,相互誘導の問題も無く、また、高周波インバータ,誘導コイルも一つでよくなるため、低コストな磁気誘導加熱装置、定着装置の提供が可能となる。
In this embodiment, the
本実施形態によれば、定着ローラの小径化を図ることができ、低熱容量化に伴う更なる省エネルギーが可能となる。
本実施形態によれば、発熱手段6が磁気誘導加熱手段であるので、加熱効率の高い加熱装置、定着装置を提供することができる。
本実施形態によれば、補助電源装置の電力と主電源装置の電力とを重畳した電力を発熱手段6に供給することにより、主電源装置と補助電源装置で誘導加熱コイル、高周波インバータを共有化し、立上げ時間が短く、低コストで小型な磁気誘導加熱装置を提供することができる。
なお、本発明は、定着装置以外でも電気エネルギーを主エネルギー源とする加熱装置に適用することができる。
According to this embodiment, the diameter of the fixing roller can be reduced, and further energy saving associated with a reduction in heat capacity can be achieved.
According to this embodiment, since the heat generating means 6 is a magnetic induction heating means, a heating device and a fixing device with high heating efficiency can be provided.
According to the present embodiment, by supplying the power generated by superimposing the power of the auxiliary power supply and the power of the main power supply to the heat generating means 6, the main power supply and the auxiliary power supply share the induction heating coil and the high-frequency inverter. In addition, it is possible to provide a small-sized magnetic induction heating device with a short start-up time and low cost.
The present invention can be applied to a heating device using electric energy as a main energy source other than the fixing device.
4 主電源装置
5 補助電源装置
6、6a、6b 発熱部材
7 DC/DCコンバータ
10 制御装置
11a 動作検知手段
11b 紙検知手段
8 DC/ACコンバータ
15 整流回路
16a、16b 高周波インバータ
4 Main
10 Control unit
11a Motion detection means
11b Paper detection means 8 DC / AC converter
15 Rectifier circuit
16a, 16b high frequency inverter
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