JP2010085806A - Fixing device, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,誘導加熱方式の定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関し,特に,誘導加熱される被加熱部材(定着ローラなど)の加熱対象領域の幅を変更するための技術に関するものである。 The present invention relates to an induction heating type fixing device and an image forming apparatus including the same, and more particularly to a technique for changing the width of a heating target region of a member to be heated (such as a fixing roller) to be heated by induction. .
一般に,プリンタ装置や複写機,ファクシミリ装置,これらの複合機などの画像形成装置には,定着ローラなどの被加熱部材を電磁誘導によって加熱する誘導加熱方式の定着装置が用いられる。具体的に,前記定着装置には,磁性材料からなる被加熱部材の最大通紙領域に対向して誘導コイル及び磁性体コアが配置されている。そして,誘導コイルに高周波電流を流すことにより磁束を発生させる。これにより,誘導コイルで発生した磁束が磁性体コアで形成された磁気回路を通じて被加熱部材に導かれ,該被加熱部材は,その磁束による電磁誘導で発生する渦電流(誘導電流)によって加熱される。
従来から,このような誘導加熱方式の定着装置では,最大通紙領域よりも小さいサイズの用紙が通紙される場合,その用紙が通過する通紙領域を所定の定着温度に維持するために,用紙が通過しない被加熱部材の端部近傍の非通紙領域で過熱が生じるという問題があった。そこで,被加熱部材における加熱対象領域の幅を用紙サイズに合わせて変更することのできる構成が検討されている。
例えば,特許文献1には,誘導コイルから被加熱部材に作用する磁束の幅を磁束遮蔽部材で変更することにより加熱対象領域の幅を変更することが開示されている。具体的には,幅の異なる円弧状の磁束遮蔽板の回動位置を変更することにより被加熱部材に作用する磁束の幅を調整している。
Conventionally, in such an induction heating type fixing device, when a paper having a size smaller than the maximum paper passing area is passed, in order to maintain the paper passing area through which the paper passes at a predetermined fixing temperature, There is a problem that overheating occurs in a non-sheet passing region near the end of the heated member through which the sheet does not pass. Therefore, a configuration in which the width of the heating target region in the heated member can be changed according to the paper size has been studied.
For example, Patent Document 1 discloses that the width of the heating target region is changed by changing the width of the magnetic flux acting on the member to be heated from the induction coil with a magnetic flux shielding member. Specifically, the width of the magnetic flux acting on the member to be heated is adjusted by changing the rotation position of the arc-shaped magnetic flux shielding plates having different widths.
しかしながら,前記磁束遮蔽部材を回動させるための駆動モータや該駆動モータの駆動力を伝達する伝達機構などの駆動系に,例えばギアの破損などの異常が発生して,該磁束遮蔽部材を回動させることができなくなると,そのときの磁束遮蔽部材の位置によっては,被加熱部材の過熱が生じる場合がある。
例えば,磁束遮蔽部材をA3サイズの幅を加熱対象領域とする位置に回動させた状態で,次に,B5サイズの用紙を用いて印刷を行うときには,その磁束遮蔽部材をB5サイズの幅を加熱対象領域とする位置まで回動させる必要がある。しかし,このとき磁束遮蔽部材の駆動系の異常でその磁束遮蔽部材を回動させることができず,磁束遮蔽部材がA3サイズの幅を加熱対象領域とする位置で維持されると,B5サイズの用紙の印刷処理においても引き続きA3サイズの幅を加熱対象領域とする誘導加熱が行われるため,非通紙領域において過熱が生じることになる。
また,磁束遮蔽部材の駆動系に異常が生じて磁束遮蔽部材が回動自在になった場合には,その磁束遮蔽部材が自重によって回動することが考えられるが,従来,その回動後の磁束遮蔽部材の位置は特に意図をもって定められたものではない。そのため,磁束遮蔽部材が自重で回動した後,磁束遮蔽部材によって被加熱部材の加熱対象領域がどのように調整されるかが特定されていないため,場合によっては被加熱部材に過熱が生じるおそれがある。
従って,本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり,その目的とするところは,回動位置によって磁束の遮蔽幅が異なる磁束遮蔽部材が回動自在になったときに,被加熱部材の全幅の誘導加熱が強制的に阻止される定着装置及び画像形成装置を提供することにある。
However, an abnormality such as a gear breakage occurs in a drive system such as a drive motor for rotating the magnetic flux shield member or a transmission mechanism for transmitting the drive force of the drive motor, and the magnetic flux shield member is rotated. If it cannot be moved, the heated member may be overheated depending on the position of the magnetic flux shielding member at that time.
For example, in a state where the magnetic flux shielding member is rotated to a position where the A3 size width is set as the heating target region and printing is performed using B5 size paper, the magnetic flux shielding member is set to the B5 size width. It is necessary to rotate to a position to be a heating target area. However, at this time, the magnetic flux shielding member cannot be rotated due to an abnormality in the drive system of the magnetic flux shielding member, and if the magnetic flux shielding member is maintained at a position where the width of the A3 size is the heating target area, In the paper printing process, induction heating is continuously performed with the A3 size width as the heating target area, and thus overheating occurs in the non-sheet passing area.
In addition, when an abnormality occurs in the drive system of the magnetic flux shielding member and the magnetic flux shielding member becomes rotatable, the magnetic flux shielding member may be rotated by its own weight. The position of the magnetic flux shielding member is not particularly determined with intention. For this reason, after the magnetic flux shielding member is rotated by its own weight, it is not specified how the heating target area of the heated member is adjusted by the magnetic flux shielding member, and in some cases, the heated member may be overheated. There is.
Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is that when a magnetic flux shielding member having a different magnetic flux shielding width depending on the rotational position becomes rotatable, the heated member An object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus in which full width induction heating is forcibly prevented.
上記目的を達成するために本発明は,被加熱部材を誘導加熱するための磁束を発生させる誘導コイルと,前記誘導コイル及び前記被加熱部材の間の磁束の経路上に介在する部位により該磁束の経路を遮蔽する遮蔽幅が異なる磁束遮蔽部材と,所定の駆動手段で前記磁束遮蔽部材を回動させて前記磁束の経路上に介在する前記磁束遮蔽部材の部位を変更することにより前記磁束の経路の幅を変更する磁束幅変更手段とを備えてなる定着装置であって,前記磁束遮蔽部材に,前記磁束の経路の遮蔽幅が前記被加熱部材の全幅である全幅遮蔽部が少なくとも設けられてなり,前記磁束遮蔽部材が回動自在となった場合に,該磁束遮蔽部材が前記誘導コイル及び前記被加熱部材の間における磁束の経路上に前記全幅遮蔽部が介在するまで自重で回動するように,前記磁束遮蔽部材の重心位置及び前記磁束遮蔽部材における前記全幅遮蔽部の位置が定められてなることを特徴とする定着装置として構成される。
本発明によれば,前記磁束遮蔽部材が回動自在になった場合には,前記全幅遮蔽部が前記誘導コイル及び前記被加熱部材の間における磁束の経路上に介在する位置まで前記磁束遮蔽部材が自重によって回動して,該全幅遮蔽部によって前記被加熱部材の全幅に対する磁束の作用が強制的に阻止されることになる。そのため,例えば前記所定の駆動手段に異常が生じて前記磁束遮蔽部材が回動自在になった場合に,前記被加熱部材の過熱(異常加熱)を防止することができる。また,後述するように異常発生時に前記磁束遮蔽部材を強制的に回動自在な状態にすることにより,前記被加熱部材の誘導加熱を強制的に阻止することも可能となる。
In order to achieve the above object, the present invention provides an induction coil for generating a magnetic flux for induction heating of a heated member, and a portion interposed on a magnetic flux path between the induction coil and the heated member. A magnetic flux shielding member having a different shielding width for shielding the path of the magnetic flux, and rotating the magnetic flux shielding member by a predetermined driving means to change a portion of the magnetic flux shielding member interposed on the magnetic flux path. A fixing device comprising a magnetic flux width changing means for changing the width of the path, wherein the magnetic flux shielding member is provided with at least a full width shielding portion in which the shielding width of the magnetic flux path is the full width of the heated member. When the magnetic flux shielding member becomes rotatable, the magnetic flux shielding member rotates by its own weight until the full width shielding portion is interposed on the magnetic flux path between the induction coil and the heated member. You As configured as a fixing device, characterized in that the position of the full width shielding portion at the center of gravity position and the magnetic flux shielding member of the magnetic flux shielding member are thus determined.
According to the present invention, when the magnetic flux shielding member becomes rotatable, the magnetic flux shielding member reaches a position where the full width shielding portion is interposed on the magnetic flux path between the induction coil and the heated member. Is rotated by its own weight, and the action of the magnetic flux on the full width of the heated member is forcibly blocked by the full width shielding portion. Therefore, for example, when an abnormality occurs in the predetermined driving means and the magnetic flux shielding member becomes rotatable, overheating (abnormal heating) of the heated member can be prevented. In addition, as will be described later, it is possible to forcibly prevent induction heating of the member to be heated by forcibly turning the magnetic flux shielding member when an abnormality occurs.
具体的には,前記誘導コイル及び前記磁束遮蔽部材が,前記被加熱部材の鉛直上方向に配置されてなり,前記磁束遮蔽部材が,該磁束遮蔽部材の回動中心と前記全幅遮蔽部との間に重心が位置するように偏心されたものであることが考えられる。これにより,前記磁束遮蔽部材が回動自在となった場合には,前記磁束遮蔽部材が自重によって回動して前記全幅遮蔽部が鉛直下方向に位置して前記誘導コイル及び前記被加熱部材の間における磁束の経路上に介在することになるため,該被加熱部材の全幅の誘導加熱を阻止することができる。
また,前記磁束遮蔽部材は,前記誘導コイル及び前記被加熱部材の間に磁気回路を形成する磁性体コアと,該磁性体コアの外周面上に設けられ,前記誘導コイル及び前記被加熱部材の間の磁束の経路上に介在する部位により該磁束の経路を遮蔽する遮蔽幅が異なる磁束遮蔽板とを含んでなることが考えられる。このような構成では,例えば前記磁性体コアの内部に中空部を設けることにより前記磁束遮蔽部材の重心を偏心させることが可能である。また,前記磁性体コアの一方又は両方の側端部に設けられた重りにより前記磁束遮蔽部材の重心を偏心させることも可能である。
Specifically, the induction coil and the magnetic flux shielding member are arranged vertically above the heated member, and the magnetic flux shielding member is formed between the rotation center of the magnetic flux shielding member and the full width shielding portion. It is conceivable that the center of gravity is eccentric so that it is located between them. As a result, when the magnetic flux shielding member becomes rotatable, the magnetic flux shielding member is rotated by its own weight, and the full width shielding portion is positioned vertically downward so that the induction coil and the heated member Therefore, induction heating of the full width of the member to be heated can be prevented.
The magnetic flux shielding member is provided on a magnetic core that forms a magnetic circuit between the induction coil and the heated member, and an outer peripheral surface of the magnetic core. It is conceivable to include a magnetic flux shielding plate having a different shielding width for shielding the magnetic flux path by a portion interposed on the magnetic flux path therebetween. In such a configuration, for example, the center of gravity of the magnetic flux shielding member can be decentered by providing a hollow portion inside the magnetic core. Further, the center of gravity of the magnetic flux shielding member can be decentered by weights provided at one or both side end portions of the magnetic core.
さらに,前記所定の駆動手段によって回動された後の位置で前記磁束遮蔽部材を保持する保持手段と,当該定着装置及び/又は当該定着装置が搭載された画像形成装置において予め定められた異常が発生したことを条件に,前記保持手段による前記磁束遮蔽部材の保持を解除して前記磁束遮蔽部材を回動自在な状態にする保持解除手段とを更に備えてなることが考えられる。これにより,前記異常が発生した場合には,前記全幅遮蔽部によって前記被加熱部材への磁束が遮蔽され,該被加熱部材の誘導加熱が強制的に阻止される。
ところで,本発明は,前記のように構成された定着装置を備えてなる画像形成装置の発明として捉えてもよい。
Further, there is a predetermined abnormality in the holding unit that holds the magnetic flux shielding member in a position after being rotated by the predetermined driving unit, and the fixing device and / or the image forming apparatus in which the fixing device is mounted. It is conceivable that it further comprises holding release means for releasing the holding of the magnetic flux shielding member by the holding means so that the magnetic flux shielding member can be rotated on the condition that it has occurred. Thereby, when the abnormality occurs, the magnetic flux to the member to be heated is shielded by the full width shielding portion, and induction heating of the member to be heated is forcibly blocked.
By the way, the present invention may be understood as an invention of an image forming apparatus including the fixing device configured as described above.
本発明によれば,前記磁束遮蔽部材が回動自在になった場合には,前記全幅遮蔽部が前記誘導コイル及び前記被加熱部材の間における磁束の経路上に介在する位置まで前記磁束遮蔽部材が自重によって回動して,該全幅遮蔽部によって前記被加熱部材の全幅に対する磁束の作用が強制的に阻止されることになる。そのため,例えば前記所定の駆動手段に異常が生じて前記磁束遮蔽部材が回動自在になった場合に,前記被加熱部材の過熱(異常加熱)を防止することができる。
また,前記定着装置や前記画像形成装置における異常発生時に前記磁束遮蔽部材を強制的に回動自在な状態にすることにより,前記被加熱部材の誘導加熱を強制的に阻止することも可能である。
According to the present invention, when the magnetic flux shielding member becomes rotatable, the magnetic flux shielding member reaches a position where the full width shielding portion is interposed on the magnetic flux path between the induction coil and the heated member. Is rotated by its own weight, and the action of the magnetic flux on the full width of the heated member is forcibly blocked by the full width shielding portion. Therefore, for example, when an abnormality occurs in the predetermined driving means and the magnetic flux shielding member becomes rotatable, overheating (abnormal heating) of the heated member can be prevented.
It is also possible to forcibly prevent induction heating of the heated member by forcibly turning the magnetic flux shielding member when an abnormality occurs in the fixing device or the image forming apparatus. .
以下添付図面を参照しながら,本発明の実施の形態について説明し,本発明の理解に供する。なお,以下の実施の形態は,本発明を具体化した一例であって,本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに,図1は本発明の実施の形態に係る複写機Xの概略構成を示すブロック図,図2は本発明の実施の形態に係る定着装置5の概略構成を示す模式図,図3は本発明の実施の形態に係る定着装置5に設けられたセンターコア55の構造を説明するための模式図である。
まず,図1を用いて,本発明の実施の形態に係る複写機Xの概略構成について説明する。
図1に示すように,本発明の実施の形態に係る複写機Xは,操作表示部1,画像読取部2,画像処理部3,画像形成部4,定着装置5,及び制御部6などを備えて概略構成されている。前記複写機Xは,他にも一般的な電子写真方式の複写機が有する各種の構成要素を有しているが,それらについては従来と異なるところがないため,ここでは説明を省略する。なお,本発明は当該複写機Xに限られず,例えばプリンタ装置,ファクシミリ装置,これらの機能やスキャナ機能を有する複合機などの電子写真方式の画像形成装置にも適用可能である。
前記制御部6は,CPU及びROM,RAM等の周辺装置を有してなり,前記ROMに格納された所定のプログラムに従った処理を前記RAMに展開しながら実行することにより当該複写機Xを統括的に制御する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that the present invention can be understood. The following embodiment is an example embodying the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a copying machine X according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a fixing device 5 according to the embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the structure of a
First, a schematic configuration of the copying machine X according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, a copying machine X according to an embodiment of the present invention includes an operation display unit 1, an
The
前記操作表示部1は,前記制御部6からの指示に応じて各種の情報の表示を行う液晶ディスプレイや,前記制御部6への操作入力を行うためのタッチパネルなどを有している。
前記画像読取部2は,原稿台やADF(自動搬送装置)にセットされた原稿の画像を読み取るものであって,該画像読取部2で読み取られた画像データは前記画像処理部3に入力される。
前記画像処理部3は,前記画像読取部2で読み取られた原稿の画像データや,LAN等の通信網を介して図外の情報処理装置から入力された原稿の画像データなどに対して各種の画像処理を施すものである。前記画像処理部3で画像処理が施された後の画像データは,前記画像形成部4に入力される。
前記画像形成部4は,感光体ドラムや帯電器,現像装置,LSUなどを有してなり,前記画像処理部3から入力された原稿の画像データに基づいて用紙にトナー像(現像剤)を形成するものである。
前記定着装置5は,前記画像形成部4によってトナー像が形成された用紙にそのトナー像を溶融定着させる。本発明の実施の形態に係る前記複写機Xは,前記定着装置5に関する構成及び動作に特徴を有しており,以下,この点について詳説する。
The operation display unit 1 includes a liquid crystal display that displays various types of information according to instructions from the
The
The image processing unit 3 performs various operations on image data of a document read by the
The image forming unit 4 includes a photosensitive drum, a charger, a developing device, an LSU, and the like. A toner image (developer) is applied to a sheet based on image data of a document input from the image processing unit 3. To form.
The fixing device 5 melts and fixes the toner image on the paper on which the toner image is formed by the image forming unit 4. The copying machine X according to the embodiment of the present invention is characterized by the configuration and operation related to the fixing device 5 and will be described in detail below.
図2に示すように,前記定着装置5は,前記画像形成部4においてトナー像が転写された後,用紙搬送路50上に搬送される用紙を圧接しながら回転する定着ローラ51及び加圧ローラ51aと,前記定着ローラ51との間に張架された定着ベルト52を介して該定着ローラ51から伝達される駆動力によって回転駆動される加熱ローラ53(被加熱部材の一例)と,前記加熱ローラ53を誘導加熱するための磁束を発生させる誘導コイル54と,前記誘導コイル54及び前記加熱ローラ53の間に磁気回路(図2の太線矢印参照)を形成するセンターコア55(磁性体コアの一例)及び外部コア56とを有している。
前記定着ローラ51は,不図示のステッピングモータなどの駆動手段に連結されており,該駆動手段によって回転駆動される。前記定着ローラ51が回転駆動されると,その駆動力によって前記定着ベルト52が走行し,該定着ベルト52から伝達される駆動力によって前記加熱ローラ53が回転する。
前記加熱ローラ53は,鉄や整磁合金などの磁性材料で形成されたものである。そして,前記加熱ローラ53の鉛直上方向には,前記誘導コイル54及び前記センターコア55が配置されている。
As shown in FIG. 2, the fixing device 5 includes a fixing
The fixing
The
前記誘導コイル54は,前記加熱ローラ53の幅方向である回転軸方向(図2における奥行き方向)に巻かれたものであって,該加熱ローラ53の長手方向の幅(最大通紙幅と略同じ幅)と略同じ幅に形成されている。
前記センターコア55及び前記外部コア56は,フェライトなどの強磁性材料から構成されたものであって,前記誘導コイル54と同様に前記加熱ローラ53の長手方向の幅と略同じ幅に形成されている。
ここで,前記センターコア55は,前記誘導コイル54の中空部を介して前記加熱ローラ53に対向配置された円筒状のローラ部材であって,前記外部コア56と前記加熱ローラ53との間に磁気回路を形成する。また,前記外部コア56は,図2に示すように,前記加熱ローラ53及び前記センターコア55の両側部を囲むコの字状,逆コの字状の一対の磁性体コアから構成されており,前記加熱ローラ53及び前記センターコア55の間に前記誘導コイル54の外部を通過する磁気回路を形成する。このように,前記定着装置5では,前記センターコア55及び前記外部コア56によって,前記誘導コイル54及び前記加熱ローラ53の間に磁気回路(図2の太線矢印参照)が形成されている。
なお,前記外部コア56は,前記加熱ローラ53及び前記センターコア55の長手方向の全幅に亘って連続的に形成されたものに限られず,例えば前記加熱ローラ53及び前記センターコア55の長手方向の全幅に亘って所定間隔毎に配置された複数の板状コアを有するものであってもよい。
The
The
Here, the
The
前記定着装置5では,前記誘導コイル54への電力供給により該誘導コイル54で発生した磁束が,前記センターコア55及び前記外部コア56によって前記加熱ローラ53に導かれ,該加熱ローラ53の表面に渦電流(誘導電流)が発生することによって該加熱ローラ53が加熱される。
そして,前記加熱ローラ53が加熱されると,前記加熱ローラ53から該加熱ローラ53に熱的に結合された前記定着ベルト52への熱伝導によって該定着ベルト52が加熱される。これにより,前記定着ベルト52に接触する用紙では,該用紙に付着したトナーが溶融定着される。なお,前記定着ベルト52が磁性部材から構成され,該定着ベルト52が前記誘導コイル54からの磁束によって直接加熱される構成も考えられる。また,前記加熱ローラ53や前記定着ベルト52を有さず,前記定着ローラ51を前記誘導コイル54からの磁束によって直接誘導加熱するように構成することも考えられる。これらの場合には,加熱対象となる前記定着ベルト52や前記定着ローラ51が被加熱部材に相当する。
In the fixing device 5, the magnetic flux generated in the
When the
また,前記定着装置5には,前記加熱ローラ53の加熱対象領域を変更するための構成が採用されている。
ここに,図3(a)〜(c)は,前記センターコア55の回転位置と前記加熱ローラ53の加熱対象領域との関係を説明するための要部模式図であって,右側の図は前記センターコア55を正面から見た図,左側の図は前記センターコア55を左側方から見た図である。また,図3においては下方向が前記加熱ローラ53との対向部である。
図3に示すように,前記センターコア55の外周面55aには,前記加熱ローラ53の長手方向における幅が複数段階に変化する形状を成す磁束遮蔽板60が設けられている。前記磁束遮蔽板60は,磁束を遮蔽する銀箔や銅箔,アルミニウム箔などであって,前記誘導コイル54及び前記加熱ローラ53の間の磁束の経路上に介在する部位により該磁束の経路を遮蔽する遮蔽幅が異なるものである。
Further, the fixing device 5 employs a configuration for changing the heating target area of the
Here, FIGS. 3A to 3C are schematic views of the main part for explaining the relationship between the rotational position of the
As shown in FIG. 3, the outer
具体的に,前記磁束遮蔽板60は,図3(a)に示すように,前記センターコア55の全幅の領域に対応する遮蔽部D1(全幅遮蔽部に相当),A4横(A4の短辺)の幅を除く領域に対応する遮蔽部D2,B5縦(A3の長辺)の幅を除く領域に対応する遮蔽部D3を有している。また,前記磁束遮蔽板60は,前記センターコア55の外周面55aに,前記加熱ローラ53の全幅であるA3横(A3の短辺)の幅に対応する非遮蔽部D0を,該磁束遮蔽板60によって遮蔽されない領域として残すように該外周面55aに貼り付けられている。
従って,前記定着装置5では,前記誘導コイル54及び前記加熱ローラ53の間の磁束の経路上に介在する前記センターコア55の部位が前記遮蔽部D1〜D3又は前記非遮蔽部D0のいずれであるかによって,該磁束の経路が遮蔽される遮蔽幅が異なる。ここに,本実施の形態では,前記センターコア55及び前記磁束遮蔽板60を磁束遮蔽部材の一例として考える。
Specifically, as shown in FIG. 3A, the magnetic
Therefore, in the fixing device 5, the part of the
例えば,図3(a)に示されているように,前記遮蔽部D1が前記加熱ローラ53との対向位置(図3(a)の下方向)に介在している場合には,前記誘導コイル54及び前記加熱ローラ53の間の磁束の経路の遮蔽幅が前記加熱ローラ53の全幅となり,前記加熱ローラ53全体が加熱されないことになる。
一方,図3(b)に示されているように前記遮蔽部D3が前記加熱ローラ53との対向位置(図3(b)の下方向)に介在している場合には,前記加熱ローラ53の加熱対象領域がB5縦サイズの幅となり,図3(c)に示されているように前記非遮蔽部D0が前記加熱ローラ53との対向位置(図3(c)の下方向)に介在している場合には,前記加熱ローラ53の加熱対象領域がA3横サイズの幅となる。
For example, as shown in FIG. 3A, when the shielding part D1 is interposed at a position facing the heating roller 53 (downward in FIG. 3A), the induction coil The shield width of the magnetic flux path between 54 and the
On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the shielding portion D3 is interposed at a position facing the heating roller 53 (downward in FIG. 3B), the
なお,前記磁束遮蔽板60は,さらに多段階の遮蔽部を有するものであってもよく,用紙サイズごとに限らず任意のサイズ毎に対応する遮蔽部を有するものであってもよい。さらに,前記磁束遮蔽板60は,前記センターコア55から前記加熱ローラ53への磁束の経路の遮蔽幅を,該センターコア55の回動位置に応じて連続的に変化させるための斜辺を有してなることも考えられる。
また,本実施の形態では,前記定着ベルト52の幅方向の中心部に用紙の中心部が沿うように該用紙が搬送される構成を前提として説明するが,もちろん前記定着ベルト52の幅方向の一端部に用紙の一端部が沿うように該用紙が搬送される構成にも適用可能である。この場合,前記磁束遮蔽板60で遮蔽される領域をその一端部に合わせるように該磁束遮蔽板60を形成すればよい。
さらに,前記磁束遮蔽板60を前記センターコア55と独立して回動させることのできる構成も他の実施例として考えられ,この場合には,該磁束遮蔽板60が磁束遮蔽部材に相当する。
The magnetic
In this embodiment, the description will be made on the assumption that the sheet is conveyed so that the center of the sheet is aligned with the center of the fixing
Furthermore, a configuration in which the magnetic
そして,前記センターコア55は,該センターコア55を前記加熱ローラ53と独立して回転駆動させるコア回転機構(不図示)によって回転可能に支持されている。
前記コア回転機構は,前記センターコア55を回動自在に支持する回転軸やギアなどの伝達系と,該伝達系に駆動力を与えて前記センターコア55を回動させるためのステッピングモータやサーボモータなどの駆動モータと,前記駆動モータ及び前記伝達系の連結の有無を切り換える連結切換機構とを備えている。なお,前記駆動モータの駆動の有無や駆動量,前記連結切換機構の動作は,前記制御部6などによって制御される。
ここで,前記コア回転機構では,前記連結切換機構によって前記駆動モータと前記伝達系とが連結されている場合には,前記センターコア55が,前記駆動モータによって回動された後の位置で該駆動モータの保持力によって保持される。ここに,前記センターコア55をその回動位置で保持する保持力を発揮するときの前記駆動モータが保持手段の一例である。一方,前記連結切換機構によって前記駆動モータと前記伝達系との連結が解除されている場合には,前記駆動モータによる前記センターコア55の保持が解除され,該センターコア55が回動自在な状態となる。
例えば,前記連結切換機構は,通電時には前記駆動モータ及び前記センターコア55を連結して前記駆動モータから前記センターコア55への駆動力の伝達を有効とし,非通電時には前記駆動モータ及び前記センターコア55を連結を解除して前記駆動モータから前記センターコア55への駆動力の伝達を遮断するクラッチやソレノイドなどを用いた機構であることが考えられる。
The
The core rotation mechanism includes a transmission system such as a rotation shaft and a gear that rotatably supports the
Here, in the core rotation mechanism, when the drive motor and the transmission system are connected by the connection switching mechanism, the
For example, the connection switching mechanism connects the drive motor and the
このように構成された前記定着装置5では,前記制御部6によって前記駆動モータを制御して前記センターコア55を回動させ,前記誘導コイル54から前記加熱ローラ53への磁束の経路上に介在する前記センターコア55の部位を前記非遮蔽部D0や前記遮蔽部D1〜D3のいずれかに変更することにより,該加熱ローラ53に作用する磁束の経路の幅を変更することができる。ここに,係る磁束幅変更処理を実行するときの前記制御部6が磁束幅変更手段に相当する。
例えば,前記複写機Xにおいて,前記制御部6は,画像形成が行われる用紙のサイズに応じて前記センターコア55を回動させ,前記加熱ローラ53の加熱対象領域をその用紙サイズに合わせることにより,該加熱ローラ53における非通紙領域に対応する領域の過熱を防止する。
しかしながら,前述したように,前記定着装置5において前記コア回転機構における前記駆動モータや前記連結切換機構などに異常が発生したときには,前記センターコア55の回動を制御することができなくなるため,前記加熱ローラ53の過熱が生じるおそれがある。
このとき,前記コア回転機構に生じた異常が,例えば前記連結切換機構による前記駆動モータと前記伝達系との連結が解除されるものであれば,該駆動モータの保持力による前記センターコア55の回動位置の保持が解除され,該センターコア55が回動自在な状態となる。
そこで,本発明の実施の形態では,前記センターコア55が回動自在となった場合に,該センターコア55が前記誘導コイル54及び前記加熱ローラ53の間における磁束の経路上に前記遮蔽部D1が介在するまで自重で回動するように,前記センターコア55の重心位置及び前記センターコア55における前記遮蔽部D1の位置を定めている。以下,具体例について説明する。
In the fixing device 5 configured as described above, the
For example, in the copying machine X, the
However, as described above, the rotation of the
At this time, if the abnormality occurring in the core rotation mechanism is, for example, that the connection between the drive motor and the transmission system by the connection switching mechanism is released, the
Therefore, in the embodiment of the present invention, when the
図3に示すように,前記センターコア55には,該センターコア55の回転中心55c(センターコア55の円中心)から前記磁束遮蔽板60の遮蔽部D1とは反対側に向けて形成された半円形状(D字状)の中空部55bが設けられている。前記中空部55bは,前記センターコア55の長手方向の全域に亘って形成されている。これにより,前記センターコア55は,前記回転中心55cと前記磁束遮蔽板60の遮蔽部D1との間に重心55gが位置するように偏心される。なお,前記中空部55bの形状は,前記センターコア55の重心55gを前記のように定めることができれば特に他の形状であってもよい。
このように,前記センターコア55に中空部55bを形成すれば,磁束が通過する前記センターコア55の外周表面の形状を変形させることなく,前記センターコア55の重心55gを偏心させることができる。なお,前記中空部55bは,例えば前記センターコア55に連結されるDカットの回転軸を貫挿する貫挿口として用いてもよい。
As shown in FIG. 3, the
Thus, if the
そして,このように構成された前記定着装置5では,例えば図3(b)や図3(c)に示すように前記センターコア55の重心55gが鉛直下方向に位置していない状態で,前記コア回転機構に異常が生じて前記センターコア55が回動自在になると,該センターコア55は,前記回転中心55cと前記重心55gとが離れていることによって生じる回転力(図3(b),(c)における矢印方向の回転力)によって,該重心55gが鉛直下方向に位置するまで回転することになる。
即ち,前記センターコア55は,前記誘導コイル54及び前記加熱ローラ53の間における磁束の経路上に前記遮蔽部D1が介在するまで自重で回動する。
従って,前記加熱ローラ53の全幅に作用するはずの磁束が前記遮蔽部D1によって遮蔽されることになるため,該加熱ローラ53の誘導加熱が強制的に阻止され,該加熱ローラ53の過熱を防止することができる。
In the fixing device 5 configured as described above, for example, as shown in FIGS. 3B and 3C, the center of
That is, the
Accordingly, since the magnetic flux that should act on the entire width of the
また,ここでは,前記コア回転機構に生じた異常によって前記センターコア55が回動自在になる場合における前記加熱ローラ53の過熱防止について説明したが,本願発明は,例えば前記センターコア55のホームポジションを定めるためにも好適である。
例えば,前記制御部6が,前記加熱ローラ53の誘導加熱を行うときだけ前記連結切換機構に通電し,該誘導加熱の終了後や該誘導加熱が行われていない場合には前記連結切換機構への通電を停止させることが考えられる。これにより,前記加熱ローラ53の誘導加熱時には前記センターコア55の回動位置が保持されるが,該誘導加熱の終了後や該誘導加熱が行われていない場合には,前記センターコア55の回動位置の保持が解除されて該センターコア55が回動自在になり上述のように前記遮蔽部D1が鉛直下方向に位置するまで自重で回動することになる。
従って,次に前記加熱ローラ53の誘導加熱を開始する際には,前記センターコア55が必ず前記遮蔽部D1が鉛直下方向に位置する状態にあるため,その位置をホームポジションとして捉えることにより,その誘導加熱の開始時に前記センターコア55の位置を検出する処理やそのためのセンサ配置を省略することができる。また,常に同じ位置から前記センターコア55の回動を開始することができるため,予め設定されたホームポジションに一度戻してから所定の位置に移動させるような構成に比べて,誘導加熱の開始までに要する時間を短縮することもできる。
Further, here, the prevention of overheating of the
For example, the
Therefore, when the induction heating of the
ところで,前記複写機Xでは,前記連結切換機構による前記駆動モータと前記伝達系との連結を意図的に遮断して前記センターコア55を回動自在にすれば,該センターコア55を自重によって回動させて前記加熱ローラ53の全幅における誘導加熱を強制的に阻止することが可能である。
そこで,前記複写機Xや前記定着装置5で発生する予め定められた異常が予め定められた異常が発生したことを条件に,前記駆動モータによる前記センターコア55の保持を解除して前記センターコア55を回動自在な状態にすることが考えられる。例えば,前記異常は,前記複写機Xに設けられた前記画像形成部4や前記定着装置5のメンテナンスを行うためのメンテナンス扉が開かれたことや,前記定着装置5における前記加熱ローラ53の高温異常などであることが考えられる。以下では,後者の場合を例に挙げて説明する。なお,前者の場合には,前記メンテナンス扉の開閉と後述するリレー接点78のOFF/ONとを連動させればよい。
By the way, in the copying machine X, if the connection between the drive motor and the transmission system by the connection switching mechanism is intentionally cut off to make the
Therefore, on the condition that a predetermined abnormality that has occurred in the copying machine X or the fixing device 5 has occurred, the holding of the
ここに,図4は,前記定着装置5に設けられた加熱制御部7の一例を説明するためのブロック図である。
図4に示すように,前記加熱制御部7は,CPU71,IGBTゲート駆動回路72,ゲート電源制御回路73,IGBT74,定着高温検知回路75,リレーコイル76,リレー接点77,78,サーミスタ79,ロータリーエンコーダ80などを含む制御回路である。
前記加熱制御部7では,前記CPU71が不図示のROMやRAMなどに記憶された制御プログラムや各種のパラメータに基づいて所定の制御処理(演算処理)を実行することによって,前記各構成部品が制御される。なお,前記CPU71は,前記制御部6からの制御指示に基づいて当該定着装置5における加熱動作を制御する。また,前記CPU71の処理機能が前記制御部6によって達成され,該CPU71が省略される構成であってもよい。
FIG. 4 is a block diagram for explaining an example of the heating control unit 7 provided in the fixing device 5.
As shown in FIG. 4, the heating control unit 7 includes a
In the heating control unit 7, the
前記ロータリーエンコーダ80は,前記加熱ローラ53の回転軸に装着されて該加熱ローラ53と同期して回転するエンコーダと,該エンコーダに形成されたスリット各々の検出に応じてパルス信号を出力するフォトインタラプタとを有しており,前記加熱ローラ53の回転の有無を検出する。前記ロータリーエンコーダ80による検出結果は,前記CPU71及び前記ゲート電源制御回路73に入力される。
そして,前記CPU71は,例えば所定の駆動手段によって前記定着ローラ51を回転させるための制御を行っているときに,前記ロータリーエンコーダ80によって前記加熱ローラ53の停止が検出された場合,該定着ローラ51から前記加熱ローラ53への駆動力の伝達系統に異常が生じていると判断する。このとき,前記CPU71は,前記操作表示部1にその旨を表示する処理や,前記IGBTゲート駆動回路72に対するスイッチング信号の入力を停止する処理などを実行する。
The
For example, when the
一方,前記IGBTゲート駆動回路72は,トランジスタやFET,IGBTなどであって,前記CPU71から前記IGBT74へのスイッチング信号の入力の有無を切り換える。前記IGBT74は,図外の一次電源から供給される直流電圧の前記誘導コイル54への供給の有無を,前記CPU71から入力されるスイッチング信号に従って切り換えるスイッチング動作を行うスイッチング手段である。なお,前記IGBT74に換えてトランジスタやFRTを用いてもよい。
前記ゲート電源制御回路73は,前記ロータリーエンコーダ80から入力される検出結果に応じて,所定の電源から前記IGBTゲート駆動回路72への電源供給経路の確立/遮断を切り換えることにより,該IGBTゲート駆動回路72による前記IGBT74へのスイッチング信号の入力の有無を切り換える。具体的に,前記ゲート電源制御回路73は,前記ロータリーエンコーダ80によって前記加熱ローラ53の停止が検出されたことを条件に,前記IGBTゲート駆動回路72への電源供給経路を遮断することにより,該IGBTゲート駆動回路72による前記IGBT74へのスイッチング信号の入力を停止させる。
従って,前記定着装置5では,何らかの異常によって前記加熱ローラ53が停止している場合,前記IGBTゲート駆動回路72から前記IGBT74へのスイッチング信号の入力が停止され,前記誘導コイル54への電力供給が遮断されることにより,前記加熱ローラ53の局所的な異常加熱が防止される。
On the other hand, the IGBT
The gate power
Therefore, in the fixing device 5, when the
また,前記サーミスタ79は,前記加熱ローラ53の外周表面に感熱部を接触させて該加熱ローラ53の温度を検出する接触式温度センサであって,検出温度を前記CPU71及び前記定着高温検知回路75に入力する。前記CPU71では,前記サーミスタ79による検出温度に基づいて前記IGBT74に出力するスイッチング信号を制御することにより前記定着ベルト52の温度を所定の定着温度に維持する定着温度制御が実行される。
一方,前記定着高温検知回路75は,前記サーミスタ79によって検出された前記加熱ローラ53の温度が,予め設定された上限設定温度以上に達しているか否かを判断し,該上限設定温度以上に達していることを条件に,前記リレーコイル76への通電の有無を制御する。なお,前記上限設定温度は,前記加熱ローラ53の異常加熱状態を検知するための温度として予め設定されるものである。
そして,前記リレーコイル76は,前記定着高温検知回路75によって制御される通電の有無に応じて,図外の一次電源から前記IGBT74を経て前記誘導コイル54に続く電力供給経路上に設けられたリレー接点77や,前記連結切換機構に続く電力供給経路上に設けられたリレー接点78のON/OFFを切り換える。
The
On the other hand, the fixing high
The
具体的に,前記定着高温検知回路75は,前記加熱ローラ53の異常加熱発生時,前記リレーコイル76への通電を遮断することにより,前記誘導コイル54への通電を遮断して前記加熱ローラ53の誘導加熱を停止させる。
また,前記定着高温検知回路75は,前記加熱ローラ53の異常加熱発生時,前記連結切換機構への通電を遮断して前記駆動モータと前記伝達系との連結を解除させ,前記駆動モータによる前記センターコア55の保持を解除させることによって前記センターコア55を回動自在な状態にする。ここに,係る動作を行うときの前記定着高温検知回路75が保持解除手段に相当する。
これにより,前記センターコア55が,前記加熱ローラ53への磁束を全幅で遮蔽する位置まで,即ち前記遮蔽部D1が前記加熱ローラ53との対向部に位置するまで自重によって回動し,該加熱ローラ53の誘導加熱が阻止される。従って,例えば前記誘導コイル54への通電が遮断されない異常が発生した場合であっても,前記加熱ローラ53の異常加熱を防止することができ,当該定着装置5の安全性を高めることができる。もちろん,前記ロータリーエンコーダ80により前記加熱ローラ53の回転が停止した場合にも同様に,前記リレーコイル76への通電を遮断させて前記リレー接点78を切り換え,前記連結切換機構への通電を遮断することが考えられる。
Specifically, the fixing high
Further, when the
As a result, the
本実施例2では,前記センターコア55の他の構成例について説明する。なお,ここで説明する構成の他,前記センターコア55の外周形状によって重心55gを偏心させることや,前記磁束遮蔽板60の重みによって重心55gを偏心させることも他の実施例として考えられる。
ここに,図5は前記センターコア55の他の構成例であるセンターコア155を説明するための図である。なお,前記センターコア55と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
図5に示すように,前記センターコア155の両側端部には,その重心55gが回転中心55cと前記遮蔽部D1との間に位置して,該センターコア155が前記誘導コイル54及び前記加熱ローラ53の間における磁束の経路上に前記遮蔽部D1が介在するまで自重で回動するように,該センターコア155の重心55gを偏心させるための重り55dが設けられている。前記重り55dは,前記センターコア155の両側端部において,該センターコア155の回転中心55cから前記遮蔽部D1側にずれた位置に設けられている。なお,前記重り55dは,前記センターコア155の一方の側端部だけに設けられたものであってもかまわない。また,前記重り55dの形状は特に限定されない。
In the second embodiment, another configuration example of the
FIG. 5 is a view for explaining a
As shown in FIG. 5, the center of
そして,このような構成では,前記実施の形態で説明した前記センターコア55を用いた場合と同様,図5(b)や図5(c)に示すように前記センターコア155の重心55gが鉛直下方向に位置していない状態で,前記コア回転機構に異常が生じて前記センターコア155が回動自在になると,該センターコア155は,前記回転中心55cと前記重心55gとが離れていることによって生じる回転力によって,該重心55gが鉛直下方向に位置するまで回転することになる。即ち,前記センターコア155は,前記誘導コイル54及び前記加熱ローラ53の間における磁束の経路上に前記遮蔽部D1が介在するまで自重で回動する。
従って,前記加熱ローラ53の全幅に作用するはずの磁束が前記遮蔽部D1によって遮蔽されるため,該加熱ローラ53の誘導加熱が強制的に阻止され,該加熱ローラ53の過熱を防止することができる。
In such a configuration, the center of
Accordingly, since the magnetic flux that should act on the entire width of the
1…操作表示部
2…画像読取部
3…画像処理部
4…画像形成部
5…定着装置
6…制御部
50…用紙搬送路
51…定着ローラ
51a…加圧ローラ
52…定着ベルト
53…加熱ローラ
54…誘導コイル
55,155…センターコア
55a…外周面
55b…中空部
55c…回転中心
55d…重り
55g…重心
56…外部コア
60…磁束遮蔽板
D0…非遮蔽部
D1〜D3…遮蔽部
X…複写機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (7)
前記磁束遮蔽部材に,前記磁束の経路の遮蔽幅が前記被加熱部材の全幅である全幅遮蔽部が少なくとも設けられてなり,
前記磁束遮蔽部材が回動自在となった場合に,該磁束遮蔽部材が前記誘導コイル及び前記被加熱部材の間における磁束の経路上に前記全幅遮蔽部が介在するまで自重で回動するように,前記磁束遮蔽部材の重心位置及び前記磁束遮蔽部材における前記全幅遮蔽部の位置が定められてなることを特徴とする定着装置。 A magnetic flux shield for generating a magnetic flux for inductively heating the member to be heated, and a shielding width for shielding the magnetic flux path depending on a portion interposed on the magnetic flux path between the induction coil and the member to be heated. And a magnetic flux width changing means for changing the width of the magnetic flux path by rotating the magnetic flux shielding member by a predetermined driving means to change a part of the magnetic flux shielding member interposed on the magnetic flux path. A fixing device comprising:
The magnetic flux shielding member is provided with at least a full width shielding portion in which the shielding width of the magnetic flux path is the full width of the heated member,
When the magnetic flux shielding member becomes rotatable, the magnetic flux shielding member is rotated by its own weight until the full width shielding portion is interposed on the magnetic flux path between the induction coil and the heated member. The fixing device is characterized in that the position of the center of gravity of the magnetic flux shielding member and the position of the full width shielding portion in the magnetic flux shielding member are determined.
前記磁束遮蔽部材が,該磁束遮蔽部材の回動中心と前記全幅遮蔽部との間に重心が位置するように偏心されたものである請求項1に記載の定着装置。 The induction coil and the magnetic flux shielding member are arranged vertically above the heated member,
The fixing device according to claim 1, wherein the magnetic flux shielding member is eccentric so that a center of gravity is located between a rotation center of the magnetic flux shielding member and the full width shielding portion.
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Cited By (1)
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JP2014178596A (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
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2008
- 2008-10-01 JP JP2008255979A patent/JP2010085806A/en active Pending
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