JP4469229B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置とそこに設置される定着装置とに関し、特に、電磁誘導加熱方式の定着装置及び画像形成装置に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof, and a fixing device installed therein, and more particularly to an electromagnetic induction heating type fixing device and an image forming apparatus. .
従来から、複写機、プリンタ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て、電磁誘導加熱方式の定着装置を用いたものが多く用いられている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in image forming apparatuses such as copying machines and printers, many use an electromagnetic induction heating type fixing device for the purpose of reducing the rise time of the apparatus and saving energy (for example, (See Patent Document 1).
特許文献1等において、電磁誘導加熱方式の定着装置は、支持ローラ(発熱ローラ)、定着補助ローラ(定着ローラ)、支持ローラと定着補助ローラとによって張架された定着ベルト、支持ローラに定着ベルトを介して対向する誘導加熱部、定着補助ローラに定着ベルトを介して対向する加圧ローラ、等で構成される。誘導加熱部は、幅方向(記録媒体の搬送方向に直交する方向である。)に延設されたコイル部(励磁コイル)や、コイル部に対向するコア等で構成される。 In Patent Document 1 and the like, an electromagnetic induction heating type fixing device includes a support roller (heating roller), a fixing auxiliary roller (fixing roller), a fixing belt stretched between the supporting roller and the fixing auxiliary roller, and a fixing belt on the supporting roller. An induction heating unit that faces the fixing auxiliary roller, a pressure roller that faces the fixing auxiliary roller via a fixing belt, and the like. The induction heating unit includes a coil unit (excitation coil) extending in the width direction (a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium), a core facing the coil unit, and the like.
そして、定着ベルトは、誘導加熱部との対向位置で加熱される。加熱された定着ベルトは、定着補助ローラ及び加圧ローラの位置に搬送される記録媒体上のトナー像を加熱して定着する。詳しくは、コイル部に高周波の交番電流を流すことで、コイル部の周囲に磁界が形成されて、支持ローラ表面に渦電流が生じる。支持ローラに渦電流が生じると、支持ローラ自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、支持ローラに巻装された定着ベルトが加熱される。なお、定着ベルト上の温度は、定着ベルトの内周面に当接する温度センサによって検知される。
このような電磁誘導加熱方式の定着装置は、少ないエネルギー消費で短い立ち上げ時間にて、定着ベルトの表面温度(定着温度)を所望の温度まで昇温できるものとして知られている。
The fixing belt is heated at a position facing the induction heating unit. The heated fixing belt heats and fixes the toner image on the recording medium conveyed to the positions of the auxiliary fixing roller and the pressure roller. Specifically, when a high-frequency alternating current is passed through the coil portion, a magnetic field is formed around the coil portion, and an eddy current is generated on the surface of the support roller. When an eddy current is generated in the support roller, Joule heat is generated by the electrical resistance of the support roller itself. The fixing belt wound around the support roller is heated by the Joule heat. Note that the temperature on the fixing belt is detected by a temperature sensor in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt.
Such an electromagnetic induction heating type fixing device is known as being capable of raising the surface temperature (fixing temperature) of the fixing belt to a desired temperature with a small energy consumption and a short start-up time.
一方、特許文献2等には、電磁誘導加熱方式の定着装置であって、誘導加熱部(磁束生成手段)に対向する発熱部材(定着ローラ)の外周面に無端ベルトを当接させる技術が開示されている。この技術は、誘導加熱部と発熱部材との間に無端ベルトを介在させることで、両部材間の距離を適正化するとともに定着ローラの損傷を防止することを目的としたものである。 On the other hand, Patent Document 2 and the like disclose a technique of an electromagnetic induction heating type fixing device in which an endless belt is brought into contact with an outer peripheral surface of a heat generating member (fixing roller) facing an induction heating unit (magnetic flux generating means). Has been. This technique aims at optimizing the distance between the two members and preventing damage to the fixing roller by interposing an endless belt between the induction heating unit and the heat generating member.
上述した従来の定着装置は、装置が突発的に駆動停止した場合に、定着ベルトの一部が過昇温することがあった。 In the conventional fixing device described above, when the device suddenly stops driving, a part of the fixing belt may overheat.
詳しくは、次の通りである。
画像形成装置内の搬送経路中に紙詰まり(ジャム)が発生した場合や、制御に異常が生じた場合等には、定着装置における駆動が突発的に停止される。このような場合には、誘導加熱部への通電が遮断されるまでの僅かな時間に、誘導加熱部に対向する定着ベルトの部分が瞬時に過昇温してしまう。これは、電磁誘導加熱方式による昇温時間が短いことによる。このように定着ベルトの一部に過昇温が生じると、定着ベルトや誘導加熱部のコイル部等の構成部材に熱的破損が生じることも考えられる。
Details are as follows.
When a paper jam (jam) occurs in the conveyance path in the image forming apparatus, or when an abnormality occurs in the control, the driving in the fixing device is suddenly stopped. In such a case, the portion of the fixing belt facing the induction heating unit instantaneously overheats in a short time until the energization to the induction heating unit is cut off. This is because the heating time by the electromagnetic induction heating method is short. As described above, when an excessive temperature rise occurs in a part of the fixing belt, it is conceivable that the structural members such as the fixing belt and the coil portion of the induction heating unit are thermally damaged.
このような問題を解決するために、定着ベルトや支持ローラの表面にサーモスタット等の温度センサを設置して、温度センサによって過昇温を検知する方策が考えられる。
ところが、温度センサを誘導加熱部近傍に設置すると、温度センサが誘導加熱部から発生される磁束によって誤作動してしまったり、温度センサ自体が電磁誘導によって過昇温して誤作動してしまったりする不具合が発生する。
これに対して、温度センサを誘導加熱部から離れた位置に設置すると、過昇温していない位置に温度センサを設置したことになり、誘導加熱部との対向位置における定着ベルトの過昇温を迅速に検知できなくなる。
In order to solve such a problem, it is conceivable to install a temperature sensor such as a thermostat on the surface of the fixing belt or the support roller and detect the excessive temperature rise by the temperature sensor.
However, if the temperature sensor is installed in the vicinity of the induction heating unit, the temperature sensor may malfunction due to the magnetic flux generated from the induction heating unit, or the temperature sensor itself may malfunction due to excessive heating due to electromagnetic induction. A malfunction occurs.
On the other hand, if the temperature sensor is installed at a position away from the induction heating unit, the temperature sensor is installed at a position where the temperature is not overheated. Cannot be detected quickly.
一方、上述の特許文献2等の技術は、誘導加熱部と発熱部材との間に無端ベルトを介在させることで両部材間の距離を適正化して、発熱部材の発熱量を安定化させるものである。したがって、上述の定着ベルトの過昇温を抑止する効果は期待できない。 On the other hand, the technique disclosed in Patent Document 2 described above stabilizes the amount of heat generated by the heating member by optimizing the distance between the two members by interposing an endless belt between the induction heating unit and the heating member. is there. Therefore, the effect of suppressing the excessive temperature increase of the fixing belt cannot be expected.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電磁誘導加熱方式の定着装置が突発的に駆動停止した場合等であっても、発熱部材が過昇温することのない、信頼性の高い定着装置及び画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and even if the electromagnetic induction heating type fixing device suddenly stops driving, the heating member does not overheat. Another object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus with high reliability.
この発明の請求項1記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を加熱して当該トナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、磁束を発生させる誘導加熱部と、前記誘導加熱部に対向するとともに前記磁束によって加熱される発熱部材と、前記発熱部材の駆動停止に連動して当該発熱部材に達する前記磁束を遮蔽する遮蔽部材と、を備えた定着装置において、前記発熱部材は、トナー像を溶融する定着部材であり、前記遮蔽部材は、前記誘導加熱部のコイル部を前記発熱部材に向けて開放する開口部と前記コイル部を覆う被包部とを有するベルト状部材であり、且つ、複数の支持部材間に時計回りと反時計回りの双方向に移動可能に張架され、前記遮蔽部材を前記被包部が前記コイル部を覆うように常時付勢する付勢手段と、前記発熱部材が回転駆動されているときは、該駆動力をギア列を介して伝達されて揺動するとともに、前記遮蔽部材を前記付勢手段の付勢力に抗して前記開口部が前記コイル部を開放する位置に移動させ、前記発熱部材の回転駆動が停止したときは、前記遮蔽部材から離間して前記付勢手段による前記遮蔽部材の、前記被包部が前記コイル部を覆う位置への戻り移動を許容する遮蔽部材駆動手段と、を備えているものである。 A fixing device according to a first aspect of the present invention is a fixing device that heats a toner image and fixes the toner image on a recording medium, and includes an induction heating unit that generates magnetic flux, and an induction heating unit. a heating member heated by said magnetic flux with opposite, a shielding member for shielding the magnetic flux to reach the heating member in conjunction with the drive stop of the heating member, in the constant Chakusochi provided with said heat generating member, A fixing member that melts a toner image, and the shielding member is a belt-like member that includes an opening that opens a coil portion of the induction heating portion toward the heating member, and a covering portion that covers the coil portion. And a biasing means which is stretched between a plurality of support members so as to be movable in both clockwise and counterclockwise directions, and constantly biases the shielding member so that the enveloping portion covers the coil portion. The heating member When being driven to rotate, the driving force is transmitted through a gear train to swing, and the opening portion opens the coil portion against the biasing force of the biasing means. When the rotational driving of the heat generating member is stopped, the shield member is moved away from the shield member and the energizing means moves the shield member back to the position where the enveloping portion covers the coil portion. And an allowable shielding member driving means .
また、請求項2記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1に記載の発明において、前記遮蔽部材は、銅又はアルミニウムからなるものである。 A fixing device according to a second aspect of the present invention is the fixing device according to the first aspect, wherein the shielding member is made of copper or aluminum .
また、請求項3記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記遮蔽部材は、接地されているものである。 A fixing device according to a third aspect of the present invention is the fixing device according to the first or second aspect, wherein the shielding member is grounded .
また、請求項4記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の発明において、前記定着部材は、周状に張架された定着ベルトであって、前記誘導加熱部は、前記定着ベルトの外周面に対向するように配設されたものである。 A fixing device according to a fourth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to third aspects, wherein the fixing member is a fixing belt stretched in a circumferential shape. The induction heating unit is disposed so as to face the outer peripheral surface of the fixing belt .
また、請求項5記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項4に記載の発明において、前記定着ベルトは、支持ローラと定着補助ローラとに張架され、前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing device according to the fourth aspect , the fixing belt is stretched between a support roller and a fixing auxiliary roller, and the fixing auxiliary roller is conveyed. It is disposed so as to abut against a pressure roller for pressing the recording medium via the fixing belt .
また、請求項6記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項5に記載の発明において、前記支持ローラは、前記誘導加熱部に対して前記定着ベルトを介して対向するように配設されたものである。 The fixing device according to a sixth aspect of the present invention is the fixing device according to the fifth aspect, wherein the support roller is disposed so as to face the induction heating unit via the fixing belt. Is.
また、請求項7記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の発明において、前記定着部材は、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接する定着ローラであって、前記誘導加熱部は、前記定着ローラの外周面又は内周面に対向するものである。 A fixing device according to a seventh aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to third aspects, wherein the fixing member is a pressure roller that presses the recording medium to be conveyed. The fixing roller abuts, wherein the induction heating unit is opposed to an outer peripheral surface or an inner peripheral surface of the fixing roller .
また、請求項8記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項1〜7のいずれか1つに記載の定着装置を備えたものである。 An image forming apparatus according to an eighth aspect of the invention includes the fixing device according to any one of the first to seventh aspects .
本発明は、電磁誘導加熱方式の定着装置であって、発熱部材の駆動停止に連動して発熱部材に達する磁束を遮蔽する遮蔽部材を設けている。これにより、定着装置が突発的に駆動停止した場合等であっても、発熱部材が過昇温することのない、信頼性の高い定着装置及び画像形成装置を提供することができる。 The present invention is an electromagnetic induction heating type fixing device, and is provided with a shielding member that shields magnetic flux reaching the heat generating member in conjunction with the stop of driving of the heat generating member. Accordingly, it is possible to provide a highly reliable fixing device and image forming apparatus in which the heat generating member does not overheat even when the fixing device is suddenly stopped.
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
実施の形態1.
図1〜図6にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1において、1は画像形成装置としてのレーザープリンタの装置本体、3は画像情報に基いた露光光Lを感光体ドラム18上に照射する露光部、4は装置本体1に着脱自在に設置される作像部としてのプロセスカートリッジ、7は感光体ドラム18上に形成されたトナー像を記録媒体Pに転写する転写部、10は出力画像が載置される排紙トレイ、11、12は転写紙等の記録媒体Pが収納された給紙部、13は記録媒体Pを転写部7に搬送するレジストローラ、15は手差し給紙部、18は像担持体としての感光体ドラム、20は記録媒体P上の未定着画像を定着する定着装置を示す。
Embodiment 1 FIG.
The first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, 1 is a main body of a laser printer as an image forming apparatus, 3 is an exposure unit that irradiates a
図1を参照して、画像形成装置における、通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、露光部3から、画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Lが、プロセスカートリッジ4の感光体ドラム18上に向けて発せられる。感光体ドラム18は図中の反時計方向に回転しており、所定の電子写真プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程)を経て、感光体ドラム18上に画像情報に対応したトナー像が形成される。
その後、感光体ドラム18上に形成されたトナー像は、転写部7で、レジストローラ13により搬送された記録媒体P上に転写される。
With reference to FIG. 1, an operation during normal image formation in the image forming apparatus will be described.
First, exposure light L such as laser light based on image information is emitted from the
Thereafter, the toner image formed on the
一方、転写部7に搬送される記録媒体Pは、次のように動作する。
まず、画像形成装置本体1の複数の給紙部11、12、15のうち、1つの給紙部が自動又は手動で選択される(例えば、最上段の給紙部11が選択されたものとする。)。そして、給紙部11に収納された記録媒体Pの最上方の1枚が、搬送経路Kの位置に向けて搬送される。その後、記録媒体Pは、搬送経路Kを通過してレジストローラ13の位置に達する。そして、レジストローラ13の位置に達した記録媒体Pは、感光体ドラム18上に形成されたトナー像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部7に向けて搬送される。
On the other hand, the recording medium P conveyed to the transfer unit 7 operates as follows.
First, one of the plurality of
そして、転写工程後の記録媒体Pは、転写部7の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置20に達する。定着装置20に達した記録媒体Pは、定着ベルトと加圧ローラとの間に送入されて、定着ベルトから受ける熱と加圧ローラから受ける圧力とによってトナー像が定着される。トナー像が定着された記録媒体Pは、定着ベルトと加圧ローラとの間から送出された後に、出力画像として画像形成装置本体1から排出されて、排紙トレイ10上に載置される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。
After the transfer process, the recording medium P passes through the position of the transfer unit 7 and then reaches the fixing
Thus, a series of image forming processes is completed.
次に、図2にて、画像形成装置本体1における定着装置20の構成・動作について詳述する。
図2に示すように、定着装置20は、主として、定着補助ローラ21、定着ベルト22(定着部材)、支持ローラ23、誘導加熱部24、加圧ローラ30、サーモスタット37、サーミスタ38、遮蔽部材40(図3を参照できる。)、ガイド板35、分離板36、等で構成される。
Next, the configuration and operation of the fixing
As shown in FIG. 2, the fixing
ここで、定着補助ローラ21は、ステンレス等からなる芯金の表面に、シリコーンゴム等の弾性層を形成したものである。定着補助ローラ21の弾性層は、肉厚が3〜10mmで、アスカー硬度が10〜50度となるように形成されている。
Here, the fixing
発熱部材としての支持ローラ23(加熱部材)は、鉄、ステンレス、コバルト、ニッケル、アルミニウム等からなる円筒部を備えている。支持ローラ23の円筒部は、その肉厚が0.6mm程度となるように形成されている。支持ローラ23は、不図示の駆動部によって図2の反時計方向に回転駆動される。
The support roller 23 (heating member) as a heat generating member includes a cylindrical portion made of iron, stainless steel, cobalt, nickel, aluminum or the like. The cylindrical portion of the
なお、本実施の形態1では、支持ローラ23を金属材料(金属層)のみで構成したが、支持ローラ23の金属層上に弾性層、耐熱層等を設けることもできる。
また、本実施の形態1において、支持ローラ23の材料によっては、支持ローラ23の内部にフェライト等の強磁性体からなる内部コアを設置することもできる。その場合、内部コアは、定着ベルト22を介してコイル部25に対向することになる。
In the first embodiment, the
In the first embodiment, depending on the material of the
図2及び図3を参照して、誘導加熱部24は、コイル部25、コア26、コイルガイド27(フレーム)、遮蔽部材40等で構成される。
ここで、コイル部25は、支持ローラ23に巻装された定着ベルト22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2及び図3の紙面垂直方向である。)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、コイル部25を保持するとともに、誘導加熱部24のフレームとして機能する。コア26は、比透磁率が2500程度のフェライト等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26は、幅方向に延設されたコイル部25に対向するように設置されている。コイル部25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。
2 and 3, the
Here, the
図3を参照して、誘導加熱部24の遮蔽部材40は、銅、アルミニウム等の薄膜金属からなる無端ベルト状部材である。遮蔽部材40は、コイルガイド27の内側であってコイル部25が支持ローラ23及び定着ベルト22に対向する面に挟装されるとともに、3つの支持軸41に張架・支持されている。遮蔽部材40は、除電ブラシ等によって接地(アース)されている。
また、遮蔽部材40には、遮蔽部材40を図3の反時計方向に駆動する駆動部が連結されるとともに、遮蔽部材40を時計方向に付勢する付勢手段としての引張スプリング43が設置されている。このような構成によって、遮蔽部材40は時計方向と反時計方向との双方向に揺動することになる。なお、遮蔽部材40の構成・動作については後で詳しく説明する。
With reference to FIG. 3, the shielding
Further, the
発熱部材としての定着ベルト22は、支持ローラ23と定着補助ローラ21とに張架・支持されている。定着ベルト22は、基材上に発熱層、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22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)、フッ素樹脂等を用いることができる。発熱層としては、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、等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等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)等のフッ素樹脂、又はこれらの樹脂の混合物等を用いることができる。
The fixing
The base material of the fixing
加圧ローラ30は、アルミニウム、銅、ステンレス等からなる円筒部材上にフッ素ゴム、シリコーンゴム等の弾性層が形成されたものである。加圧ローラ30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30は、定着ベルト22を介して定着補助ローラ21に当接している。そして、定着ベルト22と加圧ローラ30との当接部(定着ニップ部である。)に、記録媒体Pが搬送される。
The
定着ベルト22と加圧ローラ30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22と加圧ローラ30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記録媒体Pが定着ベルト22から分離するのを促進する分離板36が配設されている。
A
A
定着ベルト22の外周面には、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22上にシリコーンオイル等のオイルを供給する。これにより、定着ベルト22上におけるトナー離型性がさらに担保される。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。
An
定着ベルト22の内周面には、サーモスタット37が当接されている。そして、サーモスタット37で検知した定着ベルト22の温度が所定の温度を超えた場合には、サーモスタット37によって誘導加熱部24への通電が切断される。
また、定着ベルト22の外周面であって、定着ニップ部の上流側には、サーミスタ38が当接されている。そして、サーミスタ38によって、定着ベルト22上の表面温度(定着温度)が検知されて、インバータ回路等を備えた誘導加熱部24における出力が調整される。こうして、定着ベルト22上の定着温度が一定に保たれる。
A
A
このように構成された定着装置20は、通常の定着工程時(駆動時)に、次のように動作する。
支持ローラ23の回転駆動によって、定着ベルト22は図2中の矢印方向に周回するとともに、定着補助ローラ21も反時計方向に回転して、加圧ローラ30も矢印方向に回転する。定着ベルト22は、誘導加熱部24との対向位置で加熱される。
The fixing
As the
詳しくは、不図示の高周波電源部からコイル部25に10kHz〜1MHzの高周波交番電流を流すことで、コイル部25の周囲(定着ベルト22及び支持ローラ23の一部を含む範囲である。)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。このように交番磁界が形成されることで、支持ローラ23表面と定着ベルト22の発熱層22bとに渦電流が生じて、支持ローラ23及び発熱層22bの電気抵抗によってジュール熱が発生して、支持ローラ23及び発熱層22bが加熱される。こうして、定着ベルト22は、発熱した支持ローラ23から受ける熱と、自身の発熱層22bの発熱と、によって加熱される。
Specifically, a high-frequency alternating current of 10 kHz to 1 MHz is caused to flow from a high-frequency power supply unit (not shown) to the
その後、誘導加熱部24によって発熱した定着ベルト22表面は、サーミスタ38の位置を通過して、加圧ローラ30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。
詳しくは、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22と加圧ローラ30との間に送入される(矢印Yの搬送方向の移動である。)。そして、定着ベルト22から受ける熱と加圧ローラ30から受ける圧力とによってトナー像Tが記録媒体Pに定着されて、記録媒体Pは定着ベルト22と加圧ローラ30との間から送出される。
Thereafter, the surface of the fixing
Specifically, the recording medium P carrying the toner image T through the image forming process described above is fed between the fixing
加圧ローラ30の位置を通過した定着ベルト22表面は、オイル塗布ローラ34及びサーモスタット37の位置を順次通過した後に、再び誘導加熱部24との対向位置に達する。
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。
The surface of the fixing
Such a series of operations is continuously repeated to complete the fixing step in the image forming process.
以下、図4〜図6を用いて、本実施の形態1において特徴的な、遮蔽部材40の構成・動作について詳述する。
図4は、先に図3で説明した遮蔽部材40の近傍を示す部分図であり、定着装置20が駆動停止した状態(支持ローラ23が回転駆動していない状態である。)を示す図である。また、図5は、定着装置20の駆動がおこなわれた状態(支持ローラ23が回転駆動している状態である。)における遮蔽部材40を示す図である。図6は、図5の状態(駆動時)における遮蔽部材40を支持ローラ23側からみた正面図である。
Hereinafter, the configuration / operation of the shielding
FIG. 4 is a partial view showing the vicinity of the shielding
図4〜図6を参照して、支持ローラ23の軸上にはギア51が設置されている。支持ローラ23のギア51には、中継ギア52が噛合し、さらに中継ギア52には駆動コロ54が一体化されたギア53が噛合している。ここで、支持ローラ23のギア51と中継ギア52とは、その回転中心軸が定着装置の筐体に軸受を介して支持されている。これに対して、駆動コロ54を備えたギア53は、その回転中心軸が筐体に設けられた案内溝の挿入され、中継ギア52のピッチ円に沿って揺動するように構成されている。なお、駆動コロ54を備えたギア53には、駆動コロ54及びギア53を図4の右方向(遮蔽部材40から退避する方向である。)に付勢する引張スプリング55が設置されている。これらのギア51〜53及び駆動コロ54は、遮蔽部材40の駆動手段として機能する。
4 to 6, a
また、図4〜図6を参照して、遮蔽部材40には、開口部40aが設けられている。そして、遮蔽部材40が駆動部51〜54によって駆動されることで、開口部40aの位置も移動する。これにより、定着ベルト22及び支持ローラ23に対向するコイル部25を、遮蔽部材40の被包部40bで覆ったり(図4の状態である。)、遮蔽部材40の開口部40aで開放したりする(図5及び図6の状態である。)。なお、図6を参照して、遮蔽部材40の被包部40bは、開口部40a以外の部分である。
4 to 6, the shielding
詳しくは、図4に示す駆動停止時には、支持ローラ23の駆動部は停止した状態であるために、遮蔽部材40の駆動部51〜54への駆動伝達はおこなわれない。このとき、駆動コロ54及びギア53は、引張スプリング55の付勢力によって、遮蔽部材40から退避する位置にある(不図示の案内溝の一端で係止される。)。また、遮蔽部材40は、引張スプリング43の付勢力によって、開口部40aがコイル部25から退避する位置にある(不図示のストッパで係止される。)。
Specifically, when the drive shown in FIG. 4 is stopped, since the drive unit of the
このとき、コイル部25は遮蔽部材40(被包部40b)によって覆われた状態になる。これにより、誘導加熱部24から発生される磁束は、遮蔽部材40によって遮断又は減衰される。すなわち、発熱部材としての定着ベルト22及び支持ローラ23に達する磁束が遮蔽されるために、誘導加熱部24が通電されても定着ベルト22及び支持ローラ23が加熱されないことになる。なお、遮蔽部材40は接地されているために、遮蔽部材40自体の電磁誘導加熱が抑止されて遮蔽部材40内の温度上昇が防止される。
At this time, the
これに対して、図5に示す駆動時には、支持ローラ23の駆動部から遮蔽部材40の駆動部51〜54への駆動伝達がおこなわれる。このとき、駆動コロ54及びギア53は、引張スプリング55の付勢力に逆らって、中継ギア52の回転にならって遮蔽部材40側に移動する。そして、駆動コロ54及びギア53は、駆動コロ54が支持軸41に当接する位置で係止される。さらに、駆動コロ54及びギア53は、その位置で図5の時計方向に回転し続ける。
On the other hand, at the time of driving shown in FIG. 5, drive transmission from the driving unit of the
駆動コロ54が時計方向に回転すると、駆動コロ54に当接する支持軸41との摩擦力によって、支持軸41が反時計方向に回転する。これにより、遮蔽部材40は、引張スプリング43の付勢力に逆らって、破線矢印方向(反時計方向)に移動する。そして、開口部40aがコイル部25を開放する位置で、遮蔽部材40は停止する(不図示のストッパで係止される。)。このとき、回転する駆動コロ54は、支持軸41に当接した状態で空転することになる。
When the
このように、開口部40aがコイル部25の位置に移動することで、コイル部25は遮蔽部材40(被包部40b)による遮蔽状態から解除されることになる(図6を参照できる。)。これにより、誘導加熱部24から発生される磁束は、先に図2で説明したように、発熱部材としての定着ベルト22及び支持ローラ23に達することになる。そして、誘導加熱部24によって定着ベルト22及び支持ローラ23が加熱されることで、通常の定着工程がおこなわれる。
Thus, when the
その後、定着工程が終了して定着装置20の駆動が停止されたとき、定着装置は再び図4の状態になる。すなわち、遮蔽部材40の駆動部51〜54への駆動伝達が停止されて、駆動コロ54及びギア53は引張スプリング55の付勢力によって再び遮蔽部材40から退避する位置に移動する。これにより、遮蔽部材40は、引張スプリング43の付勢力によって、開口部40aがコイル部25から退避する位置に移動する。こうして、コイル部25は、再び遮蔽部材40の被包部40bに覆われる。
Thereafter, when the fixing process is finished and the driving of the fixing
以上説明したように、遮蔽部材40の遮蔽・解除の動作は、支持ローラ23の回転駆動に連動するものである。すなわち、支持ローラ23、定着ベルト22等の構成部材が駆動されているときには、遮蔽部材40はコイル部25を遮蔽解除するように移動して、支持ローラ23及び定着ベルト22の加熱を促す。これに対して、支持ローラ23、定着ベルト22等の構成部材が駆動停止されたときには、遮蔽部材40はコイル部25を遮蔽するように移動して、支持ローラ23及び定着ベルト22の加熱を制限する。
As described above, the shielding / releasing operation of the shielding
このような構成により、画像形成装置本体1内の搬送経路K中に紙詰まり(ジャム)が発生した場合や、制御に異常が生じた場合等であって、定着装置20における駆動が突発的に停止されたときであっても、遮蔽部材40は図5の状態から図4の状態に移動することになる。これにより、誘導加熱部24への通電が遮断されるまでの僅かな時間に、発熱部材としての定着ベルト22及び支持ローラ23が加熱されて、誘導加熱部24に対向する定着ベルト22の部分が瞬時に過昇温してしまう不具合が防止される。
With such a configuration, when the paper jam (jam) occurs in the conveyance path K in the image forming apparatus main body 1 or when an abnormality occurs in the control, the driving in the fixing
なお、本実施の形態1では、駆動コロ54と支持軸41との摩擦力によって遮蔽部材40を駆動したが、駆動コロ54側にギアを設けてこれを支持軸41側に設けたギアに噛合させて遮蔽部材40を駆動することもできる。その場合、駆動コロ54側に設けたギアにはトルクリミッタ等を設置して、図5の状態でそのギアを空転させることになる。
また、本実施の形態1では、遮蔽部材40に直接的に引張スプリング43を設置したが、支持軸41に巻きスプリング等を設置して引張スプリング43と同様に遮蔽部材40を付勢することもできる。
In the first embodiment, the shielding
Further, in the first embodiment, the
以上説明したように、本実施の形態1では、電磁誘導加熱方式の定着装置20であって、発熱部材22、23の駆動停止に連動して発熱部材22、23に達する磁束を遮蔽する遮蔽部材40を設けている。これにより、定着装置20が突発的に駆動停止した場合等であっても、発熱部材22、23の過昇温を防止することができる。
As described above, in the first embodiment, the electromagnetic induction heating
なお、本実施の形態1では、定着ベルト22を介して支持ローラ23に対向する位置に、誘導加熱部24を配設した。これに対して、支持ローラ23から定着補助ローラ21に至る定着ベルト22の外周面に対向する位置に、誘導加熱部24を配設することもできる。このような定着装置に対しても、誘導加熱部24に遮蔽・解除可能な遮蔽部材40を設置することで、本実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
In the first embodiment, the
また、本実施の形態1では、発熱層を有する定着ベルト22と、支持ローラ23と、を発熱部材として用いた。これに対して、定着ベルト22及び支持ローラ23のうちいずれか一方のみを発熱部材として用いることもできる。このような場合も、本実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
In the first embodiment, the fixing
また、本実施の形態1では、加圧ローラ30が定着ベルト22を介して定着補助ローラ21に当接するように、定着装置20を構成した。これに対して、加熱ローラ23(又は定着補助ローラ21)から定着補助ローラ21(又は加熱ローラ23)に至る定着ベルト22表面に加圧ローラ30が当接するように、定着装置20を構成することもできる。このような場合も、本実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
In the first embodiment, the fixing
実施の形態2.
図7にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図7は実施の形態2における定着装置を示す断面図である。本実施の形態2の定着装置は、発熱部材として定着ローラ31を用いている点が、前記実施の形態1のものとは相違する。
Embodiment 2. FIG.
A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the fixing device according to the second embodiment. The fixing device of the second embodiment is different from that of the first embodiment in that the fixing
図7に示すように、実施の形態2の定着装置20は、主として、発熱部材としての定着ローラ31(定着部材)、加圧ローラ30、誘導加熱部24、遮蔽部材40等で構成される。
定着ローラ31は、ニッケル等からなる発熱層31a、シリコーンゴム等からなる弾性層、フッ素化合物等からなる離型層、等で構成される。
As shown in FIG. 7, the fixing
The fixing
また、誘導加熱部24は、前記実施の形態1と同様に、コイル部25、コア26、コイルガイド27、遮蔽部材40等からなる。そして、コイル部25に10k〜1MHzの交番電流が供給されることで、コイル部25の周囲(定着ローラ31の一部を含む範囲である。)に磁力線が形成されて、電磁誘導により定着ローラ31が加熱される。このようにして、加熱された定着ローラ31は、矢印方向から搬送される記録媒体P上のトナー像を加熱・溶融して記録媒体Pに定着する。
The
本実施の形態2においても、前記実施の形態1と同様に、定着ローラ31の回転駆動に連動して駆動される遮蔽部材40が誘電過熱部24に設置されている。
すなわち、定着ローラ31が駆動されているときには、開口部40aを備えた遮蔽部材40がコイル部25を遮蔽解除するように移動して、定着ローラ31の加熱を促す。これに対して、定着ローラ31が駆動停止されたときには、遮蔽部材40がコイル部25を遮蔽するように移動して、定着ローラ31の加熱を抑止する。
Also in the second embodiment, as in the first embodiment, the shielding
That is, when the fixing
以上説明したように、本実施の形態2では、電磁誘導加熱方式の定着装置20であって、発熱部材31の駆動停止に連動して発熱部材31に達する磁束を遮蔽する遮蔽部材40を設けている。これにより、定着装置20が突発的に駆動停止した場合等であっても、発熱部材31の過昇温を防止することができる。
As described above, in the second embodiment, the electromagnetic induction heating
なお、本実施の形態2では、定着装置20において、誘導加熱部24を定着ローラ31の外周面に対向させた。これに対して、誘導加熱部を定着ローラ31の内周面に対向させることもできる。すなわち、定着ローラ31の内部にコイル部25を設置して、電磁誘導により定着ローラ31を加熱することができる。このような定着装置20に対しても、コイル部25の周囲に遮蔽・解除可能な遮蔽部材40を設置することで、本実施の形態2と同様の効果を得ることができる。
In the second embodiment, in the fixing
また、本実施の形態2では、誘導加熱部24に対向する定着部材として定着ローラ31を用いたが、誘導加熱部24に対向する定着部材として円筒状の定着ベルト22を用いることもできる。この場合、定着ベルト22を円筒状に保持する保持部材を、定着ベルト22の内周面に当接させることになる。さらに、定着ベルト22と加圧ローラ30との適正な定着ニップを形成するために、定着ベルト22の内周面であって加圧ローラ30に対向する位置に加圧部材を当接させることになる。このような定着装置20に対しても、誘導加熱部24に遮蔽・解除可能な遮蔽部材40を設置することで、本実施の形態2と同様の効果を得ることができる。
In the second embodiment, the fixing
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、上記各実施の形態の中で示唆した以外にも、上記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and within the scope of the technical idea of the present invention, the above-described embodiments can be modified as appropriate in addition to those suggested in the above-described embodiments. Is clear. Further, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above-described embodiments, and the number, position, shape, and the like that are suitable for implementing the present invention can be used.
1 画像形成装置本体(装置本体)、 3 露光部、
4 プロセスカートリッジ(作像部)、 18 感光体ドラム、
20 定着装置、 21 定着補助ローラ、
22 定着ベルト(発熱部材、定着部材)、 23 支持ローラ(加熱部材)、
24 誘導加熱部、 25 コイル部、 26 コア、
27 コイルガイド、 30 加圧ローラ、
31 定着ローラ(発熱部材、定着部材)、 31a 発熱層、
40 遮蔽部材、 40a 開口部、 40b 被包部、
41 支持軸、 43、55 引張スプリング、 51〜53 ギア、
54 駆動コロ、 P 記録媒体、 T トナー像。
1 image forming apparatus main body (apparatus main body), 3 exposure unit,
4 process cartridge (image forming section), 18 photosensitive drum,
20 fixing device, 21 fixing auxiliary roller,
22 fixing belt (heating member, fixing member), 23 support roller (heating member),
24 induction heating unit, 25 coil unit, 26 core,
27 Coil guide, 30 Pressure roller,
31 fixing roller (heating member, fixing member), 31a heating layer,
40 shielding member, 40a opening, 40b enveloping part,
41 support shaft, 43, 55 tension spring, 51-53 gear,
54 Driving roller, P recording medium, T toner image.
Claims (8)
前記発熱部材は、トナー像を溶融する定着部材であり、
前記遮蔽部材は、前記誘導加熱部のコイル部を前記発熱部材に向けて開放する開口部と前記コイル部を覆う被包部とを有するベルト状部材であり、且つ、複数の支持部材間に時計回りと反時計回りの双方向に移動可能に張架され、
前記遮蔽部材を前記被包部が前記コイル部を覆うように常時付勢する付勢手段と、
前記発熱部材が回転駆動されているときは、該駆動力をギア列を介して伝達されて揺動するとともに、前記遮蔽部材を前記付勢手段の付勢力に抗して前記開口部が前記コイル部を開放する位置に移動させ、前記発熱部材の回転駆動が停止したときは、前記遮蔽部材から離間して前記付勢手段による前記遮蔽部材の、前記被包部が前記コイル部を覆う位置への戻り移動を許容する遮蔽部材駆動手段と、を備えていることを特徴する定着装置。 A fixing device that heats a toner image and fixes the toner image on a recording medium, an induction heating unit that generates magnetic flux, a heating member that faces the induction heating unit and is heated by the magnetic flux, and the heat generation a shielding member for shielding the magnetic flux to reach the heating member in conjunction with the drive stop member, in the constant Chakusochi provided with,
The heat generating member is a fixing member for melting a toner image;
The shielding member is a belt-like member having an opening for opening the coil portion of the induction heating portion toward the heat generating member and a covering portion for covering the coil portion, and a watch between a plurality of support members. It is stretched so that it can move in both directions, counterclockwise and counterclockwise.
Biasing means for constantly biasing the shielding member so that the enveloping portion covers the coil portion;
When the heat generating member is rotationally driven, the driving force is transmitted through a gear train and swings, and the opening member is opposed to the urging force of the urging means and the opening portion is moved to the coil. When the rotation of the heat generating member is stopped, the enveloping part of the shielding member is separated from the shielding member and covers the coil part. And a shielding member driving means for allowing the return movement of the fixing device.
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