【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁誘導加熱方式を用いた加熱装置及びこの加熱装置を定着装置として備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンタの定着ユニットに備えられた定着ローラの加熱装置においては、定着ローラ内部にハロゲンヒータを配置し、このハロゲンヒータを通電することで定着ローラを内面から加熱する方式が一般的に採用されている。しかしながら、この方式を用いた場合には、ハロゲンヒータから放射される光を定着ローラの内壁で輻射熱として利用しているため、定着ローラが十分に加熱するまでに時間がかかるという問題が生じていた。
【０００３】
また、この方式では、利用者がプリント要求を行ってからプリント終了までの待ち時間を短縮するためには、プリントしていない状態においてもハロゲンヒータを常時予備加熱しておく必要がある。このため、本来プリントに使われるエネルギーに対して遙かに大きなエネルギーを消費し、プリント要求に備えている。
【０００４】
一方、近年、省エネルギー指向の高まりにより、予備加熱の必要がなく短時間で加熱することのできる定着ユニットとして、電磁誘導加熱（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ ：ＩＨ）を用いた加熱方式（以下、「ＩＨ方式」という）を用いたものが研究されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなＩＨ方式では、電磁誘導加熱を行う場合に生じる電界・磁界の変動が装置外部に与える影響、すなわち、周囲の電子機器の誤動作やノイズの問題、人体に与える電磁波の影響が無視できない状況である。
【０００６】
これらの装置外部に与える影響は、急速に加熱するためにフルパワーで加熱した場合に特に顕著である。また、磁界の変動は、例えば、装置外部への影響を考慮して定着ユニットをシールド部材で覆ったとしても小さな開口部があれば、そこから漏出してしまう等、対策が非常に困難であるという問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、電磁誘導加熱を行う場合に生じる電界・磁界の変動が装置外部に与える影響を除去すると共に、省エネルギー化に対応しながら急加熱が可能な加熱装置及びこの加熱装置を定着装置として備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電磁誘導発熱部の近傍に配置したコイルに交流電流を流すことで生じる交番磁束を作用させて電磁誘導発熱部に発生する渦電流により当該電磁誘導発熱部を発熱させる交番磁束発生手段を有する定着手段を備える加熱装置の周囲を、記録紙の搬送路を開閉するシャッター手段を有するシールド手段で覆い、定着手段の温度が略定着温度に到達するまではシャッター手段を閉じた状態でコイルに最大限の交流電流を流す一方、定着手段の温度が略定着温度に到達した後は当該温度を維持できる最小限の交流電流をコイルに流しシャッター手段を開いて記録紙を取り込むようにしたものである。
【０００９】
これによれば、定着手段の温度を略定着温度に到達させるまでは最大限の交流電流をコイルに流すが、このとき、シールド手段の一部を為すシャッターを閉じた状態としている。このため、コイルに最大限の交流電流を流す場合に交番磁束発生手段による電界又は磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを防止することができる。
【００１０】
また、定着手段の温度が略定着温度に到達した後は最小限の交流電流で定着し手段の温度を維持し、記録紙上のトナーを定着する際にはこの状態でシャッターを開いている。このため、シールド手段を開く場合にはコイルに流す交流電流を最小限の交流電流としているので、電界・磁界の変動の装置外部への影響を最小限に抑えることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の態様に係る加熱装置は、記録紙上のトナーを熱溶融させるための電磁誘導発熱部を有する定着手段と、前記電磁誘導発熱部の近傍に配置したコイルに交流電流を流すことで生じる交番磁束を作用させて当該電磁誘導発熱部に発生する渦電流により当該電磁誘導発熱部を発熱させる交番磁束発生手段と、前記交番磁束発生手段による電界又は磁界の変動が装置外部に流出するのを防止するシールド手段と、前記シールド手段の一部を構成し記録紙の搬送路を開閉するシャッター手段と、を具備し、前記定着手段の温度が略定着温度に到達するまでは前記シャッター手段を閉じた状態で前記コイルに最大限の交流電流を流す一方、前記定着手段の温度が略定着温度に到達した後は当該定着手段の温度を維持できる最小限の交流電流を前記コイルに流し前記シャッター手段を開いて記録紙を取り込む構成を採る。
【００１２】
この構成によれば、定着手段の温度を略定着温度に到達させるまでは最大限の交流電流をコイルに流すが、このとき、シールド手段の一部を為すシャッター手段を閉じた状態としている。このため、コイルに最大限の交流電流を流す場合には交番磁束発生手段による電界又は磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを防止することができる。
【００１３】
また、定着手段の温度が略定着温度に到達した後は最小限の交流電流で定着シ手段の温度を維持し、記録紙上のトナー（Ｔ）を定着する際にはこの状態でシャッター手段を開いている。このため、シールド手段を開く場合にはコイルに流す交流電流を最小限の交流電流としているので、電界・磁界の変動の装置外部への影響を最小限に抑えることができる。
【００１４】
本発明の第２の態様は、第１の態様に係る加熱装置において、前記交番磁束発生手段は、前記定着手段による記録紙に対する定着処理が終わった後に前記コイルに対して交流電流を流すのを停止する構成を採る。
【００１５】
この構成によれば、定着処理が終わり次第、コイルに交流電流を流すのを停止しているため、記録紙の搬送の際にシャッター手段を開いた状態としたとしても、電界・磁界の変動の装置外部への影響を最小限に抑えることができる。
【００１６】
本発明の第３の態様に係る加熱装置は、記録紙上のトナーを熱溶融させるための電磁誘導発熱部を有する定着手段と、前記電磁誘導発熱部の近傍に配置したコイルに交流電流を流すことで生じる交番磁束を作用させて当該電磁誘導発熱部に発生する渦電流により当該電磁誘導発熱部を発熱させる交番磁束発生手段と、前記交番磁束発生手段による電界又は磁界の変動が装置外部に流出するのを防止するシールド手段と、前記シールド手段の一部を構成し記録紙の搬送路を開閉するシャッター手段と、前記定着手段の近傍に配置され当該定着手段に対して放射する光又は熱によって当該定着手段を加熱する加熱手段と、を具備し、前記定着手段の温度が略定着温度に到達するまでは前記シャッター手段を閉じた状態で前記コイルに最大限の交流電流を流す一方、前記定着手段の温度が略定着温度に到達した後は前記加熱手段による加熱処理で当該定着手段の温度を維持し前記シャッター手段を開いて記録紙を取り込む構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、定着手段の温度を略定着温度に到達させるまでは最大限の交流電流を流すが、このとき、シールド手段の一部を為すシャッター手段を閉じた状態としている。このため、コイルに最大限の交流電流を流す場合には交番磁束発生手段による電界・磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを防止することができる。
【００１８】
また、定着手段の温度が略定着温度に到達した後は、加熱手段による加熱処理に切り替えて定着手段の温度を維持し、記録紙上のトナーを定着する際にはこの状態でシャッターを開くようにしている。このため、シャッター手段を開いたとしても、コイルに交流電流が流れていないため、電界・磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを確実に防止することができる。
【００１９】
本発明の第４の態様は、第１から第３のいずれかの態様に係る加熱装置において、前記シャッター手段は、開いた状態で記録紙を前記定着手段に案内するガイドとして機能する構成を採る。
【００２０】
この構成によれば、交番磁束発生手段による装置外部への影響を除去するためのシールド手段の一部を構成するシャッター手段に記録紙のガイドとしての機能を備えさせている。これにより、装置の部品点数を削減することができる。
【００２１】
本発明の第５の態様に係る画像形成装置は、記録紙上のトナーを熱溶融させるための電磁誘導発熱部を有する定着手段と、前記電磁誘導発熱部の近傍に配置したコイルに交流電流を流すことで生じる交番磁束を作用させて当該電磁誘導発熱部に発生する渦電流により当該電磁誘導発熱部を発熱させる交番磁束発生手段と、前記交番磁束発生手段による電界又は磁界の変動が装置外部に流出するのを防止するシールド手段と、前記シールド手段の一部を構成し記録紙の搬送路を開閉するシャッター手段と、を具備し、前記定着手段の温度が略定着温度に到達するまでは前記シャッター手段を閉じた状態で前記コイルに最大限の交流電流を流す一方、前記定着手段の温度が略定着温度に到達した後は当該定着手段の温度を維持できる最小限の交流電流を前記コイルに流し前記シャッター手段を開いて記録紙を取り込む構成を採る。
【００２２】
この構成によれば、定着手段の温度を略定着温度に到達させるまでは最大限の交流電流をコイルに流すが、このとき、シールド手段の一部を為すシャッター手段を閉じた状態としている。このため、コイルに最大限の交流電流を流す場合には交番磁束発生手段による電界又は磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを防止することができる。
【００２３】
また、定着手段の温度が略定着温度に到達した後は最小限の交流電流で定着手段の温度を維持し、記録紙上のトナー（Ｔ）を定着する際にはこの状態でシャッター手段を開いている。このため、シールド手段を開く場合にはコイルに流す交流電流を最小限の交流電流としているので、電界・磁界の変動の装置外部への影響を最小限に抑えることができる。
【００２４】
本発明の第６の態様は、第５の態様に係る画像形成装置において、前記交番磁束発生手段は、前記定着手段による記録紙に対する定着処理が終わった後に前記コイルに対して交流電流を流すのを停止する構成を採る。
【００２５】
この構成によれば、定着処理が終わり次第、コイルに交流電流を流すのを停止しているため、記録紙の搬送の際にシャッター手段を開いた状態としたとしても、電界・磁界の変動の装置外部への影響を最小限に抑えることができる。
【００２６】
本発明の第７の態様に係る画像形成装置は、記録紙上のトナーを熱溶融させるための電磁誘導発熱部を有する定着手段と、前記電磁誘導発熱部の近傍に配置したコイルに交流電流を流すことで生じる交番磁束を作用させて当該電磁誘導発熱部に発生する渦電流により当該電磁誘導発熱部を発熱させる交番磁束発生手段と、前記交番磁束発生手段による電界又は磁界の変動が装置外部に流出するのを防止するシールド手段と、前記シールド手段の一部を構成し記録紙の搬送路を開閉するシャッター手段と、前記定着手段の近傍に配置され当該定着手段に対して放射する光又は熱によって当該定着手段を加熱する加熱手段と、を具備し、前記定着手段の温度が略定着温度に到達するまでは前記シャッター手段を閉じた状態で前記コイルに最大限の交流電流を流す一方、前記定着手段の温度が略定着温度に到達した後は前記加熱手段による加熱処理で当該定着手段の温度を維持し前記シャッター手段を開いて記録紙を取り込む構成を採る。
【００２７】
この構成によれば、定着手段の温度を略定着温度に到達させるまでは最大限の交流電流を流すが、このとき、シールド手段の一部を為すシャッター手段を閉じた状態としている。このため、コイルに最大限の交流電流を流す場合には交番磁束発生手段による電界・磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを防止することができる。
【００２８】
また、定着手段の温度が略定着温度に到達した後は、加熱手段による加熱処理に切り替えて定着手段の温度を維持し、記録紙上のトナーを定着する際にはこの状態でシャッターを開くようにしている。このため、シャッター手段を開いたとしても、コイルに交流電流が流れていないため、電界・磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを確実に防止することができる。
【００２９】
本発明の第８の態様は、第５から第７のいずれかの態様に係る画像形成装置において、前記シャッター手段は、開いた状態で記録紙を前記定着手段に案内するガイドとして機能する構成を採る。
【００３０】
この構成によれば、交番磁束発生手段による装置外部への影響を除去するためのシールド手段の一部を構成するシャッター手段に記録紙のガイドとしての機能を備えさせている。これにより、装置の部品点数を削減することができる。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る加熱装置を定着装置として備えた画像形成装置の感光体周辺の構成を示す概略構成図である。感光体１０１の周辺には、感光体１０１を帯電させる帯電ローラ１０２と、ポリゴンミラー等を介して感光体１０１の所定位置にレーザー光を照射させるレーザー回路１０３と、レーザー光が照射して表面電位が低下した部分に現像剤であるトナー（Ｔ）を付着させる現像器１０４と、感光体１０１の表面上に付着したトナー（Ｔ）を搬送される記録紙１０５に転写させる転写ローラ１０６と、記録紙１０５への転写後に感光体１０１の表面に残る廃トナーを除去するクリーニングユニット１０７とが配置されている。
【００３３】
トナー（Ｔ）が転写された記録紙１０５の搬送先に、本実施の形態に係る加熱装置としての定着ユニット１０８が配置されている。定着ユニット１０８は、定着ローラ１０９と、定着ローラ１０９に対向配置された加圧ローラ１１０と、を備えている。定着ローラ１０９が記録紙１０５の記録面に熱を加え、加圧ローラ１１０が記録紙１０５を定着ローラ１０９との間で押圧することによりトナー（Ｔ）が記録紙１０５に定着する。
【００３４】
本実施の形態に係る加熱装置としての定着ユニット１０８が備える定着ローラ１０９は、電磁誘導加熱方式（ＩＨ方式）を採用している。これは交番磁束発生手段、例えば、磁性体である芯材とコイルを組み合わせることによって発生する磁場を励磁回路で変化させ、その磁場内に配置された導電部材（誘導磁性材、磁界吸収導電材）の中の導電層に渦電流を発生させるものである。この渦電流が導電層の電気抵抗によって熱（ジュール熱）に変換され、結果的に被加熱材に密着する導電部材のみが発熱する加熱方式である。
【００３５】
即ち、変動する磁界が導電部材中を横切るとき、その磁界の変化を妨げる磁界を発生させるように導電部材の導電層には渦電流が発生する。この渦電流が導電部材の導電層の表皮抵抗により、表皮抵抗に比例した電力で導電部材の導電層を発熱させる。このように導電部材の表層近くを直接発熱させるので、導電部材の熱伝導率、熱容量によらず急速に加熱できるという利点がある。これにより、結果として省エネルギー性・高速性に優れた加熱装置が実現される。
【００３６】
本実施の形態の加熱装置が備える定着ローラ１０９の構成について、図２及び図３を用いて説明する。図２は、本加熱装置が備える定着ローラ１０９の周辺の構成を示す斜視図であり、図３は、定着ローラ１０９の周辺の構成を示す側断面図である。
【００３７】
図２及び図３に示すように、定着ローラ１０９は、定着ユニット１０８の筐体に軸受け２０１を介して回転自在に支持されている。その一端には、図示しない駆動ギヤに噛合するギヤ２０２が設けられている。
【００３８】
定着ローラ１０９の周面は、例えば、鉄などの導電性の素材で構成された発熱パイプ２０３から構成され、その表面に弾性層２０４を有する。弾性層２０４の表面の上方近傍であって、中央領域に磁性体であるコイルベース２０５が配置され、このコイルベース２０５にコイル２０６が巻回されている。
【００３９】
このように配置されたコイル２０６に交流電流を流すと、コイル２０６の周辺に図４に示すような交番磁束が発生する。コイル２０６は、この交番磁束が発熱パイプ２０３を横切る位置に配置されている。この交番磁束が横切る際に発熱パイプ２０３内に渦電流が発生し、この渦電流により発熱パイプ２０３が急速に加熱される。
【００４０】
図５は、本実施の形態の加熱装置としての定着ユニット１０８の構成を示す拡大図である。
【００４１】
定着ユニット１０８において、上述の定着ローラ１０９及び加圧ローラ１１０を収納する筐体は、電磁誘導加熱を行う場合に生じる電界・磁界の変動のシールド部材としての機能を有する。このシールド部材は、鉄やフェライト等の透磁率の高い素材で構成される。このシールド部材により、電磁誘導加熱を行う場合に生じる電界・磁界の変動が装置外部に与える影響が除去される。
【００４２】
トナー（Ｔ）が転写された記録紙１０５が定着ユニット１０８に進入する位置、並びに定着ユニット１０８から記録紙１０５が排出される位置に、それぞれシールド部材の一部を構成するシャッター５０１及び５０２が設けられている。それぞれのシャッター５０１及び５０２にはソレノイド５０３及び５０４が連結されている。ソレノイド５０３及び５０４が一端を図中矢印方向に引き付け又は解放することで、一定位置間をシャッター５０１及び５０２が移動する。これにより、定着ユニット１０８内における記録紙１０５の搬送路が解放又は遮断される。
【００４３】
シャッター５０１は、その一端をソレノイド５０３によって引き付けられると、定着ユニット１０８の内側の一定位置まで移動し、記録紙１０５のガイドとして機能する。このように電磁誘導加熱を行う場合の装置外部への影響を除去するためのシャッター５０１に記録紙１０５のガイドとしての機能を備えさせている。これにより、定着ユニット１０８の部品点数を削減することができる。
【００４４】
次に、このような構成を有する実施の形態１に係る加熱装置における定着動作について説明する。図６は、実施の形態１に係る加熱装置における定着動作を説明するためのフロー図である。
【００４５】
利用者により電源が投入された後、プリント要求を受けると、本実施の形態の定着ユニット１０８は、まず、ソレノイド５０３及び５０４によりシャッター５０１及び５０２を閉じた状態にする（ＳＴ６０１）。
【００４６】
シャッター５０１及び５０２を閉じた状態にしたならば、定着ユニット１０８は、発熱パイプ２０３の上方に配置されたコイル２０６に最大限の交流電流を流す（コイルフルパワー加熱）（ＳＴ６０２）。このとき、コイル２０６の周辺には図４に示すような交番磁束が発生し、この交番磁束が発熱パイプ２０３を横切った状態となる。これにより、発熱パイプ２０３内に渦電流が発生し、発熱パイプ２０３が急速に加熱されていく。このようにコイル２０６に交流電流を流すことで発熱パイプ２０３を加熱することをコイル加熱と呼ぶものとする。
【００４７】
このように発熱パイプ２０３の温度を略定着温度に到達させるまでは最大限の交流電流を流すが、このとき、シールド部材の一部を為すシャッター５０１及び５０２は閉じた状態となっている。このため、電磁誘導加熱を行う場合における電界・磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすことはない。
【００４８】
発熱パイプ２０３の温度が略定着温度に到達したならば（ＳＴ６０３）、定着ユニット１０８は、コイル２０６に流していた交流電流を最大限から、発熱パイプ２０３の温度を略定着温度に維持できる最小限の交流電流に切り替える（コイル加熱パワーダウン）（ＳＴ６０４）。なお、発熱パイプ２０３が略定着温度に到達したか否かは、例えば、コイル２０４にフルパワーで交流電流を所定時間流したかで判断される。
【００４９】
コイル２０６に最小限の交流電流を流した状態に切り替えると、定着ユニット１０８は、ソレノイド５０３及び５０４によりシャッター５０１及び５０２を開いた状態にする（ＳＴ６０５）。これ以降、シャッター５０１及び５０２が開いた状態となるが、コイル２０６には最小限の交流電流が流れているため、電界・磁界の変動の装置外部への影響は最小限に抑えられる。
【００５０】
シャッター５０１が開くと、定着ユニット１０８は、不図示の搬送機構により送り込まれた記録紙１０５を取り込む（ＳＴ６０６）。なお、記録紙１０５を定着ユニット１０８に取り込むタイミングとしては、シャッター５０１及び５０２が開いた直後に行うのが望ましい。シャッター５０１及び５０２が開いた直後に記録紙１０５を取り込むことで、装置外部への影響をより低減する加熱装置を提供することができる。
【００５１】
そして、定着ローラ１０９と加圧ローラ１１０のニップ部分を記録紙１０５が通過する際、記録紙１０５上のトナー（Ｔ）が記録紙１０５に定着される（ＳＴ６０７）。
【００５２】
定着ローラ１０９と加圧ローラ１１０のニップ部分を記録紙１０５の後端まで通過すると、定着ユニット１０８は、コイル２０６に流していた交流電流を停止する（ＳＴ６０８）。このように定着処理が終わり次第、コイル２０６に交流電流を流すのを停止している。このため、記録紙１０５の搬送の際にシャッター５０１及び５０２を開いた状態としたとしても、電界・磁界の変動が装置外部へ影響を及ぼすことがない。
【００５３】
コイル２０６に交流電流を流すのを停止した後、定着ユニット１０８は、記録紙１０５を排出し（ＳＴ６０９）、定着動作を終了する。このようにして実施の形態１の定着ユニット１０８における定着動作が行われる。
【００５４】
このように実施の形態１に係る加熱装置によれば、発熱パイプ２０３の温度を略定着温度に到達させるまでは最大限の交流電流を流すが、このとき、シールド部材の一部を為すシャッター５０１及び５０２を閉じた状態としている。このため、コイル２０６に最大限の交流電流を流す場合には電磁誘導加熱を行う場合における電界・磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを防止することができる。
【００５５】
また、発熱パイプ２０３の温度が略定着温度に到達した後は最小限の交流電流で発熱パイプ２０３をこの温度に維持し、記録紙１０５上のトナー（Ｔ）を定着する際にはこの状態でシャッター５０１及び５０２を開いている。このため、シールド部材を開く場合にはコイル２０６に流す交流電流を最小限の交流電流としているので、電界・磁界の変動の装置外部への影響を最小限に抑えることができる。
【００５６】
なお、実施の形態１に係る加熱装置では、シャッター５０２を回転動作によって開閉する場合について説明している。しかし、これに限定されず、図７に示すように、往復動作でシャッター５０２を開閉するようにしてもよい。この場合でも、実施の形態１と同様の効果を得られることはいうまでもない。
【００５７】
（実施の形態２）
実施の形態１に係る加熱装置が、発熱パイプ２０３が定着温度に到達した後、最小限ながら交流電流をコイル２０６に流すことで発熱パイプ２０３を略定着温度に維持するのに対し、実施の形態２に係る加熱装置は、発熱パイプ２０３内に備えたハロゲンヒータで発熱パイプ２０３を略定着温度に維持する点で相違する。
【００５８】
図８は、実施の形態２に係る加熱装置としての定着ユニット１０８の構成を示す拡大図である。図９は、実施の形態２に係る加熱装置としての定着ユニット１０８が備える定着ローラの周辺の構成を示す側断面図である。図８及び図９において、それぞれ図５及び図３と同一の符号を付したものは、同様の構成であるものとし、その説明を省略する。
【００５９】
図８及び図９に示すように、実施の形態２に係る加熱装置としての定着ユニット１０８が備える定着ローラ１０９の内部には、ハロゲンヒータ８０１が配置されている。ハロゲンヒータ８０１を通電することで、発熱パイプ２０３を内面から加熱することができる。このハロゲンヒータ８０１により発熱パイプ２０３を加熱することをヒータ加熱と呼ぶものとする。実施の形態２に係る加熱装置では、このハロゲンヒータ８０１を用いて略定着温度に到達した後の発熱パイプ２０３をこの温度に維持する。
【００６０】
次に、このような構成を有する実施の形態２に係る加熱装置における定着動作について説明する。図１０は、実施の形態２に係る加熱装置における定着動作を説明するためのフロー図である。
【００６１】
実施の形態２の定着ユニット１０８において、利用者のプリント要求を受けた後、発熱パイプ２０３を略定着温度に到達させるまでの動作（ＳＴ６０１〜ＳＴ６０３）、並びに、シャッター５０１及び５０２を開いて記録紙１０５を取り込んだ後、記録紙１０５にトナー（Ｔ）を定着するまでの動作（ＳＴ６０５〜ＳＴ６０７）は、実施の形態１と同様である。
【００６２】
実施の形態２の定着ユニット１０８は、発熱パイプ２０３が略定着温度に到達した後（ＳＴ６０３）、実施の形態１のようにコイル２０６に流す交流電流を下げるのでなく、コイル２０６に交流電流を流すのを停止し、ハロゲンヒータ８０１に通電することで発熱パイプ２０３を加熱する。すなわち、コイル加熱からヒータ加熱に切り替える（ＳＴ１００１）。
【００６３】
また、記録紙１０５上のトナー（Ｔ）がその後端まで定着された後（ＳＴ６０７）、実施の形態２の定着ユニット１０８は、ハロゲンヒータ８０１への通電を停止する（ＳＴ１００２）。そして、記録紙１０５が定着ユニット１０８から排出した後（ＳＴ１００３）、定着動作を終了する。このようにして実施の形態２の定着ユニット１０８における定着動作が行われる。
【００６４】
このように実施の形態２に係る加熱装置によれば、実施の形態１に係る加熱装置と同様に、発熱パイプ２０３の温度を略定着温度に到達させるまでは最大限の交流電流を流すが、このとき、シールド部材の一部を為すシャッター５０１及び５０２を閉じた状態としている。このため、コイル２０６に最大限の交流電流を流す場合には電磁誘導加熱を行う場合における電界・磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを防止することができる。
【００６５】
また、発熱パイプ２０３の温度が略定着温度に到達した後は、コイル加熱からヒータ加熱に切り替えて発熱パイプ２０３をこの温度に維持し、記録紙１０５上のトナー（Ｔ）を定着する際にはこの状態でシャッター５０１及び５０２を開くようにしている。このため、シャッター５０１及び５０２を開いたとしても、コイル２０６に交流電流が流れていないため、電界・磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを確実に防止することができる。
【００６６】
なお、実施の形態２では、ハロゲンヒータ８０１を発熱パイプ２０３の内側に配置する場合について説明している。しかし、これに限定されず、加圧ローラ１１０の内部、あるいは発熱パイプ２０３の外部に配置するようにしてもよい。また、複数のハロゲンヒータ８０１を配置するようにしてもよい。このように変更した場合であっても、実施の形態２と同様の効果を得ることができることはいうまでもない。
【００６７】
（実施の形態３）
実施の形態１に係る加熱装置が、発熱パイプ２０３を加熱するコイル２０６を発熱パイプ２０３の周面の上方近傍に配置しているのに対し、実施の形態３に係る加熱装置は、発熱パイプ２０３の内側にコイル２０６を配置する点で相違する。
【００６８】
図１１は、実施の形態３に係る加熱装置としての定着ユニット１０８の構成を示す拡大図である。図１２は、実施の形態３に係る加熱装置が備える定着ローラ１０９の周辺の構成を示す斜視図である。図１１及び図１２において、それぞれ図５及び図２と同一の符号を付したものは、同様の構成であるものとし、その説明を省略する。また、図１２においては、説明の便宜上、内部構造を一部露出した状態について示している。
【００６９】
図１１及び図１２に示すように、実施の形態３に係る加熱装置としての定着ユニット１０８は、定着ローラ１０９を構成する発熱パイプ２０３の内側に磁性体であるコイルベース（コイルボビン）１１０１を備え、このコイルベース１１０１にコイル１１０２が巻回されている。
【００７０】
このように配置されたコイル１１０２に交流電流を流すと、コイル１１０２の周辺に図１３に示すような交番磁束が発生し、この交番磁束は発熱パイプ２０３を横切る。この交番磁束が横切る際に発熱パイプ２０３内に渦電流が発生し、この渦電流により発熱パイプ２０３が急速に加熱される。
【００７１】
なお、実施の形態３に係る加熱装置における定着動作は、図６で説明した実施の形態１に係る加熱装置の場合と同様であるため、その説明を省略する。
【００７２】
このように実施の形態３に係る加熱装置によれば、発熱パイプ２０３の温度を定着温度に到達させるまでは最大限の交流電流を流すが、このとき、シールド部材の一部を為すシャッター５０１及び５０２を閉じた状態としている。このため、コイル２０６に最大限の交流電流を流す場合には電磁誘導加熱を行う場合における電界・磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを防止することができる。
【００７３】
また、発熱パイプ２０３の温度が略定着温度に到達した後は最小限の交流電流で発熱パイプ２０３をこの温度に維持し、記録紙１０５上のトナー（Ｔ）を定着する際にはこの状態でシャッター５０１及び５０２を開いている。このため、シールド部材を開く場合にはコイル２０６に流す交流電流を最小限の交流電流としているので、電界・磁界の変動の装置外部への影響を最小限に抑えることができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電磁誘導加熱を行う場合に生じる電界・磁界の変動が装置外部に与える影響を除去すると共に、省エネルギー化に対応しながら定着ローラに対する急速な加熱が可能な加熱装置及びこの加熱装置を定着装置として備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る加熱装置を画像加熱定着装置として備えた画像形成装置の感光体周辺の構成を示す概略構成図
【図２】実施の形態１に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成を示す斜視図
【図３】実施の形態１に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成を示す側断面図
【図４】実施の形態１に係る加熱装置が備えるコイル周辺の発生する交番磁束を説明するための図
【図５】実施の形態１に係る加熱装置としての定着ユニットの構成を示す拡大図
【図６】実施の形態１に係る加熱装置における定着動作を説明するためのフロー図
【図７】実施の形態１に係る加熱装置としての定着ユニットの変形例の構成を示す拡大図
【図８】本発明の実施の形態２に係る加熱装置としての定着ユニットの構成を示す拡大図
【図９】実施の形態２に係る加熱装置としての定着ユニットが備える定着ローラの周辺の構成を示す側断面図
【図１０】実施の形態２に係る加熱装置における定着動作を説明するためのフロー図
【図１１】本発明の実施の形態３に係る加熱装置としての定着ユニットの構成を示す拡大図
【図１２】実施の形態３に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成を示す斜視図
【図１３】実施の形態３に係る加熱装置が備えるコイル周辺の発生する交番磁束を説明するための図
【符号の説明】
１０８ 定着ユニット（加熱装置）
１０９ 定着ローラ
１１０ 加圧ローラ
２０３ 発熱パイプ
２０４ 弾性層
２０５ コイルベース
２０６ コイル
５０１，５０２ シャッター
５０３，５０４ ソレノイド
８０１ ハロゲンヒータ
１１０１ コイルベース
１１０２ コイル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heating device using an electromagnetic induction heating method and an image forming apparatus including the heating device as a fixing device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a fixing roller heating device provided in a fixing unit of a copying machine or a printer, a method in which a halogen heater is arranged inside the fixing roller and the fixing roller is heated from the inner surface by energizing the halogen heater. Has been adopted. However, in the case of using this method, since the light radiated from the halogen heater is used as radiant heat on the inner wall of the fixing roller, there has been a problem that it takes time until the fixing roller is sufficiently heated. .
[0003]
Also, in this method, in order to reduce the waiting time from when a user issues a print request to when printing is completed, it is necessary to always preheat the halogen heater even when printing is not being performed. For this reason, much more energy is consumed than the energy originally used for printing, and the printing is required.
[0004]
On the other hand, in recent years, a heating system using electromagnetic induction heating (Induction Heating: IH) (hereinafter, referred to as “IH system”) has been used as a fixing unit capable of heating in a short time without the need for preheating due to an increase in energy saving orientation. ) Has been studied.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such an IH system, the influence of fluctuations of electric and magnetic fields generated when performing electromagnetic induction heating on the outside of the device, that is, malfunctions and noise of surrounding electronic devices and effects of electromagnetic waves on the human body are ignored. The situation is not possible.
[0006]
These effects on the outside of the apparatus are particularly remarkable when heating at full power for rapid heating. In addition, even if the fixing unit is covered with a shield member in consideration of the influence on the outside of the apparatus, for example, if there is a small opening, it is very difficult to take measures against the fluctuation of the magnetic field. There is a problem.
[0007]
The present invention has been made in view of such a problem, and eliminates the influence of electric and magnetic field fluctuations occurring when performing electromagnetic induction heating on the outside of the apparatus, and enables rapid heating while saving energy. An object of the present invention is to provide a simple heating device and an image forming apparatus provided with the heating device as a fixing device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is directed to an alternating magnetic flux generating means for causing an alternating magnetic flux generated by flowing an alternating current to a coil disposed near an electromagnetic induction heating section to cause the electromagnetic induction heating section to generate heat by an eddy current generated in the electromagnetic induction heating section. The surroundings of a heating device having a fixing unit having a fixing unit are covered with a shield unit having a shutter unit that opens and closes a recording paper transport path, and the coil is kept in a closed state until the temperature of the fixing unit substantially reaches the fixing temperature. The maximum AC current is supplied to the coil, and after the temperature of the fixing unit reaches the fixing temperature, the minimum AC current that can maintain the temperature is applied to the coil and the shutter unit is opened to take in the recording paper. It is.
[0009]
According to this, a maximum alternating current is applied to the coil until the temperature of the fixing unit substantially reaches the fixing temperature. At this time, the shutter that forms a part of the shield unit is closed. For this reason, when the maximum alternating current flows through the coil, it is possible to prevent the fluctuation of the electric field or magnetic field by the alternating magnetic flux generating means from affecting the outside of the device.
[0010]
Further, after the temperature of the fixing means has substantially reached the fixing temperature, the fixing is performed with a minimum alternating current to maintain the temperature of the means, and the shutter is opened in this state when fixing the toner on the recording paper. For this reason, when the shielding means is opened, the alternating current flowing through the coil is set to the minimum alternating current, so that the influence of the fluctuation of the electric field and the magnetic field on the outside of the device can be minimized.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A heating device according to a first aspect of the present invention includes a fixing unit having an electromagnetic induction heating unit for thermally melting toner on a recording sheet, and an alternating current flowing through a coil disposed near the electromagnetic induction heating unit. And an alternating magnetic flux generating means for causing the electromagnetic induction heating portion to generate heat by an eddy current generated in the electromagnetic induction heating portion by applying an alternating magnetic flux generated in the above, and fluctuations of an electric field or a magnetic field by the alternating magnetic flux generating portion flow out of the apparatus. And a shutter which constitutes a part of the shield and opens and closes a recording paper transport path, wherein the shutter is operated until the temperature of the fixing unit substantially reaches a fixing temperature. While the maximum current is passed through the coil in a state in which the fixing unit is closed, the minimum AC current capable of maintaining the temperature of the fixing unit after the temperature of the fixing unit substantially reaches the fixing temperature. A configuration for taking the recording sheet by opening the shutter means to flow through the coil.
[0012]
According to this configuration, the maximum alternating current flows through the coil until the temperature of the fixing unit substantially reaches the fixing temperature. At this time, the shutter unit, which forms part of the shield unit, is closed. For this reason, when the maximum alternating current flows through the coil, it is possible to prevent the fluctuation of the electric field or magnetic field by the alternating magnetic flux generating means from affecting the outside of the device.
[0013]
Further, after the temperature of the fixing means has reached substantially the fixing temperature, the temperature of the fixing means is maintained with a minimum AC current, and when fixing the toner (T) on the recording paper, the shutter means is opened in this state. ing. For this reason, when the shielding means is opened, the alternating current flowing through the coil is set to the minimum alternating current, so that the influence of the fluctuation of the electric field and the magnetic field on the outside of the device can be minimized.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the heating device according to the first aspect, the alternating magnetic flux generating unit causes an alternating current to flow through the coil after the fixing process on the recording paper by the fixing unit is completed. Use a configuration to stop.
[0015]
According to this configuration, as soon as the fixing process is completed, the flow of the alternating current to the coil is stopped. Therefore, even if the shutter unit is opened when the recording paper is conveyed, the fluctuation of the electric field and the magnetic field can be reduced. The influence on the outside of the device can be minimized.
[0016]
A heating device according to a third aspect of the present invention includes a fixing unit having an electromagnetic induction heating unit for thermally fusing toner on recording paper, and an alternating current flowing through a coil disposed near the electromagnetic induction heating unit. And an alternating magnetic flux generating means for causing the electromagnetic induction heating portion to generate heat by an eddy current generated in the electromagnetic induction heating portion by applying an alternating magnetic flux generated in the above, and fluctuations of an electric field or a magnetic field by the alternating magnetic flux generating portion flow out of the apparatus. A shutter means for forming a part of the shield means for opening and closing the recording paper conveyance path, and a light or heat disposed near the fixing means and radiated to the fixing means. Heating means for heating the fixing means, and a maximum AC current to the coil with the shutter means closed until the temperature of the fixing means substantially reaches the fixing temperature. While flowing a stream, after the temperature of the fixing unit reaches a substantially fixing temperature a configuration for taking the recording sheet by opening the shutter means to maintain the temperature of the fixing means in the heating process by the heating means.
[0017]
According to this configuration, the maximum alternating current is allowed to flow until the temperature of the fixing unit substantially reaches the fixing temperature. At this time, the shutter unit, which forms part of the shield unit, is closed. For this reason, when the maximum alternating current flows through the coil, it is possible to prevent the fluctuation of the electric field and magnetic field by the alternating magnetic flux generating means from affecting the outside of the device.
[0018]
Also, after the temperature of the fixing unit has substantially reached the fixing temperature, the heating unit is switched to a heating process to maintain the temperature of the fixing unit, and when fixing the toner on the recording paper, the shutter is opened in this state. ing. For this reason, even if the shutter means is opened, since no alternating current flows through the coil, it is possible to reliably prevent the electric and magnetic field fluctuations from affecting the outside of the apparatus.
[0019]
A fourth aspect of the present invention, in the heating device according to any one of the first to third aspects, adopts a configuration in which the shutter unit functions as a guide for guiding the recording sheet to the fixing unit in an open state. .
[0020]
According to this configuration, the shutter as a part of the shield for removing the influence of the alternating magnetic flux generator on the outside of the apparatus is provided with a function as a guide for the recording paper. Thereby, the number of parts of the apparatus can be reduced.
[0021]
An image forming apparatus according to a fifth aspect of the present invention provides a fixing unit having an electromagnetic induction heating unit for thermally fusing toner on recording paper, and an alternating current flowing through a coil disposed near the electromagnetic induction heating unit. And an alternating magnetic flux generating means for causing the electromagnetic induction heating portion to generate heat by an eddy current generated in the electromagnetic induction heating portion by acting on the alternating magnetic flux generated by the operation, and fluctuations of an electric field or a magnetic field caused by the alternating magnetic flux generating device flow out of the apparatus. And a shutter which constitutes a part of the shield and opens and closes a conveyance path of the recording paper, wherein the shutter is operated until the temperature of the fixing unit substantially reaches the fixing temperature. While a maximum AC current is applied to the coil with the unit closed, a minimum AC current capable of maintaining the temperature of the fixing unit after the temperature of the fixing unit substantially reaches the fixing temperature. Open the shutter means flowing flow to the coil employs a configuration for taking the recording sheet.
[0022]
According to this configuration, the maximum alternating current flows through the coil until the temperature of the fixing unit substantially reaches the fixing temperature. At this time, the shutter unit, which forms part of the shield unit, is closed. For this reason, when the maximum alternating current flows through the coil, it is possible to prevent the fluctuation of the electric field or magnetic field by the alternating magnetic flux generating means from affecting the outside of the device.
[0023]
Further, after the temperature of the fixing unit has reached the substantially fixing temperature, the temperature of the fixing unit is maintained with a minimum alternating current, and when fixing the toner (T) on the recording paper, the shutter unit is opened in this state. I have. For this reason, when the shielding means is opened, the alternating current flowing through the coil is set to the minimum alternating current, so that the influence of the fluctuation of the electric field and the magnetic field on the outside of the device can be minimized.
[0024]
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fifth aspect, the alternating magnetic flux generating means supplies an alternating current to the coil after the fixing processing on the recording paper by the fixing means is completed. Is adopted to stop the operation.
[0025]
According to this configuration, as soon as the fixing process is completed, the flow of the alternating current to the coil is stopped. Therefore, even if the shutter unit is opened when the recording paper is conveyed, the fluctuation of the electric field and the magnetic field can be reduced. The influence on the outside of the device can be minimized.
[0026]
An image forming apparatus according to a seventh aspect of the present invention provides a fixing unit having an electromagnetic induction heating unit for thermally fusing toner on recording paper, and flowing an alternating current to a coil disposed near the electromagnetic induction heating unit. And an alternating magnetic flux generating means for causing the electromagnetic induction heating portion to generate heat by an eddy current generated in the electromagnetic induction heating portion by acting on the alternating magnetic flux generated by the operation, and fluctuations of an electric field or a magnetic field caused by the alternating magnetic flux generating device flow out of the apparatus. Shielding means for preventing the recording paper from being conveyed, shutter means for forming a part of the shielding means to open and close the recording paper transport path, and light or heat which is arranged near the fixing means and radiates to the fixing means. Heating means for heating the fixing means, and the coil is kept at a maximum while the shutter means is closed until the temperature of the fixing means substantially reaches the fixing temperature. While passing a flow current, after the temperature of the fixing unit reaches a substantially fixing temperature a configuration for taking the recording sheet by opening the shutter means to maintain the temperature of the fixing means in the heating process by the heating means.
[0027]
According to this configuration, the maximum alternating current is allowed to flow until the temperature of the fixing unit substantially reaches the fixing temperature. At this time, the shutter unit, which forms part of the shield unit, is closed. For this reason, when the maximum alternating current flows through the coil, it is possible to prevent the fluctuation of the electric field and magnetic field by the alternating magnetic flux generating means from affecting the outside of the device.
[0028]
Also, after the temperature of the fixing unit has substantially reached the fixing temperature, the heating unit is switched to a heating process to maintain the temperature of the fixing unit, and when fixing the toner on the recording paper, the shutter is opened in this state. ing. For this reason, even if the shutter means is opened, since no alternating current flows through the coil, it is possible to reliably prevent the electric and magnetic field fluctuations from affecting the outside of the apparatus.
[0029]
An eighth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the fifth to seventh aspects, wherein the shutter means functions as a guide for guiding the recording sheet to the fixing means in an open state. take.
[0030]
According to this configuration, the shutter as a part of the shield for removing the influence of the alternating magnetic flux generator on the outside of the apparatus is provided with a function as a guide for the recording paper. Thereby, the number of parts of the apparatus can be reduced.
[0031]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0032]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration around a photoconductor of an image forming apparatus including the heating device according to the first embodiment as a fixing device. Around the photoreceptor 101, a charging roller 102 for charging the photoreceptor 101, a laser circuit 103 for irradiating a predetermined position of the photoreceptor 101 with a laser beam via a polygon mirror or the like, and a surface potential by irradiating the laser beam. A developing device 104 for applying toner (T) as a developer to a portion where the toner is reduced, a transfer roller 106 for transferring the toner (T) attached to the surface of the photoreceptor 101 to a recording sheet 105 to be conveyed, and recording. A cleaning unit 107 that removes waste toner remaining on the surface of the photoconductor 101 after transfer to the paper 105 is provided.
[0033]
A fixing unit 108 as a heating device according to the present embodiment is arranged at a destination of the recording paper 105 to which the toner (T) has been transferred. The fixing unit 108 includes a fixing roller 109 and a pressure roller 110 disposed to face the fixing roller 109. The fixing roller 109 applies heat to the recording surface of the recording paper 105, and the pressing roller 110 presses the recording paper 105 between the recording paper 105 and the fixing roller 109, so that the toner (T) is fixed on the recording paper 105.
[0034]
The fixing roller 109 included in the fixing unit 108 as the heating device according to the present embodiment employs an electromagnetic induction heating method (IH method). This means that the magnetic field generated by combining an alternating magnetic flux generating means, for example, a magnetic core material and a coil, is changed by an excitation circuit, and conductive members (inductive magnetic material, magnetic field absorbing conductive material) arranged in the magnetic field The eddy current is generated in the conductive layer in the inside. This eddy current is converted into heat (Joule heat) by the electric resistance of the conductive layer, and as a result, only the conductive member closely contacting the material to be heated generates heat.
[0035]
That is, when a fluctuating magnetic field traverses the conductive member, an eddy current is generated in the conductive layer of the conductive member so as to generate a magnetic field that hinders the change of the magnetic field. The eddy current causes the conductive layer of the conductive member to generate heat with electric power proportional to the skin resistance due to the skin resistance of the conductive layer of the conductive member. As described above, since heat is directly generated near the surface layer of the conductive member, there is an advantage that heating can be performed rapidly regardless of the thermal conductivity and heat capacity of the conductive member. As a result, a heating device excellent in energy saving and high speed is realized as a result.
[0036]
The configuration of the fixing roller 109 provided in the heating device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a perspective view showing a configuration around the fixing roller 109 provided in the present heating device, and FIG. 3 is a side sectional view showing a configuration around the fixing roller 109.
[0037]
As shown in FIGS. 2 and 3, the fixing roller 109 is rotatably supported by a housing of the fixing unit 108 via a bearing 201. At one end, a gear 202 that meshes with a drive gear (not shown) is provided.
[0038]
The peripheral surface of the fixing roller 109 is composed of a heat generating pipe 203 made of a conductive material such as iron, for example, and has an elastic layer 204 on the surface thereof. A coil base 205, which is a magnetic material, is disposed near the center of the surface of the elastic layer 204 and in a central region, and a coil 206 is wound around the coil base 205.
[0039]
When an alternating current is applied to the coil 206 arranged as described above, an alternating magnetic flux as shown in FIG. The coil 206 is arranged at a position where the alternating magnetic flux crosses the heating pipe 203. When the alternating magnetic flux crosses, an eddy current is generated in the heat pipe 203, and the heat pipe 203 is rapidly heated by the eddy current.
[0040]
FIG. 5 is an enlarged view showing the configuration of the fixing unit 108 as the heating device according to the present embodiment.
[0041]
In the fixing unit 108, the housing that houses the above-described fixing roller 109 and pressure roller 110 has a function as a shield member for electric and magnetic field fluctuations that occur when electromagnetic induction heating is performed. This shield member is made of a material having high magnetic permeability such as iron or ferrite. With this shield member, the influence of the fluctuation of the electric field and magnetic field generated when performing the electromagnetic induction heating on the outside of the apparatus is removed.
[0042]
Shutters 501 and 502 constituting a part of the shield member are provided at a position where the recording paper 105 onto which the toner (T) is transferred enters the fixing unit 108 and a position where the recording paper 105 is discharged from the fixing unit 108, respectively. Have been. Solenoids 503 and 504 are connected to the respective shutters 501 and 502. When the solenoids 503 and 504 pull or release one end in the direction of the arrow in the drawing, the shutters 501 and 502 move between predetermined positions. Thereby, the conveyance path of the recording paper 105 in the fixing unit 108 is released or shut off.
[0043]
When one end of the shutter 501 is attracted by the solenoid 503, the shutter 501 moves to a certain position inside the fixing unit 108 and functions as a guide for the recording paper 105. As described above, the shutter 501 for removing the influence of the electromagnetic induction heating on the outside of the apparatus is provided with a function as a guide for the recording paper 105. Thus, the number of components of the fixing unit 108 can be reduced.
[0044]
Next, a fixing operation in the heating device according to the first embodiment having such a configuration will be described. FIG. 6 is a flowchart for explaining a fixing operation in the heating device according to the first embodiment.
[0045]
When a print request is received after the power is turned on by the user, first, fixing unit 108 of the present embodiment closes shutters 501 and 502 by solenoids 503 and 504 (ST601).
[0046]
When the shutters 501 and 502 are closed, the fixing unit 108 supplies the maximum alternating current to the coil 206 disposed above the heat pipe 203 (coil full power heating) (ST602). At this time, an alternating magnetic flux as shown in FIG. 4 is generated around the coil 206, and the alternating magnetic flux crosses the heat pipe 203. As a result, an eddy current is generated in the heating pipe 203, and the heating pipe 203 is rapidly heated. Heating the heating pipe 203 by passing an alternating current through the coil 206 in this manner is referred to as coil heating.
[0047]
As described above, the maximum alternating current is allowed to flow until the temperature of the heat generating pipe 203 substantially reaches the fixing temperature. At this time, the shutters 501 and 502 forming a part of the shield member are closed. Therefore, the fluctuation of the electric field and the magnetic field when performing the electromagnetic induction heating does not affect the outside of the apparatus.
[0048]
When the temperature of the heat pipe 203 reaches the substantially fixing temperature (ST603), the fixing unit 108 increases the AC current flowing through the coil 206 from the maximum to the minimum temperature at which the temperature of the heat pipe 203 can be maintained at the substantially fixing temperature. (Coil heating power down) (ST604). Note that whether or not the heating pipe 203 has substantially reached the fixing temperature is determined by, for example, whether an alternating current is supplied to the coil 204 at full power for a predetermined time.
[0049]
When switching to a state in which the minimum alternating current is applied to the coil 206, the fixing unit 108 opens the shutters 501 and 502 by the solenoids 503 and 504 (ST605). Thereafter, the shutters 501 and 502 are in an open state, but since a minimum alternating current flows through the coil 206, the influence of fluctuations in the electric and magnetic fields on the outside of the apparatus is minimized.
[0050]
When the shutter 501 is opened, the fixing unit 108 takes in the recording paper 105 sent by a transport mechanism (not shown) (ST606). Note that it is desirable to take the recording paper 105 into the fixing unit 108 immediately after the shutters 501 and 502 are opened. By taking in the recording paper 105 immediately after the shutters 501 and 502 are opened, it is possible to provide a heating device that further reduces the influence on the outside of the apparatus.
[0051]
Then, when the recording paper 105 passes through the nip portion between the fixing roller 109 and the pressure roller 110, the toner (T) on the recording paper 105 is fixed on the recording paper 105 (ST607).
[0052]
When the nip portion between the fixing roller 109 and the pressure roller 110 has passed to the rear end of the recording paper 105, the fixing unit 108 stops the alternating current flowing through the coil 206 (ST608). As soon as the fixing process is completed, the flow of the alternating current to the coil 206 is stopped. Therefore, even if the shutters 501 and 502 are opened when the recording paper 105 is conveyed, fluctuations in the electric and magnetic fields do not affect the outside of the apparatus.
[0053]
After stopping supplying the alternating current to the coil 206, the fixing unit 108 discharges the recording paper 105 (ST609), and ends the fixing operation. Thus, the fixing operation in the fixing unit 108 according to the first embodiment is performed.
[0054]
As described above, according to the heating device according to the first embodiment, the maximum alternating current flows until the temperature of the heat generating pipe 203 substantially reaches the fixing temperature. At this time, the shutter 501 forming a part of the shield member is used. And 502 are closed. For this reason, when the maximum alternating current is applied to the coil 206, it is possible to prevent the fluctuation of the electric and magnetic fields from affecting the outside of the apparatus when performing the electromagnetic induction heating.
[0055]
After the temperature of the heat pipe 203 reaches the fixing temperature, the heat pipe 203 is maintained at this temperature with a minimum alternating current, and when the toner (T) on the recording paper 105 is fixed, this state is maintained. Shutters 501 and 502 are open. For this reason, when the shield member is opened, the alternating current flowing through the coil 206 is set to the minimum alternating current, so that the influence of the fluctuation of the electric and magnetic fields on the outside of the device can be minimized.
[0056]
In the heating device according to the first embodiment, the case where the shutter 502 is opened and closed by a rotation operation is described. However, the present invention is not limited to this, and the shutter 502 may be opened and closed by a reciprocating operation as shown in FIG. In this case, needless to say, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0057]
(Embodiment 2)
The heating apparatus according to the first embodiment maintains the heat pipe 203 at a substantially fixing temperature by flowing an alternating current to the coil 206 at a minimum after the heat pipe 203 reaches the fixing temperature. The heating device according to the second embodiment is different in that the heating pipe 203 is maintained at a substantially fixing temperature by a halogen heater provided in the heating pipe 203.
[0058]
FIG. 8 is an enlarged view showing a configuration of a fixing unit 108 as a heating device according to the second embodiment. FIG. 9 is a side cross-sectional view showing a configuration around a fixing roller provided in a fixing unit 108 as a heating device according to the second embodiment. 8 and 9, the components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 5 and FIG.
[0059]
As shown in FIGS. 8 and 9, a halogen heater 801 is disposed inside a fixing roller 109 provided in a fixing unit 108 as a heating device according to the second embodiment. When the halogen heater 801 is energized, the heating pipe 203 can be heated from the inside. Heating the heating pipe 203 by the halogen heater 801 is referred to as heater heating. In the heating device according to the second embodiment, the halogen heater 801 is used to maintain the heat generating pipe 203 at this temperature after it has almost reached the fixing temperature.
[0060]
Next, a fixing operation in the heating device according to the second embodiment having such a configuration will be described. FIG. 10 is a flowchart illustrating a fixing operation in the heating device according to the second embodiment.
[0061]
In the fixing unit 108 according to the second embodiment, after receiving a print request from the user, an operation until the heating pipe 203 substantially reaches the fixing temperature (ST601 to ST603), and the shutters 501 and 502 are opened and the recording paper is opened. The operation (ST605 to ST607) after fixing the toner (T) on the recording paper 105 after taking in the recording paper 105 is the same as in the first embodiment.
[0062]
After the heat generating pipe 203 has almost reached the fixing temperature (ST603), the fixing unit 108 according to the second embodiment does not decrease the AC current flowing through the coil 206 as in the first embodiment, but flows the AC current through the coil 206. Is stopped, and the heating pipe 203 is heated by energizing the halogen heater 801. That is, switching from coil heating to heater heating is performed (ST1001).
[0063]
After the toner (T) on the recording paper 105 is fixed to the rear end thereof (ST607), the fixing unit 108 of the second embodiment stops energizing the halogen heater 801 (ST1002). After the recording paper 105 is discharged from the fixing unit 108 (ST1003), the fixing operation ends. Thus, the fixing operation in the fixing unit 108 according to the second embodiment is performed.
[0064]
As described above, according to the heating device according to the second embodiment, as in the heating device according to the first embodiment, the maximum alternating current is allowed to flow until the temperature of the heat generating pipe 203 substantially reaches the fixing temperature. At this time, the shutters 501 and 502 forming a part of the shield member are closed. For this reason, when the maximum alternating current is applied to the coil 206, it is possible to prevent the fluctuation of the electric and magnetic fields from affecting the outside of the apparatus when performing the electromagnetic induction heating.
[0065]
After the temperature of the heat pipe 203 reaches the fixing temperature, the heating is switched from the coil heating to the heater heating to maintain the heat pipe 203 at this temperature, and when the toner (T) on the recording paper 105 is fixed, In this state, the shutters 501 and 502 are opened. For this reason, even if the shutters 501 and 502 are opened, since no alternating current flows through the coil 206, it is possible to reliably prevent the fluctuation of the electric and magnetic fields from affecting the outside of the apparatus.
[0066]
In the second embodiment, the case where the halogen heater 801 is disposed inside the heat pipe 203 is described. However, the present invention is not limited to this, and may be arranged inside the pressure roller 110 or outside the heat pipe 203. Further, a plurality of halogen heaters 801 may be arranged. Needless to say, even in the case of such a change, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
[0067]
(Embodiment 3)
In the heating device according to the first embodiment, the coil 206 that heats the heat pipe 203 is arranged near the upper part of the peripheral surface of the heat pipe 203, whereas the heating device according to the third embodiment is different from the heat pipe 203 according to the third embodiment. The difference is that the coil 206 is arranged inside the inside.
[0068]
FIG. 11 is an enlarged view showing a configuration of a fixing unit 108 as a heating device according to the third embodiment. FIG. 12 is a perspective view showing a configuration around the fixing roller 109 provided in the heating device according to the third embodiment. In FIGS. 11 and 12, those denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 5 and 2 have the same configuration, and the description thereof will be omitted. FIG. 12 shows a state in which the internal structure is partially exposed for convenience of explanation.
[0069]
As shown in FIGS. 11 and 12, the fixing unit 108 as the heating device according to the third embodiment includes a coil base (coil bobbin) 1101 that is a magnetic material inside a heat pipe 203 that forms the fixing roller 109. A coil 1102 is wound around the coil base 1101.
[0070]
When an alternating current is applied to the coil 1102 arranged as described above, an alternating magnetic flux as shown in FIG. 13 is generated around the coil 1102, and the alternating magnetic flux traverses the heating pipe 203. When the alternating magnetic flux crosses, an eddy current is generated in the heat pipe 203, and the heat pipe 203 is rapidly heated by the eddy current.
[0071]
The fixing operation of the heating device according to the third embodiment is the same as that of the heating device according to the first embodiment described with reference to FIG.
[0072]
As described above, according to the heating device according to the third embodiment, the maximum alternating current is allowed to flow until the temperature of the heat generating pipe 203 reaches the fixing temperature. 502 is in a closed state. For this reason, when the maximum alternating current is applied to the coil 206, it is possible to prevent the fluctuation of the electric and magnetic fields from affecting the outside of the apparatus when performing the electromagnetic induction heating.
[0073]
After the temperature of the heat pipe 203 reaches the fixing temperature, the heat pipe 203 is maintained at this temperature with a minimum alternating current, and when the toner (T) on the recording paper 105 is fixed, this state is maintained. Shutters 501 and 502 are open. For this reason, when the shield member is opened, the alternating current flowing through the coil 206 is set to the minimum alternating current, so that the influence of the fluctuation of the electric and magnetic fields on the outside of the device can be minimized.
[0074]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to remove the influence of the electric and magnetic fields generated when performing the electromagnetic induction heating on the outside of the apparatus, and to rapidly heat the fixing roller while saving energy. A heating device and an image forming apparatus including the heating device as a fixing device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration around a photoconductor of an image forming apparatus including a heating device according to a first embodiment of the present invention as an image heating and fixing device;
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration around a fixing roller provided in the heating device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a side sectional view showing a configuration around a fixing roller provided in the heating device according to the first embodiment;
FIG. 4 is a diagram for explaining an alternating magnetic flux generated around a coil provided in the heating device according to the first embodiment;
FIG. 5 is an enlarged view showing a configuration of a fixing unit as a heating device according to the first embodiment.
FIG. 6 is a flowchart for explaining a fixing operation in the heating device according to the first embodiment;
FIG. 7 is an enlarged view showing a configuration of a modification of the fixing unit as the heating device according to the first embodiment;
FIG. 8 is an enlarged view showing a configuration of a fixing unit as a heating device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a side cross-sectional view showing a configuration around a fixing roller provided in a fixing unit as a heating device according to a second embodiment.
FIG. 10 is a flowchart for explaining a fixing operation in the heating device according to the second embodiment.
FIG. 11 is an enlarged view showing a configuration of a fixing unit as a heating device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a perspective view showing a configuration around a fixing roller provided in a heating device according to a third embodiment;
FIG. 13 is a diagram for explaining an alternating magnetic flux generated around a coil included in the heating device according to the third embodiment.
[Explanation of symbols]
108 Fixing unit (heating device)
109 fixing roller
110 pressure roller
203 heating pipe
204 elastic layer
205 coil base
206 coil
501,502 Shutter
503,504 solenoid
801 Halogen heater
1101 Coil base
1102 coil