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JP2008139864A - Fixing device and control method of fixing device - Google Patents

Fixing device and control method of fixing device Download PDF

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JP2008139864A
JP2008139864A JP2007289791A JP2007289791A JP2008139864A JP 2008139864 A JP2008139864 A JP 2008139864A JP 2007289791 A JP2007289791 A JP 2007289791A JP 2007289791 A JP2007289791 A JP 2007289791A JP 2008139864 A JP2008139864 A JP 2008139864A
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JP
Japan
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belt
heat
roller
induced current
nip
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007289791A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Kikuchi
和彦 菊地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Tec Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Tec Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Tec Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to US11/947,372 priority Critical patent/US7925185B2/en
Publication of JP2008139864A publication Critical patent/JP2008139864A/en
Priority to US13/042,610 priority patent/US8150306B2/en
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  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Abstract

【課題】 誘導加熱方式の定着装置にて、ウォーミングアップ時間の高速化に伴う発熱部材の熱容の不足を解消して、高速での連続画像形成時においても、高画質の定着画像を得て、画像形成時の生産性向上を図る。
【解決手段】 ヒートローラ20の熱容量を小さくする一方、ヒートローラ20に対向するベルト33を、誘導加熱される金属ローラ32により加熱する。ヒートローラ20とベルト33のニップ37位置にて、ベルト33をヒートローラ20に押圧するための補助加圧部材42を設ける。更にヒートローラ20周囲の、第1及び第2のサーミスタ56a、56bから第1及び第2の誘導電流発生コイル50a、50bの中心までと、更にニップ37に到るまでの距離と、ベルト33周囲の第3及び第4のサーミスタ61a、61bから、中央コイル60a及び側部コイル60bの中心までと、更にニップ37に到るまでの距離を同じにする。
【選択図】図2
PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high-quality fixed image even at the time of continuous image formation at a high speed by solving an insufficiency of heat capacity of a heat generating member accompanying an increase in warm-up time with an induction heating type fixing device, Improve productivity during image formation.
SOLUTION: A heat capacity of a heat roller 20 is reduced, and a belt 33 facing the heat roller 20 is heated by a metal roller 32 that is induction-heated. An auxiliary pressure member 42 for pressing the belt 33 against the heat roller 20 is provided at the position of the nip 37 between the heat roller 20 and the belt 33. Further, the distance around the heat roller 20 from the first and second thermistors 56a, 56b to the center of the first and second induced current generating coils 50a, 50b and further to the nip 37, and around the belt 33 The distances from the third and fourth thermistors 61a and 61b to the center of the central coil 60a and the side coil 60b and the distance to the nip 37 are the same.
[Selection] Figure 2

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に搭載される定着装置に関し、特に誘導加熱方式を用いた、定着装置及び定着装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a fixing device mounted on an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and more particularly to a fixing device and a control method for the fixing device using an induction heating method.

近年電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に使用される誘導加熱方式の定着装置がある。この誘導加熱方式の定着装置では、定着装置のウォーミングアップ時間を短縮して、定着速度を一層高速化することが要望されている。このため、励磁コイルを熱容量の小さい発熱ローラの周囲に配置して、ウォーミングアップ時間を短縮する画像加熱装置がある(例えば特許文献1)。
米国特許第6,819,904号明細書
In recent years, there are induction heating type fixing devices used in image forming apparatuses such as electrophotographic copying machines and printers. In this induction heating type fixing device, it is desired to further increase the fixing speed by shortening the warm-up time of the fixing device. For this reason, there is an image heating apparatus in which an exciting coil is arranged around a heat generating roller having a small heat capacity to shorten the warm-up time (for example, Patent Document 1).
US Pat. No. 6,819,904

しかしながら特許文献1では、励磁コイルにより、トナー像と接する側の発熱ローラを加熱して、高速化を得るものの、加圧部材側に熱源を有していない。このため、高速にてカラー画像を連続形成する場合等のように、定着時に連続して大きな熱量を消費すると、特に加圧部材側の熱量が不足して、定着不良を生じる恐れがある。   However, in Patent Document 1, although the heat generating roller on the side in contact with the toner image is heated by the exciting coil to increase the speed, there is no heat source on the pressure member side. For this reason, when a large amount of heat is continuously consumed during fixing, such as when a color image is continuously formed at a high speed, the amount of heat on the pressing member side is particularly insufficient, and fixing failure may occur.

そこで本発明は上記課題を解決するものであり、誘導加熱方式により高速化を図る定着装置において、加圧部材側の熱量の不足を解消して、高速での連続カラー画像形成時においても、定着不良を生じることなく、高画質の定着画像を得られる定着装置及び定着装置の制御方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems, and in a fixing device that achieves high speed by an induction heating method, the shortage of heat on the pressure member side is resolved, and fixing is performed even during continuous color image formation at high speed. It is an object of the present invention to provide a fixing device and a fixing device control method capable of obtaining a high-quality fixed image without causing defects.

本発明は上記課題を解決するための手段として、誘導加熱される金属層を有する発熱部材と、前記発熱部材に近接して配置される第1の誘導電流発生装置と、前記発熱部材に対向し、複数のローラに回転可能に支持されて、前記発熱部材との間にニップを形成するベルトと、前記ベルトの周囲に配置され、誘導加熱により前記ベルトを加熱する第2の誘導電流発生装置と、前記ニップ位置で、前記ベルトを前記発熱部材に押圧する押圧部材とを有するものである。   As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a heat generating member having a metal layer that is induction-heated, a first induced current generator disposed in proximity to the heat generating member, and the heat generating member. A belt that is rotatably supported by a plurality of rollers and forms a nip with the heat generating member, and a second induction current generator that is disposed around the belt and that heats the belt by induction heating. And a pressing member that presses the belt against the heat generating member at the nip position.

本発明によれば、ウォーミングアップ時間の短縮を図れ、又、連続画像形成時の、熱容量の不足を補い、画像の生産性の向上を得られる。更に定着時に発熱部材及びベルトのニップに掛かる荷重を低減出来、発熱部材及びベルトの長寿命化を得られる。しかも、発熱部材及びベルトの制御の高速化による、画像の生産性の向上を得られる。   According to the present invention, the warm-up time can be shortened, the shortage of heat capacity during continuous image formation can be compensated, and the image productivity can be improved. Furthermore, the load applied to the nip between the heat generating member and the belt at the time of fixing can be reduced, and the life of the heat generating member and the belt can be extended. In addition, the productivity of the image can be improved by increasing the speed of the control of the heat generating member and the belt.

以下この発明の第1の実施例について図1乃至図6を参照して詳細に説明する。図1はこの発明の第1の実施例の画像形成装置1を示す概略構成図である。画像形成装置1は、原稿を読み取るスキャナ部6と、画像を形成するプリンタ部2に被定着媒体であるシート紙Pを供給する給紙部3を備えている。スキャナ部6は、上面に設けられる自動原稿送り装置4により供給される原稿から読み取った画像情報を、アナログ信号に変換する。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. The image forming apparatus 1 includes a scanner unit 6 that reads a document, and a paper feeding unit 3 that supplies sheet paper P as a fixing medium to a printer unit 2 that forms an image. The scanner unit 6 converts image information read from a document supplied by the automatic document feeder 4 provided on the upper surface into an analog signal.

プリンタ部2は、矢印q方向に回転される転写ベルト10aに沿って、イエロ(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像形成ステーション18Y、18M、18C、18Kがタンデムに並べられた画像形成ユニット10を備える。更に画像形成ユニット10は、各色の画像形成ステーション18Y、18M、18C、18Kの感光体ドラム12Y、12M、12C、12Kに画像情報に応じたレーザビームを照射するレーザ露光装置19を備える。更にプリンタ部2は、定着装置11、排紙ローラ52を備え、定着後のシート紙Pを排紙部5に搬送する排紙搬送路53を有している。   The printer unit 2 performs image forming stations 18Y, 18M, 18C for each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) along the transfer belt 10a rotated in the direction of the arrow q. The image forming unit 10 is arranged in 18K in tandem. Further, the image forming unit 10 includes a laser exposure device 19 that irradiates the photosensitive drums 12Y, 12M, 12C, and 12K of the image forming stations 18Y, 18M, 18C, and 18K of the respective colors with laser beams according to image information. Further, the printer unit 2 includes a fixing device 11 and a paper discharge roller 52, and includes a paper discharge conveyance path 53 that conveys the fixed sheet paper P to the paper discharge unit 5.

画像形成ユニット10のイエロ(Y)の画像形成ステーション18Yは、矢印r方向に回転する感光体ドラム12Yの周囲に、帯電器13Y、現像装置14Y、転写ローラ15Y、クリーナ16Y、除電器17Yを配置してなっている。マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像形成ステーション18M、18C、18Kは、イエロ(Y)の画像形成ステーション18Yと同様の構成とされる。   In the yellow (Y) image forming station 18Y of the image forming unit 10, a charger 13Y, a developing device 14Y, a transfer roller 15Y, a cleaner 16Y, and a static eliminator 17Y are arranged around the photosensitive drum 12Y rotating in the direction of arrow r. It has become. The magenta (M), cyan (C), and black (K) image forming stations 18M, 18C, and 18K have the same configuration as the yellow (Y) image forming station 18Y.

給紙部3は第1及び第2の給紙カセット3a、3bを備える。給紙カセット3a、3bから、画像形成ユニット10に至るシート紙Pの搬送路7には、給紙カセット3a、3bからシート紙Pを取り出すピックアップローラ7a、7b、分離搬送ローラ7c、7d、搬送ローラ7e及びレジストローラ8が設けられる。   The paper feed unit 3 includes first and second paper feed cassettes 3a and 3b. In the conveyance path 7 of the sheet paper P from the paper feed cassettes 3a and 3b to the image forming unit 10, pickup rollers 7a and 7b for taking out the sheet paper P from the paper feed cassettes 3a and 3b, separation conveyance rollers 7c and 7d, conveyance A roller 7e and a registration roller 8 are provided.

プリント操作開始により、プリンタ部2のイエロ(Y)の画像形成ステーション18Yでは、感光体ドラム12Yが矢印r方向に回転され、帯電器13Yにより一様に帯電される。次いで感光体ドラム12Yは、レーザ露光装置19により、スキャナ部6で読取ったイエロの画像情報に対応する露光々を照射され静電潜像を形成される。この後感光体ドラム12Yは現像装置14Yによりトナーを供給され、感光体ドラム12Y上にイエロ(Y)のトナー像が形成される。このイエロ(Y)のトナー像は、転写ローラ15Y位置で、転写ベルト10a上を矢印q方向に搬送されるシート紙Pに転写される。トナー像を転写終了後、感光体ドラム12Yはクリーナ16Yにより残留トナーをクリーニングされ、除電器17Yにより感光体ドラム12Y表面を除電され、次のプリント可能とされる。   When the printing operation is started, in the yellow (Y) image forming station 18Y of the printer unit 2, the photosensitive drum 12Y is rotated in the direction of the arrow r and is uniformly charged by the charger 13Y. Next, the photosensitive drum 12Y is irradiated with exposure corresponding to the yellow image information read by the scanner unit 6 by the laser exposure device 19 to form an electrostatic latent image. Thereafter, toner is supplied to the photosensitive drum 12Y by the developing device 14Y, and a yellow (Y) toner image is formed on the photosensitive drum 12Y. This yellow (Y) toner image is transferred to the sheet paper P conveyed in the direction of arrow q on the transfer belt 10a at the position of the transfer roller 15Y. After the transfer of the toner image, the photosensitive drum 12Y is cleaned of residual toner by the cleaner 16Y, the surface of the photosensitive drum 12Y is discharged by the charge eliminator 17Y, and the next printing can be performed.

マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像形成ステーション18M、18C、18Kにおいても、イエロ(Y)の画像形成ステーション18Yと同様にして、トナー像を形成する。画像形成ステーション18M、18C、18Kで形成された各色のトナー像は、各転写ローラ15M、15C、15K位置にて、イエロのトナー像を形成されたシート紙Pに順次転写される。このようにしてカラートナー像を形成されたシート紙Pは、定着装置11により加熱加圧定着されプリント画像を完成され排紙部5に排紙される。   In the magenta (M), cyan (C), and black (K) image forming stations 18M, 18C, and 18K, toner images are formed in the same manner as the yellow (Y) image forming station 18Y. The toner images of the respective colors formed by the image forming stations 18M, 18C, and 18K are sequentially transferred to the sheet paper P on which the yellow toner image is formed at the positions of the transfer rollers 15M, 15C, and 15K. The sheet paper P on which the color toner image has been formed in this way is heated and pressed and fixed by the fixing device 11 to complete the print image and discharged to the paper discharge unit 5.

次に定着装置11について述べる。図2は、定着装置11を軸方向から見た概略構成図である。定着装置11は、発熱部材であり、外径50mmのヒートローラ20を有する。ヒートローラ20と対向する位置には、ベルトを有するユニット化されたベルト機構30が配置される。ベルト機構30は、複数のローラである対向ローラ31と金属ローラ32を有し、これ等対向ローラ31及び金属ローラ32に支持されるエンドレスのベルト33を有する。更にベルト機構30は、ニップ幅を長くするための押圧部材である補助加圧部材42を有している。補助加圧部材42は、スプリング41に押されてベルト33をヒートローラ20に押圧する。これによりヒートローラ20及びベルト33の間には、一定幅のニップ37が形成される。   Next, the fixing device 11 will be described. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the fixing device 11 viewed from the axial direction. The fixing device 11 is a heat generating member and includes a heat roller 20 having an outer diameter of 50 mm. A unitized belt mechanism 30 having a belt is disposed at a position facing the heat roller 20. The belt mechanism 30 includes a plurality of opposing rollers 31 and metal rollers 32, and an endless belt 33 supported by the opposing rollers 31 and the metal rollers 32. Further, the belt mechanism 30 has an auxiliary pressure member 42 that is a pressing member for increasing the nip width. The auxiliary pressure member 42 is pressed by the spring 41 to press the belt 33 against the heat roller 20. As a result, a nip 37 having a constant width is formed between the heat roller 20 and the belt 33.

ヒートローラ20は、第1の駆動モータ36aにより矢印s方向に回転される。ベルト33は、第2の駆動モータ36bによる、金属ローラ32の回転により、矢印t方向に走行される。ヒートローラ20及びベルト33はニップ37にてシート紙Pを挟持して、排紙ローラ52方向に搬送する。シート紙Pは、このようなヒートローラ20及びベルト33間のニップ37を通過することにより、シート紙P上のトナー像を加熱加圧定着される。尚ヒートローラ20及びベルト33の駆動機構は限定されず、例えば、ヒートローラ20及びベルト33を同じ駆動モータで回転しても良い。   The heat roller 20 is rotated in the arrow s direction by the first drive motor 36a. The belt 33 travels in the arrow t direction by the rotation of the metal roller 32 by the second drive motor 36b. The heat roller 20 and the belt 33 sandwich the sheet paper P at the nip 37 and convey it in the direction of the paper discharge roller 52. The sheet paper P passes through such a nip 37 between the heat roller 20 and the belt 33, whereby the toner image on the sheet paper P is fixed by heating and pressing. The drive mechanism of the heat roller 20 and the belt 33 is not limited. For example, the heat roller 20 and the belt 33 may be rotated by the same drive motor.

ヒートローラ20は、弾性ローラ21及び表層22を有している。弾性ローラ21は、例えば鉄(Fe)或はアルミで構成される芯金20aと、芯金20a周囲に配置される弾性層である発泡シリコンゴム層20bを有する。芯金20aは、中実或は中空のいずれであっても良い。発泡シリコンゴム層20bは、耐熱性及び断熱性を有し、例えば平均セル径が約150ミクロンの、連続泡のマイクロセルラー発泡体で構成されている。   The heat roller 20 has an elastic roller 21 and a surface layer 22. The elastic roller 21 includes a cored bar 20a made of, for example, iron (Fe) or aluminum, and a foamed silicon rubber layer 20b that is an elastic layer disposed around the cored bar 20a. The cored bar 20a may be either solid or hollow. The foamed silicon rubber layer 20b has heat resistance and heat insulation, and is composed of, for example, an open-cell microcellular foam having an average cell diameter of about 150 microns.

表層22は、図3に示すように、例えばニッケル(Ni)から形成される厚さ30〜50μmの金属層である金属導電層20cの表面に、例えば肉厚0.1〜0.5mmのシリコンゴム層20dを有する。さらに表層22は、シリコンゴム層20dの表面に、離型層20eを形成して構成されている。離型層20eは、例えば、フッ素樹脂(PFAまたはPTFE(ポリ四フッ化エチレン)、もしくはPFAとPTFEの混合物)により構成されている。離型層20eの層厚は、例えば0.05〜0.2mmとされる。尚金属層は、ニッケルに限らず、磁性ステンレス、鉄等であっても良い。金属層は、誘導加熱方式で加熱効率の良いものであれば良い。   As shown in FIG. 3, the surface layer 22 is formed, for example, on the surface of a metal conductive layer 20c, which is a metal layer having a thickness of 30 to 50 μm formed of nickel (Ni), and has a thickness of 0.1 to 0.5 mm, for example. It has a rubber layer 20d. Further, the surface layer 22 is configured by forming a release layer 20e on the surface of the silicon rubber layer 20d. The release layer 20e is made of, for example, a fluororesin (PFA or PTFE (polytetrafluoroethylene) or a mixture of PFA and PTFE). The layer thickness of the release layer 20e is, for example, 0.05 to 0.2 mm. The metal layer is not limited to nickel, but may be magnetic stainless steel, iron, or the like. Any metal layer may be used as long as it is an induction heating method and has good heating efficiency.

弾性ローラ21の、発泡シリコンゴム層20bは、芯金20aと金属導電層20cとを熱絶縁する。これによりヒートローラ20全体の熱容量を低く保つことが可能となる。又発泡シリコンゴム層20bは、ベルト33との間で形成されるニップ37を広く保ち、且つ誘導電流発生装置から発生される磁束を芯金20aまで影響を及ぼさないような距離を保つために、例えば5〜15mm程度の厚さとされる。発泡シリコンゴム層20bは、あまり厚すぎると、ヒートローラ20の回転に伴うトルク(負荷)により、芯金20aとの境界面での応力が大きくなる。この応力により、発泡シリコンゴム層20bが、芯金20aとの境界面で破損する可能性があることから、発泡シリコンゴム層20bの厚さは、15mm程度以下であることが望ましい。また発泡シリコンゴム層20bのゴム硬度は、ASKER C20〜40°程度が好ましい。   The foamed silicon rubber layer 20b of the elastic roller 21 thermally insulates the metal core 20a and the metal conductive layer 20c. As a result, the heat capacity of the entire heat roller 20 can be kept low. The foamed silicon rubber layer 20b keeps the nip 37 formed with the belt 33 wide, and keeps a distance that does not affect the magnetic flux generated from the induced current generator to the core 20a. For example, the thickness is about 5 to 15 mm. If the foamed silicon rubber layer 20b is too thick, the stress at the interface with the cored bar 20a increases due to the torque (load) accompanying the rotation of the heat roller 20. Since the foamed silicon rubber layer 20b may be damaged at the boundary surface with the core metal 20a due to this stress, the thickness of the foamed silicon rubber layer 20b is desirably about 15 mm or less. The rubber hardness of the foamed silicon rubber layer 20b is preferably about ASKER C 20 to 40 °.

弾性ローラ21の、芯金20aと発泡シリコンゴム層20bとは互いに固定されている。表層22の、金属導電層20cとシリコンゴム層20d及び、シリコンゴム層20dと離型層20eも互いに固定されている。但し発泡シリコンゴム層20bと金属導電層20cとは接着しないものとする。   The cored bar 20a and the foamed silicon rubber layer 20b of the elastic roller 21 are fixed to each other. The metal conductive layer 20c and the silicon rubber layer 20d, and the silicon rubber layer 20d and the release layer 20e of the surface layer 22 are also fixed to each other. However, the foamed silicon rubber layer 20b and the metal conductive layer 20c are not bonded.

弾性ローラ21は、常温(25℃)の時には、外径が、表層22の内径よりも例えば0.2〜0.7mm程度小さくなっている。従って、表層22を弾性ローラ21に接着固定していないので、表層22は弾性ローラ21に対してスライド可能であり、表層22が寿命に達した場合には、交換可能とされている。又弾性ローラ21は、加温により熱膨張される。例えばヒートローラ20表面を、170℃の定着可能温度の状態で放置すると、発泡シリコンゴム層20bは徐々に膨張する。このようにして発泡シリコンゴム層20bが膨張した状態では、弾性ローラ21の外径は、表層22の内径より例えば0.2〜0.5mm程度大きくなる。これにより、表層22は、弾性ローラ21を締め付けた状態で、弾性ローラ21に嵌るようになっている。尚、ヒートローラ20の構造は限定されず、発泡シリコンゴム層20bと金属導電層20cとを接着して一体に形成しても良い。   The elastic roller 21 has an outer diameter that is, for example, about 0.2 to 0.7 mm smaller than the inner diameter of the surface layer 22 at room temperature (25 ° C.). Therefore, since the surface layer 22 is not bonded and fixed to the elastic roller 21, the surface layer 22 can be slid with respect to the elastic roller 21, and can be replaced when the surface layer 22 reaches the end of its life. The elastic roller 21 is thermally expanded by heating. For example, if the surface of the heat roller 20 is left at a fixing temperature of 170 ° C., the foamed silicon rubber layer 20b gradually expands. In this state, the outer diameter of the elastic roller 21 is about 0.2 to 0.5 mm larger than the inner diameter of the surface layer 22 in a state where the foamed silicon rubber layer 20b is expanded. As a result, the surface layer 22 is fitted to the elastic roller 21 in a state where the elastic roller 21 is tightened. The structure of the heat roller 20 is not limited, and the foamed silicon rubber layer 20b and the metal conductive layer 20c may be bonded and formed integrally.

ベルト機構30では、対向ローラ31がヒートローラ20に当接される。これにより、ベルト33は、対向ローラ31位置でヒートローラに加圧接触される。更にベルト33は、補助加圧部材42によりヒートローラ20に押圧されている。従って、ヒートローラ20及びベルト33の間には、対向ローラ31から補助加圧部材42に至る一定幅例えば14mmのニップ37が形成される。一方、金属ローラ32は、磁性ステンレスからなっている。但し金属ローラはこれに限定されず、誘導加熱方式で加熱効率の良いものであれば、鉄やニッケル等であっても良い。   In the belt mechanism 30, the opposing roller 31 is brought into contact with the heat roller 20. As a result, the belt 33 is brought into pressure contact with the heat roller at the position of the opposing roller 31. Further, the belt 33 is pressed against the heat roller 20 by the auxiliary pressure member 42. Accordingly, a nip 37 having a constant width of, for example, 14 mm is formed between the heat roller 20 and the belt 33 and extends from the opposing roller 31 to the auxiliary pressure member 42. On the other hand, the metal roller 32 is made of magnetic stainless steel. However, the metal roller is not limited to this, and may be iron, nickel, or the like as long as it has an induction heating method and good heating efficiency.

ベルト33は、図4に示すように、例えば、ポリイミド樹脂等の耐熱樹脂からなる基材33aに、シリコンゴム等の耐熱ゴムからなる弾性層33b、およびPFA等のフッ素樹脂からなる離型層33cを形成して構成されている。基材33aの厚さは、例えば0.1〜0.5mmとされる。ベルト機構30に用いられるベルトは樹脂に限定されず、基材に金属粉を分散させても良い。これにより、ベルト自身が誘導加熱により発熱可能とされる。   As shown in FIG. 4, the belt 33 includes, for example, a base material 33a made of heat-resistant resin such as polyimide resin, an elastic layer 33b made of heat-resistant rubber such as silicon rubber, and a release layer 33c made of fluorine resin such as PFA. Is formed. The base material 33a has a thickness of 0.1 to 0.5 mm, for example. The belt used in the belt mechanism 30 is not limited to resin, and metal powder may be dispersed in the base material. As a result, the belt itself can generate heat by induction heating.

ベルト機構30の補助加圧部材42は、断面が矩形のシリコンゴムからなり、矩形の角は丸いR形状に形成されている。補助加圧部材42は、対向ローラ31と共に、ヒートローラ20及びベルト33の間にニップ37を形成して、ニップ37の幅を広げている。このようにニップ37の幅を広げることにより、ニップ37にてシート紙Pを挟持して定着する場合の、ヒートローラ20に対する補助加圧部材42の荷重を低減できる。この実施例では、定着時のヒートローラ20に対する補助加圧部材42の荷重は、例えば400Nとする。   The auxiliary pressure member 42 of the belt mechanism 30 is made of silicon rubber having a rectangular cross section, and the rectangular corner is formed in a rounded R shape. The auxiliary pressure member 42 forms a nip 37 between the heat roller 20 and the belt 33 together with the opposing roller 31 to widen the width of the nip 37. By widening the width of the nip 37 in this way, the load of the auxiliary pressure member 42 on the heat roller 20 when the sheet paper P is nipped and fixed at the nip 37 can be reduced. In this embodiment, the load of the auxiliary pressure member 42 on the heat roller 20 at the time of fixing is 400 N, for example.

ヒートローラ20の外周には、剥離爪54、第1の誘導電流発生装置である第1及び第2の誘導電流発生コイル50a、50b、発熱部材温度センサであり、ヒートローラ20と非接触の第1及び第2のサーミスタ56a、56b及び、第1及び第2のサーモスタット57a、57bが設けられる。剥離爪54は、定着後のシート紙Pがヒートローラ20に巻きつくのを防止する。剥離爪54は、接触式あるいは非接触式のいずれであっても良い。   On the outer periphery of the heat roller 20, there are a peeling claw 54, first and second induced current generating coils 50 a and 50 b that are first induced current generators, and a heat generating member temperature sensor, which are in non-contact with the heat roller 20. First and second thermistors 56a and 56b and first and second thermostats 57a and 57b are provided. The peeling claw 54 prevents the sheet paper P after fixing from being wrapped around the heat roller 20. The peeling claw 54 may be either a contact type or a non-contact type.

第1及び第2の誘導電流発生コイル50a、50bは、ヒートローラ20の外周に所定のギャップを介して設けられ、ヒートローラ20の金属層20cを発熱させる。第1の誘導電流発生コイル50aは、ヒートローラ20の中央領域を発熱させ、第2の誘導電流発生コイル50bは、ヒートローラ20の両側の領域を発熱させる。従って、小サイズのシート紙Pの定着を行う場合には、第1の誘導電流発生コイル50aに電力を供給して、ヒートローラ20の中央領域を発熱させる一方、第2の誘導電流発生コイル50bへの電力供給を停止する等する。   The first and second induced current generating coils 50a and 50b are provided on the outer periphery of the heat roller 20 via a predetermined gap, and cause the metal layer 20c of the heat roller 20 to generate heat. The first induced current generating coil 50 a generates heat in the central area of the heat roller 20, and the second induced current generating coil 50 b generates heat in areas on both sides of the heat roller 20. Therefore, when fixing small-sized sheet paper P, electric power is supplied to the first induced current generating coil 50a to generate heat in the central region of the heat roller 20, while the second induced current generating coil 50b. The power supply to is stopped.

又、ヒートローラ20の全長を発熱する場合には、第1及び第2の誘導電流発生コイル50a、50bは、交互に切り替えて出力され、いずれも例えば200W〜1500Wまで調整可能となるように設定されている。尚、第1及び第2の誘導電流発生コイル50a、50bは、同時に出力可能であっても良い。又、同時に出力する場合に、第1の誘導電流発生コイル50aと第2の誘導電流発生コイル50bの出力値を変えることも可能である。例えば、両側に比べてヒートローラ20の中央領域を通過するシート紙Pが多い場合には、第1の誘導電流発生コイル50aの出力を第2の誘導電流発生コイル50bの出力より大きくすることも可能である。   Further, when the heat roller 20 generates heat over the entire length, the first and second induction current generating coils 50a and 50b are alternately switched and output, and both can be adjusted to, for example, 200W to 1500W. Has been. The first and second induced current generating coils 50a and 50b may be capable of outputting simultaneously. In the case of simultaneous output, the output values of the first induced current generating coil 50a and the second induced current generating coil 50b can be changed. For example, when there is more sheet paper P passing through the central region of the heat roller 20 than on both sides, the output of the first induced current generating coil 50a may be made larger than the output of the second induced current generating coil 50b. Is possible.

第1及び第2の誘導電流発生コイル50a、50bは、ヒートローラ20に磁束を集中させるための磁性体コアに線材を周回して形成されている。線材として、例えば耐熱性のポリアミドイミドで被覆して、お互いに絶縁された銅線材を複数本束ねて構成されるリッツ線を用いている。線材をリッツ線とすることにより、線材の径を磁界の浸透深さより小さくすることが出来る。これにより線材に高周波電流を有効に流すことが可能になる。この実施例においては、直径0.3mmの銅線材を40本束ねてリッツ線としている。   The first and second induced current generating coils 50 a and 50 b are formed by winding a wire around a magnetic core for concentrating the magnetic flux on the heat roller 20. As the wire, for example, a litz wire formed by bundling a plurality of copper wires covered with heat-resistant polyamideimide and insulated from each other is used. By using a litz wire as the wire, the diameter of the wire can be made smaller than the penetration depth of the magnetic field. Thereby, it becomes possible to flow a high-frequency current through the wire effectively. In this embodiment, 40 copper wires having a diameter of 0.3 mm are bundled to form a litz wire.

この様なリッツ線に所定の高周波電流を供給すると、第1及び第2の誘導電流発生コイル50a、50bは磁束を発生する。この磁束により、金属層20cに、磁界の変化を妨げるように渦電流を発生させる。この渦電流と金属層20cの抵抗値によりジュール熱が発生して、ヒートローラ20は瞬時に発熱される。   When a predetermined high-frequency current is supplied to such a litz wire, the first and second induced current generating coils 50a and 50b generate magnetic flux. Due to this magnetic flux, an eddy current is generated in the metal layer 20c so as to prevent a change in the magnetic field. Joule heat is generated by the eddy current and the resistance value of the metal layer 20c, and the heat roller 20 is instantaneously heated.

ヒートローラ20と非接触の第1及び第2のサーミスタ56a、56bとして、例えばサーモパイル式の赤外線温度センサが使用される。サーモパイル式の赤外線温度センサは、赤外線を受光して、赤外線エネルギーを算出し、サーモパイルに発生した温接点部の温度変化を、熱電対の起動電力として検出する。第1のサーミスタ56aは、ヒートローラ20のほぼ中央の表面温度を検出して、電圧に変換する。第2のサーミスタ56bは、ヒートローラ20の側部の表面温度を検出して、電圧に変換する。   As the first and second thermistors 56a and 56b that are not in contact with the heat roller 20, for example, thermopile type infrared temperature sensors are used. The thermopile type infrared temperature sensor receives infrared rays, calculates infrared energy, and detects the temperature change of the hot junction generated in the thermopile as the starting power of the thermocouple. The first thermistor 56a detects the surface temperature at the center of the heat roller 20 and converts it into a voltage. The second thermistor 56b detects the surface temperature of the side portion of the heat roller 20 and converts it into a voltage.

第1のサーモスタット57aは、ヒートローラ20の中央部の表面温度の異常を検知する。第2のサーモスタット57bは、ヒートローラ20の側部の表面温度の異常を検知する。第1或いは第2のサーモスタット57a、57bが異常を検知した場合は、第1及び第2の誘導電流発生コイル50a、50bへの電力供給を強制的にオフする。   The first thermostat 57 a detects an abnormality in the surface temperature of the center portion of the heat roller 20. The second thermostat 57 b detects an abnormality in the surface temperature of the side portion of the heat roller 20. When the first or second thermostat 57a, 57b detects an abnormality, the power supply to the first and second induced current generating coils 50a, 50b is forcibly turned off.

ベルト33の周囲であって、金属ローラ32と対向する位置には、第2の誘導電流発生装置である中央コイル60aと側部コイル60bが設けられる。中央コイル60a及び側部コイル60b位置を通過した後のベルト33周囲には、第3及び第4のサーモスタット62a、62bが設けられる。又ニップ37通過後のベルト33周囲には、ベルト温度センサでありベルト33と非接触のサーモパイル式の赤外線温度センサからなる第3及び第4のサーミスタ61a、61bが設けられる。   A central coil 60a and a side coil 60b, which are second induced current generators, are provided around the belt 33 and at positions facing the metal roller 32. Third and fourth thermostats 62a and 62b are provided around the belt 33 after passing through the positions of the central coil 60a and the side coil 60b. Further, around the belt 33 after passing through the nip 37, third and fourth thermistors 61a and 61b, each of which is a belt temperature sensor and is a thermopile infrared temperature sensor that is not in contact with the belt 33, are provided.

中央コイル60aは、金属ローラ32の幅方向の中央部を発熱させ、側部コイル60bは、金属ローラ32の幅方向の両側部を発熱させる。従って、小サイズのシート紙Pの定着を行う場合には、中央コイル60aに電力を供給して、金属ローラ32の中央部を発熱させる一方、側部コイル60bへの電力供給を停止する。金属ローラ32の全長を発熱させる場合には、中央コイル60a及び側部コイル60bは、交互に切り替えて出力され、いずれも例えば200W〜1200Wまで調整可能となるように設定されている。尚、中央コイル60a及び側部コイル60bは、同時に出力可能であっても良い。中央コイル60a及び側部コイル60bは、第1及び第2の誘導電流発生コイル50a、50bと同様に形成される。金属ローラ32は、中央コイル60a及び側部コイル60bの磁束により瞬時に発熱され、ベルト33を加熱する。   The central coil 60 a generates heat at the center in the width direction of the metal roller 32, and the side coil 60 b generates heat at both sides in the width direction of the metal roller 32. Accordingly, when fixing the small-sized sheet paper P, power is supplied to the central coil 60a to generate heat at the center of the metal roller 32, while power supply to the side coil 60b is stopped. When the entire length of the metal roller 32 is heated, the central coil 60a and the side coil 60b are alternately switched and output, and both are set to be adjustable from 200 W to 1200 W, for example. The central coil 60a and the side coil 60b may be capable of outputting simultaneously. The central coil 60a and the side coil 60b are formed in the same manner as the first and second induced current generating coils 50a and 50b. The metal roller 32 is instantaneously heated by the magnetic flux of the central coil 60a and the side coil 60b, and heats the belt 33.

第3のサーミスタ61aは、ベルト33の幅方向のほぼ中央の表面温度を検出し電圧に変換する。第4のサーミスタ61bは、ベルト33の幅方向の側部の表面温度を検出して、電圧に変換する。第3のサーモスタット62aは、ベルト33の幅方向の中央部の表面温度の異常を検知する。第4のサーモスタット62bは、ベルト33の幅方向の側部の表面温度の異常を検知する。第3或いは第4のサーモスタット62a、62bが異常を検知した場合は、中央コイル60a及び側部コイル60bへの電力供給を強制的にオフする。   The third thermistor 61a detects the surface temperature at the substantially center in the width direction of the belt 33 and converts it into a voltage. The fourth thermistor 61b detects the surface temperature of the side portion in the width direction of the belt 33 and converts it into a voltage. The third thermostat 62 a detects an abnormality in the surface temperature of the central portion in the width direction of the belt 33. The fourth thermostat 62 b detects an abnormality in the surface temperature of the side portion of the belt 33 in the width direction. When the third or fourth thermostat 62a, 62b detects an abnormality, the power supply to the central coil 60a and the side coil 60b is forcibly turned off.

次に、ヒートローラ20周囲の第1及び第2の誘導電流発生コイル50a、50bと、ベルト周囲の中央コイル60a及び側部コイル60bの配置、更に、第1及び第2のサーミスタ56a、56bと、第3及び第4のサーミスタ61a、61bの配置について述べる。   Next, the arrangement of the first and second induced current generating coils 50a and 50b around the heat roller 20, the central coil 60a and the side coil 60b around the belt, and the first and second thermistors 56a and 56b The arrangement of the third and fourth thermistors 61a and 61b will be described.

図2において、ニップ37の入り口位置をa、第1及び第2の誘導電流発生コイル50a、50bによる誘導加熱の中心位置をb、中央コイル60a及び側部コイル60bによる誘導加熱の中心位置をcとする。この時、第1及び第2の誘導電流発生コイル50a、50bと、ベルト周囲の中央コイル60a及び側部コイル60bは、b〜a間の距離と、c〜a間の距離とが同じになる位置に配置される。   In FIG. 2, the entrance position of the nip 37 is a, the central position of induction heating by the first and second induction current generating coils 50a and 50b is b, and the central position of induction heating by the central coil 60a and the side coil 60b is c. And At this time, the first and second induced current generating coils 50a and 50b, the central coil 60a and the side coil 60b around the belt have the same distance between b and a and the distance between c and a. Placed in position.

更に、第1及び第2のサーミスタ56a、56bによる、ヒートローラ20上の読み取り位置をdとし、第3及び第4のサーミスタ61a、61bによるベルト33上の読み取り位置をeとする。この時、第1及び第2のサーミスタ56a、56bと、第3及び第4のサーミスタ61a、61bは、d〜b間の距離と、e〜c間の距離とが同じになる位置に配置される。   Further, a reading position on the heat roller 20 by the first and second thermistors 56a and 56b is d, and a reading position on the belt 33 by the third and fourth thermistors 61a and 61b is e. At this time, the first and second thermistors 56a and 56b and the third and fourth thermistors 61a and 61b are arranged at positions where the distance between d and b and the distance between e and c are the same. The

b〜a間の距離と、c〜a間の距離を同じにすることにより、ヒートローラ20及びベルト33の表面温度をフィードバック制御する時に、第1及び第2の誘導電流発生コイル50a、50bの制御と、中央コイル60a及び側部コイル60bの制御の位相を揃えることが可能となる。又、d〜b間の距離と、e〜c間の距離を同じにすることにより、定着時のシート紙Pへの熱伝達によるヒートローラ20側とベルト33側の温度差の位相差制御を一定にすることが出来る。従って、制御部での位相差制御が容易となる。   When the surface temperature of the heat roller 20 and the belt 33 is feedback controlled by making the distance between b and a the same between c and a, the first and second induced current generating coils 50a and 50b It is possible to align the phases of control and control of the central coil 60a and the side coil 60b. Further, by making the distance between d and b the same as the distance between e and c, the phase difference control of the temperature difference between the heat roller 20 side and the belt 33 side by heat transfer to the sheet paper P at the time of fixing is performed. Can be constant. Therefore, phase difference control by the control unit is facilitated.

特に、ヒートローラ20及びベルト33の熱容量が小さい場合には、電力の供給による温度リップルが大きくなる。このため、ヒートローラ20及びベルト33の温度をフィードバック制御する際に非常に繊細な制御が要求される。従って、上述したように制御部での位相差制御を容易にすることにより、ヒートローラ20及びベルト33の表面温度のフィードバック制御が複雑化されるのを防止できる。   In particular, when the heat capacities of the heat roller 20 and the belt 33 are small, the temperature ripple due to the supply of electric power increases. For this reason, very delicate control is required when feedback controlling the temperature of the heat roller 20 and the belt 33. Therefore, by facilitating the phase difference control in the control unit as described above, it is possible to prevent the feedback control of the surface temperature of the heat roller 20 and the belt 33 from becoming complicated.

又、この実施例のように、ヒートローラ20及びベルト33を、2分割した第1及び第2の誘導電流発生コイル50a、50b及び、第3及び第4の誘導電流発生コイル60a、60bによりそれぞれ温度制御する場合には、一体の誘導電流発生コイルを用いる場合に比べて、CPU71によるインバータ駆動回路72の設定制御がより複雑となる。従って、特にこの様な場合には、CPU71における位相差制御が容易になることによる、インバータ駆動回路72の設定制御の高速化を得られることとなる。   Further, as in this embodiment, the heat roller 20 and the belt 33 are divided into two parts by the first and second induced current generating coils 50a and 50b and the third and fourth induced current generating coils 60a and 60b, respectively. In the case of temperature control, setting control of the inverter drive circuit 72 by the CPU 71 becomes more complicated than in the case of using an integral induction current generating coil. Therefore, particularly in such a case, the setting control of the inverter drive circuit 72 can be speeded up by facilitating the phase difference control in the CPU 71.

次にヒートローラ20及びベルト33を温度制御する制御系70について図5を参照して述べる。制御系70は二次側に、ドキュメントフィーダやフィニッシャ或はファックス等のオプション装置を含む、画像形成システム全体の制御を行う制御部であるCPU71を有する。一方制御系70は、一次側に、第1及び第2の誘導電流発生コイル50a、50bと、中央コイル60a及び側部コイル60bに駆動電力を供給するインバータ駆動回路72、商用交流電源73からの電流を整流してインバータ駆動回路72に供給するノイズフィルタ74、インバータ駆動回路72を制御するコイル制御回路76、ノイズフィルタ74の出力を検出して、商用交流電源73からの電力が一定になるようにフィードバックする電源検出回路77及びヒューズ78を有する。   Next, a control system 70 for controlling the temperature of the heat roller 20 and the belt 33 will be described with reference to FIG. The control system 70 has, on the secondary side, a CPU 71 that is a control unit that controls the entire image forming system, including optional devices such as a document feeder, finisher, or fax machine. On the other hand, the control system 70 includes, on the primary side, first and second induction current generating coils 50a and 50b, an inverter drive circuit 72 for supplying drive power to the central coil 60a and the side coil 60b, and a commercial AC power source 73. A noise filter 74 that rectifies the current and supplies it to the inverter drive circuit 72, a coil control circuit 76 that controls the inverter drive circuit 72, and an output of the noise filter 74 are detected so that the power from the commercial AC power source 73 becomes constant. A power supply detection circuit 77 and a fuse 78 are fed back.

二次側のCPU71のインターフェース80は、フォトカプラ81を介して、一次側のコイル制御回路76と送受信される。フォトカプラ81を使用することにより、制御系70の二次と一次側とを絶縁することが出来る。第1及び第2のサーミスタ56a、56bと、第3及び第4のサーミスタ61a、61bによる温度検知結果は、CPU71に入力される。   The interface 80 of the secondary side CPU 71 is transmitted to and received from the primary side coil control circuit 76 via the photocoupler 81. By using the photocoupler 81, the secondary and primary sides of the control system 70 can be insulated. The temperature detection results by the first and second thermistors 56 a and 56 b and the third and fourth thermistors 61 a and 61 b are input to the CPU 71.

次に図6のフローチャートを用いて、制御系70によるヒートローラ20及びベルト33の温度制御について述べる。画像形成装置1の電源がオフされている間は、ベルト機構30はヒートローラ20から離間されている。この状態で、画像形成装置1の電源をオンすると、画像形成システム全体を制御するために、CPU71のOSが起動される。CPU71のOSが起動されたかを比較して(ステップ101)、OSが起動したら、ベルト機構30がヒートローラ20と離間された、ホームポジションにあるかを比較する(ステップ102)。ベルト機構30がホームポジションに無い場合は、ベルト機構30をホームポジションに移動して、ヒートローラ20から離間するための離間動作を行う(ステップ103)。   Next, temperature control of the heat roller 20 and the belt 33 by the control system 70 will be described using the flowchart of FIG. The belt mechanism 30 is separated from the heat roller 20 while the image forming apparatus 1 is powered off. In this state, when the image forming apparatus 1 is turned on, the OS of the CPU 71 is activated to control the entire image forming system. It is compared whether the OS of the CPU 71 is activated (step 101). When the OS is activated, it is compared whether the belt mechanism 30 is at the home position separated from the heat roller 20 (step 102). If the belt mechanism 30 is not at the home position, the belt mechanism 30 is moved to the home position, and a separation operation for separating from the heat roller 20 is performed (step 103).

ステップ102で、ベルト機構30がホームポジションにあれば、第1及び第2の駆動モータ36a、36bをオンして、ヒートローラ20及びベルト33をそれぞれ回転する(ステップ105)。次いで、インバータ駆動回路72により、第1及び第2の誘導電流発生コイル50a、50bと、ベルト周囲の中央コイル60a及び側部コイル60bに電力を供給して(ステップ106)ウォームアップを開始する。この時画像形成装置1全体で使用可能な総電力量が決まっている。このためインバータ駆動回路72は、総電力量のうち、温度制御に使用可能な電力量の範囲で、第1及び第2の誘導電流発生コイル50a、50bと、中央コイル60a及び側部コイル60bへの電力量を最適に配分し、フィードバック制御する。   If the belt mechanism 30 is at the home position in step 102, the first and second drive motors 36a and 36b are turned on to rotate the heat roller 20 and the belt 33, respectively (step 105). Next, the inverter drive circuit 72 supplies power to the first and second induced current generating coils 50a and 50b, the central coil 60a and the side coil 60b around the belt (step 106), and warm-up is started. At this time, the total amount of power that can be used by the entire image forming apparatus 1 is determined. For this reason, the inverter drive circuit 72 is connected to the first and second induction current generating coils 50a and 50b, the center coil 60a, and the side coil 60b within the range of the electric energy that can be used for temperature control out of the total electric energy. Is optimally allocated and feedback controlled.

第1及び第2のサーミスタ56a、56bと、第3及び第4のサーミスタ61a、61bにより、ヒートローラ20とベルト33の表面温度が、ヒートローラ20とベルト機構30を当接可能な、所定のプレラン温度に到達するのを検知したら(ステップ107)、ヒートローラ20とベルト機構30を当接する(ステップ108)。この時、補助加圧部材42の荷重は、400Nとされ、ヒートローラ20及びベルト33の間のニップ37幅は14mmとなる。この後ウォームアップ操作を継続し、ヒートローラ20の表面温度が例えば170℃に達し、ベルト33の表面温度が例えば160℃に達したかを比較する(ステップ110)。ステップ110でヒートローラ20及びベルト33が定着可能温度に到達したら、ウォームアップを完了し、画像形成装置1は待機モードになる。   The first and second thermistors 56a and 56b and the third and fourth thermistors 61a and 61b allow the surface temperature of the heat roller 20 and the belt 33 to contact the heat roller 20 and the belt mechanism 30. When it is detected that the pre-run temperature is reached (step 107), the heat roller 20 and the belt mechanism 30 are brought into contact with each other (step 108). At this time, the load of the auxiliary pressure member 42 is 400 N, and the width of the nip 37 between the heat roller 20 and the belt 33 is 14 mm. Thereafter, the warm-up operation is continued, and it is compared whether the surface temperature of the heat roller 20 reaches 170 ° C. and the surface temperature of the belt 33 reaches 160 ° C., for example (step 110). When the heat roller 20 and the belt 33 reach the fixing possible temperature in step 110, the warm-up is completed and the image forming apparatus 1 enters the standby mode.

この待機モード時、第1及び第2のサーミスタ56a、56bによりヒートローラ20の表面温度を検知して、定着可能温度を保持するよう、第1及び第2の誘導電流発生コイル50a、50bをフィードバック制御する。同様に、第3及び第4のサーミスタ61a、61bによりベルト33の表面温度を検知して、定着可能温度を保持するよう、中央コイル60aと側部コイル60bをフィードバック制御する。   In this standby mode, the surface temperature of the heat roller 20 is detected by the first and second thermistors 56a and 56b, and the first and second induced current generating coils 50a and 50b are fed back so as to maintain the fixable temperature. Control. Similarly, the surface temperature of the belt 33 is detected by the third and fourth thermistors 61a and 61b, and the central coil 60a and the side coil 60b are feedback-controlled so as to maintain the fixable temperature.

ウォームアップを完了した後にCPU71からプリント命令が指示されると、プリンタ部2は、プリント操作を開始し、画像形成ユニット10にてシート紙Pにトナー像を形成する。次いでトナー像を有するシート紙Pをヒートローラ20及びベルト33間の幅14mmのニップ37に挿通して、トナー像を加熱加圧定着する。   When a print command is instructed from the CPU 71 after the warm-up is completed, the printer unit 2 starts a print operation and forms a toner image on the sheet paper P in the image forming unit 10. Next, the sheet paper P having the toner image is inserted into a nip 37 having a width of 14 mm between the heat roller 20 and the belt 33, and the toner image is fixed by heating and pressing.

この定着時、シート紙Pは、インバータ駆動回路72により温度制御されるベルト33によりシート紙Pの背面からも定着エネルギーを得られる。従って、ヒートローラ20及びベルト33の熱容量が小さいにもかかわらず、シート紙Pは両面から定着エネルギーを得られ、高速にて連続して定着操作を行っても、シート紙Pは十分な定着エネルギーを得られることとなる。   At the time of fixing, the sheet paper P can also obtain fixing energy from the back surface of the sheet paper P by the belt 33 whose temperature is controlled by the inverter drive circuit 72. Therefore, although the heat capacity of the heat roller 20 and the belt 33 is small, the sheet paper P can obtain fixing energy from both sides, and the sheet paper P has sufficient fixing energy even if the fixing operation is performed continuously at high speed. Will be obtained.

一方、小サイズのシート紙Pを連続定着した場合に、ヒートローラ20及びベルト33の熱容量が小さいため、通紙領域の外側であるヒートローラ20の側部では、ヒートローラ20及びベルト33の温度上昇が激しくなる。このためヒートローラ20あるいはベルト33が耐熱限界に達してしまうのを防止するため、ヒートローラ20あるいはベルト33が耐熱限界に達する前に、ヒートローラ20あるいはベルト33の温度が低下するのを待機するための、ウエイト時間を必要とする。但しこの実施例では、CPU71によるインバータ駆動回路72の設定制御が高速化されていることから、ヒートローラ20及びベルト33の側部が温度上昇するのに対して、早めに対応可能となる。従って、ヒートローラ20及びベルト33の側部の温度が低下するのを待機するウエイト時間を短縮することができる。   On the other hand, when the small-size sheet P is continuously fixed, the heat capacities of the heat roller 20 and the belt 33 are small, so that the temperature of the heat roller 20 and the belt 33 is on the side of the heat roller 20 outside the paper passing area. The rise is intense. Therefore, in order to prevent the heat roller 20 or the belt 33 from reaching the heat resistance limit, it waits for the temperature of the heat roller 20 or the belt 33 to decrease before the heat roller 20 or the belt 33 reaches the heat resistance limit. Because of this, wait time is required. However, in this embodiment, since the setting control of the inverter drive circuit 72 by the CPU 71 is speeded up, the temperature of the side portions of the heat roller 20 and the belt 33 rises, and it becomes possible to cope with it early. Therefore, it is possible to shorten the wait time for waiting for the temperature of the side portions of the heat roller 20 and the belt 33 to decrease.

この様にウエイト時間等を経過しながら、且つヒートローラ20及びベルト33を定着可能温度に保持して定着操作を終了し、待機モードとなった後に、所定時間プリント命令が無い場合には、画像形成装置1は予熱モードとなる。   In this way, while the wait time has elapsed, the fixing operation is completed while the heat roller 20 and the belt 33 are held at the fixing possible temperature, and when there is no print command for a predetermined time after entering the standby mode, The forming apparatus 1 is in the preheating mode.

上記、各モードにおいて、CPU71は、常に第1及び第2のサーミスタ56a、56bと、第3及び第4のサーミスタ61a、61bからの温度検知結果を用いて、ヒートローラ20及びベルト33の表面温度を各所温度に保持するよう設定制御する。この設定に基づきCPU71は、コイル制御回路76を介してインバータ駆動回路72を制御する。このようにインバータ駆動回路72を設定制御するときに、CPU71は、ヒートローラ20とベルト33における、第1及び第2の誘導電流発生コイル50a、50bと中央コイル60a及び側部コイル60bの位置の差、及び第1及び第2のサーミスタ56a、56bと第3及び第4のサーミスタ61a、61bの位置の差による位相差を考慮する必要が無い。従って、CPU71によるインバータ駆動回路72の設定制御が容易になり、制御速度の高速化を得られる。   In each mode, the CPU 71 always uses the temperature detection results from the first and second thermistors 56a and 56b and the third and fourth thermistors 61a and 61b, so that the surface temperature of the heat roller 20 and the belt 33 is increased. Is controlled to maintain the temperature at various locations. Based on this setting, the CPU 71 controls the inverter drive circuit 72 via the coil control circuit 76. Thus, when setting and controlling the inverter drive circuit 72, the CPU 71 determines the positions of the first and second induced current generating coils 50a and 50b, the center coil 60a, and the side coil 60b in the heat roller 20 and the belt 33. There is no need to consider the difference and the phase difference due to the difference in position between the first and second thermistors 56a, 56b and the third and fourth thermistors 61a, 61b. Therefore, the setting control of the inverter drive circuit 72 by the CPU 71 is facilitated, and the control speed can be increased.

尚このようにインバータ駆動回路72により、ヒートローラ20の表面温度をフィードバック制御している間に、不具合により、インバータ駆動回路72の制御が不能になる等して、ヒートローラ20の表面温度が閾値を超えた場合、第1あるいは第2のサーモスタット57a、57b又は、第3あるいは第4のサーモスタット62a、62bが異常を検知して、インバータ駆動回路72を強制的にオフする。   Note that while the inverter drive circuit 72 performs feedback control of the surface temperature of the heat roller 20 in this way, the surface temperature of the heat roller 20 is set to a threshold value because the inverter drive circuit 72 cannot be controlled due to a malfunction. Is exceeded, the first or second thermostat 57a, 57b or the third or fourth thermostat 62a, 62b detects an abnormality and forcibly turns off the inverter drive circuit 72.

この第1の実施例の定着装置11によれば、ヒートローラ20の熱容量を小さくして、ウォーミングアップ時間の高速化を図っている。又、中央コイル60a或は側部コイル60bを用いる金属ローラ32の誘導加熱によりベルト33を加熱し、連続定着時の、ヒートローラ20側の熱容量の不足を補っている。従って、連続定着時に、定着エネルギーの不足による定着不良を防止でき、又ヒートローラ20が定着可能温度に達するまでを待つための、ウエイト時間を少なく出来、画像形成時の生産性の低下を防止出来る。   According to the fixing device 11 of the first embodiment, the heat capacity of the heat roller 20 is reduced to increase the warm-up time. Further, the belt 33 is heated by induction heating of the metal roller 32 using the central coil 60a or the side coil 60b to compensate for the lack of heat capacity on the heat roller 20 side during continuous fixing. Therefore, during continuous fixing, fixing failure due to insufficient fixing energy can be prevented, and the wait time for waiting for the heat roller 20 to reach the fixing temperature can be shortened, thereby preventing reduction in productivity during image formation. .

更に、補助加圧部材42を設けることにより、荷重を増大する事無く、ニップ37幅を広げることが出来る。従って、定着時にヒートローラ20及びベルト33のニップ37間の荷重の低減を得られ、ヒートローラ20及びベルト33の長寿命化を図れる。   Furthermore, by providing the auxiliary pressure member 42, the width of the nip 37 can be widened without increasing the load. Therefore, the load between the nip 37 of the heat roller 20 and the belt 33 can be reduced at the time of fixing, and the life of the heat roller 20 and the belt 33 can be extended.

又、ヒートローラ20における表面温度の検知から、加熱を経てニップに到るまでの距離と、ベルト33における表面温度の検知から、加熱を経てニップに到るまでの距離とが同じになっている。従って、CPU71によりインバータ駆動回路72を設定制御する時に、ヒートローラ20とベルト33とで、サーミスタ及びコイルの配置がズレていることを原因とする、位相差の補間制御を行う必要が無く、インバータ駆動回路72の設定制御が容易となる。これによりCPU71によるインバータ駆動回路72の設定制御を高速化できる。この結果、小サイズのシート紙の連続定着時等に、インバータ駆動回路72を早めに設定制御することが可能となり、耐熱限界近くに達したヒートローラ20とベルト33が、温度低下するのを待機するためのウエイト時間の節約も図れ、生産性の低下を防止出来る。   Further, the distance from the detection of the surface temperature in the heat roller 20 to the nip through heating is the same as the distance from the detection of the surface temperature in the belt 33 to the nip through the heating. . Therefore, when the CPU 71 performs setting control of the inverter drive circuit 72, it is not necessary to perform phase difference interpolation control due to the dislocation of the thermistor and the coil between the heat roller 20 and the belt 33. Setting control of the drive circuit 72 is facilitated. Thereby, the setting control of the inverter drive circuit 72 by the CPU 71 can be speeded up. As a result, the inverter drive circuit 72 can be set and controlled early, such as during continuous fixing of small-size sheet paper, and the heat roller 20 and the belt 33 that have approached the heat resistance limit wait for the temperature to drop. Thus, the waiting time for saving can be saved, and the decrease in productivity can be prevented.

次にこの発明の第2の実施例について説明する。この第2の実施例は上述した第1の実施例において、ベルトの軸方向における加熱幅の制御の仕方が異なるものであり、他は第1の実施例と同様である。従ってこの第2の実施例にあっては、前述の第1の実施例で説明した構成と同一構成については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. This second embodiment is the same as the first embodiment described above except that the heating width in the axial direction of the belt is controlled differently. Accordingly, in the second embodiment, the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

第2の実施例は、ベルト機構30の金属ローラ32の発熱幅を、2分割した中央コイル60a及び側部コイル60bを用いて制御するのではなく、金属ローラ32内に設けられる磁束制御部材87を用いて行う。   In the second embodiment, the heat generation width of the metal roller 32 of the belt mechanism 30 is not controlled using the central coil 60a and the side coil 60b divided into two, but a magnetic flux control member 87 provided in the metal roller 32. To do.

図7に示すように、第2の実施例の定着装置84にあっては、ベルト33の周囲であって、金属ローラ32と対向する位置に、第2の誘導電流発生装置である第3の誘導電流発生コイル86が設けられる。第3の誘導電流発生コイル86は、金属ローラ32の軸方向の全長にわたって磁束を発生させるようになっている。又金属ローラ32の中空内部には、金属ローラ32の発熱幅を制御するための磁束制御部材87が回動可能に設けられる。磁束制御部材87は、例えばアルミ等の非磁性部材からなる円筒基材87aの外周面に、ニッケル−亜鉛(Ni−Zn)合金からなる磁性材料からなるコア部材87bを設けてなっている。コア部材87bは、例えば定着可能な各種シート紙Pの幅に合わせて形成される。磁束制御部材87のコア部材87bが存在する領域に対応する領域の金属ローラ32が発熱される。   As shown in FIG. 7, in the fixing device 84 of the second embodiment, a third induction current generating device, which is the second induced current generating device, is positioned around the belt 33 and facing the metal roller 32. An induced current generating coil 86 is provided. The third induced current generating coil 86 generates magnetic flux over the entire length of the metal roller 32 in the axial direction. In addition, a magnetic flux control member 87 for controlling the heat generation width of the metal roller 32 is rotatably provided in the hollow interior of the metal roller 32. The magnetic flux control member 87 is provided with a core member 87b made of a magnetic material made of a nickel-zinc (Ni-Zn) alloy on the outer peripheral surface of a cylindrical base material 87a made of a nonmagnetic member such as aluminum. The core member 87b is formed according to the width of various sheet papers P that can be fixed, for example. The metal roller 32 in a region corresponding to a region where the core member 87b of the magnetic flux control member 87 exists generates heat.

磁束制御部材87のコア部材87bは、図8に示すように複数幅に階段状に形成されている。例えば、コア部材87bの1段目88aは、円筒基材87aの全長にわたって形成され、JIS規格A3サイズとLDサイズをカバーする幅に形成される。コア部材87bの2段目88bは、JIS規格B4サイズとリーガルサイズをカバーする幅に形成される。コア部材87bの3段目88cは、JIS規格A4Rサイズとレターサイズをカバーする幅に形成される。尚、円筒基材はアルミに限定されず、非磁性の樹脂で形成する等任意である。又、コア部材の材料も限定されず、マンガン−ニッケル(Mn−Ni)合金等で形成しても良い。   The core member 87b of the magnetic flux control member 87 is formed in a step shape with a plurality of widths as shown in FIG. For example, the first stage 88a of the core member 87b is formed over the entire length of the cylindrical base material 87a and has a width that covers the JIS standard A3 size and the LD size. The second stage 88b of the core member 87b is formed to have a width that covers the JIS standard B4 size and the legal size. The third step 88c of the core member 87b is formed to have a width that covers the JIS standard A4R size and the letter size. Note that the cylindrical base material is not limited to aluminum, and may be any material such as a non-magnetic resin. Further, the material of the core member is not limited and may be formed of a manganese-nickel (Mn—Ni) alloy or the like.

定着時に第3の誘導電流発生コイル86に電力を供給しても、金属ローラ32は、軸方向の全長にわたり発熱されるのではなく、磁束制御部材87のコア部材87bに対応する領域のみが発熱される。即ち、金属ローラ32の、円筒基材87aと対応する領域では発熱されない。磁束制御部材87は、例えばステッピングモータ90により、所定角度回動されるようになっている。磁束制御部材87は、定着時にシート紙Pのサイズに合わせて、コア部材87bの所定の幅を有する段が、第3の誘導電流発生コイル86と対向するように回転移動される。又この実施例では、ベルト33の表面温度を検出するベルト温度センサとして、幅方向のほぼ中央の表面温度を検出する第5のサーミスタ91を設けている。   Even if power is supplied to the third induction current generating coil 86 at the time of fixing, the metal roller 32 does not generate heat over the entire length in the axial direction, but only the region corresponding to the core member 87b of the magnetic flux control member 87 generates heat. Is done. That is, no heat is generated in the region of the metal roller 32 corresponding to the cylindrical base material 87a. The magnetic flux control member 87 is rotated by a predetermined angle by, for example, a stepping motor 90. The magnetic flux control member 87 is rotationally moved so that the step having a predetermined width of the core member 87 b faces the third induced current generating coil 86 according to the size of the sheet paper P at the time of fixing. In this embodiment, as a belt temperature sensor for detecting the surface temperature of the belt 33, a fifth thermistor 91 for detecting the surface temperature at the substantially center in the width direction is provided.

次にこの実施例の制御系170を図9に示す。制御系170は、一次側に、第1及び第2の誘導電流発生コイル50a、50bと、単一の第3の誘導電流発生コイル86に駆動電力を供給するインバータ駆動回路72を有する。更に制御系170は、一次側に、商用交流電源73からの電流を整流してインバータ駆動回路72に供給するノイズフィルタ74、インバータ駆動回路72を制御するコイル制御回路76、ノイズフィルタ74の出力を検出して、商用交流電源73からの電力が一定になるようにフィードバックする電源検出回路77及びヒューズ78を有する。又二次側のCPU71には、第1及び第2のサーミスタ56a、56bと、第5のサーミスタ91による温度検知結果が入力される。従って、この実施例の制御系170は、前述の第1の実施例に比べてベルト33の温度制御部分が簡素化される。   Next, the control system 170 of this embodiment is shown in FIG. The control system 170 has, on the primary side, first and second induced current generating coils 50a and 50b, and an inverter drive circuit 72 that supplies driving power to a single third induced current generating coil 86. Further, the control system 170 outputs, on the primary side, the noise filter 74 that rectifies the current from the commercial AC power supply 73 and supplies the current to the inverter drive circuit 72, the coil control circuit 76 that controls the inverter drive circuit 72, and the output of the noise filter 74. A power supply detection circuit 77 and a fuse 78 for detecting and feeding back the power from the commercial AC power supply 73 to be constant are provided. The secondary CPU 71 receives temperature detection results from the first and second thermistors 56 a and 56 b and the fifth thermistor 91. Therefore, in the control system 170 of this embodiment, the temperature control portion of the belt 33 is simplified compared to the first embodiment described above.

次に制御系170によるヒートローラ20及びベルト33の温度制御を、図10のフローチャートを用いて説明する。画像形成装置1の電源をオンした後、先ず第1の実施例と同様にしてステップ101〜ステップ103を経て、ベルト機構30をホームポジションに設定する。次いで、コア部材87bの1段目88aを第3の誘導電流発生コイル86と対向させるように磁束制御部材87を回転移動し、磁束制御部材87を初期位置に設定する(ステップ104)。この後、第1の実施例と同様にステップ105〜ステップ108及びステップ110を経てウォームアップを完了すると、画像形成装置1は待機モードになる。この待機モード時、ベルト33は、軸方向の全域を定着可能温度に加熱されている。   Next, temperature control of the heat roller 20 and the belt 33 by the control system 170 will be described with reference to the flowchart of FIG. After the power of the image forming apparatus 1 is turned on, the belt mechanism 30 is first set to the home position through steps 101 to 103 as in the first embodiment. Next, the magnetic flux control member 87 is rotationally moved so that the first stage 88a of the core member 87b faces the third induced current generating coil 86, and the magnetic flux control member 87 is set to the initial position (step 104). Thereafter, when the warm-up is completed through steps 105 to 108 and step 110 as in the first embodiment, the image forming apparatus 1 enters the standby mode. In this standby mode, the belt 33 is heated to a fixing temperature throughout the entire axial direction.

ウォームアップを完了した後、CPU71からプリント指示があった場合、ベルト機構30側にあっては、使用するシート紙Pサイズに応じて、シート紙Pサイズに対応する幅を有する、コア部材87bの所定の段が、第3の誘導電流発生コイル86に対向するように、磁束制御部材87を回転移動する。これにより金属ローラ32は、コア部材87bに対応する領域、即ち、シート紙Pサイズに対応する領域を発熱され、ベルト33のシート紙Pサイズに対応する領域を加熱する。   When the CPU 71 gives a print instruction after the warm-up is completed, the belt mechanism 30 has a core member 87b having a width corresponding to the sheet paper P size according to the sheet paper P size to be used. The magnetic flux control member 87 is rotationally moved so that the predetermined stage faces the third induced current generating coil 86. As a result, the metal roller 32 generates heat in a region corresponding to the core member 87 b, that is, a region corresponding to the sheet paper P size, and heats a region corresponding to the sheet paper P size of the belt 33.

次いで定着装置84は、プリント操作によりシート紙P上に形成されたトナー像を、加熱加圧定着する。定着操作を終了後の待機モード時には、再度磁束制御部材87を回転移動して、コア部材87bの1段目88aを第3の誘導電流発生コイル86に対向させる。定着操作終了後に所定時間プリント命令が無い場合には、画像形成装置1は予熱モード(ヒートローラ20及びベルト33の表面温度をそれぞれ定着可能温度より低い所定の予熱温度に保ち、プリント指示があった場合に、ヒートローラ20及びベルト33の表面温度を、直ちにプリント可能な定着温度まで立ち上げる。)に設定される。   Next, the fixing device 84 heats and fixes the toner image formed on the sheet paper P by the printing operation. In the standby mode after the fixing operation is completed, the magnetic flux control member 87 is rotated and moved again so that the first stage 88a of the core member 87b faces the third induced current generating coil 86. If there is no print command for a predetermined time after completion of the fixing operation, the image forming apparatus 1 is in the preheat mode (the surface temperatures of the heat roller 20 and the belt 33 are kept at predetermined preheat temperatures lower than the fixable temperatures, respectively, and there is a print instruction. In this case, the surface temperature of the heat roller 20 and the belt 33 is set to a fixing temperature at which printing can be performed immediately.

この間、インバータ駆動回路72は、ベルト機構30側にあっては、第5のサーミスタ91の温度検知結果に応じて、単一の第3の誘導電流発生コイル86への電力供給を行うのみとされる。   During this time, the inverter drive circuit 72 only supplies power to the single third induced current generating coil 86 according to the temperature detection result of the fifth thermistor 91 on the belt mechanism 30 side. The

この第2の実施例の定着装置84によれば、第1の実施例と同様、ウォーミングアップ時間の高速化を得られると共に、連続して画像形成を行う場合の生産性の低下を防止出来る。また、補助加圧部材42を用いることにより、ヒートローラ20及びベルト33間の荷重を増大する事無くニップ37幅を広げることが出来る。従って、ニップ37位置において、ヒートローラ20及びベルト33間にかかる荷重を低減出来、ヒートローラ20及びベルト33の長寿命化を図ることが出来る。しかも、CPU71によるインバータ駆動回路72の設定制御時には、第1の実施例と同様、位相差の補間制御を行う必要が無く、インバータ駆動回路72の設定制御の高速化を得られる。従って耐熱限界近くに達したヒートローラ20あるいはベルト33の温度が低下するのを待機するための、ウエイト時間を減らすことが出来、画像形成時に生産性が低下されるのを防止出来る。しかも、ベルト機構30側においては、磁束制御部材87を用いることにより、単一の第3の誘導電流発生コイル86により誘導加熱するにもかかわらず、金属ローラ32の発熱幅を制御することが出来る。従って、実施例1のように金属ローラ32の発熱幅を、中央コイルと側部コイルとに2分割して制御する場合に比較して、回路を含めた構造及び制御が、簡素化され、定着装置84の小型化を得られる。   According to the fixing device 84 of the second embodiment, as in the first embodiment, it is possible to increase the warm-up time and to prevent a decrease in productivity when continuously forming images. Further, by using the auxiliary pressure member 42, the width of the nip 37 can be widened without increasing the load between the heat roller 20 and the belt 33. Therefore, the load applied between the heat roller 20 and the belt 33 at the nip 37 position can be reduced, and the life of the heat roller 20 and the belt 33 can be extended. In addition, during the setting control of the inverter drive circuit 72 by the CPU 71, it is not necessary to perform the phase difference interpolation control as in the first embodiment, and the setting control of the inverter drive circuit 72 can be speeded up. Therefore, it is possible to reduce the waiting time for waiting for the temperature of the heat roller 20 or the belt 33, which has reached the heat resistance limit, to decrease, and to prevent the productivity from being lowered during image formation. Moreover, on the belt mechanism 30 side, by using the magnetic flux control member 87, the heat generation width of the metal roller 32 can be controlled despite induction heating by the single third induction current generating coil 86. . Therefore, as compared with the case where the heat generation width of the metal roller 32 is divided into two parts, that is, the central coil and the side coil as in the first embodiment, the structure and control including the circuit are simplified and the fixing is performed. The device 84 can be downsized.

尚この発明は、上記実施例に限られるものではなく、この発明の範囲内で種々変更可能である。例えば、押圧部材の形状或いは構造は任意である。更に押圧部材により形成されるニップの幅や、荷重の大きさも限定されない。又、温度制御時の位相差の補正を簡素化するために、発熱部材及びベルトにおいて、温度検知位置から誘導加熱の中心位置までの距離、或いは誘導加熱の中心位置からニップまでの距離の、いずれか一方のみをそろえるようにしても良い。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, the shape or structure of the pressing member is arbitrary. Further, the width of the nip formed by the pressing member and the magnitude of the load are not limited. In order to simplify the correction of the phase difference during temperature control, either the distance from the temperature detection position to the center position of induction heating or the distance from the center position of induction heating to the nip of the heating member and belt You may make it arrange only either.

更に定着装置の構造等限定されず、発熱部材はローラ形状に限らず、図11に示す他の変形例の定着装置120のようにベルト形状であっても良い。この変形例では、矢印v方向に回転される第2のベルト123を第2の金属ローラ122及び第2の対向ローラ124で支持する第2のベルト機構121を有する。金属ローラ122は、第5及び第6の誘導電流発生コイル126a、126bにより誘導加熱される。又第2のベルト123の表面温度は、第5及び第6のサーミスタ127a、127bにより検知される。又定着装置120は、矢印w方向に回転される第3のベルト133を第3の金属ローラ132及び第4の対向ローラ134で支持する第3のベルト機構130を第2のベルト機構121に対向配置する。金属ローラ132は、第7及び第8の誘導電流発生コイル136a、136bにより誘導加熱される。又第3のベルト133の表面温度は、第7及び第8のサーミスタ137a、137bにより検知される。   Further, the structure of the fixing device is not limited, and the heat generating member is not limited to a roller shape, but may be a belt shape like the fixing device 120 of another modification shown in FIG. In this modified example, a second belt mechanism 121 that supports the second belt 123 rotated in the direction of the arrow v by the second metal roller 122 and the second counter roller 124 is provided. The metal roller 122 is induction-heated by the fifth and sixth induction current generating coils 126a and 126b. The surface temperature of the second belt 123 is detected by the fifth and sixth thermistors 127a and 127b. In the fixing device 120, the third belt mechanism 130 that supports the third belt 133 rotated in the direction of the arrow w by the third metal roller 132 and the fourth counter roller 134 is opposed to the second belt mechanism 121. Deploy. The metal roller 132 is induction-heated by the seventh and eighth induced current generating coils 136a and 136b. The surface temperature of the third belt 133 is detected by the seventh and eighth thermistors 137a and 137b.

第2のベルト機構121のシリコンゴムからなるプレート128と、第3のベルト機構130のシリコンゴムからなり第2の押圧スプリング138aにより荷重をかける第2の補助加圧部材138によりニップ140を形成する。定着装置120の、ニップ140の入り口位置をf、第2のベルト機構121の誘導加熱の中心位置をg、第3のベルト機構130の誘導加熱の中心位置をh、第2のベルト機構121の温度読み取り位置をi、第3のベルト機構130の温度読み取り位置をjとする。この時、g〜f間の距離と、h〜f間の距離とが同じとなり、i〜g間の距離と、j〜h間の距離とが同じとなるようにしても良い。尚、このように発熱部材をベルト形状とすることにより、第2のベルト機構121及び第3のベルト機構130の両方において、誘導電流発生装置を2分割する事無く、金属ローラ内に磁束制御部材を設けることにより、ベルトの加熱幅を制御することも可能となる。   A nip 140 is formed by a plate 128 made of silicon rubber of the second belt mechanism 121 and a second auxiliary pressure member 138 made of silicon rubber of the third belt mechanism 130 and applied with a load by a second pressing spring 138a. . The entrance position of the nip 140 of the fixing device 120 is f, the center position of induction heating of the second belt mechanism 121 is g, the center position of induction heating of the third belt mechanism 130 is h, and the position of the second belt mechanism 121 is The temperature reading position is i, and the temperature reading position of the third belt mechanism 130 is j. At this time, the distance between g and f may be the same as the distance between h and f, and the distance between i and g may be the same as the distance between j and h. In addition, by making the heat generating member into a belt shape in this way, in both the second belt mechanism 121 and the third belt mechanism 130, the magnetic flux control member is placed in the metal roller without dividing the induced current generator into two. By providing this, it becomes possible to control the heating width of the belt.

本発明の第1の実施例の画像形成装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to a first exemplary embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施例の定着装置を軸方向から見た概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a fixing device according to a first exemplary embodiment of the present invention when viewed from an axial direction. 本発明の第1の実施例のヒートローラの表層を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the surface layer of the heat roller of the 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例のベルトを示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the belt of the 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例の制御系を示す概略回路図である。It is a schematic circuit diagram which shows the control system of 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例のヒートローラ及びベルトのウォームアップを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the warm-up of the heat roller and belt of 1st Example of this invention. 本発明の第2の実施例の定着装置を軸方向から見た概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a fixing device according to a second exemplary embodiment of the present invention viewed from the axial direction. 本発明の第2の実施例のコア部材を示す展開図である。It is an expanded view which shows the core member of the 2nd Example of this invention. 本発明の第2の実施例の制御系を示す概略回路図である。It is a schematic circuit diagram which shows the control system of the 2nd Example of this invention. 本発明の第2の実施例のヒートローラ及びベルトのウォームアップを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the warm-up of the heat roller and belt of 2nd Example of this invention. 本発明の他の変形例の定着装置を軸方向から見た概略構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a fixing device according to another modified example of the present invention viewed from the axial direction.

符号の説明Explanation of symbols

1…画像形成装置
2…プリンタ部
10…画像形成ユニット
10a…転写ベルト
11…定着装置
20…ヒートローラ
20c…金属導電層
30…ベルト機構
32…金属ローラ
33…ベルト
36a、36b…第1および第2の駆動モータ
37…ニップ
41…スプリング
42…補助加圧部材
50a、50b…第1及び第2の誘導電流発生コイル
56a、56b…第1及び第2のサーミスタ
60a…中央コイル
60b…側部コイル
61a、61b…第3及び第4のサーミスタ
71…CPU
72…インバータ駆動回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus 2 ... Printer part 10 ... Image forming unit 10a ... Transfer belt 11 ... Fixing device 20 ... Heat roller 20c ... Metal conductive layer 30 ... Belt mechanism 32 ... Metal roller 33 ... Belt 36a, 36b ... 1st and 1st 2 drive motor 37 ... nip 41 ... spring 42 ... auxiliary pressurizing member 50a, 50b ... first and second induction current generating coils 56a, 56b ... first and second thermistors 60a ... central coil 60b ... side coil 61a, 61b ... Third and fourth thermistors 71 ... CPU
72. Inverter drive circuit

Claims (10)

誘導加熱される金属層を有する発熱部材と、
前記発熱部材に近接して配置される第1の誘導電流発生装置と、
前記発熱部材に対向し、複数のローラに回転可能に支持されて、前記発熱部材との間にニップを形成するベルトと、
前記ベルトの周囲に配置され、誘導加熱により前記ベルトを加熱する第2の誘導電流発生装置と、
前記ニップ位置で、前記ベルトを前記発熱部材に押圧する押圧部材とを具備することを特徴とする定着装置。
A heat generating member having a metal layer to be induction-heated;
A first induced current generator disposed in proximity to the heating member;
A belt facing the heat generating member and rotatably supported by a plurality of rollers to form a nip with the heat generating member;
A second induced current generator disposed around the belt for heating the belt by induction heating;
And a pressing member that presses the belt against the heat generating member at the nip position.
前記発熱部材の外周の前記第1の誘導電流発生装置による誘導加熱の中心から前記ニップに到達するまでの距離と、前記ベルトの外周の前記第2の誘導電流発生装置による誘導加熱の中心から前記ニップに到達するまでの距離が同じであることを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The distance from the center of induction heating by the first induction current generator on the outer periphery of the heat generating member to the nip, and the center of induction heating by the second induction current generator on the outer periphery of the belt The fixing device according to claim 1, wherein the distance to reach the nip is the same. 前記発熱部材の表面温度を検知する発熱部材温度センサと、前記ベルトの表面温度を検知するベルト温度センサとを更に有し、
前記発熱部材の外周の前記発熱部材温度センサから前記第1の誘導電流発生装置による誘導加熱の中心に到達するまでの距離と、前記ベルトの外周の前記ベルト温度センサから前記第2の誘導電流発生装置による誘導加熱の中心に到達するまでの距離が同じであることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の定着装置。
A heating member temperature sensor for detecting the surface temperature of the heating member; and a belt temperature sensor for detecting the surface temperature of the belt;
The distance from the heat generating member temperature sensor on the outer periphery of the heat generating member to the center of induction heating by the first induced current generator, and the generation of the second induced current from the belt temperature sensor on the outer periphery of the belt 3. The fixing device according to claim 1, wherein the distance to reach the center of induction heating by the device is the same.
前記複数のローラは少なくとも1つの金属ローラを有し、
前記第2の誘導電流発生装置は、前記金属ローラを誘導加熱することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の定着装置。
The plurality of rollers have at least one metal roller;
4. The fixing device according to claim 1, wherein the second induction current generating device induction heats the metal roller. 5.
前記第2の誘導電流発生装置は、前記金属ローラの軸方向に、複数個に分割して設けられることを特徴とする請求項4記載の定着装置。   The fixing device according to claim 4, wherein the second induced current generator is divided into a plurality of parts in the axial direction of the metal roller. 前記金属ローラの中空内部に、磁束制御部材を更に有し、
前記第2の誘導電流発生装置は、前記金属ローラの通紙領域の全長にわたり磁束を発生する単一の誘導電流発生コイルであることを特徴とする請求項4記載の定着装置。
In the hollow interior of the metal roller further has a magnetic flux control member,
5. The fixing device according to claim 4, wherein the second induced current generating device is a single induced current generating coil that generates a magnetic flux over the entire length of a sheet passing region of the metal roller.
前記複数ローラは前記発熱部材に対向する少なくとも1つの対向ローラを有し、
前記押圧部材は、前記対向ローラに、近接して配置され、前記対向ローラから前記押圧部材に達する前記ニップを形成することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の定着装置。
The plurality of rollers have at least one facing roller facing the heat generating member,
The fixing device according to claim 1, wherein the pressing member is disposed in proximity to the counter roller and forms the nip reaching the pressing member from the counter roller. .
第1の誘導電流発生装置により発熱される金属層を有する発熱部材と、複数のローラに回転可能に支持されて、第2の誘導電流発生装置により加熱されるベルトを対向配置する工程と、
押圧部材を用いて前記ベルトを前記発熱部材に押圧して、前記発熱部材と前記ベルトとの間にニップを形成する工程とを具備することを特徴とする定着装置の制御方法。
A heating member having a metal layer that generates heat by the first induced current generator, and a belt that is rotatably supported by a plurality of rollers and that is heated by the second induced current generator;
And a step of pressing the belt against the heat generating member using a pressing member to form a nip between the heat generating member and the belt.
前記発熱部材が前記第1の誘導電流発生装置による発熱後に前記ニップに到達するまでのタイミングと、前記ベルトが前記第2の誘導電流発生装置による発熱後に前記ニップに到達するまでのタイミングとを一致させることを特徴とする請求項8記載の定着装置の制御方法。   The timing until the heating member reaches the nip after heat generation by the first induced current generator matches the timing until the belt reaches the nip after heat generation by the second induced current generator. 9. A method for controlling a fixing device according to claim 8, wherein: 前記発熱部材が発熱部材温度センサによる表面温度検知後に前記第1の誘導電流発生装置による誘導加熱位置に到達するまでのタイミングと、前記ベルトがベルト温度センサによる表面温度検知後に前記第2の誘導電流発生装置による誘導加熱位置に到達するまでのタイミングとを一致させることを特徴とする請求項8又は請求項9記載の定着装置の制御方法。   The timing until the heating member reaches the induction heating position by the first induction current generator after the surface temperature is detected by the heating member temperature sensor, and the second induction current after the belt is detected by the belt temperature sensor. 10. The fixing device control method according to claim 8, wherein the timing until the induction heating position by the generator is reached is made coincident.
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