JP2002184563A - Heating device and image forming device - Google Patents
Heating device and image forming deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、加熱装置及び画像
形成装置に関する。より詳しくは、電磁誘導加熱方式の
加熱装置、及び該加熱装置を像加熱装置(定着装置,定
着器)として具備する画像形成装置に関する。[0001] The present invention relates to a heating device and an image forming apparatus. More specifically, the present invention relates to an electromagnetic induction heating type heating device and an image forming apparatus including the heating device as an image heating device (fixing device, fixing device).
【0002】[0002]
【従来の技術】a)熱ローラ方式の定着装置 これは、定着ローラ(加熱ローラ)と加圧ローラとの圧
接ローラ対を基本構成とし、該ローラ対を回転させ、該
ローラ対の相互圧接部である定着ニップ部を画像定着す
べき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導入
して挟持搬送させて、定着ローラの熱と、定着ニップ部
の加圧力にて未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着
させるものである。2. Description of the Related Art a) Heating roller type fixing device This is basically composed of a pressure roller pair of a fixing roller (heating roller) and a pressure roller, and the roller pair is rotated to form a mutual pressure contact portion of the roller pair. The recording material on which an unfixed toner image to be image-fixed is to be formed and carried is introduced and nipped and conveyed, and the unfixed toner image is formed by the heat of the fixing roller and the pressing force of the fixing nip. The fixing is performed by heat and pressure on the surface of the recording material.
【0003】定着ローラは、一般に、アルミニウムの中
空金属ローラを基体(芯金)とし、その内空に熱源とし
てのハロゲンランプを挿入配設してあり、ハロゲンラン
プの発熱で加熱され、外周面が所定の定着温度に維持さ
れるようにハロゲンランプヘの通電が制御されて温調さ
れる。The fixing roller generally has a hollow metal roller made of aluminum as a base (core metal), and a halogen lamp as a heat source is inserted in the hollow space thereof. The power supply to the halogen lamp is controlled to control the temperature so that the predetermined fixing temperature is maintained.
【0004】特に、最大4層のトナー画像層を十分に加
熱溶融させて混色させる能力を要求される、フルカラー
の画像形成を行う画像形成装置の定着装置としては、定
着ローラの芯金を高い熱容量を有するものにし、またそ
の芯金外周にトナー画像を包み込んで均一に溶融するた
めのゴム弾性層を具備させ、そのゴム弾性層を介してト
ナー画像の加熱を行っている。また、加圧ローラ内にも
熱源を具備させて加圧ローラも加熱・温調する構成にし
たものもある。In particular, as a fixing device of an image forming apparatus for forming a full-color image, which is required to be capable of sufficiently heating and melting a maximum of four toner image layers to mix colors, a core metal of a fixing roller has a high heat capacity. And a rubber elastic layer for wrapping the toner image around the core metal and uniformly melting the toner image, and heating the toner image via the rubber elastic layer. There is also a configuration in which a heat source is provided in the pressure roller to heat and control the temperature of the pressure roller.
【0005】しかし、熱ローラ方式の定着装置は画像形
成装置の電源をオンにして同時に定着装置の熱源である
ハロゲンランプに通電を開始しても、定着ローラの熱容
量が大きく、定着ローラ等が冷え切っている状態時から
所定の定着可能温度に立ち上がるまでにはかなりの待ち
時間(ウエイトタイム)を要し、クイックスタート性に
欠ける。また画像形成装置のスタンバイ状態時(非画像
出力時)も何時でも画像形成動作が実行できるようにハ
ロゲンランプに通電して定着ローラを所定の温調状態に
維持させておく必要があり、電力消費量が大きい等の問
題があった。However, in the heat roller type fixing device, even if the power of the image forming apparatus is turned on and the energization of the halogen lamp which is the heat source of the fixing device is started at the same time, the heat capacity of the fixing roller is large and the fixing roller and the like are cooled. A considerable waiting time (wait time) is required from the cutting state to the rise to a predetermined fixable temperature, and the quick start property is lacking. Further, it is necessary to keep the fixing roller in a predetermined temperature control state by energizing the halogen lamp so that the image forming operation can be performed at any time even when the image forming apparatus is in a standby state (non-image output). There were problems such as a large amount.
【0006】また、上述のフルカラーの画像形成装置の
定着装置のように特に熱容量の大きな定着ローラを用い
るものにおいては、温調と定着ローラ表面の昇温とに遅
延が発生するため、定着不良や光沢ムラやオフセット等
の問題が発生していた。In a fixing device having a particularly large heat capacity, such as the fixing device of the above-described full-color image forming apparatus, a delay occurs between the temperature control and the temperature rise of the fixing roller surface. Problems such as uneven gloss and offset have occurred.
【0007】b)フィルム加熱方式の定着装置 フィルム加熱方式の定着装置は、例えば特開昭63−3
13182号公報・特開平2−157878号公報・特
開平4−44075号公報・特開平4−204980号
公報等に提案されている。B) Fixing device of film heating system A fixing device of the film heating system is disclosed in, for example, JP-A-63-3
Japanese Patent Application Laid-Open No. 13182, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-1577878, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-44075, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-204980, and the like.
【0008】即ち、加熱体としての一般にセラミックヒ
ータと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フ
ィルム(定着フィルム)を挟ませて定着ニップ部を形成
させ、該ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に画像
定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材
を導入してフィルムと一緒に挟持搬送させることでニッ
プ部においてセラミックヒータの熱をフィルムを介して
被記録材に与え、またニップ部の加圧力にて未定着トナ
ー画像を被記録材面に熱圧定着させるものである。That is, a fixing nip portion is formed by sandwiching a heat-resistant film (fixing film) between a ceramic heater as a heating element and a pressing roller as a pressing member. A recording material on which an unfixed toner image to be image-fixed is formed and supported is introduced between a pressure roller and the film is nipped and conveyed together with the film, so that the heat of the ceramic heater is recorded at the nip portion via the film. The unfixed toner image is heated and fixed on the surface of the recording material by applying pressure to the material and applying pressure at the nip portion.
【0009】このフィルム加熱方式の定着装置は、セラ
ミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用い
てオンデマンドタイプの装置を構成することができ、画
像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミッ
クヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態に
すればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行
可能状態までの待ち時間が短く(クイックスタート
性)、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい(省電
力)等の利点がある。This film heating type fixing device can be constituted as an on-demand type device using a ceramic heater and a member having a low heat capacity as a film, and a ceramic heater as a heat source only when the image forming apparatus executes image formation. To a state in which heat is generated to a predetermined fixing temperature, the waiting time from the power-on of the image forming apparatus to the image forming executable state is short (quick start property), and the power consumption during standby is greatly reduced. There are advantages such as small (power saving).
【0010】c)電磁誘導加熱方式の定着装置 実開昭51−109739号公報には、磁束により定着
ローラに電流を誘導させてジュール熱によって発熱させ
る誘導加熱定着装置が開示されている。これは、誘導電
流の発生を利用することで直接定着ローラを発熱させる
ことができて、ハロゲンランプを熱源として用いた熱ロ
ーラ方式の定着装置よりも高効率の定着プロセスを達成
している。C) Fixing Device of Electromagnetic Induction Heating System JP-A-51-109739 discloses an induction heating fixing device in which a current is induced in a fixing roller by magnetic flux to generate heat by Joule heat. This makes it possible to directly generate heat in the fixing roller by utilizing the generation of an induced current, and achieves a more efficient fixing process than a heat roller type fixing device using a halogen lamp as a heat source.
【0011】しかしながら、磁場発生手段としての励磁
コイルにより発生した交番磁束のエネルギーが定着ロー
ラ全体の昇温に使われるため放熱損失が大きく、投入エ
ネルギーに対する定着エネルギーの密度が低く効率が悪
いという欠点があった。However, since the energy of the alternating magnetic flux generated by the exciting coil as the magnetic field generating means is used to raise the temperature of the entire fixing roller, heat dissipation is large, and the density of fixing energy with respect to the input energy is low, resulting in poor efficiency. there were.
【0012】そこで、定着に作用するエネルギーを高密
度で得るために発熱体である定着ローラに励磁コイルを
接近させたり、励磁コイルの交番磁束分布を定着ニップ
部近傍に集中させたりして、高効率の定着装置が考案さ
れた。Therefore, in order to obtain the energy acting on the fixing at a high density, the exciting coil is brought closer to the fixing roller as a heating element, or the alternating magnetic flux distribution of the exciting coil is concentrated near the fixing nip portion. An efficient fusing device has been devised.
【0013】図18に、励磁コイルの交番磁束分布を定
着ニップ部に集中させて効率を向上させた電磁誘導加熱
方式の定着装置の一例の概略構成を示した。FIG. 18 shows a schematic configuration of an example of the electromagnetic induction heating type fixing device in which the alternating magnetic flux distribution of the exciting coil is concentrated in the fixing nip portion to improve the efficiency.
【0014】10は電磁誘導発熱層(導電体層、磁性体
層、抵抗体層)を有する、電磁誘導発熱性の回転体とし
ての円筒状の定着フィルムである。Reference numeral 10 denotes a cylindrical fixing film having an electromagnetic induction heating layer (a conductor layer, a magnetic layer, and a resistor layer) and serving as an electromagnetic induction heating rotating body.
【0015】16は横断面略半円弧状樋型のフィルムガ
イド部材であり、円筒状定着フィルム10はこのフィル
ムガイド部材16の外側にルーズに外嵌させてある。Reference numeral 16 denotes a film guide member having a trough-like shape with a substantially semi-circular cross section. The cylindrical fixing film 10 is loosely fitted outside the film guide member 16.
【0016】15はフィルムガイド部材16の内側に配
設した磁場発生手段であり、励磁コイル18とE型の磁
性コア(芯材)17とからなる。Numeral 15 denotes a magnetic field generating means disposed inside the film guide member 16 and comprises an exciting coil 18 and an E-shaped magnetic core (core material) 17.
【0017】30は加圧部材としての弾性加圧ローラで
あり、定着フィルム10を挟ませてフィルムガイド部材
16の下面と所定の圧接力をもって所定幅の定着ニップ
部Nを形成させて相互圧接させてある。Numeral 30 denotes an elastic pressure roller as a pressure member, which forms a fixing nip portion N having a predetermined width with a predetermined pressing force with the fixing film 10 interposed therebetween and a predetermined width to form a fixing nip portion N. It is.
【0018】上記磁場発生手段15の磁性コア17は定
着ニップ部Nに対応位置させて配設してある。The magnetic core 17 of the magnetic field generating means 15 is disposed so as to correspond to the fixing nip portion N.
【0019】加圧ローラ30は駆動手段Mにより矢示の
反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ30の回
転駆動による該加圧ローラ30と定着フィルム10の外
面との摩擦力で定着フィルム10に回転力が作用して、
該定着フィルム10がその内面が定着ニップ部Nにおい
てフィルムガイド部材16の下面に密着して摺動しなが
ら矢示の時計方向に、加圧ローラ30の回転周速度には
ぼ対応した周速度をもってフィルムガイド部材16の外
回りを回転状態になる(加圧ローラ駆動方式)。The pressing roller 30 is driven by a driving means M to rotate counterclockwise as indicated by an arrow. A rotational force acts on the fixing film 10 by a frictional force between the pressing roller 30 and the outer surface of the fixing film 10 due to the rotational driving of the pressing roller 30,
The fixing film 10 has a peripheral speed substantially corresponding to the rotational peripheral speed of the pressure roller 30 in the clockwise direction indicated by the arrow while the inner surface of the fixing film 10 slides in the fixing nip portion N in close contact with the lower surface of the film guide member 16. The outer periphery of the film guide member 16 is rotated (pressure roller driving method).
【0020】フィルムガイド部材16は、定着ニップ部
Nへの加圧、磁場発生手段15としての励磁コイル18
と磁性コア17の支持、定着フィルム10の支持、該フ
ィルム10の回転時の搬送安定性を図る役目をする。こ
のフィルムガイド部材16は磁束の通過を妨げない絶縁
性の部材であり、高い荷重に耐えられる材料が用いられ
る。The film guide member 16 is provided with an exciting coil 18 as a means for applying pressure to the fixing nip N and generating a magnetic field 15.
And supports the magnetic core 17, supports the fixing film 10, and improves the transport stability when the film 10 rotates. The film guide member 16 is an insulating member that does not hinder the passage of magnetic flux, and is made of a material that can withstand a high load.
【0021】励磁コイル18は不図示の励磁回路から供
給される交番電流によって交番磁束を発生する。交番磁
束は定着ニップ部Nの位置に対応しているE型の磁性コ
ア17により定着ニップ部Nに集中的に分布し、その交
番磁束は定着ニップ部Nにおいて定着フィルム10の電
磁誘導発熱層に渦電流を発生させる。この渦電流は電磁
誘導発熱層の固有抵抗によって電磁誘導発熱層にジュー
ル熱を発生させる。The exciting coil 18 generates an alternating magnetic flux by an alternating current supplied from an exciting circuit (not shown). The alternating magnetic flux is intensively distributed in the fixing nip N by the E-shaped magnetic core 17 corresponding to the position of the fixing nip N, and the alternating magnetic flux is applied to the electromagnetic induction heating layer of the fixing film 10 in the fixing nip N. Generates eddy currents. This eddy current generates Joule heat in the electromagnetic induction heating layer due to the specific resistance of the electromagnetic induction heating layer.
【0022】この定着フィルム10の電磁誘導発熱は交
番磁束を集中的に分布させた定着ニップ部Nにおいて集
中的に生じて定着ニップ部Nが高効率に加熱される。The electromagnetically induced heat of the fixing film 10 is intensively generated in the fixing nip N where the alternating magnetic flux is intensively distributed, and the fixing nip N is heated with high efficiency.
【0023】定着ニップ部Nの温度は、不図示の温度検
出手段を含む温調系により励磁コイル18に対する電流
供給が制御されることで所定の温度が維持されるように
温調される。The temperature of the fixing nip N is controlled such that a predetermined temperature is maintained by controlling the current supply to the exciting coil 18 by a temperature control system including a temperature detecting means (not shown).
【0024】而して、加圧ローラ30が回転駆動され、
それに伴って円筒状の定着フィルム10がフィルムガイ
ド部材16の外回りを回転し、励磁回路から励磁コイル
18への給電により上記のように定着フィルム10の電
磁誘導発熱がなされて定着ニップ部Nが所定の温度に立
ち上がって温調された状態において、不図示の画像形成
手段部から搬送された未定着トナー画像tが形成された
被記録材Pが定着ニップ部Nの定着フィルム10と加圧
ローラ30との間に画像面が上向き、即ち定着フィルム
面に対向して導入され、定着ニップ部Nにおいて画像面
が定着フィルム10の外面に密着して定着フィルム10
と一緒に定着ニップ部Nを挟持搬送されていく。この定
着ニップ部Nを定着フィルム10と一緒に被記録材Pが
挟持搬送されていく過程において定着フィルム10の電
磁誘導発熱で加熱されて被記録材P上の未定着トナー画
像tが加熱定着される。被記録材Pは定着ニップ部Nを
通過すると回転定着フィルム10の外面から分離して排
出搬送されていく。Thus, the pressure roller 30 is driven to rotate,
Accordingly, the cylindrical fixing film 10 rotates around the film guide member 16, and the power is supplied from the excitation circuit to the excitation coil 18 to generate the electromagnetic induction heat of the fixing film 10 as described above. The recording material P on which the unfixed toner image t is transported from the image forming unit (not shown) is fixed to the fixing film 10 in the fixing nip portion N and the pressure roller 30 in a state where the temperature is raised to the temperature of FIG. The image surface faces upward, that is, is introduced opposite to the fixing film surface, and at the fixing nip portion N, the image surface comes into close contact with the outer surface of the fixing film 10 so that the fixing film 10
Together with the fixing nip portion N. In the process of nipping and conveying the recording material P together with the fixing film 10 in the fixing nip N, the unfixed toner image t on the recording material P is heated and fixed by the electromagnetic induction heating of the fixing film 10. You. When the recording material P passes through the fixing nip portion N, it is separated from the outer surface of the rotary fixing film 10 and discharged and conveyed.
【0025】このような構成における電磁誘導加熱電源
に用いるインバータ回路としては大別して電流共振型電
源方式と電圧共振方式がある。The inverter circuit used for the electromagnetic induction heating power supply having such a configuration is roughly classified into a current resonance type power supply system and a voltage resonance system.
【0026】共振方式を用いるのは、比較的大きな電力
を取扱う時、変換用のスイッチング素子の損失を低減さ
せるために、スイッチング時に生じる電圧または電流の
振動状態を積極的に生成しスイッチング素子に最も電
圧、または電流及び両者の値が低い時を見計らってスイ
ッチングを行う方式で、ソフトスイッチングと称してお
り、大電力を取扱ううえでもっとも有効な方式であり、
さまざまな方式が提案されている。The reason why the resonance method is used is that when dealing with relatively large power, in order to reduce the loss of the switching element for conversion, the oscillation state of the voltage or current generated at the time of switching is generated positively and the switching element is most likely to be generated. A method of switching when the voltage or current and the value of both are low, called soft switching, is the most effective method for handling large power,
Various schemes have been proposed.
【0027】[0027]
【発明が解決しようとする課題】磁気誘導加熱により電
磁誘導発熱性部材であるフィルムを加熱し、加熱された
フィルムでニップ部を形成し、該ニップ部に未定着トナ
ー画像を担持させた被記録材を通過させることで定着画
像を得る方式では、定着すべきトナー画像に最も近接し
た部分を直接加熱できることと、定着フィルムを薄くす
ることで急速な温度上昇が可能となり、定着装置のオン
デマンド化も可能とする。A recording medium in which a film as an electromagnetic induction heating member is heated by magnetic induction heating, a nip portion is formed with the heated film, and an unfixed toner image is carried on the nip portion. In the method of obtaining a fixed image by passing a material, the portion closest to the toner image to be fixed can be directly heated, and the temperature of the fixing device can be rapidly increased by making the fixing film thinner. Is also possible.
【0028】ところが、この急速な温度上昇が可能な反
面、例えば、何らかの原因でフィルムが充分に回転して
いなかった時、または、トラブル等でフィルムの破断等
が生じていた際にニップ部に加熱されたフィルムの部分
が通過せず定着温度制御を行う温度検出手段の温度が上
昇せず加熱の結果が反映しないため、制御不能となって
しまい励磁コイルの対向する静止したフィルムを連続的
に加熱してしまいフィルムを著しく熱劣化させてしま
う。However, while this rapid temperature rise is possible, for example, when the film is not rotating sufficiently for some reason, or when the film is broken due to trouble or the like, the nip is heated. Since the temperature of the temperature detecting means that controls the fixing temperature does not rise and the heating result is not reflected, the control becomes impossible, and the stationary film facing the exciting coil is continuously heated. And the film is significantly thermally degraded.
【0029】本発明は、上記のフィルムすなわち電磁誘
導発熱性部材が充分に回転しなかったとき、または電磁
誘導発熱性部材がダメージを受け摺動回転しなかった等
の事故に際し、電磁誘導発熱性部材の温度ストレスを低
減し、長寿命化を達成することを目的とする。The present invention relates to a method for controlling the electromagnetic induction heating element when the film, that is, the electromagnetic induction heating element does not rotate sufficiently, or when the electromagnetic induction heating element is damaged and does not rotate. An object of the present invention is to reduce the temperature stress of a member and achieve a longer life.
【0030】[0030]
【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする加熱装置及び画像形成装置である。According to the present invention, there is provided a heating apparatus and an image forming apparatus having the following constitutions.
【0031】(1)磁場発生手段と、前記磁場発生手段
の磁界の作用で電磁誘導発熱する部材と、前記電磁誘導
発熱性部材と相互圧接して被加熱部材のニップ部を形成
する加圧部材を有し、前記電磁誘導発熱性部材の発熱で
被加熱部材を加熱する加熱装置であり、前記電磁誘導発
熱性部材のニップ部の温度を検出する第一の温度検出手
段と、前記磁場発生手段が生成する磁界が結合し、誘導
発熱する前記電磁誘導発熱性部材の温度を計測する第二
の温度検出手段を有したことを特徴とする加熱装置。(1) A magnetic field generating means, a member that generates electromagnetic induction heat by the action of the magnetic field of the magnetic field generating means, and a pressing member that forms a nip portion of a member to be heated by mutual pressure contact with the electromagnetic induction heating member. A heating device for heating a member to be heated by the heat generated by the electromagnetic induction heating member, a first temperature detection unit for detecting a temperature of a nip portion of the electromagnetic induction heating member, and the magnetic field generation unit And a second temperature detecting means for measuring the temperature of the electromagnetic induction heating member that generates heat by coupling the magnetic field generated by the heating device.
【0032】(2)磁場発生手段は励磁コイルと磁路を
形成する磁性体を有し、第二の温度検出手段は磁性体の
形成する磁路に配置したことを特徴とする(1)に記載
の加熱装置。(2) The magnetic field generating means has an exciting coil and a magnetic material forming a magnetic path, and the second temperature detecting means is arranged on the magnetic path formed by the magnetic material. A heating device as described.
【0033】(3)第一の温度検出手段の検出温度に基
づき磁場発生手段の励磁コイルに印加する励磁電流を制
御すると共に、第一の温度検出手段の検出温度と第二の
温度検出手段の検出温度との差に基づき前記励磁コイル
に供給する電力を制御することを特徴とする(1)又は
(2)に記載の加熱装置。(3) The exciting current applied to the exciting coil of the magnetic field generating means is controlled based on the temperature detected by the first temperature detecting means, and the temperature detected by the first temperature detecting means and the temperature detected by the second temperature detecting means are controlled. The heating device according to (1) or (2), wherein electric power supplied to the excitation coil is controlled based on a difference from the detected temperature.
【0034】(4)第二の温度検出手段の検出温度が少
なくとも予め定めた値を超えた時、磁場発生手段の励磁
コイルに供給する電流を遮断することを特徴とする
(1)乃至(3)の何れかに記載の加熱装置。(4) When the temperature detected by the second temperature detecting means exceeds at least a predetermined value, the current supplied to the exciting coil of the magnetic field generating means is cut off. A heating device according to any one of the above.
【0035】(5)被加熱部材が画像を担持した被記録
材であることを特徴とする(1)乃至(4)の何れかに
記載の加熱装置。(5) The heating device according to any one of (1) to (4), wherein the heated member is a recording material carrying an image.
【0036】(6)被記録材に対して画像を形成担持さ
せる作像手段と、被記録材上の画像を加熱する像加熱手
段を有する画像形成装置において、像加熱手段が(1)
乃至(4)の何れかに記載の加熱装置であることを特徴
とする画像形成装置。(6) In an image forming apparatus having an image forming means for forming and carrying an image on a recording material and an image heating means for heating an image on the recording material, the image heating means is (1)
An image forming apparatus, which is the heating apparatus according to any one of (1) to (4).
【0037】〈作 用〉即ち本発明は、磁場発生手段の
励磁コイルの加熱する為の磁路形成部分の領域の電磁誘
導発熱性部材(定着フィルム)の部分の温度を第二の温
度検出手段で検出し、温度制御のための第一の温度検出
手段の検出温度と比較検証することによって励磁コイル
に流す電流を制限、または遮断することにより主に電磁
誘導発熱性部材の静止時における加熱入力による過熱を
防止する様構成した。<Operation> That is, the present invention relates to a method for detecting the temperature of the electromagnetic induction heating member (fixing film) in the area of the magnetic path forming portion for heating the exciting coil of the magnetic field generating means by the second temperature detecting means. The current input to the excitation coil is limited or cut off by comparing and verifying with the detected temperature of the first temperature detecting means for temperature control, thereby mainly inputting the heating input of the electromagnetic induction heating member at rest. To prevent overheating.
【0038】仮に電磁誘導発熱性部材が充分に回転して
なかったとき、または電磁誘導発熱性部材がダメージを
受け摺動回転しなかった等の事故に際し、励磁電力を速
やかに低減または遮断し、電磁誘導発熱性部材を保護す
ると共に、第一の温度検出手段の検出温度と第二の温度
検出手段の検出温度との値の差に制限を設けることで、
電磁誘導発熱性部材の温度ストレスを低減し、長寿命化
を達成する。If the electromagnetic induction heating member does not rotate sufficiently, or if the electromagnetic induction heating member does not rotate due to damage due to damage, etc., the exciting power is promptly reduced or cut off. By protecting the electromagnetic induction heating member, by providing a limit on the difference between the detected temperature of the first temperature detecting means and the detected temperature of the second temperature detecting means,
Reduce the temperature stress of the electromagnetically induced heat generating member and achieve a longer life.
【0039】[0039]
【発明の実施の形態】〈第1の実施例〉 (1)画像形成装置例 まず、画像形成装置の一例について説明する。図1は本
例の画像形成装置の構成を示す構成図である。本例では
画像形成装置としてたとえば電子写真カラープリンタの
場合を例に説明するが、これに限定されるものではな
い。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment (1) Example of Image Forming Apparatus First, an example of an image forming apparatus will be described. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a configuration of the image forming apparatus of the present embodiment. In the present embodiment, an example in which an electrophotographic color printer is used as an image forming apparatus will be described as an example, but the present invention is not limited to this.
【0040】画像形成装置は、定着装置(像加熱装置)
100、感光体ドラム(像担持体)101、帯電装置1
02、4色カラー現像装置104、中間転写体ドラム1
05、転写ローラ106、クリーナ107・108、ミ
ラー109、レーザ光学箱(レーザスキャナ)110等
を備えている。The image forming apparatus is a fixing device (image heating device)
100, photosensitive drum (image carrier) 101, charging device 1
02, 4-color developing device 104, intermediate transfer drum 1
05, a transfer roller 106, cleaners 107 and 108, a mirror 109, a laser optical box (laser scanner) 110, and the like.
【0041】上記各部の構成を動作とともに詳述する
と、感光体ドラム101は、有機感光体やアモルファス
シリコン感光体で構成されており、矢示の反時計方向に
所定のプロセススピード(周速度)で回転駆動される。The structure of each part will be described in detail together with the operation. The photosensitive drum 101 is composed of an organic photosensitive member or an amorphous silicon photosensitive member, and is rotated at a predetermined process speed (peripheral speed) in a counterclockwise direction indicated by an arrow. It is driven to rotate.
【0042】感光体ドラム101は、その回転過程で帯
電ローラ等の帯電装置102で所定の極性・電位の一様
な帯電処理を受ける。The photosensitive drum 101 undergoes a uniform charging process of a predetermined polarity and potential by a charging device 102 such as a charging roller during the rotation process.
【0043】次いで、感光体ドラム101はその帯電処
理面にレーザ光学箱110から出力されるレーザ光10
3による目的の画像情報の走査露光処理を受ける。レー
ザ光学箱110は、不図示の画像読取装置等の画像信号
発生装置からの目的画像情報の時系列電気デジタル画素
信号に対応して変調(オン・オフ)したレーザ光103
を出力して、回転中の感光体ドラム101面に走査露光
した目的画像情報に対応した静電潜像を形成する。ミラ
ー109は、レーザ光学箱110からの出力レーザ光を
感光体ドラム101の露光位置に偏向させる。Next, the photosensitive drum 101 has a laser light 10 output from the laser optical box 110 on its charged surface.
3 is subjected to scanning exposure processing of the target image information. The laser optical box 110 is a laser beam 103 modulated (on / off) corresponding to a time-series electric digital pixel signal of target image information from an image signal generator such as an image reader (not shown).
To form an electrostatic latent image corresponding to the target image information scanned and exposed on the surface of the rotating photosensitive drum 101. The mirror 109 deflects the output laser light from the laser optical box 110 to the exposure position of the photosensitive drum 101.
【0044】フルカラー画像の場合は、目的のフルカラ
ー画像の第一の色分解成分画像、例えばイエロー成分画
像についての走査露光・潜像形成がなされ、その潜像が
4色カラー現像装置104のうちのイエロー現像器10
4Yの作動でイエロートナー画像として現像される。In the case of a full-color image, scanning exposure and latent image formation are performed on a first color-separated component image of a target full-color image, for example, a yellow component image. Yellow developing unit 10
The image is developed as a yellow toner image by the operation of 4Y.
【0045】そのイエロートナー画像は、感光体ドラム
101と中間転写体ドラム105との接触部(あるいは
近傍部)である一次転写部T1において中間転写体ドラ
ム105の面に転写される。The yellow toner image is transferred onto the surface of the intermediate transfer drum 105 at a primary transfer portion T1, which is a contact portion (or a nearby portion) between the photosensitive drum 101 and the intermediate transfer drum 105.
【0046】中間転写体ドラム105面に対するトナー
画像転写後の回転感光体ドラム101は、クリーナ10
7により転写残りトナー等の付着残留物の除去を受けて
清掃される。After the transfer of the toner image onto the surface of the intermediate transfer drum 105, the rotating photoreceptor drum 101
7 removes adhered residues such as transfer residual toner and is cleaned.
【0047】上記のような帯電・走査露光・現像・一次
転写・清掃のプロセスサイクルが、目的のフルカラー画
像の第二の色分解成分画像(例えばマゼンタ成分画像、
マゼンタ現像器104Mが作動)、第3の色分解成分画
像(例えばシアン成分画像、シアン現像器104Cが作
動)、第4の色分解成分画像(例えば黒成分画像、黒現
像器104BKが作動)の各色分解成分画像について順
次実行され、中間転写体ドラム105面にイエロートナ
ー画像・マゼンタトナー画像・シアントナー画像・黒ト
ナー画像の都合4色のトナー画像が順次重ねて転写され
て、目的のフルカラー画像に対応したカラートナー画像
が合成形成される。The above-described process cycle of charging, scanning exposure, development, primary transfer, and cleaning is performed by a second color separation component image (eg, a magenta component image,
The magenta developing device 104M is activated), the third color-separated component image (for example, the cyan component image, the cyan developing device 104C is activated), and the fourth color-separated component image (for example, the black component image, the black developing device 104BK is activated). Each color separation component image is sequentially executed, and four toner images of a yellow toner image, a magenta toner image, a cyan toner image, and a black toner image are sequentially superimposed and transferred onto the surface of the intermediate transfer drum 105, and a desired full-color image is transferred. Are synthesized and formed.
【0048】中間転写体ドラム105は、金属ドラム上
に中抵抗の弾性層と高抵抗の表層を有するもので、感光
体ドラム101に接触して或いは近接して感光体ドラム
101と略同じ周速度で矢示の時計方向に回転駆動さ
れ、中間転写体ドラム105の金属ドラムにバイアス電
位を与えて感光体ドラム101との電位差で、感光体ド
ラム101側のトナー画像を中間転写体ドラム105面
側に転写させる。The intermediate transfer drum 105 has a medium-resistance elastic layer and a high-resistance surface layer on a metal drum, and has the same peripheral speed as the photosensitive drum 101 in contact with or close to the photosensitive drum 101. Is rotated clockwise as indicated by the arrow, a bias potential is applied to the metal drum of the intermediate transfer drum 105, and the toner image on the photosensitive drum 101 is transferred to the surface of the intermediate transfer drum 105 by the potential difference from the photosensitive drum 101 Transfer to
【0049】上記の回転中間転写体ドラム105面に合
成形成されたカラートナー画像は、回転中間転写体ドラ
ム105と転写ローラ106との接触ニップ部である二
次転写部T2において、該二次転写部T2に不図示の給
紙部から所定のタイミングで送り込まれた被記録材(紙
等の転写材)Pの面に転写されていく。転写ローラ10
6は、被記録材Pの背面からトナーと逆極性の電荷を供
給することで、中間転写体ドラム105面側から被記録
材P側へ合成カラートナー画像を順次に一括転写する。The color toner image synthesized and formed on the surface of the rotating intermediate transfer drum 105 is subjected to the secondary transfer at a secondary transfer portion T2 which is a contact nip portion between the rotary intermediate transfer drum 105 and the transfer roller 106. The image is transferred onto the surface of a recording material (transfer material such as paper) P fed from a paper feeding unit (not shown) to the unit T2 at a predetermined timing. Transfer roller 10
Numeral 6 supplies a charge having a polarity opposite to that of the toner from the back surface of the recording material P, so that the combined color toner images are sequentially and collectively transferred from the surface of the intermediate transfer drum 105 to the recording material P.
【0050】二次転写部T2を通過した被記録材Pは、
中間転写体ドラム105の面から分離されて定着装置1
00へ導入され、未定着トナー画像の加熱定着処理を受
けてカラー画像形成物として機外の不図示の排紙トレイ
に排出される。定着装置100については下記の(2)
項で詳述する。The recording material P that has passed through the secondary transfer portion T2 is
The fixing device 1 separated from the surface of the intermediate transfer drum 105
The sheet is subjected to a heat fixing process for an unfixed toner image, and is discharged as a color image formed product to a discharge tray (not shown) outside the apparatus. Regarding the fixing device 100, the following (2)
It will be described in detail in the section.
【0051】被記録材Pに対するカラートナー画像転写
後の回転中間転写体ドラム105は、クリーナ108に
より転写残りトナー・紙紛等の付着残留物の除去を受け
て清掃される。このクリーナ108は、常時は中間転写
体ドラム105に非接触状態に保持されており、中間転
写体ドラム105から被記録材Pに対するカラートナー
画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム10
5に接触状態に保持される。After the transfer of the color toner image onto the recording material P, the rotating intermediate transfer drum 105 is cleaned by the cleaner 108 by removing the residual toner such as untransferred toner and paper dust. The cleaner 108 is normally kept in a non-contact state with the intermediate transfer drum 105, and during the secondary transfer of the color toner image from the intermediate transfer drum 105 to the recording material P, the intermediate transfer drum 10
5 is kept in contact.
【0052】また、転写ローラ106も、常時は中間転
写体ドラム105に非接触状態に保持されており、中間
転写体ドラム105から被記録材Pに対するカラートナ
ー画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム1
05に被記録材Pを介して接触状態に保持される。The transfer roller 106 is also normally kept in a non-contact state with the intermediate transfer drum 105, and during the secondary transfer of the color toner image from the intermediate transfer drum 105 to the recording material P, the intermediate transfer is performed. Body drum 1
At 05, the contact state is maintained via the recording material P.
【0053】本例の画像形成装置は、白黒画像などモノ
カラー画像のプリントモードも実行できる。The image forming apparatus of this embodiment can also execute a print mode of a monocolor image such as a black and white image.
【0054】また、両面画像プリントモード或いは多重
画像プリントモードも実行できる。両面プリントモード
の場合は、定着装置100を出た1面目画像プリント済
みの被記録材は、不図示の再循環搬送機構を介して表裏
反転されて再び二次転写部T2へ送り込まれて2面に対
するトナー画像転写を受け、再度、定着装置100に導
入されて2面に対するトナー画像の定着処理を受けるこ
とで両面画像プリントが出力される。Also, a double-sided image print mode or a multiple image print mode can be executed. In the case of the double-sided print mode, the recording material on which the first-side image printed out of the fixing device 100 has been turned upside down via a recirculation transport mechanism (not shown), and is again sent to the secondary transfer unit T2 to receive the two-sided image. Is transferred to the fixing device 100 again and subjected to the fixing process of the toner image on the two surfaces, whereby a double-sided image print is output.
【0055】多重画像プリントモードの場合は、定着装
置100を出た一回目画像プリント済の被記録材Pは、
不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されずに再び
二次転写部T2へ送り込まれて一回目画像プリント済み
の面に二回目のトナー画像転写を受け、再度、定着装置
100に導入されて2回目のトナー画像の定着処理を受
けることで多重画像プリントが出力される。In the case of the multiple image print mode, the recording material P on which the first image has been printed out of the fixing device 100 is
The toner image is transferred to the secondary transfer portion T2 again without being turned upside down via a recirculation transport mechanism (not shown), receives the second toner image transfer on the surface on which the first image is printed, and is again introduced into the fixing device 100. The multi-image print is output by receiving the second toner image fixing process.
【0056】(2)定着装置100 次に、上述した画像形成装置の定着装置100について
説明する。本例の定着装置100は、電磁誘導発熱性部
材として、電磁誘導発熱層(導電体層、磁性体層、抵抗
体層)を有する円筒状の定着フィルム(定着ベルト)を
用いた、加圧ローラ駆動方式、電磁誘導加熱方式の装置
である。(2) Fixing Device 100 Next, the fixing device 100 of the above-described image forming apparatus will be described. The fixing device 100 according to the present embodiment includes a pressure roller using a cylindrical fixing film (fixing belt) having an electromagnetic induction heating layer (a conductor layer, a magnetic layer, and a resistor layer) as the electromagnetic induction heating member. It is a driving system and an electromagnetic induction heating system.
【0057】図2は定着装置100の要部の横断側面構
成を示す構成図、図3は定着装置の要部の正面構成を示
す構成図、図4は定着装置の要部の縦断正面構成を示す
構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a cross-sectional side configuration of a main portion of the fixing device 100, FIG. 3 is a configuration diagram showing a front configuration of a main portion of the fixing device, and FIG. 4 is a vertical sectional front configuration of a main portion of the fixing device. FIG.
【0058】定着装置100各部の構成を詳述すると、
磁場発生手段は、磁性コア17a・17b・17c及び
励磁コイル18からなる。The structure of each part of the fixing device 100 will be described in detail.
The magnetic field generating means includes the magnetic cores 17a, 17b, 17c and the exciting coil 18.
【0059】磁性コア17a・17b・17cは高透磁
率の部材であり、フェライトやパーマロイといったトラ
ンスのコアに用いられる材料が良く、より好ましくは1
00kHz以上でも損失の少ないフェライトを用いるの
が良い。The magnetic cores 17a, 17b, and 17c are members having high magnetic permeability, and are preferably made of a material such as ferrite or permalloy used for a transformer core.
It is preferable to use ferrite with little loss even at a frequency of 00 kHz or more.
【0060】励磁コイル18の給電部18a・18bに
は励磁回路27(図5)を接続してある。この励磁回路
27は、20kHzから500kHzの高周波を発生す
るインバータ電源である。励磁コイル18は、励磁回路
27から供給される交番電流(高周波電流)によって交
番磁束を発生する。The excitation circuit 27 (FIG. 5) is connected to the power supply sections 18a and 18b of the excitation coil 18. The excitation circuit 27 is an inverter power supply that generates a high frequency of 20 kHz to 500 kHz. The exciting coil 18 generates an alternating magnetic flux by an alternating current (high-frequency current) supplied from the exciting circuit 27.
【0061】16a・16bは横断面略半円弧状桶型の
フィルムガイド(ベルトガイド)部材であり、開口側を
互いに向かい合せて略円柱体を構成し、外側に円筒状の
電磁誘導発熱性部材である定着フィルム10をルーズに
嵌合させてある。フィルムガイド部材16aは磁場発生
手段としての磁性コア17a・17b・17cと励磁コ
イル18を内部に保持している。Reference numerals 16a and 16b denote film guides (belt guides) each having a substantially semicircular trough-shaped cross section. The film guides (belt guides) have a substantially cylindrical body with their opening sides facing each other, and a cylindrical electromagnetic induction heating member on the outside. The fixing film 10 is loosely fitted. The film guide member 16a holds therein magnetic cores 17a, 17b and 17c as magnetic field generating means and an excitation coil 18.
【0062】また、フィルムガイド部材16aには、図
2・図4に示すように良熱伝導部材40が定着ニップ部
Nの加圧ローラ30との対抗面側で定着フィルム10の
内側に配設してある。本例においては、良伝導部材40
にアルミニウムを用いている。良伝導部材40は熱伝導
率が、 k=240[W・m-1・K-1] であり、厚さ1[mm]である。As shown in FIGS. 2 and 4, a good heat conducting member 40 is provided on the film guide member 16a inside the fixing film 10 on the side of the fixing nip portion N facing the pressure roller 30. I have. In this example, the good conductive member 40
Is made of aluminum. The good conductive member 40 has a thermal conductivity of k = 240 [W · m −1 · K −1 ] and a thickness of 1 [mm].
【0063】また、良熱伝導部材40は、磁場発生手段
である励磁コイル18と磁性コア17a・17b・17
cから発生する磁場の影響を受けないように、この磁場
の外に配設してある。具体的には、良伝導部材40を励
磁コイル18に対して磁性コア17bを隔てた位置に配
設し、励磁コイル18による磁路の外側に位置させて良
伝導部材40に影響を与えないようにしている。The good heat conducting member 40 includes an exciting coil 18 as a magnetic field generating means and magnetic cores 17a, 17b, 17
It is arranged outside this magnetic field so as not to be affected by the magnetic field generated from c. Specifically, the good conduction member 40 is disposed at a position separated by the magnetic core 17b with respect to the excitation coil 18 and positioned outside the magnetic path formed by the excitation coil 18 so as not to affect the good conduction member 40. I have to.
【0064】22はフィルムガイド部材16bの内面平
面部に当接させて配設した横長の加圧用剛性ステイであ
る。Reference numeral 22 denotes a horizontally-long pressurizing rigid stay disposed in contact with the flat surface of the inner surface of the film guide member 16b.
【0065】19は磁性コア17a・17b・17c及
び励磁コイル18と加圧用剛性ステイ22の間を絶縁す
るための絶縁部材である。Reference numeral 19 denotes an insulating member for insulating the magnetic cores 17a, 17b, and 17c and the exciting coil 18 from the rigid pressurizing stay 22.
【0066】フランジ部材23a・23bはフィルムガ
イド部材16a,16bのアセンブリの左右両端部に外
嵌し、前記左右位置を固定しつつ回転自在に取り付け、
定着フィルム10の回転時に前記定着フィルム10の端
部を受けて定着フィルムのフィルムガイド部材長手に沿
う寄り移動を規制する役目をする。The flange members 23a and 23b are externally fitted to the left and right ends of the assembly of the film guide members 16a and 16b, and are rotatably mounted while fixing the left and right positions.
When the fixing film 10 rotates, the fixing film 10 receives the end of the fixing film 10 and serves to regulate the shifting of the fixing film along the length of the film guide member.
【0067】加圧部材としての加圧ローラ30は、芯金
30aと、前記芯金周りに同心一体にローラ状に成形被
覆させた、シリコーンゴム・フッ素ゴム・フッ素樹脂な
どの耐熱性・弾性材層30bとで構成されており、芯金
30aの両端部を装置の不図示のシャーシ側板金間に回
転自由に軸受け保持させて配設してある。The pressure roller 30 serving as a pressure member is made of a heat-resistant and elastic material such as silicone rubber, fluoro rubber, fluoro resin, etc., which is formed by concentrically forming a roller around the core metal 30a. The core 30a is arranged so that both ends of the core 30a are rotatably supported by bearings between sheet metal (not shown) of the apparatus.
【0068】加圧用剛性ステイ22の両端部と装置シャ
ーシ側のバネ受け部材29a・29bとの間にそれぞれ
加圧バネ25a・25bを縮設することで加圧用構成ス
テイ22に押し下げ力を作用させている。これによりフ
ィルムガイド部材16aの下面と加圧ローラ30の上面
とが定着フィルム10を挟んで圧接して所定幅の定着ニ
ップ部Nが形成される。Pressing springs 25a and 25b are respectively contracted between both ends of the pressing rigid stay 22 and the spring receiving members 29a and 29b on the apparatus chassis side to apply a pressing force to the pressing constituting stay 22. ing. Thus, the lower surface of the film guide member 16a and the upper surface of the pressure roller 30 are pressed against each other with the fixing film 10 interposed therebetween, thereby forming a fixing nip portion N having a predetermined width.
【0069】加圧ローラ30は駆動手段Mにより矢示の
反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ30の回
転駆動による前記加圧ローラ30と定着フィルム10の
外面との摩擦力で定着フィルム10に回転力が作用し、
前記定着フィルム10がその内面が定着ニップ部Nにお
いて良熱伝導部材40の下面に密着して摺動しながら矢
示の時計方向に加圧ローラ30の回転周速度にほぼ対応
した周速度をもってフィルムガイド部材16a・16b
の外回りを回転状態になる。The pressing roller 30 is driven by the driving means M to rotate in the counterclockwise direction indicated by the arrow. A rotational force acts on the fixing film 10 by a frictional force between the pressure roller 30 and the outer surface of the fixing film 10 due to the rotational driving of the pressure roller 30,
The fixing film 10 has a peripheral speed substantially corresponding to the rotational peripheral speed of the pressure roller 30 in the clockwise direction indicated by the arrow while the inner surface of the fixing film 10 slides in the fixing nip portion N in close contact with the lower surface of the good heat conducting member 40. Guide members 16a and 16b
Of the outside turns.
【0070】この場合、定着ニップ部Nにおける良熱伝
導部材40の下面と定着フィルム10の内面との相互摺
動摩擦力を低減化させるために定着ニップ部Nの良熱伝
導部材40の下面と定着フィルム10の内面との間に耐
熱性グリスなどの潤滑剤を介在させる、あるいは良熱伝
導性部材40の下面を潤滑部材で被覆することもでき
る。これは、良熱伝導部材40としてアルミニウムを用
いた場合のように表面滑り性が材質的によくない或いは
仕上げ加工を簡素化した場合に、摺動する定着フィルム
10に傷をつけて定着フィルム10の耐久性が悪化して
しまうことを防ぐものである。In this case, in order to reduce the mutual sliding friction force between the lower surface of the good heat conducting member 40 in the fixing nip N and the inner surface of the fixing film 10, the lower surface of the good heat conducting member 40 in the fixing nip N is fixed. A lubricant such as heat-resistant grease may be interposed between the inner surface of the film 10 and the lower surface of the good heat conductive member 40 may be covered with a lubricating member. This is because when the surface sliding property is not good in material such as when aluminum is used as the good heat conducting member 40 or when the finishing process is simplified, the sliding fixing film 10 is damaged and the fixing film 10 is damaged. This is to prevent the durability of the device from being deteriorated.
【0071】良熱伝導部材40は長手方向の温度分布を
均一にする効果があり、例えば、被記録材として小サイ
ズ紙を通紙した場合、定着フィルム10での非通紙部の
熱量が良熱伝導部材40へ伝熱し、良熱伝導部材40に
おける長手方向の熱伝導により、非通紙部の熱量が小サ
イズ紙通紙部へ伝熱される。これにより、小サイズ紙通
紙時の消費電力を低減させる効果も得られる。The good heat conducting member 40 has the effect of making the temperature distribution uniform in the longitudinal direction. For example, when small-size paper is passed as a recording material, the heat amount of the non-sheet passing portion of the fixing film 10 is good. The heat is transferred to the heat conducting member 40, and the amount of heat in the non-sheet passing portion is transferred to the small size sheet passing portion by the heat conduction in the longitudinal direction of the good heat conducting member 40. As a result, an effect of reducing power consumption when passing small-sized paper is also obtained.
【0072】また、図5に示すように、フィルムガイド
部材16aの周面に、その長手に沿い所定の間隔を置い
て凸リブ部16eを形成具備させ、フィルムガイド部材
16aの周面と定着フィルム10の内面との接触摺動抵
抗を低減させて定着フィルム10の回転負荷を少なくし
ている。Further, as shown in FIG. 5, the peripheral surface of the film guide member 16a is provided with convex ribs 16e at predetermined intervals along the length thereof, so that the peripheral surface of the film guide member 16a is fixed to the fixing film. The rotational load of the fixing film 10 is reduced by reducing the contact sliding resistance with the inner surface of the fixing film 10.
【0073】図6は交番磁束の発生の様子を模式的に表
したものである。磁束Cは発生した交番磁束の一部を表
す。磁性コア17a・17b・17cに導かれた交番磁
束Cは、磁性コア17aと磁性コア17bとの間、そし
て磁性コア17aと磁性コア17cとの間において定着
フィルム10の電磁誘導発熱層1(図8・図10)に渦
電流を発生させる。この渦電流は電磁誘導発熱層1の固
有抵抗によって電磁誘導発熱層1にジュール熱(渦電流
損)を発生させる。FIG. 6 schematically shows how alternating magnetic flux is generated. The magnetic flux C represents a part of the generated alternating magnetic flux. The alternating magnetic flux C guided to the magnetic cores 17a, 17b, and 17c causes the electromagnetic induction heating layer 1 of the fixing film 10 between the magnetic core 17a and the magnetic core 17b and between the magnetic core 17a and the magnetic core 17c (see FIG. 8. An eddy current is generated in FIG. This eddy current generates Joule heat (eddy current loss) in the electromagnetic induction heating layer 1 due to the specific resistance of the electromagnetic induction heating layer 1.
【0074】ここでの発熱量Qは電磁誘導発熱層1を通
る磁束の密度によって決まり、図6のグラフような分布
を示す。図6のグラフは、縦軸が磁性コア17aの中心
を0とした角度θで表した定着フィルム10における円
周方向の位置を示し、横軸が定着フィルム10の電磁誘
導発熱層1での発熱量Qを示す。ここで、発熱域Hは最
大発熱量をQとした場合、発熱量がQ/e以上の領域と
定義する。これは、定着に必要な発熱量が得られる量で
ある。The heat value Q here is determined by the density of the magnetic flux passing through the electromagnetic induction heating layer 1 and has a distribution as shown in the graph of FIG. In the graph of FIG. 6, the vertical axis indicates the circumferential position in the fixing film 10 represented by an angle θ with the center of the magnetic core 17 a being 0, and the horizontal axis indicates the heat generation in the electromagnetic induction heating layer 1 of the fixing film 10. Indicates the quantity Q. Here, the heating area H is defined as an area where the heating value is Q / e or more, where Q is the maximum heating value. This is an amount by which heat generated for fixing can be obtained.
【0075】定着ニップ部Nの温度は、第一の温度検出
手段26(図2)により温度検出され温調系により励磁
コイル18に対する電流供給が制御されることで所定の
温度が維持されるように温調される。The temperature of the fixing nip N is detected by the first temperature detecting means 26 (FIG. 2), and a predetermined temperature is maintained by controlling the current supply to the exciting coil 18 by the temperature control system. The temperature is controlled.
【0076】この第一の温度検出手段26は定着フィル
ム10の温度を検知するサーミスタなどの温度センサで
あり、本例においてはこの第一の温度検出手段26で測
定した定着フィルム10の温度情報をもとに定着ニップ
部Nの温度を制御するようにしている。The first temperature detecting means 26 is a temperature sensor such as a thermistor for detecting the temperature of the fixing film 10. In this embodiment, the temperature information of the fixing film 10 measured by the first temperature detecting means 26 is used. Based on this, the temperature of the fixing nip N is controlled.
【0077】而して、定着フィルム10が回転し、励磁
回路27から励磁コイル18への給電により上記のよう
に定着フィルム10の電磁誘導発熱がなされて定着ニッ
プ部Nが所定の温度に立ち上がって温調された状態にお
いて、画像形成手段部から搬送された未定着トナー画像
tが形成された被記録材Pが定着ニップ部Nの定着フィ
ルム10と加圧ローラ30との間に画像面が上向き、即
ち定着フィルム面に対向して導入され、定着ニップ部N
において画像面が定着フィルム10の外面に密着して定
着フィルム10と一緒に定着ニップ部Nを挟持搬送され
ていく。When the fixing film 10 rotates, the power is supplied from the excitation circuit 27 to the excitation coil 18 to generate electromagnetic induction of the fixing film 10 as described above, and the fixing nip N rises to a predetermined temperature. In the temperature-controlled state, the recording material P on which the unfixed toner image t conveyed from the image forming unit is formed is positioned such that the image surface faces upward between the fixing film 10 in the fixing nip N and the pressure roller 30. That is, the fixing nip N
The image surface is brought into close contact with the outer surface of the fixing film 10 and the fixing nip N is conveyed together with the fixing film 10.
【0078】この定着ニップ部Nを定着フィルム10と
一緒に被記録材Pが挟持搬送されていく過程において定
着フィルム10の電磁誘導発熱で加熱されて被記録材P
上の未定着トナー画像tが加熱定着される。被記録材P
は定着ニップ部Nを通過すると回転定着フィルム10の
外面から分離して排出搬送されていく。被記録材上の加
熱定着トナー画像は定着ニップ部通過後、冷却して永久
固着像となる。In the process in which the recording material P is nipped and conveyed in the fixing nip portion N together with the fixing film 10, the recording material P is heated by the electromagnetic induction heat of the fixing film 10.
The upper unfixed toner image t is heat-fixed. Recording material P
After passing through the fixing nip N, the toner is separated from the outer surface of the rotary fixing film 10 and is discharged and conveyed. After passing through the fixing nip, the heat-fixed toner image on the recording material is cooled and becomes a permanent fixed image.
【0079】本例においては、図2・図5・図6に示す
ように、定着フィルム10の発熱域H(図6)の対向位
置に第二の温度検出手段41を配置している。また暴走
時に励磁コイル18への給電を遮断するため温度検知素
子であるサーモスイッチ50(図2・図7)も配設して
いる。In this embodiment, as shown in FIGS. 2, 5 and 6, the second temperature detecting means 41 is arranged at a position facing the heat generating area H (FIG. 6) of the fixing film 10. A thermoswitch 50 (FIGS. 2 and 7) as a temperature detecting element is also provided to cut off the power supply to the exciting coil 18 during a runaway.
【0080】図2において被記録材Pの温度は定着ニッ
プ部Nに近接した部分に配した第一の温度検出手段26
の位置が最も定着温度を反映していることが実験により
得られている。もちろん定着ニップ部Nの温度が計測で
きれば最良ではあるが、現実的な配置から本例では定着
ニップ部直後の部分に配置した。In FIG. 2, the temperature of the recording material P is determined by a first temperature detecting means 26 disposed near the fixing nip N.
It has been obtained through experiments that the position of # 1 most reflects the fixing temperature. Of course, it is best if the temperature of the fixing nip portion N can be measured, but in the present embodiment, it is arranged in a portion immediately after the fixing nip portion from a practical arrangement.
【0081】このように配置した第一の温度検出手段2
6で、定着フィルム10を回転し、励磁コイル18に励
磁電流を印加して温度計測を行うと、図14に示したよ
うに定着ニップ部側、即ち、第一の温度検出手段26は
加圧ローラ30に熱を奪われながら徐々に温度上昇をし
てゆくカーブ400に示した。一方、磁束が結合し加熱
されている側に配置した第二の温度検出手段41の部分
は定着フィルム10の電磁誘導発熱層1が50μm程度
の厚さのニッケル金属であるため比較的急峻に温度上昇
をするカーブ401を示す。The first temperature detecting means 2 thus arranged
6, when the fixing film 10 is rotated and an exciting current is applied to the exciting coil 18 to measure the temperature, the fixing nip side, that is, the first temperature detecting means 26 is pressurized as shown in FIG. The curve 400 gradually increases the temperature while the heat is taken by the roller 30. On the other hand, the portion of the second temperature detecting means 41 arranged on the side where the magnetic flux is coupled and heated is relatively steep because the electromagnetic induction heating layer 1 of the fixing film 10 is made of nickel metal having a thickness of about 50 μm. The rising curve 401 is shown.
【0082】次に、このように配置された第一と第二の
温度検出手段26と41の温度変化に注目し、被記録材
(紙)を通紙したときの様子を図15に示している。図
15において温度制御に用いた第一の温度検出手段26
はカーブ400に示したように温度制御され安定化され
る。一方、加熱部に設けられた第二の温度検出手段41
は被記録材の搬送(A〜B期間)により定着ニップ部N
で奪われた熱分を供給すべく電力制御が行われる結果、
通紙中は温度が上昇する。Next, paying attention to the temperature change of the first and second temperature detecting means 26 and 41 arranged as above, FIG. 15 shows a state when the recording material (paper) is passed. I have. In FIG. 15, first temperature detecting means 26 used for temperature control
Is temperature controlled and stabilized as shown by the curve 400. On the other hand, the second temperature detecting means 41 provided in the heating unit
Is the fixing nip N due to the conveyance of the recording material (A and B periods).
As a result of power control to supply heat deprived in
The temperature rises during paper passing.
【0083】ここで、仮に、定着フィルム10が何らか
の事故等で回転しない状態に陥った時の温度カーブを図
15のC点以降に示した。定着フィルム10はストップ
しているため加熱しても温度上昇が検出されず励磁コイ
ル18には最大電力が供給されてしまう。Here, the temperature curve when the fixing film 10 falls into a state where it does not rotate due to some accident or the like is shown from the point C onward in FIG. Since the fixing film 10 is stopped, even if it is heated, the temperature rise is not detected, and the maximum power is supplied to the exciting coil 18.
【0084】一方、加熱部側である第二の温度検出手段
41では、定着フィルム10の電磁誘導発熱層1である
薄いニッケル金属に静止した状態で電力が供給される結
果、急速な温度上昇を示す。勿論この状態で放置した際
には数秒で定着フィルム10の電磁誘導発熱層1である
ニッケル金属は劣化するか、または破断してしまう。On the other hand, in the second temperature detecting means 41 on the side of the heating section, power is supplied in a stationary state to the thin nickel metal which is the electromagnetic induction heating layer 1 of the fixing film 10, so that the temperature rises rapidly. Show. Of course, if left in this state, the nickel metal which is the electromagnetic induction heating layer 1 of the fixing film 10 deteriorates or breaks in a few seconds.
【0085】本件ではこのような温度勾配に注目し、上
記二つの第一と第二の温度検出手段26・41間の検出
温度差を検出し、その温度差の程度に応じて励磁コイル
18に通電する電力をコントロールするようにしたもの
である。In the present case, attention is paid to such a temperature gradient, and the detected temperature difference between the two first and second temperature detecting means 26 and 41 is detected, and the excitation coil 18 is switched according to the degree of the temperature difference. The power to be supplied is controlled.
【0086】上記例では、定着温度制御用の第一の温度
検出手段26が、電力を供給したにも関らず検出部の温
度が低下しているのと、更に、加熱部側である第二の温
度検出手段41の値が急速に上昇している事から、事故
原因が定着フィルム10の回転異常であることがそのプ
ロファイルから図15中のCの値で判断出来る。In the above example, the temperature of the first temperature detecting means 26 for controlling the fixing temperature is lowered despite the supply of the electric power, and the first temperature detecting means 26 is further connected to the heating section. Since the value of the second temperature detecting means 41 is rapidly increasing, it can be determined from the profile that the cause of the accident is an abnormal rotation of the fixing film 10 by the value of C in FIG.
【0087】このCの値を監視して予め定めた値を超え
た時、励磁コイル18に印加する電流を遮断する構成に
より定着フィルム10は保護されるわけである。When the value of C is monitored and exceeds a predetermined value, the fixing film 10 is protected by a structure in which the current applied to the exciting coil 18 is cut off.
【0088】また、図16には起動時に既に定着フィル
ム10が回転異常となったときの状態を示した。初期か
ら定着フィルム10が回転してないので、加熱部側であ
る第二の温度検出手段41の温度のみが急上昇を示すこ
とは容易に推測できる。FIG. 16 shows a state where the rotation of the fixing film 10 has already become abnormal at the time of startup. Since the fixing film 10 has not been rotated since the initial stage, it can be easily inferred that only the temperature of the second temperature detecting means 41 on the heating section side shows a sudden rise.
【0089】勿論、定着装置ではその安全性確保の目的
でサーモスイッチ50による回路遮断を行うように構成
してあるので、これを図7を用いて説明する。Of course, the fixing device is configured to cut off the circuit by the thermoswitch 50 for the purpose of ensuring its safety. This will be described with reference to FIG.
【0090】図7は本例で使用した安全回路の回路図で
ある。暴走時に励磁コイル18への給電を遮断するため
温度検知素子であるサーモスイッチ50は+24VDC
電源とリレースイッチ51と直列に接続されており、サ
ーモスイッチ50が切れると、リレースイッチ51への
給電が遮断され、リレースイッチ51が動作し、励磁回
路27への給電が遮断されることにより励磁コイル18
への給電を遮断する構成をとっている。サーモスイッチ
50はOFF動作温度を220℃に設定した。FIG. 7 is a circuit diagram of the safety circuit used in this example. In order to cut off the power supply to the exciting coil 18 at the time of runaway, the thermo switch 50 which is a temperature detecting element is + 24VDC.
When the thermo switch 50 is turned off, the power supply to the relay switch 51 is cut off, the relay switch 51 is operated, and the power supply to the excitation circuit 27 is cut off. Coil 18
It is configured to cut off the power supply to the power supply. The thermoswitch 50 set the OFF operation temperature to 220 ° C.
【0091】また、サーモスイッチ50は定着フィルム
10の発熱域Hに対向して定着フィルム10の外面に非
接触に配設した。サーモスイッチ50と定着フィルム1
0との間の距離は略2mmとした。これにより、定着フ
ィルム10にサーモスイッチ50の接触による傷が付く
ことがなく、耐久による定着画像の劣化を防止すること
ができる。Further, the thermoswitch 50 is disposed in a non-contact manner on the outer surface of the fixing film 10 so as to face the heat generating area H of the fixing film 10. Thermoswitch 50 and fixing film 1
The distance between 0 and 2 was approximately 2 mm. Accordingly, the fixing film 10 is not damaged by the contact of the thermoswitch 50, and the deterioration of the fixed image due to durability can be prevented.
【0092】本例によれば、装置故障による定着装置暴
走時、前述した図18の定着装置ような定着ニップ部N
で発熱する構成とは違い、定着ニップ部Nに被記録材
(紙)Pが挟まった状態で定着装置が停止し、励磁コイ
ル18に給電が続けられ定着フィルム10が発熱し続け
た場合でも、被記録材Pが挟まっている定着ニップ部N
では発熱していないために被記録材Pが直接加熱される
ことがない。また、発熱量が多い発熱域Hには、サーモ
スイッチ50が配設してあるため、サーモスイッチ50
が220℃を感知して、サーモスイッチ50が切れた時
点で、リレースイッチ51により励磁コイル18への給
電が遮断される。また、本例によれば、被記録材として
の紙の発火温度は約400℃近辺であるため紙が発火す
ることなく、定着フィルム10の発熱を停止することが
できる。According to the present embodiment, when the fixing device goes out of control due to a device failure, the fixing nip portion N like the fixing device of FIG.
Unlike the configuration in which the heat is generated, the fixing device stops in a state where the recording material (paper) P is sandwiched in the fixing nip portion N, and the power is continuously supplied to the excitation coil 18 so that the fixing film 10 continues to generate heat. Fixing nip N where recording material P is sandwiched
The recording material P is not directly heated because no heat is generated. Further, since the thermoswitch 50 is provided in the heat generation area H where the heat generation is large, the thermoswitch 50 is provided.
Senses 220 ° C., and when the thermoswitch 50 is turned off, the power supply to the exciting coil 18 is cut off by the relay switch 51. Further, according to this example, since the ignition temperature of the paper as the recording material is around 400 ° C., the heat generation of the fixing film 10 can be stopped without the paper being ignited.
【0093】尚、暴走時に励磁コイル18への給電を遮
断するため温度検知素子としてサーモスイッチ50のは
かに温度ヒューズ等を用いることもできる。In order to cut off the power supply to the exciting coil 18 at the time of runaway, a thermo fuse or the like of the thermoswitch 50 can be used as a temperature detecting element.
【0094】本例ではトナーtに低軟化物質を含有させ
たトナーを使用したため、定着装置にオフセット防止の
ためのオイル塗布機構を設けていないが、低軟化物質を
含有させていないトナーを使用した場合にはオイル塗布
機構を設けてもよい。また、低軟化物質を含有させたト
ナーを使用した場合にもオイル塗布や冷却分離を行って
もよい。In this example, since a toner containing a low softening substance was used in the toner t, an oil application mechanism for preventing offset was not provided in the fixing device, but a toner not containing a low softening substance was used. In this case, an oil application mechanism may be provided. Also, when a toner containing a low softening substance is used, oil application or cooling separation may be performed.
【0095】次に、上述した定着装置100の励磁コイ
ル18及び定着フィルム10について更に詳細に説明す
る。Next, the excitation coil 18 and the fixing film 10 of the fixing device 100 will be described in more detail.
【0096】A)励磁コイル18 励磁コイル18はコイル(線輪)を構成させる導線(電
線)として、一本ずつがそれぞれ絶縁被覆された銅製の
細線を複数本束ねたもの(束線)を用い、これを複数回
巻いて励磁コイルを形成している。本例では10ターン
巻いて励磁コイル18を形成している。A) Excitation Coil 18 As the excitation coil 18, a bundle (bundled wire) of a plurality of copper thin wires, each of which is insulated and coated, is used as a conductor (electric wire) constituting the coil (wire loop). Are wound several times to form the exciting coil. In this example, the exciting coil 18 is formed by winding 10 turns.
【0097】絶縁被覆は定着フィルム10の発熱による
熱伝導を考慮して耐熱性を有する被覆を用いるのがよ
い。たとえば、アミドイミドやポリイミドなどの被覆を
用いるとよい。励磁コイル18は外部から圧力を加えて
密集度を向上させてもよい。As the insulating coating, a coating having heat resistance is preferably used in consideration of heat conduction due to heat generation of the fixing film 10. For example, a coating of amide imide or polyimide may be used. The excitation coil 18 may improve the density by applying pressure from the outside.
【0098】励磁コイル18の形状は、図2・図6のよ
うに定着フィルム10の発熱層1の曲面に沿うようにし
ている。本例では定着フィルム10の発熱層1と励磁コ
イル18との間の距離は略2mmになるように設定し
た。The shape of the exciting coil 18 conforms to the curved surface of the heat generating layer 1 of the fixing film 10 as shown in FIGS. In this embodiment, the distance between the heating layer 1 of the fixing film 10 and the exciting coil 18 is set to be approximately 2 mm.
【0099】励磁コイル保持部材19の材質としては絶
縁性に優れ、耐熱性がよいものがよい。例えば、フェノ
ール樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリアミドイミド樹脂、PEEK樹脂、PES樹
脂、PPS樹脂、PFA樹脂、PTFE樹脂、FEP樹
脂LCP樹脂などを選択するとよい。As the material of the exciting coil holding member 19, a material having excellent insulation properties and good heat resistance is preferable. For example, a phenol resin, a fluorine resin, a polyimide resin, a polyamide resin, a polyamide imide resin, a PEEK resin, a PES resin, a PPS resin, a PFA resin, a PTFE resin, a FEP resin, and an LCP resin may be selected.
【0100】磁性コア17a,17b,17c及び励磁
コイル18と、定着フィルム10の発熱層1の間の距離
はできる限り近づけた方が磁束の吸収効率が高いのであ
るが、この距離が5mmを越えるとこの効率が著しく低
下するため5mm以内にするのがよい。また、5mm以
内であれば定着フィルム10の発熱層1と励磁コイル1
8の距離が一定である必要はない。The closer the distance between the magnetic cores 17a, 17b, 17c and the exciting coil 18 and the heat generating layer 1 of the fixing film 10 is to the extent possible, the higher the efficiency of absorbing magnetic flux. However, this distance exceeds 5 mm. Since this efficiency is significantly reduced, it is preferable to keep the efficiency within 5 mm. If the distance is within 5 mm, the heating layer 1 of the fixing film 10 and the exciting coil 1
The distance of 8 need not be constant.
【0101】励磁コイル18の励磁コイル保持部材19
からの引出線18a・18b(図5)については、励磁
コイル保持部材19から外の部分について束線の外側に
絶縁被覆を施している。Excitation coil holding member 19 of excitation coil 18
As for the lead wires 18a and 18b (FIG. 5), the outside of the bundled wire is insulated for the portion outside the exciting coil holding member 19.
【0102】B)定着フィルム10 図8は本例における定着フィルム10の層構成模型図で
ある。本例の定着フィルム10は、電磁誘導発熱性の定
着フィルム10の基層となる金属等でできた発熱層1
と、その外面に積層した弾性層2と、その外面に積層し
た離型層3の複合構造のものである。発熱層1と弾性層
2との間の接着、弾性層2と離型層3との間の接着のた
め、各層間にプライマー層(不図示)を設けてもよい。B) Fixing Film 10 FIG. 8 is a schematic diagram of the layer structure of the fixing film 10 in this example. The fixing film 10 according to the present embodiment has a heating layer 1 made of a metal or the like which is a base layer of the fixing film 10 having electromagnetic induction and heat.
And an elastic layer 2 laminated on its outer surface and a release layer 3 laminated on its outer surface. A primer layer (not shown) may be provided between each layer for adhesion between the heat generating layer 1 and the elastic layer 2 and adhesion between the elastic layer 2 and the release layer 3.
【0103】略円筒形状である定着フィルム10におい
て発熱層1が内面側であり、離型層3が外面側である。
前述したように、発熱層1に交番磁束が作用することで
前記発熱層1に渦電流が発生して前記発熱層1が発熱す
る。その熱が弾性層2・離型層3を介して定着フィルム
10を加熱し、前記定着ニップ部Nに通紙される被加熱
材としての被記録材Pを加熱してトナー画像の加熱定着
がなされる。In the fixing film 10 having a substantially cylindrical shape, the heat generating layer 1 is on the inner side, and the release layer 3 is on the outer side.
As described above, when the alternating magnetic flux acts on the heat generating layer 1, an eddy current is generated in the heat generating layer 1, and the heat generating layer 1 generates heat. The heat heats the fixing film 10 via the elastic layer 2 and the release layer 3, and heats the recording material P, which is the material to be passed through the fixing nip portion N, to heat and fix the toner image. Done.
【0104】a.発熱層1 発熱層1はニッケル、鉄、強磁性SUS、ニッケルーコ
バルト合金といった強磁性体の金属を用いるとよい。A. Heating Layer 1 The heating layer 1 is preferably made of a ferromagnetic metal such as nickel, iron, ferromagnetic SUS, and nickel-cobalt alloy.
【0105】非磁性の金属でも良いが、より好ましくは
磁束の吸収の良いニッケル、鉄、磁性ステンレス、コバ
ルトーニッケル合金等の金属が良い。A non-magnetic metal may be used, but more preferably a metal such as nickel, iron, magnetic stainless steel, or a cobalt-nickel alloy having good magnetic flux absorption.
【0106】その厚みは次の式で表される表皮深さより
厚くかつ200μm以下にすることが好ましい。表皮深
さσ[m]は、励磁回路の周波数f[Hz]と透磁率μ
と固有抵抗ρ[Ωm]で、 σ=503×(ρ/fμ)1/2 と表される。It is preferable that the thickness is larger than the skin depth represented by the following formula and 200 μm or less. The skin depth σ [m] is determined by the frequency f [Hz] of the excitation circuit and the magnetic permeability μ.
And σ = 503 × (ρ / fμ) 1/2 .
【0107】これは電磁誘導で使われる電磁波の吸収の
深さを示しており、これより深いところでは電磁波の強
度は1/e以下になっており、逆にいうと殆どのエネル
ギーはこの深さまでで吸収されている(図9参照)。図
9は電磁強度と発熱層深さとの関係を示す図である。This indicates the depth of absorption of electromagnetic waves used in electromagnetic induction. At a depth deeper than this, the intensity of the electromagnetic waves is 1 / e or less. (See FIG. 9). FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the electromagnetic intensity and the depth of the heating layer.
【0108】発熱層1の厚さは好ましくは1〜100μ
mがよい。発熱層1の厚みが1μmよりも小さいとはと
んどの電磁エネルギーが吸収しきれないため効率が悪く
なる。また、発熱層1が100μmを超えると剛性が高
くなりすぎ、また屈曲性が悪くなり回転体として使用す
るには現実的ではない。従って、発熱層1の厚みは1〜
100μmが好ましい。The thickness of the heat generating layer 1 is preferably 1 to 100 μm.
m is good. If the thickness of the heat generating layer 1 is smaller than 1 μm, most of the electromagnetic energy cannot be absorbed, so that the efficiency is deteriorated. On the other hand, if the heat generating layer 1 has a thickness of more than 100 μm, the rigidity becomes too high, and the bendability deteriorates, which is not practical for use as a rotating body. Therefore, the thickness of the heating layer 1 is 1 to
100 μm is preferred.
【0109】b.弾性層2 弾性層2は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシ
リコーンゴム等で耐熱性がよく、熱伝導率がよい材質で
ある。B. Elastic Layer 2 The elastic layer 2 is made of silicone rubber, fluorine rubber, fluorosilicone rubber, or the like, and has good heat resistance and good thermal conductivity.
【0110】弾性層2の厚さは10〜500μmが好ま
しい。この弾性層2は定着画像品質を保証するために必
要な厚さである。The thickness of the elastic layer 2 is preferably from 10 to 500 μm. The elastic layer 2 has a thickness necessary to guarantee the quality of a fixed image.
【0111】カラー画像を印刷する場合、特に写真画像
などでは被記録材P上で大きな面積に渡ってベタ画像が
形成される。この場合、被記録材の凹凸あるいはトナー
層の凹凸に加熱面(離型層3)が追従できないと加熱ム
ラが発生し、伝熱量が多い部分と少ない部分で画像に光
沢ムラが発生する。When a color image is printed, a solid image is formed over a large area on the recording material P, especially for a photographic image. In this case, if the heating surface (the release layer 3) cannot follow the unevenness of the recording material or the unevenness of the toner layer, uneven heating occurs, and uneven gloss occurs in the image in portions where the amount of heat transfer is large and small.
【0112】伝熱量が多い部分は光沢度が高く、伝熱量
が少ない部分では光沢度が低い。弾性層2の厚さとして
は、10μm以下では被記録材あるいはトナー層の凹凸
に追従しきれず画像光沢ムラが発生してしまう。また、
弾性層2が1000μm以上の場合には弾性層2の熱抵
抗が大きくなり、クイックスタートを実現するのが難し
くなる。より好ましくは弾性層2の厚みは50〜500
μmがよい。A portion having a large amount of heat transfer has a high gloss, and a portion having a small amount of heat transfer has a low gloss. When the thickness of the elastic layer 2 is 10 μm or less, the elastic layer 2 cannot follow the unevenness of the recording material or the toner layer, and the image gloss unevenness occurs. Also,
When the thickness of the elastic layer 2 is 1000 μm or more, the thermal resistance of the elastic layer 2 becomes large, and it is difficult to realize a quick start. More preferably, the thickness of the elastic layer 2 is 50 to 500.
μm is good.
【0113】弾性層2の硬度は、硬度が高すぎると被記
録材あるいはトナー層の凹凸に追従しきれず画像光沢ム
ラが発生してしまう。そこで、弾性層2の硬度としては
60°(JIS−A:JIS−K(Aタイプ測定装置使
用))以下、より好ましくは45°以下がよい。If the hardness of the elastic layer 2 is too high, the elasticity of the elastic layer 2 cannot follow the irregularities of the recording material or the toner layer, resulting in uneven image gloss. Therefore, the hardness of the elastic layer 2 is preferably 60 ° or less (JIS-A: JIS-K (using an A-type measuring device)) or less, more preferably 45 ° or less.
【0114】弾性層2の熱伝導率λに関しては、2.5
×10-1〜8.4×10-1W/m・℃(6×10-4〜2
×10-3cal/cm・sec・deg.)がよい。Regarding the thermal conductivity λ of the elastic layer 2, 2.5
× 10 -1 to 8.4 × 10 -1 W / m · ° C. (6 × 10 -4 to 2
× 10 −3 cal / cm · sec · deg. ) Is good.
【0115】熱伝導率λが2.5×10-1W/m・℃
(6×10-4cal/cm・sec・deg.)よりも
小さい場合には、熱抵抗が大きく、定着フィルム10の
表層(離型層3)における温度上昇が遅くなる。Thermal conductivity λ is 2.5 × 10 −1 W / m · ° C.
If it is smaller than (6 × 10 −4 cal / cm · sec · deg.), The thermal resistance is large, and the temperature rise in the surface layer (release layer 3) of the fixing film 10 becomes slow.
【0116】熱伝導率λが8.4×10-1W/m・℃
(2×10-3cal/cm・sec・deg.)よりも
大きい場合には硬度が高くなりすぎたり、圧縮永久歪み
が悪化したりする。Thermal conductivity λ is 8.4 × 10 -1 W / m · ° C.
If it is larger than (2 × 10 −3 cal / cm · sec · deg.), The hardness becomes too high or the compression set becomes worse.
【0117】よって熱伝導率λは2.5×10-1〜8.
4×10-1W/m・℃(6×10-4〜2×10-3cal
/cm・sec・deg.)がよい。より好ましくは
3.3×10-1〜6.3×10-1W/m・℃(8×10
-4〜1.5×10-3cal/cm・sec・deg.)
がよい。Therefore, the thermal conductivity λ is 2.5 × 10 −1 to 8.
4 × 10 −1 W / m · ° C. (6 × 10 −4 to 2 × 10 −3 cal)
/ Cm · sec · deg. ) Is good. More preferably, 3.3 × 10 -1 to 6.3 × 10 -1 W / m · ° C. (8 × 10 -1
−4 to 1.5 × 10 −3 cal / cm · sec · deg. )
Is good.
【0118】c.離型層3 離型層3はフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリ
コーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、PFA、P
TFE、FEP等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択
することができる。C. Release Layer 3 Release layer 3 is made of fluororesin, silicone resin, fluorosilicone rubber, fluororubber, silicone rubber, PFA, P
A material having good releasability and heat resistance, such as TFE and FEP, can be selected.
【0119】離型層3の厚さは1〜100μmが好まし
い。離型層3の厚さが1μmよりも小さいと塗膜の塗ム
ラで離型性の悪い部分ができたり、耐久性が不足したり
するといった問題が発生する。The thickness of the release layer 3 is preferably 1 to 100 μm. If the thickness of the release layer 3 is less than 1 μm, there arises a problem that uneven coating of the coating film causes a part having poor releasability or insufficient durability.
【0120】また、離型層が100μmを超えると熱伝
導が悪化するという問題が発生し、特に樹脂系の離型層
の場合は硬度が高くなりすぎ、弾性層2の効果がなくな
ってしまう。If the thickness of the release layer is more than 100 μm, there is a problem that heat conduction is deteriorated. In particular, in the case of a resin-based release layer, the hardness becomes too high, and the effect of the elastic layer 2 is lost.
【0121】また図10に示すように、定着フィルム1
0の構成において、発熱層1のフィルムガイド部材面側
(発熱層1の弾性層2とは反対面側)に断熱層4を設け
てもよい。Further, as shown in FIG.
In the configuration of No. 0, the heat insulating layer 4 may be provided on the film guide member surface side of the heat generating layer 1 (the side opposite to the elastic layer 2 of the heat generating layer 1).
【0122】断熱層4としては、フッ素樹脂、ポリイミ
ド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、PE
EK樹脂、PES樹脂、PPS樹脂、PFA樹脂、PT
FE樹脂、FEP樹脂などの耐熱樹脂がよい。The heat insulating layer 4 is made of a fluororesin, a polyimide resin, a polyamide resin, a polyamideimide resin, PE
EK resin, PES resin, PPS resin, PFA resin, PT
A heat-resistant resin such as FE resin or FEP resin is preferable.
【0123】また、断熱層4の厚さとしては10〜10
00μmが好ましい。断熱層4の厚さが10μmよりも
小さい場合には断熱効果が得られず、また、耐久性も不
足する。一方、1000μmを超えると、磁性コア17
a・17b・17c及び励磁コイル18から発熱層1ま
での距離が大きくなり、磁束が十分に発熱層1に吸収さ
れなくなる。The thickness of the heat insulating layer 4 is 10 to 10
00 μm is preferred. When the thickness of the heat insulating layer 4 is smaller than 10 μm, the heat insulating effect cannot be obtained, and the durability is insufficient. On the other hand, if it exceeds 1000 μm, the magnetic core 17
The distances from the a, 17b, and 17c and the exciting coil 18 to the heating layer 1 increase, and the magnetic flux is not sufficiently absorbed by the heating layer 1.
【0124】断熱層4は、発熱層1に発生した熱が定着
フィルム10の内側に向かわないように断熱できるの
で、断熱層4がない場合と比較して被記録材P側への熱
供給効率が良くなる。よって、消費電力を抑えることが
できる。The heat insulating layer 4 can insulate the heat generated in the heat generating layer 1 so as not to go to the inside of the fixing film 10. Will be better. Therefore, power consumption can be suppressed.
【0125】図11は出力コンバータを含む誘導加熱制
御部の全体構成を示すブロック図である。画像形成装置
の誘導加熱制御部は、電圧制御回路309、定着ユニッ
ト部(Fuser)311、フィードバック制御回路3
13、ドライバ回路314を備えている。更に、上記電
圧制御回路309は、過電流ブレーカ302、リレー3
03、整流回路(RECT)304、ゲート制御トラン
ス305・306、電圧共振スイッチング回路307、
カレントトランス308を備えている。FIG. 11 is a block diagram showing the overall configuration of the induction heating control section including the output converter. The induction heating control unit of the image forming apparatus includes a voltage control circuit 309, a fixing unit (Fuser) 311 and a feedback control circuit 3.
13, a driver circuit 314. Further, the voltage control circuit 309 includes an overcurrent breaker 302, a relay 3
03, rectifier circuit (RECT) 304, gate control transformers 305/306, voltage resonance switching circuit 307,
A current transformer 308 is provided.
【0126】301は電源ライン入力端子、312は定
着装置の加熱オン/オフ信号を示す。Reference numeral 301 denotes a power line input terminal, and reference numeral 312 denotes a heating on / off signal of the fixing device.
【0127】上記要部の構成を動作と共に詳述すると、
過電流ブレーカ302は、過電流を保護する。整流回路
304は、交流入力から両波整流を行うブリッジ整流回
路と高周波フィルタを行うコンデンサで構成されてい
る。電圧共振スイッチング回路307は、電圧共振回路
である定着ユニット部の励磁コイルと電圧共振スイッチ
ング回路に含まれる共振コンデンサで形成された共振回
路に共振周期で電流スイッチングし電力を供給する。カ
レントトランス308は、電圧共振スイッチング回路3
07で、スイッチングされたスイッチング電流を検出す
るトランスであり、定着装置100の励磁コイル18と
接続される。The structure of the above-mentioned main parts will be described in detail together with the operation.
The overcurrent breaker 302 protects overcurrent. The rectifier circuit 304 includes a bridge rectifier circuit that performs double-wave rectification from an AC input and a capacitor that performs a high-frequency filter. The voltage resonance switching circuit 307 supplies power by performing current switching at a resonance cycle to a resonance circuit formed by an excitation coil of the fixing unit, which is a voltage resonance circuit, and a resonance capacitor included in the voltage resonance switching circuit. The current transformer 308 includes the voltage resonance switching circuit 3
At 07, a transformer for detecting the switched switching current is connected to the exciting coil 18 of the fixing device 100.
【0128】定着ユニット部311は、電気部品構成と
しては上述した励磁コイル18(図11で図示略)と、
第一の温度検出手段26(温度検知サーミスタ、温度セ
ンサ)26と、第二の温度検出手段41(温度検知サー
ミスタ、温度センサ)と、過昇温を検出するサーモスイ
ッチ50を有している。定着装置の加熱オン/オフ信号
312は、不図示の画像形成装置(プリンタ)のシーケ
ンスコントローラから送られてくる。The fixing unit 311 includes the above-described exciting coil 18 (not shown in FIG. 11) as an electric component.
It has a first temperature detecting means 26 (temperature detecting thermistor, temperature sensor) 26, a second temperature detecting means 41 (temperature detecting thermistor, temperature sensor), and a thermoswitch 50 for detecting excessive temperature rise. The heating on / off signal 312 of the fixing device is sent from a sequence controller of an image forming apparatus (printer) (not shown).
【0129】フィードバック制御回路313は、上記第
一の温度検出手段26に基づき、目標温度と比較しなが
ら制御量をコントロールする。The feedback control circuit 313 controls the control amount based on the first temperature detecting means 26 while comparing with the target temperature.
【0130】ドライバ回路314は、フィードバック制
御回路313からのフィードバック制御制御信号を受け
て、本コンバータは目標温度と比較しながら制御を行
う。The driver circuit 314 receives the feedback control signal from the feedback control circuit 313, and controls the converter while comparing it with the target temperature.
【0131】電源ライン入力端子301から交流入力電
源を受け、過電流ブレーカ302及びリレー303を介
して整流回路304に交流電源が印加されると、該整流
回路304の両波整流ダイオードにより脈動化直流電源
を生成する。When AC power is received from a power line input terminal 301 and AC power is applied to a rectifier circuit 304 via an overcurrent breaker 302 and a relay 303, a pulsating DC is generated by a double-wave rectifier diode of the rectifier circuit 304. Generate power.
【0132】その後、電圧共振スイッチング回路307
でスイッチング素子を交互スイッチングを行うようにゲ
ート制御トランス305、306をドライブすることに
より、励磁コイル18に高周波電圧が印加される。Thereafter, the voltage resonance switching circuit 307
By driving the gate control transformers 305 and 306 so that the switching elements are alternately switched, a high-frequency voltage is applied to the exciting coil 18.
【0133】励磁コイル18に流れる電流を制御するこ
とにより定着フィルム10に流れる渦電流を可変し、発
熱電力を制御するものである。By controlling the current flowing through the exciting coil 18, the eddy current flowing through the fixing film 10 is varied to control the heat generation power.
【0134】更に図11に基づき説明すると、電源入力
端子301から交流電力を受けると、交流電力は、過電
流を保護する過電流ブレーカ302及びリレー303の
接点を介して整流回路304に入る、ここでリレー30
3の励磁巻線は、定着装置の定着フィルム温度を検出
し、定着フィルム温度が規定の温度を超え異常昇温した
とき遮断するサーモスイッチ50の接点を介して励磁す
るように構成されている。Further, referring to FIG. 11, when AC power is received from a power input terminal 301, the AC power enters a rectifier circuit 304 via a contact of an overcurrent breaker 302 for protecting overcurrent and a relay 303. With relay 30
The excitation winding No. 3 is configured to detect the temperature of the fixing film of the fixing device, and to excite through a contact of a thermo switch 50 which shuts off when the temperature of the fixing film exceeds a predetermined temperature and abnormally rises.
【0135】仮にトラブルが生じ本定着装置が異常昇温
した時、リレー303を遮断して励磁回路の電源を切
り、熱暴走から定着装置の安全を確保している。If a trouble occurs and the temperature of the fixing device rises abnormally, the relay 303 is shut off and the power supply of the excitation circuit is turned off to ensure the safety of the fixing device from thermal runaway.
【0136】整流回路304では、不図示の整流ブリッ
ジ回路により交流電源から直流化リップル波を生成し、
LCフィルタを介して電圧共振スイッチング回路307
の電源として供給する。電圧共振スイッチング回路30
7での動作については後述の図12で説明する。In the rectifier circuit 304, a DC ripple wave is generated from an AC power supply by a rectifier bridge circuit (not shown).
Voltage resonance switching circuit 307 via LC filter
Power supply. Voltage resonance switching circuit 30
The operation at 7 will be described later with reference to FIG.
【0137】カレントトランス(電流検出トランス)3
08、ゲート制御トランス305、306は、ライブ電
圧回路と二次電圧回路をトランスの絶縁処理によって二
重絶縁を確保するように構成されている。定着温度は第
一の温度検出手段(サーミスタ)26で検出され、定着
装置の通紙状態や紙質、定着温度で異なる最適な制御係
数を与えられた制御信号は、ドライバ回路314により
本電源の電圧共振制御により目標温度と比較した結果を
オン幅制御信号として出力し半導体スイッチング素子の
ゲート制御を行う。Current transformer (current detection transformer) 3
08, the gate control transformers 305 and 306 are configured to secure double insulation between the live voltage circuit and the secondary voltage circuit by transformer insulation processing. The fixing temperature is detected by a first temperature detecting means (thermistor) 26, and a control signal given an optimal control coefficient which differs depending on the paper passing state of the fixing device, the paper quality, and the fixing temperature is supplied to the driver circuit 314. The result of comparison with the target temperature by the resonance control is output as an ON width control signal to perform gate control of the semiconductor switching element.
【0138】電圧共振方式コンバータでは、目標温度に
対してその過不足をスイッチングオン幅で制御する。そ
の構成及び動作について図12及び図13を用いて詳細
に説明する。In the voltage resonance converter, the excess or deficiency of the target temperature is controlled by the switching-on width. The configuration and operation will be described in detail with reference to FIGS.
【0139】図12は電圧共振方式コンバータ回路図で
ある。スイッチング素子201(第一のスイッチング手
段)、主スイッチング素子202(第二のスイッチング
手段)、励磁コイル18(磁場発生手段)、第一の共振
コンデンサ204(第一の蓄電手段)、第二の共振コン
デンサ205(第二の蓄電手段)、回生ダイオード20
6(第一の整流手段)、回生ダイオード207(第二の
整流手段)、を備えている。FIG. 12 is a circuit diagram of a voltage resonance type converter. Switching element 201 (first switching means), main switching element 202 (second switching means), exciting coil 18 (magnetic field generating means), first resonance capacitor 204 (first power storage means), second resonance Capacitor 205 (second power storage means), regenerative diode 20
6 (first rectifier) and a regenerative diode 207 (second rectifier).
【0140】上記各部の接続状態を説明すると、電源に
接続されたスイッチング素子201には、第一の共振コ
ンデンサ204が直列に接続されており、また、電源に
接続されたスイッチング素子218には、第二の共振コ
ンデンサ205が直列に接続されており各々第一及び第
二の共振コンデンサの一端はスイッチング素子202に
接続される、上記第一の共振コンデンサ204は主スイ
ッチング素子202に直列接続されている。第一の共振
コンデンサ204、及び第二の共振コンデンサ205と
主スイッチング素子202の接続点と電源との間には、
磁気誘導加熱用の励磁コイル203が接続されており。
また、スイッチング素子201、218及び主スイッチ
ング素子202には、それぞれ回生ダイオード(整流素
子)206、217、207、が並列接続されている。The connection state of each part will be described. The first resonance capacitor 204 is connected in series to the switching element 201 connected to the power supply, and the switching element 218 connected to the power supply is connected to the switching element 201. A second resonance capacitor 205 is connected in series, and one end of each of the first and second resonance capacitors is connected to the switching element 202. The first resonance capacitor 204 is connected in series to the main switching element 202. I have. The first resonance capacitor 204, between the connection point of the second resonance capacitor 205 and the main switching element 202 and the power supply,
An excitation coil 203 for magnetic induction heating is connected.
Further, regenerative diodes (rectifying elements) 206, 217, and 207 are connected in parallel to the switching elements 201, 218 and the main switching element 202, respectively.
【0141】また、図13は図12の回路構成における
動作波形を示す説明図である。208はスイッチング素
子201のゲート電圧波形、209は主スイッチング素
子202のゲート電圧波形、210は主スイッチング素
子202の電流波形、211は主スイッチング素子20
2の電圧波形、212は第一の共振コンデンサ204の
電流波形、213は第二の共振コンデンサ205の電流
波形、214はスイッチング素子201の電流波形、2
15は回生ダイオード206の電流波形、216は励磁
コイル203の励磁電流波形である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing operation waveforms in the circuit configuration of FIG. 208 is the gate voltage waveform of the switching element 201, 209 is the gate voltage waveform of the main switching element 202, 210 is the current waveform of the main switching element 202, and 211 is the main switching element 20
2, a current waveform 212 of the first resonance capacitor 204, a current waveform 213 of the second resonance capacitor 205, a current waveform 214 of the switching element 201,
Reference numeral 15 denotes a current waveform of the regenerative diode 206, and 216 denotes an exciting current waveform of the exciting coil 203.
【0142】次に、本回路の動作を詳述すると、先ず、
主スイッチング素子202のスイッチングオンにより、
電源より励磁コイル203に誘導電流波形210が流れ
る。Next, the operation of this circuit will be described in detail.
By switching on the main switching element 202,
An induced current waveform 210 flows from the power supply to the exciting coil 203.
【0143】スイッチングオフ(A点)と同時に励磁コ
イル203は電流を維持する方向のフライバック電圧2
11を発生する。At the same time as the switching off (point A), the exciting coil 203 applies the flyback voltage 2 in the direction for maintaining the current.
Generates 11.
【0144】本実施例の方式では、第一の共振コンデン
サ204と第二の共振コンデンサ205の残留電荷の差
が生じるため(後述する第一の共振コンデンサ204の
残留電荷の影響)、主スイッチング素子202のオフ直
後は第二の共振コンデンサ205と励磁コイル203で
決まる共振周期ω=√(L×C)で定まる弧を描き第二
の回生ダイオード217を介して電圧共振現象を生じ
る。In the method of the present embodiment, since a difference occurs between the residual charges of the first resonance capacitor 204 and the second resonance capacitor 205 (the effect of the residual charges of the first resonance capacitor 204 described later), the main switching element Immediately after turning off 202, an arc determined by a resonance period ω = √ (L × C) determined by the second resonance capacitor 205 and the exciting coil 203 is drawn, and a voltage resonance phenomenon occurs via the second regenerative diode 217.
【0145】ここで、第一の共振コンデンサ204に対
して、第二の共振コンデンサ205は、1/10程度の
容量に設定してあるものとする。従って、オフ直後の電
圧は高周期でフライバック電圧を発生する(A〜Bの期
間)。Here, it is assumed that the capacity of the second resonance capacitor 205 is set to about 1/10 of that of the first resonance capacitor 204. Therefore, the voltage immediately after turning off generates a flyback voltage in a high cycle (period A to B).
【0146】このフライバック電圧の振動は、第一の共
振コンデンサ204の初期チャージ電圧まで上昇した時
点(B点)で第一の回生ダイオード206をオンし、第
一の共振コンデンサ204及び第二の共振コンデンサ2
05の合成容量で緩やかのサイン波に切り替わり電圧上
昇する。この時の第一の共振コンデンサ204の電流波
形を212、回生ダイオード206の電流波形を215
に示してある、また、第二の共振コンデンサ205の電
流波形を213に示してある。The oscillation of the flyback voltage turns on the first regenerative diode 206 at the time (point B) when the voltage rises to the initial charge voltage of the first resonance capacitor 204, and the first resonance capacitor 204 and the second Resonant capacitor 2
At the combined capacity of 05, the voltage is switched to a gentle sine wave and the voltage rises. At this time, the current waveform of the first resonance capacitor 204 is 212, and the current waveform of the regenerative diode 206 is 215.
The current waveform of the second resonance capacitor 205 is shown in FIG.
【0147】時間に沿って電圧が上昇しω/4を経過し
た時点で最大値(C点)に到達する。The voltage rises with time and reaches the maximum value (point C) when ω / 4 has elapsed.
【0148】一方、電流波形212では電圧波形の微分
波形に相当するコサイン波が流れる結果、電圧の最大点
(C点)では電流の最小値ゼロクロス波形となる。On the other hand, in the current waveform 212, a cosine wave corresponding to a differential waveform of the voltage waveform flows, and as a result, at the maximum point (point C) of the voltage, the current has a zero crossing minimum value.
【0149】ゼロクロス点以降は回生ダイオード206
がオフするため、スイッチング素子201のゲートをオ
ンして電流を回生する(C〜D期間)。この時のスイッ
チング素子201の電流波形を214に示した。After the zero cross point, the regenerative diode 206
Is turned off, the gate of the switching element 201 is turned on to regenerate current (C to D periods). The current waveform of the switching element 201 at this time is shown by 214.
【0150】スイッチング素子201をオフした時点
(D点)で第一の共振コンデンサ204が切り離され、
小容量の第二のコンデンサ205の共振となり、高周期
な弧(D〜E期間)を描く。When the switching element 201 is turned off (point D), the first resonance capacitor 204 is disconnected.
Resonance of the second capacitor 205 having a small capacitance occurs, and a high-cycle arc (D to E periods) is drawn.
【0151】この挙動が第1の実施例における形態の最
も注目する動作である。D〜E期間については、第二の
共振コンデンサ205はD点で第一の共振コンデンサ2
04に流れていた放電電流をすべて負荷される。This behavior is the most noticeable operation of the mode in the first embodiment. During periods D to E, the second resonance capacitor 205 is connected to the first resonance capacitor 2 at point D.
All of the discharge current flowing in 04 is loaded.
【0152】この状態を回路の振動に寄与する値、ダン
ピング=√(L/C)変化として検証すると、Cを減じ
た結果、ダンピングファクタがCの減少分に比例して高
まり短周期の強い振動が得られる効果を生じる。When this state is verified as a value contributing to the vibration of the circuit, damping = √ (L / C) change, as a result of reducing C, the damping factor increases in proportion to the decrease of C, and a short-period strong vibration is obtained. Is obtained.
【0153】この強い振動電圧は電圧共振の最も重要な
要素で電圧振動によるフライバック電圧波形のゼロクロ
ス、即ち、電圧波形211のE点を発生する。This strong oscillating voltage is the most important element of the voltage resonance, and generates a zero cross of the flyback voltage waveform due to the voltage oscillation, that is, the point E of the voltage waveform 211.
【0154】このE点は電流・電圧共に低く、スイッチ
ング素子をスイッチした際にスイッチング損失を極小の
状態とすることが可能である。This point E is low in both current and voltage, and it is possible to minimize the switching loss when switching the switching element.
【0155】また、回生電流のスイッチングを行ったス
イッチング素子201についても、電源電圧近傍で相対
的に電圧が低く、また、励磁負荷によってダンピングさ
れ電流値の低い(D点)でのスイッチング動作であるこ
とから、スイッチング素子201及び主スイッチング素
子202は極めて損失の低いスイッチングを行うことが
可能となる。The switching operation of the switching element 201 which has performed the switching of the regenerative current is relatively low in the vicinity of the power supply voltage, and the switching operation is performed at a low current value (point D) due to damping by the exciting load. Therefore, the switching element 201 and the main switching element 202 can perform extremely low-loss switching.
【0156】また、本構成では、インバータの起動時に
おいても第一の共振コンデンサ204に接続されたスイ
ッチング素子201をオフ状態から起動でき、共振電源
の起動時に生じる過渡負荷を極めて少なくすることが出
来る。Further, in this configuration, even when the inverter is started, the switching element 201 connected to the first resonance capacitor 204 can be started from the off state, and the transient load generated when the resonance power supply is started can be extremely reduced. .
【0157】更に、上述した動作では主スイッチング素
子202が比較的高い電力をスイッチングしている時の
状態を説明しており、従って、オン時間が長く充分に励
磁コイル203にフライバック電力が蓄積しているため
D〜Eの期間で高周期な振幅は充分にゼロクロス状態を
発生し主スイッチング素子202のオンタイミングに充
分な余裕が得られる。Further, in the above-described operation, the state where the main switching element 202 is switching relatively high power is described. Therefore, the on-time is long and the flyback power is sufficiently accumulated in the exciting coil 203. Therefore, a high-period amplitude in the period from D to E sufficiently generates a zero-cross state, and a sufficient margin is provided for the ON timing of the main switching element 202.
【0158】定着フィルムの温度検出状態から定着フィ
ルム回転状態を判断し、定着フィルムの回転が異常であ
った場合、磁界を発生する励磁コイルの電力を遮断する
構成としたため、定着フィルムの異常過熱を防止し、定
着フィルムの破損を未然に防ぐことを可能とした。The rotation state of the fixing film is determined from the temperature detection state of the fixing film. If the rotation of the fixing film is abnormal, the power of the exciting coil for generating a magnetic field is shut off. To prevent damage to the fixing film.
【0159】また、温度の絶対値判断することで定着フ
ィルムの保護をすることも可能であるが、温度設定に関
しては第一と第二の2つの温度検出手段26・41の値
の差よりも大きな値を設定すべきである。It is also possible to protect the fixing film by judging the absolute value of the temperature. However, regarding the temperature setting, the difference between the values of the first and second temperature detecting means 26 and 41 is determined. You should set a large value.
【0160】以上説明したように、本実施例では、電磁
誘導加熱方式で電磁誘導発熱性の定着フィルム(金属フ
ィルム)の加熱を行うというオンデマンド定着を実現す
る為に、定着装置は当然熱時定数が低く抑えられる、そ
の熱応答のスピードから過渡的な温度の変化により異常
判定を行い定着フィルムを保護した。As described above, in the present embodiment, in order to realize the on-demand fixing in which the fixing film (metal film) having the electromagnetic induction heat is heated by the electromagnetic induction heating method, the fixing device is naturally heated. The fixing film was protected by judging abnormalities based on the transient temperature change based on the speed of the thermal response in which the constant was kept low.
【0161】〈第2の実施例〉上記第1の実施例では第
二の温度検出手段41により定着フィルム10の加熱部
Hの温度検出を行い、定着フィルム10の回転状態を判
定して加熱電力をコントロールする構成を述べたが、更
に、この第二の温度検出手段41の配置場所を非通紙部
としたことで新たな機能を追加することが可能である。<Second Embodiment> In the first embodiment, the temperature of the heating section H of the fixing film 10 is detected by the second temperature detecting means 41, and the rotation state of the fixing film 10 is determined to determine the heating power. However, a new function can be added by arranging the second temperature detecting means 41 at a non-sheet passing portion.
【0162】図17に示したように温度制御用検知手段
である第一の温度検出手段26は、定着ニップ部温度に
最も近い部分に配置し、加熱部検出用である第二の温度
検出手段41は磁束が定着フィルム10に結合する領域
Hで、且つ、小サイズ紙非通紙部に配置している。この
ように配置したことで、定着用紙として小サイズ紙が連
続通紙された場合、通紙部である定着装置中央部は加熱
温度を奪われ、一方、端部は熱放出が少なく徐々に昇温
してゆく(非通紙部昇温)。As shown in FIG. 17, the first temperature detecting means 26, which is a temperature controlling detecting means, is disposed at a portion closest to the fixing nip temperature, and the second temperature detecting means for detecting the heating portion is provided. Reference numeral 41 denotes a region H where the magnetic flux is coupled to the fixing film 10 and is disposed in the small-size paper non-sheet passing portion. With this arrangement, when small-size paper is continuously passed as the fixing paper, the central part of the fixing device, which is the paper passing part, loses the heating temperature, while the end part has little heat release and gradually rises. Heat up (heat up the non-paper passing area).
【0163】このような事態に対し、例えばプリンタの
スループットを低下させて温度の均一性を保つといった
方法はしばしば用いられる。In order to cope with such a situation, for example, a method of lowering the throughput of the printer to maintain the temperature uniformity is often used.
【0164】従って、加熱部端部に配した第二の温度検
出手段41の検出値に基づき定着ニップ部Nの温度制御
した結果により定着ニップ部Nの温度制御結果の値が目
標値となっており、且つ、端部加熱部に設けた第二の温
度検出手段41の検出値の値が規定値を超えた場合に、
スループットを低下させることにより端部の加熱を監視
すると共に定着フィルム10の回転状態を監視すること
を可能とする。Therefore, based on the result of controlling the temperature of the fixing nip N based on the detection value of the second temperature detecting means 41 disposed at the end of the heating section, the value of the temperature control result of the fixing nip N becomes the target value. And, when the value of the detection value of the second temperature detection means 41 provided in the end heating section exceeds a specified value,
By reducing the throughput, it is possible to monitor the heating of the end portion and to monitor the rotation state of the fixing film 10.
【0165】〈その他の実施の形態〉 1)電磁誘導発熱性の定着フィルム10は、モノクロあ
るいは1パスマルチカラー画像などの加熱定着用の場合
は弾性層2を省略した形態のものとすることもできる。
電磁誘導発熱性層1は樹脂に金属フイラーを混入して構
成したものとすることもできる。電磁誘導発熱性層単層
の部材とすることもできる。<Other Embodiments> 1) The fixing film 10 with heat generated by electromagnetic induction may have a form in which the elastic layer 2 is omitted in the case of fixing by heating such as a monochrome or one-pass multi-color image. it can.
The electromagnetic induction heating layer 1 may be formed by mixing a metal filler in a resin. It can also be a single-layer member of the electromagnetic induction heating layer.
【0166】2)加圧部材30はローラ体に限らず、回
動ベルト型など他の形態の部材にすることもできる。2) The pressing member 30 is not limited to the roller body, but may be another type of member such as a rotating belt type.
【0167】また加圧部材30側からも被記録材に熱エ
ネルギーを供給するために、加圧部材30側にも電磁誘
導加熱などの発熱手段を設けて所定の温度に加熱・温調
する装置構成にすることもできる。In order to supply thermal energy to the recording material also from the pressing member 30 side, a heating means such as electromagnetic induction heating is also provided on the pressing member 30 side to heat and control the temperature to a predetermined temperature. It can also be configured.
【0168】定着フィルム10の回転は実施例装置の加
圧ローラ駆動方式に限られるものではない。The rotation of the fixing film 10 is not limited to the pressure roller driving system of the embodiment.
【0169】3)本発明の加熱装置は実施例の画像加熱
定着装置としてに限らず、画像を担持した被記録材を加
熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着す
る像加熱装置、その他、被加熱材の加熱乾燥装置、加熱
ラミネート装置など、広く被加熱材を加熱処理する手段
・装置として使用できる。3) The heating device of the present invention is not limited to the image heating and fixing device of the embodiment, but may be an image heating device for heating a recording material carrying an image to improve the surface properties such as gloss, It can be widely used as a means and a device for heating a material to be heated, such as a heating device, a device for heating and drying a material to be heated, a heating laminating device, and the like.
【0170】[0170]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
磁誘導加熱方式の加熱装置、及び該加熱装置を像加熱装
置として具備する画像形成装置において、電磁誘導発熱
性部材が充分に回転しなかったとき、または電磁誘導発
熱性部材がダメージを受け摺動回転しなかった等の事故
に際し、電磁誘導発熱性部材の温度ストレスを低減し、
長寿命化を達成することができる。As described above, according to the present invention, in an electromagnetic induction heating type heating device and an image forming apparatus having the heating device as an image heating device, the electromagnetic induction heating member is sufficiently rotated. When there is no or when the electromagnetic induction heating member is damaged and the sliding rotation does not occur, the temperature stress of the electromagnetic induction heating member is reduced,
A longer life can be achieved.
【図1】 第1の実施例の画像形成装置の概略構成模型
図FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of an image forming apparatus according to a first embodiment.
【図2】 定着装置の横断面模型図FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a fixing device.
【図3】 同じく要部の正面模型図FIG. 3 is a front view of the same main part.
【図4】 同じく要部の横断正面模型図FIG. 4 is a cross-sectional front view of the same main part.
【図5】 磁場発生手段と励磁回路の関係を示した図FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a magnetic field generating means and an excitation circuit.
【図6】 磁場発生手段と発熱量Qの関係を示した図FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a magnetic field generating means and a heating value Q;
【図7】 安全回路を示した図FIG. 7 shows a safety circuit.
【図8】 電磁誘導発熱性の定着フィルムの層構成模型
図(その1)FIG. 8 is a schematic diagram of a layer structure of a fixing film of electromagnetic induction heat generation (part 1).
【図9】 発熱層深さと電磁波強度の関係を示したグラ
フFIG. 9 is a graph showing a relationship between a heating layer depth and an electromagnetic wave intensity.
【図10】 電磁誘導発熱性の定着フィルムの層構成模
型図(その2)FIG. 10 is a schematic diagram of a layer structure of an electromagnetically induced heating fixing film (part 2).
【図11】 制御系のブロック回路図FIG. 11 is a block circuit diagram of a control system.
【図12】 電圧共振方式コンバータ回路図FIG. 12 is a circuit diagram of a voltage resonance type converter.
【図13】 図12の回路構成における動作波形を示す
説明図13 is an explanatory diagram showing operation waveforms in the circuit configuration of FIG.
【図14】 第一と第二の温度検出手段の検知温度特性
グラフ(その1)FIG. 14 is a graph showing the detected temperature characteristics of the first and second temperature detecting means (part 1).
【図15】 第一と第二の温度検出手段の検知温度特性
グラフ(その2)FIG. 15 is a graph showing the detected temperature characteristics of the first and second temperature detecting means (part 2);
【図16】 第一と第二の温度検出手段の検知温度特性
グラフ(その3)FIG. 16 is a graph showing the detected temperature characteristics of the first and second temperature detecting means (part 3);
【図17】 第2の実施例の定着装置の構成説明図FIG. 17 is a configuration explanatory view of a fixing device according to a second embodiment.
【図18】 従来例の定着装置の構成説明図FIG. 18 is a diagram illustrating the configuration of a conventional fixing device.
1・・発熱層、2・・弾性層、3・・離型層、4・・断
熱層、10・・定着フィルム、16・・フィルムガイ
ド、17・・磁性コア、18・・励磁コイル、19・・
励磁コイル保持部材、23a,23b・・定着フィルム
端部の規制・保持用フランジ部材、26・・第一の温度
検出手段(サーミスタ)、27・・安全用温度検知素
子、30・・加圧部材(加圧ローラ)、41・・第二の
温度検出手段(サーミスタ)、50・・高周波電源1. Heat generation layer, 2. Elastic layer, 3. Release layer, 4. Thermal insulation layer, 10. Fixing film, 16 Film guide, 17 Magnetic core, 18 Excitation coil, 19・ ・
Excitation coil holding member, 23a, 23b ... Flange member for regulating / holding end of fixing film, 26 ... First temperature detecting means (thermistor), 27 ... Temperature detecting element for safety, 30 ... Pressing member (Pressurizing roller), 41 .. Second temperature detecting means (Thermistor), 50 .. High frequency power supply
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 隆 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H033 AA23 AA42 BA25 BA32 BA37 BB29 BB30 BE06 CA07 CA34 CA44 CA45 3K059 AB19 AC33 AD13 AD25 BD01 CD05 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Takashi Sato 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term in Canon Inc. (reference) 2H033 AA23 AA42 BA25 BA32 BA37 BB29 BB30 BE06 CA07 CA34 CA44 CA45 3K059 AB19 AC33 AD13 AD25 BD01 CD05
Claims (6)
界の作用で電磁誘導発熱する部材と、前記電磁誘導発熱
性部材と相互圧接して被加熱部材のニップ部を形成する
加圧部材を有し、前記電磁誘導発熱性部材の発熱で被加
熱部材を加熱する加熱装置であり、前記電磁誘導発熱性
部材のニップ部の温度を検出する第一の温度検出手段
と、前記磁場発生手段が生成する磁界が結合し、誘導発
熱する前記電磁誘導発熱性部材の温度を計測する第二の
温度検出手段を有したことを特徴とする加熱装置。1. A magnetic field generating means, a member which generates electromagnetic induction by the action of a magnetic field of the magnetic field generating means, and a pressing member which forms a nip portion of a member to be heated by mutual pressure contact with the electromagnetic induction heating member. A heating device for heating the member to be heated by the heat generated by the electromagnetic induction heating member, a first temperature detection unit for detecting a temperature of a nip portion of the electromagnetic induction heating member, and the magnetic field generation unit. A heating device, comprising: a second temperature detecting means for measuring the temperature of the electromagnetic induction heating member that generates heat by coupling the generated magnetic field.
する磁性体を有し、第二の温度検出手段は磁性体の形成
する磁路に配置したことを特徴とする請求項1に記載の
加熱装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the magnetic field generating means has a magnetic body forming a magnetic path with the exciting coil, and the second temperature detecting means is arranged on the magnetic path formed by the magnetic body. Heating equipment.
磁場発生手段の励磁コイルに印加する励磁電流を制御す
ると共に、第一の温度検出手段の検出温度と第二の温度
検出手段の検出温度との差に基づき前記励磁コイルに供
給する電力を制御することを特徴とする請求項1又は2
に記載の加熱装置。3. An exciting current applied to an exciting coil of the magnetic field generating means is controlled based on a temperature detected by the first temperature detecting means, and a temperature detected by the first temperature detecting means and a temperature detected by the second temperature detecting means are controlled. 3. The electric power supplied to the exciting coil is controlled based on a difference from a temperature.
A heating device according to claim 1.
とも予め定めた値を超えた時、磁場発生手段の励磁コイ
ルに供給する電流を遮断することを特徴とする請求項1
乃至3の何れかに記載の加熱装置。4. The system according to claim 1, wherein the current supplied to the exciting coil of the magnetic field generating means is cut off when the temperature detected by the second temperature detecting means exceeds at least a predetermined value.
The heating device according to any one of claims 1 to 3.
あることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の
加熱装置。5. The heating device according to claim 1, wherein the member to be heated is a recording material carrying an image.
作像手段と、被記録材上の画像を加熱する像加熱手段を
有する画像形成装置において、像加熱手段が請求項1乃
至4の何れかに記載の加熱装置であることを特徴とする
画像形成装置。6. An image forming apparatus having an image forming means for forming and carrying an image on a recording material and an image heating means for heating an image on the recording material, wherein the image heating means is provided. An image forming apparatus, which is the heating device according to any one of the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000384336A JP2002184563A (en) | 2000-12-18 | 2000-12-18 | Heating device and image forming device |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008209869A (en) * | 2007-02-28 | 2008-09-11 | Kyocera Mita Corp | Image forming apparatus |
JP2010153134A (en) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Hoshizaki Electric Co Ltd | Control device for electromagnetic induction heater |
JP2016044611A (en) * | 2014-08-22 | 2016-04-04 | 株式会社東芝 | Exhaust emission control device |
-
2000
- 2000-12-18 JP JP2000384336A patent/JP2002184563A/en active Pending
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