JP2004061650A

JP2004061650A - Induction heating fixing device

Info

Publication number: JP2004061650A
Application number: JP2002216987A
Authority: JP
Inventors: Shogo Yokota; 横田　昌吾
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-07-25
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2004-02-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an induction heating fixing device carrying out heating by a constant power supply without being influenced by a variation in electrical resistance of a heating coil and a metallic exothermic body due to a rise in temperature of a fixing roll. <P>SOLUTION: The induction heating fixing device is provided with: a heating medium 201 having a conductive exothermic layer; an electromagnetic induction heating source 209 causing the heating medium 201 to generate induced current; and a high frequency power source 210 feeding the high frequency current to the electromagnetic induction heating source 209, and fixes a developer on a recording medium by induction heating of the electromagnetic induction heating source 209. In the induction heating fixing device, a control means 212 controlling the high frequency current fed to the electromagnetic induction heating source 209 from the high frequency power source 210 based on the detected temperature of a temperature detecting means 211 detecting the surface temperature of the heating medium 201 is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ及びファクシミリ装置等の画像形成装置に設けられる定着装置に係り、詳しくは、誘導加熱を利用して現像剤を記録用紙に定着させる誘導加熱定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の複写機等には、記録媒体である記録紙ないしは転写材などのシート上に転写されたトナー像をシートに定着させるための定着装置が設けられている。この定着装置には、例えば、電磁誘導加熱を利用したものが提案されている。
【０００３】
電磁誘導加熱を用いる定着装置では、商用電源の交流を整流回路と平滑コンデンサによって両波整流し、誘導加熱コイル、共振コンデンサ及びスイッチング素子から構成されるインバータ回路によって誘導加熱コイルに高周波電流（パルス状電圧）が供給される。
【０００４】
そして、この結果発生した磁界が、誘導加熱コイル、金属発熱体から構成される磁気回路を通り、金属発熱体に渦電流が流れ、金属自体の抵抗によってジュール熱が発生し、金属発熱体が加熱されてゆくことになる。
【０００５】
誘導加熱を利用した定着装置では、定着ローラを加熱する誘導加熱コイルを定着ローラの外側に配置すると、加熱コイルに供給する電力のほとんどが定着ローラの温度上昇に用いられるため、加熱効率が高められ、熱源としてハロゲンランプを用いて間接的に加熱するものよりも昇温速度が速く、かつ消費電力を抑制できる他に、定着ローラの組付作業の簡略化を実現できるとともに、定着ローラの小径化を図ることができ、定着装置およびレーザプリンタ等の小型化が可能となる。
【０００６】
一般的な定着装置の温度制御は、回転する定着ローラに当接させたサーミスタを用いて定着ローラの温度検出を行い、設定温度（例えば、１５０℃〜２００℃程度）との比較で加熱源のＯＮ−ＯＦＦ制御、あるいはデューティ制御を行っている。このような制御は、加熱源としてハロゲンランプを用いた定着装置はもちろん、誘導加熱による定着装置でも利用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一般的な金属の特性として、温度変化に伴う正の電気抵抗増加特性を持つ（正のイオンとなっている金属の原子が、温度が上昇するにつれて振動の度合が激しくなり、自由電子との衝突回数が増加するためである）。
【０００８】
したがって、定着装置が冷えた状態では、加熱コイルの抵抗も低いので、同じ電源電圧を与えても定着装置が暖まっている場合に較べると多くの電流が流れ、結果的に供給電力が大きくなる傾向があった。そして、誘導加熱コイル自身に流れる電流の作用でジュール熱を発生するので、通電と共に、コイルの温度が上昇し、抵抗成分が増加する。
【０００９】
一方、金属発熱体に関しても、定着装置が冷えた状態では、磁性材としての金属発熱体の抵抗が小さいので、渦電流が流れ易い状態にあるが、定着ローラの温度上昇に伴って、加熱コイル及び金属発熱体の電気抵抗が上昇することによって、定着ローラと誘導加熱コイルの磁気結合の状態も変化するので、誘導加熱コイルからの交流磁界を受けて金属発熱体で発生する誘導電流（渦電流）も減少する方向へ変化する。
【００１０】
特に、加熱媒体である金属発熱体が薄肉構造の発熱層とされる場合には、誘導加熱コイルに対する供給電力の変動幅が微小でも、定着ローラの表面温度が変動し、定着ローラの表面温度の変動に対して所定温度との比較で加熱源への供給電力のＯＮ−ＯＦＦ制御を行う方法では、供給電力を一定に維持することが困難となる。
【００１１】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、定着ローラの温度上昇に伴う加熱コイル及び金属発熱体の電気抵抗変化の影響を受けることなく、一定の投入電力で加熱を行うことができる誘導加熱定着装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。
【００１３】
（１）導電性の発熱層を有する加熱媒体と、該加熱媒体に誘導電流を発生させる電磁誘導加熱源と、該電磁誘導加熱源に高周波電流を供給するための高周波電源と、を有し、該電磁誘導加熱源を誘導加熱することで、記録媒体上に現像剤を定着させる誘導加熱定着装置において、
前記加熱媒体の表面温度を検出する温度検出手段の検出温度に基づいて、前記高周波電源から前記電磁誘導加熱源に供給する高周波電流を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
この構成においては、検出した加熱媒体の表面温度に基づいて、コイル電流（高周波電流）を制御することにより、加熱コイル（電磁誘導加熱源）への供給電力（消費電力）を変更するので、加熱媒体の表面温度上昇に伴って抵抗が増加しても、加熱コイルへの供給電力を一定に保持することができる。
【００１５】
（２）前記制御手段は、前記温度検出手段の検出温度に基づいて、前記高周波電源から前記電磁誘導加熱源に供給する高周波電流の周波数を変更することにより、供給電力を制御することを特徴とする。
【００１６】
高周波電流の周波数が低側へ移行する（スイッチのＯＮ時間を長くする）にしたがってコイル電流（高周波電流）が大きくなり、加熱コイル（電磁誘導加熱源）への供給電力が大きくなる。また、高周波電流の周波数が高側へ移行する（スイッチのＯＮ時間を短くする）にしたがってコイル電流が小さくなり、加熱コイルへの供給電力が小さくなる（図５参照）。
【００１７】
この構成においては、検出した加熱媒体の表面温度に基づいて、スイッチ回路のＯＮ時間、即ちコイル電流の周波数を変更することによって、コイル電流値を制御するので、加熱媒体の表面温度上昇に伴って抵抗が増加しても、加熱コイルへの供給電力を一定に保持することができる。
【００１８】
（３）前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出される検出温度が低温側であるときには、前記高周波電源から前記電磁誘導加熱源に供給する高周波電流の周波数を低下方向に変更し、前記温度検出手段によって検出される検出温度が高温側であるときには、前記高周波電源から前記電磁誘導加熱源に供給する高周波電流の周波数を上昇方向に変更することを特徴とする。
【００１９】
この構成においては、加熱媒体の表面温度が低温側になると、加熱コイルへの高周波電流の周波数を低下方向に変更することで、加熱コイルへの投入電力を大とし、また、加熱媒体の表面温度が高温側になると、加熱コイルへの高周波電流の周波数を上昇方向に変更することで、加熱コイルへの投入電力を小とし、加熱コイルへの供給電力を一定に保持することができる。
【００２０】
（４）前記制御手段は、前記温度検出手段の検出温度に基づいて、インバータ回路への入力電圧を変更することにより、供給電力を制御することを特徴とする。
【００２１】
同一周波数で比較すると、インバータ回路への入力電圧と、コイル電流値（高周波電流）とは略比例関係にある（図６参照）。
【００２２】
この構成においては、インバータ回路への入力電圧を変更することによって、コイル電流値を制御するので、加熱媒体の表面温度上昇に伴って抵抗が増加しても、加熱コイルへの供給電力を一定に保持することができる。
【００２３】
（５）前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出される検出温度が低温側であるときには、前記インバータ回路への入力電圧を増加方向に変更し、前記温度検出手段によって検出される検出温度が高温側であるときには、前記インバータ回路への入力電圧を減少方向に変更することにより、供給電力を制御することを特徴とする。
【００２４】
この構成においては、加熱媒体の表面温度が低温側になると、インバータ回路への入力電圧を増加方向に変更することで、加熱コイルへの投入電力を大とし、また、加熱媒体の表面温度が高温側になると、インバータ回路への入力電圧を減少方向に変更することで、加熱コイルへの投入電力を小とし、加熱コイルへの供給電力を一定に保持することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態に係る誘導加熱定着装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２６】
（画像形成装置の概要説明）
図１は、本発明の定着装置を設けたレーザプリンタ（画像形成装置）の概略構成図で、この画像形成装置は、感光ドラム１を主体に構成される画像形成部１００と、この画像形成部１００においてその表面に印材としてのトナー３が付着された用紙２を熱加圧定着する定着部２００とを備えている。
【００２７】
前記画像形成部１００は、感光ドラム１の周囲に帯電部１０１、感光部１０２、現像部１０３、転写部１０４、クリーナ部１０５を配設しており、帯電部１０１において感光ドラム１の表面に帯電を行い、感光部１０２ではレーザ光４を感光ドラム１の表面に走査して所定のパターンの感光を行なって該表面に潜像を形成する。
【００２８】
また、現像部１０３では、感光ドラム１の表面に形成された潜像を利用してトナー３を付着させて顕像化し、転写部１０４ではこの顕像化されたトナー３を、給紙カセット５からペーパガイド６によって案内されてくる用紙２の表面に付着させる。転写後の感光ドラム１の表面はクリーナ部１０５において残像トナーが除去される。
【００２９】
（定着装置の概要説明）
一方、定着部２００は、図２に拡大して図示するように、加熱媒体としてのヒートローラ（定着ローラ）２０１と加圧ローラ２０２とが互いに径方向に接触されており、ヒートローラ２０１は図外の回転駆動機構によって図の矢印方向に回転駆動される。また、加圧ローラ２０２は軸受部２０３に設けた加圧スプリング２０４によりヒートローラ２０１の表面に径方向に押圧され、ヒートローラ２０１の回転に伴って従動回転する。
【００３０】
そして、表面に未定着のトナーが付着され、かつ前記ペーパガイド６に沿って搬送されてくる用紙２は両ローラ２０１，２０２間で押圧され、その際にヒートローラ２０１によって加熱され、同時に加圧ローラ２０２によって加圧されることで用紙２上のトナー像が熱加圧定着される。
【００３１】
この定着が行われた用紙２は、一対の排出ローラ２０５，２０６によって排出口７へ排出される。前記ヒートローラ２０１は、炭素鋼、銅、真鍮、アルミニウム等の金属で形成されるが、後述するように誘導加熱の効率を高めるためにジュール熱の発生効率が高い炭素鋼が好適である。そして、前記ヒートローラ２０１には、前記加圧ローラ２０２との接触部を除く外周に沿って誘導加熱体２０７が設けられる。
【００３２】
この誘導加熱体２０７は、ヒートローラ２０１の外周部に沿って円弧状をなす絶縁支持体２０８を有し、この絶縁支持体２０８の内周面をヒートローラ２０１の外周面に対して、接触させるか、或いは極めて僅かな間隙を有して離間させるようにする。
【００３３】
この場合、絶縁支持体２０８自体は渦電流を発生し難く、しかも後述する誘導加熱コイルを短絡させることがないように、非金属材料で形成されており、ここではセラミック材が用いられている。また、この絶縁支持体２０８の表面には、印材のトナーとの離型性を保つためにＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）等のコーティングやＰＦＡチューブ等の処理が行われる。
【００３４】
その絶縁支持体２０８の内部にはコイル（電磁誘導加熱源）２０９が埋設状態で配置される。このコイル２０９は、ここでは、絶縁支持体２０８の半円筒状の湾曲面に沿って細幅の導電膜を延設し、全体として絶縁支持体２０８の全幅にわたって渦巻状に配設される。また、そのコイル２０９は、絶縁支持体２０８の長手方向の両端部で密に、中央部で粗となるように巻装されており、このコイル２０９は誘導加熱用電源（高周波電源）２１０を介して通電されるように構成される。
【００３５】
なお、ヒートローラ２０１の円周の一部、即ち誘導加熱体２０７のヒートローラ２０１の回転方向に沿う下流位置には、ヒートローラ２０１の温度を検出するための温度センサ２１１が配置されており、この温度センサ２１１の検出出力が電源制御部（制御手段）２１２に入力され、この電源制御部２１２は、誘導加熱用電源２１０からコイル２０９に供給する電力を制御するように機能する。
【００３６】
更に、前記ヒートローラ２０１の回転方向の下流位置には、ヒートローラ２０１の表面に軽く接するように取付られた分離爪２１４が配設され、かつ、その隣接位置には、ヒートローラ２０１の表面に接触してこれをクリーニングするクリーニングパッド２１３が配設されている。
【００３７】
このような構成の定着部２００では、図２において、図外の回転駆動機構によりヒートローラ２０１が図の矢印方向に回転されると、これに対して加圧スプリング２０４により押圧されている加圧ローラ２０２は矢印方向に従動回転する。また、温度センサ２１１によってヒートローラ２０１の表面温度が検出され、その検出出力が電源制御部２１２に入力される。
【００３８】
電源制御部２１２では、検出された温度が所定の温度よりも低いことを認識すると、誘導加熱用電源２１０を通してコイル２０９に対して交流電流の通電を行う。この場合、検出された温度と所定の温度との温度差に応じて通電する電力の大きさを制御する。このため、コイル２０９には供給電力に応じた電流が通電される。
【００３９】
この交流の通電によって、コイル２０９とヒートローラ２０１間に交番磁束が生じ、ヒートローラ２０１が励磁され、ヒートローラ２０１中にコイル２０９の電流と反対方向の渦電流が発生する。この渦電流がヒートローラ２０１に発生すると、ヒートローラ２０１においてジュール熱が発生し、ヒートローラ２０１が発熱し、その温度が上昇する。即ち、電磁誘導加熱により、ヒートローラ２０１が加熱・昇温されることになる。
【００４０】
そして、温度センサ２１１により、ヒートローラ２０１が所定の温度にまで昇温されたことが検出されると、その後は、電源制御部２１２がヒートローラ２０１の表面温度を所定の温度に維持するように、誘導加熱用電源２１０の出力が、電源制御部２１２によって制御される。これにより、ヒートローラ２０１の表面温度は所定温度に維持される。
【００４１】
一方、ヒートローラ２０１は回転が進み、クリーニングパッド２１３によりヒートローラ２０１の表面がクリーニングされ、再び加熱状態へ進み、次なる定着へと使用される。そして、転写部１０４において表面にトナー３が付着された用紙２がペーパガイド６に沿ってヒートローラ２０１まで搬送されてくると、ヒートローラ２０１と加圧ローラ２０２との間に導かれ、両ローラによって加圧され、かつヒートローラ２０１によって加熱される。
【００４２】
これにより、用紙２の表面にトナー像が定着される。定着が行われた用紙２は、両ローラの接触部から排出ローラ２０５，２０６側に搬出され、排出口７から外部（排紙トレイ）に排出される。なお、用紙種類等によってヒートローラ２０１と加圧ローラ２０２の接触部を通過した用紙２がヒートローラ２０１に巻き付いてクリニーングパッド２１３の方に向かおうとしても、分離爪２１４によって、ヒートローラ２０１から強制的に分離され、排出ローラ２０５，２０６に向けて搬出される。
【００４３】
（定着装置の制御系統）
図３は、定着部２００の基本的な制御系統を示すブロック図である。この場合、高周波電流は、商用電源２２１の交流を整流回路２２２と平滑コンデンサ２２３によって整流し、コイル２０９、共振用コンデンサ２２４およびスイッチ回路２２６からなるインバータ回路２２７によって、コイル２０９に高周波電流が供給されるように構成されている。
【００４４】
つまり、平滑コンデンサ２２３に充電された電圧値を電圧源として、インバータ回路２２７へ電力を供給すべくスイッチング素子（スイッチ回路２２６）がＯＮ・ＯＦＦする。そして、電圧検出回路および電流検出回路によって検出された電圧および電流に基づいて、制御回路（制御手段）により高周波電流の制御が行われる。
【００４５】
なお、商用電源２２１から整流回路２２２に至る経路には電源スイッチ２２８が設けられており、この経路上に安全機構としてサーモスタットや温度ヒューズを設けている。また、図３では、簡略のため、単一のスイッチング素子しか図示していないが、実際の回路構成では、図７，図８に示すように、２石ＩＨインバータ回路を用いており、２つのスイッチング素子（上）Ａ，（下）Ｂを有している。
【００４６】
（高周波電流の制御）
上記スイッチ回路２２６は、それ自体にＯＮ時間、ＯＦＦ時間を決定するタイマー回路を有し、このタイマー回路の信号に基づいてスイッチング素子をＰＷＭ制御しているが、コイル２０９の端子電圧を監視することによって、端子電圧が単調減少からゼロに到達した時にＯＦＦ時間を強制終了させ、ＯＮ状態へと移行することでＯＦＦ時間を決定してもよいし、あるいはコイル電流を監視することによって、コイル電流が単調増加でピーク値に到達した時にＯＮ時間を強制終了させ、ＯＦＦ状態へとスイッチすることでＯＮ時間を決定してもよい。
【００４７】
図４は、高周波電流の制御を説明するためのタイムチャートである。図４（ａ）は、電圧検出回路が検出したコイル両端間の電圧値を示し、図４（ｂ）は、スイッチ回路２２６のＯＮ−ＯＦＦ動作を示し、図４（ｃ）は、コイル電流の波形（説明図）を示す。ちなみに、前述した図７，図８に示す回路により、実際に計測したコイル電流（Ａｐｐ）の波形は図９に示される。また、共振コンデンサ充電電圧（Ｖ）の波形は図１０に示される。
【００４８】
図４にて、スイッチ回路２２６がＯＮ状態の時、コイル２０９に流れる電流は、コイル２０９、コア、金属発熱体により構成される磁気回路のインダクタンスと電源電圧の傾きにより決まる三角波となる。また、ＯＦＦ状態の時には、ＯＮ時間中にコイル２０９及びコンデンサ２２５に蓄えられていた電気エネルギーがコイル２０９及びコンデンサ２２５より成る回路内で環流する。
【００４９】
コイル２０９の端子間電圧では、印加電圧に対して、磁気回路、コンデンサ、巻線抵抗や導線の持つ抵抗より決まるピーク値を持つ高電圧が発生する。
【００５０】
また、インバータ回路２２７の共振コンデンサ２２５の充電電圧との関係で示すと、図５のようになり、コイル電流Ａｐｐがゼロとなるのは、共振コンデンサ２２５の充電量が極大値になる時期であり、このタイミングでスイッチング動作を行うと略共振周波数で駆動することができ、コイル電流も最大電流で飽和する。
【００５１】
まず、高周波電流の基本的な制御は、図３に示すように、制御回路からの制御信号によりドライブ回路が、例えばトランジスタ、ＦＥＴあるいはＩＧＢＴなどからなるスイッチ回路２２６をＯＮし、これによって、コイル２０９に電流が流れる。そして、制御回路が、電流検出回路によって検出されたコイル電流値、電圧検出回路が検出した電圧値およびスイッチング周期（周波数）に基づきスイッチ回路２２６をＯＦＦするようにドライブ回路に信号を送る。
【００５２】
スイッチ回路２２６がＯＦＦされると、コイル２０９と共振用コンデンサ２２５との間で共振電流が流れる。そして、電圧検出回路によって、共振によりコイル２０９の両端間電圧が０Ｖ付近まで下降したことを検出すると、制御回路は、スイッチ回路２２６を再びＯＮするようにドライブ回路に信号を送る。
【００５３】
以下、このスイッチングサイクルを繰り返すことによって高周波の電流をコイル２０９へ流す。定着ローラ２０１の温度制御は、その定着ローラ２０１の温度と誘導加熱コイル２０９へ投入される電力および高周波電流の周波数の関係から制御する。
【００５４】
これは、一般的に金属の特性として温度変化により金属のインピーダンスが変化する特性を利用するものである。例えば、定着ローラ２０１の発熱体層として層厚４０μｍの電鋳ニッケルを用いた場合、高周波電流をコイル２０９に流すと、ニッケルの温度特性により高温ほど消費電力が小さくなる。
【００５５】
また、高周波電流の周波数を変えると消費電力は変化するが、その傾向は変わらない（同一の表面温度で比較するならば、高周波電流の周波数が高側で投入電力が小さく、高周波電流の周波数が低側で投入電力が大きくなる）。従って、この関係を利用すれば、高周波電流の周波数と消費電力とから定着ローラ２０１の温度制御を行える。
【００５６】
そして、制御回路は、電圧検出回路の電圧値と電流検出回路の電流値から消費電力を算出し、また、スイッチング周期、すなわち高周波電流の周波数をスイッチオンと次のオンまでの時間を計測することで算出している。
【００５７】
このように、消費電力とスイッチング周期を検出することで、定着ローラ２０１の特性に照らし合わせて表面温度を予測する。この計算結果に基づき、所定温度より低ければコイル２０９への電流量を増加させるためスイッチＯＮ時間を長くとるようにし、逆に温度が所定温度より高ければコイル２０９への電流量を少なくするためのスイッチＯＮ時間を短くする。
【００５８】
このように、インバータ回路２２７に印加する電流量はスイッチのＯＮ時間により制御することができるので、このスイッチのＯＮ時間を長くすれば周波数が低くなり高出力が得られ、スイッチＯＮ時間を短くすれば周波数が高くなり低出力が得られるようになる。
【００５９】
このような消費電力と周波数から制御量を計算するには、例えば制御回路としてマイコンを利用し、定着ローラ２０１の特性をメモリにテーブルとして持つか、計算式として記憶しておき、消費電力と周波数をデジタル値に変換し、この情報を基に演算すればよい。これにより高精度な温度制御が可能となる。
【００６０】
（高周波電流の周波数を変更する場合）
コイル２０９への高周波電流の周波数を変更する場合の対応については、下記表１のようにまとめることができる。
【００６１】
【表１】

【００６２】
表記のように、加熱媒体の表面温度が低温側になると、コイル２０９への高周波電流の周波数を低下方向に変更することで、コイル２０９への投入電力を大とし、また、加熱媒体の表面温度が高温側になると、コイル２０９への高周波電流の周波数を上昇方向に変更することで、コイル２０９への投入電力を小とし、常時、コイル２０９への供給電力を一定に保持することができる。
【００６３】
（インバータ回路への入力電圧を変更する場合）
また、インバータ回路２２７への入力電圧を変更する場合の対応については、下記表２のようにまとめることができる。
【００６４】
【表２】

【００６５】
表記のように、加熱媒体の表面温度が低温側になると、インバータ回路２２７への入力電圧を増加方向に変更することで、コイル２０９への投入電力を大とし、また、加熱媒体の表面温度が高温側になると、インバータ回路２２７への入力電圧を減少方向に変更することで、加熱コイル２０９への投入電力を小とし、常時、コイル２０９への供給電力を一定に保持することができる。
【００６６】
なお、本発明は、定着装置を、図２に示す構成に限定するものではなく、少なくとも、導電性の発熱層を有する加熱媒体と、該加熱媒体に誘導電流を発生させる電磁誘導加熱源と、該電磁誘導加熱源に高周波電流を供給するための高周波電源と、を有し、該電磁誘導加熱源を誘導加熱することで、記録媒体上に現像剤を定着させる誘導加熱定着装置であれば、その構成や形式の如何を問わず本発明を適用することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、以下のような効果を奏する。
【００６８】
（１）加熱媒体の表面温度を検出する温度検出手段の検出温度に基づいて、高周波電源から電磁誘導加熱源に供給する高周波電流を制御する制御手段を設けたので、検出した加熱媒体の表面温度に基づいて、コイル電流（高周波電流）を制御することにより電磁誘導加熱源への供給電力を変更することで、加熱媒体の表面温度上昇に伴って抵抗が増加しても、加熱コイルへの供給電力を一定に保持することができる。
【００６９】
（２）制御手段は、検出した加熱媒体の表面温度に基づいて、スイッチ回路のＯＮ時間、即ちコイル電流の周波数を変更することによって、コイル電流値を制御するので、加熱媒体の表面温度上昇に伴って抵抗が増加しても、加熱コイルへの供給電力を一定に保持することができる。
【００７０】
（３）制御手段は、加熱媒体の表面温度が低温側になると、加熱コイルへの高周波電流の周波数を低下方向に変更することで、加熱コイルへの投入電力を大とし、また、加熱媒体の表面温度が高温側になると、加熱コイルへの高周波電流の周波数を上昇方向に変更することで、加熱コイルへの投入電力を小とするので、常に、加熱コイルへの供給電力を一定に保持することができる。
【００７１】
（４）制御手段は、検出した加熱媒体の表面温度に基づいて、インバータ回路への入力電圧を変更することにより、供給電力を制御するので、加熱媒体の表面温度上昇に伴って抵抗が増加しても、常に、加熱コイルへの供給電力を一定に保持することができる。
【００７２】
（５）制御手段は、加熱媒体の表面温度が低温側になると、インバータ回路への入力電圧を増加方向に変更することで、加熱コイルへの投入電力を大とし、また、加熱媒体の表面温度が高温側になると、インバータ回路への入力電圧を減少方向に変更することで、加熱コイルへの投入電力を小とするので、常に、加熱コイルへの供給電力を一定に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る定着装置を具備した画像形成装置の構成説明図である。
【図２】同定着装置の構成説明図である。
【図３】同定着装置の基本的な制御系統ブロック図である。
【図４】同タイムチャートである。
【図５】同電流周波数と電流値の関係を示す説明図である。
【図６】同インバータ入力電圧とコイル電流の関係を示す説明図である。
【図７】同定着装置の制御系統ブロック図である。
【図８】同スイッチング素子の駆動波形の説明図である。
【図９】同コイル電流の波形図である。
【図１０】同共振コンデンサ充電電圧の波形図である。
【符号の説明】
２０１−加熱媒体
２０９−電磁誘導加熱源
２１０−高周波電源
２１１−温度検出手段
２１２−制御手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device provided in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, and a facsimile machine, and more particularly, to an induction heating fixing device that fixes a developer on recording paper using induction heating. .
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art An electrophotographic copying machine or the like is provided with a fixing device for fixing a toner image transferred onto a sheet such as recording paper or a transfer material as a recording medium onto the sheet. As this fixing device, for example, a fixing device using electromagnetic induction heating has been proposed.
[0003]
In a fixing device using electromagnetic induction heating, alternating current of a commercial power supply is double-wave rectified by a rectifier circuit and a smoothing capacitor, and a high frequency current (pulse-like current) is supplied to the induction heating coil by an inverter circuit including an induction heating coil, a resonance capacitor and a switching element. Voltage).
[0004]
The resulting magnetic field passes through a magnetic circuit composed of an induction heating coil and a metal heating element, an eddy current flows through the metal heating element, and Joule heat is generated by the resistance of the metal itself, and the metal heating element is heated. It will be done.
[0005]
In a fixing device using induction heating, if an induction heating coil for heating the fixing roller is arranged outside the fixing roller, most of the electric power supplied to the heating coil is used to increase the temperature of the fixing roller, thereby increasing the heating efficiency. In addition to faster heating and lower power consumption than indirect heating using a halogen lamp as a heat source, the fixing roller assembly work can be simplified and the diameter of the fixing roller can be reduced. Thus, the fixing device, the laser printer, and the like can be reduced in size.
[0006]
In general, the temperature of a fixing device is controlled by detecting the temperature of the fixing roller using a thermistor in contact with a rotating fixing roller, and comparing the temperature with a set temperature (for example, about 150 ° C. to 200 ° C.). ON-OFF control or duty control is performed. Such control is used not only in a fixing device using a halogen lamp as a heating source but also in a fixing device using induction heating.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As a general property of metal, it has a positive electric resistance increasing characteristic with temperature change (positive ion atoms of metal become more vibrated as the temperature rises, and collide with free electrons. This is because the number of times increases).
[0008]
Therefore, when the fixing device is cold, the resistance of the heating coil is low, so that even when the same power supply voltage is applied, a larger amount of current flows compared to when the fixing device is warm, and consequently the supplied power tends to increase. was there. Then, since the Joule heat is generated by the action of the current flowing through the induction heating coil itself, the temperature of the coil rises with the energization, and the resistance component increases.
[0009]
On the other hand, with respect to the metal heating element, when the fixing device is cooled, the resistance of the metal heating element as a magnetic material is small, so that an eddy current is likely to flow. As the electrical resistance of the metal heating element increases, the state of the magnetic coupling between the fixing roller and the induction heating coil also changes, so that the induction current (eddy current) generated in the metal heating element by receiving the AC magnetic field from the induction heating coil ) Also changes in a decreasing direction.
[0010]
In particular, when the metal heating element serving as the heating medium is a heating layer having a thin structure, the surface temperature of the fixing roller fluctuates and the surface temperature of the fixing roller fluctuates even if the fluctuation width of the power supplied to the induction heating coil is small. In the method of performing ON-OFF control of the power supply to the heating source by comparing the fluctuation with a predetermined temperature, it is difficult to maintain the power supply constant.
[0011]
The present invention has been made in view of such a situation, and is capable of performing heating with a constant input power without being affected by a change in electric resistance of a heating coil and a metal heating element accompanying a rise in the temperature of a fixing roller. It is an object to provide a fixing device.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, means for solving the above-described problem are configured as follows.
[0013]
(1) a heating medium having a conductive heating layer, an electromagnetic induction heating source for generating an induction current in the heating medium, and a high-frequency power supply for supplying a high-frequency current to the electromagnetic induction heating source; In the induction heating fixing device for fixing the developer on the recording medium by induction heating the electromagnetic induction heating source,
And a control unit configured to control a high-frequency current supplied from the high-frequency power supply to the electromagnetic induction heating source based on a temperature detected by a temperature detection unit that detects a surface temperature of the heating medium.
[0014]
In this configuration, the power supply (power consumption) to the heating coil (electromagnetic induction heating source) is changed by controlling the coil current (high-frequency current) based on the detected surface temperature of the heating medium. Even if the resistance increases as the surface temperature of the medium increases, the power supplied to the heating coil can be kept constant.
[0015]
(2) The control means controls supply power by changing a frequency of a high-frequency current supplied from the high-frequency power supply to the electromagnetic induction heating source based on a temperature detected by the temperature detection means. I do.
[0016]
As the frequency of the high-frequency current shifts to the lower side (the ON time of the switch is lengthened), the coil current (high-frequency current) increases, and the power supplied to the heating coil (electromagnetic induction heating source) increases. Further, as the frequency of the high-frequency current shifts to the higher side (shortening the ON time of the switch), the coil current decreases, and the power supplied to the heating coil decreases (see FIG. 5).
[0017]
In this configuration, the coil current value is controlled by changing the ON time of the switch circuit, that is, the frequency of the coil current, based on the detected surface temperature of the heating medium. Even if the resistance increases, the power supplied to the heating coil can be kept constant.
[0018]
(3) When the detected temperature detected by the temperature detecting means is on the low temperature side, the control means changes the frequency of the high-frequency current supplied from the high-frequency power supply to the electromagnetic induction heating source in a decreasing direction, and When the temperature detected by the detecting means is on the high temperature side, the frequency of the high-frequency current supplied from the high-frequency power supply to the electromagnetic induction heating source is changed in a rising direction.
[0019]
In this configuration, when the surface temperature of the heating medium becomes lower, the power supplied to the heating coil is increased by changing the frequency of the high-frequency current to the heating coil in a decreasing direction. When the temperature rises to the high-temperature side, by changing the frequency of the high-frequency current to the heating coil in the ascending direction, the power supplied to the heating coil can be reduced and the power supplied to the heating coil can be kept constant.
[0020]
(4) The control means controls supplied power by changing an input voltage to the inverter circuit based on a temperature detected by the temperature detecting means.
[0021]
When compared at the same frequency, the input voltage to the inverter circuit and the coil current value (high-frequency current) are in a substantially proportional relationship (see FIG. 6).
[0022]
In this configuration, since the coil current value is controlled by changing the input voltage to the inverter circuit, the power supplied to the heating coil is kept constant even if the resistance increases as the surface temperature of the heating medium increases. Can be held.
[0023]
(5) When the detected temperature detected by the temperature detecting means is on the low temperature side, the control means changes the input voltage to the inverter circuit in an increasing direction, and the detected temperature detected by the temperature detecting means is changed. When the temperature is on the high temperature side, the supply power is controlled by changing the input voltage to the inverter circuit in a decreasing direction.
[0024]
In this configuration, when the surface temperature of the heating medium becomes lower, the input voltage to the inverter circuit is changed in an increasing direction to increase the power supplied to the heating coil, and the surface temperature of the heating medium becomes higher. On the other hand, by changing the input voltage to the inverter circuit in the decreasing direction, the power supplied to the heating coil can be reduced, and the power supplied to the heating coil can be kept constant.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an induction heating fixing device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0026]
(Overview of image forming apparatus)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser printer (image forming apparatus) provided with a fixing device according to the present invention. The image forming apparatus includes an image forming section 100 mainly including a photosensitive drum 1 and an image forming section. 100, a fixing unit 200 for hot-press fixing the paper 2 having the toner 3 as a printing material adhered to the surface thereof.
[0027]
The image forming unit 100 includes a charging unit 101, a photosensitive unit 102, a developing unit 103, a transfer unit 104, and a cleaner unit 105 arranged around the photosensitive drum 1. The charging unit 101 charges the surface of the photosensitive drum 1. Then, the photosensitive section 102 scans the surface of the photosensitive drum 1 with the laser beam 4 to expose a predetermined pattern of light to form a latent image on the surface.
[0028]
In the developing unit 103, the latent image formed on the surface of the photosensitive drum 1 is used to attach the toner 3 to visualize the toner 3, and in the transfer unit 104, the visualized toner 3 is transferred to the sheet cassette 5. From the paper guide 6 guided by the paper guide 6. After the transfer, the residual toner is removed from the surface of the photosensitive drum 1 in the cleaner unit 105.
[0029]
(Overview of fixing device)
On the other hand, in the fixing unit 200, as shown in an enlarged view in FIG. 2, a heat roller (fixing roller) 201 as a heating medium and a pressure roller 202 are in radial contact with each other. It is rotationally driven in the direction of the arrow in the figure by an external rotary drive mechanism. Further, the pressure roller 202 is radially pressed against the surface of the heat roller 201 by a pressure spring 204 provided on a bearing 203, and is rotated by the rotation of the heat roller 201.
[0030]
Then, the unfixed toner is adhered to the surface, and the sheet 2 conveyed along the paper guide 6 is pressed between the

rollers

201 and 202, and is heated by the heat roller 201 at that time, and is simultaneously pressed. The toner image on the sheet 2 is heated and fixed by being pressed by the roller 202.
[0031]
The sheet 2 on which the fixing is performed is discharged to the discharge port 7 by a pair of

discharge rollers

205 and 206. The heat roller 201 is formed of a metal such as carbon steel, copper, brass, and aluminum. As described later, carbon steel having a high Joule heat generation efficiency is preferable in order to increase the efficiency of induction heating. In addition, the heat roller 201 is provided with an induction heating body 207 along an outer periphery except for a contact portion with the pressure roller 202.
[0032]
The induction heating body 207 includes an insulating support 208 having an arc shape along the outer peripheral portion of the heat roller 201, and the inner peripheral surface of the insulating support 208 is brought into contact with the outer peripheral surface of the heat roller 201. Alternatively, they are separated by a very small gap.
[0033]
In this case, the insulating support 208 itself is made of a non-metallic material so that an eddy current is hardly generated and a short-circuit of an induction heating coil to be described later is not performed. Here, a ceramic material is used. The surface of the insulating support 208 is coated with PTFE (polytetrafluoroethylene) or the like, or treated with a PFA tube or the like in order to maintain the releasability of the printing material from the toner.
[0034]
Inside the insulating support 208, a coil (electromagnetic induction heating source) 209 is disposed in a buried state. In this case, the coil 209 has a narrow conductive film extending along the semi-cylindrical curved surface of the insulating support 208, and is spirally disposed as a whole over the entire width of the insulating support 208. Further, the coil 209 is wound densely at both ends in the longitudinal direction of the insulating support member 208 so as to be rough at a central portion. The coil 209 is connected via an induction heating power supply (high-frequency power supply) 210. It is configured to be energized.
[0035]
A temperature sensor 211 for detecting the temperature of the heat roller 201 is disposed at a part of the circumference of the heat roller 201, that is, at a downstream position of the induction heating body 207 along the rotation direction of the heat roller 201, A detection output of the temperature sensor 211 is input to a power supply control unit (control means) 212, and the power supply control unit 212 functions to control electric power supplied from the induction heating power supply 210 to the coil 209.
[0036]
Further, at the downstream position in the rotation direction of the heat roller 201, a separation claw 214 attached so as to lightly contact the surface of the heat roller 201 is provided, and at a position adjacent to the separation claw 214, A cleaning pad 213 that contacts and cleans this is provided.
[0037]
In the fixing unit 200 having such a configuration, when the heat roller 201 is rotated in a direction indicated by an arrow in FIG. 2 by a rotation drive mechanism (not shown) in FIG. The roller 202 rotates following the arrow. Further, the surface temperature of the heat roller 201 is detected by the temperature sensor 211, and the detection output is input to the power supply control unit 212.
[0038]
When recognizing that the detected temperature is lower than the predetermined temperature, the power supply control unit 212 supplies an alternating current to the coil 209 through the induction heating power supply 210. In this case, the amount of electric power to be supplied is controlled according to the temperature difference between the detected temperature and the predetermined temperature. Therefore, a current corresponding to the supplied power is supplied to the coil 209.
[0039]
This alternating current causes an alternating magnetic flux to be generated between the coil 209 and the heat roller 201, which excites the heat roller 201 and generates an eddy current in the heat roller 201 in a direction opposite to the current of the coil 209. When this eddy current is generated in the heat roller 201, Joule heat is generated in the heat roller 201, the heat roller 201 generates heat, and the temperature rises. That is, the heat roller 201 is heated and heated by the electromagnetic induction heating.
[0040]
When the temperature sensor 211 detects that the temperature of the heat roller 201 has been raised to a predetermined temperature, the power supply control unit 212 thereafter maintains the surface temperature of the heat roller 201 at the predetermined temperature. The output of the induction heating power supply 210 is controlled by the power supply control unit 212. Thereby, the surface temperature of the heat roller 201 is maintained at a predetermined temperature.
[0041]
On the other hand, the rotation of the heat roller 201 proceeds, the surface of the heat roller 201 is cleaned by the cleaning pad 213, the heating roller 201 proceeds to the heating state again, and is used for the next fixing. Then, when the sheet 2 having the toner 3 adhered to the surface thereof in the transfer unit 104 is conveyed to the heat roller 201 along the paper guide 6, the sheet 2 is guided between the heat roller 201 and the pressure roller 202, And heated by the heat roller 201.
[0042]
Thus, the toner image is fixed on the surface of the sheet 2. The sheet 2 on which the fixing has been performed is carried out to the

discharge rollers

205 and 206 from the contact portion of both rollers, and is discharged from the discharge port 7 to the outside (paper discharge tray). Even if the paper 2 that has passed through the contact portion between the heat roller 201 and the pressure roller 202 wraps around the heat roller 201 and moves toward the cleaning pad 213 depending on the type of paper or the like, the separation claw 214 forces the paper 2 from the heat roller 201. And are carried out toward the

discharge rollers

205 and 206.
[0043]
(Control system of fixing device)
FIG. 3 is a block diagram illustrating a basic control system of the fixing unit 200. In this case, the high-frequency current is rectified by the rectifier circuit 222 and the smoothing capacitor 223, and the high-frequency current is supplied to the coil 209 by the inverter circuit 227 including the coil 209, the resonance capacitor 224, and the switch circuit 226. It is configured to:
[0044]
That is, the switching element (switch circuit 226) is turned ON / OFF to supply power to the inverter circuit 227 using the voltage value charged in the smoothing capacitor 223 as a voltage source. The control circuit (control means) controls the high-frequency current based on the voltage and the current detected by the voltage detection circuit and the current detection circuit.
[0045]
A power switch 228 is provided on a path from the commercial power supply 221 to the rectifier circuit 222, and a thermostat and a thermal fuse are provided as a safety mechanism on this path. Although only a single switching element is shown in FIG. 3 for simplicity, in an actual circuit configuration, as shown in FIGS. 7 and 8, two IH inverter circuits are used. It has switching elements (upper) A and (lower) B.
[0046]
(Control of high frequency current)
The switch circuit 226 itself has a timer circuit for determining the ON time and the OFF time, and performs PWM control of the switching element based on a signal of the timer circuit, but monitors the terminal voltage of the coil 209. When the terminal voltage reaches zero from a monotonous decrease, the OFF time may be forcibly terminated, and the OFF time may be determined by shifting to the ON state, or the coil current may be monitored by monitoring the coil current. The ON time may be forcibly terminated when the peak value is monotonically increased and the ON time is determined by switching to the OFF state.
[0047]
FIG. 4 is a time chart for explaining control of the high-frequency current. 4A shows a voltage value between both ends of the coil detected by the voltage detection circuit, FIG. 4B shows an ON-OFF operation of the switch circuit 226, and FIG. The waveform (explanatory diagram) is shown. The waveform of the coil current (App) actually measured by the circuits shown in FIGS. 7 and 8 is shown in FIG. FIG. 10 shows a waveform of the resonance capacitor charging voltage (V).
[0048]
In FIG. 4, when the switch circuit 226 is in the ON state, the current flowing through the coil 209 becomes a triangular wave determined by the inductance of the magnetic circuit including the coil 209, the core, and the metal heating element and the slope of the power supply voltage. In the OFF state, the electric energy stored in the coil 209 and the capacitor 225 during the ON time circulates in the circuit including the coil 209 and the capacitor 225.
[0049]
In the voltage between the terminals of the coil 209, a high voltage having a peak value determined by the resistance of the magnetic circuit, the capacitor, the winding resistance, and the conductive wire is generated with respect to the applied voltage.
[0050]
In addition, the relationship with the charging voltage of the resonance capacitor 225 of the inverter circuit 227 is as shown in FIG. 5, and the coil current App becomes zero when the charge amount of the resonance capacitor 225 reaches a maximum value. When the switching operation is performed at this timing, driving can be performed at substantially the resonance frequency, and the coil current is saturated at the maximum current.
[0051]
First, as shown in FIG. 3, the basic control of the high-frequency current is as follows. A drive circuit turns on a switch circuit 226 composed of, for example, a transistor, an FET, or an IGBT according to a control signal from the control circuit. Current flows through Then, the control circuit sends a signal to the drive circuit to turn off the switch circuit 226 based on the coil current value detected by the current detection circuit, the voltage value detected by the voltage detection circuit, and the switching cycle (frequency).
[0052]
When the switch circuit 226 is turned off, a resonance current flows between the coil 209 and the resonance capacitor 225. When the voltage detection circuit detects that the voltage between both ends of the coil 209 has dropped to around 0 V due to resonance, the control circuit sends a signal to the drive circuit to turn on the switch circuit 226 again.
[0053]
Hereinafter, a high-frequency current is caused to flow through the coil 209 by repeating this switching cycle. The temperature of the fixing roller 201 is controlled based on the relationship between the temperature of the fixing roller 201, the power supplied to the induction heating coil 209, and the frequency of the high-frequency current.
[0054]
This generally utilizes the characteristic that the impedance of the metal changes due to the temperature change as the characteristic of the metal. For example, when electroformed nickel having a layer thickness of 40 μm is used as the heating element layer of the fixing roller 201, when a high-frequency current flows through the coil 209, the power consumption decreases as the temperature increases due to the temperature characteristics of nickel.
[0055]
When the frequency of the high-frequency current is changed, the power consumption changes, but the tendency does not change. (If compared at the same surface temperature, the high-frequency current frequency is higher and the input power is smaller, and the high-frequency current frequency is lower. The input power increases on the low side). Therefore, if this relationship is used, the temperature of the fixing roller 201 can be controlled based on the frequency of the high-frequency current and the power consumption.
[0056]
Then, the control circuit calculates the power consumption from the voltage value of the voltage detection circuit and the current value of the current detection circuit, and measures the switching period, that is, the frequency of the high-frequency current, from the time when the switch is turned on to the time when the switch is next turned on. Is calculated by
[0057]
As described above, by detecting the power consumption and the switching cycle, the surface temperature is predicted in light of the characteristics of the fixing roller 201. Based on this calculation result, if the temperature is lower than the predetermined temperature, the switch ON time is increased to increase the amount of current to the coil 209. Conversely, if the temperature is higher than the predetermined temperature, the amount of current to the coil 209 is reduced. Shorten the switch ON time.
[0058]
As described above, the amount of current applied to the inverter circuit 227 can be controlled by the ON time of the switch. Therefore, if the ON time of this switch is made longer, the frequency becomes lower, a high output is obtained, and the switch ON time becomes shorter. If the frequency becomes higher, a lower output can be obtained.
[0059]
In order to calculate the control amount from such power consumption and frequency, for example, a microcomputer is used as a control circuit, and the characteristics of the fixing roller 201 are stored as a table in a memory or stored as a calculation formula. May be converted into a digital value, and a calculation may be performed based on this information. This enables high-precision temperature control.
[0060]
(When changing the frequency of the high-frequency current)
The correspondence when changing the frequency of the high-frequency current to the coil 209 can be summarized as shown in Table 1 below.
[0061]
[Table 1]

[0062]
As described above, when the surface temperature of the heating medium becomes lower, the power supplied to the coil 209 is increased by changing the frequency of the high-frequency current to the coil 209 in a decreasing direction. When the temperature of the coil 209 becomes high, by changing the frequency of the high-frequency current to the coil 209 in the ascending direction, the power supplied to the coil 209 can be reduced, and the power supplied to the coil 209 can be kept constant at all times.
[0063]
(When changing the input voltage to the inverter circuit)
Further, the correspondence when changing the input voltage to the inverter circuit 227 can be summarized as shown in Table 2 below.
[0064]
[Table 2]

[0065]
As described above, when the surface temperature of the heating medium becomes lower, the input voltage to the inverter circuit 227 is changed in the increasing direction, thereby increasing the power supplied to the coil 209 and increasing the surface temperature of the heating medium. On the high temperature side, by changing the input voltage to the inverter circuit 227 in the decreasing direction, the power supplied to the heating coil 209 can be reduced, and the power supplied to the coil 209 can be kept constant at all times.
[0066]
Note that the present invention does not limit the fixing device to the configuration illustrated in FIG. 2, and at least includes a heating medium having a conductive heat generating layer, an electromagnetic induction heating source that generates an induction current in the heating medium, and A high-frequency power supply for supplying a high-frequency current to the electromagnetic induction heating source, and an induction heating fixing device that fixes the developer on a recording medium by induction heating the electromagnetic induction heating source, The present invention can be applied irrespective of its configuration and type.
[0067]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the present invention has the following effects.
[0068]
(1) The control means for controlling the high-frequency current supplied from the high-frequency power supply to the electromagnetic induction heating source is provided based on the temperature detected by the temperature detection means for detecting the surface temperature of the heating medium. By changing the power supply to the electromagnetic induction heating source by controlling the coil current (high-frequency current) based on the above, even if the resistance increases with the surface temperature of the heating medium, the supply to the heating coil The power can be kept constant.
[0069]
(2) The control means controls the coil current value by changing the ON time of the switch circuit, that is, the frequency of the coil current, based on the detected surface temperature of the heating medium. Even if the resistance increases, the power supplied to the heating coil can be kept constant.
[0070]
(3) When the surface temperature of the heating medium becomes lower, the control means changes the frequency of the high-frequency current to the heating coil in a lowering direction, thereby increasing the power supplied to the heating coil, and When the surface temperature becomes high, the power supplied to the heating coil is reduced by changing the frequency of the high-frequency current to the heating coil in a rising direction, so that the power supplied to the heating coil is always kept constant. be able to.
[0071]
(4) The control means controls the supplied power by changing the input voltage to the inverter circuit based on the detected surface temperature of the heating medium, so that the resistance increases as the surface temperature of the heating medium increases. However, the power supplied to the heating coil can always be kept constant.
[0072]
(5) When the surface temperature of the heating medium becomes lower, the control means changes the input voltage to the inverter circuit in an increasing direction, thereby increasing the power supplied to the heating coil, and increasing the surface temperature of the heating medium. When the temperature rises to the high-temperature side, the input voltage to the inverter circuit is changed in a decreasing direction, so that the power supplied to the heating coil is reduced. Therefore, the power supplied to the heating coil can be always kept constant.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration explanatory view of an image forming apparatus including a fixing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a configuration of an identification landing device.
FIG. 3 is a basic control system block diagram of the identification landing device.
FIG. 4 is the same time chart.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship between the current frequency and a current value.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between an inverter input voltage and a coil current.
FIG. 7 is a control system block diagram of the identification landing device.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a drive waveform of the switching element.
FIG. 9 is a waveform diagram of the coil current.
FIG. 10 is a waveform diagram of the resonance capacitor charging voltage.
[Explanation of symbols]
201- heating medium
209-electromagnetic induction heating source
210-High frequency power supply
211-temperature detecting means
212-control means

Claims

A heating medium having a conductive heating layer, an electromagnetic induction heating source for generating an induction current in the heating medium, and a high-frequency power supply for supplying a high-frequency current to the electromagnetic induction heating source; In an induction heating fixing device that fixes a developer on a recording medium by induction heating a heating source,
An induction heating fixing device comprising: a control unit that controls a high-frequency current supplied from the high-frequency power supply to the electromagnetic induction heating source based on a temperature detected by a temperature detection unit that detects a surface temperature of the heating medium.

The control unit controls the supply power by changing a frequency of a high-frequency current supplied from the high-frequency power supply to the electromagnetic induction heating source based on a temperature detected by the temperature detection unit. 2. The induction heating fixing device according to 1.

The control means changes the frequency of a high-frequency current supplied from the high-frequency power supply to the electromagnetic induction heating source in a decreasing direction when the detected temperature detected by the temperature detection means is on the low temperature side, and the temperature detection means 3. The induction heating fixing device according to claim 2, wherein when the detected temperature is on the high temperature side, the frequency of the high frequency current supplied from the high frequency power supply to the electromagnetic induction heating source is changed in a rising direction.

2. The induction heating fixing device according to claim 1, wherein the control unit controls the supplied power by changing an input voltage to an inverter circuit based on a temperature detected by the temperature detection unit.

The control means changes the input voltage to the inverter circuit in an increasing direction when the detected temperature detected by the temperature detecting means is on the low temperature side, and the detected temperature detected by the temperature detecting means is on the high temperature side. 5. The induction heating fixing device according to claim 4, wherein the power supply is controlled by changing the input voltage to the inverter circuit in a decreasing direction.