JP2005122124A - Image forming apparatus and fixing apparatus - Google Patents

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Noriyuki Umezawa
範幸 梅澤
Taizo Kimoto
泰造 木本
Kenji Takano
健二 高野
Hisaaki Kono
久明 河野
Hiroshi Nakayama
浩 中山
Osamu Takagi
修 高木
Satoshi Kinouchi
聡 木野内
Kazuhiko Kikuchi
和彦 菊地
Masahiko Ogura
雅彦 小倉
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Toshiba Corp
Toshiba TEC Corp
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Toshiba Corp
Toshiba TEC Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing apparatus and a digital copying machine in which period of time from indication of beginning of image formation till finish of fixing can be shortened and less electric power is necessary. <P>SOLUTION: The fixing apparatus includes a cylinder formed of a metal of thin wall thickness and an exciting coil which is provided in the cylinder and generates an eddy current. When power is applied, all electric power excluding electric power consumed by the apparatuses except the fixing apparatus is supplied to the exciting coil to heat an endless member. Further as each constituent of the copying machine and an auxiliary apparatus further added to the copying machine operate, electric power resulting from subtracting electric power consumed by each constituent of the copying machine and the auxiliary apparatus further added to the copying machine from input allowable power is supplied to the coil to heat the endless member. Thereby a heating roller of the fixing apparatus is heated to temperature where fixing can be performed in a short period of time and period of time from indication of beginning of copying till output of a fixed matter on which a toner image formed by copying operation is fixed can be shortened. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、例えば静電複写装置、レーザプリンタ等の画像形成装置において、被定着材にトナー像(画像)を定着する定着装置に関する。   The present invention relates to a fixing device for fixing a toner image (image) onto a fixing material in an image forming apparatus such as an electrostatic copying apparatus or a laser printer.

電子写真プロセスを用いた複写装置に組み込まれる定着装置は、被定着材上に形成された現像剤すなわちトナーを加熱して溶融させ、被定着材にトナーを固着するものである。なお、定着装置に利用可能なトナーを加熱する方法としては、ハロゲンランプ(フィラメントランプ)による放射熱を用いる方法が、広く利用されている。   A fixing device incorporated in a copying machine using an electrophotographic process heats and melts a developer formed on a material to be fixed, that is, toner, and fixes the toner to the material to be fixed. As a method for heating toner that can be used in the fixing device, a method using radiant heat from a halogen lamp (filament lamp) is widely used.

熱源としてハロゲンランプを用いる方法においては、被定着材とトナーに所定の圧力を提供可能に一対のローラを設け、そのローラの少なくとも一方のローラを中空円柱としてその内部空間に、円柱状に構成したハロゲンランプを配置する構成が広く用いられている。この構成においては、ハロゲンランプが配置されたローラは、他の一方のローラと接する位置で作用部(ニップ)を形成し、ニップに案内された被定着材およびトナーに、圧力と熱を提供する。すなわち、ランプが設けられた加熱ローラと加熱ローラに従動して回転する加圧ローラとの圧接部(ニップ)である定着ポイントに、被定着材すなわち用紙を通過させて、用紙上のトナーを融着させて、用紙に定着するものである。   In the method using a halogen lamp as a heat source, a pair of rollers is provided so as to be able to provide a predetermined pressure to the material to be fixed and the toner, and at least one of the rollers is formed as a hollow cylinder in a cylindrical shape in its internal space. A configuration in which a halogen lamp is arranged is widely used. In this configuration, the roller on which the halogen lamp is disposed forms an action portion (nip) at a position where it comes into contact with the other roller, and supplies pressure and heat to the fixing material and toner guided to the nip. . That is, the fixing material, that is, the paper, is passed through a fixing point, which is a pressure contact portion (nip) between a heating roller provided with a lamp and a pressure roller that rotates following the heating roller, and the toner on the paper is melted. It is worn and fixed on the paper.

ハロゲンランプを用いた定着装置においては、ハロゲンランプからの光と熱が加熱ローラの全周方向に放射されて全体が加熱される。この場合、光が熱に変換される際の損出と、ローラ内の空気を暖めてローラに熱を伝達する際の効率等を考えると熱変換効率は、60〜70%であり、熱効率が低く、消費電力が多く、しかも、ウォーミングアップ時間も長くなることが知られている。   In a fixing device using a halogen lamp, light and heat from the halogen lamp are radiated in the entire circumferential direction of the heating roller to heat the whole. In this case, considering the loss when light is converted into heat and the efficiency when the air in the roller is warmed and the heat is transmitted to the roller, the heat conversion efficiency is 60 to 70%. It is known that the power consumption is low and the warm-up time is long.

このため、近年、加熱ローラの熱源として、加熱ローラの内部に加熱用コイルを設け、コイルに高周波電流を供給して、誘導加熱により加熱する誘導加熱方式が実用化されている。   For this reason, in recent years, an induction heating system in which a heating coil is provided inside the heating roller and a high-frequency current is supplied to the coil to heat by induction heating has been put to practical use as a heat source for the heating roller.

例えば、特開昭59−33476号公報には、円筒状のセラミックスの外周に薄厚金属層を持つローラを備え、このローラの薄厚金属層に導電コイルを用いて誘導電流を流すことにより加熱する技術が開示されている。   For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-33476 discloses a technique in which a roller having a thin metal layer is provided on the outer periphery of a cylindrical ceramic, and heating is performed by passing an induced current to the thin metal layer of this roller using a conductive coil. Is disclosed.

特開平9−258586号公報には、定着口―ラの回転軸に沿って設けられたコアにコイルを巻いた発熱体を用い、定着ローラに渦電流を流して加熱する方式が開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-258586 discloses a heating method in which a heating element in which a coil is wound around a core provided along the rotation axis of a fixing port is used and an eddy current is applied to the fixing roller to heat it. .

また、誘導加熱は、コイルに電流を流した結果得られる渦電流でローラを加熱するものであるから、加熱ローラを短時間で所定の温度に加熱するためには、多くの電力を必要とする。   In addition, since induction heating is to heat a roller with an eddy current obtained as a result of passing a current through a coil, a large amount of electric power is required to heat the heating roller to a predetermined temperature in a short time. .

しかしながら、複写装置に用いられる定着装置としては、定着装置単体で消費可能な電力に上限があるとともに複写装置を構成する多くの要素にも電力が消費されることから、定着装置のみに継続して大きな電力を供給することができないことが知られている。   However, as a fixing device used in a copying apparatus, there is an upper limit on the power that can be consumed by the fixing device alone, and power is also consumed by many elements constituting the copying apparatus. It is known that large power cannot be supplied.

このため、定着装置の加熱ローラの加熱に多くの電力を割り当てられない場合には、複写装置のウォームアップ時間が増大して、複写物を得るまでの所要時間が増大する一方で、複写装置のウォームアップを優先させた場合には、定着率が不十分となる虞れがある。なお、加熱ローラを金属製で肉厚の薄い円筒とし、コイルを円筒内に、円筒の軸方向に沿って配置する構成の加熱ローラにおいては、ローラの外周面に温度分布が生じることから、加熱ローラの温度を上昇させる工程で、加熱ローラを加圧ローラに接触させながら回転させて加熱ローラの外周面の温度を均一化する必要があり、このことによってもウォームアップ時間が増大されるのみならず、加熱のために必要な電力も増大する問題がある。   For this reason, when a large amount of electric power cannot be allocated for heating the heating roller of the fixing device, the warm-up time of the copying apparatus increases, and the time required to obtain a copy increases. If priority is given to warm-up, the fixing rate may be insufficient. In addition, in a heating roller having a configuration in which the heating roller is made of metal and has a thin cylinder and the coil is arranged in the cylinder along the axial direction of the cylinder, the temperature distribution is generated on the outer peripheral surface of the roller. In the process of increasing the temperature of the roller, it is necessary to make the temperature of the outer peripheral surface of the heating roller uniform by rotating the heating roller while being in contact with the pressure roller, and this also increases the warm-up time. In addition, there is a problem that the power required for heating increases.

この発明の目的は、電源オン時からコピー受付け可能になるまでの時間、いわゆるファーストコピータイムを短縮可能で、かつ画像形成装置の上限の消費電力を上回ることなく、最大限に有効な電力を定着装置に供給することが可能な画像形成装置を提供することにある。   The object of the present invention is to shorten the time from when the power is turned on until the copy can be received, the so-called first copy time, and to fix the maximum effective power without exceeding the upper limit power consumption of the image forming apparatus. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can be supplied to the apparatus.

この発明は、上述した問題点に基づきなされたもので、導体で構成された金属層を持つエンドレス部材に近接配置したコイルに高周波電流を流し、このエンドレス部材を発熱させて被定着材を加熱する画像形成装置の定着装置において、
前記定着装置が組み込まれる画像形成装置の電力を消費する部分により段階的に消費される電力を入力電力から除いた前記定着装置の前記エンドレス部材の発熱に利用可能な電力を、前記コイルに供給される高周波電流の周波数またはデューティを変化することにより、予め決められた条件毎に供給可能な電力量に対応する複数の電力制御パターンにより制御されることを特徴とする定着装置を提供するものである。
The present invention has been made on the basis of the above-described problems. A high-frequency current is passed through a coil disposed close to an endless member having a metal layer made of a conductor, and the endless member is heated to heat a material to be fixed. In a fixing device of an image forming apparatus,
Power that can be used for heat generation of the endless member of the fixing device is supplied to the coil by removing the power consumed stepwise by the power consuming portion of the image forming apparatus in which the fixing device is incorporated from the input power. The present invention provides a fixing device that is controlled by a plurality of power control patterns corresponding to the amount of power that can be supplied for each predetermined condition by changing the frequency or duty of a high-frequency current. .

また、この発明は、静電像を保持する感光体と、この感光体に静電像を形成する露光装置と、前記感光体に形成された静電像に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像装置と、この現像装置により形成された現像剤像が転写された転写材を加熱して転写材に現像剤像を定着する定着装置と、からなる画像形成装置において、
前記定着装置は、導体で構成された金属層を持つエンドレス部材に近接配置したコイルに高周波電流を流し、このエンドレス部材を発熱させて転写材と現像剤像とを加熱するもので、前記画像形成装置の電力を消費する部分により消費される電力を、その消費電力にあわせて、段階的に入力電力から除いた前記定着装置の前記エンドレス部材の発熱に利用可能な電力を、前記コイルに供給される高周波電流の周波数またはデューティを変化することにより、予め決められた条件毎に供給可能な電力量に対応する複数の電力制御パターンにより制御されることを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
The present invention also provides a photosensitive member for holding an electrostatic image, an exposure device for forming the electrostatic image on the photosensitive member, and a developer image by supplying a developer to the electrostatic image formed on the photosensitive member. An image forming apparatus comprising: a developing device that forms a toner image; and a fixing device that heats a transfer material onto which the developer image formed by the developing device is transferred to fix the developer image on the transfer material.
The fixing device is a device that applies a high-frequency current to a coil disposed close to an endless member having a metal layer composed of a conductor, and heats the endless member to heat the transfer material and the developer image. Power that can be used for heat generation of the endless member of the fixing device is supplied to the coil by stepping out the power consumed by the power consuming part of the device in accordance with the power consumption. The present invention provides an image forming apparatus that is controlled by a plurality of power control patterns corresponding to the amount of power that can be supplied for each predetermined condition by changing the frequency or duty of a high-frequency current. is there.

さらに、この発明は、感光体と、この感光体に静電像を形成する露光装置と、前記感光体に形成された静電像に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像装置と、この現像装置により形成された現像剤像が転写された転写材を加熱して転写材に現像剤像を定着する定着装置と、からなる画像形成装置において、
前記定着装置は、導体で構成された金属層を持つエンドレス部材に近接配置したコイルに高周波電流を流し、このエンドレス部材を発熱させて転写材と現像剤像とを加熱するもので、予め決められた条件毎に供給可能な電力量に対応する複数の電力制御パターンにより制御され、前記画像形成装置の電力を消費する部分により消費される電力を、その消費電力にあわせて、段階的に入力電力から除いた前記定着装置の前記エンドレス部材の発熱に利用可能な電力を、前記コイルに供給される高周波電流の周波数またはデューティを変化することにより、通電直後には、前記コイルに入力可能な最大の電力が供給され、前記感光体を回転し、前記感光体に前記静電像の形成を可能とする画像形成部、前記露光装置および前記現像装置のそれぞれ、およびそれらと同時に動作されることのある他の機構または構成要素のそれぞれが動作されるタイミングに従って、前記コイルに入力される電力が減少され、電源電圧が変動した場合には、その時点で入力可能な最大の電力の値を小さい値に減少させた後に供給して加熱することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
Furthermore, the present invention provides a photoconductor, an exposure device that forms an electrostatic image on the photoconductor, and a developing device that forms a developer image by supplying a developer to the electrostatic image formed on the photoconductor. An image forming apparatus comprising: a fixing device that heats a transfer material onto which a developer image formed by the developing device is transferred and fixes the developer image on the transfer material.
The fixing device applies a high-frequency current to a coil disposed close to an endless member having a metal layer made of a conductor, and heats the endless member to heat the transfer material and the developer image. Controlled by a plurality of power control patterns corresponding to the amount of power that can be supplied for each condition, the power consumed by the part that consumes power of the image forming apparatus is input in stages according to the power consumption. By changing the frequency or duty of the high-frequency current supplied to the coil, the maximum power that can be input to the coil immediately after energization is changed. Each of an image forming unit, an exposure device, and a developing device that is supplied with electric power, rotates the photoconductor, and allows the electrostatic image to be formed on the photoconductor. According to the timing when each of the other mechanisms or components that may be operated at the same time is operated, the power input to the coil is reduced, and if the power supply voltage fluctuates, it can be input at that time. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus characterized in that a maximum electric power value is reduced to a small value and then supplied and heated.

以上説明したように、この発明は、導体で構成された金属層を持つエンドレス部材に近接配置したコイルに高周波電流を流し、このエンドレス部材を発熱させて被定着材を加熱する画像形成装置の定着装置において、予め決められた条件毎に供給可能な電力量に対応する複数の電力制御パターンにより制御されることことを特徴とする定着装置であり、ウォームアップ時間が短縮可能で、効率よく加熱ローラを加熱できる。   As described above, according to the present invention, fixing of an image forming apparatus in which a high-frequency current is applied to a coil disposed close to an endless member having a metal layer made of a conductor, and the fixing material is heated by heating the endless member. In the apparatus, the fixing device is controlled by a plurality of power control patterns corresponding to the amount of power that can be supplied for each predetermined condition. Can be heated.

このことから、動作モードに応じて複数の周波数から最適な高周波電流が供給可能で、最短時間で加熱ローラを定着可能温度に加熱できる。   Therefore, an optimum high-frequency current can be supplied from a plurality of frequencies according to the operation mode, and the heating roller can be heated to a fixable temperature in the shortest time.

また、この定着装置をデジタル複写装置に組み込むことで、ファーストコピーに必要な時間を短縮することが可能になる。   In addition, by incorporating this fixing device into the digital copying apparatus, it is possible to reduce the time required for the first copy.

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態である定着装置について、説明する。   Hereinafter, a fixing device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、画像形成装置の一例であるデジタル複写装置101を説明する概略図である。第1図に示すように、デジタル複写装置101は、複写対象の画像情報を光の明暗として読み取って画像信号を生成するスキャナ102、およびスキャナ102または外部から供給される画像信号に対応する画像を形成する画像形成部103からなる。なお、スキャナ102には、複写対象がシート状である場合に、スキャナ102による画像の読み取り動作と連動して、順次複写対象を入れ換える自動原稿送り装置(ADF)104が一体的に設けられている。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a digital copying apparatus 101 which is an example of an image forming apparatus. As shown in FIG. 1, the digital copying apparatus 101 reads image information to be copied as light brightness and darkness and generates an image signal, and an image corresponding to the image signal supplied from the scanner 102 or the outside. The image forming unit 103 is formed. The scanner 102 is integrally provided with an automatic document feeder (ADF) 104 that sequentially replaces the copy target in conjunction with the image reading operation by the scanner 102 when the copy target is a sheet. .

画像形成部103は、スキャナ102または外部装置から供給される画像情報に対応するレーザビームを照射する露光装置105、露光装置105からのレーザビームに対応する画像を保持する感光体ドラム106、感光体ドラム106に形成された画像に現像剤を供給して現像する現像装置107、現像装置107により現像された感光体ドラム106上の現像剤像が以下に説明する給紙搬送部により給送された転写材に転写された状態の現像剤像を加熱して溶融させ、転写材に定着する定着装置1等を有している。   The image forming unit 103 includes an exposure device 105 that emits a laser beam corresponding to image information supplied from the scanner 102 or an external device, a photosensitive drum 106 that holds an image corresponding to the laser beam from the exposure device 105, and a photosensitive member. A developing device 107 that supplies a developer to an image formed on the drum 106 and develops the image, and a developer image on the photosensitive drum 106 that is developed by the developing device 107 is fed by a paper feed conveyance unit that will be described below. The image forming apparatus includes a fixing device 1 that heats and melts the developer image transferred to the transfer material and fixes the image on the transfer material.

スキャナ102または外部装置から画像情報が供給されると、予め所定の電位に帯電されている感光体ドラム106に、露光装置105から画像情報により強度変調されたレーザビームが照射される。   When image information is supplied from the scanner 102 or an external device, a photosensitive drum 106 charged in advance to a predetermined potential is irradiated from the exposure device 105 with a laser beam whose intensity is modulated by the image information.

これにより、感光体ドラム106に、複写すべき画像に対応した静電潜像が形成される。   As a result, an electrostatic latent image corresponding to the image to be copied is formed on the photosensitive drum 106.

感光体ドラム106に形成された静電潜像は、現像装置107によりトナーTが選択的に提供されて、現像され、転写装置により、以下に説明するカセットから供給される転写材である用紙Pに転写される。   The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 106 is developed with the toner T selectively provided by the developing device 107, and developed by the transfer device 107. The sheet P is a transfer material supplied from a cassette described below by the transfer device. Is transcribed.

用紙Pに転写されたトナーTは、定着装置1に搬送され、定着装置1でトナーTが溶融されて、定着される。   The toner T transferred to the paper P is conveyed to the fixing device 1 where the toner T is melted and fixed.

用紙Pは、感光体ドラム106の下方に設けられている用紙カセット109から、ピックアップローラ108により1枚ずつ取り出され、感光体ドラム106へ向かう搬送路110を通って、感光体ドラム106に形成されたトナー像(現像剤像)との位置を合わせるためのアライニングローラ111に搬送され、所定のタイミングで、感光体ドラム106と詳述しない転写装置が対向する転写位置に給送される。   The paper P is picked up one by one by a pickup roller 108 from a paper cassette 109 provided below the photoconductive drum 106, and formed on the photoconductive drum 106 through a conveyance path 110 toward the photoconductive drum 106. Then, the toner image is conveyed to an aligning roller 111 for aligning the position with the toner image (developer image), and is fed to a transfer position where the photosensitive drum 106 and a transfer device (not described in detail) face each other at a predetermined timing.

一方、定着装置1によりトナーTにより形成された画像が定着された用紙Pは、排紙ローラ112により、スキャナ102とカセット109との間に定義される排出空間(排紙トレイ)113に排出される。なお、定着装置1とカセット109と間には、必要に応じて、一方の面に画像が定着された用紙Pの表裏を反転する両面給紙装置114が設けられている。   On the other hand, the paper P on which the image formed by the toner T is fixed by the fixing device 1 is discharged to a discharge space (discharge tray) 113 defined between the scanner 102 and the cassette 109 by a discharge roller 112. The Note that a double-sided paper feeding device 114 is provided between the fixing device 1 and the cassette 109 to reverse the front and back of the paper P on which an image is fixed on one side, as necessary.

次に、定着装置1について詳細に説明する。   Next, the fixing device 1 will be described in detail.

第2図は、第1図に示したデジタル複写装置に組み込まれる定着装置の実施の形態を説明する概略断面図である。また、第3図は、第2図に示した定着装置に組み込まれるコイルの形状を説明する概略斜視図である。   FIG. 2 is a schematic sectional view for explaining an embodiment of a fixing device incorporated in the digital copying apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a schematic perspective view for explaining the shape of a coil incorporated in the fixing device shown in FIG.

第2図および第3図に示されるように、定着装置1は、加熱(定着)ローラ2と加圧(プレス)ローラ3とから構成されている。なお、それぞれのローラの外径は、一例であるが40mmである。   As shown in FIGS. 2 and 3, the fixing device 1 includes a heating (fixing) roller 2 and a pressure (pressing) roller 3. In addition, although the outer diameter of each roller is an example, it is 40 mm.

加熱ローラ2は、図示しない駆動モータにより、矢印方向に駆動される。なお、加圧ローラ3は、加熱ローラに従動して矢印方向に回転する。また、両ローラ間を、トナー像Tを支持している被定着材である用紙Pが通過される。   The heating roller 2 is driven in the arrow direction by a drive motor (not shown). The pressure roller 3 rotates in the direction of the arrow following the heating roller. Further, a sheet P, which is a fixing material that supports the toner image T, passes between both rollers.

加熱ローラ2は、例えば肉厚1mmの鉄製の円筒すなわち導体で構成された金属層を有するエンドレス部材であり、表面に、テフロン(登録商標)等の離型層が形成されている。なお、加熱ローラ2には、他にも、ステンレス鋼、アルミニウム、ステンレス鋼とアルミニウムの合金等が利用可能である。   The heating roller 2 is an endless member having a metal layer made of, for example, an iron cylinder having a thickness of 1 mm, that is, a conductor, and a release layer such as Teflon (registered trademark) is formed on the surface. In addition, stainless steel, aluminum, an alloy of stainless steel and aluminum, or the like can be used for the heating roller 2.

加圧ローラ3は、芯金3aの周囲に、シリコンゴムやフッ素ゴム等の弾性体が被覆されたもので、図示しない加圧機構により加熱ローラ2に対して所定の圧力で圧接されることで、両ローラが接する位置で、所定幅のニップ(圧接により加圧ローラ3の外周面が弾性変形する)4を提供する。   The pressure roller 3 is formed by covering the cored bar 3a with an elastic body such as silicon rubber or fluorine rubber, and is pressed against the heating roller 2 with a predetermined pressure by a pressure mechanism (not shown). A nip 4 having a predetermined width (the outer peripheral surface of the pressure roller 3 is elastically deformed by the pressure contact) 4 is provided at a position where both rollers are in contact with each other.

これにより、ニップ4を用紙Pが通過することで、用紙P上のトナーが用紙Pに溶融されて定着される。   As a result, the sheet P passes through the nip 4 so that the toner on the sheet P is melted and fixed on the sheet P.

加熱ローラ2の周上であってニップ4よりも回転方向の下流側には、用紙Pを加熱ローラ3から剥離させる剥離爪5、加熱ローラ2の外周面にオフセット転写されたトナーや用紙からの紙粉等を除去するクリーニング部材6、加熱ローラ2の外周面にトナーが付着することを防止するために離型剤を塗布する離型剤塗布装置8、および加熱口―ラ2の外周面の温度を検出をするサーミスタ9が設けられている。   On the circumference of the heating roller 2 and on the downstream side of the nip 4 in the rotational direction, a peeling claw 5 for peeling the paper P from the heating roller 3, and toner or paper offset-transferred to the outer circumferential surface of the heating roller 2 A cleaning member 6 for removing paper dust and the like, a release agent application device 8 for applying a release agent to prevent toner from adhering to the outer peripheral surface of the heating roller 2, and an outer peripheral surface of the heating port-ra 2 A thermistor 9 for detecting the temperature is provided.

加熱ローラ2の内部には、例えば直径0.5mmの互いに絶縁された銅線材を複数本束ねたリッツ線からなる磁場発生手段としての励磁コイル11が設けられている。励磁コイルをリッツ線にすることで浸透深さよりも線径を小さくすることができ、高周波電流を有効に流すことが可能となる。なお、第2図に示した実施の形態において、励磁コイル11には、耐熱性のポリアミドイミドで被覆された直径0.5mmの線材を19本束ねたものを用いている。   Inside the heating roller 2, there is provided an exciting coil 11 as magnetic field generating means made of litz wire in which a plurality of mutually insulated copper wires having a diameter of 0.5 mm, for example, are bundled. By using a litz wire as the exciting coil, the wire diameter can be made smaller than the penetration depth, and a high-frequency current can be made to flow effectively. In the embodiment shown in FIG. 2, the exciting coil 11 is a bundle of 19 wires having a diameter of 0.5 mm covered with heat-resistant polyamideimide.

また、励磁コイル11は、芯材(例えば、フェライトや鉄芯等)を用いない空芯コイルである。このように、励磁コイル11を空芯コイルとしたことで、複雑な形状をした芯材が不要であり、コストが低減される。また、励磁回路も安価になる。   The exciting coil 11 is an air-core coil that does not use a core material (for example, a ferrite or an iron core). Thus, since the exciting coil 11 is an air-core coil, a core material having a complicated shape is not necessary, and the cost is reduced. In addition, the excitation circuit is also inexpensive.

励磁コイル11は、耐熱性の樹脂(例えば、高耐熱性の工業用プラスチック)で形成されたコイル支持材12により支持されている。   The exciting coil 11 is supported by a coil support material 12 formed of a heat resistant resin (for example, a high heat resistant industrial plastic).

コイル支持材12は、加熱ローラを保持している図示しない構造体(板金)との間で位置決めされている。   The coil support 12 is positioned between a structure (sheet metal) (not shown) that holds the heating roller.

励磁コイル11は、第4図により後段に説明する励磁回路(インバータ回路)からの高周波電流で発生される磁束によって、磁界の変化を妨げるように、加熱ローラ2に、磁束と渦電流を発生させる。この渦電流と加熱ローラ2の固有の抵抗によってジュール熱が発生し、加熱ローラ2が加熱される。この例では、励磁コイル11に、周波数25kHz、900Wの高周波電流を流している。   The exciting coil 11 causes the heating roller 2 to generate magnetic flux and eddy current so as to prevent the magnetic field from being changed by the magnetic flux generated by the high-frequency current from the exciting circuit (inverter circuit) described later with reference to FIG. . Joule heat is generated by the eddy current and the inherent resistance of the heating roller 2, and the heating roller 2 is heated. In this example, a high-frequency current having a frequency of 25 kHz and 900 W is passed through the exciting coil 11.

第4図は、第2図および第3図に示した定着装置の制御系すなわち駆動回路を示すブロック図である。   FIG. 4 is a block diagram showing a control system, that is, a drive circuit of the fixing device shown in FIGS. 2 and 3. FIG.

駆動回路30において、高周波電流は、商用電源の交流を整流回路31と平滑コンデンサ32によって整流し、コイル33a、共振用コンデンサ33bおよびスイッチング回路33cからなるインバータ回路33によって、励磁コイル11に供給される。   In the drive circuit 30, the high frequency current is rectified from the AC of the commercial power source by the rectifier circuit 31 and the smoothing capacitor 32, and is supplied to the exciting coil 11 by the inverter circuit 33 including the coil 33 a, the resonance capacitor 33 b, and the switching circuit 33 c. .

高周波電流は、入力検出手段36によって検出され、指定された出力値となるよう制御される。なお、指定した出力値は、例えばPWM(パルス幅変調)制御によって、スイッチング素子33cのON時間を、任意のタイミングで可変することで制御できる。この時、駆動周波数は、最適に変化される。また、入力検知手段36により、入力電圧の変動も検知される。   The high-frequency current is detected by the input detection means 36 and controlled so as to have a designated output value. The specified output value can be controlled by varying the ON time of the switching element 33c at an arbitrary timing by, for example, PWM (pulse width modulation) control. At this time, the driving frequency is optimally changed. Further, the input detection means 36 also detects fluctuations in the input voltage.

励磁コイル11の温度、加熱ローラ2の温度を検知する温度検知手段(以下に説明する加熱ローラ2の表面上の2カ所に設けられた2つのサーミスタ13a,13bからの情報は、主制御CPU39に入力されて、CPU39からのON/OFF信号で、IH(誘導加熱)回路38に入力される。また、サーミスタ9からの出力は、IH回路38に入力され、ドライバICの異常温度を制御する用になっている。なお、主制御CPU39は、スキャナ102、ADF104、露光装置105、現像装置107、感光体ドラム106を回転する図示しないモータおよび画像形成部103を構成する多くの要素、ピックアップローラ108、アライニングローラ111および排出ローラ112等を制御するものであり、これら各要素の動作状態や、搬送路110を搬送される用紙Pの搬送状態(用紙詰まり)等が、図示しないインタフェースを経由して、逐次、報知され、これらを制御するものである。   Temperature detection means for detecting the temperature of the exciting coil 11 and the temperature of the heating roller 2 (information from two thermistors 13a and 13b provided at two locations on the surface of the heating roller 2 described below is sent to the main control CPU 39. The input is input to the IH (induction heating) circuit 38 by an ON / OFF signal from the CPU 39. The output from the thermistor 9 is input to the IH circuit 38 to control the abnormal temperature of the driver IC. The main control CPU 39 includes a scanner 102, an ADF 104, an exposure device 105, a developing device 107, a motor (not shown) that rotates the photosensitive drum 106, and many elements that constitute the image forming unit 103, a pickup roller 108. , The aligning roller 111, the discharge roller 112, and the like. Transport state of the sheet P conveyed on the conveying path 110 (paper jam) or the like via an interface (not shown), sequentially, the notification, and controls them.

第2図において、加熱ローラ2の表面温度は、サーミスタ9による温度検知と、検知した結果に基づくフィードバック制御によって、例えば180゜Cに制御されている。   In FIG. 2, the surface temperature of the heating roller 2 is controlled to, for example, 180 ° C. by temperature detection by the thermistor 9 and feedback control based on the detection result.

用紙Pにトナーを定着するため必要な条件は、加熱ローラ2の円周方向の全域の温度を均一にすることである。加熱ローラ2の回転が停止している場合、第2図に示した空芯コイルである励磁コイル11の特性として、磁束発生が円周方向で異なる強さで作用するため、温度分布が不均一となる。従って、用紙Pがニップ4を通過する直前までに、ローラ2の円周方向の温度むらを解消するしなければならない。   A necessary condition for fixing the toner on the paper P is to make the temperature of the entire area of the heating roller 2 in the circumferential direction uniform. When the rotation of the heating roller 2 is stopped, as a characteristic of the exciting coil 11 which is the air-core coil shown in FIG. 2, the magnetic flux generation acts at different strengths in the circumferential direction, so that the temperature distribution is not uniform. It becomes. Therefore, the temperature unevenness in the circumferential direction of the roller 2 must be eliminated immediately before the sheet P passes through the nip 4.

このため、励磁コイル11に通電が開始された直後には、一定時間の間、加熱ローラ2の温度を効率よく上昇させるために、加熱ローラ2の回転が停止されているが、ローラ全体の温度分布を均一にするため、所定時間経過後、加熱ローラ2と加圧ローラ3を回転させる。   For this reason, immediately after energization of the exciting coil 11 is started, the rotation of the heating roller 2 is stopped in order to efficiently increase the temperature of the heating roller 2 for a certain period of time. In order to make the distribution uniform, the heating roller 2 and the pressure roller 3 are rotated after a predetermined time has elapsed.

加熱ローラ2および加圧ローラ3を回転させることで、両ローラの全面に一定の熱量が与えられる。なお、両ローラ2,3が回転することで、第7図を用いて後段に説明するように、制御目標温度である表面温度180゜Cよりも一時的に、表面温度が低下することになる。   By rotating the heating roller 2 and the pressure roller 3, a constant amount of heat is applied to the entire surface of both rollers. As the rollers 2 and 3 rotate, the surface temperature temporarily decreases below the surface temperature of 180 ° C. which is the control target temperature, as will be described later with reference to FIG. .

加熱ローラ2の表面温度が180゜Cに達すると、コピー動作が可能となり、所定のタイミングで用紙Pにトナー像が形成される。   When the surface temperature of the heating roller 2 reaches 180 ° C., a copying operation becomes possible, and a toner image is formed on the paper P at a predetermined timing.

トナー像を保持した用紙Pが加熱ローラ2と加圧ローラ3との転接部すなわちニップ4を通過することで、用紙P上のトナーが用紙Pに定着される。   The paper P holding the toner image passes through the rolling contact portion between the heating roller 2 and the pressure roller 3, that is, the nip 4, so that the toner on the paper P is fixed to the paper P.

なお、サーミスタ13a,13bは、加熱ローラ2と加圧ローラ3が停止している場合に、励磁コイル11の特性から生じる加熱ローラ2の外表面の温度分布差の影響を除去するために有益である。また、サーミスタ9は、ドライバICの回路自体の温度を検出し、ドライバICに異常発熱が生じたときは、コイルへの通電を強制的に遮断するものである。   The thermistors 13a and 13b are useful for removing the influence of the temperature distribution difference on the outer surface of the heating roller 2 caused by the characteristics of the exciting coil 11 when the heating roller 2 and the pressure roller 3 are stopped. is there. The thermistor 9 detects the temperature of the circuit of the driver IC itself, and forcibly cuts off the energization to the coil when abnormal heat generation occurs in the driver IC.

第6図は、第2図ないし第5図を用いて説明した定着装置において、加熱ローラ2のウォームアップ終了後またはウォームアップの途中で、励磁コイル11への高周波電流の出力値を可変する例を説明するタイミングチャートである。   FIG. 6 shows an example in which the output value of the high-frequency current to the exciting coil 11 is changed after the warm-up of the heating roller 2 or during the warm-up in the fixing device described with reference to FIGS. 2 to 5. It is a timing chart explaining these.

第6図に示されるように、ウォームアップ時においては、主制御CPU39の制御により、例えば1500Wの商用電源を想定した場合、初期時には、デジタル複写装置101が定着装置1以外で消費する電力量を差し引いたすべての電力を励磁コイル11に投入することができる。なお、この実施の形態の場合は、1300Wを上限としている。なお、第7図に示すように、加熱ローラ2を加熱中に複写装置101の各部のイニシャル動作が実行される間は、1200Wに制限される。   As shown in FIG. 6, at the time of warm-up, assuming a commercial power supply of, for example, 1500 W under the control of the main control CPU 39, the amount of power consumed by the digital copying apparatus 101 other than the fixing apparatus 1 is initially set. All the subtracted power can be input to the exciting coil 11. In this embodiment, the upper limit is 1300 W. As shown in FIG. 7, while the heating roller 2 is being heated, the initial operation of each part of the copying apparatus 101 is performed and the power is limited to 1200W.

その後、立ち上げ時の途中(加熱ローラ2の温度が200°Cを越えた以降)から、加熱ローラ2と加圧ローラ3が回転されるので、感光体ドラム106を回転する図示しないモータの回転により消費される電力やスキャナ102、ADF104、露光装置105、および現像装置107等の動作チェックおよびそれらの待機電力分を引き算した値として、上限電力が1100Wに制限される。   After that, since the heating roller 2 and the pressure roller 3 are rotated from the middle of starting up (after the temperature of the heating roller 2 exceeds 200 ° C.), rotation of a motor (not shown) that rotates the photosensitive drum 106 is performed. The upper limit power is limited to 1100 W as a value obtained by subtracting the power consumed by the operation check of the scanner 102, the ADF 104, the exposure device 105, the developing device 107, and the standby power.

なお、通常のウォームアップが終了し、待機状態が継続される場合には、励磁コイル11に供給される電力は、例えば750Wまたは700Wに制限される。   When normal warm-up is completed and the standby state is continued, the power supplied to the exciting coil 11 is limited to 750 W or 700 W, for example.

ところで、複写装置101には、ADF4に加えて大容量カセット等も接続されるとともに、画像形成時には、用紙カセット109のピックアップローラ108を回転させる給紙モータや感光体ドラム106を回転させるメインモータも回転されることから、定着装置1に供給可能な電力は、他の構成要素の動作状況に応じて変動することになる。従って、第7図に示すような他の構成要素の動作状況に応じて、消費電力のピーク値が最大入力電力を越えないように、同時に稼動させることのできる構成要素を制限する必要がある。なお、動作中の構成要素については、CPU39の図示しない入力ポートや、図示しないインタフェースを経由して入力される情報により確認できる。   By the way, in addition to the ADF 4, a large capacity cassette or the like is connected to the copying apparatus 101, and a paper feed motor for rotating the pickup roller 108 of the paper cassette 109 and a main motor for rotating the photosensitive drum 106 are formed during image formation. Since it is rotated, the electric power that can be supplied to the fixing device 1 varies depending on the operating conditions of other components. Accordingly, it is necessary to limit the components that can be operated simultaneously so that the peak value of the power consumption does not exceed the maximum input power according to the operation status of other components as shown in FIG. Note that the operating components can be confirmed by information input via an input port (not shown) of the CPU 39 or an interface (not shown).

例えば、第7図に示すように、複写動作時には、上限電力は、900Wとなるが、ADF4が同時に稼動している場合には、上限電力を800Wに抑制する必要が生じる。   For example, as shown in FIG. 7, the upper limit power is 900 W during the copying operation, but it is necessary to suppress the upper limit power to 800 W when the ADF 4 is operating simultaneously.

なお、第7図および第6図に示した上限電力の制限は、第4図に示した駆動回路において、メモり40に予め記憶されている複数の制御パターンに基づいて、IH回路38が出力する高周波出力の周波数を任意に設定することで容易に実現される。また、加熱ローラ2の外表面の温度は、一定に制御されるので、加える電力量は、周波数に加えて、高周波出力のデューティを変化してもよい。   The upper limit power limit shown in FIGS. 7 and 6 is output from the IH circuit 38 based on a plurality of control patterns stored in advance in the memory 40 in the drive circuit shown in FIG. This is easily realized by arbitrarily setting the frequency of the high frequency output to be performed. Further, since the temperature of the outer surface of the heating roller 2 is controlled to be constant, the amount of electric power applied may change the duty of the high frequency output in addition to the frequency.

一方、連続して画像形成動作が繰り返された場合の画像形成動作の終了時等において、加熱ローラ2から加圧ローラ3に伝わった熱により、加熱ローラ2の温度が低下する要因が少なくなる場合があり、この場合は、励磁コイル11に供給すべき電流量の最大値が低減される。すなわち、700Wで加熱ローラ2の温度を維持できる場合がある。この場合、コイル11の線材による銅損も減るので、熱変換効率も向上される。   On the other hand, at the end of the image forming operation when the image forming operation is continuously repeated, etc., when the factor that the temperature of the heating roller 2 decreases due to the heat transferred from the heating roller 2 to the pressure roller 3 decreases. In this case, the maximum value of the amount of current to be supplied to the exciting coil 11 is reduced. That is, in some cases, the temperature of the heating roller 2 can be maintained at 700 W. In this case, since the copper loss due to the wire of the coil 11 is also reduced, the heat conversion efficiency is also improved.

なお、第6図を用いて説明する動作モードとコイル供給可能電力との関係は、複写装置101に接続される要素の数や、それらの消費電力(処理能力)に合わせて、予め複数のメモリテーブルとして、さまざまな条件に対応して記憶されている任意のテーブルから選択可能である。   Note that the relationship between the operation mode and the power that can be supplied to the coil, which will be described with reference to FIG. 6, is based on the number of elements connected to the copying apparatus 101 and their power consumption (processing capacity). The table can be selected from any table stored corresponding to various conditions.

また、第4図を用いて説明した駆動回路が複数の電圧に対応可能で、設置される地域の電圧に合わせて任意に設定可能である場合(240V仕様の複写装置101を220Vで稼動させることができる場合や200Vと100Vの両方の電圧に対応可能な場合)には、実際に供給される電圧に合わせて、予めテーブルに記憶されている第6図に示したような動作モードとコイル供給可能電力との関係のうちの最適な組み合わせが選択されて設定される。この場合、電力の制御に、高周波電流のデューティを変化する制御を加えることもできる。   Further, when the drive circuit described with reference to FIG. 4 can cope with a plurality of voltages and can be arbitrarily set according to the voltage of the area where the drive circuit is installed (operating the 240V specification copying apparatus 101 at 220V). 6 or when it is possible to handle both voltages of 200V and 100V), the operation mode and coil supply as shown in FIG. 6 stored in advance in the table according to the actually supplied voltage. The optimum combination of the relationship with the possible power is selected and set. In this case, control for changing the duty of the high-frequency current can be added to the power control.

ところで、第8図に示すように、電源電圧が変動するような場合、複写装置101側は、電圧変動の幅が、電圧VからVの範囲であっても正常に動作するに対して、励磁コイル11が許容できる電圧の変動の範囲は、電圧Vより小さいVから電圧Vより大きなVの範囲である。第8図に示す通り、何らかの理由で長さtの電圧降下が継続した場合には、加熱ローラ2の表面温度が設定値より下回ることになる。 By the way, as shown in FIG. 8, when the power supply voltage fluctuates, the copying apparatus 101 operates normally even if the voltage fluctuation range is from V 3 to V 0 . The range of voltage fluctuation that the exciting coil 11 can tolerate is a range from V 2 smaller than the voltage V 3 to V 1 larger than the voltage V 0 . When as shown in FIG. 8, a voltage drop of the length t n for some reason continues, the surface temperature of the heating roller 2 so that falls below the set value.

この場合、第4図に示した駆動回路において、基本クロックをCPU39内に内蔵されているタイマによりカウントして得られる所定時間を計数することで、電圧異常を検知し、励磁コイル11への通電が遮断される。   In this case, in the drive circuit shown in FIG. 4, the voltage abnormality is detected by counting a predetermined time obtained by counting the basic clock by the timer built in the CPU 39, and the excitation coil 11 is energized. Is cut off.

詳細には、主制御CPU39は、IH制御回路38より出力される電圧異常エラー信号がLであれば正常とし、電圧異常エラー信号がHになると、CPU39内のタイマをリセットして電圧異常エラー信号がHである時間を計数する。   Specifically, the main control CPU 39 determines that the voltage abnormal error signal output from the IH control circuit 38 is normal if the voltage abnormal error signal is L, and resets the timer in the CPU 39 to reset the voltage abnormal error signal when the voltage abnormal error signal becomes H. Count the time when is H.

例えば、FIG.7に示したように、電圧上昇である電圧Vが長さtだけ継続したとすれば、主制御CPU39は、予め定められたエラータイマ値(リミット値)tと電圧異常エラー信号の時間tを比較し、t<tであるので、電圧Vを一時的に発生した電圧異常としてこの異常を無視する。なお、エラータイマ値tは、定着温度に影響する時間であり、数秒の単位である。例えば、複写能力が60ppm(cpm)の場合は、t=1秒、30ppm(cpm)の場合、t=2秒である。 For example, FIG. As shown in 7, if the voltage V 2 is a voltage increase continues for the length t 1, the main control CPU39 is the predetermined error timer value (limit value) t n and voltage abnormality error signal time comparing t 1, since it is t 1 <t n, ignoring the abnormal voltage V 2 as a temporary voltage abnormality that has occurred. The error timer value t n is a time that affects the fixing temperature and is a unit of several seconds. For example, when the copying capability is 60 ppm (cpm), t n = 1 second, and when it is 30 ppm (cpm), t n = 2 seconds.

一方、第7図において、電圧降下である電圧Vが長さtだけ継続した場合、エラータイマ値tに対して電圧異常エラー信号の時間tがt<tであるので、この場合も同様に、電圧Vを一時的に発生した電圧異常としてこの異常を無視する。すなわち、時間t(<t)で、正常に復帰したので異常としない。 On the other hand, in Figure 7, when the voltages V 1 is the voltage drop continues for a long t 2, since the time t 2 of the voltage abnormality error signal to the error timer value t n is a t 2 <t n, Again, ignore this abnormal voltage V 2 as a temporary voltage abnormality that has occurred. That is, at time t 2 (<t n ), it returns to normal and is not abnormal.

なお、先に説明したように、電圧降下である電圧Vがt以上継続した場合には、Vが継続している時間tがエラータイマ値tを超えているため、電圧異常が発生したものと判断されて、励磁コイル11への通電が遮断される。 Incidentally, as described earlier, when the voltages V 1 is the voltage drop continues for more than t n, since the time t n where V 1 is continues exceeds the error timer value t n, voltage abnormality Is determined to have occurred, and energization of the exciting coil 11 is interrupted.

ところで、第8図を用いて説明した電圧変動の影響については、デジタル複写装置101が設置される地域の電源事情によっては、その発生確率が急峻に増大する虞れがある。   By the way, with respect to the influence of the voltage fluctuation described with reference to FIG. 8, the probability of occurrence thereof may increase sharply depending on the power supply situation in the area where the digital copying apparatus 101 is installed.

この場合、エラータイマ値tを適切な大きさ(長さ)に設定することで、不所望に電圧異常エラーが検知されることが防止される。なお、エラータイマt値を個別に設定する必要のある地域においては、第6図により先に説明した動作モード対コイル電力との関係(メモリに記憶されているテーブル)を適切に変えることで、最大入力電力が規定値を越えることを防止できる。また、利用可能な最大電力との関係で、高周波電流のデューティ比を適切に変えることにより、より安定に定着装置を駆動できる。 In this case, by setting the error timer value t n to an appropriate size (length), it is possible to prevent an abnormal voltage error from being detected undesirably. In an area where it is necessary to individually set the error timer t n value, the relationship (the table stored in the memory) between the operation mode and the coil power described earlier with reference to FIG. 6 is appropriately changed. The maximum input power can be prevented from exceeding a specified value. Further, the fixing device can be driven more stably by appropriately changing the duty ratio of the high-frequency current in relation to the maximum available power.

なお、電力量を制限する方法としては、例えば入力電流の総量を抑える方法や突入電流による電力を抑えるために、所定時間についてのみデューティを小さくする方法等がある。   As a method for limiting the amount of electric power, for example, there are a method for reducing the total amount of input current, a method for reducing the duty only for a predetermined time in order to suppress electric power due to inrush current, and the like.

また、複数の電源電圧が利用可能な地域においては、任意に選択した電源電圧に合わせて、先に説明したエラータイマt値および第6図に示した動作モード対コイル供給可能電力の関係を適切に変えることで、不所望に、電圧異常が発生することが防止できる。 In the plurality of power supply voltages available areas, in accordance with the power supply voltage arbitrarily selected, the operation mode versus coil suppliable electric power relationship illustrated in error timer t n value and FIG. 6 described above By appropriately changing the voltage, it is possible to prevent an undesired voltage abnormality.

ところで、電圧変動が生じていないにも拘わらず、定着条件の厳しい厚紙等を用いる場合には、時間の経過(連続した画像形成の繰り返し)に伴って、定着率が変動する虞れがある。この場合も、第6図を用いて説明したと同様に、用紙の厚さとコイルに供給すべき電流との関係をメモリテーブルに記憶させることで、任意の厚さの用紙に対しても一定の定着率を確保できる。なお、用紙の厚さについては、加熱ローラ2の表面温度が目標温度に達している条件では、特別な処置を必要としないが、低温下等においては大きく寄与する。このため、低温下に対するメモリテーブルを用意してもよい。   By the way, in the case of using thick paper or the like having severe fixing conditions, although there is no voltage fluctuation, there is a possibility that the fixing ratio fluctuates with the passage of time (repetition of continuous image formation). In this case as well, as described with reference to FIG. 6, the relationship between the thickness of the paper and the current to be supplied to the coil is stored in the memory table, so that a constant value can be obtained for a paper of any thickness. Fixing rate can be secured. Note that the sheet thickness does not require any special treatment under the condition that the surface temperature of the heating roller 2 has reached the target temperature, but greatly contributes at low temperatures. For this reason, a memory table for low temperatures may be prepared.

第1図は、この発明の実施の形態である定着装置が組み込まれるデジタル複写装置を説明する概略図。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a digital copying apparatus in which a fixing device according to an embodiment of the present invention is incorporated. 第2図は、第1図に示した複写装置の定着装置の全体構成を示す概略図。FIG. 2 is a schematic diagram showing the overall configuration of the fixing device of the copying apparatus shown in FIG. 第3図は、第2図に示した定着装置の加熱ローラと磁界発生手段であるコイルの構成を簡略的に示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view schematically showing a configuration of a heating roller and a coil which is a magnetic field generating means of the fixing device shown in FIG. 第4図は、第2図に示した定着装置の誘導加熱(励磁)コイルを駆動するための回路図(準E級形インバータ回路)を説明する概略図。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a circuit diagram (quasi-E class inverter circuit) for driving the induction heating (excitation) coil of the fixing device shown in FIG. 第5図は、第2図に示した定着装置の長手方向のコイルの構成を説明する概略図。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the configuration of a coil in the longitudinal direction of the fixing device shown in FIG. 第6図は、第2図に示した定着装置を第1図に示した複写装置内に組み込んだ際の動作モードと加熱ローラの励磁コイルへの通電量(電力量)の関係を示す概略(メモリ内のテーブルの情報)。FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the operation mode when the fixing device shown in FIG. 2 is incorporated in the copying machine shown in FIG. 1 and the energization amount (power amount) to the exciting coil of the heating roller ( Table information in memory). 第7図は、第6図に示に示した定着装置の動作における加熱ローラの温度上昇とコイルに供給可能な電力の関係を説明する概略図。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the relationship between the temperature rise of the heating roller and the power that can be supplied to the coil in the operation of the fixing device shown in FIG. 第8図は、第2図に示した定着装置の励磁コイルに印加される電圧と電圧異常の関係を説明する概略図。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the relationship between the voltage applied to the exciting coil of the fixing device shown in FIG. 2 and the voltage abnormality.

Claims (7)

導体で構成された金属層を持つエンドレス部材に近接配置したコイルに高周波電流を流し、このエンドレス部材を発熱させて被定着材を加熱する画像形成装置の定着装置において、
前記定着装置が組み込まれる画像形成装置の電力を消費する部分により段階的に消費される電力を入力電力から除いた前記定着装置の前記エンドレス部材の発熱に利用可能な電力を、前記コイルに供給される高周波電流の周波数またはデューティを変化することにより、予め決められた条件毎に供給可能な電力量に対応する複数の電力制御パターンにより制御されることを特徴とする定着装置。
In a fixing device of an image forming apparatus in which a high-frequency current is passed through a coil arranged close to an endless member having a metal layer composed of a conductor, and the fixing material is heated by heating the endless member.
Power that can be used for heat generation of the endless member of the fixing device is supplied to the coil by removing the power consumed stepwise by the power consuming portion of the image forming apparatus in which the fixing device is incorporated from the input power. The fixing device is controlled by a plurality of power control patterns corresponding to the amount of power that can be supplied for each predetermined condition by changing the frequency or duty of the high-frequency current.
前記変化される周波数は、画像形成装置の状態に応じて予めメモりテーブルに記憶されている複数のパターンから選択されることを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the changed frequency is selected from a plurality of patterns stored in advance in a memory table according to a state of the image forming apparatus. 前記変化される周波数またはデューティは、予め決められた電圧変動量に応じて、予めメモりテーブルに記憶されている複数のパターンから選択されることを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the changed frequency or duty is selected from a plurality of patterns stored in advance in a memory table in accordance with a predetermined voltage fluctuation amount. 前記電圧変動量は、所定の時間内よりも短い時間で生じた電圧変動については、非制御対象とすることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の定着装置。   4. The fixing device according to claim 1, wherein the voltage fluctuation amount is a non-control target for a voltage fluctuation that occurs in a time shorter than a predetermined time. 静電像を保持する感光体と、
この感光体に静電像を形成する露光装置と、
前記感光体に形成された静電像に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像装置と、
この現像装置により形成された現像剤像が転写された転写材を加熱して転写材に現像剤像を定着する定着装置と、
からなる画像形成装置において、
前記定着装置は、導体で構成された金属層を持つエンドレス部材に近接配置したコイルに高周波電流を流し、このエンドレス部材を発熱させて転写材と現像剤像とを加熱するもので、前記画像形成装置の電力を消費する部分により消費される電力を、その消費電力にあわせて、段階的に入力電力から除いた前記定着装置の前記エンドレス部材の発熱に利用可能な電力を、前記コイルに供給される高周波電流の周波数またはデューティを変化することにより、予め決められた条件毎に供給可能な電力量に対応する複数の電力制御パターンにより制御されることを特徴とする画像形成装置。
A photoreceptor for holding an electrostatic image;
An exposure device for forming an electrostatic image on the photoreceptor;
A developing device for supplying a developer to the electrostatic image formed on the photoreceptor to form a developer image;
A fixing device for fixing the developer image to the transfer material by heating the transfer material onto which the developer image formed by the developing device is transferred;
In an image forming apparatus comprising:
The fixing device is a device that applies a high-frequency current to a coil disposed close to an endless member having a metal layer composed of a conductor, and heats the endless member to heat the transfer material and the developer image. Power that can be used for heat generation of the endless member of the fixing device is supplied to the coil by stepping out the power consumed by the power consuming part of the device in accordance with the power consumption. An image forming apparatus controlled by a plurality of power control patterns corresponding to an amount of power that can be supplied for each predetermined condition by changing a frequency or duty of a high-frequency current.
前記定着装置の前記電力制御パターンは、前記感光体を回転し、前記感光体に前記静電像の形成を可能とする画像形成部、前記露光装置および前記現像装置のそれぞれが消費する電力と入力可能な最大電力との差の範囲の電力を提供することを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。   The power control pattern of the fixing device is input with the power consumed by each of the image forming unit, the exposure device, and the developing device that rotates the photosensitive member and enables the electrostatic image to be formed on the photosensitive member. 6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein power in a range of difference from the maximum possible power is provided. 感光体と、この感光体に静電像を形成する露光装置と、前記感光体に形成された静電像に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像装置と、この現像装置により形成された現像剤像が転写された転写材を加熱して転写材に現像剤像を定着する定着装置と、からなる画像形成装置において、
前記定着装置は、導体で構成された金属層を持つエンドレス部材に近接配置したコイルに高周波電流を流し、このエンドレス部材を発熱させて転写材と現像剤像とを加熱するもので、予め決められた条件毎に供給可能な電力量に対応する複数の電力制御パターンにより制御され、前記画像形成装置の電力を消費する部分により消費される電力を、その消費電力にあわせて、段階的に入力電力から除いた前記定着装置の前記エンドレス部材の発熱に利用可能な電力を、前記コイルに供給される高周波電流の周波数またはデューティを変化することにより、通電直後には、前記コイルに入力可能な最大の電力が供給され、前記感光体を回転し、前記感光体に前記静電像の形成を可能とする画像形成部、前記露光装置および前記現像装置のそれぞれ、およびそれらと同時に動作されることのある他の機構または構成要素のそれぞれが動作されるタイミングに従って、前記コイルに入力される電力が減少され、電源電圧が変動した場合には、その時点で入力可能な最大の電力の値を小さい値に減少させた後に供給して加熱することを特徴とする画像形成装置。
A photoconductor, an exposure device that forms an electrostatic image on the photoconductor, a developing device that supplies a developer to the electrostatic image formed on the photoconductor to form a developer image, and the developing device An image forming apparatus comprising: a fixing device that heats a transfer material on which the developer image transferred is fixed to fix the developer image on the transfer material;
The fixing device applies a high-frequency current to a coil disposed close to an endless member having a metal layer made of a conductor, and heats the endless member to heat the transfer material and the developer image. Controlled by a plurality of power control patterns corresponding to the amount of power that can be supplied for each condition, the power consumed by the part that consumes power of the image forming apparatus is input in stages according to the power consumption. By changing the frequency or duty of the high-frequency current supplied to the coil, the maximum power that can be input to the coil immediately after energization is changed. Each of an image forming unit, an exposure device, and a developing device that is supplied with electric power, rotates the photoconductor, and allows the electrostatic image to be formed on the photoconductor. According to the timing when each of the other mechanisms or components that may be operated at the same time is operated, the power input to the coil is reduced, and if the power supply voltage fluctuates, it can be input at that time. An image forming apparatus, wherein the maximum power value is reduced to a small value and then supplied and heated.
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