JP2006084648A - Image forming apparatus - Google Patents

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美帆 山野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus having a belt fixing device of an electromagnetic induction heat system capable of changing the axial heating range of a fixing belt. <P>SOLUTION: The image forming apparatus has the fixing device of the induction heating system including: an exciting coil for inducing an induction field by the application of a high-frequency AC current; a heat generating member disposed near the exciting coil and generating heat by the induction field; the endless fixing belt trained about the heat generating member and a fixing roller and heated with heat generated by the heat generating member; a pressure roller for pressing at least the fixing roller via the fixing belt. The fixing device fixes a toner image on a transfer material by conveying the transfer material while sandwiching it between the fixing belt and the pressure roller. In the image forming apparatus, a magnetic particle storage part for storing magnetic particles for converging induction field on the heat generating member is disposed opposite to the exciting coil. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの諸機能を備えた複合機等の画像形成装置に関し、詳しくは転写材の紙幅に対応して加熱可能な定着装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, and a multifunction machine having these functions, and more particularly to a fixing device capable of heating in accordance with the paper width of a transfer material.

複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの諸機能を備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置においては、原稿に対応した潜像を感光体に形成し、この潜像にトナーを付与することによって顕像化し、この顕像化されたトナー像を記録紙(転写材)上に転写し、この後、記録紙上に転写されたトナー像を定着している。   2. Description of the Related Art In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, and a multifunction machine having these functions, a latent image corresponding to an original is formed on a photosensitive member, and toner is applied to the latent image. Thus, the visualized toner image is transferred onto a recording paper (transfer material), and then the toner image transferred onto the recording paper is fixed.

このようなトナー像を定着する定着装置としては、ハロゲンヒータ等を内蔵した加熱ローラと、加熱ローラに加圧する加圧ローラとによって、トナー像が転写された記録紙を挟持・搬送しながら、加熱・加圧する熱ローラ定着方式の定着装置があり、このような定着装置は構成が簡便であると共に転写材上への定着性が良好であるため、広く利用されている。また、加熱ローラ及び加圧ローラは芯金の表面にゴム層を設けた構成になっている。   As a fixing device for fixing such a toner image, a heating roller incorporating a halogen heater or the like and a pressure roller that pressurizes the heating roller are used to heat and hold the recording paper onto which the toner image is transferred. There is a heat roller fixing type fixing device that pressurizes, and such a fixing device is widely used because it has a simple configuration and good fixability on a transfer material. Further, the heating roller and the pressure roller have a structure in which a rubber layer is provided on the surface of the cored bar.

しかし、このような定着装置においては、厚いゴム層のために熱が伝達され難く、加熱ローラ等が加熱される時間が長くなるので、ウオーミングアップタイム(WUT)が長くなるという問題がある。   However, in such a fixing device, heat is not easily transmitted due to the thick rubber layer, and there is a problem that the warming up time (WUT) becomes long because the heating roller or the like is heated for a long time.

この問題を解決するために、電磁誘導加熱方式の定着装置が開発されている(例えば、特許文献1参照)。   In order to solve this problem, an electromagnetic induction heating type fixing device has been developed (see, for example, Patent Document 1).

また、定着ベルトを用いた電磁誘導加熱方式の定着装置もある。このベルト定着装置は、無端状の定着ベルトを発熱ローラと定着ローラとに張架し、定着ベルトを介して定着ローラを加圧する加圧ローラを有し、発熱ローラの近傍に設けた励磁コイルに高周波交流電流を印加することにより誘起される誘導磁束により発熱ローラを発熱させて定着ベルトを加熱し、転写材を定着ベルトと押圧ローラとの間に形成されたニップ部で挟持・搬送して転写材上のトナー像を定着する構成である。   There is also an electromagnetic induction heating type fixing device using a fixing belt. This belt fixing device has a pressure roller that stretches an endless fixing belt between a heat generating roller and a fixing roller and presses the fixing roller via the fixing belt, and an excitation coil provided in the vicinity of the heat generating roller. The heat generating roller is heated by induction magnetic flux induced by applying a high-frequency alternating current to heat the fixing belt, and the transfer material is transferred by being sandwiched and conveyed by a nip formed between the fixing belt and the pressing roller. In this configuration, the toner image on the material is fixed.

電磁誘導加熱方式は加熱効率が高く、且つ、定着ベルトは熱容量が小さいので、ウオーミングアップタイムが短縮する。また、省電力化(省エネ)にもなる。   The electromagnetic induction heating method has high heating efficiency, and the fixing belt has a small heat capacity, so that the warm-up time is shortened. It also saves power (energy saving).

しかし、定着ベルトは熱容量が小さくて放熱による温度低下が大きく、且つ熱伝導率が低い。このために、定着ベルトの幅より幅の狭い記録紙を通紙した場合に、記録紙が通過しない定着ベルトの端部においては熱が記録材に奪われないため、温度が上昇する。この温度上昇は連続通紙により促進される。   However, the fixing belt has a small heat capacity, a large temperature drop due to heat radiation, and a low thermal conductivity. For this reason, when recording paper having a width smaller than the width of the fixing belt is passed, the temperature rises because heat is not taken away by the recording material at the end of the fixing belt through which the recording paper does not pass. This temperature rise is promoted by continuous paper feeding.

例えば、紙幅の狭いA4Rサイズの記録紙を連続通紙すると、記録紙が通過しない定着ベルトの端部の温度が上昇し、次にA4サイズの記録紙を通紙すると、端部に形成されたトナー像に光沢ムラが発生したり、記録紙が皺になったり、更に端部のトナーが定着ベルトにオフセットしたりして、良好な定着画像が得られないという問題が生ずる。また、温度差によって定着ベルトが変形することもある。   For example, when A4R size recording paper with a narrow paper width is continuously passed, the temperature of the end of the fixing belt through which the recording paper does not pass rises, and then when A4 size recording paper is passed, it is formed at the end. There are problems that uneven glossiness occurs in the toner image, the recording paper becomes wrinkled, and the toner at the end is offset to the fixing belt, so that a good fixed image cannot be obtained. Further, the fixing belt may be deformed due to a temperature difference.

このために冷却用ファンからの送風によって定着ベルトの端部を冷却する方式が知られている。   For this purpose, a method of cooling the end of the fixing belt by blowing air from a cooling fan is known.

また、このような問題は定着ベルトを用いない電磁誘導加熱方式の定着装置でも生ずるので、この対策として、加熱ローラの内部の中央に中央コイルを配置すると共に、内部の両端に端部コイルを各々配置し、定着する記録紙の幅に応じて3本のコイルへの通電時間を制御する定着装置がある(例えば、特許文献2参照)。
特開2004−228043号公報 特開2003−215954号公報
Such a problem also occurs in an electromagnetic induction heating type fixing device that does not use a fixing belt. Therefore, as a countermeasure, a central coil is disposed in the center of the inside of the heating roller, and end coils are provided at both ends of the inside. There is a fixing device that controls the energization time of three coils in accordance with the width of a recording sheet that is arranged and fixed (see, for example, Patent Document 2).
JP 2004-228043 A JP 2003-215594 A

冷却用ファンによる送風で定着ベルトの端部を冷却する方式においては、冷却するための電力が必要であって好ましくなく、また、加熱した上に冷却するという方式は省エネが強く要求される現状では受け入れられ難い。   In the method of cooling the end portion of the fixing belt by blowing with a cooling fan, electric power for cooling is necessary, which is not preferable. In addition, the method of cooling after heating is strongly required to save energy. Unacceptable.

また、特許文献1に記載の定着装置においては、3本のコイルへの通電時間の制御が複雑であるにも拘わらず、軸方向の均熱化が困難であり、3本のコイルを用いるために原価高になる。   Further, in the fixing device described in Patent Document 1, it is difficult to equalize the temperature in the axial direction even though the control of the energization time to the three coils is complicated, and three coils are used. Cost increases.

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、1本の励磁コイルのみを用いて定着ベルトの軸方向における加熱範囲を変化させることができる電磁誘導加熱方式のベルト定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and image formation is provided with an electromagnetic induction heating type belt fixing device capable of changing the heating range in the axial direction of the fixing belt using only one excitation coil. An object is to provide an apparatus.

上記目的は下記の手段によって達成される。   The above object is achieved by the following means.

[請求項1]高周波交流電流の印加により誘導磁界を誘起する励磁コイルと、前記励磁コイルの近傍に配置され、誘導磁界によって発熱する発熱部材と、前記発熱部材と定着ローラとに張架され、前記発熱部材の発熱により加熱される無端状の定着ベルトと、少なくとも前記定着ローラを前記定着ベルトを介して押圧する押圧ローラと、を有し、転写材を前記定着ベルトと前記押圧ローラとで挟持・搬送して、転写材上のトナー像を定着する誘導加熱定着装置を備えた画像形成装置において、誘導磁界を前記発熱部材に収束する磁性体粒子を収納した磁性体粒子収納部を、前記励磁コイルに対向して配置したことを特徴とする画像形成装置。   [Claim 1] An exciting coil that induces an induction magnetic field by application of a high-frequency alternating current, a heating member that is disposed in the vicinity of the excitation coil and generates heat by the induction magnetic field, and is stretched between the heating member and the fixing roller An endless fixing belt that is heated by the heat generated by the heat generating member; and a pressing roller that presses at least the fixing roller through the fixing belt, and the transfer material is sandwiched between the fixing belt and the pressing roller. In an image forming apparatus including an induction heating fixing device that conveys and fixes a toner image on a transfer material, a magnetic particle storage unit that stores magnetic particles that converge an induction magnetic field on the heat generating member is An image forming apparatus, wherein the image forming apparatus is disposed to face a coil.

[請求項2]前記磁性体粒子収納部に、定着する転写材の幅方向に移動可能な仕切壁を設け、転写材の幅寸法に対応して前記仕切壁を移動させ、前記励磁コイルに対向する前記磁性体粒子の集積長さを可変させるべく制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   [Claim 2] A partition wall that is movable in the width direction of the transfer material to be fixed is provided in the magnetic particle storage portion, and the partition wall is moved in accordance with the width dimension of the transfer material, and is opposed to the excitation coil. 2. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising control means for controlling the accumulated length of the magnetic particles to be varied.

請求項1〜2に記載の画像形成装置によれば、定着する転写材の幅寸法に対応して磁性体粒子を移動させ、1本の励磁コイルのみを用いて定着ベルトの軸方向における加熱範囲を変化させることができるので、小サイズの転写紙を連続給送した後に大サイズの転写紙を給送したときであっても、従来の如く端部に形成されたトナー像に光沢ムラが発生したり、記録紙が皺になったり、更に端部のトナーが定着ベルトにオフセットしたりして、良好な定着画像が得られないといった問題が発生することがない。   According to the image forming apparatus according to claim 1, the magnetic particles are moved in accordance with the width dimension of the transfer material to be fixed, and the heating range in the axial direction of the fixing belt using only one excitation coil. Therefore, even when large-size transfer paper is fed after continuous feeding of small-size transfer paper, gloss unevenness occurs in the toner image formed at the edge as in the past. And the recording paper becomes wrinkled, and the toner at the end is offset to the fixing belt, so that a problem that a good fixed image cannot be obtained does not occur.

また、粉体の磁性体粒子を用いることで、電気抵抗が高くなり、発生する渦電流が小さくなるため、従来の磁性コアと比較して磁性体粒子の発熱が著しく減少し、発熱部材を発熱させる効率が向上する。   In addition, the use of powdered magnetic particles increases the electrical resistance and reduces the eddy current generated. Therefore, the heat generation of the magnetic particles is significantly reduced compared to the conventional magnetic core, and the heating member generates heat. Efficiency.

本願発明の画像形成装置に関する実施の形態を説明する。   An embodiment relating to an image forming apparatus of the present invention will be described.

先ず、本発明に係わる誘導加熱定着装置を用いた画像形成装置について、図1の基本構成図を参照して説明する。   First, an image forming apparatus using an induction heating fixing apparatus according to the present invention will be described with reference to the basic configuration diagram of FIG.

図1において、1は電子写真感光体である感光体ドラムであって、感光体ドラム1は矢示の方向に所定の周速度で回転駆動され、その表面が帯電器2によってマイナスの所定の電位VHに一様帯電される。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a photosensitive drum which is an electrophotographic photosensitive member. The photosensitive drum 1 is rotationally driven in a direction indicated by an arrow at a predetermined peripheral speed, and a surface of the photosensitive drum 1 is negatively charged by a charger 2. Uniformly charged to VH.

3は露光装置で、不図示の画像読取装置やコンピュータ等から入力される画像情報の時系列デジタル画素信号に対応して変調されたレーザビームを出力する。一様帯電された感光体ドラム1の表面は、このレーザビームによって走査露光される。これにより、感光体ドラム1の露光部分は電位絶対値が低下して電位VLとなり感光体ドラム1の表面に静電潜像が形成される。   An exposure apparatus 3 outputs a laser beam modulated in accordance with a time-series digital pixel signal of image information input from an image reading apparatus (not shown) or a computer. The uniformly charged surface of the photosensitive drum 1 is scanned and exposed by this laser beam. As a result, the absolute value of the potential of the exposed portion of the photosensitive drum 1 decreases to become the potential VL, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 1.

現像器4は回転駆動される現像ローラ4aを備えている。現像ローラ4aは感光体ドラム1と対向して配置されており、その外周面にマイナスに帯電したトナーの薄層が形成される。現像ローラ4aには、その絶対値が感光体ドラム1の電位VHよりも小さく、電位VLよりも大きい現像バイアス電圧が印加されており、これにより現像ローラ4a上のトナーが感光体ドラム1の電位VL部分にのみ付着して反転現像が行われ、トナー像が形成される。   The developing device 4 includes a developing roller 4a that is rotationally driven. The developing roller 4a is disposed opposite to the photosensitive drum 1, and a thin layer of negatively charged toner is formed on the outer peripheral surface thereof. A developing bias voltage whose absolute value is smaller than the potential VH of the photosensitive drum 1 and larger than the potential VL is applied to the developing roller 4a, whereby the toner on the developing roller 4a becomes the potential of the photosensitive drum 1. Reversal development is performed only on the VL portion, and a toner image is formed.

一方、不図示の給紙部から給送される転写材である記録紙Pはレジストローラ9を経て、感光体ドラム1の回転と同期した適切なタイミングで感光体ドラム1と帯電転写極5とで形成される転写領域へ送られる。そして、感光体ドラム1上のトナー像は転写バイアスが印加された帯電転写極5により記録紙Pに転写される。   On the other hand, the recording paper P, which is a transfer material fed from a paper supply unit (not shown), passes through the registration roller 9 and is synchronized with the photosensitive drum 1 and the charged transfer pole 5 at an appropriate timing synchronized with the rotation of the photosensitive drum 1. To the transfer area formed in The toner image on the photosensitive drum 1 is transferred to the recording paper P by the charged transfer pole 5 to which a transfer bias is applied.

6は定着用ガイドであって、トナー像が転写された記録紙Pは定着装置7へ搬送され、記録紙P上に転写されたトナー像の定着がなされる。定着装置7を通過してトナー像の定着を終えた記録紙Pは不図示の排紙トレイ上に排出される。   Reference numeral 6 denotes a fixing guide, and the recording paper P onto which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 7 where the toner image transferred onto the recording paper P is fixed. The recording paper P that has passed through the fixing device 7 and has been fixed with the toner image is discharged onto a paper discharge tray (not shown).

一方、記録紙Pが分離された後の感光体ドラム1は、その表面に付着した転写残トナー等の残留物がクリーニング装置8によって除去され、クリーニングされた感光体ドラム1は繰り返し次の画像形成に供される。   On the other hand, the photosensitive drum 1 from which the recording paper P has been separated is removed by the cleaning device 8 to remove the transfer residual toner and the like adhering to the surface thereof, and the cleaned photosensitive drum 1 is repeatedly subjected to the next image formation. To be served.

なお、上述の画像形成装置はモノクロ画像を形成する装置であるが、本発明の定着装置はカラー画像を形成する装置に対しても適用される。   Although the above-described image forming apparatus is an apparatus that forms a monochrome image, the fixing apparatus of the present invention is also applied to an apparatus that forms a color image.

次に、本発明の誘導加熱方式の定着装置7について説明する。図2に示すのは誘導加熱方式の定着装置7の概略断面図である。   Next, the induction heating type fixing device 7 of the present invention will be described. FIG. 2 is a schematic sectional view of an induction heating type fixing device 7.

定着装置7は、発熱ローラ71(発熱部材)と定着ローラ72に張架された定着ベルト73と、発熱ローラ71の近傍に配置された励磁コイル74と、発熱ローラ71の近傍に配置され誘導磁界を発熱ローラ71に収束する磁性体粒子Gを収納した磁性体粒子収納部75と、定着ローラ72を定着ベルト73を介して押圧する押圧ローラ76等を有し、励磁コイル74に高周波交流電流を印加することにより誘起される誘導磁束により発熱ローラ71を自己発熱させて、その熱により定着ベルト73を加熱し、記録紙Pを定着ベルト73と押圧ローラ76とで挟持・搬送して、記録紙Pのトナー像を加熱・加圧し、定着する構成である。   The fixing device 7 includes a heat generating roller 71 (heat generating member), a fixing belt 73 stretched around the fixing roller 72, an excitation coil 74 disposed in the vicinity of the heat generating roller 71, and an induction magnetic field disposed in the vicinity of the heat generating roller 71. A magnetic particle storage portion 75 that stores magnetic particles G that converge on the heat generating roller 71, a pressing roller 76 that presses the fixing roller 72 through the fixing belt 73, and the like, and a high-frequency alternating current is applied to the exciting coil 74. The heat generating roller 71 is self-heated by the induced magnetic flux induced by the application, the fixing belt 73 is heated by the heat, and the recording paper P is sandwiched and conveyed by the fixing belt 73 and the pressing roller 76 to thereby record the recording paper. In this configuration, the P toner image is heated and pressurized to be fixed.

発熱ローラ71は、薄肉の磁性金属により円筒形に形成されている。一例として、比透磁率が180〜200のニッケルを用い、10μm厚のPFA(パーフルオロアルコキシ)で被覆している。   The heat generating roller 71 is formed in a cylindrical shape with a thin magnetic metal. As an example, nickel having a relative magnetic permeability of 180 to 200 is used and coated with PFA (perfluoroalkoxy) having a thickness of 10 μm.

なお、発熱ローラ71に代えて、軸方向に直交する断面が半月形で固定されていて、その外周面を定着ベルト73が摺動する発熱部材にしてもよい。この場合には、線速320mm/secで定着を行う場合には円筒径は少なくとも55mmを必要とし、線速をより高速とするときは円筒径は更に大とすることが望ましい。   Instead of the heat generating roller 71, a cross section orthogonal to the axial direction may be fixed in a half-moon shape, and a heat generating member on which the fixing belt 73 slides may be arranged on the outer peripheral surface thereof. In this case, when fixing is performed at a linear speed of 320 mm / sec, the cylindrical diameter needs to be at least 55 mm, and when the linear speed is made higher, it is desirable to further increase the cylindrical diameter.

定着ローラ72は、表面をゴム硬度40Hs〜80Hs(JIS、Aゴム硬度)の弾力性を有する発泡体のシリコンゴムによって構成されたローラである。   The fixing roller 72 is a roller whose surface is made of foamed silicone rubber having elasticity of rubber hardness 40Hs to 80Hs (JIS, A rubber hardness).

定着ベルト73は、可撓性を有する無端状のベルトであって、基体として厚さ20〜80μm程度のニッケル等を用いた金属ベルトや、厚さ40〜150μm程度のポリイミドやポリアミド等を用いた耐熱性の樹脂ベルトの外周面に、厚さ100〜300μm程度の耐熱性のシリコンゴムを被覆し、更に離型層として外表面に厚さ30〜50μm程度のPFAコーティング加工やチューブを施したものが用いられる。   The fixing belt 73 is an endless belt having flexibility, and a metal belt using nickel or the like having a thickness of about 20 to 80 μm or a polyimide or polyamide having a thickness of about 40 to 150 μm is used as a base. The outer peripheral surface of a heat-resistant resin belt is coated with a heat-resistant silicone rubber having a thickness of about 100 to 300 μm, and the outer surface is coated with a PFA coating or tube having a thickness of about 30 to 50 μm as a release layer. Is used.

励磁コイル74は、細い線を束ねたリッツ線を用いて形成されており、円弧状に形成されたコイル支持部材77によって支持されている。そして、励磁コイル74はコイル支持部材77の中央部77aを中心に、且つ発熱ローラ71と等間隔になるように巻回されていている。   The exciting coil 74 is formed using a litz wire obtained by bundling thin wires, and is supported by a coil support member 77 formed in an arc shape. The exciting coil 74 is wound around the central portion 77 a of the coil support member 77 and at equal intervals from the heat generating roller 71.

磁性体粒子収納部75は粉体にしたフェライトやパーマロイ(登録商標)等の磁性体粒子Gを樹脂製の筐体751に収納し、励磁コイル74に対向して配置されている。これらの磁性体粒子Gの特性を表1に示す。   The magnetic particle storage unit 75 stores powdered magnetic particles G such as ferrite and Permalloy (registered trademark) in a resin casing 751, and is arranged to face the excitation coil 74. Table 1 shows the characteristics of these magnetic particles G.

Figure 2006084648
Figure 2006084648

加圧ローラ76は、ステンレス等の丸棒から成る芯金76aと、ゴム硬度10Hs〜40Hs(JIS、Aゴム硬度)の耐熱性のフッ素ゴムやシリコンゴムより形成されたローラ層76bと、ローラ層76bの表面にPFAチューブを被覆した離型層76cとから構成されたソフトローラである。そして、不図示の押圧手段により定着ローラ72を押圧し、定着ベルト73との間にニップ部を形成する。   The pressure roller 76 includes a cored bar 76a made of a round bar such as stainless steel, a roller layer 76b formed of heat-resistant fluororubber or silicon rubber having a rubber hardness of 10Hs to 40Hs (JIS, A rubber hardness), and a roller layer. This is a soft roller composed of a release layer 76c having a surface of 76b covered with a PFA tube. Then, the fixing roller 72 is pressed by pressing means (not shown) to form a nip portion between the fixing belt 73 and the fixing roller 72.

なお、TSは定着ベルト73の温度を検知する温度センサである。   Note that TS is a temperature sensor that detects the temperature of the fixing belt 73.

以上の構成の定着装置7において、励磁コイル74に不図示の励磁回路より20kHz〜50kHzの高周波交流電流を印加する。すると、励磁コイル74の電流により誘導磁界が磁性体粒子Gに収束して誘起され、磁性体粒子Gに対向する発熱ローラ71の部所に渦電流が発生して発熱ローラ71が自己発熱する。これにより、定着ベルト73が加熱されて、熱はベルト内部に蓄積され、回転することにより定着ベルト73と押圧ローラ76とによって形成されるニップ部に搬送される。このニップ部に記録紙Pが搬送されると加熱・押圧されて、記録紙P上のトナー像が定着される。   In the fixing device 7 having the above configuration, a high frequency alternating current of 20 kHz to 50 kHz is applied to the excitation coil 74 from an excitation circuit (not shown). Then, the induced magnetic field converges on the magnetic particles G and is induced by the current of the exciting coil 74, and an eddy current is generated at the portion of the heat generating roller 71 facing the magnetic particles G, so that the heat generating roller 71 self-heats. As a result, the fixing belt 73 is heated, and heat is accumulated inside the belt, and is conveyed to a nip portion formed by the fixing belt 73 and the pressing roller 76 by rotating. When the recording paper P is conveyed to the nip portion, the toner image on the recording paper P is fixed by being heated and pressed.

次に、磁性体粒子Gについて、図3乃至図5を参照して詳細に説明する。   Next, the magnetic particles G will be described in detail with reference to FIGS.

先ず、図3を参照して説明する。図3は記録紙Pの幅寸法に応じて移動する磁性体粒子Gの位置を示す図である。   First, a description will be given with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing the positions of the magnetic particles G that move according to the width dimension of the recording paper P. FIG.

図3において、磁性体粒子Gが筐体751に収納され、右方から移動可能な仕切壁752によって押圧されている。   In FIG. 3, magnetic particles G are accommodated in a casing 751 and pressed by a partition wall 752 that can move from the right side.

例えば葉書の如き幅寸法が小サイズである記録紙Pを定着する場合には、図3(A)の如く、仕切壁752によって磁性体粒子Gを押圧し、磁性体粒子Gを小サイズの記録紙Pの幅に対応する集積長さにする。これにより、誘導磁界が小サイズの記録紙Pの幅に対応して磁性体粒子Gに収束して誘起され、発熱ローラ71が発熱する範囲も小サイズの記録紙Pの幅に対応する。   For example, when fixing a recording paper P having a small width such as a postcard, the magnetic particles G are pressed by a partition wall 752 as shown in FIG. The accumulated length corresponds to the width of the paper P. As a result, the induced magnetic field is converged and induced on the magnetic particles G corresponding to the width of the small size recording paper P, and the range in which the heat generation roller 71 generates heat also corresponds to the width of the small size recording paper P.

次に、例えばA4の記録紙Pを縦送り(A4R)して中サイズの幅の記録紙Pを定着する場合には、図3(B)の如く、小サイズの場合より少ない量で仕切壁752によって磁性体粒子Gを押圧し、磁性体粒子Gを中サイズの記録紙Pの幅に対応する集積長さにする。これにより、誘導磁界が中サイズの記録紙Pの幅に対応して磁性体粒子Gに収束して誘起され、発熱ローラ71が発熱する範囲も中サイズの記録紙Pの幅に対応する。   Next, for example, when the recording paper P of medium size is fixed by vertically feeding (A4R) the recording paper P of A4, as shown in FIG. The magnetic particles G are pressed by 752 so that the magnetic particles G have an accumulated length corresponding to the width of the medium-sized recording paper P. As a result, the induction magnetic field converges and is induced on the magnetic particles G corresponding to the width of the medium size recording paper P, and the range in which the heat generation roller 71 generates heat also corresponds to the width of the medium size recording paper P.

更に、例えばA4の記録紙Pを横送りして大サイズの幅の記録紙Pを定着する場合には、図3(C)の如く、更に少ない量で仕切壁752によって磁性体粒子Gを押圧し、磁性体粒子Gを大サイズの記録紙Pの幅に対応する集積長さにする。これにより、誘導磁界が大サイズの記録紙Pの幅に対応して磁性体粒子Gに収束して誘起され、発熱ローラ71が発熱する範囲も大サイズの記録紙Pの幅に対応する。   Further, for example, when fixing the recording paper P having a large size by laterally feeding the A4 recording paper P, the magnetic particles G are pressed by the partition wall 752 with a smaller amount as shown in FIG. Then, the magnetic particles G have an accumulation length corresponding to the width of the large size recording paper P. As a result, the induced magnetic field converges and is induced on the magnetic particles G corresponding to the width of the large size recording paper P, and the range in which the heat generation roller 71 generates heat also corresponds to the width of the large size recording paper P.

図4において、横軸を発熱ローラ71の発熱分布とし、縦軸を発熱ローラ71の発熱強度とすると、図3(A)の状態がAのグラフに相当し、図3(B)の状態がBのグラフに相当し、図3(C)の状態がCのグラフに相当する。図4によれば、発熱分布が狭い程、発熱強度が強まるので、このときは励磁コイル74に印加する高周波交流電流の印加時間を短縮することになる。   In FIG. 4, when the horizontal axis is the heat generation distribution of the heat generating roller 71 and the vertical axis is the heat generation intensity of the heat generating roller 71, the state of FIG. 3A corresponds to the graph of A, and the state of FIG. 3 corresponds to the graph of B, and the state of FIG. According to FIG. 4, as the heat generation distribution is narrower, the heat generation intensity becomes stronger. At this time, the application time of the high-frequency alternating current applied to the exciting coil 74 is shortened.

次に、仕切壁752によって磁性体粒子Gを押圧する機構の一例を図5に基づいて説明する。   Next, an example of a mechanism for pressing the magnetic particles G by the partition wall 752 will be described with reference to FIG.

仕切壁752は雄ネジを螺設した支軸753に支持されていて、支軸753の雄ネジは歯車754の内部に螺設した不図示の雌ネジに螺合している。歯車754は規制部材755によって軸方向の移動が規制されて回転のみを行い、歯車756と歯合している。歯車756は不図示の減速歯車を介してモータ757と接続している。   The partition wall 752 is supported by a support shaft 753 screwed with a male screw, and the male screw of the support shaft 753 is screwed into a female screw (not shown) screwed inside the gear 754. The gear 754 is restricted in movement in the axial direction by the regulating member 755 and only rotates, and meshes with the gear 756. The gear 756 is connected to the motor 757 via a reduction gear (not shown).

この機構により、モータ757を駆動すると、不図示の減速歯車を介して歯車756が回転し、歯車755も回転する。歯車754は規制部材755によって軸方向の移動が規制されているので、左右位置を変えずに回転し、内部の雌ネジも回転するので、雄ネジが螺合している支軸753が左方に移動する。従って、仕切板752も左方に移動して、磁性体粒子Gを適宜押圧する。   When the motor 757 is driven by this mechanism, the gear 756 rotates through a reduction gear (not shown), and the gear 755 also rotates. Since the axial movement of the gear 754 is restricted by the restricting member 755, the gear 754 rotates without changing the left-right position, and the internal female screw also rotates. Therefore, the support shaft 753 with which the male screw is screwed is moved to the left. Move to. Accordingly, the partition plate 752 also moves to the left and presses the magnetic particles G as appropriate.

なお、仕切板752も右方に移動させる場合には、モータ757を逆転駆動すればよい。   When the partition plate 752 is also moved to the right, the motor 757 may be driven in reverse.

また、仕切板752を移動させるには上記の機構に限定されるものではなく、リンク機構、ヘリコイド、カム等を用いた種々の機構が想定され、どのような機構を用いてもよい。   In addition, the mechanism for moving the partition plate 752 is not limited to the above mechanism, and various mechanisms using a link mechanism, a helicoid, a cam, and the like are assumed, and any mechanism may be used.

また、励磁コイル74によって誘起された誘導磁界を収束する磁性コアとして、従来はフェライト粉末を焼結したものを用いていた。しかし、上述の如く粉体の磁性体粒子Gを用いることで、電気抵抗が高くなり、発生する渦電流が小さくなるため、従来の磁性コアと比較してコアロス、即ち、磁性体粒子Gの発熱が著しく減少し、発熱ローラ71を発熱させる効率が向上する。   In addition, as a magnetic core for converging the induction magnetic field induced by the exciting coil 74, conventionally, a sintered ferrite powder is used. However, as described above, by using the powder magnetic particles G, the electrical resistance is increased and the generated eddy current is reduced. Therefore, the core loss, that is, the heat generation of the magnetic particles G, compared with the conventional magnetic core. Is significantly reduced, and the efficiency with which the heat generating roller 71 generates heat is improved.

また、筐体751の中で磁性体粒子Gが不均一になると、発熱強度にムラが生ずるので、筐体751に振動を加え、磁性体粒子Gを均らすことが望ましい。   In addition, if the magnetic particles G are not uniform in the casing 751, the heat generation intensity is uneven. Therefore, it is desirable to apply vibration to the casing 751 to level the magnetic particles G.

次に、図3に示す如く、仕切壁752によって磁性体粒子Gを押圧し、磁性体粒子Gの集積長さを変化させるべく制御する構成を図6のブロック図に基づいて説明する
制御手段201は、CPU等からなり後述する各部及び各手段を制御する。
Next, as shown in FIG. 3, a configuration for controlling the magnetic particles G to be pressed by the partition wall 752 and changing the accumulated length of the magnetic particles G will be described based on the block diagram of FIG. Consists of a CPU or the like and controls each part and each means to be described later.

操作部202は、図1に示す画像形成装置の上部に配置され(図1には不図示)、ユーザーの操作により使用する記録紙Pのサイズ(例えば、A3、B4、A4、A4R、B5、葉書等)を選択して設定する。   The operation unit 202 is arranged on the upper part of the image forming apparatus shown in FIG. 1 (not shown in FIG. 1), and the size of the recording paper P used by the user's operation (for example, A3, B4, A4, A4R, B5, Select a postcard, etc.) and set it.

紙サイズ検知手段203は、給送された記録紙Pのサイズを自動的に検知する。例えば、原稿のサイズを検知して、それに対応する記録紙Pを選択する。   The paper size detection unit 203 automatically detects the size of the fed recording paper P. For example, the size of the original is detected, and the corresponding recording paper P is selected.

作動状態検知手段204は、画像形成装置が作動可能な状態か、作動状態か、ウオーミングアップ中か、設定された条件での一連の画像形成が終了した後か、アイドリング中か、ローパワーモード中か、アイドリング若しくはローパワーモードからの復帰中か、及びジャム発生中か等を検出する。   The operation state detection unit 204 is in a state where the image forming apparatus is operable, in an operation state, during warming up, after a series of image formations under a set condition, during idling, or in a low power mode. Detecting whether the vehicle is returning from idling or low power mode, jamming, and the like.

温度センサ205は、図2に記載の温度センサTSに相当し、定着ベルト73の温度を検知する。   The temperature sensor 205 corresponds to the temperature sensor TS illustrated in FIG. 2 and detects the temperature of the fixing belt 73.

記憶手段は206は、記録紙Pの幅寸法、及び画像形成装置の状態を記憶するメモリである。   A storage unit 206 is a memory for storing the width dimension of the recording paper P and the state of the image forming apparatus.

励磁回路207は、図2に記載の励磁コイル74に相当する励磁コイル208に高周波交流電流を印加する。   The excitation circuit 207 applies a high-frequency alternating current to the excitation coil 208 corresponding to the excitation coil 74 shown in FIG.

仕切壁移動手段209は、仕切壁752を移動させる図5に記載のモータ757に相当する。   The partition wall moving unit 209 corresponds to the motor 757 illustrated in FIG. 5 that moves the partition wall 752.

以上の構成により、記録紙Pの紙サイズが、ユーザーにより操作部202にて設定されたり、紙サイズ検知手段203にて自動検知されたりして、制御手段201に入力され、記録紙Pの幅寸法が記憶手段205に記憶される。また、作動状態検知手段204にて検知した画像形成装置の状況も制御部201に入力され、記憶手段206に記憶される。そして、記憶手段206に記憶した紙サイズ及び画像形成装置の状態により、制御手段201は仕切壁移動手段209を駆動して、磁性体粒子Gを移動させ、定着すべき記録紙Pの紙サイズに対応した集積長さにする。また、紙サイズに対応して発熱強度が変化するので、制御手段201は温度センサ205で検知した定着ベルト73の温度に基づいて励磁回路207を制御し、励磁コイル208に高周波交流電流を印加する時間を変化させる。   With the above configuration, the paper size of the recording paper P is set by the user in the operation unit 202 or automatically detected by the paper size detection unit 203 and is input to the control unit 201 to determine the width of the recording paper P. The dimensions are stored in the storage means 205. Further, the status of the image forming apparatus detected by the operating state detection unit 204 is also input to the control unit 201 and stored in the storage unit 206. Then, according to the paper size stored in the storage unit 206 and the state of the image forming apparatus, the control unit 201 drives the partition wall moving unit 209 to move the magnetic particles G to the paper size of the recording paper P to be fixed. The corresponding accumulation length is set. Further, since the heat generation intensity changes corresponding to the paper size, the control unit 201 controls the excitation circuit 207 based on the temperature of the fixing belt 73 detected by the temperature sensor 205 and applies a high-frequency alternating current to the excitation coil 208. Change time.

なお、ウオーミングアップ中、設定された条件での一連の画像形成が終了した後、アイドリング中、ローパワーモード中、アイドリング若しくはローパワーモードからの復帰中、及びジャム発生中等においては、磁性体粒子Gを移動させ、例えば図3(C)の如き最大幅の記録紙Pに対応した集積長さにする。   During warm-up, after completion of a series of image formation under the set conditions, during idling, during low power mode, during recovery from idling or low power mode, and during jam occurrence, the magnetic particles G are For example, the accumulated length corresponds to the recording paper P having the maximum width as shown in FIG.

画像形成装置の基本構成図である。1 is a basic configuration diagram of an image forming apparatus. 誘導加熱方式の定着装置の概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an induction heating type fixing device. 記録紙の幅寸法に応じて集積長さが変化する磁性体粒子の図である。It is a figure of the magnetic body particle from which accumulation length changes according to the width dimension of recording paper. 発熱ローラの発熱分布と発熱強度の図である。It is a figure of heat_generation | fever distribution and heat_generation | fever intensity | strength of a heat-generating roller. 磁性体粒子を移動させる機構図である。It is a mechanism figure which moves a magnetic body particle. 集積長さが変化する磁性体粒子を制御するブロック図である。It is a block diagram which controls the magnetic body particle from which accumulation length changes.

符号の説明Explanation of symbols

7 定着装置
71 発熱ローラ
72 定着ローラ
73 定着ベルト
74 励磁コイル
75 磁性体粒子収納部
751 筐体
752 仕切壁
76 押圧ローラ
201 制御手段
G 磁性体粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 Fixing device 71 Heat generating roller 72 Fixing roller 73 Fixing belt 74 Excitation coil 75 Magnetic substance storage part 751 Case 752 Partition wall 76 Pressing roller 201 Control means G Magnetic substance particle

Claims (2)

高周波交流電流の印加により誘導磁界を誘起する励磁コイルと、
前記励磁コイルの近傍に配置され、誘導磁界によって発熱する発熱部材と、
前記発熱部材と定着ローラとに張架され、前記発熱部材の発熱により加熱される無端状の定着ベルトと、
少なくとも前記定着ローラを前記定着ベルトを介して押圧する押圧ローラと、を有し、
転写材を前記定着ベルトと前記押圧ローラとで挟持・搬送して、転写材上のトナー像を定着する誘導加熱定着装置を備えた画像形成装置において、
誘導磁界を前記発熱部材に収束する磁性体粒子を収納した磁性体粒子収納部を、前記励磁コイルに対向して配置したことを特徴とする画像形成装置。
An exciting coil that induces an induced magnetic field by applying a high-frequency alternating current;
A heating member disposed in the vicinity of the exciting coil and generating heat by an induced magnetic field;
An endless fixing belt stretched between the heat generating member and the fixing roller and heated by the heat generated by the heat generating member;
A pressing roller that presses at least the fixing roller through the fixing belt,
In an image forming apparatus provided with an induction heating fixing device that clamps and conveys a transfer material between the fixing belt and the pressing roller to fix a toner image on the transfer material,
An image forming apparatus, wherein a magnetic particle storage portion storing magnetic particles that converge an induced magnetic field on the heat generating member is disposed to face the excitation coil.
前記磁性体粒子収納部に、定着する転写材の幅方向に移動可能な仕切壁を設け、
転写材の幅寸法に対応して前記仕切壁を移動させ、前記励磁コイルに対向する前記磁性体粒子の集積長さを可変させるべく制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
A partition wall that is movable in the width direction of the transfer material to be fixed is provided in the magnetic particle storage unit,
2. The control device according to claim 1, further comprising a control unit configured to move the partition wall in accordance with a width dimension of the transfer material and to control the accumulated length of the magnetic particles facing the exciting coil to be variable. The image forming apparatus described.
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