JP2013057840A - Fixing device, and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device which has a sufficiently high heating efficiency of a fixing rotating body by electromagnetic induction heating and further reduces heat-up time of the fixing rotating body, and to provide an image forming apparatus.SOLUTION: A fixing device comprises: a fixing rotating body 21 comprising a first heat generating layer which is heated by electromagnetic induction by an excitation coil part 25; and a heat generating member 23 comprising a second heat generating layer heated by electromagnetic induction by the excitation coil part 25, which faces it via the fixing rotating body 21. By making adjustable the magnetic flux density applied to the first heat generating layer of the fixing belt 21, switching is enabled between a first heating state in which the fixing rotating body 21 is heated by heating only the first heat generation layer by electromagnetic induction by the excitation coil part 25 and a second heating state in which the fixing rotating body 21 is directly heated by heating the first heat generating layer and the second heat generating layer of the heat generating member 23 by electromagnetic induction by the excitation coil part 25, and the fixing rotating body 21 is indirectly heated by the heat generating member 23.

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、そこに設置される電磁誘導加熱方式の定着装置と、に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof, and an electromagnetic induction heating type fixing device installed therein.

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短いことを特徴とする、電磁誘導加熱方式の定着装置が知られている(例えば、特許文献1〜3等参照。)。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine and a printer, an electromagnetic induction heating type fixing device characterized by a short warm-up time and first print time is known (for example, Patent Documents 1 to 3). reference.).

特許文献1には、電磁誘導加熱方式の定着装置であって、定着ベルト(定着回転体)の温度が定着設定温度に到達するまで、感温磁性部材を定着ベルトから離間した状態で定着ベルトの電磁誘導加熱をおこない、定着ベルトの温度が定着設定温度に到達した後に、昇温状態の感温磁性部材を定着ベルトに接触させる技術が開示されている。   Patent Document 1 discloses an electromagnetic induction heating type fixing device in which the temperature-sensitive magnetic member is separated from the fixing belt until the temperature of the fixing belt (fixing rotator) reaches the fixing set temperature. A technique is disclosed in which a temperature-sensitive magnetic member in a heated state is brought into contact with a fixing belt after electromagnetic induction heating is performed and the temperature of the fixing belt reaches a fixing setting temperature.

また、特許文献2には、電磁誘導加熱方式の定着装置であって、発熱ローラの昇温時には、発熱ローラに内設された導電性部材を励磁コイルに対向しない位置に移動させて、定着ベルト(定着回転体)の温度が所定温度に達した後に、導電性部材を励磁コイルに対向する位置に移動させる技術が開示されている。
また、特許文献2、3には、励磁コイルによって電磁誘導加熱される発熱ローラ(金属パイプ)を、所定のキュリー温度を有する感温磁性材料で形成することで、発熱ローラ(金属パイプ)の過昇温を防止する技術が開示されている。
Patent Document 2 discloses a fixing device of an electromagnetic induction heating method, and when the temperature of the heat generating roller is increased, a conductive member provided in the heat generating roller is moved to a position not facing the exciting coil, thereby fixing the fixing belt. A technique is disclosed in which the conductive member is moved to a position facing the exciting coil after the temperature of the (fixing rotator) reaches a predetermined temperature.
In Patent Documents 2 and 3, a heat generating roller (metal pipe) that is electromagnetically heated by an exciting coil is formed of a temperature-sensitive magnetic material having a predetermined Curie temperature. A technique for preventing temperature rise is disclosed.

上述した特許文献1の定着装置は、定着ベルト(定着回転体)の温度が定着設定温度に到達するまで、感温磁性部材を定着ベルトから離間した状態で定着ベルトの電磁誘導加熱をおこなっているものの、その間も常に感温磁性部材が電磁誘導加熱されているために、定着ベルト(定着回転体)に対する電磁誘導加熱による加熱効率を充分に高めることができなかった。
また、上述した特許文献2、3の定着装置は、電磁誘導加熱される発熱層と、昇温防止のために形成された感温磁性層と、が一体化されているために、発熱層の熱が感温磁性層に奪われてしない、定着ベルト(定着回転体)の昇温時間を充分に短縮化することができなかった。
The fixing device of Patent Document 1 described above performs electromagnetic induction heating of the fixing belt with the temperature-sensitive magnetic member separated from the fixing belt until the temperature of the fixing belt (fixing rotating body) reaches the fixing set temperature. However, since the temperature-sensitive magnetic member is always subjected to electromagnetic induction heating during that time, the heating efficiency of the fixing belt (fixing rotating body) by electromagnetic induction heating cannot be sufficiently increased.
Further, in the fixing devices of Patent Documents 2 and 3 described above, since the heat generating layer that is heated by electromagnetic induction and the temperature-sensitive magnetic layer that is formed to prevent the temperature increase are integrated, The temperature rise time of the fixing belt (fixing rotator), in which heat is not taken away by the temperature-sensitive magnetic layer, cannot be shortened sufficiently.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、定着回転体に対する電磁誘導加熱による加熱効率が充分に高くて、定着回転体の昇温時間がさらに短縮化される、定着装置、及び、画像形成装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and the heating efficiency of the fixing rotator by electromagnetic induction heating is sufficiently high, so that the heating time of the fixing rotator is further shortened. An apparatus and an image forming apparatus are provided.

この発明の請求項1記載の発明にかかる定着装置は、励磁コイル部によって電磁誘導加熱される第1発熱層を具備するとともに、所定方向に走行してトナー像を加熱して溶融する定着回転体と、前記定着回転体に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、前記定着回転体を介して対向する前記励磁コイル部によって電磁誘導加熱される第2発熱層を具備するとともに、前記定着回転体に当接した状態で前記定着回転体を加熱可能に形成された発熱部材と、を備え、前記第1発熱層に作用する磁束密度を可変することで、前記励磁コイル部によって前記第1発熱層のみを電磁誘導加熱して前記定着回転体を加熱する第1の加熱状態と、前記励磁コイル部によって前記第1発熱層及び前記第2発熱層を電磁誘導加熱して前記定着回転体を直接的に加熱するとともに前記発熱部材によって前記定着回転体を間接的に加熱する第2の加熱状態と、が切り替えられるものである。   According to a first aspect of the present invention, a fixing device includes a first heat generating layer that is electromagnetically heated by an exciting coil unit, and that also travels in a predetermined direction to heat and melt a toner image. A pressure rotator that forms a nip portion where the recording medium is conveyed by being pressed against the fixing rotator, and a second heat generation layer that is electromagnetically heated by the exciting coil portion that is opposed to the fixing rotator. A heating member formed so as to be able to heat the fixing rotator while being in contact with the fixing rotator, and changing the magnetic flux density acting on the first heat generating layer, A first heating state in which only the first heat generating layer is electromagnetically heated by the exciting coil unit to heat the fixing rotating body, and the first heat generating layer and the second heat generating layer are electromagnetically heated by the exciting coil unit. Before By the heat-generating member with directly heating the fixing rotary body and the second heating condition for indirectly heating the fixing rotator, in which is switched.

本発明は、定着回転体の第1発熱層に作用する磁束密度を可変することで、第1発熱層のみを電磁誘導加熱して定着回転体を加熱する第1の加熱状態と、第1発熱層と発熱部材の第2発熱層とを電磁誘導加熱して定着回転体を直接的に加熱するとともに発熱部材によって定着回転体を間接的に加熱する第2の加熱状態と、を切り替えている。これにより、定着回転体に対する電磁誘導加熱による加熱効率が充分に高くて、定着回転体の昇温時間がさらに短縮化される、定着装置、及び、画像形成装置を提供することができる。   According to the present invention, the magnetic flux density acting on the first heat generating layer of the fixing rotator is varied, so that the first heating state in which only the first heat generating layer is electromagnetically heated to heat the fixing rotator, and the first heat generation. The second heating layer is switched between a second heating state in which the fixing rotating body is heated directly by the heat generating member while the fixing rotating body is directly heated by electromagnetic induction heating of the layer and the second heating layer of the heating member. Accordingly, it is possible to provide a fixing device and an image forming apparatus in which the heating efficiency of the fixing rotator by electromagnetic induction heating is sufficiently high and the temperature rise time of the fixing rotator is further shortened.

この発明の実施の形態1における画像形成装置を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 図1の画像形成装置に設置された定着装置を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a fixing device installed in the image forming apparatus of FIG. 1. (A)第1強磁性体と第2強磁性体との励磁コイル部に対する対向距離が短く設定された第1の加熱状態を示す拡大図と、(B)第1強磁性体の励磁コイル部に対する対向距離のみが短く設定された第2の加熱状態を示す拡大図と、である。(A) The enlarged view which shows the 1st heating state by which the opposing distance with respect to the exciting coil part of a 1st ferromagnetic material and a 2nd ferromagnetic material was set short, (B) The exciting coil part of a 1st ferromagnetic material It is an enlarged view which shows the 2nd heating state to which only the opposing distance with respect to was set short. 第1発熱層に形成される磁場と磁束密度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the magnetic field and magnetic flux density which are formed in the 1st exothermic layer. 小サイズ紙を連続通紙したときの、定着ベルトにおける幅方向の温度分布を示すグラフである。6 is a graph showing the temperature distribution in the width direction of the fixing belt when small-size paper is continuously fed. 別形態の定着装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the fixing device of another form. この発明の実施の形態2における定着装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the fixing device in Embodiment 2 of this invention. 図7の定着装置における発熱部材の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the heat generating member in the fixing device of FIG. 別形態の定着装置の一部を幅方向に示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of another type of fixing device in a width direction. 立ち上げ時において発熱部材の離間制御をおこなったときと、おこなわなかったときと、の定着回転体の昇温特性を示すグラフである。6 is a graph showing the temperature rise characteristics of the fixing rotator when the heating member separation control is performed at the time of start-up and when it is not performed. 通紙条件によって可変制御される発熱部材の接離状態を示す表図である。It is a table | surface figure which shows the contact-and-separation state of the heat generating member variably controlled by paper passing conditions. 印刷モードの切替時において発熱部材の離間制御をおこなったときと、おこなわなかったときと、の定着回転体の温度変化を示すグラフである。6 is a graph showing a change in temperature of the fixing rotator when the heating member separation control is performed and when it is not performed when the print mode is switched. 定着回転体のオーバーシュート時において発熱部材の離間制御をおこなったときと、おこなわなかったときと、の定着回転体の温度変化を示すグラフである。6 is a graph showing a change in temperature of the fixing rotator when the heating member separation control is performed during overshooting of the fixing rotator and when it is not performed. 記録媒体の搬送速度が異なる画像形成装置ごとに変更される発熱部材の離間制御の条件を示す表図である。FIG. 10 is a table showing conditions for controlling the separation of the heat generating member that is changed for each image forming apparatus having a different recording medium conveyance speed.

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.

実施の形態1.
図1〜図6にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1において、1は画像形成装置としての複写機の装置本体、2は原稿Dの画像情報を光学的に読み込む原稿読込部、3は原稿読込部2で読み込んだ画像情報に基いた露光光Lを感光体ドラム5上に照射する露光部、4は感光体ドラム5上にトナー像(画像)を形成する作像部、7は感光体ドラム5上に形成されたトナー像を記録媒体Pに転写する転写部、10はセットされた原稿Dを原稿読込部2に搬送する原稿搬送部、12〜14は転写紙等の記録媒体Pが収納された給紙部、20は記録媒体P上の未定着画像を定着する定着装置、21は定着装置20に設置された定着回転体としての定着ベルト、31は定着装置20に設置された加圧回転体としての加圧ローラ、を示す。
Embodiment 1 FIG.
The first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an apparatus main body of a copying machine as an image forming apparatus, 2 an original reading unit that optically reads image information of an original D, and 3 an exposure light L based on image information read by the original reading unit 2. Is exposed to the photosensitive drum 5, 4 is an image forming unit for forming a toner image (image) on the photosensitive drum 5, and 7 is a toner image formed on the photosensitive drum 5 on the recording medium P. A transfer unit 10 for transferring, a document transport unit for transporting the set document D to the document reading unit 2, 12 to 14 a paper feed unit storing a recording medium P such as transfer paper, and 20 on the recording medium P A fixing device for fixing an unfixed image, 21 is a fixing belt as a fixing rotator installed in the fixing device 20, and 31 is a pressure roller as a pressure rotator installed in the fixing device 20.

図1を参照して、画像形成装置における、通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Dは、原稿搬送部10の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部2上を通過する。このとき、原稿読込部2では、上方を通過する原稿Dの画像情報が光学的に読み取られる。
そして、原稿読込部2で読み取られた光学的な画像情報は、電気信号に変換された後に、露光部3(書込部)に送信される。そして、露光部3からは、その電気信号の画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Lが、作像部4の感光体ドラム5上に向けて発せられる。
With reference to FIG. 1, an operation during normal image formation in the image forming apparatus will be described.
First, the document D is conveyed from the document table in the direction of the arrow in the drawing by the conveyance roller of the document conveyance unit 10 and passes over the document reading unit 2. At this time, the document reading unit 2 optically reads the image information of the document D passing above.
Then, the optical image information read by the document reading unit 2 is converted into an electric signal and then transmitted to the exposure unit 3 (writing unit). Then, exposure light L such as laser light based on the image information of the electrical signal is emitted from the exposure unit 3 toward the photosensitive drum 5 of the image forming unit 4.

一方、作像部4において、感光体ドラム5は図中の時計方向に回転しており、所定の作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程)を経て、感光体ドラム5上に画像情報に対応した画像(トナー像)が形成される。
その後、感光体ドラム5上に形成された画像は、転写部7で、レジストローラにより搬送された記録媒体P上に転写される。
On the other hand, in the image forming unit 4, the photosensitive drum 5 is rotated in the clockwise direction in the drawing, and image information is transferred onto the photosensitive drum 5 through a predetermined image forming process (charging process, exposure process, development process). An image (toner image) corresponding to is formed.
Thereafter, the image formed on the photosensitive drum 5 is transferred by the transfer unit 7 onto the recording medium P conveyed by the registration roller.

一方、転写部7に搬送される記録媒体Pは、次のように動作する。
まず、画像形成装置本体1の複数の給紙部12、13、14のうち、1つの給紙部が自動又は手動で選択される(例えば、最上段の給紙部12が選択されたものとする。)。
そして、給紙部12に収納された記録媒体Pの最上方の1枚が、搬送経路Kの位置に向けて搬送される。
On the other hand, the recording medium P conveyed to the transfer unit 7 operates as follows.
First, one of the plurality of paper feeding units 12, 13, and 14 of the image forming apparatus main body 1 is automatically or manually selected (for example, the uppermost paper feeding unit 12 is selected). To do.)
Then, the uppermost sheet of the recording medium P stored in the paper feeding unit 12 is transported toward the position of the transport path K.

その後、記録媒体Pは、搬送経路Kを通過してレジストローラの位置に達する。そして、レジストローラの位置に達した記録媒体Pは、感光体ドラム5上に形成された画像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部7に向けて搬送される。   Thereafter, the recording medium P passes through the conveyance path K and reaches the position of the registration roller. Then, the recording medium P that has reached the position of the registration roller is conveyed toward the transfer unit 7 at the same timing in order to align with the image formed on the photosensitive drum 5.

そして、転写工程後の記録媒体Pは、転写部7の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置20に達する。定着装置20に達した記録媒体Pは、定着ベルト21と加圧ローラ31との間に送入されて、定着ベルト21から受ける熱と双方の部材21、31から受ける圧力とによって画像が定着される。画像が定着された記録媒体Pは、定着ベルト21と加圧ローラ31との間(ニップ部である。)から送出された後に、画像形成装置本体1から排出される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。
After the transfer process, the recording medium P passes through the position of the transfer unit 7 and then reaches the fixing device 20 through the conveyance path. The recording medium P that has reached the fixing device 20 is fed between the fixing belt 21 and the pressure roller 31, and the image is fixed by the heat received from the fixing belt 21 and the pressure received from both members 21, 31. The The recording medium P on which the image is fixed is delivered from between the fixing belt 21 and the pressure roller 31 (a nip portion), and then discharged from the image forming apparatus main body 1.
Thus, a series of image forming processes is completed.

次に、図2及び図3にて、画像形成装置本体1に設置される定着装置20の構成・動作について詳述する。
図2に示すように、定着装置20は、定着回転体(定着部材)としての定着ベルト21、固定部材22(ニップ形成部材)、発熱部材23、強磁性体24(磁束調整部材)、励磁コイル部25(誘導加熱部)、加圧回転体としての加圧ローラ31、温度検知手段としての温度センサ40、ガイド板35、37、等で構成される。
Next, the configuration and operation of the fixing device 20 installed in the image forming apparatus main body 1 will be described in detail with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2, the fixing device 20 includes a fixing belt 21 as a fixing rotating body (fixing member), a fixing member 22 (nip forming member), a heating member 23, a ferromagnetic body 24 (magnetic flux adjusting member), and an excitation coil. A section 25 (induction heating section), a pressure roller 31 as a pressure rotator, a temperature sensor 40 as temperature detection means, guide plates 35 and 37, and the like.

ここで、定着回転体としての定着ベルト21は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、図2中の矢印方向(時計方向)に回転(走行)する。定着ベルト21は、内周面(固定部材22や発熱部材23との摺接面である。)側から、第1発熱層(基材層)、弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが1mm以下に設定されている。   Here, the fixing belt 21 as a fixing rotator is a thin and flexible endless belt, and rotates (runs) in the arrow direction (clockwise) in FIG. The fixing belt 21 has a first heat generating layer (base material layer), an elastic layer, and a release layer sequentially laminated from the inner peripheral surface (the sliding contact surface with the fixing member 22 and the heat generating member 23) side. The overall thickness is set to 1 mm or less.

ここで、定着ベルト21の第1発熱層(基材層)は、層厚が数ミクロン〜数百ミクロン程度(好ましくは、十ミクロン〜数十ミクロン程度)の低熱容量の導電性材料からなり、励磁コイル部25によって電磁誘導加熱される発熱層として機能する。
定着ベルト21の弾性層は、層厚が100〜300μm程度であって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト21表面の微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体P上のトナー像Tに均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。なお、本実施の形態1では、定着ベルト21の弾性層として、層厚が200μmのシリコーンゴムを用いている。
定着ベルト21の離型層は、層厚が10〜50μm程度であって、PFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、PES(ポリエーテルサルファイド)、等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナーT(トナー像)に対する離型性(剥離性)が担保される。
Here, the first heat generating layer (base material layer) of the fixing belt 21 is made of a low heat capacity conductive material having a layer thickness of about several microns to several hundred microns (preferably, about ten microns to several tens of microns). It functions as a heat generating layer heated by electromagnetic induction by the exciting coil unit 25.
The elastic layer of the fixing belt 21 has a layer thickness of about 100 to 300 μm and is formed of a rubber material such as silicone rubber, foamable silicone rubber, or fluororubber. By providing the elastic layer, minute irregularities on the surface of the fixing belt 21 in the nip portion are not formed, and heat is uniformly transmitted to the toner image T on the recording medium P, thereby suppressing the generation of a scum skin image. In the first embodiment, silicone rubber having a layer thickness of 200 μm is used as the elastic layer of the fixing belt 21.
The release layer of the fixing belt 21 has a layer thickness of about 10 to 50 μm, and includes PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), PTFE (polytetrafluoroethylene), polyimide, polyetherimide, PES. (Polyether sulfide), etc. By providing the release layer, the releasability (peelability) for the toner T (toner image) is secured.

定着ベルト21の内部(内周面側)には、固定部材22、発熱部材23、強磁性体24、等が固設されている。また、定着ベルト21の外周面の一部に隙間を空けて対向するように、励磁コイル部25(誘導加熱部)が配設されている。また、図示は省略するが、定着ベルト21の内周面には、潤滑剤が塗布されている。   A fixing member 22, a heat generating member 23, a ferromagnetic body 24, and the like are fixed inside the fixing belt 21 (inner peripheral surface side). An exciting coil unit 25 (induction heating unit) is disposed so as to face a part of the outer peripheral surface of the fixing belt 21 with a gap. Although not shown, a lubricant is applied to the inner peripheral surface of the fixing belt 21.

ここで、固定部材22は、定着ベルト21の内周面に摺接するように固定されている。そして、固定部材22が定着ベルト21を介して加圧ローラ31に圧接することで、記録媒体Pが搬送されるニップ部が形成される。図示は省略するが、固定部材22は、その幅方向両端部が定着装置20の側板に固定支持されている。また、固定部材22は、加圧ローラ31による加圧力を受けても大きく撓むことがないように、ある程度剛性のある材料で形成されている。
また、固定部材22は、加圧ローラ31との対向面(摺接面)が、加圧ローラ31の曲率にならうように凹状に形成されている。これにより、記録媒体Pは加圧ローラ31の曲率にならうようにニップ部から送出されるために、定着工程後の記録媒体Pが定着ベルト21に吸着して分離しないような不具合を抑止することができる。
なお、本実施の形態1では、ニップ部を形成する固定部材22の形状を凹状に形成したが、ニップ部を形成する固定部材22の形状を平面状に形成することもできる。すなわち、固定部材22の摺接面(加圧ローラ31に対向する面である。)が平面形状になるように形成することができる。これにより、ニップ部の形状が記録媒体Pの画像面に対して略平行になって、定着ベルト21と記録媒体Pとの密着性が高まるために定着性が向上する。さらに、ニップ部の出口側における定着ベルト21の曲率が大きくなるために、ニップ部から送出された記録媒体Pを定着ベルト21から容易に分離することができる。
Here, the fixing member 22 is fixed so as to be in sliding contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 21. Then, the fixing member 22 is pressed against the pressure roller 31 via the fixing belt 21 to form a nip portion where the recording medium P is conveyed. Although illustration is omitted, both ends of the fixing member 22 in the width direction are fixedly supported on the side plate of the fixing device 20. In addition, the fixing member 22 is formed of a material having a certain degree of rigidity so that the fixing member 22 does not bend greatly even if it receives pressure applied by the pressure roller 31.
The fixing member 22 is formed in a concave shape so that the surface facing the pressure roller 31 (sliding contact surface) follows the curvature of the pressure roller 31. Thereby, since the recording medium P is sent out from the nip portion so as to follow the curvature of the pressure roller 31, the problem that the recording medium P after the fixing process is not attracted to the fixing belt 21 and separated is suppressed. be able to.
In the first embodiment, the shape of the fixing member 22 that forms the nip portion is formed in a concave shape, but the shape of the fixing member 22 that forms the nip portion can also be formed in a planar shape. That is, the sliding contact surface of the fixing member 22 (the surface facing the pressure roller 31) can be formed in a planar shape. As a result, the shape of the nip portion is substantially parallel to the image surface of the recording medium P, and the adhesion between the fixing belt 21 and the recording medium P is increased, so that the fixing property is improved. Further, since the curvature of the fixing belt 21 on the exit side of the nip portion is increased, the recording medium P sent from the nip portion can be easily separated from the fixing belt 21.

図2を参照して、発熱部材23は、定着ベルト21(定着回転体)を介して励磁コイル部25に対向するとともに、定着ベルト21の内周面に当接するように配設されている。また、図示は省略するが、発熱部材23は、その幅方向両端部が定着装置20の側板に固定支持されている。
そして、発熱部材23には、励磁コイル部25によって電磁誘導加熱される第2発熱層(導電性材料で形成されている。)が形成されていて、励磁コイル部25により生成される交番磁界によって電磁誘導加熱されて定着ベルト21を加熱する(熱を伝える。)。すなわち、発熱部材23が励磁コイル部25によって直接的に電磁誘導加熱されて、発熱部材23を介して定着ベルト21が間接的に加熱されることになる。
ここで、先に説明したように、定着ベルト21にも第1発熱層が設けられているため、定着ベルト21(第1発熱層)自体も、励磁コイル部25により生成される交番磁界によって直接的に電磁誘導加熱されることになる。したがって、定着ベルト21は、励磁コイル部25により直接的に電磁誘導加熱されるとともに、発熱部材23(励磁コイル部25により電磁誘導加熱されている。)によって間接的に加熱されることになり、定着ベルト21の加熱効率が高められる。
With reference to FIG. 2, the heat generating member 23 is disposed so as to face the exciting coil portion 25 via the fixing belt 21 (fixing rotating body) and to contact the inner peripheral surface of the fixing belt 21. Although not shown, the heat generating member 23 is fixedly supported by the side plates of the fixing device 20 at both ends in the width direction.
The heat generating member 23 is formed with a second heat generating layer (formed of a conductive material) that is electromagnetically heated by the exciting coil unit 25, and is generated by an alternating magnetic field generated by the exciting coil unit 25. The fixing belt 21 is heated by electromagnetic induction heating (transfers heat). That is, the heating member 23 is directly heated by electromagnetic induction by the exciting coil unit 25, and the fixing belt 21 is indirectly heated via the heating member 23.
Here, as described above, since the fixing belt 21 is also provided with the first heat generating layer, the fixing belt 21 (first heat generating layer) itself is also directly applied by the alternating magnetic field generated by the exciting coil unit 25. Therefore, electromagnetic induction heating is performed. Therefore, the fixing belt 21 is directly heated by electromagnetic induction by the excitation coil unit 25 and indirectly heated by the heat generating member 23 (electromagnetic induction heating by the excitation coil unit 25). The heating efficiency of the fixing belt 21 is increased.

そして、本実施の形態1では、加熱された定着ベルト21の表面から記録媒体P上のトナー像Tに熱が加えられることになる。
なお、励磁コイル部25の出力制御は、定着ベルト21表面に対向するサーミスタ、サーモパイル等の温度センサ40(温度検知手段)によるベルト表面温度の検知結果に基いておこなわれる。また、このような励磁コイル部25の出力制御によって、定着ベルト21の温度(定着温度)を所望の温度に設定することができる。
In the first embodiment, heat is applied to the toner image T on the recording medium P from the surface of the heated fixing belt 21.
The output control of the exciting coil unit 25 is performed based on the detection result of the belt surface temperature by the temperature sensor 40 (temperature detecting means) such as a thermistor or a thermopile facing the surface of the fixing belt 21. Further, the temperature of the fixing belt 21 (fixing temperature) can be set to a desired temperature by such output control of the exciting coil unit 25.

図2及び図3を参照して、励磁コイル部25(誘導加熱部)は、励磁コイル26、励磁コイルコア27、等で構成される。励磁コイル26は、定着ベルト21の外周面の一部を覆うように配設された励磁コイルコア27上に細線を束ねたリッツ線を巻回して幅方向(図2及び図3の紙面垂直方向である。)に延設したものである。そして、不図示の交流電源から励磁コイル26に交流電流が供給されることで、励磁コイル部25から定着ベルト21の第1発熱層や発熱部材23の第2発熱層に向けて磁束が生成されることになる。なお、励磁コイルコア27は、フェライト等の強磁性体(比透磁率が2500程度である。)からなり、定着ベルト21の第1発熱層や発熱部材23の第2発熱層に向けて効率のよい磁束を形成するためのものである。   Referring to FIGS. 2 and 3, the excitation coil unit 25 (induction heating unit) includes an excitation coil 26, an excitation coil core 27, and the like. The exciting coil 26 is formed by winding a litz wire, which is a bundle of fine wires, on an exciting coil core 27 disposed so as to cover a part of the outer peripheral surface of the fixing belt 21, and in the width direction (in the direction perpendicular to the paper surface in FIGS. 2 and 3). It is extended. Then, when an alternating current is supplied from an alternating current power source (not shown) to the exciting coil 26, a magnetic flux is generated from the exciting coil portion 25 toward the first heat generating layer of the fixing belt 21 and the second heat generating layer of the heat generating member 23. Will be. The exciting coil core 27 is made of a ferromagnetic material such as ferrite (having a relative permeability of about 2500) and is efficient toward the first heat generating layer of the fixing belt 21 and the second heat generating layer of the heat generating member 23. It is for forming magnetic flux.

図2を参照して、磁束調整部材としての強磁性体24(内部コア)は、定着ベルト21と発熱部材23とを介して、励磁コイル部25に対向するように配設されている。強磁性体24は、フェライト等の磁束調整が可能な強磁性を有する材料(例えば、比透磁率が2500程度のものである。)で形成されている。
また、本実施の形態1において、強磁性体24は、制御部60に制御された駆動部61によって、励磁コイル部25に対向する姿勢を可変できるように形成されている。そして、駆動部61によって励磁コイル部25に対する強磁性体24の姿勢を可変することで、定着ベルト21の第1発熱層に作用する磁束密度を可変するように構成されているが、これについては後で詳しく説明する。
Referring to FIG. 2, the ferromagnetic body 24 (inner core) as a magnetic flux adjusting member is disposed so as to face the exciting coil portion 25 through the fixing belt 21 and the heat generating member 23. The ferromagnetic body 24 is formed of a ferromagnetic material such as ferrite that can adjust the magnetic flux (for example, a material having a relative permeability of about 2500).
In the first embodiment, the ferromagnetic body 24 is formed so that the posture facing the exciting coil unit 25 can be changed by the drive unit 61 controlled by the control unit 60. The magnetic flux density acting on the first heat generating layer of the fixing belt 21 is varied by changing the attitude of the ferromagnetic body 24 with respect to the exciting coil unit 25 by the drive unit 61. This will be described in detail later.

図2を参照して、加圧回転体としての加圧ローラ31は、中空構造の芯金32上に弾性層33(層厚が3mm程度である。)を形成したものである。加圧ローラ31(加圧回転体)の弾性層33は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層33の表層にPFA、PTFE等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。加圧ローラ31は定着ベルト21を介して固定部材22に圧接して、双方の部材間に所望のニップ部を形成する。また、図示は省略するが、加圧ローラ31には不図示の駆動機構の駆動ギアに噛合するギアが設置されていて、加圧ローラ31は図2中の矢印方向(反時計方向)に回転駆動される。また、加圧ローラ31は、その幅方向両端部が定着装置20の側板に軸受を介して回転自在に支持されている。なお、加圧ローラ31の内部に、ハロゲンヒータ等の熱源を設けることもできる。   Referring to FIG. 2, a pressure roller 31 as a pressure rotator is obtained by forming an elastic layer 33 (layer thickness is about 3 mm) on a hollow cored bar 32. The elastic layer 33 of the pressure roller 31 (pressure rotator) is formed of a material such as foamable silicone rubber, silicone rubber, or fluororubber. A thin release layer made of PFA, PTFE or the like can be provided on the surface layer of the elastic layer 33. The pressure roller 31 is pressed against the fixing member 22 via the fixing belt 21 to form a desired nip portion between both members. Although not shown, the pressure roller 31 is provided with a gear that meshes with a drive gear of a drive mechanism (not shown), and the pressure roller 31 rotates in an arrow direction (counterclockwise direction) in FIG. Driven. Further, both ends of the pressure roller 31 in the width direction are rotatably supported on the side plate of the fixing device 20 via bearings. A heat source such as a halogen heater can be provided inside the pressure roller 31.

なお、加圧ローラ31の弾性層33を発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成した場合には、ニップ部に作用する加圧力を減ずることができるために、固定部材22に生じる撓みをさらに軽減することができる。さらに、加圧ローラ31の断熱性が高められて、定着ベルト21の熱が加圧ローラ31側に移動しにくくなるために、定着ベルト21の加熱効率が向上する。   When the elastic layer 33 of the pressure roller 31 is formed of a sponge-like material such as foamable silicone rubber, the pressure applied to the nip portion can be reduced. Further reduction can be achieved. Furthermore, since the heat insulation of the pressure roller 31 is enhanced and the heat of the fixing belt 21 is difficult to move to the pressure roller 31 side, the heating efficiency of the fixing belt 21 is improved.

また、定着ベルト21と加圧ローラ31との当接部(ニップ部である。)の入口側には、ニップ部に向けて搬送される記録媒体Pを案内するガイド板35(入口ガイド板)が配設されている。また、ニップ部の出口側には、ニップ部から送出される記録媒体Pを案内するガイド板37(出口ガイド板)が配設されている。双方のガイド板35、37は、いずれも、定着装置20のフレーム(筐体)に固設されている。   A guide plate 35 (inlet guide plate) for guiding the recording medium P conveyed toward the nip portion is provided on the inlet side of a contact portion (a nip portion) between the fixing belt 21 and the pressure roller 31. Is arranged. Further, a guide plate 37 (exit guide plate) for guiding the recording medium P fed from the nip portion is disposed on the outlet side of the nip portion. Both guide plates 35 and 37 are fixed to the frame (housing) of the fixing device 20.

以下、上述のように構成された定着装置20の通常時の動作について簡単に説明する。
装置本体1の電源スイッチが投入されると、不図示の交流電源(高周波電源)から励磁コイル部25に交番電流が供給されるとともに、加圧ローラ31の図2中の矢印方向の回転駆動が開始される。そして、ニップ部の位置における加圧ローラ31との摩擦力によって、定着ベルト21も図2中の矢印方向に従動(回転)する。
その後、給紙部12から記録媒体Pが給送されて、転写部7の位置で、記録媒体P上に未定着のカラー画像が担持(転写)される。未定着画像T(トナー像)が担持された記録媒体Pは、ガイド板35に案内されながら図2の矢印Y10方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト21及び加圧ローラ31のニップ部に送入される。
そして、加熱状態にある定着ベルト21による加熱と、定着ベルト21(固定部材22)と加圧ローラ31との押圧力とによって、記録媒体Pの表面にトナー像Tが定着される。その後、ニップ部から送出された記録媒体Pは、矢印Y11方向に搬送される。
The normal operation of the fixing device 20 configured as described above will be briefly described below.
When the power switch of the apparatus body 1 is turned on, an alternating current is supplied from an unillustrated AC power source (high frequency power source) to the exciting coil unit 25, and the pressure roller 31 is rotationally driven in the direction of the arrow in FIG. Be started. The fixing belt 21 is also driven (rotated) in the direction of the arrow in FIG. 2 by the frictional force with the pressure roller 31 at the position of the nip portion.
Thereafter, the recording medium P is fed from the paper feeding unit 12, and an unfixed color image is carried (transferred) on the recording medium P at the position of the transfer unit 7. The recording medium P carrying the unfixed image T (toner image) is conveyed in the direction of the arrow Y10 in FIG. 2 while being guided by the guide plate 35, and the nip portion between the fixing belt 21 and the pressure roller 31 in the pressure contact state. To be sent to.
The toner image T is fixed on the surface of the recording medium P by the heating by the fixing belt 21 in the heated state and the pressing force of the fixing belt 21 (fixing member 22) and the pressure roller 31. Thereafter, the recording medium P delivered from the nip portion is conveyed in the direction of arrow Y11.

以下、本実施の形態1における定着装置20において、特徴的な構成・動作について詳述する。
本実施の形態1における定着装置20は、駆動部61によって強磁性体24を移動させて、励磁コイル部25に対する強磁性体24の姿勢を可変することで、定着ベルト21の第1発熱層に作用する磁束密度を可変できるように構成されている。
Hereinafter, the characteristic configuration and operation of the fixing device 20 according to the first embodiment will be described in detail.
In the fixing device 20 according to the first exemplary embodiment, the ferromagnetic body 24 is moved by the driving unit 61 to change the posture of the ferromagnetic body 24 with respect to the exciting coil unit 25, thereby forming the first heating layer of the fixing belt 21. It is configured so that the acting magnetic flux density can be varied.

図3を参照して、強磁性体24は、定着ベルト21の回転方向に沿って複数に分割されている。詳しくは、強磁性体24は、第1強磁性体24Aと、第2強磁性体24Bと、で構成されている。第1強磁性体24Aは、定着ベルト21の回転方向に沿って励磁コイル部25の中央部(範囲W2である。)に対向するように配設されている。これに対して、第2強磁性体24Bは、第1強磁性体24Aを挟むように、定着ベルト21の回転方向に沿って励磁コイル部25の両端部(範囲W1において第1強磁性体24Aの範囲W2を除く範囲である。)に対向するように配設されている。分割された強磁性体24A、24Bは、いずれも同一材料(磁束調整部材として機能するフェライト等の材料である。)で形成されている。
そして、これらの分割された複数の強磁性体24A、24Bのうち、第2強磁性体24Bは、駆動部61によって励磁コイル部25との対向距離を可変できるように構成されている。詳しくは、第1強磁性体24Aは、定着ベルト21及び発熱部材22を介した励磁コイル部25との対向距離が所定距離H1になるように、定着装置20の側板に固定支持されている。これに対して、第2強磁性体24Bは、定着ベルト21及び発熱部材22を介した励磁コイル部25との対向距離がH1〜H2の範囲で可変できるように、定着装置20の側板に形成されたスライド溝(上下方向に延在する長穴である。)を介して保持され、制御部60に制御された駆動部61によって上下にスライド移動される。
なお、第2強磁性体24Bを上下動させる駆動部61としては、例えば、引張スプリング等によって下方に付勢された第2強磁性体24Bに下方から当接するカム機構等を用いることができる。
Referring to FIG. 3, the ferromagnetic body 24 is divided into a plurality of parts along the rotation direction of the fixing belt 21. Specifically, the ferromagnetic body 24 includes a first ferromagnetic body 24A and a second ferromagnetic body 24B. The first ferromagnetic body 24 </ b> A is disposed so as to face the central portion (range W <b> 2) of the exciting coil portion 25 along the rotation direction of the fixing belt 21. On the other hand, the second ferromagnetic body 24B has both ends of the exciting coil section 25 along the rotation direction of the fixing belt 21 (the first ferromagnetic body 24A in the range W1) so as to sandwich the first ferromagnetic body 24A. Is a range excluding the range W2). The divided ferromagnetic bodies 24A and 24B are both formed of the same material (a material such as ferrite that functions as a magnetic flux adjusting member).
Of the plurality of divided ferromagnetic bodies 24A and 24B, the second ferromagnetic body 24B is configured such that the opposing distance to the exciting coil section 25 can be varied by the drive section 61. Specifically, the first ferromagnetic body 24A is fixedly supported on the side plate of the fixing device 20 so that the facing distance between the fixing belt 21 and the exciting coil portion 25 via the heat generating member 22 is a predetermined distance H1. On the other hand, the second ferromagnetic body 24B is formed on the side plate of the fixing device 20 so that the opposing distance between the fixing belt 21 and the exciting coil portion 25 via the heat generating member 22 can be varied in the range of H1 to H2. It is held through the slide groove (which is a long hole extending in the vertical direction) and is slid up and down by the drive unit 61 controlled by the control unit 60.
As the drive unit 61 that moves the second ferromagnetic body 24B up and down, for example, a cam mechanism that contacts the second ferromagnetic body 24B biased downward by a tension spring or the like from below can be used.

そして、定着ベルト21の第1発熱層に作用する磁束密度を可変するように駆動部61を制御することで、励磁コイル部25によって第1発熱層(定着ベルト21)のみを電磁誘導加熱して定着ベルト21を加熱する第1の加熱状態と、励磁コイル部25によって第1発熱層(定着ベルト21)及び第2発熱層(発熱部材23)を電磁誘導加熱して定着ベルト21を直接的に加熱するとともに発熱部材23によって定着ベルト21を間接的に加熱する第2の加熱状態と、が切り替えられる。すなわち、制御部60によって駆動部61を制御して励磁コイル部25に対する第2強磁性体24Bの対向距離を可変して、励磁コイル部25に対する強磁性体24の対向姿勢を変化させることで、定着ベルト21の第1発熱層に作用する磁束密度を可変して、第1の加熱状態と第2の加熱状態とが切り替えられる。   Then, by controlling the drive unit 61 so as to vary the magnetic flux density acting on the first heat generating layer of the fixing belt 21, only the first heat generating layer (fixing belt 21) is electromagnetically heated by the exciting coil unit 25. The first heating state in which the fixing belt 21 is heated and the first heating layer (fixing belt 21) and the second heating layer (heating member 23) are electromagnetically heated by the exciting coil unit 25 to directly fix the fixing belt 21. The second heating state in which the fixing belt 21 is indirectly heated by the heating member 23 while being heated is switched. That is, by controlling the drive unit 61 by the control unit 60 and changing the facing distance of the second ferromagnetic body 24B to the exciting coil unit 25 and changing the facing posture of the ferromagnetic body 24 to the exciting coil unit 25, The magnetic flux density acting on the first heat generating layer of the fixing belt 21 is varied to switch between the first heating state and the second heating state.

具体的に、図3(A)に示すように、第1強磁性体24Aと第2強磁性体24Bとの対向距離がいずれも第1の距離H1(比較的短い距離である。)になるように駆動部61によって第2強磁性体24Bの位置が設定されているとき、強磁性体24が定着ベルト21に対向する範囲W1のほぼ全域にわたって磁束が形成されて、第1発熱層(定着ベルト21)に作用する磁束密度が低くなる。このような状態において、励磁コイル部25によって生成される磁束(破線矢印で示すものである。)は、第1発熱層(定着ベルト21)のみに達して、第2発熱層(発熱部材23)にまで達することがないため、励磁コイル部25によって第1発熱層(定着ベルト21)のみが電磁誘導加熱されることになる(第1の加熱状態である。)。このとき、励磁コイル部25からの磁束は、第1発熱層(定着ベルト21)のみに集中的に作用するため、第1発熱層(定着ベルト21)の急速な昇温が可能になる。なお、第1の加熱状態のとき、定着ベルト21の熱が発熱部材23に伝熱されることになるが、発熱部材23の接触面積(定着ベルト21に対して、周方向全域ではなく、周方向の一部のみに接触する。)はそれ程大きくなく熱容量も小さいために、それによる定着ベルト21の昇温効率のロスは極めて小さなものになる。
これに対して、図3(B)に示すように、第2強磁性体24Bの対向距離が第2の距離H2(第1の距離H1より大きく、比較的長い距離である。)になるように駆動部61によって第2強磁性体24Bの位置が設定されて、第1強磁性体24Aのみが短い距離H1で励磁コイル部25に対向しているとき、強磁性体24が定着ベルト21に近接して対向する範囲W2(<W1)に磁束が集中的に形成されて、第1発熱層(定着ベルト21)に作用する磁束密度が高くなる。このような状態において、励磁コイル部25によって生成される磁束(破線矢印で示すものである。)は、第1発熱層(定着ベルト21)を貫いて、第2発熱層(発熱部材23)にまで達することになり、励磁コイル部25によって第1発熱層(定着ベルト21)に加えて、第2発熱層(発熱部材23)もが電磁誘導加熱されることになる(第2の加熱状態である。)。このとき、励磁コイル部25からの磁束は、第2発熱層(発熱部材23)にも分散的に作用するため、加熱状態にある定着ベルト21の温度低下を補完するように、発熱部材23の熱が定着ベルト21に伝熱されることになる。
なお、第1の加熱状態のときも第2の加熱状態のときも励磁コイル部25には同じコイル磁界が形成される。そして、第2の加熱状態のときに第1発熱層(定着ベルト21)に作用する磁束密度は、第1の加熱状態のときのものに比べて、約W1/W2だけ高くなる。すなわち、励磁コイル部25によって第1発熱層に作用する磁束密度の大きさは、定着ベルト21に近接して対向する強磁性体24の範囲に反比例することになる。
Specifically, as shown in FIG. 3A, the opposing distance between the first ferromagnetic body 24A and the second ferromagnetic body 24B is the first distance H1 (a relatively short distance). Thus, when the position of the second ferromagnetic body 24B is set by the drive unit 61, a magnetic flux is formed over almost the entire range W1 where the ferromagnetic body 24 faces the fixing belt 21, and the first heat generating layer (fixing) The magnetic flux density acting on the belt 21) is reduced. In such a state, the magnetic flux generated by the exciting coil unit 25 (indicated by a broken line arrow) reaches only the first heat generating layer (fixing belt 21) and the second heat generating layer (heat generating member 23). Therefore, only the first heat generating layer (fixing belt 21) is heated by electromagnetic induction by the exciting coil unit 25 (in the first heating state). At this time, the magnetic flux from the exciting coil section 25 acts intensively only on the first heat generating layer (fixing belt 21), so that the first heat generating layer (fixing belt 21) can be rapidly heated. In the first heating state, the heat of the fixing belt 21 is transferred to the heat generating member 23, but the contact area of the heat generating member 23 (in the circumferential direction, not in the entire circumferential direction with respect to the fixing belt 21). Is not so large and the heat capacity is small, so the loss of the heating efficiency of the fixing belt 21 is extremely small.
On the other hand, as shown in FIG. 3B, the facing distance of the second ferromagnetic body 24B is the second distance H2 (greater than the first distance H1 and a relatively long distance). When the position of the second ferromagnetic body 24B is set by the driving unit 61 and only the first ferromagnetic body 24A is opposed to the exciting coil unit 25 at a short distance H1, the ferromagnetic body 24 is fixed to the fixing belt 21. Magnetic flux is concentrated in the adjacent and facing range W2 (<W1), and the magnetic flux density acting on the first heat generating layer (fixing belt 21) is increased. In such a state, the magnetic flux generated by the exciting coil unit 25 (shown by a broken arrow) penetrates the first heat generating layer (fixing belt 21) and enters the second heat generating layer (heat generating member 23). In addition to the first heat generating layer (fixing belt 21), the second heat generating layer (heat generating member 23) is also electromagnetically heated by the exciting coil unit 25 (in the second heating state). is there.). At this time, the magnetic flux from the exciting coil section 25 also acts on the second heat generating layer (heat generating member 23) in a distributed manner, so that the heat generating member 23 has a temperature so as to compensate for the temperature drop of the fixing belt 21 in the heated state. Heat is transferred to the fixing belt 21.
Note that the same coil magnetic field is formed in the exciting coil section 25 in both the first heating state and the second heating state. The magnetic flux density acting on the first heat generating layer (fixing belt 21) in the second heating state is higher by about W1 / W2 than that in the first heating state. In other words, the magnitude of the magnetic flux density that acts on the first heat generating layer by the exciting coil unit 25 is inversely proportional to the range of the ferromagnetic body 24 that is close to and faces the fixing belt 21.

このように第1発熱層(定着ベルト21)に作用する磁束密度によって、第1発熱層において磁束が作用する領域(表皮深さ)が異なるのは、「表皮深さ」が、発熱層の固有抵抗に比例して、発熱層の透磁率や発熱層を励磁する交番電流の周波数に反比例するためである。すなわち、発熱層に作用する磁束密度は発熱層の透磁率(励磁コイル部25に対向する強磁性体24の姿勢変化によって可変される。)に反比例するため、「表皮深さ」は発熱層に作用する磁束密度に対して比例することになる。
そして、このように、第1の加熱状態と第2の加熱状態とを切り替え可能に構成することで、定着ベルト21の昇温状態に応じて、適切な加熱状態にて定着ベルト21を加熱することができる。すなわち、定着ベルト21に対する電磁誘導加熱による加熱効率が充分に高くて、定着ベルト21の昇温時間をさらに短縮化することができる。
As described above, the region (skin depth) in which the magnetic flux acts in the first heat generating layer differs depending on the magnetic flux density acting on the first heat generating layer (fixing belt 21). The “skin depth” is the characteristic of the heat generating layer. This is because, in proportion to the resistance, it is inversely proportional to the permeability of the heat generating layer and the frequency of the alternating current exciting the heat generating layer. That is, since the magnetic flux density acting on the heat generating layer is inversely proportional to the magnetic permeability of the heat generating layer (variable by the change in the orientation of the ferromagnetic body 24 facing the exciting coil portion 25), the “skin depth” is applied to the heat generating layer. It is proportional to the acting magnetic flux density.
In this manner, by configuring the first heating state and the second heating state to be switchable, the fixing belt 21 is heated in an appropriate heating state according to the temperature rise state of the fixing belt 21. be able to. That is, the heating efficiency of the fixing belt 21 due to electromagnetic induction heating is sufficiently high, and the temperature raising time of the fixing belt 21 can be further shortened.

具体的に、本実施の形態1では、定着装置20(装置本体1)の立ち上げ時には第1の加熱状態になって、連続通紙時には第2の加熱状態になるように、駆動部61によって強磁性体24を制御している(第2強磁性体24Bの移動制御をおこなっている)。
これにより、朝一等で放置時間が長くて温度が低下している定着ベルト21が第1の加熱状態で加熱されることになるため、定着ベルト21の急速な昇温(立ち上げ)が可能になる。また、連続通紙時には、定着ベルト21の熱が連続通紙される記録媒体Pに徐々に奪われることになるが、それを補完するように発熱部材23の熱が定着ベルト21に伝熱されるため、連続通紙時における定着ベルト21の温度低下にともなう定着不良画像の発生を低減することができる。
Specifically, in the first exemplary embodiment, the driving unit 61 sets the first heating state when the fixing device 20 (device main body 1) is started up and the second heating state when the continuous paper is passed. The ferromagnetic material 24 is controlled (movement control of the second ferromagnetic material 24B is performed).
As a result, the fixing belt 21 that has been left in the morning for a long time and the temperature has decreased is heated in the first heating state, so that the fixing belt 21 can be rapidly heated (started up). Become. Further, during continuous paper passing, the heat of the fixing belt 21 is gradually taken away by the recording medium P through which the continuous paper is passed, but the heat of the heat generating member 23 is transferred to the fixing belt 21 so as to complement it. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of defective fixing images due to a decrease in the temperature of the fixing belt 21 during continuous paper feeding.

ここで、本実施の形態1において、強磁性体24は、第1の加熱状態では第1発熱層(定着ベルト21)に作用する磁束密度が第1発熱層の飽和磁束密度より小さくなるように励磁コイル部25に対向する姿勢が可変され、第2の加熱状態では第1発熱層に作用する磁束密度が第1発熱層の飽和磁束密度より大きくなるように励磁コイル部25に対向する姿勢が可変されることになる。
図4は、第1発熱層を鉄、ニッケル、コバルト、又は、それらの合金等の強磁性材料で形成したときの、第1発熱層の近傍に生成される磁場(コイル磁界)と、第1発熱層に作用する磁束密度と、の関係を示すグラフである。図4に示すように、磁場の大きさが大きくなるにつれて第1発熱層に作用する磁束密度は大きくなるが、磁場の大きさがある程度大きくなると磁束密度は飽和した状態になる(飽和磁束密度Cに達する)。そして、この飽和磁束密度Cよりも小さな磁束密度B1が作用するように強磁性体24(第2強磁性体24B)を移動制御することにより、励磁コイル部25によって生成される磁束が、第1発熱層を貫くことなく、第1発熱層のみに作用することになる(図3(A)の状態であって、第1の加熱状態である。)。これに対して、飽和磁束密度Cよりも大きな磁束密度B2が作用するように強磁性体24(第2強磁性体24B)を移動制御することにより、励磁コイル部25によって生成される磁束が、第1発熱層を貫いて、第2発熱層(発熱部材23)にも作用することになる(図3(B)の状態であって、第2の加熱状態である。)。
Here, in the first embodiment, the ferromagnetic body 24 is configured such that the magnetic flux density acting on the first heat generating layer (the fixing belt 21) is smaller than the saturation magnetic flux density of the first heat generating layer in the first heating state. The posture facing the exciting coil unit 25 is varied, and in the second heating state, the posture facing the exciting coil unit 25 is such that the magnetic flux density acting on the first heat generating layer is larger than the saturation magnetic flux density of the first heat generating layer. It will be variable.
FIG. 4 shows a magnetic field (coil magnetic field) generated in the vicinity of the first heat generation layer when the first heat generation layer is formed of a ferromagnetic material such as iron, nickel, cobalt, or an alloy thereof. It is a graph which shows the relationship with the magnetic flux density which acts on a heat generating layer. As shown in FIG. 4, the magnetic flux density acting on the first heat generating layer increases as the magnetic field increases, but the magnetic flux density becomes saturated when the magnetic field increases to some extent (saturated magnetic flux density C Reach). Then, by moving and controlling the ferromagnetic body 24 (second ferromagnetic body 24B) so that the magnetic flux density B1 smaller than the saturation magnetic flux density C acts, the magnetic flux generated by the exciting coil unit 25 is changed to the first. It acts only on the first heat generation layer without penetrating the heat generation layer (the state shown in FIG. 3A is the first heating state). On the other hand, by controlling the movement of the ferromagnetic body 24 (second ferromagnetic body 24B) so that the magnetic flux density B2 larger than the saturation magnetic flux density C acts, the magnetic flux generated by the exciting coil unit 25 is It penetrates through the first heat generating layer and also acts on the second heat generating layer (heat generating member 23) (the state shown in FIG. 3B is the second heating state).

ここで、定着ベルト21の第1発熱層は、鉄、ニッケル、コバルト、又は、それらの合金、等の強磁性を有する整磁性金属材料(好ましくは、鉄、ニッケル、シリコン、ホウ素、ニオブ、銅、ジルコニウム、コバルト、又は、それらの合金、等の強磁性から常磁性に変化する整磁性金属材料)で形成することができる。
その場合、第1発熱層のキュリー温度を定着温度近傍に設定することで、定着ベルト21の温度が定着温度を超えることがなくなるため、連続通紙時における定着ベルト21の温度リップルが小さくなり、定着性や光沢性が安定した定着画像を得ることができる。また、第1発熱層のキュリー温度を定着ベルト21の耐熱温度以下に設定することで、小サイズ紙(幅方向サイズが小さな記録媒体Pである。)を連続通紙した場合であっても、定着ベルト21の非通紙領域が耐熱温度を超えて過昇温する不具合を抑止することができる。
図5は、小サイズ紙の連続通紙時における定着ベルト21の幅方向の温度分布を示すグラフであって、一点鎖線Q0は第1発熱層を通常の金属材料で形成したときの温度分布を示し、実線Q1は第1発熱層を整磁性金属材料で形成したときの温度分布を示す。図5から、第1発熱層を整磁性金属材料で形成したときには、小サイズ紙の非通紙領域においても定着設定温度TMの近傍にベルト温度が抑えられていることがわかる。
Here, the first heat generating layer of the fixing belt 21 is made of a ferromagnetic material such as iron, nickel, cobalt, or alloys thereof (preferably iron, nickel, silicon, boron, niobium, copper). , Zirconium, cobalt, or an alloy thereof such as a magnetically tunable metal material that changes from ferromagnetic to paramagnetic.
In that case, by setting the Curie temperature of the first heat generating layer in the vicinity of the fixing temperature, the temperature of the fixing belt 21 does not exceed the fixing temperature, so that the temperature ripple of the fixing belt 21 during continuous paper passing becomes small, A fixed image having stable fixing properties and glossiness can be obtained. Further, by setting the Curie temperature of the first heat generation layer to be equal to or lower than the heat resistance temperature of the fixing belt 21, even when a small size paper (a recording medium P having a small size in the width direction) is continuously passed, It is possible to suppress a problem that the non-sheet passing region of the fixing belt 21 is excessively heated beyond the heat resistance temperature.
FIG. 5 is a graph showing the temperature distribution in the width direction of the fixing belt 21 during the continuous passage of small-size paper. The alternate long and short dash line Q0 shows the temperature distribution when the first heat generating layer is formed of a normal metal material. A solid line Q1 indicates a temperature distribution when the first heat generating layer is formed of a magnetically tunable metal material. From FIG. 5, it can be seen that when the first heat generating layer is formed of a magnetically tunable metal material, the belt temperature is suppressed in the vicinity of the fixing set temperature TM even in the non-sheet passing region of small size paper.

これに対して、定着ベルト21の第1発熱層を、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、錫、鉛、ビスマス、ベリリウム、アンチモン、又は、それらの合金、等の非磁性金属材料で形成することもできる。
その場合、励磁コイル部25と定着ベルト21との対向距離が変化しても、定着ベルト21を貫通する磁束の量は大きく変化しないため、定着ベルト21の幅方向の加熱ムラが発生しにくくなる。また、定着ベルト21の走行中に、定着ベルト21に幅方向のベルト寄りが生じても、定着ベルト21の幅方向の加熱ムラが発生しにくくなる。
On the other hand, the first heat generating layer of the fixing belt 21 is formed of a nonmagnetic metal material such as gold, silver, copper, aluminum, zinc, tin, lead, bismuth, beryllium, antimony, or an alloy thereof. You can also.
In this case, even if the facing distance between the exciting coil unit 25 and the fixing belt 21 changes, the amount of magnetic flux penetrating the fixing belt 21 does not change greatly, so that uneven heating in the width direction of the fixing belt 21 is less likely to occur. . Further, even when the fixing belt 21 is shifted in the width direction while the fixing belt 21 is running, uneven heating in the width direction of the fixing belt 21 is less likely to occur.

また、定着ベルト21の第1発熱層は、その層厚が、励磁コイル部25(励磁コイル26)に所定の周波数の交番電流が流れたときの表皮深さよりも小さくなるように形成することが好ましい。ここで、「表皮深さ」とは、上述したように、発熱層の固有抵抗及び透磁率、発熱層を励磁する交番電流の周波数(本実施の形態1では、交流電源から出力される交流電流の周波数が20kHz〜100kHzの範囲内で設定されている。)で求まる値である。
そして、本実施の形態1における定着装置20の構成において、第1発熱層の層厚が表皮深さよりも小さくなるように形成することで、第2の加熱状態において励磁コイル部25の磁束が確実に第2発熱層(発熱部材23)に達することになる。
Further, the first heat generating layer of the fixing belt 21 may be formed so that its layer thickness is smaller than the skin depth when an alternating current having a predetermined frequency flows through the exciting coil section 25 (exciting coil 26). preferable. Here, the “skin depth” means, as described above, the specific resistance and permeability of the heat generation layer, the frequency of the alternating current that excites the heat generation layer (in the first embodiment, the AC current output from the AC power supply). Is set within a range of 20 kHz to 100 kHz.).
In the configuration of the fixing device 20 according to the first embodiment, the first heating layer is formed so that the thickness of the first heat generating layer is smaller than the skin depth, so that the magnetic flux of the exciting coil unit 25 is reliably ensured in the second heating state. The second heat generating layer (heat generating member 23) is reached.

さらに、発熱部材23の第2発熱層は、鉄、ニッケル、シリコン、ホウ素、ニオブ、銅、ジルコニウム、コバルト、又は、それらの合金、等の強磁性から常磁性に変化する整磁性金属材料で形成することができる。
その場合、第2発熱層のキュリー温度を定着温度より高く、定着ベルト21の耐熱温度以下に設定することで、定着ベルト21が過昇温する不具合を防止することができる。
Furthermore, the second heat generating layer of the heat generating member 23 is formed of a magnetically tunable metal material that changes from ferromagnetic to paramagnetic, such as iron, nickel, silicon, boron, niobium, copper, zirconium, cobalt, or alloys thereof. can do.
In that case, by setting the Curie temperature of the second heat generating layer higher than the fixing temperature and not higher than the heat resistance temperature of the fixing belt 21, it is possible to prevent the fixing belt 21 from being overheated.

これに対して、発熱部材23の第2発熱層を、鉄、ニッケル、コバルト、等の強磁性金属材料で形成することもできる。
この場合、第2の加熱状態においても、励磁コイル部25からの磁束が第2発熱層を貫くことがなくなる。
On the other hand, the second heat generating layer of the heat generating member 23 can be formed of a ferromagnetic metal material such as iron, nickel, cobalt, or the like.
In this case, even in the second heating state, the magnetic flux from the exciting coil unit 25 does not penetrate the second heat generating layer.

なお、本実施の形態1では、発熱部材23を第2発熱層のみで形成された単層構造体としたが、発熱部材23を第2発熱層を含む多層構造体にすることもできる。例えば、発熱部材23の表裏層を第2発熱層(電磁誘導加熱層)で形成して、中間層をアルミニウム、鉄、ステンレス等の高熱伝導性材料で形成することもできる。   In the first embodiment, the heat generating member 23 is a single-layer structure formed of only the second heat generating layer. However, the heat generating member 23 may be a multilayer structure including the second heat generating layer. For example, the front and back layers of the heat generating member 23 may be formed of a second heat generating layer (electromagnetic induction heating layer), and the intermediate layer may be formed of a high heat conductive material such as aluminum, iron, and stainless steel.

また、本実施の形態1では、発熱部材23を半円筒状に形成した。これに対して、図6(A)に示すように、発熱部材23を円筒状に形成することもできる。
さらに、本実施の形態1では、発熱部材23を定着ベルト21の内周面に当接するように配設して、励磁コイル部25を定着ベルト21の外周面に対向するように配設した。これに対して、図6(B)に示すように、発熱部材23を定着ベルト21の外周面に当接するように配設して、励磁コイル部25を定着ベルト21の内周面に対向するように配設することもできる。
これらの場合であっても、定着ベルト21の第1発熱層に作用する磁束密度を可変するように強磁性体24(第2強磁性体24B)を移動制御して第1の加熱状態と第2の加熱状態とを切り替えることで、本実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
なお、図示は省略するが、図6(A)、(B)に示した定着装置20においても、後述する実施の形態2のもの(発熱部材23の離間をおこなうものである。)を適用することもできる。
In the first embodiment, the heat generating member 23 is formed in a semi-cylindrical shape. On the other hand, as shown in FIG. 6A, the heat generating member 23 can be formed in a cylindrical shape.
Further, in the first embodiment, the heat generating member 23 is disposed so as to contact the inner peripheral surface of the fixing belt 21, and the exciting coil portion 25 is disposed so as to face the outer peripheral surface of the fixing belt 21. On the other hand, as shown in FIG. 6B, the heat generating member 23 is disposed so as to contact the outer peripheral surface of the fixing belt 21, and the exciting coil portion 25 is opposed to the inner peripheral surface of the fixing belt 21. It can also be arranged.
Even in these cases, the ferromagnetic body 24 (second ferromagnetic body 24B) is moved and controlled so as to vary the magnetic flux density acting on the first heat generating layer of the fixing belt 21, and the first heating state and the first heating state are changed. By switching between the two heating states, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
Although not shown, the fixing device 20 shown in FIGS. 6A and 6B also applies to the second embodiment described later (which separates the heat generating member 23). You can also.

以上説明したように、本実施の形態1においては、定着ベルト21(定着回転体)の第1発熱層に作用する磁束密度を可変することで、第1発熱層(定着ベルト21)のみを電磁誘導加熱して定着ベルト21(定着回転体)を加熱する第1の加熱状態と、第1発熱層(定着ベルト21)及び第2発熱層(発熱層23)を電磁誘導加熱して定着ベルト21を直接的に加熱するとともに発熱部材23によって定着ベルト21を間接的に加熱する第2の加熱状態と、を切り替えている。これにより、定着ベルト21に対する電磁誘導加熱による加熱効率が充分に高くて、定着ベルト21の昇温時間をさらに短縮化することができる。   As described above, in the first embodiment, only the first heat generating layer (fixing belt 21) is electromagnetically changed by changing the magnetic flux density acting on the first heat generating layer of the fixing belt 21 (fixing rotating body). A first heating state in which the fixing belt 21 (fixing rotator) is heated by induction heating, and the first heat generation layer (fixing belt 21) and the second heat generation layer (heat generation layer 23) are electromagnetically heated to cause the fixing belt 21 to heat. And the second heating state in which the fixing belt 21 is indirectly heated by the heat generating member 23 is switched. As a result, the heating efficiency of the fixing belt 21 by electromagnetic induction heating is sufficiently high, and the temperature raising time of the fixing belt 21 can be further shortened.

実施の形態2.
図7〜図14にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図7は、実施の形態2における定着装置20を示す構成図であって、前記実施の形態1における図2に対応する図である。また、図8は、定着装置における発熱部材23の動作を示す図である。さらに、図9は、別形態の定着装置の一部を幅方向に示す断面図である。
本実施の形態2における定着装置は、定着ベルト21に対して発熱部材23が離間可能に構成されている点が、定着ベルト21に対して発熱部材23が当接・固定されている前記実施の形態1のものと相違する。
Embodiment 2. FIG.
A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 7 is a configuration diagram showing the fixing device 20 in the second embodiment, and corresponds to FIG. 2 in the first embodiment. FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of the heat generating member 23 in the fixing device. Further, FIG. 9 is a sectional view showing a part of another type of fixing device in the width direction.
The fixing device according to the second embodiment is configured such that the heat generating member 23 can be separated from the fixing belt 21. The heat generating member 23 is in contact with and fixed to the fixing belt 21. It differs from that of Form 1.

図7を参照して、本実施の形態2における定着装置20も、前記実施の形態1のものと同様に、定着ベルト21(定着回転体)、固定部材22、発熱部材23、強磁性体24(磁束調整部材)、励磁コイル部25、加圧ローラ31(加圧回転体)、温度センサ40(温度検知手段)、等で構成される。
また、本実施の形態2における定着装置20も、前記実施の形態1のものと同様に、強磁性体24が定着ベルト21の回転方向に沿って第1強磁性体24Aと第2強磁性体24Bとに分割されていて、駆動部61によって強磁性体24(第2強磁性体24B)を移動制御することで、第1発熱層(定着ベルト21)に作用する磁束密度の大きさを可変して、第1の加熱状態と第2の加熱状態とを切り替えている。
Referring to FIG. 7, the fixing device 20 in the second embodiment also has a fixing belt 21 (fixing rotating body), a fixing member 22, a heat generating member 23, and a ferromagnetic body 24, as in the first embodiment. (Magnetic flux adjusting member), exciting coil unit 25, pressure roller 31 (pressure rotating body), temperature sensor 40 (temperature detecting means), and the like.
Further, in the fixing device 20 according to the second embodiment, similarly to the first embodiment, the ferromagnetic body 24 includes the first ferromagnetic body 24A and the second ferromagnetic body along the rotation direction of the fixing belt 21. The magnetic flux density acting on the first heat generating layer (fixing belt 21) can be varied by controlling the movement of the ferromagnetic material 24 (second ferromagnetic material 24B) by the drive unit 61. Thus, the first heating state and the second heating state are switched.

ここで、本実施の形態2における定着装置20は、前記実施の形態1のものとは異なり、所定のタイミングで発熱部材23を定着ベルト21に対して離間する離間機構が設けられている。そして、発熱部材23が定着ベルト21から離間した状態(図7、図8(B)の状態である。)で、励磁コイル部25によって第1発熱層(定着ベルト21)が加熱される第3の加熱状態に切り替え可能に構成されている。第3の加熱状態では、励磁コイル部25からの磁束が第1発熱層(定着ベルト21)を貫通して離間状態にある第2発熱層(発熱部材23)に達したとしても、第2発熱層の加熱効率は低くなるとともに、発熱部材23と定着ベルト21の間で熱伝導はおこなわれないことになる。このような第3の加熱状態を所定のタイミングで利用することによって、定着ベルト21の加熱状態を細かく調整することができる。
なお、定着ベルト21に対して発熱部材23を離間する離間機構としては、例えば、所定方向に付勢された発熱部材23に当接するカム機構等を用いることができる。
Here, the fixing device 20 according to the second embodiment is provided with a separation mechanism that separates the heat generating member 23 from the fixing belt 21 at a predetermined timing, unlike the fixing device 20 according to the first embodiment. Then, in the state where the heat generating member 23 is separated from the fixing belt 21 (the state shown in FIGS. 7 and 8B), the first heat generating layer (fixing belt 21) is heated by the exciting coil unit 25. The heating state can be switched. In the third heating state, even if the magnetic flux from the exciting coil unit 25 reaches the second heat generating layer (heat generating member 23) in the separated state through the first heat generating layer (fixing belt 21), the second heat generation is performed. The heating efficiency of the layer is lowered, and heat conduction is not performed between the heat generating member 23 and the fixing belt 21. By using such a third heating state at a predetermined timing, the heating state of the fixing belt 21 can be finely adjusted.
As the separation mechanism that separates the heat generating member 23 from the fixing belt 21, for example, a cam mechanism that contacts the heat generating member 23 biased in a predetermined direction can be used.

さらに、上述した離間機構は、発熱部材23を励磁コイル部25に対向しない位置まで定着ベルト21の周方向に沿って移動させる移動手段としても機能する。詳しくは、発熱部材23は、離間機構によって、励磁コイル部25に対向する位置(図8(B)の位置である。)と、励磁コイル部25に対向しない位置(図8(A)の位置である。)と、を移動(図7の両矢印方向の移動である。)できるように構成されている。そして、離間機構によって、発熱部材23を図8(A)の位置に移動させることで、励磁コイル部25の磁束が発熱部材23に完全に作用しないことになる。このような状態は、発熱部材23を完全に電磁誘導加熱したくないときに有用である。
なお、発熱部材23を移動する離間機構(移動手段)としては、例えば、発熱部材23を支持する支軸に設置されたギアに噛合するギア機構等を用いることができる。
Further, the separation mechanism described above also functions as a moving unit that moves the heat generating member 23 along the circumferential direction of the fixing belt 21 to a position not facing the exciting coil unit 25. Specifically, the heat generating member 23 is positioned by the separation mechanism so as to face the exciting coil unit 25 (the position shown in FIG. 8B), and the position not facing the exciting coil unit 25 (the position shown in FIG. 8A). ) Can be moved (moving in the direction of the double arrow in FIG. 7). And the magnetic flux of the exciting coil part 25 does not act on the heat generating member 23 completely by moving the heat generating member 23 to the position of FIG. Such a state is useful when it is not desired to completely heat the heat generating member 23 by electromagnetic induction heating.
In addition, as a separation mechanism (moving means) for moving the heat generating member 23, for example, a gear mechanism that meshes with a gear installed on a support shaft that supports the heat generating member 23 can be used.

具体的に、本実施の形態2では、定着装置20(装置本体1)の立ち上げ時には、第1の加熱状態(図8(B)又は図8(A)の状態である。)になるように、発熱部材23の離間機構を制御している。これにより、朝一等で放置時間が長くて温度が低下している定着ベルト21が発熱部材23に熱を奪われることなく集中的に加熱されることになるため、定着ベルト21の急速な昇温(立ち上げ)が可能になる。
なお、第1の加熱状態(図8(B)又は図8(A)の状態である。)においては、強磁性体24(第2強磁性体24B)の姿勢が図3(A)の状態になるように、駆動部61が制御されている。
Specifically, in the second embodiment, when the fixing device 20 (device main body 1) is started up, the first heating state (the state shown in FIG. 8B or FIG. 8A) is set. In addition, the separation mechanism of the heat generating member 23 is controlled. As a result, the fixing belt 21 that has been left for a long time in the morning and the temperature of the fixing belt 21 is intensively heated without being deprived of heat by the heat generating member 23. (Launch) is possible.
In the first heating state (the state shown in FIG. 8B or FIG. 8A), the posture of the ferromagnetic body 24 (second ferromagnetic body 24B) is the state shown in FIG. The drive unit 61 is controlled so that

図10は、このように立ち上げ時において発熱部材23の離間制御をおこなったときと、おこなわなかったときと、の定着ベルト21の表面の昇温特性を示すグラフである。
図10において、実線グラフは装置の立ち上げ時において発熱部材23を離間させたとき(図8(B)又は図8(A)の状態である。)の定着ベルト21の昇温特性を示し、破線グラフは装置の立ち上げ時において発熱部材23を当接させたとき(図8(C)の状態である。)の定着ベルト21の昇温特性を示す。
図10の結果からも、立ち上げ時において発熱部材23の離間制御をおこなうことで、定着ベルト21の急速な昇温(立ち上げ)が可能になることがわかる。
FIG. 10 is a graph showing the temperature rise characteristics of the surface of the fixing belt 21 when the separation control of the heat generating member 23 is performed at the time of start-up and when it is not performed.
In FIG. 10, the solid line graph shows the temperature rise characteristic of the fixing belt 21 when the heat generating member 23 is separated at the time of starting the apparatus (the state shown in FIG. 8B or FIG. 8A). The broken line graph shows the temperature rise characteristic of the fixing belt 21 when the heat generating member 23 is brought into contact with the apparatus when the apparatus is started up (in the state shown in FIG. 8C).
From the result of FIG. 10, it can be seen that the temperature of the fixing belt 21 can be rapidly raised (started up) by performing the separation control of the heat generating member 23 at the time of starting up.

これに対して、通紙時には、第2の加熱状態(図8(C)の状態である。)に切り替えられるように、励磁コイル部25や発熱部材23の離間機構が制御される。このとき、発熱部材23(第2発熱層)は、励磁コイル部25によって積極的に電磁誘導加熱されることになる。そして、上述した立ち上げ時の動作によって充分に昇温した状態の定着ベルト21の加熱を補完するように、定着ベルト21と発熱部材23との間で熱の受け渡しがおこなわれることになる。
なお、第2の加熱状態(図8(C)の状態である。)においては、強磁性体24(第2強磁性体24B)の姿勢が図3(B)の状態になるように、駆動部61が制御されている。
On the other hand, the separation mechanism of the exciting coil unit 25 and the heat generating member 23 is controlled so that the second heating state (the state shown in FIG. 8C) is switched when the paper is passed. At this time, the heat generating member 23 (second heat generating layer) is positively heated by electromagnetic induction by the exciting coil unit 25. Then, heat is transferred between the fixing belt 21 and the heat generating member 23 so as to supplement the heating of the fixing belt 21 in a state where the temperature has been sufficiently raised by the operation at the time of start-up.
In the second heating state (the state shown in FIG. 8C), driving is performed so that the posture of the ferromagnetic body 24 (second ferromagnetic body 24B) is in the state shown in FIG. 3B. The unit 61 is controlled.

なお、温度センサ40(温度検知手段)によって検知された温度が所定値以下になったときには、離間状態(図8(B)の状態である。)から当接状態(図8(C)の状態である。)に切り替えられるように、発熱部材23の離間機構を制御して、温度センサ40によって検知された温度が所定値に達したときには、当接状態(図8(C)の状態である。)から離間状態(図8(B)の状態である。)に切り替えられるように、発熱部材23の離間機構を制御することもできる。
このような制御をおこなうことで、通紙時において、定着ベルト21の熱が通紙される記録媒体Pに奪われてベルト温度が低下してしまっても、それを補完するように発熱部材23が定着ベルト21に当接して発熱部材23の熱が定着ベルト21に伝熱されるため、通紙時における定着ベルト21の温度低下にともなう定着不良画像の発生を低減することができる。また、定着ベルト21の温度の低下が生じていないときには、発熱部材23を定着ベルト21から離間して電磁誘導加熱による発熱部材23の蓄熱をおこなう。
なお、このような通紙時の制御は、連続通紙時においても同様におこなうことができる。
When the temperature detected by the temperature sensor 40 (temperature detection means) is below a predetermined value, the contact state (FIG. 8C) is changed from the separated state (the state shown in FIG. 8B). When the temperature detected by the temperature sensor 40 reaches a predetermined value by controlling the separation mechanism of the heat generating member 23 so that it can be switched to the state of FIG. 8 (C). .) Can be controlled so as to be switched from the separated state (the state shown in FIG. 8B).
By performing such control, even when the paper is passed, the heat of the fixing belt 21 is lost by the recording medium P through which the paper is passed and the belt temperature is lowered, so that the heat generating member 23 is complemented. Is brought into contact with the fixing belt 21 and the heat of the heat generating member 23 is transferred to the fixing belt 21, so that it is possible to reduce the occurrence of defective fixing images due to a decrease in the temperature of the fixing belt 21 during paper passing. Further, when the temperature of the fixing belt 21 does not decrease, the heat generating member 23 is separated from the fixing belt 21 and the heat generating member 23 is stored by electromagnetic induction heating.
It should be noted that such control during paper passing can be performed in the same way during continuous paper passing.

また、記録媒体Pとして薄紙が通紙される場合(厚さが所定値以下の記録媒体Pがニップ部に搬送される場合である。)に、定着ベルト21に対して発熱部材23が離間するように(図8(B)の状態になるように)、離間機構を制御することもできる。これは、薄紙が通紙される場合には、記録媒体Pに奪われる定着ベルト21の熱が小さいため、発熱部材23を定着ベルト21に当接して発熱部材23の熱を定着ベルト21に伝熱しなくても定着ベルト21の温度を安定化できることによる。
また、本実施の形態1における画像形成装置はモノクロ画像形成装置であるが、カラー画像形成装置を用いる場合であって、モノクロ画像モードが実行されるとき(カラー画像を定着せずにモノクロ画像を定着するときである。)には、定着ベルト21に対して発熱部材23が離間するように(図8(B)の状態になるように)、離間機構を制御することもできる。これは、モノクロ画像モード時には、カラー画像モード時に比べて、記録媒体P上のトナー像に奪われる定着ベルト21の熱が小さいため、発熱部材23を定着ベルト21に当接して発熱部材23の熱を定着ベルト21に伝熱しなくても定着ベルト21の温度を安定化できることによる。
Further, when thin paper is passed as the recording medium P (when the recording medium P having a thickness equal to or smaller than a predetermined value is conveyed to the nip portion), the heat generating member 23 is separated from the fixing belt 21. Thus, the separation mechanism can also be controlled (so that the state shown in FIG. 8B is obtained). This is because when the thin paper is passed, the heat of the fixing belt 21 taken away by the recording medium P is small, so that the heat generating member 23 is brought into contact with the fixing belt 21 and the heat of the heat generating member 23 is transmitted to the fixing belt 21. This is because the temperature of the fixing belt 21 can be stabilized without heating.
The image forming apparatus according to the first embodiment is a monochrome image forming apparatus. However, when a color image forming apparatus is used and the monochrome image mode is executed (a monochrome image is not fixed without fixing the color image). When fixing, the separation mechanism can be controlled so that the heat generating member 23 is separated from the fixing belt 21 (so that the state shown in FIG. 8B is reached). This is because in the monochrome image mode, the heat of the fixing belt 21 taken away by the toner image on the recording medium P is smaller than in the color image mode. This is because the temperature of the fixing belt 21 can be stabilized without transferring heat to the fixing belt 21.

図11は、これらの通紙条件(通紙される記録媒体Pの厚さや、プリントモードである。)によって可変制御される発熱部材の接離状態を示す表図である。具体的に、通紙される記録媒体Pが薄紙(坪量が80g/cm2以下のものである。)の場合、モノクロ画像モード時であってもカラー画像モード時であっても発熱部材23を定着ベルト21から離間させる。また、通紙される記録媒体Pが普通紙(坪量81〜105g/cm2のものである。)の場合、モノクロ画像モード時には発熱部材23を定着ベルト21から離間させて、カラー画像モード時には発熱部材23を定着ベルト21に当接させる。さらに、通紙される記録媒体Pが厚紙(坪量が106g/cm2以上のものである。)の場合、モノクロ画像モード時であってもカラー画像モード時であっても発熱部材23を定着ベルト21に当接させる。
そして、これらの制御をおこなうことで、定着ベルト21と発熱部材23との摺接による劣化を低減することができる。
なお、通紙される記録媒体Pの厚さを検知する手段としては、記録媒体Pの搬送経路中や給紙部12〜14に紙厚センサを設置して記録媒体Pの厚さを直接的に検知してもよいし、ユーザーによる装置本体1の操作パネルの操作によって入力される記録媒体Pの情報に基いて記録媒体Pの厚さを間接的に検知してもよい。そして、このようにして検知された記録媒体Pの厚さの情報に基いて、上述した制御がおこなわれることになる。
FIG. 11 is a table showing the contacting / separating state of the heat generating member variably controlled according to these sheet passing conditions (the thickness of the recording medium P to be passed and the print mode). Specifically, when the recording medium P to be passed is thin paper (basis weight is 80 g / cm 2 or less), the heating member 23 is in the monochrome image mode or in the color image mode. Is separated from the fixing belt 21. When the recording medium P to be passed is plain paper (basis weight of 81 to 105 g / cm 2 ), the heating member 23 is separated from the fixing belt 21 in the monochrome image mode, and in the color image mode. The heat generating member 23 is brought into contact with the fixing belt 21. Further, when the recording medium P to be passed is thick paper (basis weight is 106 g / cm 2 or more), the heat generating member 23 is fixed in both the monochrome image mode and the color image mode. It abuts on the belt 21.
By performing these controls, deterioration due to sliding contact between the fixing belt 21 and the heat generating member 23 can be reduced.
As a means for detecting the thickness of the recording medium P to be passed, a paper thickness sensor is installed in the conveyance path of the recording medium P or in the paper feeding units 12 to 14 to directly determine the thickness of the recording medium P. Alternatively, the thickness of the recording medium P may be indirectly detected based on the information of the recording medium P input by the operation of the operation panel of the apparatus main body 1 by the user. Then, based on the thickness information of the recording medium P detected in this way, the above-described control is performed.

また、本実施の形態2において、定着ベルト21の温度が第1の狙い値になるように制御される印刷モード(例えば、記録媒体Pとして厚紙が通紙される場合であって、定着ベルト21の温度が高めに設定される高温モードである。)から第1の狙い値よりも低い第2の狙い値になるように制御される印刷モード(例えば、記録媒体Pとして薄紙が通紙される場合であって、定着ベルト21の温度が低めに設定される低温モードである。)に切り替えられたときに、定着ベルト21に対して発熱部材23が離間するように(図8(B)の状態になるように)、離間機構を制御することもできる。
これは、高温モードから低温モードに切り替えられるときに、発熱部材23が定着ベルト21に当接した状態で発熱部材23の熱が定着ベルト21に伝熱されてしまうと、高温状態にある定着ベルト21の温度を低めに制御するのに時間がかかってしまうためである。すなわち、このような制御をおこなうことで、高温モードから低温モードに切り替えられる時間(待ち時間)を短縮化することができる。
Further, in the second embodiment, a printing mode (for example, a case where thick paper is passed as the recording medium P in which the temperature of the fixing belt 21 is controlled to the first target value, and the fixing belt 21 is passed. Is a high-temperature mode in which the temperature of the recording medium P is set to a high temperature) to a second target value lower than the first target value (for example, thin paper is passed as the recording medium P). In this case, the heat generating member 23 is separated from the fixing belt 21 when the mode is switched to the low temperature mode in which the temperature of the fixing belt 21 is set to be low (see FIG. 8B). The separation mechanism can also be controlled so that it is in a state.
This is because when the heat from the heat generating member 23 is transferred to the fixing belt 21 while the heat generating member 23 is in contact with the fixing belt 21 when the high temperature mode is switched to the low temperature mode, the fixing belt in the high temperature state is transferred. This is because it takes time to control the temperature of 21 to be lower. That is, by performing such control, the time (waiting time) during which the high temperature mode is switched to the low temperature mode can be shortened.

図12は、このように印刷モードの切替時(厚紙通紙モードから普通紙通紙モードへの切替時である。)において発熱部材23の離間制御をおこなったときと、おこなわなかったときと、の定着ベルト21の表面温度の変化を示すグラフである。
図12において、実線グラフは印刷モードの切替時において発熱部材23を離間させたとき(図8(B)又は図8(A)の状態である。)の定着ベルト21の温度変化を示し、破線グラフは印刷モードの切替時において発熱部材23を当接させたとき(図8(C)の状態である。)の定着ベルト21の温度変化を示す。なお、厚紙通紙モード時における定着温度の狙い値(第1の狙い値)は180℃に設定されていて、普通紙通紙モード時における定着温度の狙い値(第2の狙い値)は165℃に設定されている。
図12の結果からも、印刷モードの切替時において発熱部材23の離間制御をおこなうことで、高温モード(厚紙通紙モード)から低温モード(普通紙通紙モード)に切り替えられる時間(待ち時間)を短縮化できることがわかる。
FIG. 12 shows the case where the separation control of the heating member 23 is performed and the case where the heating member 23 is not performed at the time of switching the printing mode (when switching from the thick paper passing mode to the plain paper passing mode). 6 is a graph showing a change in the surface temperature of the fixing belt 21.
In FIG. 12, the solid line graph shows the temperature change of the fixing belt 21 when the heat generating member 23 is separated at the time of switching the printing mode (the state shown in FIG. 8B or FIG. 8A), and the broken line. The graph shows a change in the temperature of the fixing belt 21 when the heat generating member 23 is brought into contact with the print mode (in the state shown in FIG. 8C). Note that the target value of the fixing temperature (first target value) in the thick paper passing mode is set to 180 ° C., and the target value (second target value) of the fixing temperature in the plain paper passing mode is 165. It is set to ℃.
Also from the result of FIG. 12, the time (waiting time) during which switching from the high temperature mode (thick paper passing mode) to the low temperature mode (plain paper passing mode) is performed by performing the separation control of the heat generating member 23 when switching the printing mode. Can be shortened.

また、本実施の形態2において、定着ベルト21に対して発熱部材23が当接した状態である場合(図8(C)の状態である。)であって、定着ベルト21の温度が所定値を超えたとき(温度センサ40によって定着ベルト21のオーバーシュートが検知されたときである。)に、図8(B)のように離間機構によって定着ベルト21に対して発熱部材23が離間するように制御することが好ましい。これにより、発熱部材23の熱が定着ベルト21に伝熱されないため、過昇温状態にある定着ベルト21の温度を低下させやすくなる。   In the second embodiment, the heating member 23 is in contact with the fixing belt 21 (the state shown in FIG. 8C), and the temperature of the fixing belt 21 is a predetermined value. (When overshoot of the fixing belt 21 is detected by the temperature sensor 40), the heating member 23 is separated from the fixing belt 21 by the separation mechanism as shown in FIG. 8B. It is preferable to control. As a result, the heat of the heat generating member 23 is not transferred to the fixing belt 21, so that the temperature of the fixing belt 21 in an excessively high temperature state is easily lowered.

図13は、定着ベルト21のオーバーシュート時において発熱部材23の離間制御をおこなったときと、おこなわなかったときと、の定着ベルト21の表面温度の変化を示すグラフである。
図13において、実線グラフはオーバーシュート時において発熱部材23を離間させたとき(図8(B)又は図8(A)の状態である。)の定着ベルト21の温度変化を示し、破線グラフはオーバーシュート時において発熱部材23を当接させたとき(図8(C)の状態である。)の定着ベルト21の温度変化を示す。なお、定着ベルト21のオーバーシュートは、定着ベルト21の表面温度が高め(180℃である。)に設定される厚紙通紙モード時に生じやすく、定着ベルト21の表面温度が耐熱限界温度である225℃に達しないように、温度センサ40によって定着ベルト21の表面温度が所定値(例えば、195℃)を超えた状態が検知されたときに、オーバーシュート状態にあるものとして、発熱部材23の離間制御がおこなわれる。
図13の結果からも、オーバーシュート時において発熱部材23の離間制御をおこなうことで、定着ベルト21に熱的損傷が生じる不具合を未然に防止できることがわかる。
FIG. 13 is a graph showing a change in the surface temperature of the fixing belt 21 when the separation control of the heat generating member 23 is performed during the overshoot of the fixing belt 21 and when it is not performed.
In FIG. 13, the solid line graph shows the temperature change of the fixing belt 21 when the heat generating member 23 is separated during overshoot (the state shown in FIG. 8B or FIG. 8A), and the broken line graph is The temperature change of the fixing belt 21 when the heat generating member 23 is brought into contact with the overshoot (the state shown in FIG. 8C) is shown. The overshoot of the fixing belt 21 is likely to occur during the cardboard paper passing mode in which the surface temperature of the fixing belt 21 is set high (180 ° C.), and the surface temperature of the fixing belt 21 is a heat resistant limit temperature 225. When the temperature sensor 40 detects that the surface temperature of the fixing belt 21 exceeds a predetermined value (for example, 195 ° C.) so that the temperature sensor 40 does not reach ° C., it is assumed that the heating member 23 is in an overshoot state and the heating member 23 is separated. Control takes place.
From the results shown in FIG. 13, it can be seen that the occurrence of thermal damage to the fixing belt 21 can be prevented by controlling the separation of the heat generating member 23 during overshoot.

また、本実施の形態2における定着装置20が、記録媒体Pの搬送速度(プロセス線速)が異なる画像形成装置本体1(印刷生産性の異なる装置である。)に設置される場合(共通化されたユニットとして用いられる場合)に、離間機構によって発熱部材23を定着ベルト21に対して離間される条件(図8(B)の状態になる条件である。)を可変することができる。
これは、記録媒体Pの搬送速度が低い画像形成装置では、記録媒体Pの搬送速度が高い画像形成装置に比べて、搬送される記録媒体Pに奪われる定着ベルト21の熱が小さいため、発熱部材23を定着ベルト21に当接して発熱部材23の熱を定着ベルト21に伝熱しなくても定着ベルト21の温度をある程度安定化できることによる。
そして、このような設定をおこなうことで、印刷スピードの異なる画像形成装置に対しても、共通化された定着装置20を不具合なく用いることができる。
In addition, the fixing device 20 according to the second embodiment is installed in the image forming apparatus main body 1 (an apparatus having different printing productivity) having a different conveyance speed (process linear speed) of the recording medium P (commonization). In the case where the heat generating member 23 is separated from the fixing belt 21 by the separation mechanism, the condition (the condition in which it is in the state of FIG. 8B) can be varied.
This is because the heat of the fixing belt 21 taken away by the conveyed recording medium P is smaller in the image forming apparatus having a low conveying speed of the recording medium P than in the image forming apparatus having a high conveying speed of the recording medium P. This is because the temperature of the fixing belt 21 can be stabilized to some extent without contacting the member 23 with the fixing belt 21 and transferring the heat of the heat generating member 23 to the fixing belt 21.
By making such a setting, the common fixing device 20 can be used without problems even for image forming apparatuses having different printing speeds.

図14は、記録媒体Pの搬送速度が異なる画像形成装置ごとに変更される発熱部材23の離間制御の条件を示す表図である。
具体的に、記録媒体Pの搬送速度が最も遅い画像形成装置A(A4サイズの記録媒体Pを1分間当り31枚搬送する装置である。)では、通紙される記録媒体Pが薄紙(坪量が80g/cm2以下のものである。)の場合に発熱部材23を定着ベルト21から離間させて、通紙される記録媒体Pが普通紙(坪量81〜105g/cm2のものである。)の場合にも発熱部材23を定着ベルト21から離間させて、通紙される記録媒体Pが厚紙(坪量が106g/cm2以上のものである。)の場合に発熱部材23を定着ベルト21に当接させる。また、記録媒体Pの搬送速度が中程度の画像形成装置B(A4サイズの記録媒体Pを1分間当り41枚搬送する装置である。)では、通紙される記録媒体Pが薄紙の場合に発熱部材23を定着ベルト21から離間させて、通紙される記録媒体Pが普通紙の場合に発熱部材23を定着ベルト21に当接させて、通紙される記録媒体Pが厚紙の場合にも発熱部材23を定着ベルト21に当接させる。さらに、記録媒体Pの搬送速度が最も速い画像形成装置C(A4サイズの記録媒体Pを1分間当り51枚搬送する装置である。)では、通紙される記録媒体Pの厚さに関わらず発熱部材23を定着ベルト21に当接させる。
そして、これらの制御をおこなうことで、印刷スピードの異なる画像形成装置に対しても、共通化された定着装置20を不具合なく用いることができる。
FIG. 14 is a table showing conditions for controlling the separation of the heat generating member 23 that is changed for each image forming apparatus in which the conveyance speed of the recording medium P is different.
Specifically, in the image forming apparatus A (the apparatus that conveys 31 A4 size recording media P per minute) with the slowest conveyance speed of the recording medium P, the recording medium P to be passed is thin paper (tsubo). the amount is of 80 g / cm 2 or less.) with a heating member 23 is separated from the fixing belt 21 in the case of, but the recording medium P to be fed is plain paper (basis weight 81~105g / cm 2 In the case of the above, the heat generating member 23 is separated from the fixing belt 21 and the recording medium P to be passed is thick paper (basis weight is 106 g / cm 2 or more). It is brought into contact with the fixing belt 21. Further, in the image forming apparatus B (the apparatus that conveys 41 A4-sized recording media P per minute) with a medium conveyance speed of the recording medium P, the recording medium P to be passed is thin paper. When the heat generating member 23 is separated from the fixing belt 21 and the recording medium P to be passed is plain paper, the heat generating member 23 is brought into contact with the fixing belt 21 and the recording medium P to be passed is thick paper. Also, the heat generating member 23 is brought into contact with the fixing belt 21. Further, in the image forming apparatus C (the apparatus that conveys 51 A4-sized recording media P per minute) with the fastest conveying speed of the recording medium P, regardless of the thickness of the recording medium P to be passed. The heat generating member 23 is brought into contact with the fixing belt 21.
By performing these controls, the common fixing device 20 can be used without problems even for image forming apparatuses having different printing speeds.

さらに、本実施の形態2において、図9に示すように、発熱部材23A、23Bを幅方向サイズの異なる記録媒体Pに合わせて幅方向に複数に分割して、ニップ部に搬送される記録媒体Pの幅方向サイズに合わせて複数に分割された発熱部材23A、23Bの定着ベルト21に対するそれぞれの離間状態を可変するように離間機構を制御することもできる。
具体的に、図9に示すように、小サイズ紙の通紙領域に合わせて幅方向中央部には第1の発熱部材23Aを接離可能に設置して、大サイズ紙の通紙領域(小サイズ紙の領域外である。)に合わせて幅方向両端部には第2の発熱部材23Bを接離可能に設置している。そして、離間機構によって、第1の発熱部材23Aと第2の発熱部材23Bとを定着ベルト21に対して独立して接離できるように構成している。そして、通紙される記録媒体Pのサイズに応じて第1の発熱部材23Aと第2の発熱部材23Bとの接離動作を独立しておこなうことで、小サイズ紙が通紙されるときの非通紙領域における定着ベルト21の過昇温を抑止することができる(図5を参照できる)。
例えば、図9(B)の状態(発熱部材23A、23Bが離間された状態である。)で大サイズ紙が連続通紙された直後に小サイズ紙が通紙される場合に、そのままでは小サイズ紙の非通紙領域に対応する定着ベルト21の両端部の熱が紙に奪われないために過昇温してしまう。これに対して、図9(A)のように、両端部の発熱部材23Bを定着ベルト21の非通紙領域に当接させることで、定着ベルト21の非通紙領域の熱が発熱部材23Bに奪われて、定着ベルト21の両端部の過昇温を防止することができる。
なお、上述した発熱部材23A、23Bの動作は、一例であって、様々な状況に合わせて2つの発熱部材23A、23Bの独立した接離動作をおこなうことができる。また、図9では、発熱部材23A、23Bを2つのサイズの記録媒体Pに合わせて分割したが、3つ以上のサイズの記録媒体Pに合わせて発熱部材を分割することもできる。
Furthermore, in the second embodiment, as shown in FIG. 9, the heat generating members 23A and 23B are divided into a plurality of width directions in accordance with the recording medium P having different width direction sizes, and are conveyed to the nip portion. It is also possible to control the separation mechanism so as to vary the separation state of the heat generating members 23A and 23B divided into a plurality according to the width direction of P with respect to the fixing belt 21.
Specifically, as shown in FIG. 9, the first heat generating member 23 </ b> A is installed in the central portion in the width direction so as to be able to contact and separate in accordance with the passing area of the small size paper, and the passing area ( The second heat generating member 23B is installed at both ends in the width direction so as to be able to contact and separate. The first heat generating member 23A and the second heat generating member 23B are configured to be able to contact and separate independently from the fixing belt 21 by the separation mechanism. Then, the first heat generating member 23A and the second heat generating member 23B are independently contacted and separated according to the size of the recording medium P to be passed, so that the small size paper can be passed. Overheating of the fixing belt 21 in the non-sheet passing region can be suppressed (see FIG. 5).
For example, in the state shown in FIG. 9B (when the heat generating members 23A and 23B are separated from each other), when the small size paper is passed immediately after the large size paper is continuously passed, the small size is left as it is. Since the heat at both ends of the fixing belt 21 corresponding to the non-sheet passing area of the size paper is not taken away by the paper, the temperature rises excessively. On the other hand, as shown in FIG. 9A, the heat of the non-sheet passing area of the fixing belt 21 is caused to be generated by bringing the heat generating members 23B at both ends into contact with the non-sheet passing area of the fixing belt 21. The excessive temperature rise at both ends of the fixing belt 21 can be prevented.
The operation of the heat generating members 23A and 23B described above is an example, and the two heat generating members 23A and 23B can be independently contacted and separated according to various situations. In FIG. 9, the heat generating members 23A and 23B are divided according to the recording media P of two sizes, but the heat generating members can be divided according to the recording media P of three or more sizes.

以上説明したように、本実施の形態2においても、前記実施の形態1と同様に、定着ベルト21(定着回転体)の第1発熱層に作用する磁束密度を可変することで、第1発熱層(定着ベルト21)のみを電磁誘導加熱して定着ベルト21(定着回転体)を加熱する第1の加熱状態と、第1発熱層(定着ベルト21)及び第2発熱層(発熱層23)を電磁誘導加熱して定着ベルト21を直接的に加熱するとともに発熱部材23によって定着ベルト21を間接的に加熱する第2の加熱状態と、を切り替えている。これにより、定着ベルト21に対する電磁誘導加熱による加熱効率が充分に高くて、定着ベルト21の昇温時間をさらに短縮化することができる。   As described above, also in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the first heat generation is achieved by varying the magnetic flux density acting on the first heat generation layer of the fixing belt 21 (fixing rotating body). The first heating state in which only the layer (fixing belt 21) is heated by electromagnetic induction to heat the fixing belt 21 (fixing rotating body), the first heat generating layer (fixing belt 21), and the second heat generating layer (heat generating layer 23). The fixing belt 21 is directly heated by electromagnetic induction heating, and the second heating state in which the fixing belt 21 is indirectly heated by the heat generating member 23 is switched. As a result, the heating efficiency of the fixing belt 21 by electromagnetic induction heating is sufficiently high, and the temperature raising time of the fixing belt 21 can be further shortened.

なお、前記各実施の形態では、加圧回転体として加圧ローラを用いて定着回転体として定着ベルトを用いた定着装置に対して本発明を適用したが、加圧回転体として加圧ベルト等を用いた定着装置や、定着回転体として定着フィルムや定着ローラを用いた定着装置に対しても本発明を適用することができる。そして、この場合にも、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。   In each of the above embodiments, the present invention is applied to a fixing device using a pressure roller as a pressure rotator and a fixing belt as a fixing rotator. The present invention can also be applied to a fixing device using a fixing device and a fixing device using a fixing film or a fixing roller as a fixing rotator. In this case, the same effects as those of the above embodiments can be obtained.

また、前記各実施の形態では、モノクロの画像形成装置1に設置される定着装置20に対して本発明を適用したが、カラーの画像形成装置に設置される定着装置に対しても当然に本発明を適用することができる。   In each of the above embodiments, the present invention is applied to the fixing device 20 installed in the monochrome image forming apparatus 1. However, the present invention is naturally applied to the fixing device installed in the color image forming apparatus. The invention can be applied.

また、前記各実施の形態では、強磁性体24を第1強磁性体24Aと第2強磁性体24Bとに分割して、駆動部61によって第2強磁性体24Bを上下に移動させることによって、励磁コイル部25に対する強磁性体24の姿勢を可変して、励磁コイル部25によって第1発熱層(定着ベルト21)のみが加熱される第1の加熱状態と、励磁コイル部25によって第1発熱層(定着ベルト21)と第2発熱層(発熱部材23)とが加熱される第2の加熱状態と、が切り替えられるように構成した。
しかし、強磁性体24を分割する態様や、励磁コイル部25に対する強磁性体24の姿勢を可変する態様は、前記各実施の形態のものに限定されることなく、第1発熱層(定着ベルト21)に作用する磁束の磁束密度が可変されて、励磁コイル部25によって第1発熱層(定着ベルト21)のみが加熱される第1の加熱状態と、励磁コイル部25によって第1発熱層(定着ベルト21)と第2発熱層(発熱部材23)とが加熱される第2の加熱状態と、が切り替えられるのであれば、種々の態様を用いることができる。
そして、その場合にも、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
In each of the above embodiments, the ferromagnetic body 24 is divided into the first ferromagnetic body 24A and the second ferromagnetic body 24B, and the second ferromagnetic body 24B is moved up and down by the drive unit 61. The first heating state in which only the first heat generating layer (fixing belt 21) is heated by the exciting coil unit 25 by changing the attitude of the ferromagnetic body 24 with respect to the exciting coil unit 25, and the first by the exciting coil unit 25. The second heating state in which the heat generating layer (fixing belt 21) and the second heat generating layer (heat generating member 23) are heated can be switched.
However, the mode of dividing the ferromagnetic body 24 and the mode of changing the attitude of the ferromagnetic body 24 with respect to the exciting coil section 25 are not limited to those of the above-described embodiments, but the first heat generating layer (fixing belt). 21), the first heating state in which only the first heat generating layer (fixing belt 21) is heated by the exciting coil unit 25, and the first heat generating layer (by the exciting coil unit 25). Various modes can be used as long as the fixing belt 21) and the second heating state in which the second heating layer (heating member 23) is heated can be switched.
In this case, the same effects as those of the above embodiments can be obtained.

なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and within the scope of the technical idea of the present invention, the embodiments can be modified as appropriate in addition to those suggested in the embodiments. Is clear. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above embodiments, and can be set to a number, position, shape, and the like that are suitable for carrying out the present invention.

1 画像形成装置本体(装置本体)、
20 定着装置、
21 定着ベルト(定着回転体)、
22 固定部材、
23 発熱部材、
24 強磁性体(磁束調整部材)、
24A 第1強磁性体、 24B 第2強磁性体、
25 励磁コイル部(誘導加熱部)、
31 加圧ローラ(加圧回転体)、
40 温度センサ、
61 駆動部、 P 記録媒体。
1 image forming apparatus body (apparatus body),
20 fixing device,
21 fixing belt (fixing rotating body),
22 fixing member,
23 Heat generating member,
24 Ferromagnetic material (magnetic flux adjusting member),
24A first ferromagnet, 24B second ferromagnet,
25 Excitation coil section (induction heating section),
31 Pressure roller (pressure rotating body),
40 temperature sensor,
61 Drive unit, P recording medium.

特開2009−282413号公報JP 2009-282413 A 特許第3527442号公報Japanese Patent No. 3527442 特許第3900692号公報Japanese Patent No. 3900692

Claims (14)

励磁コイル部によって電磁誘導加熱される第1発熱層を具備するとともに、所定方向に走行してトナー像を加熱して溶融する定着回転体と、
前記定着回転体に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、
前記定着回転体を介して対向する前記励磁コイル部によって電磁誘導加熱される第2発熱層を具備するとともに、前記定着回転体に当接した状態で前記定着回転体を加熱可能に形成された発熱部材と、
を備え、
前記第1発熱層に作用する磁束密度を可変することで、前記励磁コイル部によって前記第1発熱層のみを電磁誘導加熱して前記定着回転体を加熱する第1の加熱状態と、前記励磁コイル部によって前記第1発熱層及び前記第2発熱層を電磁誘導加熱して前記定着回転体を直接的に加熱するとともに前記発熱部材によって前記定着回転体を間接的に加熱する第2の加熱状態と、が切り替えられることを特徴とする定着装置。
A fixing rotator that includes a first heat generating layer that is electromagnetically heated by an exciting coil unit, and that travels in a predetermined direction to heat and melt a toner image;
A pressure rotator that forms a nip portion in which a recording medium is conveyed in pressure contact with the fixing rotator; and
A second heat generation layer that is electromagnetically heated by the exciting coil portion that is opposed to the fixing rotating body, and that is configured to be able to heat the fixing rotating body in contact with the fixing rotating body. Members,
With
A first heating state in which only the first heat generating layer is electromagnetically heated by the exciting coil unit to heat the fixing rotating body by varying a magnetic flux density acting on the first heat generating layer, and the exciting coil A second heating state in which the first heat generating layer and the second heat generating layer are heated by electromagnetic induction to heat the fixing rotator directly and the heat generating member indirectly heats the fixing rotator. , And a fixing device characterized by being switched.
前記定着回転体と前記発熱部材とを介して前記励磁コイル部に対向するとともに、前記励磁コイル部に対向する姿勢を可変できるように形成された強磁性体を備え、
前記強磁性体の姿勢を可変することで、前記第1発熱層に作用する磁束密度を可変することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
A ferromagnetic body formed so as to face the excitation coil unit via the fixing rotator and the heat generating member, and to change a posture facing the excitation coil unit;
The fixing device according to claim 1, wherein the magnetic flux density acting on the first heat generating layer is changed by changing a posture of the ferromagnetic body.
前記強磁性体は、前記定着回転体の回転方向に沿って複数に分割され、
前記複数の強磁性体のうち少なくとも1つの強磁性体における前記励磁コイル部との対向距離を可変することで、前記第1発熱層に作用する磁束密度を可変することを特徴とする請求項2に記載の定着装置。
The ferromagnetic body is divided into a plurality along the rotation direction of the fixing rotator,
The magnetic flux density acting on the first heat generating layer is varied by varying a facing distance of the at least one ferromagnetic material of the plurality of ferromagnetic materials from the exciting coil unit. The fixing device according to 1.
前記強磁性体は、前記第1の加熱状態では前記第1発熱層に作用する磁束密度が前記第1発熱層の飽和磁束密度より小さくなるように前記励磁コイル部に対向する姿勢が可変され、前記第2の加熱状態では前記第1発熱層に作用する磁束密度が前記第1発熱層の飽和磁束密度より大きくなるように前記励磁コイル部に対向する姿勢が可変されることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の定着装置。   In the first heating state, the ferromagnetic body has a posture that is opposed to the exciting coil unit so that a magnetic flux density acting on the first heat generating layer is smaller than a saturation magnetic flux density of the first heat generating layer, The posture facing the exciting coil section is varied so that a magnetic flux density acting on the first heat generating layer is larger than a saturation magnetic flux density of the first heat generating layer in the second heating state. The fixing device according to claim 2 or 3. 装置の立ち上げ時には前記第1の加熱状態になって、連続通紙時には前記第2の加熱状態になるように制御されることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の定着装置。   5. The apparatus according to claim 1, wherein the first heating state is controlled when the apparatus is started up, and the second heating state is controlled when the sheet is continuously fed. Fixing device. 前記発熱部材は、離間機構によって所定のタイミングで前記定着回転体に対して離間させることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the heat generating member is separated from the fixing rotator at a predetermined timing by a separation mechanism. 前記離間機構は、装置の立ち上げ時に前記定着回転体に対して前記発熱部材が離間するように制御されることを特徴とする請求項6に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 6, wherein the separation mechanism is controlled so that the heat generating member is separated from the fixing rotator when the device is started up. 前記離間機構は、カラー画像を定着せずにモノクロ画像を定着する場合、又は/及び、厚さが所定値以下の記録媒体が前記ニップ部に搬送される場合、に前記定着回転体に対して前記発熱部材が離間するように制御されることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の定着装置。   The separation mechanism is used to fix the monochrome rotating image without fixing the color image, and / or when the recording medium having a thickness equal to or less than a predetermined value is conveyed to the nip portion. The fixing device according to claim 6, wherein the heat generating member is controlled to be separated. 前記離間機構は、前記定着回転体の温度が第1の狙い値になるように制御される印刷モードから前記第1の狙い値よりも低い第2の狙い値になるように制御される印刷モードに切り替えられたときに、前記定着回転体に対して前記発熱部材が離間するように制御されることを特徴とする請求項6〜請求項8のいずれかに記載の定着装置。   The separation mechanism is controlled so that the temperature of the fixing rotator is controlled to be a first target value, and the second target value lower than the first target value is controlled. 9. The fixing device according to claim 6, wherein the heat generating member is controlled to be separated from the fixing rotator when the fixing rotation body is switched to. 前記定着回転体に対して前記発熱部材が当接した状態である場合であって、前記定着回転体の温度が所定値を超えたときに、前記離間機構によって前記定着回転体に対して前記発熱部材が離間するように制御されることを特徴とする請求項6〜請求項9のいずれかに記載の定着装置。   When the heat generating member is in contact with the fixing rotator, and the temperature of the fixing rotator exceeds a predetermined value, the heat generation is performed on the fixing rotator by the separation mechanism. 10. The fixing device according to claim 6, wherein the member is controlled to be separated. 前記発熱部材は、幅方向サイズの異なる記録媒体に合わせて幅方向に複数に分割され、
前記離間機構は、前記ニップ部に搬送される記録媒体の幅方向サイズに合わせて前記複数に分割された発熱部材の前記定着回転体に対するそれぞれの離間状態を可変することを特徴とする請求項6〜請求項10のいずれかに記載の定着装置。
The heat generating member is divided into a plurality in the width direction according to recording media having different width sizes,
7. The separation mechanism is configured to vary a separation state of the plurality of heat generating members divided into the fixing rotating body according to a width direction size of a recording medium conveyed to the nip portion. The fixing device according to claim 10.
前記離間機構は、前記発熱部材を前記定着回転体に対して離間するとともに、前記発熱部材を前記励磁コイル部に対向しない位置まで前記定着回転体の周方向に沿って移動させることを特徴とする請求項6〜請求項11のいずれかに記載の定着装置。   The separation mechanism separates the heat generating member from the fixing rotator and moves the heat generating member along a circumferential direction of the fixing rotator to a position not facing the exciting coil unit. The fixing device according to claim 6. 記録媒体の搬送速度が異なる画像形成装置本体に設置される場合に、前記離間機構によって前記発熱部材が前記定着回転体に対して離間される条件が可変されることを特徴とする請求項6〜請求項12のいずれかに記載の定着装置。   The condition for separating the heat generating member from the fixing rotator by the separation mechanism is varied when the recording medium is installed in different image forming apparatus main bodies. The fixing device according to claim 12. 請求項1〜請求項13のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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