JP2014016445A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

Fixing device and image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2014016445A
JP2014016445A JP2012153309A JP2012153309A JP2014016445A JP 2014016445 A JP2014016445 A JP 2014016445A JP 2012153309 A JP2012153309 A JP 2012153309A JP 2012153309 A JP2012153309 A JP 2012153309A JP 2014016445 A JP2014016445 A JP 2014016445A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fixing
roller
fixing device
induction heating
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012153309A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Motoyoshi Yamano
元義 山野
Tetsuo Tokuda
哲生 徳田
Takashi Sakamaki
崇 酒巻
Jun Okamoto
潤 岡本
Tomoshi Ueno
智志 上野
Naoto Suzuki
直人 鈴木
Fumihiro Hirose
文洋 廣瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2012153309A priority Critical patent/JP2014016445A/en
Publication of JP2014016445A publication Critical patent/JP2014016445A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an appropriate temperature distribution in a width direction of a recording medium.SOLUTION: A fixing device 20 includes a heating roller 21 heated by induction heating means 30, a fixing roller 22, a fixing belt 24 stretched on the heating roller 21 and the fixing roller 22, and a pressurizing roller 23 forming a nip between itself and the fixing roller 22. The induction heating means 30 includes: a plurality of exciting coils 31a, 31b that are concentric to each other and have different lengths in an axial direction of the heating roller 21; a resonance circuit 35 for supplying an alternating current to the exciting coils 31a, 31b; and a switching circuit 34 for switching a connection state between the resonance circuit 35 and one exciting coil of the plurality of exciting coils 31a, 31b.

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。さらに詳述すると、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に装着される定着装置に関する。   The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus. More specifically, the present invention relates to a fixing device mounted on an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, or a printer.

複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録媒体(用紙、記録紙、記録材ともいう)に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する過程により成立している。   Various image forming apparatuses using an electrophotographic system have been devised as image forming apparatuses such as copying machines, facsimiles, and printers, and are well-known techniques. In the image forming process, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum as an image carrier, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum is developed with a toner as a developer to be visualized and developed. The image is formed by a process in which the transferred image is transferred to a recording medium (also referred to as paper, recording paper, or recording material) by a transfer device to carry the image, and the toner image on the recording paper is fixed by a fixing device using pressure, heat, or the like. Yes.

定着装置としては、様々な方式のものが提案されており、所定の温度に維持された定着ローラ(加熱ローラ)と、定着ローラに圧接する加圧ローラとを備え、加圧ローラと定着ローラとの圧接によって形成されたニップ部により、未定着トナー像を担持した転写材を挟持搬送しつつ加熱し、定着させるローラ定着方式が知られている。   Various types of fixing devices have been proposed. The fixing device includes a fixing roller (heating roller) maintained at a predetermined temperature and a pressure roller in pressure contact with the fixing roller. There is known a roller fixing system in which a transfer material carrying an unfixed toner image is heated and fixed while being nipped and conveyed by a nip portion formed by pressure contact.

また、加圧ローラに対向配置される定着ローラと、定着ローラと加熱ローラとの間に張架される無端状の定着ベルトとを備え、加圧ローラと定着ベルトとの圧接によって形成されたニップ部にて、定着ベルトを介して加熱ローラの熱を転写材に与えることで、未定着トナー像を転写材に加圧し、定着させるベルト定着方式が知られている。   A nip formed by a pressure contact between the pressure roller and the fixing belt is provided with a fixing roller disposed opposite the pressure roller and an endless fixing belt stretched between the fixing roller and the heating roller. There is known a belt fixing system in which heat of a heating roller is applied to a transfer material through a fixing belt to press an unfixed toner image onto the transfer material and fix it.

また、近年、省エネルギー化の観点から、定着装置の通紙可能状態までの高速立上げによる立ち上り時間(ウォームアップタイム)の短縮が要求されており、定着ローラや加熱ローラなどの熱源としてハロゲンヒータを用いる従来の方式よりも、IHヒータ等の熱変換効率が高い電磁誘導加熱を熱源として用いた定着装置が提案されている。   In recent years, from the viewpoint of energy saving, it has been required to shorten the rise time (warm-up time) by high-speed start-up until the fixing device can pass paper. A halogen heater is used as a heat source for fixing rollers and heating rollers. A fixing device has been proposed that uses electromagnetic induction heating, such as an IH heater, that has higher heat conversion efficiency than the conventional method used as a heat source.

この電磁誘導加熱(誘導加熱ともいう)方式の定着装置では、発熱部材である電磁誘導発熱性層が薄いため、定着部材の長手方向(軸方向)の温度分布を制御することが難しいことが知られている。なお、定着部材とは、ローラ定着方式では定着(加熱)ローラ、ベルト定着方式では、定着ローラ、加熱ローラおよび定着ベルトを指すものとする。   In this electromagnetic induction heating (also referred to as induction heating) type fixing device, it is known that it is difficult to control the temperature distribution in the longitudinal direction (axial direction) of the fixing member because the electromagnetic induction heat generating layer which is a heat generating member is thin. It has been. The fixing member refers to a fixing (heating) roller in the roller fixing method, and a fixing roller, a heating roller, and a fixing belt in the belt fixing method.

一般的な画像形成装置では、幅方向のサイズが異なる数種類の記録媒体に対して、画像形成ができるように構成されている。なお、幅方向サイズの異なる記録媒体とは、JIS寸法のA列やB列における種々の定形サイズの記録媒体の他に、不定形サイズの記録媒体も含まれるものとする。   A general image forming apparatus is configured to form an image on several types of recording media having different sizes in the width direction. Note that recording media having different sizes in the width direction include recording media of irregular sizes in addition to recording media of various regular sizes in the A and B rows of JIS dimensions.

また、同一サイズ(例えば、A4サイズ)の記録媒体であっても、長手方向を搬送方向にした場合と、短手方向(長手方向に直交する方向)を搬送方向にした場合とでは、幅方向サイズの異なる記録媒体を扱っていることになる。   Even in the case of recording media of the same size (for example, A4 size), the width direction is different between when the longitudinal direction is the transport direction and when the short direction (the direction perpendicular to the longitudinal direction) is the transport direction. You are dealing with recording media of different sizes.

このような幅方向サイズの異なる記録媒体を定着装置で定着する場合において、記録媒体の幅方向サイズに応じて、定着部材の長手方向の熱分布が変動して、温度ムラが生じてしまうという問題がある。   When fixing a recording medium having a different width direction size with a fixing device, the heat distribution in the longitudinal direction of the fixing member varies depending on the width direction size of the recording medium, resulting in temperature unevenness. There is.

例えば、幅方向サイズの小さな記録媒体を通紙して定着する場合には、その記録媒体の幅方向サイズに対応する定着部材の長手方向における領域(通紙領域)では熱が多く奪われて、その他の位置(非通紙領域)に比べて定着温度が低くなる。換言すれば、非通紙領域で過昇温が生じる。この現象は、幅方向サイズの小さな記録媒体を連続的に通紙するような場合に、特に顕著になる。   For example, when fixing by passing a recording medium having a small width direction size, a lot of heat is taken away in the longitudinal direction (paper passing area) of the fixing member corresponding to the width direction size of the recording medium, The fixing temperature is lower than in other positions (non-sheet passing area). In other words, an excessive temperature rise occurs in the non-sheet passing region. This phenomenon becomes particularly remarkable when a recording medium having a small width size is continuously fed.

この問題に対して、誘導加熱方式の定着装置において、消磁部材を利用する方法が提案されている。例えば、特許文献1には、電磁誘導加熱を行う励磁コイルのほかに、消磁用二次コイルを非通紙領域に対応した位置に設置し、励磁コイルが発生する磁束変化によって発生する消磁用二次コイルの誘導起電力と誘導電流によって非通紙領域の磁束を低減することで過昇温を防止する加熱装置が開示されている。   In order to solve this problem, a method using a demagnetizing member in an induction heating type fixing device has been proposed. For example, in Patent Document 1, in addition to an exciting coil that performs electromagnetic induction heating, a degaussing secondary coil is installed at a position corresponding to a non-paper passing region, and a demagnetizing second coil generated by a change in magnetic flux generated by the exciting coil is disclosed. There has been disclosed a heating device that prevents excessive temperature rise by reducing the magnetic flux in the non-sheet passing region by the induced electromotive force and induced current of the secondary coil.

また、特許文献2には、キュリー温度以上になることで磁性、非磁性が変化する整磁合金と金属版を配置し、整磁合金を励磁コイルと金属板の間に介し、整磁合金がキュリー温度以上になったとき、金属板による反発磁束が励磁コイルによる誘導磁束を打ち消す形で自己温度制御機能を発揮させる熱ローラ装置が開示されている。   Further, in Patent Document 2, a magnetic shunt alloy and a metal plate that change in magnetism and non-magnetism by changing to a Curie temperature or higher are arranged, the magnetic shunt alloy is interposed between an exciting coil and a metal plate, and the magnetic shunt alloy is curie temperature. When it becomes above, the heat roller apparatus which exhibits the self-temperature control function in the form which the repulsive magnetic flux by a metal plate cancels the induced magnetic flux by an exciting coil is disclosed.

しかしながら、特許文献1、2は、いずれも非通紙領域を加熱する構成であるため非通紙領域の温度が通紙領域の温度よりも高温になってしまうという問題を解決することはできない。   However, since both Patent Documents 1 and 2 are configured to heat the non-sheet passing area, the problem that the temperature of the non-sheet passing area becomes higher than the temperature of the sheet passing area cannot be solved.

また、特許文献3には、電磁誘導により発熱する加熱ローラと、記録紙の幅方向に沿って配置され、電磁誘導の磁束を発生させる複数の励磁コイルと、複数の励磁コイルに選択的に電力供給するための複数の電力供給経路を含む電気回路と、励磁コイルに対する電力供給を制御するIH制御部とを備え、上記電力供給経路の少なくとも1つは、複数の励磁コイルのうちの所定の励磁コイルに対する電力供給を遮断または抑制すべく、当該所定の励磁コイルを迂回するバイパス経路を含み、IH制御部は、通紙される記録紙の幅に基づき、複数の電力供給経路のうちのいずれかを選択する電磁誘導加熱定着装置が開示されている。   Further, Patent Document 3 discloses a heating roller that generates heat by electromagnetic induction, a plurality of excitation coils that are arranged along the width direction of the recording paper and that generates magnetic flux of electromagnetic induction, and power that is selectively supplied to the plurality of excitation coils. An electrical circuit including a plurality of power supply paths for supplying and an IH control unit for controlling power supply to the excitation coil, wherein at least one of the power supply paths is a predetermined excitation of the plurality of excitation coils In order to cut off or suppress the power supply to the coil, the IH control unit includes a bypass path that bypasses the predetermined excitation coil, and the IH control unit selects one of the plurality of power supply paths based on the width of the recording paper to be passed. An electromagnetic induction heating fixing device for selecting is disclosed.

さらに、特許文献4には、加熱部材に沿うように配置され交番磁束を生成して加熱部材を電磁誘導加熱する励磁コイルと、該励磁コイルにより生成した交番磁束の一部を周回し交番磁束を打ち消す方向に起電力を発生させる消磁コイルと、該消磁コイルを含む消磁回路中にあり消磁コイルに発生する電流を調整する消磁電流調整装置とを備えた加熱装置が開示されている。   Further, Patent Document 4 discloses an exciting coil that is arranged along the heating member and generates an alternating magnetic flux to electromagnetically heat the heating member, and a part of the alternating magnetic flux generated by the exciting coil is circulated. A heating device is disclosed that includes a degaussing coil that generates an electromotive force in the direction of cancellation, and a degaussing current adjusting device that adjusts a current generated in the degaussing coil in a degaussing circuit including the degaussing coil.

上記特許文献3,4では、記録媒体の幅方向に適切な温度分布を実現することが可能となるものの、特許文献3の技術では、複数のインバータ回路を用いて制御行うことが必要であり、特許文献4の発明では、消磁手段としての消磁コイルと消磁コイルに発生する電流を調整する消磁電流調整手段等の構成を備える必要があり、加熱幅を変化させるための構成及び制御が複雑なものとなっていた。   In Patent Documents 3 and 4 described above, an appropriate temperature distribution can be realized in the width direction of the recording medium. However, in the technique of Patent Document 3, it is necessary to perform control using a plurality of inverter circuits. In the invention of Patent Document 4, it is necessary to have a configuration of a degaussing coil as a demagnetizing unit and a demagnetizing current adjusting unit that adjusts a current generated in the degaussing coil, and the configuration and control for changing the heating width are complicated. It was.

そこで本発明は、複数のインバータ回路や消磁コイルなどの消磁部材等を用いることなく、簡易な構成により、定着部材の軸方向の加熱幅を調整して、非通紙領域で過昇温することを防止して、記録媒体の幅方向に適切な温度分布を実現することができる定着装置および該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention adjusts the heating width in the axial direction of the fixing member with a simple configuration without using a plurality of inverter circuits and degaussing members such as a degaussing coil, and overheats in a non-sheet passing region. It is an object of the present invention to provide a fixing device capable of preventing the occurrence of the above problem and realizing an appropriate temperature distribution in the width direction of the recording medium, and an image forming apparatus including the fixing device.

かかる目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、誘導加熱手段により加熱される定着部材と、該定着部材の少なくとも一部を押圧可能に配置され、定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材と、を備えた定着装置において、誘導加熱手段は、同心であって、かつ、定着部材の軸方向における長さが異なる複数の励磁コイルと、励磁コイルに交流電流を供給する共振回路と、共振回路と、複数の励磁コイルのうちのいずれか1つの励磁コイルとの接続状態を切り替える切り替え回路と、を有するものである。   In order to achieve such an object, a fixing device according to the present invention is arranged so that a fixing member heated by induction heating means and at least a part of the fixing member can be pressed, and a nip portion is formed between the fixing member and the fixing member. In the fixing device, the induction heating unit includes a plurality of excitation coils that are concentric and have different lengths in the axial direction of the fixing member, and a resonance that supplies an alternating current to the excitation coil. The circuit includes a circuit, a resonance circuit, and a switching circuit that switches a connection state with any one of the plurality of exciting coils.

本発明によれば、定着部材の軸方向の加熱幅を調整して、非通紙領域で過昇温することを防止することができ、記録媒体の幅方向に適切な温度分布を実現することができることができる。   According to the present invention, the heating width in the axial direction of the fixing member can be adjusted to prevent an excessive temperature rise in the non-sheet passing region, and an appropriate temperature distribution can be realized in the width direction of the recording medium. Can be.

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. 本発明に係る定着装置の一実施形態の構成を示す側面断面図である。1 is a side cross-sectional view illustrating a configuration of an embodiment of a fixing device according to the present invention. 加熱ローラに対する励磁コイルの配置を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining arrangement | positioning of the exciting coil with respect to a heating roller. 励磁コイル切り替え時の加熱ローラの軸方向位置と発熱量との関係を示す発熱分布図である。FIG. 6 is a heat distribution diagram showing the relationship between the position in the axial direction of the heating roller and the amount of heat generated when the excitation coil is switched. 小サイズ用紙の通紙時における加熱ローラの軸方向位置と加熱ローラ温度との関係を示す温度分布図である。It is a temperature distribution diagram showing the relationship between the axial position of the heating roller and the heating roller temperature when passing small-size paper. 定着装置の制御手段による切り替え回路の制御フローチャートである。5 is a control flowchart of a switching circuit by a control unit of the fixing device.

以下、本発明に係る構成を図1から図6に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, a configuration according to the present invention will be described in detail based on the embodiment shown in FIGS.

(画像形成装置)
図1は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態であるタンデム型カラー複写機の全体構成を説明する概略構成図である。図1を参照して、この画像形成装置の内部構成の概要及び動作について説明する。
(Image forming device)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating the overall configuration of a tandem type color copier that is an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. The outline and operation of the internal configuration of the image forming apparatus will be described with reference to FIG.

図1において、1は画像形成装置本体、2は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、3は原稿Dを原稿読込部4に搬送する原稿搬送部、4は原稿Dの画像情報を読み込む原稿読込部、7は転写紙等の記録媒体Pが収容される給紙部、9は記録媒体Pの搬送タイミングを調整するレジストローラ、11Y,11M,11C,11BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される感光体ドラム、12は各感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK上を帯電する帯電部、13は各感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK上に形成される静電潜像を現像する現像部、14は各感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK上に形成されたトナー像を記録媒体P上に重ねて転写する転写バイアスローラ(1次転写バイアスローラ)、15は各感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK上の未転写トナーを回収するクリーニング部を示す。   In FIG. 1, 1 is an image forming apparatus main body, 2 is a writing unit that emits laser light based on input image information, 3 is a document conveying unit that conveys a document D to a document reading unit 4, and 4 is image information of the document D. A document reading unit to be read, 7 is a paper feed unit that accommodates a recording medium P such as transfer paper, 9 is a registration roller that adjusts the conveyance timing of the recording medium P, and 11Y, 11M, 11C, and 11BK are each color (yellow, magenta, Cyan and black) on which the toner image is formed, 12 is a charging unit for charging the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK, and 13 is the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK. A developing unit 14 for developing the formed electrostatic latent image is a transfer-by unit that transfers the toner images formed on the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK in an overlapping manner on the recording medium P. Surora (primary transfer bias roller), 15 denotes the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, a cleaning unit for collecting the untransferred toner on 11BK.

また、16は中間転写ベルト17を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、17は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、18は中間転写ベルト17上のカラートナー像を記録媒体P上に転写するための2次転写バイアスローラ、20は記録媒体P上のトナー像を定着する定着装置を示す。   Reference numeral 16 denotes an intermediate transfer belt cleaning unit that cleans the intermediate transfer belt 17, 17 an intermediate transfer belt on which toner images of a plurality of colors are transferred and superimposed, and 18 a color toner image on the intermediate transfer belt 17 on the recording medium P. A secondary transfer bias roller 20 for transferring the toner image onto the recording medium P indicates a fixing device for fixing the toner image on the recording medium P.

以下、画像形成装置における、通常のカラー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3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4のコンタクトガラス5上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス5上に載置された原稿Dの画像情報が光学的に読み取られる。詳しくは、原稿読込部4は、コンタクトガラス5上の原稿Dの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Dにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Dのカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。   Hereinafter, an operation during normal color image formation in the image forming apparatus will be described. First, the document D is transported from the document table in the direction of the arrow in the drawing by the transport rollers of the document transport unit 3 and placed on the contact glass 5 of the document reading unit 4. Then, the document reading unit 4 optically reads the image information of the document D placed on the contact glass 5. Specifically, the document reading unit 4 scans the image of the document D on the contact glass 5 while irradiating light emitted from an illumination lamp. Then, the light reflected by the document D is imaged on the color sensor via the mirror group and the lens. The color image information of the document D is read for each RGB (red, green, blue) color separation light by the color sensor, and then converted into an electrical image signal. Further, color conversion processing, color correction processing, spatial frequency correction processing, and the like are performed by the image processing unit based on the RGB color separation image signals to obtain yellow, magenta, cyan, and black color image information.

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部2に送信される。そして、書込み部2からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光(露光光)が、それぞれ、対応する感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK上に向けて発せられる。   Then, the image information of each color of yellow, magenta, cyan, and black is transmitted to the writing unit 2. The writing unit 2 emits laser light (exposure light) based on the image information of each color toward the corresponding photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK.

一方、4つの感光体ドラム11Y,11M,11C,11BKは、それぞれ、図1の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム11Y,11M,11C,11BKの表面は、帯電部12との対向部で、一様に帯電される(帯電工程)。こうして、感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。   On the other hand, the four photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK are rotated clockwise in FIG. First, the surfaces of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK are uniformly charged at a portion facing the charging unit 12 (charging process). Thus, a charged potential is formed on the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK. Thereafter, the charged surfaces of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK reach the irradiation positions of the respective laser beams.

書込み部2において、4つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程)。   In the writing unit 2, laser light corresponding to the image signal is emitted from the four light sources corresponding to each color. Each laser beam passes through a different optical path for each color component of yellow, magenta, cyan, and black (exposure process).

イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から1番目の感光体ドラム11Y表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム11Yの回転軸方向(主走査方向)に走査される。こうして、帯電部12にて帯電された後の感光体ドラム11Y上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。   Laser light corresponding to the yellow component is irradiated on the surface of the first photosensitive drum 11Y from the left side of the drawing. At this time, the yellow component laser light is scanned in the rotation axis direction (main scanning direction) of the photosensitive drum 11Y by a polygon mirror that rotates at high speed. Thus, an electrostatic latent image corresponding to the yellow component is formed on the photosensitive drum 11Y charged by the charging unit 12.

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から2番目の感光体ドラム11M表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から3番目の感光体ドラム11C表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から4番目の感光体ドラム11BK表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。   Similarly, the laser beam corresponding to the magenta component is irradiated onto the surface of the second photosensitive drum 11M from the left side of the paper, and an electrostatic latent image corresponding to the magenta component is formed. The cyan component laser light is applied to the surface of the third photosensitive drum 11C from the left side of the paper, and an electrostatic latent image of the cyan component is formed. The black component laser beam is applied to the surface of the fourth photosensitive drum 11BK from the left side of the paper, and an electrostatic latent image of the black component is formed.

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK表面は、それぞれ、現像部13との対向位置に達する。そして、各現像部13から感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK上の潜像が現像される(現像工程)。   Thereafter, the surfaces of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK on which the electrostatic latent images of the respective colors are formed reach the positions facing the developing unit 13, respectively. Then, the respective color toners are supplied from the developing units 13 onto the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK, and the latent images on the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK are developed (developing step).

その後、現像工程後の感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK表面は、それぞれ、中間転写ベルト17との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように転写バイアスローラ14が設置されている。そして、転写バイアスローラ14の位置で、中間転写ベルト17上に、感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(1次転写工程)。   Thereafter, the surfaces of the photoconductive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK after the development process reach the opposed portions to the intermediate transfer belt 17, respectively. Here, a transfer bias roller 14 is installed at each facing portion so as to contact the inner peripheral surface of the intermediate transfer belt 17. Then, the toner images of the respective colors formed on the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK are sequentially superimposed and transferred onto the intermediate transfer belt 17 at the position of the transfer bias roller 14 (primary transfer process). .

そして、転写工程後の感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK表面は、それぞれ、クリーニング部15との対向位置に達する。そして、クリーニング部15で、感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK上に残存する未転写トナーが回収される(クリーニング工程)。   Then, the surfaces of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK after the transfer process reach positions facing the cleaning unit 15, respectively. Then, the untransferred toner remaining on the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK is collected by the cleaning unit 15 (cleaning process).

その後、感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム11Y,11M,11C,11BKにおける一連の作像プロセスが終了する。   Thereafter, the surfaces of the photoconductive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK pass through a static elimination unit (not shown), and a series of image forming processes on the photoconductive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK is completed.

他方、感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK上の各色のトナーが重ねて転写(担持)された中間転写ベルト17は、図中の時計方向に走行して、2次転写バイアスローラ18との対向位置に達する。そして、2次転写バイアスローラ18との対向位置で、記録媒体P上に中間転写ベルト17上に担持されたカラーのトナー像が転写される(2次転写工程)。   On the other hand, the intermediate transfer belt 17 on which the toners of the respective colors on the photoconductive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK are transferred (carried) are run in the clockwise direction in the drawing and are connected to the secondary transfer bias roller 18. Reach the opposite position. The color toner image carried on the intermediate transfer belt 17 is transferred onto the recording medium P at a position facing the secondary transfer bias roller 18 (secondary transfer step).

その後、中間転写ベルト17表面は、中間転写ベルトクリーニング部16の位置に達する。そして、中間転写ベルト17上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部16に回収されて、中間転写ベルト17における一連の転写プロセスが終了する。   Thereafter, the surface of the intermediate transfer belt 17 reaches the position of the intermediate transfer belt cleaning unit 16. Then, the untransferred toner adhered on the intermediate transfer belt 17 is collected by the intermediate transfer belt cleaning unit 16, and a series of transfer processes in the intermediate transfer belt 17 is completed.

ここで、中間転写ベルト17と2次転写バイアスローラ18との間(2次転写ニップ)に搬送される記録媒体Pは、給紙部7からレジストローラ9等を経由して搬送されたものである。   Here, the recording medium P conveyed between the intermediate transfer belt 17 and the secondary transfer bias roller 18 (secondary transfer nip) is conveyed from the paper supply unit 7 via the registration roller 9 and the like. is there.

詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部7から、給紙ローラ8により給送された記録媒体Pが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ9に導かれる。レジストローラ9に達した記録媒体Pは、タイミングを合わせて、2次転写ニップに向けて搬送される。   Specifically, the recording medium P fed by the paper feeding roller 8 from the paper feeding unit 7 that stores the recording medium P is guided to the registration roller 9 after passing through the conveyance guide. The recording medium P that has reached the registration roller 9 is conveyed toward the secondary transfer nip at the same timing.

そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Pは、搬送ベルトによって定着装置20に導かれる。定着装置20では、定着ローラ22と加圧ローラ23とのニップにて、カラー画像(トナー)が記録媒体P上に定着される。   Then, the recording medium P on which the full-color image is transferred is guided to the fixing device 20 by the transport belt. In the fixing device 20, a color image (toner) is fixed on the recording medium P at the nip between the fixing roller 22 and the pressure roller 23.

そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラによって、装置本体1外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。   Then, the recording medium P after the fixing step is discharged as an output image outside the apparatus main body 1 by a paper discharge roller, and a series of image forming processes is completed.

(定着装置)
[定着装置の構成]
次に、画像形成装置1が備える定着装置20の構成及び制御について説明する。図2は、誘導加熱方式の定着装置20の一例を示し、定着ローラ22の軸方向での概略断面図である。また、図3は、定着装置20の加熱ローラ21に対する励磁コイル31a,31bの配置を説明するための図であり、図2の断面図における上部から励磁コイル31を見た図である。
(Fixing device)
[Configuration of Fixing Device]
Next, the configuration and control of the fixing device 20 included in the image forming apparatus 1 will be described. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the fixing roller 22 in the axial direction, showing an example of the induction heating type fixing device 20. FIG. 3 is a view for explaining the arrangement of the excitation coils 31a and 31b with respect to the heating roller 21 of the fixing device 20, and is a view of the excitation coil 31 as viewed from above in the cross-sectional view of FIG.

本実施形態に係る定着装置20は、図2および図3に示すように、誘導加熱手段30により加熱される加熱ローラ21と、定着ローラ22と、加熱ローラ21および定着ローラ22に張架される定着ベルト24と、定着ローラ22との間にニップ部を形成する加圧ローラ23と、を備えた定着装置20において、誘導加熱手段30は、同心であって、かつ、加熱ローラ21の軸方向における長さが異なる複数の励磁コイル31a,31bと、励磁コイル31a,31bに交流電流を供給する共振回路35と、共振回路35と、複数の励磁コイル31a,31bのうちのいずれか1つの励磁コイルとの接続状態を切り替える切り替え回路34と、を有するものである。   As shown in FIGS. 2 and 3, the fixing device 20 according to the present embodiment is stretched around a heating roller 21 heated by induction heating means 30, a fixing roller 22, the heating roller 21, and the fixing roller 22. In the fixing device 20 that includes the fixing belt 24 and the pressure roller 23 that forms a nip portion between the fixing roller 22, the induction heating unit 30 is concentric and the axial direction of the heating roller 21. Excitation coils 31a and 31b having different lengths, resonance circuit 35 for supplying an alternating current to the excitation coils 31a and 31b, resonance circuit 35, and excitation of any one of the plurality of excitation coils 31a and 31b. And a switching circuit 34 that switches a connection state with the coil.

図2に示すように、誘導加熱方式の定着装置20は、金属芯金22aの外周に弾性層22bを有する定着ローラ22と、励磁コイル31a,31bにより加熱される加熱ローラ21と、加熱ローラ21と定着ローラ22との間に張架される無端状の定着ベルト24と、定着ベルト24の外周側に配設され、定着ローラ22との間でニップ領域を形成する加圧ローラ23と、加熱ローラ21を加熱する誘導加熱手段30と、を有している。   As shown in FIG. 2, the induction heating type fixing device 20 includes a fixing roller 22 having an elastic layer 22b on the outer periphery of a metal core 22a, a heating roller 21 heated by exciting coils 31a and 31b, and a heating roller 21. An endless fixing belt 24 stretched between the fixing roller 22, a pressure roller 23 disposed on the outer peripheral side of the fixing belt 24 and forming a nip region with the fixing roller 22, and heating And induction heating means 30 for heating the roller 21.

定着装置20は、定着ローラ22と加圧ローラ23との圧接によって形成される定着ベルト24と加圧ローラ23とのニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体P(用紙)を通紙して加熱定着を行うものである。なお、加熱ローラ21、定着ローラ22及び加圧ローラ23は、定着装置20の不図示の筐体の長手方向に回転可能に軸支され、図示しない各ローラの駆動手段等は、筐体に固定保持されている。   The fixing device 20 passes a recording medium P (paper) carrying an unfixed toner image through a nip portion between the fixing belt 24 and the pressure roller 23 formed by pressure contact between the fixing roller 22 and the pressure roller 23. Heat fixing. The heating roller 21, the fixing roller 22, and the pressure roller 23 are pivotally supported so as to be rotatable in the longitudinal direction of a housing (not shown) of the fixing device 20, and the driving means of each roller (not shown) are fixed to the housing. Is retained.

加熱ローラ21は、例えば、長手方向(軸方向)の長さは320mm、外径40mmで、発熱部材本体である導電性の発熱層21a、弾性層21b、芯金層21cからなる。各層の位置関係は、発熱層21a、弾性層21b、芯金層21cの順になっている。   The heating roller 21 has, for example, a length in the longitudinal direction (axial direction) of 320 mm and an outer diameter of 40 mm, and is composed of a conductive heat generating layer 21a, an elastic layer 21b, and a cored bar layer 21c that are heat generating member bodies. The positional relationship of each layer is in the order of the heat generating layer 21a, the elastic layer 21b, and the cored bar layer 21c.

発熱層21aは、交番磁界により渦電流が発生しやすく電磁誘導加熱に適した良電導性、良伝熱性の金属部材で構成される。電磁誘導加熱に適した金属としては一般的には高抵抗のものが知られているが、低抵抗であっても良伝熱性の金属部材を薄層化することにより、発熱層の実質的な抵抗値を任意に設定することができ発熱量を調整することができる。   The heat generating layer 21a is formed of a metal member having good conductivity and good heat conductivity suitable for electromagnetic induction heating because eddy current is easily generated by an alternating magnetic field. As a metal suitable for electromagnetic induction heating, a metal having high resistance is generally known. However, even if the resistance is low, a metal member having good heat conductivity is thinned to make a substantial layer of the heat generating layer. The resistance value can be arbitrarily set, and the heat generation amount can be adjusted.

発熱層21aとしては、例えば、10μmの厚さの銅を50μmの厚さの非磁性ステンレス層にメッキ処理した構成を使用できる。発熱層21aは良電導性、良伝熱性であれば良いので、銀,アルミニウム,マグネシウム等、もしくは磁性体であるニッケルや磁性ステンレス等の他の金属層を用いても良い。   As the heat generating layer 21a, for example, a structure in which copper having a thickness of 10 μm is plated on a nonmagnetic stainless steel layer having a thickness of 50 μm can be used. Since the heat generating layer 21a only needs to have good electrical conductivity and heat transfer, other metal layers such as silver, aluminum, magnesium, etc., or nickel or magnetic stainless steel, which are magnetic materials, may be used.

弾性層21bには、例えば、フッ素ゴム、シリコンゴム、フロロシリコンゴム等の弾性体を使用する。弾性層21bはスポンジゴムにすることで加熱ローラ内側への伝熱を抑止して発熱層21aの熱を断熱保持する。   For the elastic layer 21b, for example, an elastic body such as fluorine rubber, silicon rubber, or fluorosilicon rubber is used. The elastic layer 21b is made of sponge rubber to suppress heat transfer to the inside of the heating roller and to keep the heat of the heat generating layer 21a in a heat insulating state.

芯金層21cは、加熱ローラ21全体の支持体であり、剛性を確保するため、鉄やアルミなどの金属を使用する。また、非磁性ステンレスやセラミック等の非磁性、又は絶縁性の材料で芯金層21cを構成し、誘導加熱に影響を与えない構成とすることも可能で好ましい。例えば、外径22mmで厚さ2.0mmの非磁性ステンレスであるSUS304を使用し、誘導加熱のエネルギーを損失無く発熱層に集中させられる。   The cored bar layer 21c is a support for the entire heating roller 21, and a metal such as iron or aluminum is used to ensure rigidity. Moreover, it is possible and preferable that the cored bar layer 21c is made of a nonmagnetic or insulating material such as nonmagnetic stainless steel or ceramic so as not to affect induction heating. For example, using SUS304, which is a nonmagnetic stainless steel having an outer diameter of 22 mm and a thickness of 2.0 mm, the energy of induction heating can be concentrated in the heat generating layer without loss.

定着ベルト24は、定着ローラ22と加熱ローラ21の周囲に掛けまわされ、加熱ローラ21および定着ローラ22に密着している。このように構成した定着ベルト24に、定着ローラ22に対応する箇所に加圧ローラ23を押し当てることで、定着ニップを構成する。   The fixing belt 24 is wound around the fixing roller 22 and the heating roller 21, and is in close contact with the heating roller 21 and the fixing roller 22. A fixing nip is formed by pressing the pressure roller 23 against the fixing belt 24 configured as described above at a position corresponding to the fixing roller 22.

また、定着ベルト24は、例えば、厚さ90μmの耐熱樹脂の無端フィルムであるPIベルトで構成され、表層には、PFA(4フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂)などのオフセット防止剤がコーティングされている。   Further, the fixing belt 24 is composed of, for example, a PI belt which is an endless film of a heat-resistant resin having a thickness of 90 μm, and the surface layer has an anti-offset agent such as PFA (tetrafluoroethylene barfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin). Is coated.

定着ローラ22は、熱源を有しておらず、金属(鉄やアルミ)などの剛性の高い芯材(芯金22b)を、シリコンゴムなどの厚い弾性層22aで覆ったものである。   The fixing roller 22 does not have a heat source, and is formed by covering a highly rigid core material (core metal 22b) such as metal (iron or aluminum) with a thick elastic layer 22a such as silicon rubber.

定着ローラ22と加圧ローラ23とは、対向して配置されるゴムローラであり、加圧ローラ23が定着ベルト24を介して定着ローラ22の中心方向に加圧されることにより、加圧ローラ23と定着ベルト24との間でニップ部が形成される。   The fixing roller 22 and the pressure roller 23 are rubber rollers arranged to face each other. When the pressure roller 23 is pressed toward the center of the fixing roller 22 via the fixing belt 24, the pressure roller 23. And a fixing belt 24 form a nip portion.

また、駆動手段は、定着ローラ22を時計回り方向に回転駆動させる。定着ローラ22の回転により、定着ローラ22に圧接する加圧ローラ21および定着ベルト24が同速で連れ回り回転する。   Further, the driving unit drives the fixing roller 22 to rotate in the clockwise direction. As the fixing roller 22 rotates, the pressure roller 21 and the fixing belt 24 that are in pressure contact with the fixing roller 22 rotate at the same speed.

誘導加熱手段30により加熱ローラ21が加熱され、加圧ローラ23と定着ベルト24の互いの逆回転により、記録媒体Pのトナー像をニップ部で加熱溶融させながら、搬送される。   The heating roller 21 is heated by the induction heating unit 30, and the toner image of the recording medium P is conveyed while being heated and melted in the nip portion by the reverse rotation of the pressure roller 23 and the fixing belt 24.

また、図示しないサーミスタなどの温度検知手段からの温度信号に基づいて、定着ベルト24が定着を良好に行える定着可能温度を維持するように、誘導加熱手段30が制御される。   Further, based on a temperature signal from a temperature detection means such as a thermistor (not shown), the induction heating means 30 is controlled so as to maintain a fixable temperature at which the fixing belt 24 can be fixed satisfactorily.

この構成の定着装置20によれば、トナー像を形成された記録媒体Pは、定着ベルト24の用紙搬送方向の上流側に配された定着前ガイド(図示せず)から、図2に示す矢印方向に搬送され、記録媒体Pのトナー像がニップ部で加熱溶融されることによって、トナー像が定着される。その後、記録媒体Pは、図示しない分離板等により分離され、用紙搬送方向下流側の排紙部から排出される。   According to the fixing device 20 having this configuration, the recording medium P on which the toner image is formed is moved from the pre-fixing guide (not shown) arranged on the upstream side of the fixing belt 24 in the sheet conveying direction to the arrow shown in FIG. The toner image on the recording medium P is heated and melted at the nip portion, whereby the toner image is fixed. Thereafter, the recording medium P is separated by a separation plate (not shown) or the like, and is discharged from the paper discharge unit on the downstream side in the paper transport direction.

ここで、定着装置20は、A3サイズの記録媒体Pを通紙可能な通紙幅を有している。なお、A4サイズの記録媒体Pなど加熱ローラ21の軸方向幅より狭い幅の記録媒体Pを加熱定着するときは、加熱ローラ21の中央部を使用するようになっている。   Here, the fixing device 20 has a sheet passing width capable of passing an A3 size recording medium P. When a recording medium P having a width narrower than the axial width of the heating roller 21 such as an A4 size recording medium P is heat-fixed, the central portion of the heating roller 21 is used.

定着装置20の誘導加熱手段30は、磁界発生手段としての2つの励磁コイル(第二の励磁コイル)31a、励磁コイル(第一の励磁コイル)31bと、励磁コイル31a,31bに交流電流を印加することにより発生した磁界を外部に漏らさないようにする磁性コア32(32a,32b,32c)と、磁性コア32に対し励磁コイル31a,31bを挟んで対向する位置に設けられるコイル抑え部材33と、励磁コイル31a,31bと共振回路35との接続状態を切り替える切り替え回路34と、励磁コイル31a,31bに磁界発生のための交流電流を供給する共振回路(電源回路)35と、加熱ローラ21の軸方向における端部側の温度を検知する端部温度検知センサ(端部温度検知手段)36と、を備えている。   The induction heating means 30 of the fixing device 20 applies an alternating current to the two exciting coils (second exciting coil) 31a, the exciting coil (first exciting coil) 31b, and the exciting coils 31a and 31b as magnetic field generating means. A magnetic core 32 (32a, 32b, 32c) that prevents leakage of the magnetic field generated by the operation, and a coil holding member 33 provided at a position facing the magnetic core 32 with the exciting coils 31a, 31b interposed therebetween. The switching circuit 34 for switching the connection state between the excitation coils 31a and 31b and the resonance circuit 35, the resonance circuit (power supply circuit) 35 for supplying an alternating current for generating a magnetic field to the excitation coils 31a and 31b, and the heating roller 21 An end temperature detecting sensor (end temperature detecting means) 36 for detecting the temperature on the end side in the axial direction.

誘導加熱手段30は、励磁コイル31により発生した磁界が加熱ローラ21の表面層である発熱層21aを誘導加熱するものである。励磁コイル31a,31bは、同心であって、かつ、加熱ローラ21の軸方向における長さが異なるように構成されている。各各励磁コイル31a,31bは、表面を絶縁した銅製の線材を束ねた線束からなっており、図3に示すように、加熱ローラ21の軸方向に延伸され、加熱ローラ21に沿うように周回している。また、各励磁コイル31a,31bは、切り替え回路34を介して、磁界発生のための交流電流を供給する共振回路35に接続されている。   In the induction heating means 30, the magnetic field generated by the exciting coil 31 induction heats the heat generating layer 21 a that is the surface layer of the heating roller 21. The exciting coils 31a and 31b are concentric and have different lengths in the axial direction of the heating roller 21. Each of the exciting coils 31a and 31b is composed of a bundle of bundles of copper wires whose surfaces are insulated, and is extended in the axial direction of the heating roller 21 and circulates along the heating roller 21 as shown in FIG. doing. Each excitation coil 31a, 31b is connected via a switching circuit 34 to a resonance circuit 35 that supplies an alternating current for generating a magnetic field.

本実施形態では、励磁コイル31aは、例えば、加熱ローラ21の軸方向に長さ292mm、巻き数11巻きであり、励磁コイル31bは、例えば、加熱ローラ5の軸方向に長さ205mm、巻き数15巻きとしている。なお、本実施形態では、励磁コイル31が2つの例について説明するが、励磁コイル31の数を、同心であって、かつ、加熱ローラ21の軸方向における長さが異なる3以上の励磁コイル31かた構成しても良い。   In the present embodiment, the exciting coil 31a has a length of 292 mm and a winding number of 11 in the axial direction of the heating roller 21, for example, and the exciting coil 31b has a length of 205 mm and a winding number in the axial direction of the heating roller 5, for example. 15 rolls. In this embodiment, an example in which two exciting coils 31 are used will be described. However, the number of exciting coils 31 is concentric, and three or more exciting coils 31 having different lengths in the axial direction of the heating roller 21 are used. You may comprise.

磁性コア32は、図2に示すように、加熱ローラ21のおよそ半周面に対向するように励磁コイル31の背後に配置される第一の磁性コア32aと、第一の磁性コア32aからコイル抑え部材33の中央部に伸びている第二の磁性コア32bと、コイル抑え部材33の端部に伸びて励磁コイル31を囲むように配置されている第三の磁性コア32cとからなっている。磁性コア32は、磁束を効率よく加熱ローラ21の発熱層21aに到達させるためのものであり、強磁性体で電気抵抗率の高い素材からなるものが望ましく、具体的な素材としてはフェライトやパーマロイ等が挙げられる。   As shown in FIG. 2, the magnetic core 32 includes a first magnetic core 32a disposed behind the exciting coil 31 so as to face approximately a half circumferential surface of the heating roller 21, and a coil hold-down from the first magnetic core 32a. The second magnetic core 32b extends to the central portion of the member 33, and the third magnetic core 32c extends to the end of the coil holding member 33 so as to surround the exciting coil 31. The magnetic core 32 is for efficiently causing the magnetic flux to reach the heat generating layer 21a of the heating roller 21, and is preferably made of a ferromagnetic material made of a material having high electrical resistivity. Specific examples of the material include ferrite and permalloy. Etc.

コイル抑え部材33は、磁性コア32に対し励磁コイル31a,31bを挟んで対向する位置に設けられ、励磁コイル31a,31bを抑える役割を果たす。   The coil restraining member 33 is provided at a position facing the magnetic core 32 with the exciting coils 31a and 31b interposed therebetween, and plays a role of restraining the exciting coils 31a and 31b.

切り替え回路34は、励磁コイル31a,31bと共振回路35との間に設けられるスイッチ回路であって、図示しない定着装置20の制御手段からの制御に基づいて、励磁コイル31a,31bと共振回路35との接続状態を切り替える。   The switching circuit 34 is a switch circuit provided between the excitation coils 31 a and 31 b and the resonance circuit 35, and is based on control from a control unit (not shown) of the fixing device 20 and the excitation coils 31 a and 31 b and the resonance circuit 35. Switch the connection status with.

共振回路35は、励磁コイル31a,31bに磁界発生のための交流電流を供給する電源回路であって、共振コンデンサー等により構成される。   The resonance circuit 35 is a power supply circuit that supplies an alternating current for generating a magnetic field to the exciting coils 31a and 31b, and is configured by a resonance capacitor or the like.

端部温度検知センサ36は、図3に示すように、加熱ローラ21の軸方向両端における励磁コイル31bの外側であって励磁コイル31aの内側の2箇所に設けられ、当該位置での加熱ローラ21の温度を検知する。なお、端部温度検知センサ36を片端側のみに設けるようにしても良い。   As shown in FIG. 3, the end temperature detection sensors 36 are provided at two locations outside the exciting coil 31 b and inside the exciting coil 31 a at both ends in the axial direction of the heating roller 21. Detect the temperature of The end temperature detection sensor 36 may be provided only on one end side.

[定着装置の制御]
以上のように構成された定着装置20は、共振回路35により供給される交流電流が励磁コイル31aまたは励磁コイル31bに流れることで加熱ローラ21を誘導加熱する。
[Control of fixing device]
In the fixing device 20 configured as described above, the AC roller supplied from the resonance circuit 35 flows through the exciting coil 31a or the exciting coil 31b, thereby induction heating the heating roller 21.

ここで、長さの異なる複数の励磁コイル31は、その巻き数を変えることで、インダクタンス、電気抵抗を揃えることが好ましい。本実施形態では、励磁コイル31a,31bのインダクタンスをどちらも30kHz時に25μHとし、インダクタンスを揃えることにより、励磁コイルを切り替える際に、共振回路35の回路定数を変化させないようにしている。これにより、2つの励磁コイル31a,31bの共振回路35(共振コンデンサー)の共通化を可能とすることができる。   Here, it is preferable that the plurality of exciting coils 31 having different lengths have the same inductance and electric resistance by changing the number of turns. In the present embodiment, the inductances of the exciting coils 31a and 31b are both 25 μH at 30 kHz, and the inductance is made uniform so that the circuit constant of the resonance circuit 35 is not changed when the exciting coils are switched. As a result, the resonance circuit 35 (resonance capacitor) of the two excitation coils 31a and 31b can be shared.

このように長さの異なる複数の励磁コイルの巻き数を変え、インダクタンス、電気抵抗を揃えることで複数個の励磁コイルに対する共振回路(電源回路)を共通化することができる。   In this way, by changing the number of turns of a plurality of exciting coils having different lengths and by aligning the inductance and electric resistance, it is possible to share a resonance circuit (power supply circuit) for the plurality of exciting coils.

図4は励磁コイル切り替え時の加熱ローラの軸方向位置と発熱量との関係を示す発熱分布図、図5は小サイズ用紙の通紙時における加熱ローラの軸方向位置と加熱ローラ温度との関係を示す温度分布図を示している。また、図6は、定着装置の制御手段による切替回路の切替制御のフローチャートである。   FIG. 4 is a heat distribution diagram showing the relationship between the axial position of the heating roller and the amount of heat generated when the exciting coil is switched, and FIG. 5 is the relationship between the axial position of the heating roller and the heating roller temperature when passing small-size paper. The temperature distribution figure which shows is shown. FIG. 6 is a flowchart of switching control of the switching circuit by the control unit of the fixing device.

本実施形態では、大サイズ用紙(A3)の通紙時において、切り替え回路34により共振回路35は励磁コイル31aに接続され、図4に示す発熱分布Aに示す発熱幅を有する。ここで、小サイズ用紙(A4)を通紙すると、非通紙部分となる加熱ローラ端部側は熱が奪われないため、加熱ローラ21の温度分布は図5の温度分布Cに示すように端部側の温度が上昇する。   In the present embodiment, when large-size paper (A3) is passed, the resonance circuit 35 is connected to the excitation coil 31a by the switching circuit 34, and has a heat generation width shown in the heat generation distribution A shown in FIG. Here, when the small size paper (A4) is passed, the heat roller end portion side that is a non-sheet passing portion is not deprived of heat, so the temperature distribution of the heating roller 21 is as shown by the temperature distribution C in FIG. The temperature on the end side increases.

ここで、図6に示すように、定着装置20の制御手段は、励磁コイル31aが共振回路35に接続された状態(S101)において、端部温度検知センサ36による温度検知を行って(S102)、端部温度検知センサ36の検知温度と、予め設定された設定温度の大小判定を行い(S103)、検知温度が設定温度より高くなった場合(S103:Yes)、切り替え回路34を切り替えて、共振回路35との接続を励磁コイル31aから31bへ変更する制御を行う(S104)。一方、検知温度が設定温度未満の場合は(S103:No)、励磁コイル31aが共振回路35に接続された状態のままとするものである(S105)。   Here, as shown in FIG. 6, the control means of the fixing device 20 performs temperature detection by the end temperature detection sensor 36 (S102) in a state where the exciting coil 31a is connected to the resonance circuit 35 (S101). Then, the detected temperature of the end temperature detection sensor 36 and a preset temperature set in advance are determined (S103). When the detected temperature is higher than the set temperature (S103: Yes), the switching circuit 34 is switched, Control to change the connection with the resonance circuit 35 from the exciting coil 31a to 31b is performed (S104). On the other hand, when the detected temperature is lower than the set temperature (S103: No), the exciting coil 31a remains connected to the resonance circuit 35 (S105).

この切替制御により、加熱幅が図4に示す発熱分布Aから発熱分布Bのように変化する。すなわち、加熱ローラ21の端部側の加熱が停止され、温度分布が図5に示す温度分布Cから温度分布Dのように変化し、非通紙領域が通紙領域以上の高温になることを防止することができる。   With this switching control, the heating width changes from the heat generation distribution A shown in FIG. That is, heating on the end side of the heating roller 21 is stopped, the temperature distribution changes from the temperature distribution C shown in FIG. 5 to the temperature distribution D, and the non-sheet passing area becomes higher than the sheet passing area. Can be prevented.

以上説明した本実施形態に係る定着装置によれば、複数のインバータ回路や消磁コイルなどの消磁部材等を用いることなく、簡易な構成により、定着部材の軸方向の加熱幅を調整して、通紙領域のみの加熱を行うことができ、非通紙領域が通紙領域以上の高温になることを防止することができ、記録媒体の幅方向に適切な温度分布を実現することができる。   According to the fixing device according to the present embodiment described above, the heating width in the axial direction of the fixing member is adjusted by a simple configuration without using a demagnetizing member such as a plurality of inverter circuits and degaussing coils. Only the paper region can be heated, and the non-sheet passing region can be prevented from being heated to a temperature higher than the sheet passing region, and an appropriate temperature distribution can be realized in the width direction of the recording medium.

また、以上説明した構成による定着装置20を備えた画像形成装置(図1)とすることにより、記録媒体の幅方向に適切な温度分布を実現することができる定着装置を備えた画像形成装置を提供することができる。   In addition, by using the image forming apparatus (FIG. 1) including the fixing device 20 having the above-described configuration, an image forming apparatus including a fixing device that can realize an appropriate temperature distribution in the width direction of the recording medium. Can be provided.

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。   The above-described embodiment is a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態では、ベルト定着方式の誘導加熱方式の定着装置を例に説明したが、誘導加熱手段を用いた他の方式、例えば、加圧ローラと加熱ローラとの圧接によってニップ部を形成するローラ定着方式や、定着ベルトに替えて定着ローラと加熱ローラに張架されたフィルム部材を用いたフィルム定着方式の定着装置に適用したものであっても良いのは勿論である。   For example, in the above embodiment, the belt fixing type induction heating type fixing device has been described as an example. However, other methods using induction heating means, for example, the nip portion is formed by pressure contact between the pressure roller and the heating roller. Needless to say, the present invention may be applied to a fixing device of a film fixing method using a film fixing method using a film member stretched between a fixing roller and a heating roller instead of the fixing belt.

1 画像形成装置
2 書込み部
3 原稿搬送部
4 原稿読込部
5 コンタクトガラス
7 給紙部
8 給紙ローラ
9 レジストローラ
11Y,11M,11C,11BK 感光体ドラム
12 帯電部
13 現像部
14 転写バイアスローラ(1次転写バイアスローラ)
15 クリーニング部
16 中間転写ベルトクリーニング部
17 中間転写ベルト
18 2次転写バイアスローラ
20 定着装置
21 加熱ローラ
21a 発熱層
21b 弾性層
21c 芯金層
22 定着ローラ
22a 金属芯金
22b 弾性層
23 加圧ローラ
24 定着ベルト
30 誘導加熱手段
31a 励磁コイル
31b 励磁コイル
32,32a,32b,32c 磁性コア
33 コイル抑え部材
34 切り替え回路
35 共振回路
36 端部温度検知センサ
D 原稿
P 記録媒体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 2 Writing part 3 Original conveyance part 4 Original reading part 5 Contact glass 7 Paper feed part 8 Paper feed roller 9 Registration roller 11Y, 11M, 11C, 11BK Photosensitive drum 12 Charging part 13 Developing part 14 Transfer bias roller ( Primary transfer bias roller)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Cleaning part 16 Intermediate transfer belt cleaning part 17 Intermediate transfer belt 18 Secondary transfer bias roller 20 Fixing device 21 Heating roller 21a Heat generating layer 21b Elastic layer 21c Core metal layer 22 Fixing roller 22a Metal core metal 22b Elastic layer 23 Pressure roller 24 Fixing belt 30 Induction heating means 31a Excitation coil 31b Excitation coils 32, 32a, 32b, 32c Magnetic core 33 Coil restraining member 34 Switching circuit 35 Resonance circuit 36 End temperature detection sensor D Document P Recording medium

特開2001−135470号公報JP 2001-135470 A 特開2000− 30850号公報JP 2000-30850 A 特開2009−276421号公報JP 2009-276421 A 特開2008−185991号公報JP 2008-185991 A

Claims (8)

誘導加熱手段により加熱される定着部材と、
該定着部材の少なくとも一部を押圧可能に配置され、前記定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材と、を備えた定着装置において、
前記誘導加熱手段は、
同心であって、かつ、前記定着部材の軸方向における長さが異なる複数の励磁コイルと、
前記励磁コイルに交流電流を供給する共振回路と、
前記共振回路と、前記複数の励磁コイルのうちのいずれか1つの励磁コイルとの接続状態を切り替える切り替え回路と、
を有することを特徴とする定着装置。
A fixing member heated by induction heating means;
In a fixing device comprising: a pressure member that is disposed so as to be able to press at least a part of the fixing member and that forms a nip portion with the fixing member.
The induction heating means includes
A plurality of exciting coils that are concentric and have different lengths in the axial direction of the fixing member;
A resonance circuit for supplying an alternating current to the exciting coil;
A switching circuit for switching a connection state between the resonance circuit and any one of the plurality of excitation coils;
A fixing device.
前記定着部材の軸方向における端部側の温度を検知する端部温度検知手段を有し、
該端部温度検知手段による検知温度と、所定の設定温度との比較結果に基づいて、前記切り替え回路を制御して、前記共振回路と前記励磁コイルとの接続状態を切り替えることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
End temperature detecting means for detecting the temperature of the end side in the axial direction of the fixing member;
The connection state between the resonance circuit and the excitation coil is switched by controlling the switching circuit based on a comparison result between the temperature detected by the end temperature detection means and a predetermined set temperature. Item 4. The fixing device according to Item 1.
前記複数の励磁コイルは、インダクタンスおよび抵抗値が共通であることを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the plurality of exciting coils have a common inductance and resistance value. 前記共振回路が有する共振コンデンサーは、
前記複数の励磁コイルに対して共通であることを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載の定着装置。
The resonant capacitor included in the resonant circuit is:
The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is common to the plurality of exciting coils.
前記複数の励磁コイルは、
前記定着部材の軸方向における中央位置から所定範囲の長さを有する第一の励磁コイルと、
前記定着部材の軸方向における中央位置から前記所定範囲よりも広範囲に亘る長さを有する第二の励磁コイルと、からなることを特徴とする請求項1から4までのいずれかに記載の定着装置。
The plurality of exciting coils are:
A first exciting coil having a length within a predetermined range from a central position in the axial direction of the fixing member;
5. The fixing device according to claim 1, further comprising: a second exciting coil having a length extending from a central position in the axial direction of the fixing member to a range wider than the predetermined range. .
前記定着部材の軸方向における前記第一の励磁コイルの外側であって前記第二の励磁コイルの内側の温度を検知する端部温度検知手段を、有し、
該端部温度検知手段による検知温度と、所定の設定温度との比較結果に基づいて、前記切り替え回路を制御して、前記共振回路と前記励磁コイルとの接続状態を切り替えることを特徴とする請求項5に記載の定着装置。
End temperature detecting means for detecting the temperature outside the first excitation coil and inside the second excitation coil in the axial direction of the fixing member;
The connection state between the resonance circuit and the excitation coil is switched by controlling the switching circuit based on a comparison result between the temperature detected by the end temperature detection means and a predetermined set temperature. Item 6. The fixing device according to Item 5.
前記定着部材は、下記(1)から(3)
(1)前記加圧部材との間にニップ部を形成する前記誘導加熱手段により加熱される加熱ローラ、
(2)前記加圧部材との間にニップ部を形成する定着ローラと、前記誘導加熱手段により加熱される加熱ローラと、前記定着ローラおよび前記加熱ローラに張架されたベルト部材、
(3)前記加圧部材との間にニップ部を形成する定着ローラと、前記誘導加熱手段により加熱される加熱ローラと、前記定着ローラおよび前記加熱ローラに張架されたフィルム部材、
のいずれかからなることを特徴とする請求項1から6までのいずれかに記載の定着装置。
The fixing member includes the following (1) to (3)
(1) A heating roller heated by the induction heating means that forms a nip portion with the pressure member,
(2) a fixing roller that forms a nip portion with the pressure member, a heating roller that is heated by the induction heating means, a belt member that is stretched between the fixing roller and the heating roller,
(3) a fixing roller that forms a nip portion with the pressure member, a heating roller that is heated by the induction heating means, a film member that is stretched between the fixing roller and the heating roller,
The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is any one of the following.
請求項1から7までのいずれかに記載の定着装置を備える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.
JP2012153309A 2012-07-09 2012-07-09 Fixing device and image forming apparatus Pending JP2014016445A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012153309A JP2014016445A (en) 2012-07-09 2012-07-09 Fixing device and image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012153309A JP2014016445A (en) 2012-07-09 2012-07-09 Fixing device and image forming apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014016445A true JP2014016445A (en) 2014-01-30

Family

ID=50111195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012153309A Pending JP2014016445A (en) 2012-07-09 2012-07-09 Fixing device and image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014016445A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9250581B2 (en) 2013-11-01 2016-02-02 Ricoh Company, Ltd. Fixing device and image forming apparatus incorporating same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9250581B2 (en) 2013-11-01 2016-02-02 Ricoh Company, Ltd. Fixing device and image forming apparatus incorporating same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2012118481A (en) Fixing device, image forming apparatus, and method for controlling fixing device
JP2010066347A (en) Fixing device and image forming apparatus
JP2007310353A (en) Fixing device and image forming apparatus
JP2012145685A (en) Electromagnetic induction heating type fixing device and image forming apparatus
JP4448016B2 (en) Image heating device
JP2008040176A (en) Fixing device and image forming apparatus
JP4827478B2 (en) Image heating device
JP5158497B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
JP5158498B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
JP4702785B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
JP5397647B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
JP2012022014A (en) Fixing device, image forming device, and image fixing method
JP4832188B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
JP2014016445A (en) Fixing device and image forming apparatus
JP5423492B2 (en) Fixing device and image forming apparatus using the same
JP2007178477A (en) Fixing device and image forming apparatus
JP2014163958A (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
JP5846511B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
JP4933174B2 (en) Image heating apparatus and image forming apparatus
JP2012058655A (en) Fixing device and image forming device
JP5212848B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
JP5267849B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
JP5464457B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
JP5464456B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
JP2008009002A (en) Fixing roller, fixing device and image forming apparatus