以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［実施の形態１］
＜画像形成装置の説明＞
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置の構成例を示した図である。図１に示す画像形成装置１は、所謂タンデム型のカラープリンタであり、画像データに基づき画像形成を行う画像形成部１０、画像形成装置１全体の動作を制御する制御手段の一例としての制御部３０、画像形成装置１に対して供給される用紙Ｐを保持する用紙保持部４０、画像が形成された用紙Ｐを積載する用紙積載部４５を備えている。さらには、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３や画像読取装置（スキャナ）４等との通信を行って画像データを受信する通信部４１、通信部４１にて受信された画像データに対し予め定めた画像処理を施す画像処理部４２を備えている。さらにまた、画像形成装置１は、表示パネルなどにより構成されユーザからの情報を受け付けるとともにユーザに対して情報を表示する表示部の一例としてのユーザインタフェース（ＵＩ）３４を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[Embodiment 1]
<Description of Image Forming Apparatus>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an image forming apparatus to which the exemplary embodiment is applied. An image forming apparatus 1 illustrated in FIG. 1 is a so-called tandem color printer, and includes an image forming unit 10 that forms an image based on image data, and a control unit as an example of a control unit that controls the operation of the entire image forming apparatus 1. 30, a paper holding unit 40 that holds the paper P supplied to the image forming apparatus 1, and a paper stacking unit 45 that stacks the paper P on which an image is formed. Further, for example, a communication unit 41 that receives image data by communicating with a personal computer (PC) 3 or an image reading device (scanner) 4, and a predetermined image for the image data received by the communication unit 41. An image processing unit 42 for performing processing is provided. Further, the image forming apparatus 1 includes a user interface (UI) 34 as an example of a display unit that is configured by a display panel and receives information from the user and displays information to the user.
画像形成部１０は、一定の間隔を置いて並列的に配置されるトナー像形成手段の一例である４つの画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ（「画像形成ユニット１１」とも総称する）を備えている。各画像形成ユニット１１は、静電潜像を形成してトナー像を保持する感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を予め定めた電位で帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を各色画像データに基づき露光するＬＥＤ（Light Emitting Diode）プリントヘッド１４、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像する現像器１５、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するドラムクリーナ１６を備えている。
画像形成ユニット１１各々は、現像器１５に収納されるトナーを除いて同様に構成され、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。
The image forming unit 10 includes four image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K (also collectively referred to as “image forming unit 11”), which are examples of toner image forming units that are arranged in parallel at regular intervals. I have. Each image forming unit 11 is charged by a photosensitive drum 12 that forms an electrostatic latent image and holds a toner image, a charger 13 that charges the surface of the photosensitive drum 12 at a predetermined potential, and a charger 13. An LED (Light Emitting Diode) print head 14 that exposes the photosensitive drum 12 based on each color image data, a developing device 15 that develops an electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 12, and the surface of the photosensitive drum 12 after transfer A drum cleaner 16 is provided.
Each of the image forming units 11 is configured in the same manner except for the toner stored in the developing device 15, and each forms a toner image of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). .
また、画像形成部１０は、各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト２０、各画像形成ユニット１１にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト２０に順次転写（一次転写）する一次転写ロール２１を備えている。さらに、中間転写ベルト２０上に重畳して転写された各色トナー像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写ロール２２、二次転写後の中間転写ベルト２０表面を清掃するベルトクリーナ２５、二次転写された各色トナー像を用紙Ｐ上に定着させる定着手段（定着装置）の一例としての定着装置６０を備えている。なお、本実施の形態の画像形成装置１では、中間転写ベルト２０、一次転写ロール２１、および二次転写ロール２２により転写手段が構成される。
The image forming unit 10 also receives the intermediate transfer belt 20 onto which the color toner images formed on the photosensitive drums 12 of the image forming units 11 are transferred, and the color toner images formed on the image forming units 11. A primary transfer roll 21 that sequentially transfers (primary transfer) to the intermediate transfer belt 20 is provided. Further, a secondary transfer roll 22 that batch-transfers (secondary transfer) each color toner image transferred onto the intermediate transfer belt 20 onto a sheet P that is a recording material (recording paper), and intermediate transfer after the secondary transfer. A belt cleaner 25 for cleaning the surface of the belt 20 and a fixing device 60 as an example of fixing means (fixing device) for fixing each color-transferred toner image on the paper P are provided. In the image forming apparatus 1 of the present embodiment, the intermediate transfer belt 20, the primary transfer roll 21, and the secondary transfer roll 22 constitute a transfer unit.
本実施の形態の画像形成装置１では、制御部３０による動作制御の下で、次のようなプロセスによる画像形成処理が行われる。すなわち、ＰＣ３やスキャナ４からの画像データは通信部４１にて受信され、画像処理部４２により予め定めた画像処理が施された後、各色の画像データとなって各画像形成ユニット１１に送られる。そして、例えば黒（Ｋ）色トナー像を形成する画像形成ユニット１１Ｋでは、感光体ドラム１２が矢印Ａ方向に回転しながら帯電器１３により予め定めた電位で帯電され、画像処理部４２から送信された黒（Ｋ）色画像データに基づきＬＥＤプリントヘッド１４が感光体ドラム１２を走査露光する。それにより、感光体ドラム１２上には黒（Ｋ）色画像に関する静電潜像が形成される。感光体ドラム１２上に形成された黒（Ｋ）色静電潜像は現像器１５により現像され、感光体ドラム１２上に黒（Ｋ）色トナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃにおいても、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色トナー像が形成される。
In the image forming apparatus 1 of the present embodiment, under the operation control by the control unit 30, image forming processing is performed by the following process. That is, the image data from the PC 3 or the scanner 4 is received by the communication unit 41, subjected to predetermined image processing by the image processing unit 42, and then sent to each image forming unit 11 as image data of each color. . In the image forming unit 11K that forms, for example, a black (K) toner image, the photosensitive drum 12 is charged at a predetermined potential by the charger 13 while rotating in the direction of arrow A, and is transmitted from the image processing unit 42. The LED print head 14 scans and exposes the photosensitive drum 12 based on the black (K) color image data. As a result, an electrostatic latent image relating to a black (K) color image is formed on the photosensitive drum 12. The black (K) electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 12 is developed by the developing device 15, and a black (K) toner image is formed on the photosensitive drum 12. Similarly, yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) toner images are formed in the image forming units 11Y, 11M, and 11C, respectively.
各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２に形成された各色トナー像は、一次転写ロール２１により矢印Ｂ方向に移動する中間転写ベルト２０上に順次静電転写（一次転写）され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。中間転写ベルト２０上の重畳トナー像は、中間転写ベルト２０の移動に伴って二次転写ロール２２が配置された領域（二次転写部Ｔ）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部Ｔに搬送されると、そのタイミングに合わせて用紙保持部４０から用紙Ｐが二次転写部Ｔに供給される。そして、重畳トナー像は、二次転写部Ｔにて二次転写ロール２２が形成する転写電界により、搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写（二次転写）される。
Each color toner image formed on the photosensitive drum 12 of each image forming unit 11 is sequentially electrostatically transferred (primary transfer) onto the intermediate transfer belt 20 that moves in the direction of arrow B by the primary transfer roll 21, and each color toner is superimposed. A superimposed toner image is formed. The superimposed toner image on the intermediate transfer belt 20 is conveyed to a region (secondary transfer portion T) where the secondary transfer roll 22 is disposed as the intermediate transfer belt 20 moves. When the superimposed toner image is conveyed to the secondary transfer unit T, the paper P is supplied from the paper holding unit 40 to the secondary transfer unit T in accordance with the timing. The superimposed toner image is collectively electrostatically transferred (secondary transfer) onto the conveyed paper P by the transfer electric field formed by the secondary transfer roll 22 in the secondary transfer portion T.
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、定着装置６０まで搬送される。定着装置６０に搬送された用紙Ｐ上のトナー像は、定着装置６０によって熱および圧力を受け、用紙Ｐ上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置１の排出部に設けられた用紙積載部４５に搬送される。
一方、一次転写後に感光体ドラム１２に付着しているトナー（一次転写残トナー）、および二次転写後に中間転写ベルト２０に付着しているトナー（二次転写残トナー）は、それぞれドラムクリーナ１６、およびベルトクリーナ２５によって除去される。
このようにして、画像形成装置１での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。
Thereafter, the paper P on which the superimposed toner image is electrostatically transferred is conveyed to the fixing device 60. The toner image on the paper P conveyed to the fixing device 60 receives heat and pressure by the fixing device 60 and is fixed on the paper P. Then, the paper P on which the fixed image is formed is conveyed to a paper stacking unit 45 provided in the discharge unit of the image forming apparatus 1.
On the other hand, the toner (primary transfer residual toner) adhering to the photosensitive drum 12 after the primary transfer and the toner (secondary transfer residual toner) adhering to the intermediate transfer belt 20 after the secondary transfer are respectively drum cleaner 16. , And the belt cleaner 25.
In this way, the image forming process in the image forming apparatus 1 is repeatedly executed for the number of printed sheets.
＜定着装置の構成の説明＞
次に、本実施の形態の定着装置６０について説明する。
図２および図３は本実施の形態の定着装置６０の構成を示す図であり、図２は正面図、図３は図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
まず、断面図である図３に示すように、定着装置６０は、用紙Ｐにトナー像を定着する定着部材の一例としての定着ベルト６１と、定着ベルト６１の外周側において、定着ベルト６１に対向するように配置された加圧ロール６２と、定着ベルト６１の内周側に設けられるとともに、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２から押圧され、加圧ロール６２との間にニップ部Ｎを形成する押圧パッド６３と、定着ベルト６１の外周側に設けられ、定着ベルト６１からの用紙Ｐの剥離を補助する剥離補助部材１７３とを備えている。さらに、定着装置６０は、定着ベルト６１の外周側に設けられ、定着ベルト６１を電磁誘導加熱する磁界生成手段の一例としてのＩＨヒータ８０と、定着ベルト６１の内周側に設けられ、ＩＨヒータ８０とともに定着ベルト６１を加熱する内部加熱ユニット７０と、を備えている。
<Description of Fixing Device Configuration>
Next, the fixing device 60 of the present embodiment will be described.
2 and 3 are diagrams showing the configuration of the fixing device 60 of the present embodiment, FIG. 2 is a front view, and FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.
First, as shown in FIG. 3, which is a cross-sectional view, the fixing device 60 faces a fixing belt 61 as an example of a fixing member that fixes a toner image on a sheet P, and the fixing belt 61 on the outer peripheral side of the fixing belt 61. The pressure roll 62 is arranged on the inner peripheral side of the fixing belt 61 and is pressed from the pressure roll 62 via the fixing belt 61, and a nip portion N is formed between the pressure roll 62 and the pressure roll 62. A pressing pad 63 to be formed and a peeling assisting member 173 provided on the outer peripheral side of the fixing belt 61 and assisting the peeling of the paper P from the fixing belt 61 are provided. Further, the fixing device 60 is provided on the outer peripheral side of the fixing belt 61 and is provided on the inner peripheral side of the fixing belt 61 and an IH heater 80 as an example of a magnetic field generating unit that electromagnetically heats the fixing belt 61. 80 and an internal heating unit 70 that heats the fixing belt 61.
＜定着ベルトの説明＞
図４は、定着ベルト６１の層構成を説明する図である。定着ベルト６１は、原形が円筒形状の無端のベルト部材で構成され、例えば原形（円筒形状）時の直径が３０ｍｍ、幅方向長が３７０ｍｍに形成されている。また、図４に示したように、定着ベルト６１は、内周側から、基材層６１１、基材層６１１の上に積層された導電層の一例としての導電発熱層６１２、トナー像の定着性を向上させる弾性層６１３、最上層に被覆された表面離型層６１４が積層された多層構造のベルト部材である。したがって、本実施の形態においては、定着ベルト６１の内周側において基材層６１１が内部加熱ユニット７０の後述する感温磁性部材６４と接触し、定着ベルト６１の外周側において表面離型層６１４が加圧ロール６２およびＩＨヒータ８０に対向している。
<Description of fixing belt>
FIG. 4 is a diagram illustrating the layer configuration of the fixing belt 61. The fixing belt 61 is formed of an endless belt member having an original cylindrical shape, and has a diameter of 30 mm and a length in the width direction of 370 mm in the original shape (cylindrical shape), for example. As shown in FIG. 4, the fixing belt 61 includes a base material layer 611, a conductive heat generating layer 612 as an example of a conductive layer laminated on the base material layer 611, and a toner image fixing from the inner peripheral side. It is a belt member having a multilayer structure in which an elastic layer 613 for improving the property and a surface release layer 614 coated on the uppermost layer are laminated. Therefore, in the present embodiment, the base material layer 611 comes into contact with a temperature-sensitive magnetic member 64 described later of the internal heating unit 70 on the inner peripheral side of the fixing belt 61, and the surface release layer 614 on the outer peripheral side of the fixing belt 61. Faces the pressure roll 62 and the IH heater 80.
基材層６１１は、導電発熱層６１２を支持するとともに、定着ベルト６１全体としての機械的強度を形成する耐熱性のシート状部材で構成される。また、基材層６１１は、ＩＨヒータ８０にて生成された交流磁界が感温磁性部材６４まで作用するように、磁界を通過させる物性（比透磁率、固有抵抗）を持った材質、厚さで形成される。一方、基材層６１１自身は、磁界の作用により発熱しないか、または発熱し難く構成される。
具体的には、基材層６１１として、例えば、厚さ３０〜２００μｍ（好ましくは５０〜１５０μｍ）の非磁性ステンレススチール等の非磁性金属や、厚さ６０〜２００μｍの樹脂材料等が用いられる。
The base material layer 611 is composed of a heat-resistant sheet-like member that supports the conductive heat generating layer 612 and forms the mechanical strength of the entire fixing belt 61. In addition, the base material layer 611 is made of a material having a physical property (relative magnetic permeability, specific resistance) that allows the magnetic field to pass therethrough so that the AC magnetic field generated by the IH heater 80 acts to the temperature-sensitive magnetic member 64, and the thickness. Formed with. On the other hand, the base material layer 611 itself is configured not to generate heat or hardly generate heat due to the action of a magnetic field.
Specifically, as the base material layer 611, for example, a nonmagnetic metal such as nonmagnetic stainless steel having a thickness of 30 to 200 μm (preferably 50 to 150 μm), a resin material having a thickness of 60 to 200 μm, or the like is used.
導電発熱層６１２は、ＩＨヒータ８０（図３参照）にて生成される交流磁界によって電磁誘導加熱される電磁誘導発熱体層である。すなわち、導電発熱層６１２は、ＩＨヒータ８０からの交流磁界が厚さ方向に通過することにより、渦電流を発生させる層である。
通常、ＩＨヒータ８０に交流電流を供給する励磁回路８８（図３参照）の電源として、安価に製造できる汎用電源が使用される。そのため、ＩＨヒータ８０により生成される交流磁界の周波数は、一般に、汎用電源による２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚとなる。それにより、導電発熱層６１２は、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの交流磁界が侵入し通過するように構成される。
The conductive heating layer 612 is an electromagnetic induction heating element layer that is electromagnetically heated by an alternating magnetic field generated by the IH heater 80 (see FIG. 3). That is, the conductive heat generating layer 612 is a layer that generates an eddy current when the AC magnetic field from the IH heater 80 passes in the thickness direction.
Usually, a general-purpose power source that can be manufactured at low cost is used as a power source for the excitation circuit 88 (see FIG. 3) that supplies an alternating current to the IH heater 80. Therefore, the frequency of the alternating magnetic field generated by the IH heater 80 is generally 20 kHz to 100 kHz by a general-purpose power source. Thereby, the conductive heat generating layer 612 is configured such that an alternating magnetic field having a frequency of 20 kHz to 100 kHz enters and passes therethrough.
導電発熱層６１２に交流磁界が侵入できる領域は、交流磁界が１/ｅに減衰する領域である「表皮深さ（δ）」として規定され、次の（１）式から導かれる。（１）式において、ｆは交流磁界の周波数（例えば、２０ｋＨｚ）、ρは固有抵抗値（Ω・ｍ）、μｒは比透磁率である。
そのため、導電発熱層６１２の厚さは、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの交流磁界が導電発熱層６１２に侵入し通過するように、（１）式で規定される導電発熱層６１２の表皮深さ（δ）よりも薄く構成される。また、導電発熱層６１２を構成する材料として、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｂｅ、Ｓｂ等の金属や、これらの金属合金が用いられる。
The region where the alternating magnetic field can enter the conductive heat generating layer 612 is defined as “skin depth (δ)”, which is a region where the alternating magnetic field attenuates to 1 / e, and is derived from the following equation (1). (1) In the equation, f is the AC magnetic field frequency (e.g., 20 kHz), [rho is resistivity (Omega · m), the mu r is the relative permeability.
Therefore, the thickness of the conductive heat generating layer 612 is determined by the skin depth (δ) of the conductive heat generating layer 612 defined by the equation (1) so that an AC magnetic field having a frequency of 20 kHz to 100 kHz penetrates and passes through the conductive heat generating layer 612. It is configured to be thinner. Further, as a material constituting the conductive heat generating layer 612, for example, metals such as Au, Ag, Al, Cu, Zn, Sn, Pb, Bi, Be, and Sb, and metal alloys thereof are used.
具体的には、導電発熱層６１２として、厚さ２μｍ〜２０μｍ、固有抵抗値２．７×１０−８Ω・ｍ以下の例えばＣｕ等の非磁性金属（比透磁率が概ね１の金属）が用いられる。
また、定着ベルト６１が定着設定温度まで加熱されるまでに要する時間（以下、「ウォームアップタイム」）を短縮する観点からも、導電発熱層６１２は、薄層に構成される。
Specifically, as the conductive heating layer 612, a nonmagnetic metal such as Cu (a metal having a relative permeability of about 1) having a thickness of 2 μm to 20 μm and a specific resistance value of 2.7 × 10 −8 Ω · m or less is used. Used.
Also, from the viewpoint of shortening the time required for the fixing belt 61 to be heated to the fixing set temperature (hereinafter referred to as “warm-up time”), the conductive heat generating layer 612 is configured as a thin layer.
次に、弾性層６１３は、シリコーンゴム等の耐熱性の弾性体で構成される。定着対象となる用紙Ｐに保持されるトナー像は、粉体である各色トナーが積層して形成されている。そのため、ニップ部Ｎにおいてトナー像の全体に均一に熱を供給するには、用紙Ｐ上のトナー像の凹凸に倣って定着ベルト６１表面が変形することが好ましい。そこで、弾性層６１３には、例えば厚みが１００μｍ〜６００μｍ、硬度が１０°〜３０°（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンゴムが用いられる。
表面離型層６１４は、用紙Ｐ上に保持された未定着トナー像と直接接触するため、離型性の高い材質が使用される。例えば、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重合体)、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)、シリコーン共重合体、またはこれらの複合層等が用いられる。表面離型層６１４の厚さとしては、薄すぎると、耐摩耗性の面で充分でなく、定着ベルト６１の寿命を短くする。その一方で、厚すぎると、定着ベルト６１の熱容量が大きくなりすぎ、ウォームアップタイムが長くなる。そこで、表面離型層６１４の厚さとして、耐摩耗性と熱容量とのバランスを考慮し、１μｍ〜５０μｍが用いられる。
Next, the elastic layer 613 is composed of a heat-resistant elastic body such as silicone rubber. The toner image held on the sheet P to be fixed is formed by laminating each color toner as powder. Therefore, in order to supply heat uniformly to the entire toner image at the nip portion N, it is preferable that the surface of the fixing belt 61 is deformed following the unevenness of the toner image on the paper P. Therefore, for example, a silicone rubber having a thickness of 100 μm to 600 μm and a hardness of 10 ° to 30 ° (JIS-A) is used for the elastic layer 613.
Since the surface release layer 614 is in direct contact with the unfixed toner image held on the paper P, a material having a high release property is used. For example, PFA (tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether polymer), PTFE (polytetrafluoroethylene), silicone copolymer, or a composite layer thereof is used. If the thickness of the surface release layer 614 is too thin, it is not sufficient in terms of wear resistance, and the life of the fixing belt 61 is shortened. On the other hand, if it is too thick, the heat capacity of the fixing belt 61 becomes too large and the warm-up time becomes long. Therefore, the thickness of the surface release layer 614 is 1 μm to 50 μm in consideration of the balance between wear resistance and heat capacity.
＜加圧ロールの説明＞
加圧ロール６２は、定着ベルト６１に対向するように配置され、定着ベルト６１に従動して図３の矢印Ｄ方向に、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで回転する。そして、加圧ロール６２と押圧パッド６３とにより定着ベルト６１を挟持した状態でニップ部Ｎを形成し、このニップ部Ｎに未定着トナー像を保持した用紙Ｐを通過させることで、熱および圧力を加えて未定着トナー像を用紙Ｐに定着する。
加圧ロール６２は、例えば直径１８ｍｍの中実のアルミニウム製コア（円柱状芯金）６２１と、コア６２１の外周面に被覆された例えば厚さ５ｍｍのシリコーンスポンジ等の耐熱性弾性体層６２２と、さらに例えば厚さ５０μｍのカーボン配合のＰＦＡ等の耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層６２３とが積層されて構成される。そして、加圧ロール６２は、押圧バネ６８（図２参照）により例えば２５ｋｇｆの荷重で定着ベルト６１を介して押圧パッド６３を押圧している。
<Description of pressure roll>
The pressure roll 62 is disposed so as to face the fixing belt 61 and rotates in the direction of arrow D in FIG. 3 at a process speed of 140 mm / s, for example, following the fixing belt 61. Then, a nip portion N is formed in a state where the fixing belt 61 is sandwiched between the pressure roll 62 and the pressing pad 63, and the sheet P holding the unfixed toner image is passed through the nip portion N, so that the heat and pressure To fix the unfixed toner image on the paper P.
The pressure roll 62 includes, for example, a solid aluminum core (cylindrical metal core) 621 having a diameter of 18 mm, and a heat-resistant elastic body layer 622 such as a silicone sponge having a thickness of 5 mm, which is coated on the outer peripheral surface of the core 621. Further, for example, a release layer 623 made of a heat-resistant resin coating such as PFA containing carbon having a thickness of 50 μm or a heat-resistant rubber coating is laminated. The pressure roll 62 presses the pressing pad 63 via the fixing belt 61 with a load of 25 kgf, for example, by a pressing spring 68 (see FIG. 2).
＜押圧パッドの説明＞
押圧パッド６３は、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体やＬＣＰ、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂で構成され、図３に示すように加圧ロール６２と対向する位置にてホルダ６５に支持される。そして、押圧パッド６３は、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２から押圧される状態で配置され、加圧ロール６２との間でニップ部Ｎを形成する。
<Description of pressing pad>
The pressing pad 63 is made of an elastic body such as silicone rubber or fluorine rubber, or a heat resistant resin such as LCP or PPS (polyphenylene sulfide), and is attached to the holder 65 at a position facing the pressure roll 62 as shown in FIG. Supported. The pressing pad 63 is disposed in a state of being pressed from the pressure roll 62 via the fixing belt 61, and forms a nip portion N with the pressure roll 62.
なお、本実施の形態では、押圧パッド６３による剥離の補助手段として、ニップ部Ｎの下流側に、剥離補助部材１７３を配置している。剥離補助部材１７３は、ニップ部Ｎよりも用紙搬送方向下流側において、定着ベルト６１に向かって延びる剥離バッフル１７１と、剥離バッフル１７１を支持するホルダ１７２とから構成される。そして、ニップ部Ｎの出口にて押圧パッド６３により用紙Ｐに形成されたカール部分を剥離バッフル１７１により支持することで、用紙Ｐが定着ベルト６１方向に向かうことを抑制する。
In the present embodiment, a peeling assisting member 173 is arranged on the downstream side of the nip portion N as a peeling assisting means by the pressing pad 63. The peeling assisting member 173 includes a peeling baffle 171 that extends toward the fixing belt 61 and a holder 172 that supports the peeling baffle 171 on the downstream side of the nip portion N in the sheet conveyance direction. Then, the curled portion formed on the paper P by the pressing pad 63 at the exit of the nip portion N is supported by the peeling baffle 171, thereby suppressing the paper P from moving toward the fixing belt 61.
＜ＩＨヒータの説明＞
続いて、ＩＨヒータ８０について説明する。本実施の形態のＩＨヒータ８０は、定着ベルト６１の導電発熱層６１２に交流磁界を作用させて電磁誘導加熱する。
図３に示すように、本実施の形態のＩＨヒータ８０は、定着ベルト６１の外周面に沿って設けられる支持体８１と、支持体８１に支持されるとともに支持体８１を介して定着ベルト６１に対向して設けられ、交流磁界を生成する励磁コイル８２と、支持体８１に支持されるとともに励磁コイル８２に対向して設けられ、励磁コイル８２にて生成された交流磁界の磁路を形成する磁心８４とを備えている。また、本実施の形態のＩＨヒータ８０は、励磁コイル８２上に設けられ、励磁コイル８２を支持体８１上に固定する弾性支持部材８３と、支持体８１に取り付けられるとともに、励磁コイル８２、弾性支持部材８３および磁心８４を囲んで設けられ、磁界を遮蔽するシールド８５と、磁心８４とシールド８５との間に設けられ、磁心８４を支持体８１側に加圧する加圧部材８６と、励磁コイル８２に交流電流を供給する励磁回路８８とを備えている。
また、本実施の形態のＩＨヒータ８０は、図３に示すように、定着ベルト６１を介して、定着ベルト６１の内周側に設けられる内部加熱ユニット７０の後述する感温磁性部材６４および誘導部材６６と対向している。
<Description of IH heater>
Next, the IH heater 80 will be described. The IH heater 80 of the present embodiment applies electromagnetic induction heating to the conductive heat generating layer 612 of the fixing belt 61 to perform electromagnetic induction heating.
As shown in FIG. 3, the IH heater 80 of the present embodiment includes a support 81 provided along the outer peripheral surface of the fixing belt 61, a support 81 supported by the support 81, and the fixing belt 61 via the support 81. And an excitation coil 82 for generating an alternating magnetic field, and supported by the support 81 and opposed to the excitation coil 82 to form a magnetic path for the alternating magnetic field generated by the excitation coil 82. Magnetic core 84. In addition, the IH heater 80 of the present embodiment is provided on the excitation coil 82, and is attached to the support body 81 and the elastic support member 83 that fixes the excitation coil 82 on the support body 81. A shield 85 that surrounds the support member 83 and the magnetic core 84, shields the magnetic field, a pressure member 86 that is provided between the magnetic core 84 and the shield 85, and pressurizes the magnetic core 84 toward the support 81, and an excitation coil And an exciting circuit 88 for supplying an alternating current to 82.
In addition, as shown in FIG. 3, the IH heater 80 according to the present embodiment is provided with a temperature-sensitive magnetic member 64 and induction of an internal heating unit 70 provided on the inner peripheral side of the fixing belt 61 via the fixing belt 61. Opposing the member 66.
支持体８１は、定着ベルト６１の移動方向に直交する方向（以下では、定着ベルト６１の幅方向という）を長手方向とし、定着ベルト６１の全幅に亘って定着ベルト６１と対向して設けられる。
さらに、支持体８１は、図３に示すように、断面が定着ベルト６１の表面形状に沿って湾曲した形状で形成され、励磁コイル８２を支持する上部面が定着ベルト６１の表面と予め定められた間隙（例えば、０．５ｍｍ〜２ｍｍ）を保つように設定されている。
支持体８１を構成する材質としては、例えば、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂、またはこれらにガラス繊維を混合した耐熱性樹脂、耐熱ガラス等の耐熱性のある非磁性材料が用いられる。
The support 81 is provided so as to face the fixing belt 61 over the entire width of the fixing belt 61 with the direction perpendicular to the moving direction of the fixing belt 61 (hereinafter referred to as the width direction of the fixing belt 61) as the longitudinal direction.
Further, as shown in FIG. 3, the support 81 is formed in a shape whose cross section is curved along the surface shape of the fixing belt 61, and the upper surface supporting the exciting coil 82 is predetermined as the surface of the fixing belt 61. The gap is set so as to maintain a gap (for example, 0.5 mm to 2 mm).
Examples of the material constituting the support 81 include heat-resistant resins such as polycarbonate, polyethersulfone, and PPS (polyphenylene sulfide), or heat-resistant resins obtained by mixing glass fibers with these materials, and heat-resistant glass. A non-magnetic material is used.
励磁コイル８２は、相互に絶縁された例えば直径０．１７ｍｍの銅線材を例えば９０本束ねたリッツ線が、定着ベルト６１の幅方向が長手方向となるような長円形状や楕円形状、長方形状等の中空きの閉ループ状に巻かれて構成される。そして、励磁コイル８２に励磁回路８８から予め定めた周波数の交流電流が供給されることにより、励磁コイル８２の周囲には、閉ループ状に巻かれたリッツ線を中心とする交流磁界が生成される。励磁回路８８から励磁コイル８２に供給される交流電流の周波数は、一般に、上記した汎用電源により生成される２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚが用いられる。
弾性支持部材８３は、例えばシリコーンゴム等やフッ素ゴム等の弾性体で構成されたシート状部材である。弾性支持部材８３は、励磁コイル８２が支持体８１に密着して固定されるように、励磁コイル８２を支持体８１に対して押圧するように設定されている。
The exciting coil 82 is composed of, for example, 90 litz wires that are bundled with, for example, 90 copper wires having a diameter of 0.17 mm and are formed in an oval shape, an elliptical shape, or a rectangular shape in which the width direction of the fixing belt 61 is the longitudinal direction. It is configured to be wound in a closed loop with a hollow space. Then, when an alternating current having a predetermined frequency is supplied to the exciting coil 82 from the exciting circuit 88, an alternating magnetic field centered around a litz wire wound in a closed loop is generated around the exciting coil 82. . Generally, the frequency of the alternating current supplied from the excitation circuit 88 to the excitation coil 82 is 20 kHz to 100 kHz generated by the general-purpose power source.
The elastic support member 83 is a sheet-like member made of an elastic body such as silicone rubber or fluorine rubber. The elastic support member 83 is set to press the excitation coil 82 against the support 81 so that the excitation coil 82 is fixed in close contact with the support 81.
磁心８４は、複数が隣接する磁心８４との間に間隙を有するように、定着ベルト６１の幅方向に複数が並んで設けられる。そして、それぞれの磁心８４は、断面が定着ベルト６１の断面形状に沿って湾曲するとともに、定着ベルト６１の移動方向を長手方向とする弓状の形状を有している。そして、それぞれの磁心８４は、支持体８１により位置決めされている。
また、図３に示すように、定着ベルト６１の移動方向に沿った磁心８４の長さは、後述する感温磁性部材６４および誘導部材６６の定着ベルト６１の移動方向に沿った長さよりも短く構成される。これにより、磁心８４から放射される磁力線Ｈ（後述する図６（ａ）〜図６（ｂ）参照）のＩＨヒータ８０周辺への漏洩が減り、力率が向上する。さらには、定着装置６０を構成する金属製部材への電磁誘導を抑え、定着ベルト６１（導電発熱層６１２）での発熱効率が高まる。
A plurality of magnetic cores 84 are provided side by side in the width direction of the fixing belt 61 so that a plurality of magnetic cores 84 have a gap between adjacent magnetic cores 84. Each magnetic core 84 has a cross-sectional shape that is curved along the cross-sectional shape of the fixing belt 61, and has an arcuate shape in which the moving direction of the fixing belt 61 is a longitudinal direction. Each magnetic core 84 is positioned by a support body 81.
As shown in FIG. 3, the length of the magnetic core 84 along the moving direction of the fixing belt 61 is shorter than the length along the moving direction of the fixing belt 61 of the temperature-sensitive magnetic member 64 and the induction member 66 described later. Composed. Thereby, the leakage of the magnetic field lines H radiated from the magnetic core 84 (see FIGS. 6A to 6B described later) to the periphery of the IH heater 80 is reduced, and the power factor is improved. Furthermore, electromagnetic induction to the metal member constituting the fixing device 60 is suppressed, and the heat generation efficiency of the fixing belt 61 (conductive heat generation layer 612) is increased.
磁心８４を形成する材料としては、例えばソフトフェライト、フェライト樹脂、非晶質合金（アモルファス合金）、やパーマロイ、感温磁性合金等の高透磁率の酸化物や合金材質で構成される強磁性体が用いられる。磁心８４は、励磁コイル８２にて生成された交流磁界による磁力線Ｈ（磁束）を内部に誘導し、磁心８４から支持体８１を介して定着ベルト６１を横切って感温磁性部材６４方向に向かい、感温磁性部材６４の中を通過して支持体８１を介して磁心８４に戻るといった磁力線Ｈの通路（磁路）を形成する。すなわち、励磁コイル８２にて生成された交流磁界が磁心８４の内部と感温磁性部材６４の内部とを通過するように構成して、磁力線Ｈが定着ベルト６１と励磁コイル８２とを内部に包み込むような閉磁路を形成する。それにより、励磁コイル８２にて生成された交流磁界の磁力線Ｈは、定着ベルト６１のうち磁心８４と対向する領域に集中される。
As a material for forming the magnetic core 84, for example, a ferromagnetic material composed of a high permeability oxide or alloy material such as soft ferrite, ferrite resin, amorphous alloy (amorphous alloy), permalloy, temperature-sensitive magnetic alloy, etc. Is used. The magnetic core 84 induces a magnetic force line H (magnetic flux) due to the alternating magnetic field generated by the exciting coil 82, travels from the magnetic core 84 to the direction of the temperature-sensitive magnetic member 64 across the fixing belt 61 via the support 81, A path (magnetic path) of magnetic lines of force H passing through the temperature-sensitive magnetic member 64 and returning to the magnetic core 84 via the support 81 is formed. That is, the AC magnetic field generated by the excitation coil 82 is configured to pass through the inside of the magnetic core 84 and the inside of the temperature-sensitive magnetic member 64, and the magnetic field line H wraps the fixing belt 61 and the excitation coil 82 inside. Such a closed magnetic circuit is formed. As a result, the magnetic field lines H of the alternating magnetic field generated by the exciting coil 82 are concentrated on the region of the fixing belt 61 facing the magnetic core 84.
＜内部加熱ユニットの説明＞
続いて、内部加熱ユニット７０の構成について説明する。図５（ａ）〜図５（ｂ）は、本実施の形態の内部加熱ユニット７０の構成を説明するための図であって、図５（ａ）は、内部加熱ユニット７０の斜視図であり、図５（ｂ）は、感温磁性部材６４を誘導部材６６に重ねる前の状態を示した内部加熱ユニット７０の斜視図である。
図３および図５（ａ）〜図５（ｂ）に示すように、本実施の形態の内部加熱ユニット７０は、定着ベルト６１の内周側において定着ベルト６１に接触して設けられ、ＩＨヒータ８０の励磁コイル８２により生成された交流磁界を誘導して磁路を形成する感温磁性部材６４と、感温磁性部材６４に接触して設けられ、感温磁性部材６４を通過した磁力線を誘導する誘導部材６６と、を備えている。さらに、内部加熱ユニット７０は、定着ベルト６１の内周面に接触して設けられ、定着ベルト６１の温度を検知する温度検知センサ７１、７２と、感温磁性部材６４の内周面に接触して設けられ、感温磁性部材６４が高温になった場合に、汎用電源から励磁回路８８への通電を遮断する電力遮断部材の一例としてのサーモスタット７３と、を備えている。さらにまた、内部加熱ユニット７０は、感温磁性部材６４、誘導部材６６、温度検知センサ７１、７２およびサーモスタット７３を支持するホルダ６５を備えている。
<Description of internal heating unit>
Next, the configuration of the internal heating unit 70 will be described. FIG. 5A to FIG. 5B are diagrams for explaining the configuration of the internal heating unit 70 of the present embodiment, and FIG. 5A is a perspective view of the internal heating unit 70. FIG. 5B is a perspective view of the internal heating unit 70 showing a state before the temperature-sensitive magnetic member 64 is overlaid on the induction member 66.
As shown in FIGS. 3 and 5A to 5B, the internal heating unit 70 of the present embodiment is provided in contact with the fixing belt 61 on the inner peripheral side of the fixing belt 61, and is an IH heater. A temperature-sensitive magnetic member 64 that induces an alternating magnetic field generated by 80 exciting coils 82 to form a magnetic path, and a magnetic field line that is provided in contact with the temperature-sensitive magnetic member 64 and passes through the temperature-sensitive magnetic member 64 is induced. And a guiding member 66 to be operated. Furthermore, the internal heating unit 70 is provided in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 61, and contacts the temperature detection sensors 71 and 72 that detect the temperature of the fixing belt 61 and the inner peripheral surface of the temperature-sensitive magnetic member 64. And a thermostat 73 as an example of a power cut-off member that cuts off the energization from the general-purpose power source to the excitation circuit 88 when the temperature-sensitive magnetic member 64 becomes high temperature. Further, the internal heating unit 70 includes a holder 65 that supports the temperature-sensitive magnetic member 64, the induction member 66, the temperature detection sensors 71 and 72, and the thermostat 73.
＜感温磁性部材の説明＞
次に、感温磁性部材６４について説明する。図３に示すように、感温磁性部材６４は、定着ベルト６１の内周面に倣った円弧形状で形成され、外周面が定着ベルト６１の内周面と接触するように配置される。それにより、感温磁性部材６４の温度は定着ベルト６１の温度に対応して変化するようになっている。
<Description of temperature-sensitive magnetic member>
Next, the temperature-sensitive magnetic member 64 will be described. As shown in FIG. 3, the temperature-sensitive magnetic member 64 is formed in an arc shape that follows the inner peripheral surface of the fixing belt 61, and is arranged so that the outer peripheral surface is in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 61. As a result, the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 changes in accordance with the temperature of the fixing belt 61.
そして、感温磁性部材６４は、その磁気特性の透磁率が急変する温度である「透磁率変化開始温度」が、各色トナー像が溶融する定着設定温度以上であって、定着ベルト６１の弾性層６１３や表面離型層６１４の耐熱温度よりも低い温度範囲内に設定された材質で構成される。すなわち、感温磁性部材６４は、定着設定温度を含む温度領域において強磁性と非磁性（常磁性）との間を可逆的に変化する特性（「感温磁性」）を有する材質で構成される。それにより、感温磁性部材６４は、強磁性を呈する透磁率変化開始温度以下の温度範囲において磁路形成部材として機能し、ＩＨヒータ８０にて生成され定着ベルト６１を透過した磁力線を内部に誘導して、感温磁性部材６４の内部を通過する磁路を形成する。そして、感温磁性部材６４は、定着ベルト６１とＩＨヒータ８０の励磁コイル８２（後段の図６参照）とを内部に包み込むような閉磁路を形成する。一方、透磁率変化開始温度を超える温度範囲においては、感温磁性部材６４は、ＩＨヒータ８０にて生成され定着ベルト６１を透過した磁力線を、感温磁性部材６４の厚さ方向に横切るように透過させる。それにより、ＩＨヒータ８０にて生成され定着ベルト６１を透過した磁力線は、感温磁性部材６４を透過し、誘導部材６６の内部を通過してＩＨヒータ８０に戻る磁路を形成する。
The temperature-sensitive magnetic member 64 has a “permeability change start temperature”, which is a temperature at which the magnetic permeability of the magnetic characteristics changes suddenly, equal to or higher than a fixing set temperature at which each color toner image melts, and the elastic layer of the fixing belt 61. It is comprised with the material set in the temperature range lower than the heat-resistant temperature of 613 and the surface release layer 614. FIG. That is, the temperature-sensitive magnetic member 64 is made of a material having a characteristic (“temperature-sensitive magnetism”) that reversibly changes between ferromagnetic and non-magnetic (paramagnetic) in a temperature range including the fixing set temperature. . As a result, the temperature-sensitive magnetic member 64 functions as a magnetic path forming member in a temperature range that is equal to or lower than the permeability change start temperature exhibiting ferromagnetism, and induces the magnetic field lines generated by the IH heater 80 and transmitted through the fixing belt 61 to the inside. Thus, a magnetic path passing through the inside of the temperature-sensitive magnetic member 64 is formed. The temperature-sensitive magnetic member 64 forms a closed magnetic path that encloses the fixing belt 61 and the exciting coil 82 of the IH heater 80 (see FIG. 6 at a later stage). On the other hand, in the temperature range exceeding the permeability change start temperature, the temperature-sensitive magnetic member 64 crosses the magnetic field lines generated by the IH heater 80 and transmitted through the fixing belt 61 in the thickness direction of the temperature-sensitive magnetic member 64. Make it transparent. Thereby, the magnetic lines of force generated by the IH heater 80 and transmitted through the fixing belt 61 form a magnetic path that passes through the temperature-sensitive magnetic member 64, passes through the inside of the guide member 66, and returns to the IH heater 80.
なお、ここでの「透磁率変化開始温度」とは、透磁率（例えば、ＪＩＳ Ｃ２５３１で測定される透磁率）が連続的に低下を開始する温度であり、例えば感温磁性部材６４等の部材を透過する磁束量（磁力線の数）が変化し始める温度点をいう。したがって、透磁率変化開始温度は、物質が磁性を消失する温度であるキュリー点に近い温度となるが、キュリー点とは異なる概念を有するものである。
The “permeability change start temperature” here is a temperature at which the magnetic permeability (for example, the magnetic permeability measured by JIS C2531) starts to decrease continuously. For example, a member such as the temperature-sensitive magnetic member 64 This is the temperature point at which the amount of magnetic flux that passes through (the number of lines of magnetic force) starts to change. Therefore, the permeability change start temperature is close to the Curie point, which is the temperature at which the substance loses magnetism, but has a different concept from the Curie point.
感温磁性部材６４に用いる材質としては、定着設定温度として用いられる例えば１４０℃〜２４０℃の範囲内に透磁率変化開始温度が設定された例えばＦｅ−Ｎｉ合金（パーマロイ）等の二元系整磁鋼やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金等の三元系の整磁鋼等が用いられる。例えば、Ｆｅ−Ｎｉの二元系整磁鋼においては約Ｆｅ６４％、Ｎｉ３６％（原子数比）とすることで２２５℃前後に透磁率変化開始温度を設定することができる。このようなパーマロイや整磁鋼等の金属合金等は、成型性や加工性に優れ、伝熱性も高く安価である等の理由から、感温磁性部材６４に適する。その他の材質としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｂ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｎ、Ｍｏ等からなる金属合金が用いられる。
また、感温磁性部材６４は、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界（磁力線）に対する表皮深さδ（上記（１）式参照）よりも厚い厚さで形成される。具体的には、例えばＦｅ−Ｎｉ合金を用いた場合には２００μｍ〜８００μｍ程度に設定される。
The material used for the temperature-sensitive magnetic member 64 is, for example, a binary system such as an Fe—Ni alloy (permalloy) in which a magnetic permeability change start temperature is set within a range of 140 ° C. to 240 ° C. used as a fixing set temperature. A ternary shunt steel such as magnetic steel or Fe—Ni—Cr alloy is used. For example, in the Fe-Ni binary magnetic shunt steel, the permeability change start temperature can be set around 225 ° C. by setting it to about Fe 64% and Ni 36% (atomic ratio). Such metal alloys such as permalloy and magnetic shunt steel are suitable for the temperature-sensitive magnetic member 64 because they are excellent in moldability and workability, have high heat conductivity, and are inexpensive. As other materials, a metal alloy made of Fe, Ni, Si, B, Nb, Cu, Zr, Co, Cr, V, Mn, Mo or the like is used.
Further, the temperature-sensitive magnetic member 64 is formed with a thickness greater than the skin depth δ (see the above formula (1)) with respect to the AC magnetic field (lines of magnetic force) generated by the IH heater 80. Specifically, for example, when an Fe—Ni alloy is used, the thickness is set to about 200 μm to 800 μm.
また、本実施の形態の感温磁性部材６４は発熱体としても機能して、接触して配置される定着ベルト６１に対して熱を供給する。それにより、感温磁性部材６４は、トナー像を定着する定着部材として機能する定着ベルト６１の発熱を補助して、画像形成時の定着ベルト６１の温度を定着設定温度の範囲内に維持する。例えば、感温磁性部材６４自らが発熱して定着ベルト６１に対して熱を供給することで、定着動作の開始時に生じ易い定着ベルト６１の温度の一時的な落ち込み（所謂「温度ドループ現象」）の発生等を抑制して、定着ベルト６１の温度が定着設定温度の範囲内に安定的に維持されるように構成している。
本実施の形態において、感温磁性部材６４は、定着ベルト６１に熱を供給するため、定着ベルト６１に対し、例えば１０℃〜３０℃ほど高い温度に保持される。
Further, the temperature-sensitive magnetic member 64 of the present embodiment also functions as a heating element, and supplies heat to the fixing belt 61 disposed in contact therewith. Accordingly, the temperature-sensitive magnetic member 64 assists heat generation of the fixing belt 61 that functions as a fixing member for fixing the toner image, and maintains the temperature of the fixing belt 61 during image formation within the range of the fixing set temperature. For example, the temperature-sensitive magnetic member 64 itself generates heat and supplies heat to the fixing belt 61, so that the temperature of the fixing belt 61 that is likely to occur at the start of the fixing operation temporarily drops (so-called “temperature droop phenomenon”). Is suppressed so that the temperature of the fixing belt 61 is stably maintained within the range of the fixing set temperature.
In the present embodiment, the temperature-sensitive magnetic member 64 is maintained at a temperature higher than the fixing belt 61 by, for example, 10 ° C. to 30 ° C. in order to supply heat to the fixing belt 61.
また、本実施の形態の感温磁性部材６４には、図５（ｂ）に示すように、ホルダ６５に支持される温度検知センサ７１、７２の位置に対応して、切り欠き６４１、６４２が形成されている。具体的には、感温磁性部材６４における幅方向中央部に切り欠き６４１が形成され、感温磁性部材６４における幅方向の一方の端部側に切り欠き６４２が形成されている。これにより、温度検知センサ７１、７２は、それぞれ、切り欠き６４１、６４２を介して定着ベルト６１側へ突出し、定着ベルト６１の内周面に接触するようになっている。
Further, the temperature-sensitive magnetic member 64 of the present embodiment has notches 641 and 642 corresponding to the positions of the temperature detection sensors 71 and 72 supported by the holder 65, as shown in FIG. Is formed. Specifically, a notch 641 is formed at the center in the width direction of the temperature-sensitive magnetic member 64, and a notch 642 is formed at one end in the width direction of the temperature-sensitive magnetic member 64. Thereby, the temperature detection sensors 71 and 72 protrude toward the fixing belt 61 via the notches 641 and 642, respectively, and come into contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 61.
＜ホルダの説明＞
図３および図５（ａ）〜図５（ｂ）に示すように、ホルダ６５は、定着ベルト６１の内周側に設けられ、押圧パッド６３、感温磁性部材６４および誘導部材６６を支持する。そして、ホルダ６５は、押圧パッド６３が加圧ロール６２からの押圧力を受けた状態で、押圧パッド６３の撓み量が一定量以下となるように、剛性の高い材料で構成される。それにより、ニップ部Ｎにおける定着ベルト６１の幅方向の圧力（ニップ圧）の均一性を維持している。さらに、本実施の形態の定着装置６０では、電磁誘導を用いて定着ベルト６１を加熱する構成を採用していることから、ホルダ６５は、誘導磁界に影響を与えないか、または与え難い材料であり、かつ、誘導磁界から影響を受けないか、または受け難い材料で構成される。例えば、ガラス混入ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂や、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ等の非磁性金属材料等が用いられる。
<Description of holder>
As shown in FIGS. 3 and 5A to 5B, the holder 65 is provided on the inner peripheral side of the fixing belt 61 and supports the pressing pad 63, the temperature-sensitive magnetic member 64, and the guide member 66. . The holder 65 is made of a material having high rigidity so that the bending amount of the pressing pad 63 becomes a certain amount or less in a state where the pressing pad 63 receives the pressing force from the pressing roll 62. Thereby, the uniformity of the pressure (nip pressure) in the width direction of the fixing belt 61 at the nip portion N is maintained. Further, since the fixing device 60 of the present embodiment employs a configuration in which the fixing belt 61 is heated using electromagnetic induction, the holder 65 is made of a material that does not affect or hardly gives influence to the induced magnetic field. It is made of a material that is not affected or hardly affected by the induced magnetic field. For example, a heat-resistant resin such as glass-mixed PPS (polyphenylene sulfide) or a nonmagnetic metal material such as Al, Cu, or Ag is used.
＜誘導部材の説明＞
図３に示すように、誘導部材６６は、感温磁性部材６４の内周面に倣った円弧形状で形成され、感温磁性部材６４の内周面と接触して配置される。なお本実施の形態では、誘導部材６６と感温磁性部材６４とは互いに接着されてはおらず、ホルダ６５に支持されることで重なった状態となっている。
また、誘導部材６６は、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ａｇといった固有抵抗値が比較的小さい非磁性金属で構成される。そして、感温磁性部材６４が透磁率変化開始温度以上の温度に上昇した際に、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界（磁力線）を誘導して、定着ベルト６１の導電発熱層６１２よりも渦電流Ｉが発生し易い状態を形成する。それにより、誘導部材６６の厚さは、渦電流Ｉが流れ易いように、表皮深さδ（上記（１）式参照）よりも充分に厚い厚さ（例えば、１．０ｍｍ）で形成される。なお、本実施の形態では、誘導部材６６は、定着ベルト６１の幅方向全域に亘って、感温磁性部材６４よりも厚く形成されている。
<Description of induction member>
As shown in FIG. 3, the guide member 66 is formed in an arc shape that follows the inner peripheral surface of the temperature-sensitive magnetic member 64, and is disposed in contact with the inner peripheral surface of the temperature-sensitive magnetic member 64. In the present embodiment, the induction member 66 and the temperature-sensitive magnetic member 64 are not bonded to each other but are overlapped by being supported by the holder 65.
The induction member 66 is made of a nonmagnetic metal having a relatively small specific resistance value, such as Al, Cu, or Ag. Then, when the temperature-sensitive magnetic member 64 rises to a temperature equal to or higher than the permeability change start temperature, an alternating magnetic field (line of magnetic force) generated by the IH heater 80 is induced, and the vortex is more vortexed than the conductive heating layer 612 of the fixing belt 61. A state in which the current I is easily generated is formed. Thereby, the thickness of the induction member 66 is formed with a thickness (for example, 1.0 mm) sufficiently thicker than the skin depth δ (see the above formula (1)) so that the eddy current I flows easily. . In this embodiment, the guide member 66 is formed thicker than the temperature-sensitive magnetic member 64 over the entire width direction of the fixing belt 61.
さらに、誘導部材６６は、感温磁性部材６４と接触して配置されることにより、感温磁性部材６４にて発生した熱を蓄える蓄熱体としても機能する。そして、誘導部材６６は、蓄えた熱を感温磁性部材６４を介して定着ベルト６１に供給することで、画像形成時の定着ベルト６１の温度を定着設定温度の範囲内に維持する。すなわち、本実施の形態の誘導部材６６は、感温磁性部材６４にて発熱した熱を貯蔵し、温度が落ち込んだ定着ベルト６１に対し感温磁性部材６４を介して熱を供給する。それにより、例えば定着動作の開始時に生じ易い定着ベルト６１の温度の一時的な落ち込み（温度ドループ現象）等の発生の抑制を補助して、定着ベルト６１の温度が定着設定温度の範囲内に安定的に維持されるように機能する。
Furthermore, the induction member 66 functions as a heat storage body that stores heat generated in the temperature-sensitive magnetic member 64 by being disposed in contact with the temperature-sensitive magnetic member 64. The induction member 66 supplies the stored heat to the fixing belt 61 via the temperature-sensitive magnetic member 64, thereby maintaining the temperature of the fixing belt 61 during image formation within the range of the fixing set temperature. That is, the induction member 66 of the present embodiment stores the heat generated by the temperature-sensitive magnetic member 64 and supplies the heat to the fixing belt 61 whose temperature has dropped via the temperature-sensitive magnetic member 64. As a result, for example, the temperature of the fixing belt 61 is stabilized within the range of the fixing set temperature by assisting in suppressing the occurrence of a temporary drop (temperature droop phenomenon) of the fixing belt 61 that is likely to occur at the start of the fixing operation. Function to be maintained.
また、本実施の形態の誘導部材６６には、図５（ａ）〜図５（ｂ）に示すように、ホルダ６５に支持される温度検知センサ７１、７２の位置に対応して切り欠き６６１、６６２が形成され、ホルダ６５に支持されるサーモスタット７３の位置に対応して切り欠き６６３が形成されている。具体的には、誘導部材６６における幅方向中央部に切り欠き６６１および切り欠き６６３が形成され、誘導部材６６における幅方向の一方の端部側に切り欠き６６２が形成されている。なお、誘導部材６６と感温磁性部材６４とがホルダ６５に支持され互いに重なった状態では、誘導部材６６の切り欠き６６１と感温磁性部材６４の切り欠き６４１とが重なるようになり、誘導部材６６の切り欠き６６２と感温磁性部材６４の切欠き６４２とが重なるようになっている。
Further, as shown in FIGS. 5A to 5B, the guide member 66 according to the present embodiment has notches 661 corresponding to the positions of the temperature detection sensors 71 and 72 supported by the holder 65. 662 are formed, and a notch 663 is formed corresponding to the position of the thermostat 73 supported by the holder 65. Specifically, a notch 661 and a notch 663 are formed at the center in the width direction of the guide member 66, and a notch 662 is formed at one end side in the width direction of the guide member 66. In addition, when the induction member 66 and the temperature-sensitive magnetic member 64 are supported by the holder 65 and overlap each other, the notch 661 of the induction member 66 and the notch 641 of the temperature-sensitive magnetic member 64 overlap, and the induction member The notch 662 of 66 and the notch 642 of the temperature-sensitive magnetic member 64 overlap each other.
＜温度検知センサの説明＞
温度検知センサ７１、７２は、定着ベルト６１の内周面に接触して設けられ、定着ベルト６１の温度を検知する。本実施の形態では、定着ベルト６１の幅方向中央部（ニップ部Ｎにおける最小通紙領域に対応する位置）に一方の温度検知センサ７１が配置され、定着ベルト６１における幅方向の一方の端部（ニップ部Ｎにおける最小通紙領域よりも端部側に対応する位置）に他方の温度検知センサ７２が配置されている。そして、図５（ａ）〜図５（ｂ）に示すように、一方の温度検知センサ７１は、感温磁性部材６４に形成された切り欠き６４１および誘導部材６６に形成された切り欠き６６１を介して定着ベルト６１の内周面に接触し、他方の温度検知センサ７２は、感温磁性部材６４に形成された切り欠き６４２および誘導部材６６に形成された切り欠き６６２を介して定着ベルト６１の内周面に接触している。
なお、それぞれの温度検知センサ７１、７２は、図５（ａ）〜図５（ｂ）に示すように、ばね部材７１ａ、７２ａを介してホルダ６５によって支持されている。そして、それぞれの温度検知センサ７１、７２は、ばね部材７１ａ、７２ａにより定着ベルト６１の内周面に押圧されるようになっている。
<Explanation of temperature detection sensor>
The temperature detection sensors 71 and 72 are provided in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 61 and detect the temperature of the fixing belt 61. In the present embodiment, one temperature detection sensor 71 is disposed at the center in the width direction of the fixing belt 61 (a position corresponding to the minimum sheet passing area in the nip portion N), and one end of the fixing belt 61 in the width direction. The other temperature detection sensor 72 is disposed (a position corresponding to the end side of the minimum sheet passing region in the nip portion N). As shown in FIGS. 5A to 5B, one temperature detection sensor 71 includes a notch 641 formed in the temperature-sensitive magnetic member 64 and a notch 661 formed in the guide member 66. The other temperature detection sensor 72 is in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 61 through the notch 642 formed in the temperature-sensitive magnetic member 64 and the notch 662 formed in the guide member 66. It is in contact with the inner peripheral surface.
In addition, each temperature detection sensor 71 and 72 is supported by the holder 65 via the spring members 71a and 72a, as shown to Fig.5 (a)-FIG.5 (b). The temperature detection sensors 71 and 72 are pressed against the inner peripheral surface of the fixing belt 61 by spring members 71a and 72a.
温度検知センサ７１、７２としては、例えばサーミスタ式の温度検知センサを用いることができる。温度検知センサ７１、７２として使用するサーミスタ式の温度検知センサとしては、例えば、温度の上昇に対して抵抗が減少するＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）サーミスタ、温度の上昇に対して抵抗が増加するＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタ、温度の上昇に対して抵抗が減少するが特定の温度範囲で感度が良好となるＣＴＲ（Critical Temperature Resistor）サーミスタ等の種々のサーミスタを使用することができる。
As the temperature detection sensors 71 and 72, for example, a thermistor type temperature detection sensor can be used. As the thermistor type temperature detection sensors used as the temperature detection sensors 71 and 72, for example, an NTC (Negative Temperature Coefficient) thermistor whose resistance decreases as the temperature rises, or a PTC ( Various thermistors such as a positive temperature coefficient (CTR) thermistor and a CTR (Critical Temperature Resistor) thermistor whose resistance decreases with an increase in temperature but has a good sensitivity in a specific temperature range can be used.
そして、詳細については後述するが、本実施の形態では、通常、温度検知センサ７１、７２により検知される定着ベルト６１の温度に応じて、励磁回路８８（図３参照）を介して励磁コイル８２（図３参照）に供給する電力を決定している。
Although details will be described later, in the present embodiment, the exciting coil 82 is normally connected via the exciting circuit 88 (see FIG. 3) according to the temperature of the fixing belt 61 detected by the temperature detecting sensors 71 and 72. The power supplied to (see FIG. 3) is determined.
＜サーモスタットの説明＞
サーモスタット７３は、感温磁性部材６４の内周面に接触して設けられ、感温磁性部材６４の温度が過度に上昇した場合に、励磁回路８８への電力の供給を遮断するために設けられる。図５（ａ）〜図５（ｂ）に示すように、本実施の形態の内部加熱ユニット７０では、サーモスタット７３は、誘導部材６６に形成された切り欠き６６３から感温磁性部材６４側に突出することで、感温磁性部材６４の内周面に接触するようになっている。
<Explanation of thermostat>
The thermostat 73 is provided in contact with the inner peripheral surface of the temperature-sensitive magnetic member 64, and is provided to cut off the supply of power to the excitation circuit 88 when the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 rises excessively. . As shown in FIGS. 5A to 5B, in the internal heating unit 70 of the present embodiment, the thermostat 73 protrudes from the notch 663 formed in the induction member 66 toward the temperature-sensitive magnetic member 64 side. By doing so, it contacts the inner peripheral surface of the temperature-sensitive magnetic member 64.
サーモスタット７３は、例えば、熱膨張率の異なる２種の金属板が積層されたバイメタルにより構成される。具体的には、サーモスタット７３は、例えば、鉄とニッケルとの合金（インバー）からなる第１の金属板と、鉄とニッケルとを含む合金にクロムやマンガン等の金属を添加した第２の金属板とが積層されたバイメタル等により構成される。
そして、サーモスタット７３は、感温磁性部材６４が過度に高温になった場合に第１の金属板と第２の金属板との熱膨張率の差によって変形することにより、励磁回路８８への電力の供給を遮断する。
The thermostat 73 is made of, for example, a bimetal in which two types of metal plates having different thermal expansion coefficients are stacked. Specifically, the thermostat 73 is, for example, a first metal plate made of an alloy (invar) of iron and nickel, and a second metal obtained by adding a metal such as chromium or manganese to an alloy containing iron and nickel. It is composed of bimetal or the like on which plates are laminated.
The thermostat 73 deforms due to the difference in thermal expansion coefficient between the first metal plate and the second metal plate when the temperature-sensitive magnetic member 64 becomes excessively high in temperature, thereby supplying power to the excitation circuit 88. Shut off the supply.
＜定着ベルトの駆動機構の説明＞
次に、定着ベルト６１の駆動機構について説明する。
正面図である図２に示したように、内部加熱ユニット７０のホルダ６５（図３参照）の軸方向両端部には、定着ベルト６１の両端部の断面形状を円形に維持しながら定着ベルト６１を周方向に回転駆動するエンドキャップ部材６７が固定されている。そして、定着ベルト６１は、両端部からエンドキャップ部材６７を介した回転駆動力を直接的に受けて、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで図３の矢印Ｃ方向に回転移動する。
エンドキャップ部材６７を構成する材質としては、機械的強度や耐熱性の高い所謂エンジニアリングプラスチックスが用いられる。例えば、エンドキャップ部材６７を構成する材質としては、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂等が用いられる。
<Description of Fixing Belt Drive Mechanism>
Next, a driving mechanism for the fixing belt 61 will be described.
As shown in FIG. 2 which is a front view, the fixing belt 61 is provided at both ends in the axial direction of the holder 65 (see FIG. 3) of the internal heating unit 70 while keeping the cross-sectional shape of both ends of the fixing belt 61 circular. An end cap member 67 that rotates and rotates in the circumferential direction is fixed. The fixing belt 61 directly receives the rotational driving force from both ends via the end cap member 67, and rotates and moves in the direction of arrow C in FIG. 3 at a process speed of 140 mm / s, for example.
As a material constituting the end cap member 67, so-called engineering plastics having high mechanical strength and heat resistance are used. For example, as a material constituting the end cap member 67, phenol resin, polyimide resin, polyamide resin, polyamideimide resin, PEEK resin, PES resin, PPS resin, LCP resin, or the like is used.
そして、図２に示すように、定着装置６０では、駆動モータ９０からの回転駆動力が伝達ギヤ９１、９２を介してシャフト９３に伝達され、シャフト９３に結合された伝達ギヤ９４、９５から両エンドキャップ部材６７に伝達される。それによって、エンドキャップ部材６７から定着ベルト６１に回転駆動力が伝わり、エンドキャップ部材６７と定着ベルト６１とが一体となって回転駆動される。
このように、定着ベルト６１が定着ベルト６１の両端部から駆動力を直接受けて回転するので、定着ベルト６１は安定して回転する。
As shown in FIG. 2, in the fixing device 60, the rotational driving force from the drive motor 90 is transmitted to the shaft 93 via the transmission gears 91 and 92, and both are transmitted from the transmission gears 94 and 95 coupled to the shaft 93. It is transmitted to the end cap member 67. As a result, a rotational driving force is transmitted from the end cap member 67 to the fixing belt 61, and the end cap member 67 and the fixing belt 61 are integrally rotated.
Thus, the fixing belt 61 rotates by receiving the driving force directly from both ends of the fixing belt 61, so that the fixing belt 61 rotates stably.
＜定着ベルトが発熱する状態の説明＞
引き続いて、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界によって定着ベルト６１が発熱する状態を説明する。図６（ａ）〜図６（ｂ）は、ＩＨヒータ８０により生成された磁力線の状態を示した図であって、図６（ａ）は、定着ベルト６１（感温磁性部材６４）の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合の磁力線（Ｈ）の状態を示し、図６（ｂ）は、定着ベルト６１（感温磁性部材６４）の温度が透磁率変化開始温度を超えた温度範囲にある場合の磁力線（Ｈ）の状態を示している。
<Description of the state in which the fixing belt generates heat>
Subsequently, a state in which the fixing belt 61 generates heat by the alternating magnetic field generated by the IH heater 80 will be described. 6 (a) to 6 (b) are diagrams showing the state of the lines of magnetic force generated by the IH heater 80. FIG. 6 (a) shows the temperature of the fixing belt 61 (temperature-sensitive magnetic member 64). FIG. 6B shows the state of the lines of magnetic force (H) when is in the temperature range below the permeability change start temperature, and FIG. 6B shows that the temperature of the fixing belt 61 (temperature-sensitive magnetic member 64) exceeds the permeability change start temperature. The state of the lines of magnetic force (H) when the temperature is within a certain temperature range is shown.
まず、上記したように、感温磁性部材６４の透磁率変化開始温度は、各色トナー像を定着する定着設定温度以上であって定着ベルト６１の耐熱温度以下となる温度範囲内（例えば、２２０℃〜２４０℃）に設定されている。そして、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の状態にある場合には、定着ベルト６１に近接する感温磁性部材６４の温度も定着ベルト６１の温度に対応して、透磁率変化開始温度以下となる。そのため、感温磁性部材６４は強磁性を呈するので、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界の磁力線Ｈは、定着ベルト６１を透過した後、感温磁性部材６４の内部を広がり方向に沿って通過する磁路を形成する。ここでの「広がり方向」とは、感温磁性部材６４の厚さ方向と直交する方向を意味する。
First, as described above, the permeability change start temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 is within a temperature range that is equal to or higher than the set fixing temperature for fixing each color toner image and equal to or lower than the heat resistance temperature of the fixing belt 61 (for example, 220 ° C. ˜240 ° C.). When the temperature of the fixing belt 61 is equal to or lower than the magnetic permeability change start temperature, the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 adjacent to the fixing belt 61 is also started corresponding to the temperature of the fixing belt 61. Below temperature. Therefore, since the temperature-sensitive magnetic member 64 exhibits ferromagnetism, the magnetic field lines H of the alternating magnetic field generated by the IH heater 80 pass through the fixing belt 61 and then pass through the inside of the temperature-sensitive magnetic member 64 along the spreading direction. To form a magnetic path. Here, the “spreading direction” means a direction orthogonal to the thickness direction of the temperature-sensitive magnetic member 64.
図６（ａ）に示したように、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合には、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界の磁力線Ｈは、定着ベルト６１を交差して透過し、感温磁性部材６４の内部を広がり方向（厚さ方向と直交する方向）に沿って通過する磁路を形成する。そのため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を横切る領域での単位面積あたりの磁力線Ｈの数（磁束密度）は多くなる。
As shown in FIG. 6A, when the temperature of the fixing belt 61 is in a temperature range equal to or lower than the magnetic permeability change start temperature, the magnetic field lines H of the alternating magnetic field generated by the IH heater 80 cause the fixing belt 61 to move. A magnetic path that crosses and transmits and passes through the inside of the temperature-sensitive magnetic member 64 along the spreading direction (direction perpendicular to the thickness direction) is formed. Therefore, the number of magnetic field lines H (magnetic flux density) per unit area in the region crossing the conductive heat generating layer 612 of the fixing belt 61 increases.
すなわち、ＩＨヒータ８０の磁心８４から磁力線Ｈが放射されて定着ベルト６１の導電発熱層６１２を横切る領域Ｒ１、Ｒ２を通過した後、磁力線Ｈは強磁性体である感温磁性部材６４の内部に誘導される。そのため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る磁力線Ｈは感温磁性部材６４の内部に進入するように集中し、領域Ｒ１、Ｒ２での磁束密度は高くなる。また、感温磁性部材６４の内部を広がり方向に沿って通過した磁力線Ｈが再び磁心８４に戻るに際しても、導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る領域Ｒ３では、感温磁性部材６４内の磁位の低い部分から集中して磁心８４に向けて発生する。そのため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る磁力線Ｈは、感温磁性部材６４から集中して磁心８４に向かうこととなり、領域Ｒ３での磁束密度も高くなる。
That is, after the magnetic field lines H are radiated from the magnetic core 84 of the IH heater 80 and pass through the regions R1 and R2 across the conductive heat generating layer 612 of the fixing belt 61, the magnetic field lines H enter the inside of the temperature-sensitive magnetic member 64 which is a ferromagnetic material. Be guided. Therefore, the magnetic field lines H crossing the conductive heat generating layer 612 of the fixing belt 61 in the thickness direction are concentrated so as to enter the inside of the temperature-sensitive magnetic member 64, and the magnetic flux density in the regions R1 and R2 increases. Further, even when the magnetic field lines H that have passed through the inside of the temperature-sensitive magnetic member 64 along the spreading direction return to the magnetic core 84 again, in the region R3 that crosses the conductive heating layer 612 in the thickness direction, the magnetic field in the temperature-sensitive magnetic member 64 is increased. It is concentrated toward the magnetic core 84 from the lower part. Therefore, the magnetic force lines H that cross the conductive heat generating layer 612 of the fixing belt 61 in the thickness direction are concentrated from the temperature-sensitive magnetic member 64 toward the magnetic core 84, and the magnetic flux density in the region R3 is also increased.
磁力線Ｈが厚さ方向に横切る定着ベルト６１の導電発熱層６１２では、単位面積当たりの磁力線Ｈの数（磁束密度）の変化量に比例した渦電流Ｉが発生する。それにより、図６（ａ）に示したように、磁束密度の変化量が大きい領域Ｒ１、Ｒ２および領域Ｒ３では、大きな渦電流Ｉが発生する。導電発熱層６１２に生じた渦電流Ｉは、導電発熱層６１２の固有抵抗値Ｒと渦電流Ｉの二乗の積であるジュール熱Ｗ（Ｗ＝Ｉ２Ｒ）を発生させる。それにより、大きな渦電流Ｉが発生した導電発熱層６１２では、大きなジュール熱Ｗが発生する。
このように、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合には、磁力線Ｈが導電発熱層６１２を横切る領域Ｒ１、Ｒ２や領域Ｒ３において大きな熱が発生する。それにより、定着ベルト６１は加熱される。
In the conductive heating layer 612 of the fixing belt 61 where the magnetic lines H cross in the thickness direction, an eddy current I proportional to the amount of change in the number of magnetic lines H per unit area (magnetic flux density) is generated. Accordingly, as shown in FIG. 6A, a large eddy current I is generated in the regions R1, R2 and R3 where the amount of change in magnetic flux density is large. The eddy current I generated in the conductive heat generation layer 612 generates Joule heat W (W = I 2 R), which is the product of the specific resistance value R of the conductive heat generation layer 612 and the square of the eddy current I. Thereby, a large Joule heat W is generated in the conductive heat generating layer 612 where the large eddy current I is generated.
As described above, when the temperature of the fixing belt 61 is in the temperature range equal to or lower than the permeability change start temperature, large heat is generated in the regions R1 and R2 and the region R3 where the magnetic lines H cross the conductive heat generating layer 612. Thereby, the fixing belt 61 is heated.
ところで、本実施の形態の定着装置６０では、定着ベルト６１の内周面側に対応させて定着ベルト６１に接触させて感温磁性部材６４を配置している。それにより、励磁コイル８２にて生成された磁力線Ｈを内部に誘導する磁心８４と、定着ベルト６１を厚さ方向に横切って透過した磁力線Ｈを内部に誘導する感温磁性部材６４とが近接した構成を実現している。そのため、ＩＨヒータ８０（励磁コイル８２）により生成された交流磁界は、磁路が短いループを形成するので、磁路内での磁束密度や磁気結合度は高まる。それにより、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合、定着ベルト６１はさらに効率的に熱が発生する。
By the way, in the fixing device 60 of the present embodiment, the temperature-sensitive magnetic member 64 is disposed in contact with the fixing belt 61 so as to correspond to the inner peripheral surface side of the fixing belt 61. As a result, the magnetic core 84 that guides the magnetic force lines H generated by the exciting coil 82 to the inside and the temperature-sensitive magnetic member 64 that guides the magnetic force lines H transmitted through the fixing belt 61 in the thickness direction are close to each other. The configuration is realized. For this reason, the AC magnetic field generated by the IH heater 80 (excitation coil 82) forms a loop with a short magnetic path, so that the magnetic flux density and the magnetic coupling degree in the magnetic path increase. Accordingly, when the temperature of the fixing belt 61 is in a temperature range equal to or lower than the magnetic permeability change start temperature, the fixing belt 61 generates heat more efficiently.
＜定着ベルトの昇温を抑制する機能の説明＞
一方、誘導加熱により定着ベルト６１の温度が上昇し、例えばニップ部Ｎ（図３参照）において用紙が搬送されない非通紙部に対応する領域において、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度を超えた場合には、定着ベルト６１に近接する感温磁性部材６４の温度も定着ベルト６１の温度に対応して、透磁率変化開始温度を超える。この場合、感温磁性部材６４は比透磁率が１に近づき、強磁性体としての性質が消失する。感温磁性部材６４の比透磁率が低下して１に近づくことで、ＩＨヒータ８０にて生成された交流磁界の磁力線Ｈは感温磁性部材６４の内部に誘導されず、感温磁性部材６４を透過するようになる。このため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を通過した後の磁力線Ｈは拡散し、導電発熱層６１２を横切る磁力線Ｈの磁束密度は低下する。これにより、導電発熱層６１２で発生する渦電流Ｉは減少して、定着ベルト６１での発熱量（ジュール熱Ｗ）が低減される。この結果、定着ベルト６１の過剰な温度上昇が抑えられ、定着ベルト６１の損傷が抑制される。
<Description of function for suppressing temperature rise of fixing belt>
On the other hand, the temperature of the fixing belt 61 rises due to induction heating. For example, in the region corresponding to the non-sheet passing portion where the sheet is not conveyed in the nip portion N (see FIG. 3), the temperature of the fixing belt 61 becomes the magnetic permeability change start temperature. If it exceeds, the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 adjacent to the fixing belt 61 also exceeds the permeability change start temperature corresponding to the temperature of the fixing belt 61. In this case, the temperature-sensitive magnetic member 64 has a relative magnetic permeability close to 1, and the properties as a ferromagnetic material disappear. When the relative permeability of the temperature-sensitive magnetic member 64 decreases and approaches 1, the magnetic field lines H of the alternating magnetic field generated by the IH heater 80 are not induced inside the temperature-sensitive magnetic member 64, and the temperature-sensitive magnetic member 64. Will become transparent. For this reason, the magnetic field lines H after passing through the conductive heat generating layer 612 of the fixing belt 61 are diffused, and the magnetic flux density of the magnetic field lines H crossing the conductive heat generating layer 612 is reduced. As a result, the eddy current I generated in the conductive heat generation layer 612 is reduced, and the heat generation amount (Joule heat W) in the fixing belt 61 is reduced. As a result, an excessive temperature rise of the fixing belt 61 is suppressed, and damage to the fixing belt 61 is suppressed.
感温磁性部材６４を通過した後の磁力線Ｈは、誘導部材６６に到達してこの内部に誘導される。磁束が誘導部材６６に到達してその内部に誘導されるようになると、導電発熱層６１２より渦電流Ｉの流れ易い誘導部材６６の方に多くの渦電流Ｉが流れる。このため、導電発熱層６１２で流れる渦電流量はさらに抑制され、定着ベルト６１の温度上昇は抑えられる。
The line of magnetic force H after passing through the temperature-sensitive magnetic member 64 reaches the induction member 66 and is induced therein. When the magnetic flux reaches the induction member 66 and is induced therein, more eddy current I flows toward the induction member 66 where the eddy current I flows more easily than the conductive heat generation layer 612. For this reason, the amount of eddy current flowing in the conductive heat generating layer 612 is further suppressed, and the temperature rise of the fixing belt 61 is suppressed.
ところで、その後、定着ベルト６１の温度が感温磁性部材６４の透磁率変化開始温度よりも低くなると、感温磁性部材６４の温度も透磁率変化開始温度よりも低くなる。それにより、感温磁性部材６４は再び強磁性に変化して磁力線Ｈが感温磁性部材６４に誘導されるので、導電発熱層６１２に渦電流Ｉが多く流れるようになる。これにより、定着ベルト６１が再び加熱されるようになる。
By the way, after that, when the temperature of the fixing belt 61 becomes lower than the magnetic permeability change start temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64, the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 also becomes lower than the magnetic permeability change start temperature. As a result, the temperature-sensitive magnetic member 64 changes to ferromagnetic again, and the lines of magnetic force H are induced in the temperature-sensitive magnetic member 64, so that a large amount of eddy current I flows through the conductive heat generation layer 612. As a result, the fixing belt 61 is heated again.
図６（ｂ）に示すように、定着ベルト６１の温度が、例えば非通紙領域において上昇し透磁率変化開始温度を超えた温度範囲にある場合には、感温磁性部材６４の比透磁率が低下する。このため、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界の磁力線Ｈは、感温磁性部材６４を容易に透過するように変化する。これにより、ＩＨヒータ８０（励磁コイル８２）により生成された交流磁界の磁力線Ｈは、磁心８４から定着ベルト６１側に向けて拡散するように放射され、誘導部材６６に到達するようになる。
As shown in FIG. 6B, when the temperature of the fixing belt 61 is in a temperature range that rises in the non-sheet passing region and exceeds the magnetic permeability change start temperature, for example, the relative magnetic permeability of the temperature-sensitive magnetic member 64. Decreases. For this reason, the magnetic field line H of the alternating magnetic field generated by the IH heater 80 changes so as to easily pass through the temperature-sensitive magnetic member 64. Thus, the magnetic field lines H of the alternating magnetic field generated by the IH heater 80 (excitation coil 82) are radiated so as to diffuse from the magnetic core 84 toward the fixing belt 61, and reach the induction member 66.
すなわち、ＩＨヒータ８０の磁心８４から磁力線Ｈが放射されて定着ベルト６１の導電発熱層６１２を横切る領域Ｒ１、Ｒ２では、磁力線Ｈは感温磁性部材６４に誘導され難いため、放射状に拡散する。それにより、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る磁力線Ｈの磁束密度（単位面積当たりの磁力線Ｈの数）が減少する。また、磁力線Ｈが再び磁心８４に戻る際に導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る領域Ｒ３でも、拡散した広い領域から磁力線Ｈが磁心８４に戻ることとなるため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る磁力線Ｈの磁束密度が減少する。
そのため、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度を超える温度範囲にある場合には、領域Ｒ１、Ｒ２や領域Ｒ３において導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る磁力線Ｈの磁束密度が減少することとなる。それにより、磁力線Ｈが厚さ方向に横切る導電発熱層６１２に発生する渦電流Ｉは減り、定着ベルト６１に発生するジュール熱Ｗは減少する。この結果、定着ベルト６１の温度は低下する。
That is, in the regions R1 and R2 where the magnetic force lines H are radiated from the magnetic core 84 of the IH heater 80 and cross the conductive heat generating layer 612 of the fixing belt 61, the magnetic force lines H are difficult to be guided to the temperature-sensitive magnetic member 64 and thus diffuse radially. As a result, the magnetic flux density (number of magnetic force lines H per unit area) of the magnetic field lines H crossing the conductive heat generating layer 612 of the fixing belt 61 in the thickness direction decreases. Further, even in the region R3 that crosses the conductive heat generating layer 612 in the thickness direction when the magnetic force line H returns to the magnetic core 84 again, the magnetic force line H returns to the magnetic core 84 from the diffused wide region. The magnetic flux density of the magnetic field lines H crossing 612 in the thickness direction decreases.
Therefore, when the temperature of the fixing belt 61 is in a temperature range exceeding the permeability change start temperature, the magnetic flux density of the magnetic field lines H that cross the conductive heating layer 612 in the thickness direction decreases in the regions R1, R2, and R3. It becomes. As a result, the eddy current I generated in the conductive heating layer 612 where the magnetic field lines H cross in the thickness direction is reduced, and the Joule heat W generated in the fixing belt 61 is reduced. As a result, the temperature of the fixing belt 61 decreases.
＜定着装置の制御の説明＞
続いて、定着装置６０の制御について説明する。
ここで、定着動作の際には、制御部３０（図１参照）は、温度検知センサ７１、７２から取得された定着ベルト６１の温度に基づき、ＩＨヒータ８０を制御している。具体的には、制御部３０は、温度検知センサ７１、７２から取得された定着ベルト６１の温度が予め定めた目標温度となるように、ＩＨヒータ８０に供給する電力量を決定している。
<Description of Fixing Device Control>
Next, control of the fixing device 60 will be described.
Here, during the fixing operation, the control unit 30 (see FIG. 1) controls the IH heater 80 based on the temperature of the fixing belt 61 acquired from the temperature detection sensors 71 and 72. Specifically, the control unit 30 determines the amount of electric power supplied to the IH heater 80 so that the temperature of the fixing belt 61 acquired from the temperature detection sensors 71 and 72 becomes a predetermined target temperature.
図７は、ＩＨヒータ８０への供給電力の変化、および定着ベルト６１、感温磁性部材６４、誘導部材６６の温度変化の一例を示した図である。
定着動作が開始された場合、図７においてｘ１で示すように、定着ベルト６１の温度は定着可能温度である目標温度ａ１よりも低いため、制御部３０によって定着ベルト６１の温度を上昇させるための電力ｈ１が算出され、汎用電源によりＩＨヒータ８０の励磁コイル８２に電力ｈ１が供給される。なお、ここで電力ｈ１は、本実施の形態において励磁コイル８２に供給される電力のうち最も大きな電力（フル電力）である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a change in power supplied to the IH heater 80 and a temperature change in the fixing belt 61, the temperature-sensitive magnetic member 64, and the induction member 66.
When the fixing operation is started, as indicated by x1 in FIG. 7, the temperature of the fixing belt 61 is lower than the target temperature a1 that is the fixing possible temperature, so that the controller 30 increases the temperature of the fixing belt 61. The electric power h1 is calculated, and the electric power h1 is supplied to the exciting coil 82 of the IH heater 80 from the general-purpose power source. Here, the electric power h1 is the largest electric power (full electric power) among the electric power supplied to the exciting coil 82 in the present embodiment.
励磁コイル８２に電力ｈ１が供給されることで、図７に示すように、定着ベルト６１が誘導加熱され、定着ベルト６１の温度が上昇する。
また、上述したように、本実施の形態の定着装置６０では、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界により感温磁性部材６４も発熱するため、励磁コイル８２に電力ｈ１が供給されることで、感温磁性部材６４の温度も上昇する。さらに、感温磁性部材６４に接して設けられる誘導部材６６に感温磁性部材６４から熱が伝導することで、誘導部材６６の温度も上昇する。
By supplying the electric power h1 to the exciting coil 82, the fixing belt 61 is induction-heated as shown in FIG. 7, and the temperature of the fixing belt 61 rises.
Further, as described above, in the fixing device 60 of the present embodiment, the temperature-sensitive magnetic member 64 also generates heat due to the AC magnetic field generated by the IH heater 80, so that the electric power h <b> 1 is supplied to the excitation coil 82. The temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 also increases. Furthermore, heat is conducted from the temperature-sensitive magnetic member 64 to the induction member 66 provided in contact with the temperature-sensitive magnetic member 64, so that the temperature of the induction member 66 also increases.
その後、定着ベルト６１の温度が予め定められた目標温度ａ１（定着可能温度）に到達した場合、ニップ部Ｎに用紙が搬送され、定着動作が行われる。ここで、ニップ部Ｎに用紙が搬送され、定着ベルト６１に用紙が接触した場合には、定着ベルト６１から用紙へ熱が移動するため、図７においてｘ２で示すように、定着ベルト６１の温度が一時的に低下する。
本実施の形態の定着装置６０では、上述したように、定着ベルト６１の温度が低下した場合に、定着ベルト６１の内周面に接触して設けられる感温磁性部材６４および感温磁性部材６４に接触して設けられる誘導部材６６から、定着ベルト６１に対して熱が供給される。これにより、通常は、定着ベルト６１の温度が一時的に低下した場合であっても、励磁コイル８２に対して制御部３０で算出された電力（例えば電力ｈ１）が供給されることで、図７においてｘ３で示すように定着ベルト６１の温度は目標温度ａ１に到達する。
Thereafter, when the temperature of the fixing belt 61 reaches a predetermined target temperature a1 (fixable temperature), the sheet is conveyed to the nip portion N and a fixing operation is performed. Here, when the sheet is conveyed to the nip portion N and the sheet comes into contact with the fixing belt 61, heat is transferred from the fixing belt 61 to the sheet. Therefore, as shown by x2 in FIG. Decreases temporarily.
In the fixing device 60 of the present embodiment, as described above, the temperature-sensitive magnetic member 64 and the temperature-sensitive magnetic member 64 provided in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 61 when the temperature of the fixing belt 61 decreases. Heat is supplied to the fixing belt 61 from a guide member 66 provided in contact with the fixing belt 61. Thus, normally, even when the temperature of the fixing belt 61 is temporarily decreased, the power (for example, power h1) calculated by the control unit 30 is supplied to the excitation coil 82, thereby 7, the temperature of the fixing belt 61 reaches the target temperature a1 as indicated by x3.
なお、その後は同様に、温度検知センサ７１、７２から取得した定着ベルト６１の温度に基いて、定着ベルト６１の温度が目標温度ａ１に維持されるように、ＩＨヒータ８０に供給する電力が制御部３０によって算出され、引き続き定着動作が行われる。
通常、定着動作を継続して行うことで定着装置６０を構成する各部材が次第に温まるため、定着ベルト６１を目標温度ａ１に維持するために必要な電力は次第に小さくなる。すなわち、通常は、図７で示すように、定着動作が続くに従い、制御部３０によって算出されＩＨヒータ８０に供給される電力は電力ｈ１より小さくなり、ＩＨヒータ８０に対して電力ｈ１が長時間継続して供給されにくくなっている。
Thereafter, similarly, based on the temperature of the fixing belt 61 acquired from the temperature detection sensors 71 and 72, the power supplied to the IH heater 80 is controlled so that the temperature of the fixing belt 61 is maintained at the target temperature a1. Calculated by the unit 30 and the fixing operation is performed subsequently.
Normally, since the members constituting the fixing device 60 are gradually warmed by continuously performing the fixing operation, the electric power necessary to maintain the fixing belt 61 at the target temperature a1 is gradually reduced. That is, as shown in FIG. 7, normally, as the fixing operation continues, the power calculated by the control unit 30 and supplied to the IH heater 80 becomes smaller than the power h1, and the power h1 is long for the IH heater 80 for a long time. Continued supply is difficult.
また、定着動作が継続して行われ励磁コイル８２に電力が供給されることで感温磁性部材６４も発熱し、図７に示すように、感温磁性部材６４の温度は、定着ベルト６１の温度よりも約２０℃高い温度で維持されるようになる。さらに、誘導部材６６は、感温磁性部材６４から熱が供給されることで、感温磁性部材６４と略等しい温度（すなわち、定着ベルト６１の温度よりも約２０℃高い温度）に維持されるようになる。
Further, since the fixing operation is continuously performed and power is supplied to the exciting coil 82, the temperature-sensitive magnetic member 64 also generates heat, and the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 is equal to that of the fixing belt 61 as shown in FIG. It is maintained at a temperature about 20 ° C. higher than the temperature. Further, the induction member 66 is maintained at a temperature substantially equal to the temperature-sensitive magnetic member 64 (that is, a temperature about 20 ° C. higher than the temperature of the fixing belt 61) by supplying heat from the temperature-sensitive magnetic member 64. It becomes like this.
＜感温磁性部材の異常昇温が起こる状態の説明＞
ところで、上述したように、内部加熱ユニット７０においては、感温磁性部材６４と誘導部材６６とは、互いに接着されずに単に重ねられた状態でホルダ６５に支持されているにすぎない。したがって、内部加熱ユニット７０では、感温磁性部材６４と誘導部材６６との接触面の形状が一致せずに、感温磁性部材６４と誘導部材６６とが部分的に接触しない接触不良が生じる場合がある。
そして、感温磁性部材６４と誘導部材６６とに接触不良が生じている場合、感温磁性部材６４と誘導部材６６との接触が良好な場合と比較して、感温磁性部材６４と誘導部材６６との間で熱の伝導が起こりにくくなる。この場合、特に感温磁性部材６４と誘導部材６６とが接触不良となっている領域で、感温磁性部材６４の温度が過度に上昇しやすい。
<Description of a state where an abnormal temperature rise of the temperature-sensitive magnetic member occurs>
Incidentally, as described above, in the internal heating unit 70, the temperature-sensitive magnetic member 64 and the induction member 66 are merely supported by the holder 65 in a state of being overlapped without being bonded to each other. Therefore, in the internal heating unit 70, the contact surfaces of the temperature-sensitive magnetic member 64 and the induction member 66 do not match, and a contact failure occurs where the temperature-sensitive magnetic member 64 and the induction member 66 do not partially contact each other. There is.
When a contact failure occurs between the temperature-sensitive magnetic member 64 and the induction member 66, the temperature-sensitive magnetic member 64 and the induction member are compared with the case where the contact between the temperature-sensitive magnetic member 64 and the induction member 66 is good. Heat conduction with 66 is less likely to occur. In this case, the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 tends to rise excessively, particularly in a region where the temperature-sensitive magnetic member 64 and the induction member 66 are in poor contact.
図８（ａ）は、感温磁性部材６４と誘導部材６６との接触が不十分な場合の、ＩＨヒータ８０への供給電力の変化、および定着ベルト６１、感温磁性部材６４、誘導部材６６の温度変化の一例を示した図である。
図８（ａ）に示す例では、感温磁性部材６４と誘導部材６６との接触が不十分なため、感温磁性部材６４と誘導部材６６との接触が良好な場合と比較して、誘導部材６６から定着ベルト６１への感温磁性部材６４を介した熱の供給が起こりにくい。このため、例えばニップ部Ｎに用紙が搬送され、定着ベルト６１の温度が一時的に低下した場合には、図８（ａ）においてｙ１で示すように、電力（電力ｈ１）の供給を引き続き行った場合でも定着ベルト６１の温度が目標温度ａ１に到達しにくい。
FIG. 8A shows a change in power supplied to the IH heater 80 when the contact between the temperature-sensitive magnetic member 64 and the induction member 66 is insufficient, and the fixing belt 61, the temperature-sensitive magnetic member 64, and the induction member 66. It is the figure which showed an example of the temperature change of.
In the example shown in FIG. 8A, since the contact between the temperature-sensitive magnetic member 64 and the induction member 66 is insufficient, the induction is compared with the case where the contact between the temperature-sensitive magnetic member 64 and the induction member 66 is good. Heat supply from the member 66 to the fixing belt 61 via the temperature-sensitive magnetic member 64 hardly occurs. For this reason, for example, when the sheet is conveyed to the nip portion N and the temperature of the fixing belt 61 temporarily decreases, as shown by y1 in FIG. 8A, power (power h1) is continuously supplied. Even in this case, the temperature of the fixing belt 61 hardly reaches the target temperature a1.
上述したように、定着ベルト６１の温度が目標温度ａ１よりも低い場合、定着ベルト６１の温度を上昇させるために、制御部３０によって大きな電力ｈ１が算出され、ＩＨヒータ８０（励磁コイル８２）に供給され続ける。
ここで、上述したように、ＩＨヒータ８０に電力が供給された場合には感温磁性部材６４も発熱するため、ＩＨヒータ８０に電力ｈ１が供給され続けることで、感温磁性部材６４の温度も上昇する。図８（ａ）に示す例では、感温磁性部材６４と誘導部材６６との接触不良が生じているため、感温磁性部材６４と誘導部材６６との接触が良好な場合と比較して、感温磁性部材６４の温度が上昇した場合であっても感温磁性部材６４から誘導部材６６への熱の伝導が起こりにくい。
この結果、図８（ａ）に示すように、感温磁性部材６４の温度は上昇し続けることになる。
As described above, when the temperature of the fixing belt 61 is lower than the target temperature a1, in order to increase the temperature of the fixing belt 61, a large electric power h1 is calculated by the control unit 30, and is supplied to the IH heater 80 (excitation coil 82). Continue to be supplied.
Here, as described above, when the electric power is supplied to the IH heater 80, the temperature-sensitive magnetic member 64 also generates heat. Therefore, the electric power h1 is continuously supplied to the IH heater 80, so that the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 is increased. Also rises. In the example shown in FIG. 8A, since the contact failure between the temperature-sensitive magnetic member 64 and the induction member 66 occurs, compared with the case where the contact between the temperature-sensitive magnetic member 64 and the induction member 66 is good, Even when the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 rises, heat conduction from the temperature-sensitive magnetic member 64 to the induction member 66 hardly occurs.
As a result, as shown in FIG. 8A, the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 continues to rise.
また、感温磁性部材６４と誘導部材６６との密着性が良好な場合であっても、例えば、画像形成装置１において普通紙や薄紙に画像を形成するモード（普通紙モード、薄紙モード）が設定されている場合に誤って厚紙を搬送した場合等には、感温磁性部材６４の温度が過度に上昇しやすい。
図８（ｂ）は、画像形成装置１において普通紙に画像を形成するモード（普通紙モード）が設定されている場合に誤って厚紙を搬送した場合の、ＩＨヒータ８０への供給電力の変化、および定着ベルト６１、感温磁性部材６４、誘導部材６６の温度変化の一例を示した図である。
Even when the adhesion between the temperature-sensitive magnetic member 64 and the guide member 66 is good, for example, the image forming apparatus 1 has a mode for forming an image on plain paper or thin paper (normal paper mode, thin paper mode). If thick paper is mistakenly conveyed when it is set, the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 tends to rise excessively.
FIG. 8B shows a change in power supplied to the IH heater 80 when thick paper is mistakenly conveyed when a mode for forming an image on plain paper (plain paper mode) is set in the image forming apparatus 1. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of temperature changes of the fixing belt 61, the temperature-sensitive magnetic member 64, and the guide member 66.
上述したように、ニップ部Ｎに用紙が搬送された際には、定着ベルト６１の熱が用紙に伝導する。通常、厚紙のほうが普通紙と比較して熱容量が大きいため、厚紙がニップ部Ｎに搬送された場合のほうが、普通紙がニップ部Ｎに搬送された場合と比較して、定着ベルト６１から用紙に伝導する熱量が多く、定着ベルト６１の温度が低下しやすい。
このため、通常、画像形成装置１において厚紙モードが設定されている場合には、例えば用紙（厚紙）を搬送する間隔を大きくしたり、ＩＨヒータ８０に供給する電力を大きくしたりすることで、厚紙がニップ部Ｎに搬送されて定着ベルト６１から厚紙に熱が伝導した場合であっても定着ベルト６１の温度が過度に低下することを抑制している。
As described above, when the sheet is conveyed to the nip portion N, the heat of the fixing belt 61 is conducted to the sheet. Usually, since the heat capacity of thick paper is larger than that of plain paper, the paper from the fixing belt 61 is better when the thick paper is conveyed to the nip portion N than when the plain paper is conveyed to the nip portion N. The amount of heat conducted to the fixing belt 61 is large, and the temperature of the fixing belt 61 tends to decrease.
For this reason, normally, when the thick paper mode is set in the image forming apparatus 1, for example, by increasing the interval for conveying paper (thick paper) or increasing the power supplied to the IH heater 80, Even when the thick paper is conveyed to the nip portion N and heat is conducted from the fixing belt 61 to the thick paper, the temperature of the fixing belt 61 is prevented from excessively decreasing.
これに対し、画像形成装置１において普通紙モードが設定されている場合に誤ってニップ部Ｎに厚紙を搬送した場合には、定着ベルト６１から厚紙に熱が伝導することで、図８（ｂ）に示すように定着ベルト６１の温度が大きく低下する。この結果、図８（ｂ）においてｙ２で示すように、感温磁性部材６４および誘導部材６６から定着ベルト６１に熱が供給された場合であっても、定着ベルト６１の温度が目標温度ａ１に到達しにくい。
上述したように、定着ベルト６１の温度が目標温度ａ１よりも低い場合、定着ベルト６１の温度を上昇させるために、制御部３０により大きな電力ｈ１が算出され、ＩＨヒータ８０（励磁コイル８２）に供給され続ける。これにより、図８（ａ）に示した例と同様に、感温磁性部材６４の温度が過度に上昇する場合がある。
On the other hand, when the plain paper mode is set in the image forming apparatus 1, if the thick paper is mistakenly conveyed to the nip portion N, heat is conducted from the fixing belt 61 to the thick paper, so that FIG. ), The temperature of the fixing belt 61 greatly decreases. As a result, as indicated by y2 in FIG. 8B, even when heat is supplied from the temperature-sensitive magnetic member 64 and the induction member 66 to the fixing belt 61, the temperature of the fixing belt 61 reaches the target temperature a1. Hard to reach.
As described above, when the temperature of the fixing belt 61 is lower than the target temperature a1, in order to increase the temperature of the fixing belt 61, a large electric power h1 is calculated by the control unit 30 and is supplied to the IH heater 80 (excitation coil 82). Continue to be supplied. Thereby, the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 may rise excessively similarly to the example shown to Fig.8 (a).
以上説明したように、例えば感温磁性部材６４と誘導部材６６との接触不良が生じている場合や、画像形成装置１において画像形成モードを誤って設定した場合等において、ＩＨヒータ８０（励磁コイル８２）に対して高い電力（この例では、電力ｈ１）が継続して長期間供給されたような場合には、感温磁性部材６４の温度が過度に上昇する場合がある。
特に、本実施の形態の定着装置６０では、定着ベルト６１の温度を検知する温度検知センサ７１、７２を設けているものの、感温磁性部材６４の温度を検知する温度検知センサは設けていない。このため、感温磁性部材６４の温度が過度に上昇した場合であってもそれを検知することはできない。
As described above, for example, when a contact failure between the temperature-sensitive magnetic member 64 and the induction member 66 occurs, or when the image forming mode is set incorrectly in the image forming apparatus 1, the IH heater 80 (excitation coil) 82) In the case where high power (in this example, power h1) is continuously supplied for a long time, the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 may rise excessively.
In particular, in the fixing device 60 of the present embodiment, although the temperature detection sensors 71 and 72 for detecting the temperature of the fixing belt 61 are provided, the temperature detection sensor for detecting the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 is not provided. For this reason, even if the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 rises excessively, it cannot be detected.
そして、感温磁性部材６４の温度が上昇し、感温磁性部材６４の温度が透磁率変化開始温度を超えた場合には、感温磁性部材６４の比透磁率が１に近づき、ＩＨヒータ８０にて生成された交流磁界の磁力線が感温磁性部材６４を透過するようになる。磁力線が感温磁性部材６４を透過するようになった場合、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を横切る磁力線の磁束密度が低下するため、定着ベルト６１での発熱量が低減される。この結果、定着ベルト６１の温度がより上昇しにくくなり、目標温度ａ１に到達しにくくなる。
When the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 rises and the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 exceeds the permeability change start temperature, the relative permeability of the temperature-sensitive magnetic member 64 approaches 1, and the IH heater 80 The magnetic field lines of the alternating magnetic field generated in step 1 are transmitted through the temperature-sensitive magnetic member 64. When the magnetic lines of force pass through the temperature-sensitive magnetic member 64, the magnetic flux density of the magnetic lines of force crossing the conductive heat generating layer 612 of the fixing belt 61 is reduced, so that the amount of heat generated by the fixing belt 61 is reduced. As a result, the temperature of the fixing belt 61 is less likely to rise, and it is difficult to reach the target temperature a1.
さらにまた、上述したように、本実施の形態では、感温磁性部材６４の内周面に接触するようにサーモスタット７３を設けているため、磁力線が感温磁性部材６４を透過するようになることで、感温磁性部材６４を透過した磁力線がサーモスタット７３の内部に誘導される。この結果、サーモスタット７３が直接、誘導加熱され、サーモスタット７３の温度が高温になり、サーモスタット７３が変形してＩＨヒータ８０への電力の供給が遮断される場合がある。
Furthermore, as described above, in the present embodiment, since the thermostat 73 is provided so as to contact the inner peripheral surface of the temperature-sensitive magnetic member 64, the lines of magnetic force are transmitted through the temperature-sensitive magnetic member 64. Thus, the lines of magnetic force that have passed through the temperature-sensitive magnetic member 64 are induced inside the thermostat 73. As a result, the thermostat 73 is directly induction-heated, the temperature of the thermostat 73 becomes high, the thermostat 73 is deformed, and the power supply to the IH heater 80 may be interrupted.
＜感温磁性部材の昇温を抑制するための制御の説明＞
そこで、本実施の形態では、ＩＨヒータ８０に供給される電力の累積が予め定めた値を超えた場合に、感温磁性部材６４の異常昇温を抑制するための制御（サギング制御）を行っている。
図９は、本実施の形態が適用される制御部３０の構成を示した図である。また、図１０は、本実施の形態の制御部３０が行う処理の流れについて説明したフローチャートである。
<Description of control for suppressing temperature rise of temperature-sensitive magnetic member>
Therefore, in the present embodiment, when the cumulative amount of power supplied to the IH heater 80 exceeds a predetermined value, control (sagging control) is performed to suppress abnormal temperature rise of the temperature-sensitive magnetic member 64. ing.
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the control unit 30 to which the present exemplary embodiment is applied. FIG. 10 is a flowchart illustrating the flow of processing performed by the control unit 30 according to the present embodiment.
図９に示すように、本実施の形態の制御部３０は、温度検知センサ７１、７２から定着ベルト６１の温度情報を取得する温度情報取得部３０１と、温度情報取得部３０１にて取得した定着ベルト６１の温度情報に基いて定着ベルト６１の温度が予め定められた目標温度となるようにＩＨヒータ８０に供給する電力を算出する電力算出部３０２と、電力算出部３０２にて算出された電力を汎用電源によりＩＨヒータ８０に供給させる電力供給手段の一例としての電力供給部３０３と、電力供給部３０３がＩＨヒータ８０に電力を供給する時間（供給時間）等の計時を行う計時部３０４と、電力ｈ１の供給時間が予め定めた値に達した場合に、感温磁性部材６４の温度上昇を抑制するためのサギング制御を行うサギング制御部３０５とを有している。
As shown in FIG. 9, the control unit 30 of the present embodiment includes a temperature information acquisition unit 301 that acquires temperature information of the fixing belt 61 from the temperature detection sensors 71 and 72, and the fixing acquired by the temperature information acquisition unit 301. A power calculation unit 302 that calculates power to be supplied to the IH heater 80 so that the temperature of the fixing belt 61 becomes a predetermined target temperature based on the temperature information of the belt 61, and the power calculated by the power calculation unit 302 A power supply unit 303 as an example of a power supply unit that supplies power to the IH heater 80 by a general-purpose power source, and a time measuring unit 304 that measures time (supply time) for which the power supply unit 303 supplies power to the IH heater 80, etc. And a sagging control unit 305 that performs sagging control for suppressing the temperature rise of the temperature-sensitive magnetic member 64 when the supply time of the electric power h1 reaches a predetermined value. .
図９および図１０を参照して、制御部３０が行う処理について説明する。
画像形成装置１において定着動作開始の指示がなされると、まず、温度情報取得部３０１が温度検知センサ７１、７２から定着ベルト６１の温度情報を取得する（ステップ１０１）。続いて、温度情報取得部３０１が取得した定着ベルト６１の温度情報に基づき、電力算出部３０２が、ＩＨヒータ８０に供給する電力を算出する（ステップ１０２）。具体的には、電力算出部３０２は、定着ベルト６１の温度が予め定められた目標温度（定着温度）に近づくように、定着ベルト６１の温度情報に基いてＩＨヒータ８０に供給する電力を算出する。
続いて、電力供給部３０３が、電力算出部３０２にて算出された電力を、励磁回路８８を介してＩＨヒータ８０（励磁コイル８２）に供給させる（ステップ１０３）。
With reference to FIG. 9 and FIG. 10, the process which the control part 30 performs is demonstrated.
When the image forming apparatus 1 is instructed to start the fixing operation, first, the temperature information acquisition unit 301 acquires the temperature information of the fixing belt 61 from the temperature detection sensors 71 and 72 (step 101). Subsequently, based on the temperature information of the fixing belt 61 acquired by the temperature information acquisition unit 301, the power calculation unit 302 calculates the power supplied to the IH heater 80 (step 102). Specifically, the power calculation unit 302 calculates the power supplied to the IH heater 80 based on the temperature information of the fixing belt 61 so that the temperature of the fixing belt 61 approaches a predetermined target temperature (fixing temperature). To do.
Subsequently, the power supply unit 303 supplies the power calculated by the power calculation unit 302 to the IH heater 80 (excitation coil 82) via the excitation circuit 88 (step 103).
次いで、ステップ１０２にて算出された電力が予め定めた電力ｈ１であった場合には（ステップ１０４でＹＥＳ）、計時部３０４は、電力供給部３０３による電力ｈ１の供給時間ｔの計測を開始する（ステップ１０５）。
続いて、計時部３０４により計測される電力ｈ１の供給時間ｔが予め定めた供給基準時間ｔ１に到達した場合（ステップ１０６でＹＥＳ）、サギング制御部３０５が、サギング制御を開始する（ステップ１０７）。ここで、サギング制御の内容については後段にて詳述するが、ステップ１０７においてサギング制御部３０５は、サギング制御として例えば定着動作を一時的に中断したり定着動作の生産性を低下させたりする制御を行う。
なお、ステップ１０２にて算出された電力が予め定めた電力ｈ１でなかった場合（ステップ１０４でＮＯ）、電力ｈ１の供給時間ｔが予め定めた供給基準時間ｔ１に到達しない場合（ステップ１０６でＮＯ）には、ステップ１０１に戻り処理を継続する。
Next, when the power calculated in step 102 is a predetermined power h1 (YES in step 104), the time measuring unit 304 starts measuring the supply time t of the power h1 by the power supply unit 303. (Step 105).
Subsequently, when the supply time t of the electric power h1 measured by the time measuring unit 304 reaches a predetermined supply reference time t1 (YES in Step 106), the sagging control unit 305 starts sagging control (Step 107). . Here, the contents of the sagging control will be described in detail later. In step 107, the sagging control unit 305 controls the sagging control, for example, temporarily interrupting the fixing operation or reducing the productivity of the fixing operation. I do.
If the power calculated in step 102 is not the predetermined power h1 (NO in step 104), the supply time t of the power h1 does not reach the predetermined supply reference time t1 (NO in step 106). ) Returns to step 101 and continues the process.
また、サギング制御部３０５によるサギング制御が開始されると、計時部３０４は、サギング制御の実行時間Ｔの計測を開始する（ステップ１０８）。
そして、計時部３０４により計測されるサギング制御の実行時間Ｔが予め定めたサギング基準時間Ｔ２に到達した場合（ステップ１０９でＹＥＳ）、サギング制御部３０５はサギング制御を終了し、制御部３０による一連の処理を終了する。なお、サギング制御の実行時間Ｔが予め定めたサギング基準時間Ｔ２に到達していない場合（ステップ１０９でＮＯ）、サギング制御を引き続き行う。
なお、サギング制御の終了後は、通常の定着動作を再開する。すなわち、ステップ１０１に戻り、温度情報取得部３０１により取得される定着ベルト６１の温度情報に基いて、電力算出部３０２が電力を算出し、算出された電力を電力供給部３０３によりＩＨヒータ８０に供給する。
When the sagging control by the sagging control unit 305 is started, the timer unit 304 starts measuring the execution time T of the sagging control (step 108).
When the execution time T of the sagging control measured by the timer unit 304 reaches the predetermined sagging reference time T2 (YES in step 109), the sagging control unit 305 ends the sagging control, and the control unit 30 performs a series of operations. Terminate the process. When the execution time T of the sagging control has not reached the predetermined sagging reference time T2 (NO in step 109), the sagging control is continued.
Note that after the sagging control is completed, the normal fixing operation is resumed. That is, returning to step 101, the power calculation unit 302 calculates power based on the temperature information of the fixing belt 61 acquired by the temperature information acquisition unit 301, and the calculated power is supplied to the IH heater 80 by the power supply unit 303. Supply.
図１１は、上述した図１０に示した処理が行われる場合の、ＩＨヒータ８０への供給電力の変化、および定着ベルト６１、感温磁性部材６４、誘導部材６６、サーモスタット７３の温度変化の一例を示した図である。
定着動作の開始が指示されると、定着ベルト６１の温度を定着温度である目標温度ａ１に到達させるために、温度情報取得部３０１にて取得された定着ベルト６１の温度情報に基いて、電力算出部３０２により電力ｈ１が算出され、ＩＨヒータ８０に電力ｈ１が供給される。図１１に示すように、ＩＨヒータ８０に対して電力ｈ１が継続して供給されることで、感温磁性部材６４の温度が上昇するとともに、サーモスタット７３の温度も上昇する。
FIG. 11 shows an example of changes in the power supplied to the IH heater 80 and changes in the temperatures of the fixing belt 61, the temperature-sensitive magnetic member 64, the induction member 66, and the thermostat 73 when the processing shown in FIG. 10 is performed. FIG.
When the start of the fixing operation is instructed, the power of the fixing belt 61 is determined based on the temperature information of the fixing belt 61 acquired by the temperature information acquisition unit 301 in order to reach the target temperature a1 that is the fixing temperature. The calculation unit 302 calculates the electric power h1 and supplies the electric power h1 to the IH heater 80. As shown in FIG. 11, the electric power h <b> 1 is continuously supplied to the IH heater 80, whereby the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 increases and the temperature of the thermostat 73 also increases.
続いて、定着ベルト６１の温度が目標温度ａ１に到達しないまま電力ｈ１が予め定められた供給基準時間ｔ１継続して供給されると、サギング制御部３０５によりサギング制御が実行される。なお、この例では、電力ｈ１として１１５０Ｗの電力が、供給基準時間ｔ１として４０秒間、継続して供給された場合に、サギング制御が行われるようになっている。
Subsequently, when the power h1 is continuously supplied without the temperature of the fixing belt 61 reaching the target temperature a1, the sagging control unit 305 executes sagging control. In this example, sagging control is performed when 1150 W of power h1 is continuously supplied for 40 seconds as the supply reference time t1.
本実施の形態では、サギング制御部３０５が実行するサギング制御として、まず、定着装置６０での定着動作を一時的に停止する制御が行われる。また、定着動作を停止するのに伴い、図１１に示すように、定着ベルト６１の目標温度を、定着動作を行う際の目標温度ａ１（定着可能温度）よりも低い目標温度ａ２に低下させる制御が行われる。
これにより、定着ベルト６１の温度が目標温度ａ２よりも高い状態となるため、定着ベルト６１の温度に基づいて電力算出部３０２により算出される電力は、電力ｈ１よりも低い電力となる。
この結果、ＩＨヒータ８０に供給される電力が下がることで感温磁性部材６４の発熱が抑制され、図１１に示すように、感温磁性部材６４およびサーモスタット７３の温度が低下するようになる。
In the present embodiment, as the sagging control executed by the sagging control unit 305, first, control for temporarily stopping the fixing operation in the fixing device 60 is performed. Further, as shown in FIG. 11, as the fixing operation is stopped, the target temperature of the fixing belt 61 is reduced to a target temperature a2 that is lower than the target temperature a1 (fixable temperature) when performing the fixing operation. Is done.
As a result, the temperature of the fixing belt 61 becomes higher than the target temperature a2, so that the power calculated by the power calculation unit 302 based on the temperature of the fixing belt 61 is lower than the power h1.
As a result, the power supplied to the IH heater 80 is reduced, so that the heat generation of the temperature-sensitive magnetic member 64 is suppressed, and the temperatures of the temperature-sensitive magnetic member 64 and the thermostat 73 are lowered as shown in FIG.
続いて、予め定めたサギング基準時間Ｔ２、上述のサギング制御を行った後、サギング制御を終了し、定着動作を再開する。また、定着動作を再開するのに伴い、図１１に示すように、定着ベルト６１の目標温度を目標温度ａ２から目標温度ａ１に変更する。
ここで、図１１に示す例では、定着ベルト６１の温度は、目標温度ａ１の近くまで上昇しているものの、定着装置６０を構成する各部材が加熱されておらず温度が低い状態である。このため、定着ベルト６１の温度を目標温度ａ１に維持するために電力算出部３０２により電力ｈ１が算出され、ＩＨヒータ８０に供給される。
Subsequently, after performing the above-described sagging control for a predetermined sagging reference time T2, the sagging control is terminated and the fixing operation is restarted. As the fixing operation is resumed, the target temperature of the fixing belt 61 is changed from the target temperature a2 to the target temperature a1 as shown in FIG.
Here, in the example shown in FIG. 11, the temperature of the fixing belt 61 has risen to near the target temperature a1, but each member constituting the fixing device 60 is not heated and is in a low temperature state. Therefore, in order to maintain the temperature of the fixing belt 61 at the target temperature a 1, the power h 1 is calculated by the power calculation unit 302 and supplied to the IH heater 80.
そして、図１１に示すように、ＩＨヒータ８０に対して電力ｈ１が継続して供給されることで、感温磁性部材６４の温度が上昇するとともに、サーモスタット７３の温度も上昇する。
続いて、電力ｈ１が予め定められた供給基準時間ｔ１継続して供給されると、再びサギング制御部３０５によりサギング制御が実行される。すなわち、定着動作を一時的に停止し、定着ベルト６１の目標温度を目標温度ａ１から目標温度ａ２に低下させる制御が行われる。これにより、電力算出部３０２により算出される電力が、電力ｈ１よりも低い電力となり、感温磁性部材６４およびサーモスタット７３の温度が低下する。
As shown in FIG. 11, the electric power h <b> 1 is continuously supplied to the IH heater 80, whereby the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 increases and the temperature of the thermostat 73 also increases.
Subsequently, when the power h <b> 1 is continuously supplied for a predetermined supply reference time t <b> 1, the sagging control unit 305 executes sagging control again. That is, the fixing operation is temporarily stopped and the target temperature of the fixing belt 61 is controlled from the target temperature a1 to the target temperature a2. Thereby, the power calculated by the power calculation unit 302 is lower than the power h1, and the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 and the thermostat 73 is decreased.
続いて、予め定めたサギング基準時間Ｔ２、上述のサギング制御を行った後、サギング制御を終了し、定着動作を再開する。また、定着動作を再開するのに伴い、図１１に示すように、定着ベルト６１の目標温度を目標温度ａ２から目標温度ａ１に変更する。
ここで、図１１に示す例では、定着ベルト６１の温度は、定着動作の再開後に目標温度ａ１に到達しており、また定着装置６０を構成する各部材が加熱され温度が上昇した状態となっている。
Subsequently, after performing the above-described sagging control for a predetermined sagging reference time T2, the sagging control is terminated and the fixing operation is restarted. As the fixing operation is resumed, the target temperature of the fixing belt 61 is changed from the target temperature a2 to the target temperature a1 as shown in FIG.
Here, in the example shown in FIG. 11, the temperature of the fixing belt 61 has reached the target temperature a <b> 1 after the resumption of the fixing operation, and each member constituting the fixing device 60 is heated to rise in temperature. ing.
このため、定着ベルト６１を目標温度ａ１に維持するために、電力ｈ１よりも低い電力が電力算出部３０２により算出され、ＩＨヒータ８０に供給されるようになる。この場合、ＩＨヒータ８０に電力ｈ１が継続して供給されることがないため、感温磁性部材６４およびサーモスタット７３の過剰昇温は起こりにくい。
For this reason, in order to maintain the fixing belt 61 at the target temperature a <b> 1, power lower than the power h <b> 1 is calculated by the power calculator 302 and supplied to the IH heater 80. In this case, since the electric power h <b> 1 is not continuously supplied to the IH heater 80, excessive temperature rise of the temperature-sensitive magnetic member 64 and the thermostat 73 hardly occurs.
以上説明したように、本実施の形態では、予め定めた電力ｈ１が予め定めた供給基準時間ｔ１継続して供給された場合に、サギング制御を行い、ＩＨヒータ８０に供給される電力を低下させている。
これにより、ＩＨヒータ８０に対して大きな電力（電力ｈ１）が継続して長期間、供給されることが抑制される。この結果、ＩＨヒータ８０により生成される磁力線により感温磁性部材６４の過剰昇温が抑制されるとともに、サーモスタット７３の過剰昇温が抑制される。具体的には、感温磁性部材６４の温度が、予め定めた目標値ａｕ（例えば、感温磁性部材６４の透磁率変化開始温度）に到達することが抑制される。
そして、感温磁性部材６４およびサーモスタット７３の過剰昇温が抑制されることで、定着ベルト６１が効果的に加熱されるようになり、またサーモスタット７３によりＩＨヒータ８０への電力の供給が遮断される事態の発生が抑制される。
As described above, in the present embodiment, when the predetermined power h1 is continuously supplied for the predetermined supply reference time t1, sagging control is performed to reduce the power supplied to the IH heater 80. ing.
Thereby, it is suppressed that large electric power (electric power h1) is continuously supplied to the IH heater 80 for a long period of time. As a result, the excessive temperature increase of the thermosensitive magnetic member 64 is suppressed by the magnetic force lines generated by the IH heater 80, and the excessive temperature increase of the thermostat 73 is suppressed. Specifically, the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 is suppressed from reaching a predetermined target value au (for example, the permeability change start temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64).
Further, by suppressing excessive temperature rise of the temperature-sensitive magnetic member 64 and the thermostat 73, the fixing belt 61 is effectively heated, and the thermostat 73 cuts off the supply of power to the IH heater 80. The occurrence of a situation is suppressed.
ここで、電力ｈ１を連続して供給する際の供給時間の上限である供給基準時間ｔ１は、電力ｈ１がＩＨヒータ８０に連続して供給された場合に感温磁性部材６４の温度が予め定められた温度（例えば感温磁性部材６４の透磁率変化開始温度）を超えないように、設定される。
また、サギング制御を行うサギング基準時間Ｔ２としては、ＩＨヒータ８０に電力ｈ１が供給基準時間ｔ１供給された場合に上昇した感温磁性部材６４の温度を、例えば定着ベルト６１の温度より約２０℃高い温度に下げるために必要な時間が設定される。
なお、供給基準時間ｔ１やサギング基準時間Ｔ２は、画像形成装置１に設定される画像形成モードや定着動作が開始されてからの経過時間等に応じて可変としてもよい。
Here, the supply reference time t1, which is the upper limit of the supply time when the power h1 is continuously supplied, is set in advance when the temperature h1 is continuously supplied to the IH heater 80. The temperature is set so as not to exceed the set temperature (for example, the permeability change start temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64).
Further, as the sagging reference time T2 for performing sagging control, the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 that has risen when the power h1 is supplied to the IH heater 80 for the supply reference time t1, for example, about 20 ° C. from the temperature of the fixing belt 61. The time required to lower the temperature is set.
The supply reference time t1 and the sagging reference time T2 may be variable according to the image forming mode set in the image forming apparatus 1, the elapsed time after the fixing operation is started, or the like.
ここで、上述した例では、サギング制御として、定着動作を一時的に停止させるものとしたが、サギング制御では、定着動作の生産性（ニップ部Ｎへの用紙の搬送頻度）を低下させる制御を行ってもよい。そして、この場合にも定着動作を一時的に停止させる場合と同様に、定着ベルト６１の目標温度を下げ、ＩＨヒータ８０に供給する電力を電力ｈ１よりも低い電力に下げる制御を行う。
Here, in the above-described example, the fixing operation is temporarily stopped as the sagging control. However, in the sagging control, the control for reducing the productivity of the fixing operation (frequency of conveying the sheet to the nip portion N) is performed. You may go. Also in this case, similarly to the case of temporarily stopping the fixing operation, control is performed to lower the target temperature of the fixing belt 61 and lower the power supplied to the IH heater 80 to a power lower than the power h1.
また、上述した例では、制御部３０がサギング制御を行うための基準として、電力ｈ１が供給される供給時間ｔを計測したが、これに限られるものではない。例えば、電力ｈ１が供給されている間の記録材の搬送枚数や定着ベルト６１の回転数等が予め定めた値に達した場合に、ＩＨヒータ８０に供給された電力量が予め定めた値に達したものとしてサギング制御を行ってもよい。
さらに、上述した例では、電力ｈ１が予め定めた供給基準時間ｔ１、継続して供給された場合にサギング制御を行うものとしたが、例えば電力ｈ１が断続的に供給された場合にもサギング制御を行ってもよい。すなわち、例えば、予め定めた期間内にＩＨヒータ８０に供給された電力の累計が予め定めた値を超えた場合に、ＩＨヒータ８０に供給された電力量が予め定めた値に達したものとしてサギング制御を行うようにしてもよい。
さらにまた、定着装置６０に、感温磁性部材６４の温度を検知する温度検知センサが設けられている場合には、例えば感温磁性部材６４の温度が予め定めた温度以上になった場合に、ＩＨヒータ８０に供給された電力量が予め定めた値に達したものとしてサギング制御を行ってもよい。
In the example described above, the supply time t during which the power h1 is supplied is measured as a reference for the control unit 30 to perform the sagging control. However, the present invention is not limited to this. For example, the amount of power supplied to the IH heater 80 becomes a predetermined value when the number of recording materials conveyed while the power h1 is supplied, the rotation speed of the fixing belt 61, and the like reach a predetermined value. Sagging control may be performed as it is reached.
Further, in the above-described example, sagging control is performed when power h1 is continuously supplied for a predetermined supply reference time t1, but for example, sagging control is also performed when power h1 is intermittently supplied. May be performed. That is, for example, when the cumulative amount of power supplied to the IH heater 80 within a predetermined period exceeds a predetermined value, the amount of power supplied to the IH heater 80 has reached a predetermined value. Sagging control may be performed.
Furthermore, in the case where the fixing device 60 is provided with a temperature detection sensor that detects the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64, for example, when the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 becomes equal to or higher than a predetermined temperature. Sagging control may be performed on the assumption that the amount of power supplied to the IH heater 80 has reached a predetermined value.
また、本実施の形態では、画像形成装置１全体の制御を行う制御部３０がサギング制御を行うものとしたが、例えば画像形成装置１が、定着装置６０の制御を行う定着制御部を制御部３０とは別に備えている場合、定着制御部が上述したサギング制御を行うものとしてもよい。
In the present embodiment, the control unit 30 that controls the entire image forming apparatus 1 performs the sagging control. However, for example, the image forming apparatus 1 controls the fixing control unit that controls the fixing device 60. In the case where it is provided separately from 30, the fixing control unit may perform the above-described sagging control.
＜ＵＩにおける表示について＞
上述したように、サギング制御中は、定着装置６０での定着動作が一時的に停止され、または定着動作の生産性を一時的に低下させる制御を行うため、画像形成装置１の使用者は、画像形成が完了するまでに少々待たされることになる。この場合、画像形成装置１にてサギング制御を行っている旨をＵＩ３４（図１参照）において表示することで、使用者に知らせるようにしてもよい。具体的には、例えば「少々お待ち下さい」等のメッセージをＵＩ３４に表示してもよい。
<Display on UI>
As described above, during the sagging control, the fixing operation in the fixing device 60 is temporarily stopped, or the user of the image forming apparatus 1 performs control to temporarily reduce the productivity of the fixing operation. It will be a little waited until image formation is completed. In this case, the user may be notified by displaying on the UI 34 (see FIG. 1) that the image forming apparatus 1 is performing the sagging control. Specifically, for example, a message such as “please wait a bit” may be displayed on the UI 34.
また、上述したように、ＩＨヒータ８０に電力ｈ１が長期間継続して供給され、電力ｈ１の供給時間ｔが供給基準時間ｔ１に到達するのは、画像形成モードが普通紙モードに設定されている場合に厚紙を通紙している場合等、画像形成装置１において不具合が生じている場合が多い。
したがって、制御部３０は、電力ｈ１の供給時間ｔが供給基準時間ｔ１に到達しサギング制御を実行する際に、併せて、ＵＩ３４にて画像形成装置１に不具合が生じている旨の警告を表示してもよい。具体的には、サギング制御を実行する際に、ＵＩ３４にて、画像形成モードが誤って設定されている旨の警告や用紙保持部４０（図１参照）にセットする用紙の種類が誤っている旨の警告を表示してもよい。
Further, as described above, the power h1 is continuously supplied to the IH heater 80 for a long period of time, and the supply time t of the power h1 reaches the supply reference time t1 when the image forming mode is set to the plain paper mode. In many cases, there is a problem in the image forming apparatus 1 such as when passing thick paper.
Therefore, when the supply time t of the power h1 reaches the supply reference time t1 and the sagging control is executed, the control unit 30 also displays a warning that the image forming apparatus 1 has a problem on the UI 34. May be. Specifically, when executing the sagging control, the UI 34 warns that the image forming mode is set incorrectly and the type of paper set in the paper holding unit 40 (see FIG. 1) is incorrect. A warning to this effect may be displayed.
〔定着装置の第２の構成例の説明〕
なお、本実施の形態が適用される定着装置は、図３および図５（ａ）〜図５（ｂ）に示した構成（以下、第１の構成例とよぶ）に限られるものではない。図１２は、本実施の形態の定着装置の第２の構成例を示した図であり、図１３は第２の構成例の定着装置に用いられる内部加熱ユニットを示した図である。なお、以下の説明において、図３、図５（ａ）〜図５（ｂ）に示した第１の構成例の定着装置６０と同様の構成については同様の符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
図１２および図１３に示した第２の構成例の定着装置６０は、第１の構成例の定着装置６０と異なり、誘導部材６６を有していない。また、定着ベルト６１と感温磁性部材６４とが接触せず、予め定められた距離を介して離間している点で異なる。さらに、第２の構成例の定着装置６０は、誘導部材６６がないため、感温磁性部材６４と誘導部材６６とが相互に接触することがない。これにより、特に定着装置６０の立ち上げ等の際に、感温磁性部材６４から発生した熱が誘導部材６６に流入し、熱が奪われることが抑制される。このため、定着ベルト６１が目標温度（定着設定温度）に達するまでの時間（ウォームアップタイム）を、例えば第１の構成例の定着装置６０と比べて短縮できるという特徴を有する。
[Description of Second Configuration Example of Fixing Device]
The fixing device to which the exemplary embodiment is applied is not limited to the configuration shown in FIGS. 3 and 5A to 5B (hereinafter referred to as the first configuration example). FIG. 12 is a diagram showing a second configuration example of the fixing device of the present embodiment, and FIG. 13 is a diagram showing an internal heating unit used in the fixing device of the second configuration example. In the following description, the same reference numerals are used for the same configurations as those of the fixing device 60 of the first configuration example shown in FIGS. 3 and 5A to 5B, and the detailed description is given here. Description is omitted.
Unlike the fixing device 60 of the first configuration example, the fixing device 60 of the second configuration example illustrated in FIGS. 12 and 13 does not include the guide member 66. Another difference is that the fixing belt 61 and the temperature-sensitive magnetic member 64 do not contact each other and are separated by a predetermined distance. Furthermore, since the fixing device 60 of the second configuration example does not include the guide member 66, the temperature-sensitive magnetic member 64 and the guide member 66 do not contact each other. This suppresses heat generated from the temperature-sensitive magnetic member 64 from flowing into the induction member 66 and taking away the heat, particularly when the fixing device 60 is started up. For this reason, the time (warm-up time) until the fixing belt 61 reaches the target temperature (fixed set temperature) can be shortened as compared with the fixing device 60 of the first configuration example, for example.
また、感温磁性部材６４には、図１３に示すように、厚さ方向に貫通する孔６４５が形成され、サーモスタット７３が、孔６４５を介して定着ベルト６１の内周面に対向するようになっている。
Further, as shown in FIG. 13, a hole 645 that penetrates in the thickness direction is formed in the temperature-sensitive magnetic member 64, and the thermostat 73 is opposed to the inner peripheral surface of the fixing belt 61 through the hole 645. It has become.
さらに、感温磁性部材６４には、図１３に示すように、磁力線Ｈ（図６（ａ）〜図６（ｂ）参照）によって発生する渦電流Ｉの流れを分断する複数のスリット６４ｓが形成される。本構成の定着装置６０では、感温磁性部材６４に発生した渦電流Ｉの流れを複数のスリット６４ｓにより分断することで、渦電流Ｉを減少させて、感温磁性部材６４に発生するジュール熱Ｗを低く抑えている。
具体的に説明すると、感温磁性部材６４にスリット６４ｓを形成することにより、スリット６４ｓがない場合には感温磁性部材６４の長手方向の全体に亘って大きな渦となって流れる渦電流Ｉが、スリット６４ｓにより分断される。これにより、スリット６４ｓを形成した場合には、感温磁性部材６４内を流れる渦電流Ｉは、スリット６４ｓとスリット６４ｓとの間の領域内での小さな渦となり、全体としての渦電流Ｉの電流量は低減される。
Further, as shown in FIG. 13, the temperature-sensitive magnetic member 64 is formed with a plurality of slits 64 s that divide the flow of the eddy current I generated by the lines of magnetic force H (see FIGS. 6A to 6B). Is done. In the fixing device 60 of this configuration, the flow of the eddy current I generated in the temperature-sensitive magnetic member 64 is divided by the plurality of slits 64 s to reduce the eddy current I and generate Joule heat generated in the temperature-sensitive magnetic member 64. W is kept low.
More specifically, by forming the slit 64s in the temperature-sensitive magnetic member 64, the eddy current I that flows as a large vortex over the entire longitudinal direction of the temperature-sensitive magnetic member 64 in the absence of the slit 64s. And divided by the slit 64s. Thus, when the slit 64s is formed, the eddy current I flowing in the temperature-sensitive magnetic member 64 becomes a small eddy in the region between the slit 64s and the slit 64s, and the current of the eddy current I as a whole is obtained. The amount is reduced.
しかしながら、上述したように感温磁性部材６４にスリット６４ｓを設けた場合であっても、感温磁性部材６４に発生するジュール熱Ｗを０にすることは困難である。このため、本構成の定着装置６０においても、例えばＩＨヒータ８０（励磁コイル８２）に大きな電力（電力ｈ１）を長期間継続して供給したような場合には、上述した第１の構成例と同様に、感温磁性部材６４の温度が上昇するおそれがある。そして、感温磁性部材６４の温度が上昇して透磁率変化開始温度を超えた場合には、定着ベルト６１の加熱が抑制されたり、サーモスタット７３が直接、誘導加熱されてＩＨヒータ８０への電力の供給が遮断されたりする場合がある。
However, even when the slit 64s is provided in the temperature-sensitive magnetic member 64 as described above, it is difficult to reduce the Joule heat W generated in the temperature-sensitive magnetic member 64 to zero. For this reason, also in the fixing device 60 of this configuration, for example, when large electric power (electric power h1) is continuously supplied to the IH heater 80 (excitation coil 82) for a long period of time, the first configuration example described above is used. Similarly, the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 may increase. When the temperature of the temperature-sensitive magnetic member 64 rises and exceeds the magnetic permeability change start temperature, the heating of the fixing belt 61 is suppressed, or the thermostat 73 is directly induction-heated to supply power to the IH heater 80. May be interrupted.
これに対し、本実施の形態では、第１の構成例と同様に、ＩＨヒータ８０に供給される電力量が予め定めた値を超えた場合にサギング制御を行い、ＩＨヒータ８０に供給される電力を低下させている。これにより、感温磁性部材６４およびサーモスタット７３の昇温が抑制される。
そして、感温磁性部材６４およびサーモスタット７３の昇温が抑制されることで、定着ベルト６１が効果的に加熱されるようになり、またサーモスタット７３によりＩＨヒータ８０への電力の供給が遮断される事態の発生が抑制される。
On the other hand, in the present embodiment, as in the first configuration example, sagging control is performed when the amount of power supplied to the IH heater 80 exceeds a predetermined value, and the IH heater 80 is supplied. The power is decreasing. Thereby, the temperature rise of the temperature-sensitive magnetic member 64 and the thermostat 73 is suppressed.
The temperature increase of the temperature-sensitive magnetic member 64 and the thermostat 73 is suppressed, so that the fixing belt 61 is effectively heated, and the thermostat 73 blocks the supply of electric power to the IH heater 80. The occurrence of the situation is suppressed.
