JP2014048513A - Fixing device and image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置及びその定着装置を備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device using an electromagnetic induction heating method and an image forming apparatus including the fixing device.
一般に画像形成装置においては、用紙に転写されたトナー像を定着させるための定着器が備えられている。定着器としては、従来セラミックヒーターやハロゲンヒーターによる加熱方式が多く用いられていたが、近年では電磁誘導加熱方式が用いられるようになっている。電磁誘導加熱方式の定着器は、磁性材料からなる定着ベルト（又は定着ローラー）と相対し磁性体コアで磁路を形成しつつ電磁気的に結合して配置された電磁誘導コイルと、電磁誘導コイルに高周波電流を流して高周波磁界を発生させる電源とを有する。そして、高周波磁界を定着ベルトに作用させて定着ベルトに渦電流を流すことで定着ベルトを発熱させている。このように構成された定着器では、定着ベルトの温度を検出する温度センサによる検出結果に基づいて電磁誘導コイルに流す高周波電流を制御することによって、定着ベルトの温度を所定の温度に制御している。 Generally, an image forming apparatus is provided with a fixing device for fixing a toner image transferred onto a sheet. As a fixing device, a heating method using a ceramic heater or a halogen heater has been conventionally used. However, in recent years, an electromagnetic induction heating method has been used. An electromagnetic induction heating type fixing device includes an electromagnetic induction coil that is disposed in an electromagnetically coupled manner while forming a magnetic path with a magnetic core facing a fixing belt (or fixing roller) made of a magnetic material, and an electromagnetic induction coil And a power source for generating a high-frequency magnetic field by supplying a high-frequency current to the power source. Then, the fixing belt is heated by applying an eddy current to the fixing belt by applying a high-frequency magnetic field to the fixing belt. In the fixing device configured as described above, the temperature of the fixing belt is controlled to a predetermined temperature by controlling the high-frequency current that flows through the electromagnetic induction coil based on the detection result of the temperature sensor that detects the temperature of the fixing belt. Yes.
電磁誘導加熱方式における定着器の電気的なインピーダンスは、セラミックヒーターやハロゲンヒーターと比較して力率が０．２〜０．４と低い。電流と電圧の実効値の積に力率を乗じたものが有効電力であり、大きな発熱量を得ようとすると、大電流又は高電圧を供給する必要がある。大電流を供給することで発熱量を得ようとした場合、高価で大型のコネクタが必要になってしまうという課題がある。電磁誘導コイルは、表面に絶縁皮膜を有するφ（線径）０．１（ｍｍ）〜φ０．２の細線を１００〜３００本束ねたリッツ線で構成されているが、上述の課題の解決方法として、次のような方法が提案されている。例えば図６に示すように、電磁誘導コイル９１のリッツ線を接続端子８９−１及び８９−２で一度全て導通させ、その後二股に分岐して各コネクタ９８−１と９８−２、９８−３と９８−４に流れる電流を略均等に半分ずつにする。これにより大電流用のコネクタを必要としない方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
The electric impedance of the fixing device in the electromagnetic induction heating method has a power factor as low as 0.2 to 0.4 as compared with a ceramic heater or a halogen heater. The product of the effective value of the current and voltage multiplied by the power factor is the active power. To obtain a large calorific value, it is necessary to supply a large current or high voltage. When it is going to obtain the calorific value by supplying a large current, there exists a subject that an expensive and large-sized connector will be needed. The electromagnetic induction coil is composed of litz wires in which 100 to 300 fine wires having a diameter (diameter) of 0.1 (mm) to φ0.2 having an insulating film on the surface are bundled. The following methods have been proposed. For example, as shown in FIG. 6, the litz wire of the
しかしながら、上述した図６に示す従来の方法では、各コネクタに流れる電流を略半分にするためにリッツ線を一度全て導通させる接続端子８９−１及び８９−２が必要となる。このため、接続端子８９−１及び８９−２の追加による配線スペースの拡大につながるという課題がある。このような配線スペースの拡大は、そのまま装置の拡大に直結してしまう。 However, in the conventional method shown in FIG. 6 described above, the connection terminals 89-1 and 89-2 for conducting all the litz wires once are necessary in order to halve the current flowing through each connector. For this reason, there exists a subject that it leads to the expansion of wiring space by addition of the connecting terminals 89-1 and 89-2. Such expansion of the wiring space directly leads to expansion of the device.
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、大電流用コネクタも接続端子も用いずに各電磁誘導コイルに対して略均等な電流に分割して供給でき、且つ、配線スペースを縮小することを目的とする。 The present invention has been made under such circumstances, and can divide and supply substantially equal currents to each electromagnetic induction coil without using a large current connector and connection terminals, and can provide wiring space. It aims at reducing.
上述した課題を解決するために、本発明は以下の構成を備える。 In order to solve the above-described problems, the present invention has the following configuration.
（１）電磁誘導加熱方式の定着装置において、高周波の電流を供給する供給手段と、前記供給手段から電流を供給され、磁界を発生する複数のコイルと、前記複数のコイルが発生する磁界の作用により発熱する発熱手段と、前記発熱手段の温度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出した前記発熱手段の温度に基づいて前記複数のコイルに供給する電流を制御する制御手段と、を備え、前記複数のコイルは、互いに撚り合わせられ、前記複数のコイルの夫々のコイルと前記発熱手段との平均距離が等しくなるように配置されることを特徴とする定着装置。 (1) In an electromagnetic induction heating type fixing device, a supply means for supplying a high-frequency current, a plurality of coils to which a current is supplied from the supply means to generate a magnetic field, and a magnetic field generated by the plurality of coils Heating means for generating heat, detection means for detecting the temperature of the heating means, and control means for controlling the current supplied to the plurality of coils based on the temperature of the heating means detected by the detection means. The fixing device is characterized in that the plurality of coils are twisted together and arranged so that an average distance between each of the plurality of coils and the heating means is equal.
（２）記録材に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により形成された画像を記録材に定着させる前記（１）に記載の定着装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 (2) An image forming apparatus comprising: an image forming unit that forms an image on a recording material; and the fixing device according to (1) that fixes the image formed by the image forming unit to the recording material. apparatus.
本発明によれば、大電流用コネクタも接続端子も用いずに各電磁誘導コイルに対して略均等な電流に分割して供給でき、且つ、配線スペースを縮小することができる。 According to the present invention, it is possible to divide and supply substantially equal current to each electromagnetic induction coil without using a large current connector and connection terminals, and to reduce the wiring space.
以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳しく説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
［実施の形態］
（画像形成装置の構成）
図１（ａ）は本実施の形態の画像形成装置の概略構成図であり、画像形成装置が備えるコントローラ２００により実行される画像形成の動作とあわせて以下に説明する。プリンタ本体９００は感光ドラム９０１ｙを備え、感光ドラム９０１ｙは反時計回り方向に回転しており、一次帯電ローラー９０２ｙが感光ドラム９０１ｙの表面を均一に帯電する。レーザーユニット９０３ｙは、均一に帯電した感光ドラム９０１ｙの表面にレーザー光を照射し、感光ドラム９０１ｙは露光され潜像画像が形成される。次に感光ドラム９０１ｙ表面が現像スリーブ９０４ｙを通過し、現像スリーブ９０４ｙは感光ドラム９０１ｙ上の潜像画像をイエロー色のトナーにより現像する。そして感光ドラム９０１ｙの表面は中間転写ベルト９０６と接する。一次転写ローラー９０５ｙに電圧が加えられることにより、一次転写ローラー９０５ｙは、感光ドラム９０１ｙの表面に形成されたイエロー色のトナー像を中間転写ベルト９０６の表面に転写する。同様に、マゼンタ色、シアン色、ブラック色についても夫々の色のトナー像が形成され、一次転写ローラー９０５ｍ〜９０５ｋにより中間転写ベルト９０６の表面にそれぞれのトナー像が順次転写される。尚、イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色の各色について、図１（ａ）では符号ｙ、ｍ、ｃ、ｋを付しており、以下必要な場合を除き符号ｙ、ｍ、ｃ、ｋを省略する。
[Embodiment]
(Configuration of image forming apparatus)
FIG. 1A is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the present embodiment, which will be described below together with an image forming operation executed by a
中間転写ベルト９０６には、イエロー色、マゼンタ色、シアン色及びブラック色のトナー像が重畳して転写され、フルカラーのトナー像が形成される。そして、中間転写ベルト９０６上のフルカラーのトナー像が二次転写内ローラー９０７と二次転写外ローラー９０８を通過する。その際に中間転写ベルト９０６と二次転写外ローラー９０８の間を用紙カセット９１０から給紙された用紙９１３（記録材）が挟まれて搬送され、中間転写ベルト９０６上のフルカラーのトナー像が、用紙９１３の表面に転写される。尚、本実施の形態では、用紙９１３上に未定着のトナー像を形成するまでに寄与する部材（例えば図１の９０１〜９０８等を含む）を画像形成部とする。
On the
二次転写内ローラー９０７と二次転写外ローラー９０８のニップ部を通過した用紙９１３が定着装置としての定着器９１１に搬送されて高温にされ、トナーが柔らかくなったところで圧力を加えられることで、用紙９１３の表面に張り付き定着する。その後、トナー像が定着した用紙９１３は、プリンタ本体９００から排紙され積載される。中間転写ベルトクリーナー９０９は、中間転写ベルト９０６に残ったトナーを回収する。
The
尚、本実施の形態の定着器９１１は電磁誘導加熱方式であり、磁性材料からなる発熱手段としての定着ローラー９２と、後述する電磁誘導コイルとを有し、電磁誘導コイルに高周波電流を流して高周波磁界を発生させる。そして、高周波磁界を定着ローラー９２に作用させて定着ローラー９２に渦電流を流すことで定着ローラー９２を発熱させている。電源装置としての電磁誘導電源１００（以下、単に電源１００とする）は、定着器９１１に高周波電流を供給する。
The
（電源、定着器の接続及び電力供給方法）
電源１００と定着器９１１の接続及び電力供給方法を図１（ｂ）のブロック図を用いて説明する。図１（ｂ）に示す電源１００は、商用電源５００を整流するダイオードブリッジ１０１と、フィルタコンデンサ１０２と、共振回路を形成する共振コンデンサ１０５、１０６を備える。また、電源１００は、第１のスイッチ素子１０３、第２のスイッチ素子１０４を備える。また、電源１００は、第１のスイッチ素子１０３を駆動信号１２１により、また第２のスイッチ素子１０４を駆動信号１２２により夫々駆動する駆動回路１１２を備える。更に、電源１００は、制御回路１１３、入力電流を検出する電流検出回路１１０、入力電圧を検出する電圧検出回路１１１、検出手段としてのサーミスタ９５を用いて定着ローラー９２の表面温度を検出する温度検出回路１１４を備える。
(Power supply, fixing device connection and power supply method)
A connection between the
定着器９１１は、定着ローラー９２、定着ローラー９２の表面温度を検出するサーミスタ９５及び複数のコイルを備える。ここで、複数のコイルとは、第１の電磁誘導コイル９１−１及び第２の電磁誘導コイル９１−２である。定着器９１１は４つのコネクタ９８−１〜９８−４を有し、電源１００は４つのコネクタ１０８−１〜１０８−４を有する。第１の電磁誘導コイル９１−１はコネクタ９８−１、９８−４を、第２の電磁誘導コイル９１−２はコネクタ９８−２、９８−３を経由して、計４本の電線で電源１００のコネクタ１０８−１〜１０８−４に接続されている。即ち、定着器９１１のコネクタ９８−１は電源１００のコネクタ１０８−１と電線を介して接続し、定着器９１１のコネクタ９８−２は電源１００のコネクタ１０８−２と電線を介して接続する。また、定着器９１１のコネクタ９８−３は電源１００のコネクタ１０８−３と電線を介して接続し、定着器９１１のコネクタ９８−４は電源１００のコネクタ１０８−４と電線を介して接続する。また、図１（ｂ）のコネクタ１０８−１、１０８−２又はコネクタ１０８−３、１０８−４の図中左側の接続点の黒丸印に示すように、電磁誘導コイル９１−１及び９１−２は電源１００内にて電気的に接続されている。電磁誘導コイル９１−１及び９１−２に流れる電流比は、電源１００から見えるそれぞれのインピーダンス比に相当する。尚、本実施の形態では、電源１００から見えるインピーダンス比は、１：１となるように構成している。
The
制御回路１１３は、電流検出回路１１０及び電圧検出回路１１１の検出結果から演算した電力と温度検出回路１１４の検出結果とに基づいて、駆動回路１１２が出力する駆動信号１２１、１２２のパルス幅ｔを決定する。第１のスイッチ素子１０３、第２のスイッチ素子１０４は、駆動信号１２１、１２２に従って交互にオン、オフし、第１の電磁誘導コイル９１−１及び第２の電磁誘導コイル９１−２に高周波電流を供給する。
The
（第１の電磁誘導コイル及び第２の電磁誘導コイルの構成）
図２は第１の電磁誘導コイル９１−１（図中、黒で示す）及び第２の電磁誘導コイル９１−２（図中、グレーで示す）の構成を示した図である。第１の電磁誘導コイル９１−１は、例えば線径が０．１７ｍｍ（以下、φ０．１７と記す）のリッツ線８４本を撚り合せて成り、両端をコネクタ９８−１、９８−４に接続している。第２の電磁誘導コイル９１−２も同様にφ０．１７のリッツ線８４本を撚り合せて、両端をコネクタ９８−２、９８−３に接続している。更に第１の電磁誘導コイル９１−１及び第２の電磁誘導コイル９１−２は、分岐点Ｂ１及びＢ２の間で互いに撚り合せるように構成された状態で（図２の分岐点Ｂ１近傍の拡大図を参照）、１０巻の電磁誘導コイルを形成している。
(Configuration of first electromagnetic induction coil and second electromagnetic induction coil)
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the first electromagnetic induction coil 91-1 (shown in black in the figure) and the second electromagnetic induction coil 91-2 (shown in gray in the figure). The first electromagnetic induction coil 91-1 is formed by twisting 84 litz wires having a wire diameter of 0.17 mm (hereinafter referred to as φ0.17), for example, and both ends are connected to connectors 98-1 and 98-4. doing. Similarly, the second electromagnetic induction coil 91-2 is also twisted 84 litz wires of φ0.17 and both ends are connected to the connectors 98-2 and 98-3. Furthermore, the first electromagnetic induction coil 91-1 and the second electromagnetic induction coil 91-2 are configured so as to be twisted together between the branch points B1 and B2 (enlargement in the vicinity of the branch point B1 in FIG. 2). 10 windings of electromagnetic induction coils are formed.
撚りの分岐点Ｂ１及びＢ２は、電磁誘導加熱に影響する領域Ａの外になるように構成され、電磁誘導加熱に影響する領域Ａの範囲内では、第１の電磁誘導コイル９１−１と第２の電磁誘導コイル９１−２は必ず撚り合せている。即ち、第１の電磁誘導コイル９１−１及び第２の電磁誘導コイル９１−２により発生する磁界が、定着ローラー９２に作用する領域から外れた領域で、互いの撚り合わせを解消する。尚、磁界が定着ローラー９２に作用する領域とは、第１の電磁誘導コイル９１−１及び第２の電磁誘導コイル９１−２により発生する磁界によって、導電性の発熱部材である定着ローラー９２に渦電流が流れ、定着ローラー９２を発熱させることができる領域である。撚りの分岐後は、第１の電磁誘導コイル９１−１はコネクタ９８−１、９８−４及び電線を経由して、第２の電磁誘導コイル９１−２はコネクタ９８−２、９８−３及び電線を経由して、夫々電源１００に接続される。このような構成により、第１の電磁誘導コイル９１−１及び第２の電磁誘導コイル９１−２は、定着器９１１内では電気的に絶縁された状態となっている。第１の電磁誘導コイル９１−１及び第２の電磁誘導コイル９１−２が電気的に接続されるのは、図１（ｂ）のブロック図を用いて説明したように電源１００内である。
The twist branch points B1 and B2 are configured to be outside the region A that affects electromagnetic induction heating, and within the region A that affects electromagnetic induction heating, the first electromagnetic induction coil 91-1 and the first The second electromagnetic induction coil 91-2 is always twisted. That is, the mutual twisting is canceled in a region where the magnetic field generated by the first electromagnetic induction coil 91-1 and the second electromagnetic induction coil 91-2 is out of the region acting on the fixing
（定着器の構成）
図３（ａ）は電磁誘導加熱方式を用いた定着器９１１の断面構成図である。定着ローラー９２は厚さ４５μｍの導電性発熱体を含み、表面は３００μｍのゴム層で覆われている。定着ローラー９２は駆動ローラー９３とニップ部９４を形成し、定着ローラー９２は駆動ローラー９３の回転をニップ部９４から伝えられることによって矢印方向に回転する。また、定着ローラー９２に対向して第１の電磁誘導コイル９１−１及び第２の電磁誘導コイル９１−２がコイルホルダ９０内に配置されている。第１の電磁誘導コイル９１−１及び第２の電磁誘導コイル９１−２の周囲には、磁性体コア９６、９７が配置され、磁路を形成している。磁性体コア９６はコイルホルダ９０に、磁性体コア９７はコアホルダ９９に保持されている。
(Fixer configuration)
FIG. 3A is a cross-sectional configuration diagram of a
第１の電磁誘導コイル９１−１及び第２の電磁誘導コイル９１−２は図２のコイル構成で説明したように、互いに撚り合せるように構成されている。このため、第１の電磁誘導コイル９１−１と定着ローラー９２との平均距離と第２の電磁誘導コイル９１−２と定着ローラー９２との平均距離とが略同等となっている。更に第１の電磁誘導コイル９１−１と磁性体コア９７との平均距離と第２の電磁誘導コイル９１−２と磁性体コア９７との平均距離とも略同等となっている。そのため、第１の電磁誘導コイル９１−１と定着ローラー９２との磁気結合の平均強さと第２の電磁誘導コイル９１−２と定着ローラー９２との磁気結合の平均強さも略同等となる。そして、第１の電磁誘導コイル９１−１と磁性体コア９７との磁気結合の平均強さと第２の電磁誘導コイル９１−２と磁性体コア９７との磁気結合の平均強さも略同等となる。
The first electromagnetic induction coil 91-1 and the second electromagnetic induction coil 91-2 are configured to be twisted together as described in the coil configuration of FIG. For this reason, the average distance between the first electromagnetic induction coil 91-1 and the fixing
これにより、電源１００から見えるインピーダンスも略同等となり、第１の電磁誘導コイル９１−１及び第２の電磁誘導コイル９１−２に流れる電流を夫々Ｉ１、Ｉ２とすると、電流Ｉ１、Ｉ２も図３（ｂ）で示すように略同等となる。電流Ｉ１、Ｉ２のピーク電流値は、電源１００から供給される電流（Ｉ１＋Ｉ２）のピーク電流値Ｉｐの１／２となっている。ここで、図３（ｂ）は、上から、電源１００から供給される電流（Ｉ１＋Ｉ２）の波形、第１の電磁誘導コイル９１−１に流れる電流の波形、第２の電磁誘導コイル９１−２に流れる電流の波形である。第１の電磁誘導コイル９１−１及び第２の電磁誘導コイル９１−２に交流電流を流して磁場を発生させることで、定着ローラー９２の導電性発熱体が自己発熱する。サーミスタ９５は定着ローラー９２の発熱部に内側から当接しており、その温度を検出している。
As a result, the impedances visible from the
（画像形成処理）
図４は画像形成処理のフローチャートである。図４を用いて基本的な画像形成のフローを説明する。画像形成が開始されると、ステップ（以下、Ｓとする）１００１で、コントローラ２００は、定着ローラー９２の回転を開始させ、Ｓ１００２で電源１００の制御回路１１３により定着の温度制御を開始する。尚、コントローラ２００は、予め不図示のメモリ等に保持している定着の目標とする温度Ｔｏを、制御回路１１３に設定する。Ｓ１００３でコントローラ２００は、制御回路１１３によって、サーミスタ９５により温度検出回路１１４が検出した温度Ｔ（以下、検出温度Ｔとする）が、目標とする温度Ｔｏ（例えば１８０℃）（以下、目標温度Ｔｏとする）に達したか否かを判断する。Ｓ１００３でコントローラ２００は、検出温度Ｔが目標温度Ｔｏに達していないと判断した場合、Ｓ１００３の処理を繰り返す。
(Image formation processing)
FIG. 4 is a flowchart of the image forming process. A basic image forming flow will be described with reference to FIG. When image formation is started, the
Ｓ１００３でコントローラ２００は、検出温度Ｔが目標温度Ｔｏに達したと判断した場合、Ｓ１００４の処理に進む。尚、コントローラ２００が、制御回路１１３にＳ１００２で温度制御を開始させてから、後述するＳ１０１３で温度制御を終了させるまで、定着ローラー９２の温度を目標温度Ｔｏに保つために、制御回路１１３は後述する図５の温度制御を行う。Ｓ１００４でコントローラ２００は、感光ドラム９０１やその他の駆動部材（図中、駆動と記す）を回転させ、Ｓ１００５で一次帯電ローラー９０２により感光ドラム９０１表面を正極に均一帯電する。Ｓ１００６でコントローラ２００は、均一帯電された感光ドラム９０１表面にレーザーユニット９０３によりレーザーを照射し、潜像を形成する。Ｓ１００７でコントローラ２００は、現像スリーブ９０４によって潜像を現像し感光ドラム９０１上にトナー像を形成する。Ｓ１００８でコントローラ２００は、感光ドラム９０１上のトナー像を一次転写ローラー９０５により中間転写ベルト９０６に転写する。Ｓ１００９でコントローラ２００は、用紙カセット９１０から所定のタイミングで用紙９１３を給紙する。Ｓ１０１０でコントローラ２００は、中間転写ベルト９０６上のトナー像をＳ１００９で給紙された用紙９１３に二次転写外ローラー９０８により転写する。
If the
Ｓ１０１１でコントローラ２００は、トナー像が形成された用紙９１３を定着器９１１に搬送し、定着器９１１により定着し、Ｓ１０１２で排紙する。Ｓ１０１２の排紙までの処理が終了すると、Ｓ１０１３の処理に進む。Ｓ１０１３でコントローラ２００は、制御回路１１３による定着器９１１の温度制御を終了し、Ｓ１０１４で定着ローラー９２の回転を停止させ、Ｓ１０１５で感光ドラム９０１やその他の駆動部材の回転を停止して画像形成処理を終了する。このように画像形成中は、制御回路１１３により定着器９１１の温度を所定の温度（目標温度）に保つように、電源１００から定着器９１１に電力を供給し続けている。
In step S1011, the
（定着器の温度制御）
図４のＳ１００２でコントローラ２００が制御回路１１３に温度制御を開始させて、Ｓ１０１３で温度制御を終了させるまでの、画像形成中における定着器９１１の温度制御方法を図５のフローチャートを用いて説明する。図４のＳ１００２で制御回路１１３がコントローラ２００から温度制御の開始の指示を受けると、Ｓ２００１で制御回路１１３は、電流検出回路１１０により検出した電流値と電圧検出回路１１１により検出した電圧値とから現在の電力Ｐを算出する。そして制御回路１１３は、算出した現在の電力Ｐと上限電力Ｐｍａｘを比較し、現在の電力Ｐが上限電力Ｐｍａｘより大きいか否かを判断する。Ｓ２００１で制御回路１１３は、現在の電力Ｐが上限電力Ｐｍａｘ以下であると判断した場合、Ｓ２００２の処理に進む。Ｓ２００２で制御回路１１３は、温度検出回路１１４がサーミスタ９５により検出した定着ローラー９２の検出温度Ｔと目標温度Ｔｏ（例えば１８０℃）を比較し、検出温度Ｔが目標温度Ｔｏより高いか否かを判断する。Ｓ２００２で制御回路１１３は、検出温度Ｔが目標温度Ｔｏ以下であると判断した場合、Ｓ２００３で検出温度Ｔが目標温度Ｔｏより低いか否かを判断する。Ｓ２００３で制御回路１１３は、検出温度Ｔが目標温度Ｔｏより低くないと判断した場合、Ｓ２００４で検出温度Ｔは目標温度Ｔｏと等しい（Ｔ＝Ｔｏ）と判断する。そして、制御回路１１３は、駆動回路１１２が出力する駆動信号１２１又は１２２のパルス幅ｔを変化させることなく（ｔ＝ｔ）、Ｓ２００５の処理に進む。
(Fixer temperature control)
A temperature control method of the fixing
一方、Ｓ２００１で制御回路１１３は、現在の電力Ｐが上限電力Ｐｍａｘより大きい（Ｐ＞Ｐｍａｘ）と判断した場合、Ｓ２００９の処理に進む。また、Ｓ２００２で制御回路１１３は、検出温度Ｔが目標温度Ｔｏより高い（Ｔ＞Ｔｏ）と判断した場合もＳ２００９の処理に進む。Ｓ２００９で制御回路１１３は、駆動回路１１２が出力する駆動信号１２１又は１２２のパルス幅ｔを所定の値ｔａだけ小さくしたパルス幅（ｔ−ｔａ）が、駆動信号１２１、１２２の最小パルス幅ｔｍｉｎ以下となるか否かを判断する。Ｓ２００９で制御回路１１３は、パルス幅ｔ−ｔａが最小パルス幅ｔｍｉｎ以下にならないと判断した場合は、Ｓ２０１０で駆動信号１２１、１２２のパルス幅ｔをｔａだけ小さくしパルス幅ｔをｔ−ｔａとする（ｔ＝ｔ−ｔａ）。一方、Ｓ２００９で制御回路１１３は、パルス幅ｔ−ｔａが最小パルス幅ｔｍｉｎ以下になると判断した場合は、Ｓ２０１１の処理に進む。Ｓ２０１１で制御回路１１３は、駆動信号１２１、１２２のパルス幅ｔを０にし（ｔ＝０）、第１の電磁誘導コイル９１−１及び第２の電磁誘導コイル９１−２に電流を供給しないようにする。
On the other hand, if the
Ｓ２００３で制御回路１１３は、検出温度Ｔが目標温度Ｔｏ未満である（Ｔ＜Ｔｏ）と判断した場合はＳ２００６の処理に進む。Ｓ２００６で制御回路１１３は、駆動回路１１２が出力する駆動信号１２１、１２２のパルス幅ｔを所定の値ｔｂだけ大きくしたパルス幅（ｔ＋ｔｂ）が、駆動信号１２１、１２２の最大パルス幅ｔｍａｘ以上となるか否かを判断する。Ｓ２００６で制御回路１１３は、パルス幅ｔ＋ｔｂが最大パルス幅ｔｍａｘ以上にはならないと判断した場合は、Ｓ２００７で駆動信号１２１、１２２のパルス幅をｔｂだけ大きくしパルス幅ｔをｔ＋ｔｂとする（ｔ＝ｔ＋ｔｂ）。一方、Ｓ２００６で制御回路１１３は、パルス幅ｔ＋ｔｂが最大パルス幅ｔｍａｘ以上になると判断した場合は、Ｓ２００８で駆動信号１２１、１２２のパルス幅ｔをｔｍａｘにする（ｔ＝ｔｍａｘ）。尚、上限電力Ｐｍａｘや所定の値ｔａ、ｔｂ、最小パルス幅ｔｍｉｎ、最大パルス幅ｔｍａｘの値は、例えば制御回路１１３が有する不図示のメモリ等に予め保持しておく。尚、これらの値を、コントローラ２００が有する不図示のメモリ等に予め保持しておき、制御回路１１３に設定する構成としてもよい。
If the
このように、制御回路１１３は、駆動回路１１２が出力する駆動信号１２１、１２２のパルス幅ｔを増減させることで、第１の電磁誘導コイル９１−１及び第２の電磁誘導コイル９１−２に流す高周波電流を増減させ、定着ローラー９２の温度を制御する。尚、制御回路１１３は、合成インピーダンスが最小となる共振周波数よりも高い周波数領域で、第１のスイッチ素子１０３及び第２のスイッチ素子１０４の駆動周波数を制御する。ここで、合成インピーダンスは、第１の電磁誘導コイル９１−１及び第２の電磁誘導コイル９１−２と、共振コンデンサ１０５、１０６の合成インピーダンスである。駆動回路１１２が出力する駆動信号１２１、１２２のパルス幅ｔを小さくすると、第１のスイッチ素子１０３及び第２のスイッチ素子１０４の駆動周波数が高くなる。これにより、合成インピーダンスが高くなって電流が流れにくくなり、供給される電力が小さくなって、定着ローラー９２の温度を下げることができる。また、駆動信号１２１、１２２のパルス幅ｔを大きくすると、第１のスイッチ素子１０３及び第２のスイッチ素子１０４の駆動周波数が低くなる。これにより、合成インピーダンスが低くなって電流が流れやすくなり、供給される電力が大きくなって、定着ローラー９２の温度を上げることができる。制御回路１１３は、この温度制御を用紙９１３が排紙されるまで継続する。
As described above, the
以上説明したように、本実施の形態では、複数の電磁誘導コイルを撚り合せ、各電磁誘導コイルと定着ローラー及び磁性体コアとの平均距離を略同等にし、それぞれの電磁誘導コイルに対して別々のコネクタピンを介して電源から高周波電流を供給している。そのため大電流用コネクタも接続端子も用いずに各電磁誘導コイルに対して略均等な電流に分割して供給できるようになり、配線スペースを縮小することができる。 As described above, in the present embodiment, a plurality of electromagnetic induction coils are twisted so that the average distances between the electromagnetic induction coils, the fixing roller, and the magnetic core are substantially equal, and each electromagnetic induction coil is separately provided. The high frequency current is supplied from the power source through the connector pins. Therefore, it becomes possible to divide and supply substantially equal current to each electromagnetic induction coil without using a large current connector and connection terminals, and the wiring space can be reduced.
［その他の実施の形態］
・本発明が適用される画像形成装置は、図１（ａ）で説明した画像形成装置に限定されるものではなく、例えばモノクロプリンタや中間転写ベルトを用いない方式等、電磁誘導加熱方式の定着器を備える画像形成装置であればよい。
・上述した実施の形態では、第１の電磁誘導コイル９１−１及び第２の電磁誘導コイル９１−２が、定着ローラー９２に沿って曲面となるような構成である（図３（ａ）参照）。しかし、定着装置が例えば特許文献１等のような定着ベルトを有する構成であり、第１の電磁誘導コイル９１−１及び第２の電磁誘導コイル９１−２が平面となるような構成にも適用できる。即ち、本発明は、定着装置が電磁誘導加熱方式のものであれば、適用可能である。
・上述した実施の形態では、定着器９１１は第１の電磁誘導コイル９１−１及び第２の電磁誘導コイル９１−２の２本を有する構成とした。しかし、例えば第１乃至第３の電磁誘導コイルの３本を有し、コネクタ６つを有する構成であってもよいし、第１乃至第４の電磁誘導コイルの４本を有し、コネクタ８つを有する構成であってもよい。電磁誘導コイルの本数については、１つの電磁誘導コイルに流れる電流値を小さくするためには電磁誘導コイルの本数が多い方がよいが、コスト面から必要なコネクタ数は少ない方がよいため、これらを勘案して決定される。尚、本発明では、複数の電磁誘導コイルを互いに撚り合せて構成している。このため、複数の電磁誘導コイルの夫々と定着ローラー９２との磁気結合の平均強さ、及び、各電磁誘導コイルと磁性体コア９７との磁気結合の平均強さも略同等となる。
以上、その他の実施の形態においても、大電流用コネクタも接続端子も用いずに各電磁誘導コイルに対して略均等な電流に分割して供給できるようになり、配線スペースを縮小することができる。
[Other embodiments]
The image forming apparatus to which the present invention is applied is not limited to the image forming apparatus described with reference to FIG. 1A. For example, fixing using an electromagnetic induction heating method such as a method that does not use a monochrome printer or an intermediate transfer belt. Any image forming apparatus provided with a container may be used.
In the above-described embodiment, the first electromagnetic induction coil 91-1 and the second electromagnetic induction coil 91-2 are configured to be curved along the fixing roller 92 (see FIG. 3A). ). However, the fixing device has a fixing belt as disclosed in Patent Document 1, for example, and is also applied to a configuration in which the first electromagnetic induction coil 91-1 and the second electromagnetic induction coil 91-2 are flat. it can. That is, the present invention is applicable if the fixing device is of an electromagnetic induction heating type.
In the above-described embodiment, the fixing
As described above, also in the other embodiments, it becomes possible to divide and supply substantially equal current to each electromagnetic induction coil without using a large current connector and connection terminals, and the wiring space can be reduced. .
９１−１ 第１の電磁誘導コイル
９１−２ 第２の電磁誘導コイル
９２ 定着ローラー
１１３ 制御回路
１１４ 温度検出回路
91-1 first electromagnetic induction coil 91-2 second
Claims (5)
高周波の電流を供給する供給手段と、
前記供給手段から電流を供給され、磁界を発生する複数のコイルと、
前記複数のコイルが発生する磁界の作用により発熱する発熱手段と、
前記発熱手段の温度を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出した前記発熱手段の温度に基づいて前記複数のコイルに供給する電流を制御する制御手段と、
を備え、
前記複数のコイルは、互いに撚り合わせられ、前記複数のコイルの夫々のコイルと前記発熱手段との平均距離が等しくなるように配置されることを特徴とする定着装置。 In the electromagnetic induction heating type fixing device,
Supply means for supplying high-frequency current;
A plurality of coils which are supplied with current from the supply means and generate a magnetic field;
Heating means for generating heat by the action of a magnetic field generated by the plurality of coils;
Detecting means for detecting the temperature of the heat generating means;
Control means for controlling the current supplied to the plurality of coils based on the temperature of the heat generating means detected by the detecting means;
With
The fixing device is characterized in that the plurality of coils are twisted together and arranged so that the average distance between each of the plurality of coils and the heat generating means is equal.
前記画像形成手段により形成された画像を記録材に定着させる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 Image forming means for forming an image on a recording material;
The fixing device according to any one of claims 1 to 4, wherein an image formed by the image forming unit is fixed to a recording material.
An image forming apparatus comprising:
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