JP3376785B2 - Induction heating fixing device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式の複写
機、プリンタおよびファクシミリなどに用いられる定着
装置に関し、さらに詳しくは、誘導加熱を利用してトナ
ー像を記録媒体に定着する定着装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing device used in electrophotographic copying machines, printers, facsimiles, and the like, and more particularly to a fixing device that fixes toner images on a recording medium by using induction heating. .
【0002】[0002]
【従来の技術】電子写真式の複写機などには、記録媒体
である記録紙ないし転写材などのシート上に転写された
トナー像をシートに定着させる定着装置が設けられてい
る。この定着装置は、例えば、シート上のトナーを熱溶
融させる定着ローラと、当該定着ローラに圧接してシー
トを挟持する加圧ローラとを有している。定着ローラは
円筒状に形成され、この定着ローラの中心軸上には、発
熱体が保持手段により保持されている。発熱体は、例え
ば、ハロゲンランプなどにより構成され、所定の電圧が
印加されることにより発熱するものである。この発熱体
は定着ローラの中心軸に位置しているため、発熱体から
発せられた熱は定着ローラ内壁に均一に輻射され、定着
ローラの外壁の温度分布は円周方向において均一とな
る。定着ローラの外壁は、その温度が定着に適した温度
(例えば、150〜200℃)になるまで加熱される。
この状態で定着ローラと加圧ローラは摺接しながら互い
に逆方向へ回転し、トナーが付着したシートを挟持す
る。定着ローラと加圧ローラとの摺接部(以下、ニップ
部という)において、シート上のトナーは定着ローラの
熱により溶解し、両ローラから作用する圧力によりシー
トに定着される。トナーが定着した後、定着ローラおよ
び加圧ローラの回転に伴い、シートは、排紙ローラによ
って搬送され、排紙トレイ上に排出される。2. Description of the Related Art An electrophotographic copying machine or the like is provided with a fixing device for fixing a toner image transferred onto a sheet such as recording paper or a transfer material as a recording medium onto the sheet. This fixing device has, for example, a fixing roller that heat-melts the toner on the sheet, and a pressure roller that presses the fixing roller to sandwich the sheet. The fixing roller is formed in a cylindrical shape, and a heating element is held by a holding means on the central axis of the fixing roller. The heating element is composed of, for example, a halogen lamp or the like, and generates heat when a predetermined voltage is applied. Since this heating element is located on the central axis of the fixing roller, the heat generated from the heating element is radiated uniformly to the inner wall of the fixing roller, and the temperature distribution of the outer wall of the fixing roller becomes uniform in the circumferential direction. The outer wall of the fixing roller is heated until its temperature reaches a temperature suitable for fixing (for example, 150 to 200 ° C.).
In this state, the fixing roller and the pressure roller rotate in opposite directions while slidingly contacting each other, and sandwich the sheet to which the toner is attached. At the sliding contact portion (hereinafter referred to as a nip portion) between the fixing roller and the pressure roller, the toner on the sheet is melted by the heat of the fixing roller and is fixed on the sheet by the pressure applied from both rollers. After the toner is fixed, the sheet is conveyed by the discharge rollers and discharged onto the discharge tray as the fixing roller and the pressure roller rotate.
【0003】ハロゲンランプなどから構成される発熱体
を備えた上記定着装置においては、電源を投入した後、
定着ローラの温度が定着に適した所定温度に達するまで
の時間が長く、その間、使用者は複写機などを使用する
ことができず、待機を強いられるという問題があった。In the above fixing device provided with a heating element composed of a halogen lamp or the like, after the power is turned on,
It takes a long time for the temperature of the fixing roller to reach a predetermined temperature suitable for fixing, and during that time, the user cannot use the copying machine or the like and is forced to wait.
【0004】このため、複写機などの商品の価値を高め
るためには、ユーザの操作性向上(クイックプリント)
を図ることが一層注目され重視されてきている。Therefore, in order to enhance the value of a product such as a copying machine, the operability of the user is improved (quick print).
It is becoming more and more important and important to achieve this.
【0005】そこで、クイックプリントに関しては、誘
導加熱方式の定着装置が提案されている(特開昭59−
33788号公報)。この誘導加熱定着装置は、金属導
体からなる定着ローラの内部に、螺旋状に巻かれたコイ
ルが同心状に配置されて、定着ローラの内面に近接した
前記コイルに高周波電流を流し、これによって生じた高
周波磁界で定着ローラに誘導渦電流を発生させ、定着ロ
ーラ自体の固有の抵抗によって定着ローラそのものをジ
ュール発熱させるようになっている。Therefore, for the quick print, an induction heating type fixing device has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 59-59).
No. 33788). In this induction heating fixing device, a spirally wound coil is concentrically arranged inside a fixing roller made of a metal conductor, and a high-frequency current is caused to flow through the coil close to the inner surface of the fixing roller. An induced eddy current is generated in the fixing roller by the high frequency magnetic field, and Joule heat is generated in the fixing roller itself by the inherent resistance of the fixing roller itself.
【0006】この誘導加熱方式は、他の加熱方式と比較
して次のような利点がある。まず第1に、ハロゲンラン
プの近赤外加熱のような間接加熱よりも、速く昇温し、
定着ローラ以外の部分の発熱や伝熱が少ない。また、ハ
ロゲンランプの光漏れに相当するロスがない。第2に、
定着ローラ表面に固体抵抗発熱体を持つ表面加熱より
も、電磁誘導特有の表皮効果があるために発熱効率が良
く、また摺動接点がないため定着装置の信頼性も長期に
わたって高い。This induction heating method has the following advantages over other heating methods. First of all, the temperature rises faster than indirect heating such as near infrared heating of halogen lamps,
Little heat and heat transfer to parts other than the fixing roller. Further, there is no loss corresponding to the light leakage of the halogen lamp. Second,
Compared to surface heating, which has a solid resistance heating element on the surface of the fixing roller, the heat generation efficiency is better due to the skin effect peculiar to electromagnetic induction, and the reliability of the fixing device is also high for a long time because there is no sliding contact.
【0007】近年では、低定着温度トナーの開発が進
み、また、家電用高周波電源におけるインバータ回路ス
イッチング素子などの普及・低価格化などによって、上
記特長を持つ誘導加熱定着装置の実現が可能となりつつ
ある。In recent years, development of low fixing temperature toner has progressed, and due to the spread and cost reduction of inverter circuit switching elements in high frequency power supplies for home appliances, it has become possible to realize an induction heating fixing device having the above characteristics. is there.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】このような利点を有す
る誘導加熱定着装置であるが問題点もあり、その一つ
に、昇温速度が早いと言う利点のために、被加熱体が異
常高温(過加熱)となった場合の安全対策の難しさがあ
る。The induction heating fixing device having such advantages has a problem, and one of the problems is that an object to be heated has an abnormally high temperature because of the advantage that the temperature rising rate is high. There is a difficulty in safety measures in case of (overheating).
【0009】この異常高温に対する安全対策は、従来の
ハロゲンランプを用いた定着装置の場合、サーモスタッ
トや温度ヒューズなどを定着ローラに接触させたり、そ
の近傍に配設し、定着ローラが一定の温度に達した場合
に、ハロゲンランプへの電流路を遮断するようにして定
着ローラの過加熱を防止している。As a safety measure against this abnormally high temperature, in the case of a conventional fixing device using a halogen lamp, a thermostat, a temperature fuse, or the like is brought into contact with the fixing roller or is arranged in the vicinity thereof so that the fixing roller is kept at a constant temperature. When it reaches, the current path to the halogen lamp is cut off to prevent overheating of the fixing roller.
【0010】しかしながら、サーモスタットや温度ヒュ
ーズなどはその動作にある程度のタイムラグがある。昇
温速度の遅いハロゲンランプの場合には、十分、定着ロ
ーラの過加熱を防止することができるが、誘導加熱の場
合にはその昇温速度が速いゆえに十分な効果をあげるこ
とができない。図11にその一例を示すが、定着ローラ
にバイメタルを直接接触されて用いるサーモスタットの
場合でも、定着ローラが異常高温T0 となり、その温度
T0 を検知するまでに50〜60秒程度(t0からt
1)の時間を要し、温度ヒューズの場合には、直接定着
ローラに接触させることができないため、さらに長く約
100秒程度(t0からt2)要する。その間に定着ロ
ーラは異常温度T0 からさらに温度T1、T2と高くな
る。However, there is a certain time lag in the operation of thermostats and thermal fuses. In the case of a halogen lamp having a slow temperature rising rate, overheating of the fixing roller can be sufficiently prevented, but in the case of induction heating, the temperature rising rate is high, so that a sufficient effect cannot be obtained. FIG. 11 shows an example thereof. Even in the case of a thermostat in which a bimetal is directly contacted with the fixing roller, the fixing roller has an abnormally high temperature T0, and it takes about 50 to 60 seconds (t0 to t) before the temperature T0 is detected.
The time of 1) is required, and in the case of the thermal fuse, it is not possible to directly contact the fixing roller, so that it takes about 100 seconds longer (t0 to t2). Meanwhile, the temperature of the fixing roller rises from the abnormal temperature T0 to temperatures T1 and T2.
【0011】このため、誘導加熱の場合には、この様な
熱伝達の遅れの間に上昇する温度(T1、T2)に耐え
得る高温耐熱部材を用いる必要があり、また、応答速度
が速いバイメタルを用いる必要もあり、製品のコストア
ップにつながると言う問題がある。Therefore, in the case of induction heating, it is necessary to use a high-temperature heat-resistant member that can withstand the temperatures (T1, T2) rising during such a delay in heat transfer, and a bimetal having a fast response speed. It is also necessary to use, and there is a problem that the cost of the product is increased.
【0012】そこで本発明の目的は、サーモスタットや
温度ヒューズにかわる、応答速度の速い異常高温対策を
施した誘導加熱定着装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an induction heating fixing device which takes measures against abnormal high temperature and has a fast response speed, which replaces the thermostat and the thermal fuse.
【0013】[0013]
【0014】[0014]
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため
の請求項1記載の本発明は、記録媒体上に形成されたト
ナー像を前記記録媒体へ定着する定着装置であって、導
電性部材で形成された被加熱体と、該被加熱体に近接し
て配設され、該被加熱体に誘導電流を生じさせて発熱さ
せるためのコイルと、前記被加熱体の加熱出力を任意に
制御するための制御電圧を出力する加熱出力制御手段
と、該加熱出力制御手段からの制御電圧に応じて前記コ
イルに交番電流を流す高周波電源回路と、前記コイルの
電圧を検出するコイル電圧検出手段と、該コイル電圧検
出手段が検出したコイル電圧の最大値が、前記加熱出力
制御手段が出力している制御電圧に比例して決められた
電圧値以下となった場合に、前記高周波電源回路の動作
を停止させる高周波電源回路停止手段と、を有すること
を特徴とする誘導加熱定着装置である。 A solution for the present invention of claim 1, wherein in order to achieve the above object, a fixing device for fixing a toner image formed on the recording medium to the recording medium, a conductive member A heated body formed by the above, a coil disposed in the vicinity of the heated body to generate an induced current in the heated body to generate heat, and a heating output of the heated body is arbitrarily controlled. a heating output controller for outputting the control voltage for the high-frequency power supply circuit for supplying an alternating current to the coil according to the control voltage from the heating output control means, and a coil voltage detecting means for detecting a voltage of said coil The operation of the high frequency power supply circuit when the maximum value of the coil voltage detected by the coil voltage detection means is equal to or lower than a voltage value determined in proportion to the control voltage output by the heating output control means. High frequency to stop A source circuit stop means, an induction heat fixing apparatus characterized by having a.
【0016】また請求項2記載の本発明は、前記請求項
1記載の本発明において、前記高周波電源回路が、前記
コイルに交番電流を流すためのスイッチと、該スイッチ
のオン、オフのタイミングを決めるタイミング決定手段
とを有し、前記タイミング決定手段がタイマー回路より
なり、該タイマー回路が前記加熱出力制御手段からの制
御電圧に応じた時間を計時して前記スイッチのオン、オ
フのタイミングを決定することを特徴とする。 The present invention according to claim 2 is the same as the above claim.
In the present invention described in 1 , the high frequency power supply circuit has a switch for supplying an alternating current to the coil, and timing determining means for determining the on / off timing of the switch, and the timing determining means is a timer circuit. more becomes, on of the switch to measure a period of time depending on the control voltage from the timer circuit the heating output control means, you and determining a timing of off.
【0017】また請求項3記載の本発明は、請求項1記
載の本発明において、前記高周波電源回路が、前記コイ
ルに交番電流を流すためのスイッチと、該スイッチのオ
ン、オフのタイミングを決めるタイミング決定手段とを
有し、前記タイミング決定手段が、前記コイルのコイル
電流を検出するコイル電流検出手段を有し、該コイル電
流検出手段が検出したコイル電流を電圧値に変換して、
前記加熱出力制御手段からの制御電圧と比較して、前記
スイッチのオン、オフのタイミングを決定することを特
徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the high-frequency power supply circuit determines a switch for supplying an alternating current to the coil, and the on / off timing of the switch. Timing determining means, the timing determining means has a coil current detecting means for detecting a coil current of the coil, the coil current detected by the coil current detecting means is converted into a voltage value,
Compared to the control voltage from the heating output control means, on the switches to make and determining a timing of off.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】上述のように構成された本発明の
実施の形態を添付した図面を用いて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention configured as described above will be described with reference to the accompanying drawings.
【0019】<前提の形態>
図1は、本発明の実施の形態を説明するための前提とな
る誘導加熱定着装置の制御系のブロック図である。この
誘導加熱定着装置は、金属製の定着ローラまたは金属板
などの被加熱体30の近傍に、該被加熱体30に誘導電
流を発生されるための誘導加熱コイル9が配設されてお
り、該誘導加熱コイル9には、商用電源(AC100
V)45の交流が整流回路48によって直流(DC)に
整流され、高周波電源回路であるインバータ回路60で
高周波に変換して印加されている。< Premise Form > FIG. 1 is a premise for explaining an embodiment of the present invention.
Is a block diagram of a control system of the induction heat fixing apparatus that. In this induction heating fixing device, an induction heating coil 9 for generating an induction current in the object to be heated 30 is arranged in the vicinity of the object to be heated 30 such as a metal fixing roller or a metal plate. The induction heating coil 9 has a commercial power source (AC100
The alternating current (V) 45 is rectified into a direct current (DC) by the rectifier circuit 48, converted into a high frequency by the inverter circuit 60 which is a high frequency power supply circuit, and applied.
【0020】誘導加熱コイル9への高周波電流(交番電
流)は、整流回路48によりAC100VがDCに整流
されて、LC共振回路を構成する誘導加熱コイル9と共
振用コンデンサ49に印加され、そして、整流回路48
とLC共振回路に対して直列に接続された、例えばトラ
ンジスタ、FETあるいはIGBTなどからなるスイッ
チ44を駆動回路53によりスイッチングすることで供
給される。スイッチ44のオンタイミングは電圧検出回
路54により決められ、スイッチ44のオフタイミング
はタイマー回路51により決められる。The high frequency current (alternating current) to the induction heating coil 9 is applied to the induction heating coil 9 and the resonance capacitor 49 which constitute the LC resonance circuit after AC 100 V is rectified to DC by the rectification circuit 48, and Rectifier circuit 48
And the LC resonance circuit are connected in series, and are supplied by switching the switch 44 composed of, for example, a transistor, an FET, or an IGBT by the drive circuit 53. The on timing of the switch 44 is determined by the voltage detection circuit 54, and the off timing of the switch 44 is determined by the timer circuit 51.
【0021】スイッチ44のオンタイミングは、誘導加
熱コイル9と共振用コンデンサ49の共振により発生す
る電圧がある一定の電圧値以下、ここでは0Vに達した
ことを電圧検出回路54が検出して駆動回路53へ信号
を出力し、その信号により駆動回路53がスイッチ44
をオンにする。一方、スイッチ44のオフタイミング
は、タイマー回路51が後述するように駆動回路53に
一定時間の信号を出力して、その信号により駆動回路5
3がスイッチ44をオフにする。したがって、電圧検出
回路54、タイマー回路51および駆動回路53がタイ
ミング決定手段として機能することとなる。The ON timing of the switch 44 is driven by the voltage detection circuit 54 detecting that the voltage generated by the resonance of the induction heating coil 9 and the resonance capacitor 49 has reached a certain voltage value or less, here 0V. A signal is output to the circuit 53, and the drive circuit 53 outputs the signal to the switch 44.
Turn on. On the other hand, as for the off timing of the switch 44, the timer circuit 51 outputs a signal for a predetermined time to the drive circuit 53 as described later, and the drive circuit 5 is driven by the signal.
3 turns off switch 44. Therefore, the voltage detection circuit 54, the timer circuit 51, and the drive circuit 53 function as timing determination means.
【0022】タイマー回路51は、抵抗とコンデンサか
らなる簡易な回路構成をとり、後述する制御回路50か
らの一定電圧のオン信号によってCR充放電特性から決
まる一定時間経過後に駆動回路53にオフタイミングの
信号を出力している。The timer circuit 51 has a simple circuit configuration consisting of a resistor and a capacitor, and the drive circuit 53 is turned off after a certain time determined by the CR charge / discharge characteristic by an ON signal of a constant voltage from the control circuit 50 described later. Outputting a signal.
【0023】この様なスイッチング動作により誘導加熱
コイル9に高周波が印加されて、被加熱体30に誘導電
流が生じて発熱する。By such a switching operation, a high frequency is applied to the induction heating coil 9, and an induction current is generated in the object to be heated 30 to generate heat.
【0024】制御回路50は、加熱出力制御手段であ
り、被加熱体30に接触または直近に配設されているサ
ーミスタ6が検出した温度から被加熱体30の温度が定
着に必要な温度となるように一定電圧のオン/オフ信号
をタイマー回路51に出力している。The control circuit 50 is a heating output control means, and the temperature of the heated body 30 becomes the temperature required for fixing from the temperature detected by the thermistor 6 which is in contact with or in the immediate vicinity of the heated body 30. As described above, a constant voltage on / off signal is output to the timer circuit 51.
【0025】そして、この制御系では、被加熱体30の
過加熱を防止するために、コイル電圧の最大値を検出す
る最大コイル電圧検出回路55が設けられている。この
最大コイル電圧検出回路55は、検出されるコイル電圧
の最大値が予め定められた基準電圧値以上のときには駆
動回路53へオン(Hiレベル)信号を出力しており、
コイル電圧の最大値が予め定められた基準電圧値以下と
なったときにその信号をオフ(Loレベル)にして、駆
動回路53がスイッチ44をオフするように制御してい
る。これにより、最大コイル電圧検出回路55から駆動
回路53への信号がオフとなった時点でインバータ回路
60の動作が全て停止し、誘導加熱コイル9への高周波
電流の供給が遮断されて被加熱体30の過加熱が防止さ
れる。したがって、最大コイル電圧検出回路55がコイ
ル電圧検出手段であり、またここでは駆動回路53が高
周波電源回路停止手段として機能することとなる。In this control system, a maximum coil voltage detection circuit 55 for detecting the maximum value of the coil voltage is provided in order to prevent overheating of the object 30 to be heated. The maximum coil voltage detection circuit 55 outputs an ON (Hi level) signal to the drive circuit 53 when the maximum value of the detected coil voltage is equal to or higher than a predetermined reference voltage value,
When the maximum value of the coil voltage becomes equal to or lower than a predetermined reference voltage value, the signal is turned off (Lo level), and the drive circuit 53 is controlled to turn off the switch 44. As a result, when the signal from the maximum coil voltage detection circuit 55 to the drive circuit 53 is turned off, the operation of the inverter circuit 60 is completely stopped, the supply of the high frequency current to the induction heating coil 9 is cut off, and the heated object is Overheating of 30 is prevented. Therefore, the maximum coil voltage detection circuit 55 functions as a coil voltage detection means, and the drive circuit 53 functions as a high frequency power supply circuit stop means here.
【0026】ここで、この被加熱体の過加熱を防止する
動作について説明する。Here, the operation for preventing overheating of the object to be heated will be described.
【0027】金属部材によって形成されている被加熱体
は、誘導加熱による温度上昇によって金属抵抗が上昇す
る特性を持っている。この温度上昇による抵抗変化率を
式で表せば、下記(1)式のようになる。
抵抗変化率TCR=(ΔR/R0 )×(1/ΔT) …(1)
(ただし、式中、ΔRは抵抗の変化分、R0 基準温度
(例えば常温)での抵抗値、ΔTは温度の変化分であ
る)。The object to be heated formed by the metal member has a characteristic that the metal resistance increases due to the temperature increase due to induction heating. The rate of change in resistance due to this temperature rise is expressed by the following equation (1). Resistance change rate TCR = (ΔR / R0) × (1 / ΔT) (1) (where ΔR is the change in resistance, R0 is the resistance value at the reference temperature (for example, room temperature), and ΔT is the change in temperature. Minutes).
【0028】また、被加熱体の加熱出力Wは、下記
(2)式で表される。
W=V2 /RT =V2 /(R0 +ΔR)
=(V2 /R0 )×(1/(1+TCR×ΔT) …(2)
(ただし、式中、Vは被加熱体の誘導電圧、RT は現在
温度での被加熱体の抵抗値である)。The heating output W of the object to be heated is expressed by the following equation (2). W = V 2 / RT = V 2 / (R 0 + ΔR) = (V 2 / R 0) × (1 / (1 + TCR × ΔT) (2) (where V is the induced voltage of the heated object, RT Is the resistance of the heated object at the current temperature).
【0029】この被加熱体の加熱出力Wはコイルに蓄え
られる電力に比例し、コイルに蓄えられる電力は、コイ
ルと共に共振回路を構成している共振用コンデンサにス
イッチがオンとなっている時間だけ蓄えられる電力と同
値であり、下記(3)のように表される。
1/2CVL 2 =1/2LI2 ∝W …(3)
(ただし、式中、Cは共振用コンデンサの容量、VL は
コイル電圧、Lはコイルのインダクタンス、Iはコイル
電流である)。The heating output W of the object to be heated is proportional to the electric power stored in the coil, and the electric power stored in the coil is maintained only during the time when the resonance capacitor forming the resonance circuit together with the coil is turned on. It has the same value as the stored electric power and is expressed as in (3) below. 1 / 2CVL 2 = 1 / 2LI 2 ∝W (3) (where C is the capacitance of the resonance capacitor, VL is the coil voltage, L is the coil inductance, and I is the coil current).
【0030】この(3)式を、Wに前記(2)式を代入
して変形すると、下記(4)式となる。
VL ∝1/√(1+TCR×ΔT) …(4)
この(4)式からコイル電圧は被加熱体の温度に対して
反比例することが分かる。すなわち、図2に示すよう
に、被加熱体の温度が上昇すると、コイル電圧が下がる
のである。By substituting the equation (2) for W, the equation (3) is transformed into the following equation (4). VL ∝1 / √ (1 + TCR × ΔT) (4) From this equation (4), it is understood that the coil voltage is inversely proportional to the temperature of the heated object. That is, as shown in FIG. 2, when the temperature of the object to be heated increases, the coil voltage decreases.
【0031】したがって、被加熱体の温度上昇にともな
い低下するコイル電圧を検知して、ある一定値VD0以
下になった場合に電力の供給を遮断することで、その時
の被加熱体の温度T0以上に被加熱体が加熱昇温するの
を防止できる。つまり、本前提の形態では、最大コイル
電圧検出回路55がこのコイル電圧VL を検出し、検出
した電圧がVD0以上であれば駆動回路53にオン信号
を出力し、検出した電圧がVD0以下となったときにオ
ン信号を切ることで、被加熱体が異常高温となった場合
の過加熱防止対策としている。ただし、ここで、検出す
るコイル電圧VL はインバータ回路によって印加される
高周波の最大電圧値である。Therefore, by detecting the coil voltage that decreases as the temperature of the object to be heated rises and cutting off the supply of electric power when it becomes a certain value VD0 or less, the temperature T0 of the object to be heated or more at that time is exceeded. Further, it is possible to prevent the heated body from being heated and heated. That is, in the present premise , the maximum coil voltage detection circuit 55 detects this coil voltage VL, and if the detected voltage is VD0 or higher, an ON signal is output to the drive circuit 53, and the detected voltage becomes VD0 or lower. By turning off the ON signal when the temperature rises, it is taken as a measure to prevent overheating when the heated object becomes abnormally hot. However, the detected coil voltage VL is the maximum voltage value of the high frequency applied by the inverter circuit.
【0032】この動作を図3に示すタイムチャートを参
照して説明すると、被加熱体30の温度が何等かの原因
により、異常温度T0 を越えると、被加熱体30の温度
上昇にともなって低下しているコイル電圧の最大値が基
準電圧Vref より低下する。これにより、それまでHi
レベルであった最大コイル電圧検出回路55からの信号
がLoレベルとなり、駆動回路53からの出力が止まり
スイッチ44がオフになる。これにより、インバータ回
路60の動作が全て停止し、誘導加熱コイル9への高周
波電流が供給されなくなるので、被加熱体30はそれ以
上発熱することがない。This operation will be described with reference to the time chart shown in FIG. 3. When the temperature of the heated body 30 exceeds the abnormal temperature T0 for some reason, the temperature of the heated body 30 decreases with an increase in temperature. The maximum value of the applied coil voltage becomes lower than the reference voltage Vref. This allows Hi until then
The signal from the maximum coil voltage detection circuit 55 which has been at the level becomes Lo level, the output from the drive circuit 53 is stopped, and the switch 44 is turned off. As a result, all the operations of the inverter circuit 60 are stopped and the high frequency current is not supplied to the induction heating coil 9, so that the heated body 30 does not generate more heat.
【0033】<実施の形態1>
図4は、本発明を適用した実施の形態の誘導加熱定着装
置の制御系のブロック図である。この制御系は、前述の
前提の形態において、制御回路50からタイマー回路5
1への出力信号が一定電圧の出力のみであったのに対
し、制御回路50aから出力される電圧をアナログ的に
変化させることで、加熱出力を任意に制御できるように
したものである。[0033] FIG. 4 <Embodiment 1> is a block diagram of a control system of the induction heat fixing apparatus of the implementation of embodiments according to the present invention. This control system is
In the premise , the control circuit 50 to the timer circuit 5
While the output signal to 1 is only the output of a constant voltage, the heating output can be arbitrarily controlled by changing the voltage output from the control circuit 50a in an analog manner.
【0034】すなわち、抵抗とコンデンサよりなるタイ
マー回路51に印加する電圧を変えることで、コンデン
サに蓄えられる電荷量が変化して、CR充放電特性によ
って決まるタイマー回路の時間が変化することとなり、
これによりスイッチ44のオフタイミングの時間が変わ
るので、誘導加熱コイル9に蓄積される電力量が変わり
加熱出力が変化する。したがって、制御信号の電圧を高
くすれば、タイマー回路51から出力されるオフタイミ
ングの時間が伸びて誘導加熱コイル9に蓄えられる電力
量が大きくなり加熱出力が増加する。一方、制御信号の
電圧を低くすれば、逆にオフタイミングの時間が短くな
り加熱出力が低くなる。That is, by changing the voltage applied to the timer circuit 51 consisting of a resistor and a capacitor, the amount of charge stored in the capacitor changes, and the time of the timer circuit determined by the CR charge / discharge characteristics changes.
As a result, the off-timing time of the switch 44 changes, so the amount of electric power stored in the induction heating coil 9 changes and the heating output changes. Therefore, when the voltage of the control signal is increased, the off-timing time output from the timer circuit 51 is extended, the amount of electric power stored in the induction heating coil 9 is increased, and the heating output is increased. On the other hand, if the voltage of the control signal is lowered, the off-timing time is shortened and the heating output is lowered.
【0035】この加熱出力の制御にともない、当然コイ
ル電圧の最大値も変化することとなる。そこで、この制
御系にあっては、最大コイル電流検出回路55が検出し
た電圧値に対して、被加熱体30の過加熱を防止するた
めの基準電圧を制御信号の電圧値に比例して設定するよ
うにした。With the control of this heating output, the maximum value of the coil voltage naturally changes. Therefore, in this control system, with respect to the voltage value detected by the maximum coil current detection circuit 55, a reference voltage for preventing overheating of the heated object 30 is set in proportion to the voltage value of the control signal. I decided to do it.
【0036】すなわち、制御信号の電圧が低い場合に場
合には、過加熱となる異常温度に対応したコイル電圧の
最大値も低くなるので基準電圧を低く設定し、逆に、制
御電圧が高い場合には、基準電圧を高く設定する。That is, when the voltage of the control signal is low, the maximum value of the coil voltage corresponding to the abnormal temperature that causes overheating also becomes low, so the reference voltage is set low, and conversely, when the control voltage is high. , The reference voltage is set high.
【0037】最大コイル電圧検出回路55が、このよう
に設定された基準電圧と検出したコイル電圧の最大値と
を比較して、基準電圧よりコイル電圧の最大値が低くな
ったときに、駆動回路53へ出力している信号をLoレ
ベルとし、インバータ回路60の動作を停止させる。こ
れにより、被加熱体30の過加熱が前述の前提の形態同
様に防止される。したがって、最大コイル電圧検出回路
55がコイル電圧検出手段であり、また駆動回路53が
高周波電源回路停止手段として機能することとなる。The maximum coil voltage detection circuit 55 compares the reference voltage set in this way with the maximum value of the detected coil voltage, and when the maximum value of the coil voltage becomes lower than the reference voltage, the drive circuit The signal output to 53 is set to Lo level, and the operation of the inverter circuit 60 is stopped. As a result, overheating of the object to be heated 30 is prevented in the same manner as the above-described premise . Therefore, the maximum coil voltage detection circuit 55 functions as a coil voltage detection means, and the drive circuit 53 functions as a high frequency power supply circuit stopping means.
【0038】なお、その他の構成や動作については、前
述の前提の形態と同様であるのでその説明は省略する。The other configurations and operations are the same as those of the above-described premise, and the description thereof will be omitted.
【0039】<実施の形態2>
図5は、本発明を適用した他の実施の形態の誘導加熱定
着装置の制御系のブロック図である。< Second Embodiment> FIG. 5 is a block diagram of a control system of an induction heating fixing device according to another embodiment of the present invention.
【0040】この誘導加熱定着装置は、金属製の定着ロ
ーラまたは金属板などの被加熱体30の近傍に、該被加
熱体30に誘導電流を発生されるための誘導加熱コイル
9が配設されており、該誘導加熱コイル9には、商用電
源(AC100V)45の交流が整流回路48によって
DCに整流され、インバータ回路60で高周波に変換し
て印加されている。In this induction heating fixing device, an induction heating coil 9 for generating an induction current in the object to be heated 30 is arranged in the vicinity of the object to be heated 30 such as a metal fixing roller or a metal plate. The alternating current of the commercial power supply (AC 100 V) 45 is rectified into DC by the rectifier circuit 48, converted into high frequency by the inverter circuit 60, and applied to the induction heating coil 9.
【0041】誘導加熱コイル9への高周波電流(交番電
流)は、整流回路48によりAC100VがDCに整流
されて、LC共振回路を構成する誘導加熱コイル9と共
振用コンデンサ49に印加され、そして、整流回路48
とLC共振回路に対して直列に接続された、例えばトラ
ンジスタ、FETあるいはIGBTなどからなるスイッ
チ44を駆動回路53によりスイッチングすることで供
給される。スイッチ44のオンタイミングは電圧検出回
路54により決められ、スイッチ44のオフタイミング
は電流検出回路52により決められる。したがって、電
圧検出回路54、電流検出回路52および駆動回路53
がタイミング決定手段として機能することとなる。The high frequency current (alternating current) to the induction heating coil 9 is applied to the induction heating coil 9 and the resonance capacitor 49 which compose the LC resonance circuit after AC100V is rectified to DC by the rectification circuit 48, and Rectifier circuit 48
And the LC resonance circuit are connected in series, and are supplied by switching the switch 44 composed of, for example, a transistor, an FET, or an IGBT by the drive circuit 53. The ON timing of the switch 44 is determined by the voltage detection circuit 54, and the OFF timing of the switch 44 is determined by the current detection circuit 52. Therefore, the voltage detection circuit 54, the current detection circuit 52, and the drive circuit 53.
Will function as timing determination means.
【0042】このスイッチ44のオフタイミングは、ス
イッチ44がオンすることにより、誘導加熱コイル9に
電流が流れ、電流検出回路51がその内部に有する電流
検出抵抗により発生した電圧を検出して、検出した電圧
が後述する制御回路50bからの制御信号の電圧値を越
えると、スイッチ44をオフするように駆動回路53に
信号を出力して、その信号により駆動回路53がスイッ
チ44をオフすることによって制御される。一方、オン
タイミングは、電圧検出回路54が誘導加熱コイル9の
コイル電圧が0V付近まで下降したことを検出すると、
スイッチ44をオンするように駆動回路53に信号を送
ることで制御される。The off timing of the switch 44 is detected by detecting the voltage generated by the current detection resistor included in the current detection circuit 51 when the switch 44 is turned on and a current flows through the induction heating coil 9. When the generated voltage exceeds the voltage value of the control signal from the control circuit 50b, which will be described later, a signal is output to the drive circuit 53 to turn off the switch 44, and the drive circuit 53 turns off the switch 44 by the signal. Controlled. On the other hand, at the on-timing, when the voltage detection circuit 54 detects that the coil voltage of the induction heating coil 9 has dropped to around 0V,
It is controlled by sending a signal to the drive circuit 53 so as to turn on the switch 44.
【0043】これにより、誘導加熱コイル9に高周波電
流(交番電流)が印加されて、被加熱体30が誘導加熱
されて発熱する。As a result, a high-frequency current (alternating current) is applied to the induction heating coil 9, and the object to be heated 30 is induction-heated to generate heat.
【0044】制御回路50bは、前述の実施の形態1同
様に、制御回路50bから出力される電圧をアナログ的
に変化させることで、加熱出力を任意に制御できるよう
にしたものである。この制御回路50bから出力された
信号は、電流検出回路52に供給されて、オフタイミン
グを決定する際の電圧となる。したがって、制御信号の
電圧を高くすれば、電流検出回路52が出力するオフタ
イミングの時間が長くなり、誘導加熱コイル9に蓄えら
れる電力量が大きくなり、加熱出力が増加する。一方、
制御信号の電圧を低くすれば、逆にオフタイミングの時
間が短くなり、加熱出力が低くなる。Like the first embodiment, the control circuit 50b is configured to change the voltage output from the control circuit 50b in an analog manner so that the heating output can be arbitrarily controlled. The signal output from the control circuit 50b is supplied to the current detection circuit 52 and becomes a voltage for determining the off timing. Therefore, if the voltage of the control signal is increased, the off-timing time output by the current detection circuit 52 is increased, the amount of electric power stored in the induction heating coil 9 is increased, and the heating output is increased. on the other hand,
On the contrary, if the voltage of the control signal is lowered, the off-timing time is shortened and the heating output is lowered.
【0045】また、最大コイル電流検出回路55が検出
した電圧値に対して、被加熱体30の過加熱を防止する
ための基準電圧を制御信号の電圧値に比例するように設
定するようにした。すなわち、制御信号の電圧が低い場
合に場合には、過加熱となる異常温度に対応したコイル
電圧の最大値も低くなるので、基準電圧を低く設定し、
逆に、制御電圧が高い場合には、基準電圧を高く設定す
る。最大コイル電圧検出回路55が、このように設定さ
れた基準電圧と検出したコイル電圧の最大値を比較し
て、基準電圧よりコイル電圧の最大値が低くなったとき
に、駆動回路53へ出力している信号をLoレベルと
し、インバータ回路60の動作を停止させる。これによ
り、被加熱体30の過加熱が前述の実施の形態1同様に
防止される。したがって、最大コイル電圧検出回路55
がコイル電圧検出手段であり、また駆動回路53が高周
波電源停止手段として機能することとなる。Further, with respect to the voltage value detected by the maximum coil current detection circuit 55, the reference voltage for preventing overheating of the object to be heated 30 is set so as to be proportional to the voltage value of the control signal. . That is, when the voltage of the control signal is low, the maximum value of the coil voltage corresponding to the abnormal temperature that causes overheating also becomes low, so the reference voltage is set low,
On the contrary, when the control voltage is high, the reference voltage is set high. The maximum coil voltage detection circuit 55 compares the reference voltage set in this way with the maximum value of the detected coil voltage, and when the maximum value of the coil voltage becomes lower than the reference voltage, outputs it to the drive circuit 53. The signal is turned to Lo level, and the operation of the inverter circuit 60 is stopped. As a result, overheating of the object to be heated 30 is prevented as in the first embodiment. Therefore, the maximum coil voltage detection circuit 55
Is a coil voltage detecting means, and the drive circuit 53 functions as a high frequency power supply stopping means.
【0046】[0046]
【実施例】以下、本発明を適用した誘導加熱定着装置の
一実施例を図面に基づいて説明する。なお、同一機能を
有する部材については既に説明した各図と同一の符号を
付し、その説明を省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an induction heating fixing device to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. It should be noted that members having the same function are denoted by the same reference numerals as those in the above-described drawings, and description thereof will be omitted.
【0047】実施例1
図6は本発明を適用した誘導加熱定着装置の概略断面図
である。図6に示すように、プリンタなどに組み込まれ
た誘導加熱定着装置は、矢印a方向に回転駆動可能に設
けられた定着ローラ1と、該定着ローラ1に圧接して設
けられ定着ローラ1の回転に伴って従動回転する加圧ロ
ーラ2とを有する。定着ローラ1は、導電体の円筒形中
空パイプであり、例えば炭素鋼管、ステンレス合金管あ
るいはニッケル合金管などの導電性部材から形成され、
その外周面にフッ素樹脂をコーティングして、表面に耐
熱離型性層が形成されている。また、定着ローラ1は、
導電性磁性部材から形成することがさらに好ましい。一
方、加圧ローラ2は、軸芯4の周囲に、表面離型性耐熱
ゴム層であるシリコンゴム層5が形成されている。Embodiment 1 FIG. 6 is a schematic sectional view of an induction heating fixing device to which the present invention is applied. As shown in FIG. 6, an induction heating fixing device incorporated in a printer or the like includes a fixing roller 1 rotatably driven in the direction of arrow a and a rotation of the fixing roller 1 provided in pressure contact with the fixing roller 1. And a pressure roller 2 that is driven to rotate. The fixing roller 1 is a cylindrical hollow pipe made of a conductive material, and is made of a conductive material such as a carbon steel pipe, a stainless alloy pipe, or a nickel alloy pipe.
The outer peripheral surface is coated with a fluororesin, and a heat-resistant release layer is formed on the surface. Further, the fixing roller 1 is
More preferably, it is formed from a conductive magnetic member. On the other hand, in the pressure roller 2, a silicon rubber layer 5 which is a surface releasable heat resistant rubber layer is formed around the shaft core 4.
【0048】定着ローラ1の内部には、該定着ローラ1
に誘導電流を発生させ、定着ローラ1を発熱させるため
のコイルアセンブリ3が複数配設されていて、各コイル
アセンブリ3は、該定着ローラ1との間に該定着ローラ
1が回転自在となるように僅かなギャップを隔てて固定
されているホルダ11に収納されている。Inside the fixing roller 1, the fixing roller 1
A plurality of coil assemblies 3 for generating an induced current to heat the fixing roller 1 are arranged in the coil assembly 3 such that the fixing roller 1 is rotatable between each coil assembly 3. It is housed in a holder 11 which is fixed with a slight gap therebetween.
【0049】また、コイルアセンブリ3は、図7に示す
ように、ロの字型の通孔を有しコア10をこの通孔に挿
入してコア10を取り囲むようにボビン8が設けられ、
このボビン8の周りに銅線を巻いてコイル3を形成して
ある。コイル3は表面に融着層と絶縁層を持つ直径0.
8mmの単一またはリッツ銅線を用いて、ボビン8の回
りに定着ローラ1の回転軸に沿った方向に巻回されてい
る。Further, as shown in FIG. 7, the coil assembly 3 has a square-shaped through hole, and the bobbin 8 is provided so as to surround the core 10 by inserting the core 10 into the through hole.
A coil 3 is formed by winding a copper wire around the bobbin 8. The coil 3 has a fusion layer and an insulating layer on the surface and has a diameter of 0.
It is wound around the bobbin 8 in the direction along the rotation axis of the fixing roller 1 using a single or litz copper wire of 8 mm.
【0050】コア10は、例えば、フェライトコアまた
は積層コアからなり、ボビン8は、例えば、セラミック
や耐熱絶縁性エンジニアリング・プラスチックで形成さ
れ、コイル3を押えてその形状を整える役割を果たす。The core 10 is made of, for example, a ferrite core or a laminated core, and the bobbin 8 is made of, for example, ceramic or heat-resistant insulating engineering plastic, and plays a role of pressing the coil 3 and adjusting its shape.
【0051】このコイルアセンブリ3が収納されるホル
ダ11は、図8に示すように、円柱の周囲上下左右に突
き抜ける穴を複数個開けた形状をしており、両端部には
装置本体に固定するための突起部1aが設けられてい
る。このホルダ11は、耐熱絶縁性の材料、例えばPP
S(ポリフェニレンサルファイド)や液晶ポリマーなど
で形成されている。コイルアセンブリ3は、例えばホル
ダ11に設けられた左右の穴にボビン8を挿入し、その
後上下の穴にコア10を挿入することによってホルダ1
1に組み込まれる。複数のコイル9は、ホルダ11内で
電気的に直列に接続されており、ホルダ11の両端には
これらコイル9へ高周波電流を流すためのリード線12
が引き出されている。As shown in FIG. 8, the holder 11 for accommodating the coil assembly 3 has a shape having a plurality of holes penetrating vertically and horizontally around the circumference of a cylinder, and both ends of which are fixed to the apparatus body. Is provided with a protrusion 1a. The holder 11 is made of a heat-resistant insulating material such as PP.
It is made of S (polyphenylene sulfide) or liquid crystal polymer. In the coil assembly 3, for example, the bobbin 8 is inserted into the left and right holes provided in the holder 11, and then the core 10 is inserted into the upper and lower holes, so that the holder 1
Incorporated into 1. The plurality of coils 9 are electrically connected in series in the holder 11, and lead wires 12 for flowing a high frequency current to the coils 9 are provided at both ends of the holder 11.
Has been pulled out.
【0052】なお、定着ローラ1は、その両端にスベリ
軸受部が形成され、定着ユニットフレームに回転自在に
取り付けられている。また、定着ローラ1は、その片端
に図示しない駆動ギアが固定され、この駆動ギアに接続
されたモータなどの図示しない駆動源によって回転駆動
される。さらに、定着ローラ1の上方には、定着ローラ
の温度を検出するためのサーミスタ6が設けられてい
る。The fixing roller 1 has sliding bearings formed on both ends thereof and is rotatably attached to the fixing unit frame. The fixing roller 1 has a drive gear (not shown) fixed to one end thereof, and is rotationally driven by a drive source (not shown) such as a motor connected to the drive gear. Further, a thermistor 6 for detecting the temperature of the fixing roller is provided above the fixing roller 1.
【0053】この定着装置のコイル9に高周波電流を流
すための制御系は、図4または図5を用いて既に説明し
た制御系が用いられており、制御回路50が定着ローラ
1の上部外周面に配設されているサーミスタ6が検出す
る温度により必要な発熱量(加熱出力)を決定し、制御
信号が出力されて、コイル9に流される高周波電流が印
加される。このとき、もし、定着ローラ1の温度が異常
に高温となった場合には、最大コイル電圧検出回路55
からの出力信号がLoレベルとなり、即座にインバータ
回路60が停止されることで、定着ローラ1の過加熱が
防止される。As the control system for supplying a high frequency current to the coil 9 of this fixing device, the control system already described with reference to FIG . 4 or FIG. 5 is used, and the control circuit 50 causes the outer peripheral surface of the upper portion of the fixing roller 1 to operate. The required amount of heat generation (heating output) is determined according to the temperature detected by the thermistor 6 disposed at, and a control signal is output, and a high frequency current flowing through the coil 9 is applied. At this time, if the temperature of the fixing roller 1 becomes abnormally high, the maximum coil voltage detection circuit 55
The output signal from becomes the Lo level, and the inverter circuit 60 is immediately stopped, so that the overheating of the fixing roller 1 is prevented.
【0054】このように構成された誘導加熱定着装置は
以下のように動作する。まず、未定着のトナー像が転写
されているシート14が、図6中左方向から搬送され、
定着ローラ1と加圧ローラ2との間のニップ部に向けて
送り込まれる。シート14は、定着ローラ1の熱と、両
ローラ1、2から作用する圧力とが加えられながらニッ
プ部を搬送される。これにより、未定着トナーが定着さ
れて、シート14上には定着トナー像が形成される。ニ
ップ部を通過したシート14は、定着ローラ1から自然
に分離し、あるいは図6に示すように、先端部が定着ロ
ーラ1の表面に摺接するように設けられた分離爪7ない
し分離ガイドによって定着ローラ1から強制的に分離さ
れ、図6中右方向に搬送される。このシート14は、図
示しない排紙ローラによって搬送されて、排紙トレイ上
に排出される。The induction heating fixing device configured as described above operates as follows. First, the sheet 14 on which the unfixed toner image is transferred is conveyed from the left side in FIG.
It is fed toward the nip portion between the fixing roller 1 and the pressure roller 2. The sheet 14 is conveyed through the nip portion while the heat of the fixing roller 1 and the pressure acting from both rollers 1 and 2 are applied. As a result, the unfixed toner is fixed, and a fixed toner image is formed on the sheet 14. The sheet 14 that has passed through the nip portion is naturally separated from the fixing roller 1 or, as shown in FIG. 6, is fixed by a separation claw 7 or a separation guide that is provided so that the leading end of the sheet 14 slides on the surface of the fixing roller 1. It is forcibly separated from the roller 1 and conveyed rightward in FIG. The sheet 14 is conveyed by a paper discharge roller (not shown) and discharged onto the paper discharge tray.
【0055】実施例2
次に本発明を適用した他の誘導加熱定着装置の実施例を
説明する。図9は本実施例2の誘導加熱定着装置の概略
断面図である。本実施例2では、導電体で形成されたガ
イド部材としての上定着前ガイド37が被発熱体として
設けられており、また、この上定着前ガイド37に誘導
渦電流を生じさせるためのコイルアセンブリ15aと、
シート14を挟持して搬送するローラ対35および36
とを有している。コイルアセンブリ15aは、図10に
示すように、ボビン1aに保持されたコア2aとコイル
3aとから構成され、上定着前ガイド37を介してシー
ト14に対向する位置に取り付けられている。ローラ対
35および36は、上定着前ガイド37の直近下流側に
設けられている。ここで、ローラ対35および36のそ
れぞれのローラの表面は、トナーに対して離型性を有す
る部材、例えばフッ素樹脂やシリコンゴムなどによりコ
ーティングされている。Embodiment 2 Next, an embodiment of another induction heating fixing device to which the present invention is applied will be described. FIG. 9 is a schematic sectional view of the induction heating fixing device of the second embodiment. In the second embodiment, an upper pre-fixing guide 37 as a guide member formed of a conductor is provided as a heat generating member, and a coil assembly for generating an induced eddy current in the upper pre-fixing guide 37. 15a,
Roller pairs 35 and 36 for nipping and conveying the sheet 14
And have. As shown in FIG. 10, the coil assembly 15a includes a core 2a held by the bobbin 1a and a coil 3a, and is attached to a position facing the sheet 14 via an upper pre-fixing guide 37. The roller pairs 35 and 36 are provided immediately downstream of the upper pre-fixing guide 37. Here, the surface of each roller of the roller pair 35 and 36 is coated with a member having releasability to toner, such as fluororesin or silicone rubber.
【0056】本実施例2では、コイル3aに流される高
周波電流により、上定着前ガイド37に誘導電流が発生
し、上定着前ガイド37が発熱する。トナー像が転写さ
れたシート14は、図6の左側から送り込まれ、発熱し
た上定着前ガイド37により非接触にて加熱される。こ
の部分でトナーはある程度軟化され、トナーとシート1
4とにはある程度の熱が蓄えられる。次いで、シート1
4はローラ対35および36により形成されるニップに
送り込まれる。そして、ニップ部の圧力とトナーおよび
シート14に蓄積された熱とにより、トナーはシート1
4に定着される。In the second embodiment, an induction current is generated in the upper pre-fixing guide 37 by the high frequency current flowing through the coil 3a, and the upper pre-fixing guide 37 generates heat. The sheet 14 onto which the toner image has been transferred is fed from the left side of FIG. 6, and is heated in a non-contact manner by the upper pre-fixing guide 37 which has generated heat. At this portion, the toner is softened to some extent, and the toner and the sheet 1
A certain amount of heat is stored in 4. Then sheet 1
4 is fed into the nip formed by roller pairs 35 and 36. Then, due to the pressure in the nip portion and the heat accumulated in the toner and the sheet 14, the toner is removed from the sheet 1.
It is fixed at 4.
【0057】本実施例2にあっては、このコイル3aに
流される高周波電流は、上記実施例1同様、図4または
図5をもって既に説明した制御系によって供給され、被
加熱体である上定着前ガイド37が異常高温となったと
きには即座にインバータ回路60が停止されて過加熱が
防止される。In the second embodiment, the high-frequency current flowing through the coil 3a is supplied by the control system already described with reference to FIG . 4 or FIG. When the front guide 37 reaches an abnormally high temperature, the inverter circuit 60 is immediately stopped to prevent overheating.
【0058】[0058]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
加熱体の加熱出力を任意に制御することができる誘導加
熱定着装置において、被加熱体の温度変化と同時に変化
するコイル電圧の変化を利用し、このコイル電圧の最大
値を検出して一早く被加熱体の異常高温を検知し、コイ
ルに交番電流を供給している高周波電源回路を停止する
こととしたので、従来の安全装置と比較して熱伝達によ
る遅れがなく、誘導加熱定着装置における異常高温対策
のための安全機構として優れ、また、熱伝達による遅れ
がない分より耐熱温度の低い部材を使用することができ
るおで、装置コストを低減することが可能となる。 According to the present invention as described above, according to the present invention, the
Induction processing that can arbitrarily control the heating output of the heating element
In the thermal fixing device, changes at the same time as the temperature of the heated object
The change in coil voltage
Value to detect abnormally high temperature of the heated object, and
Stop the high frequency power supply circuit that supplies alternating current
Since it was decided to use heat transfer compared to conventional safety devices.
Measures against abnormally high temperature in induction heating fixing device
As a safety mechanism for heat transfer and delay due to heat transfer
It is possible to use materials with lower heat resistance than
It is possible to reduce the equipment cost.
【0059】[0059]
【0060】[0060]
【0061】[0061]
【図1】 本発明の誘導加熱定着装置の前提の形態を説
明するためのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram for explaining a premise form of an induction heating fixing device of the present invention.
【図2】 被加熱体の温度とコイル電圧との関係を示す
図面である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a temperature of a heated object and a coil voltage.
【図3】 上記前提の形態における動作を説明するため
のタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart for explaining the operation in the above-described premise .
【図4】 本発明の誘導加熱定着装置の実施の形態を説
明するためのブロック図である。Is a block diagram for explaining the implementation of the form of the induction heat fixing apparatus of the present invention; FIG.
【図5】 本発明の誘導加熱定着装置の他の実施の形態
を説明するためのブロック図である。FIG. 5 is a block diagram for explaining another embodiment of the induction heating fixing device of the present invention.
【図6】 本発明を適用した誘導加熱定着装置の一実施
例を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing an embodiment of an induction heating fixing device to which the present invention is applied.
【図7】 図6に示されるコイルアセンブリを説明する
ための斜視図である。7 is a perspective view for explaining the coil assembly shown in FIG.
【図8】 図6に示されるホルダを示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing the holder shown in FIG.
【図9】 本発明を適用した誘導加熱定着装置の他の実
施例を示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing another embodiment of the induction heating fixing device to which the present invention is applied.
【図10】 図9に示されるコイルアセンブリを説明す
るための斜視図である。10 is a perspective view illustrating the coil assembly shown in FIG. 9. FIG.
【図11】 被加熱体の温度上昇に対するサーモスタッ
トのバイメタルおよび温度ヒューズの応答特性を示す図
面である。FIG. 11 is a diagram showing response characteristics of a thermostat bimetal and a thermal fuse with respect to a temperature rise of an object to be heated.
1…定着ローラ、2…加圧ローラ、3,15a…コイル
アセンブリ、9,3a…誘導加熱コイル、10,2a…
コア、30…被加熱体、37…上定着前ガイド、44…
スイッチ、50,50a,50b…制御回路、51…タ
イマー回路。1 ... Fixing roller, 2 ... Pressure roller, 3, 15a ... Coil assembly, 9, 3a ... Induction heating coil, 10, 2a ...
Core, 30 ... Object to be heated, 37 ... Pre-fixing guide, 44 ...
Switches, 50, 50a, 50b ... Control circuit, 51 ... Timer circuit.
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 13/20 G03G 15/20 H05B 6/00 - 6/44 Front page continuation (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G03G 13/20 G03G 15/20 H05B 6/00-6/44
Claims (3)
記録媒体へ定着する定着装置であって、 導電性部材で形成された被加熱体と、該被加熱体に近接
して配設され、該被加熱体に誘導電流を生じさせて発熱
させるためのコイルと、 前記被加熱体の加熱出力を任意に制御するための制御電
圧を出力する加熱出力制御手段と、 該加熱出力制御手段からの制御電圧に応じて前記コイル
に交番電流を流す高周波電源回路と、 前記コイルの電圧を検出するコイル電圧検出手段と、 該コイル電圧検出手段が検出したコイル電圧の最大値
が、前記加熱出力制御手段が出力している制御電圧に比
例して決められた電圧値以下となった場合に、前記高周
波電源回路の動作を停止させる高周波電源回路停止手段
と、を有することを特徴とする誘導加熱定着装置。1. A toner image formed on a recording medium
A fixing device for fixing to a recording medium, A heated object made of a conductive material and close to the heated object
Are placed in the heating element and generate an induced current in the heated object to generate heat.
A coil for A control voltage for arbitrarily controlling the heating output of the object to be heated.
Heating output control means for outputting pressure, The coil according to the control voltage from the heating output control means
A high-frequency power supply circuit that supplies alternating current to Coil voltage detecting means for detecting the voltage of the coil, Maximum value of coil voltage detected by the coil voltage detection means
Is compared with the control voltage output by the heating output control means.
For example, when the voltage becomes lower than the value determined,
High frequency power supply circuit stopping means for stopping the operation of the wave power supply circuit
And an induction heating fixing device.
番電流を流すためのスイッチと、該スイッチのオン、オ
フのタイミングを決めるタイミング決定手段とを有し、
前記タイミング決定手段がタイマー回路よりなり、該タ
イマー回路が前記加熱出力制御手段からの制御電圧に応
じた時間を計時して前記スイッチのオン、オフのタイミ
ングを決定することを特徴とする請求項1記載の誘導加
熱定着装置。2. The high frequency power supply circuit has a switch for supplying an alternating current to the coil, and a timing determination means for determining the on / off timing of the switch,
Claim 1, wherein the timing decision unit is made of a timer circuit, on the switch by measuring the time in response to the control voltage from the timer circuit the heating output control means, and determines the timing of the off The induction heating fixing device described.
番電流を流すためのスイッチと、該スイッチのオン、オ
フのタイミングを決めるタイミング決定手段とを有し、
前記タイミング決定手段が、前記コイルのコイル電流を
検出するコイル電流検出手段を有し、該コイル電流検出
手段が検出したコイル電流を電圧値に変換して、前記加
熱出力制御手段からの制御電圧と比較して、前記スイッ
チのオン、オフのタイミングを決定することを特徴とす
る請求項1記載の誘導加熱定着装置。3. The high-frequency power supply circuit has a switch for supplying an alternating current to the coil, and timing determination means for determining the on / off timing of the switch,
The timing determination means has a coil current detection means for detecting a coil current of the coil, converts the coil current detected by the coil current detection means into a voltage value, and outputs the control voltage from the heating output control means. in comparison, on of the switch, the induction heat fixing apparatus according to claim 1, wherein the determining the timing off.
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