JP2006011217A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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JP2006011217A JP2004191030A JP2004191030A JP2006011217A JP 2006011217 A JP2006011217 A JP 2006011217A JP 2004191030 A JP2004191030 A JP 2004191030A JP 2004191030 A JP2004191030 A JP 2004191030A JP 2006011217 A JP2006011217 A JP 2006011217A
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Eiji Sawamura
栄二 沢村
Norihiko Yasuse
徳彦 安瀬
Motokazu Hasegawa
基和 長谷川
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device capable of preventing hot offsets from being generated at both ends of a belt. <P>SOLUTION: The fixing device 10 is equipped with a fixing roller 11, a counter roller 12 which is arranged in parallel to the fixing roller 11 and made of a nonmagnetic material, an endless belt 13 which is wound around and between the fixing roller 11 and counter roller 12, an induction coil 14 which heats the fixing belt 13 by electromagnetic induction, and a pressure roller 16 which presses the fixing roller 11 across the fixing belt 13, and passes recording paper P between the fixing belt 11 and pressure roller 16 to fix unfixed toner on the recording paper P. The fixing belt 11 has a laminated structure of a base material, an elastic layer, and a peeling layer in this order starting from the bottom, and the base material is made of a material in which magnetism stabilizing alloy is dispersed, the Curie temperature of the magnetism stabilizing alloy being set lower than the hot offset of toner. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電磁誘導加熱を用いたベルト方式の定着装置、および該定着装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。   The present invention relates to a belt-type fixing device using electromagnetic induction heating, and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile equipped with the fixing device.

電磁誘導加熱を用いたベルト方式の定着装置は、定着ローラと、この定着ローラに並列配置され非磁性材料からなる対向ローラと、定着ローラと対向ローラ間に巻き掛けられた無端状の定着ベルトと、定着ベルトを外部から加熱する誘導コイルと、定着ベルトを介して定着ローラを押圧する加圧ローラとを備えている。そして、定着ベルトと加圧ローラとの間に記録紙を通過させ、このとき、定着ベルトからの熱および加圧ローラによる押圧力で記録紙上の未定着トナーを定着させる(例えば、特許文献1参照)。   A belt-type fixing device using electromagnetic induction heating includes a fixing roller, a counter roller made of a nonmagnetic material arranged in parallel with the fixing roller, and an endless fixing belt wound between the fixing roller and the counter roller. And an induction coil for heating the fixing belt from the outside and a pressure roller for pressing the fixing roller via the fixing belt. Then, the recording paper is passed between the fixing belt and the pressure roller, and at this time, the unfixed toner on the recording paper is fixed by the heat from the fixing belt and the pressing force by the pressure roller (see, for example, Patent Document 1). ).

一般に定着ベルトは、図9に断面で示すように、下側から順に基材1、発熱層2、弾性層3、離型層4が積層された積層構造をなしている。   In general, the fixing belt has a laminated structure in which a base material 1, a heat generating layer 2, an elastic layer 3, and a release layer 4 are laminated in order from the bottom as shown in a cross section in FIG.

基材1は無端状のベルトからなり、耐熱性樹脂で形成されている。耐熱性樹脂の材質としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルケトン(PEEK)等が使用される。定着ベルトの剛性および熱容量から、通常、基材1の厚さは20μm〜100μmに設定されている。   The base material 1 consists of an endless belt and is formed of a heat resistant resin. As a material of the heat resistant resin, polyimide, polyamideimide, polyetherketone (PEEK) or the like is used. From the rigidity and heat capacity of the fixing belt, the thickness of the substrate 1 is usually set to 20 μm to 100 μm.

発熱層2としては、SUS、鉄、ニッケル、マンガン、チタン、クロム、銅等の金属が使用される。また、弾性層3は、画像の均一性を得るために必要なものであり、100〜300μm程度のシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムが用いられる。離型層4は、転写紙およびトナーと加圧接触するため、耐熱性、耐久性に優れたフッ素系樹脂等で形成されている。
特開平11−329700号公報
As the heat generating layer 2, a metal such as SUS, iron, nickel, manganese, titanium, chromium, or copper is used. The elastic layer 3 is necessary for obtaining image uniformity, and heat-resistant rubber such as silicone rubber or fluororubber of about 100 to 300 μm is used. The release layer 4 is made of a fluorine resin or the like having excellent heat resistance and durability because it is in pressure contact with the transfer paper and toner.
JP 11-329700 A

しかしながら、上記従来の定着装置では、誘導コイルによって定着ベルトを単に加熱しているだけで、定着ベルトの温度制御を行っていないので、ベルト両側端部でホットオフセットが生じやすい。すなわち、小サイズの記録紙を連続通紙すると、ベルト両側端部は記録紙に熱が奪われないため温度が高くなり、この状態で大サイズの記録紙を通紙したときに、ベルト両側端部でホットオフセットが生じるという問題がある。   However, in the conventional fixing device, since the fixing belt is merely heated by the induction coil and the temperature of the fixing belt is not controlled, hot offset tends to occur at both ends of the belt. In other words, when small size recording paper is continuously passed, the temperature increases at both ends of the belt because heat is not taken away by the recording paper. When large size recording paper is passed in this state, There is a problem that hot offset occurs in the area.

また、従来の定着装置では、対向ローラの端部は軸受けなどがあって熱容量が大きいため、誘導コイルによって定着ベルトを加熱し始めたときには、その熱が対向ローラ端部側へ逃げてしまい、図10に示すように、対向ローラ端部の温度上昇が対向ローラ中央部の温度上昇に比べて遅くなり、その結果、定着装置が使用可能状態となるまでの時間、つまり立ち上がり時間が長くなるという問題もある。   Further, in the conventional fixing device, since the end portion of the opposing roller has a bearing or the like and has a large heat capacity, when the fixing belt starts to be heated by the induction coil, the heat escapes to the opposite roller end portion side. As shown in FIG. 10, the temperature rise at the end of the opposed roller is slower than the temperature rise at the center of the opposed roller, and as a result, the time until the fixing device becomes ready for use, that is, the rise time becomes longer. There is also.

本発明の第1の課題は、ベルト両側端部でホットオフセットが生じるのを防ぐことができる定着装置および画像形成装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus that can prevent hot offset from occurring at both end portions of a belt.

本発明の第2の課題は、装置の立ち上がり時間を短くすることのできる定着装置および画像形成装置を提供することにある。   A second object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus that can shorten the rise time of the apparatus.

上記第1の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、定着ローラと、該定着ローラに並列して配置され非磁性材料からなる対向ローラと、前記定着ローラと前記対向ローラとの間に巻き掛けられた無端状の定着ベルトと、該定着ベルトを電磁誘導加熱する誘導加熱手段と、前記定着ベルトを介して前記定着ローラを押圧する加圧ローラとを備え、前記定着ベルトと前記加圧ローラとの間に記録紙を通過させて該記録紙上の未定着トナーを定着させる定着装置であって、前記定着ベルトは、下側から順に基材、弾性層、離型層が積層された積層構造をなし、前記基材は整磁合金が分散された材料で形成され、かつ前記整磁合金のキュリー温度はトナーのホットオフセット温度よりも低く設定されていることを特徴としている。   In order to solve the first problem, the invention described in claim 1 includes a fixing roller, a counter roller made of a nonmagnetic material arranged in parallel to the fixing roller, the fixing roller, and the counter roller. An endless fixing belt wound between the fixing belt, induction heating means for electromagnetically heating the fixing belt, and a pressure roller for pressing the fixing roller via the fixing belt, A fixing device that passes recording paper between the pressure roller and fixes unfixed toner on the recording paper. The fixing belt includes a base material, an elastic layer, and a release layer laminated in order from the bottom. The base material is formed of a material in which a magnetic shunt alloy is dispersed, and the Curie temperature of the magnetic shunt alloy is set lower than the hot offset temperature of the toner.

上記構成によれば、定着ベルトの基材は整磁合金が分散された材料で形成され、その整磁合金のキュリー温度はトナーのホットオフセット温度より低く設定されているので、小サイズの記録紙を連続通紙しても、定着ベルト両側端部の温度はホットオフセット温度以下に抑えられ、その結果、小サイズの記録紙を連続通紙した後に大サイズの記録紙を通紙しても、ベルト両側端部でホットオフセットが生じることはない。   According to the above configuration, the base material of the fixing belt is formed of a material in which a magnetic shunt alloy is dispersed, and the Curie temperature of the magnetic shunt alloy is set lower than the hot offset temperature of the toner. Even if the paper is continuously fed, the temperature at both ends of the fixing belt is kept below the hot offset temperature, and as a result, even if the small size recording paper is continuously fed and then the large size recording paper is passed, Hot offset does not occur at both ends of the belt.

請求項2に記載の発明は、定着ローラと、該定着ローラに並列して配置された対向ローラと、前記定着ローラと前記対向ローラとの間に巻き掛けられ非磁性材料からなる無端状の定着ベルトと、前記対向ローラを電磁誘導加熱する誘導加熱手段と、前記定着ベルトを介して前記定着ローラを押圧する加圧ローラとを備え、前記定着ベルトと前記加圧ローラとの間に記録紙を通過させて該記録紙上の未定着トナーを定着させる定着装置であって、前記対向ローラの外周面には整磁合金が設けられ、その整磁合金のキュリー温度はトナーのホットオフセット温度よりも低く設定されていることを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a fixing roller, a counter roller arranged in parallel with the fixing roller, and an endless fixing made of a nonmagnetic material wound around the fixing roller and the counter roller. A belt, induction heating means for electromagnetically heating the counter roller, and a pressure roller that presses the fixing roller via the fixing belt, and a recording sheet is placed between the fixing belt and the pressure roller. A fixing device that passes through and fixes unfixed toner on the recording paper, wherein a magnetic shunt alloy is provided on the outer peripheral surface of the facing roller, and the Curie temperature of the magnetic shunt alloy is lower than the hot offset temperature of the toner. It is characterized by being set.

上記構成によれば、対向ローラの外周面に整磁合金が設けられ、その整磁合金のキュリー温度はトナーのホットオフセット温度よりも低く設定されているので、小サイズの記録紙を連続通紙しても、定着ベルト両側端部の温度はホットオフセット温度以下に抑えられ、その結果、小サイズの記録紙を連続通紙した後に大サイズの記録紙を通紙しても、ベルト両側端部でホットオフセットが生じることはない。   According to the above configuration, the magnetic shunt alloy is provided on the outer peripheral surface of the opposing roller, and the Curie temperature of the magnetic shunt alloy is set lower than the hot offset temperature of the toner. However, the temperature at both ends of the fixing belt is kept below the hot offset temperature. As a result, even if a small size recording paper is continuously fed and then a large size recording paper is passed, No hot offset will occur.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2において、前記対向ローラは円筒状部分を有し、その円筒状部分の肉厚は該対向ローラの軸方向に沿って中央部よりも両端部が薄く形成されていることを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the opposing roller has a cylindrical portion, and the thickness of the cylindrical portion is longer than the central portion along the axial direction of the opposing roller. Is characterized by being thinly formed.

また、上記第2の課題を解決するために、請求項4に記載の発明は、定着ローラと、該定着ローラに並列して配置された対向ローラと、前記定着ローラと前記対向ローラとの間に巻き掛けられた無端状の定着ベルトと、前記対向ローラまたは前記定着ベルトを電磁誘導加熱する誘導加熱手段と、前記定着ベルトを介して前記定着ローラを押圧する加圧ローラとを備え、前記定着ベルトと前記加圧ローラとの間に記録紙を通過させて該記録紙上の未定着トナーを定着させる定着装置であって、前記対向ローラは円筒状部分を有し、その円筒状部分の肉厚は該対向ローラの軸方向に沿って中央部よりも両端部が薄く形成されていることを特徴としている。   In order to solve the second problem described above, the invention according to claim 4 includes a fixing roller, a counter roller arranged in parallel with the fixing roller, and a gap between the fixing roller and the counter roller. An endless fixing belt wrapped around the fixing roller; induction heating means for electromagnetically heating the counter roller or the fixing belt; and a pressure roller for pressing the fixing roller via the fixing belt. A fixing device for passing recording paper between a belt and the pressure roller to fix unfixed toner on the recording paper, wherein the opposing roller has a cylindrical portion, and the thickness of the cylindrical portion is Is characterized in that both end portions are formed thinner than the central portion along the axial direction of the opposing roller.

上記構成によれば、対向ローラの円筒状部分の肉厚は対向ローラの軸方向に沿って中央部よりも両端部が薄く形成されているために、対向ローラの両端部における熱容量は小さくなり、電磁誘導加熱による熱が対向ローラ端部側へ逃げるのを抑えることができる。その結果、定着装置が使用可能状態となるまでの立ち上がり時間を短くすることができる。   According to the above configuration, since the thickness of the cylindrical portion of the opposing roller is formed so that both ends are thinner than the central portion along the axial direction of the opposing roller, the heat capacity at both ends of the opposing roller is reduced, It can suppress that the heat | fever by electromagnetic induction heating escapes to the opposing roller edge part side. As a result, it is possible to shorten the rise time until the fixing device becomes usable.

請求項5に記載の発明は、画像形成装置の発明で、請求項1〜4のいずれか一項に記載の定着装置を搭載したことを特徴としている。   The invention described in claim 5 is an invention of an image forming apparatus, wherein the fixing device according to any one of claims 1 to 4 is mounted.

本発明によれば、定着ベルトの温度がトナーのホットオフセット温度よりも上昇することはなく、そのため、小サイズの記録紙を連続通紙した後に大サイズの記録紙を通紙しても、ベルト両側端部でホットオフセットが生じるのを防ぐことができる。   According to the present invention, the temperature of the fixing belt does not rise above the hot offset temperature of the toner. Therefore, even if the large-size recording paper is passed after the small-size recording paper is continuously fed, the belt Hot offset can be prevented from occurring at both ends.

また、対向ローラは円筒状部分の両端部における熱容量が小さくなり、その結果、定着装置が使用可能状態となるまでの立ち上がり時間を短くすることができる。   Further, the counter roller has a small heat capacity at both ends of the cylindrical portion, and as a result, the rising time until the fixing device is ready for use can be shortened.

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例1による定着装置10の全体構成図である。この定着装置10は、図に示すように、定着ローラ11と、定着ローラ11に並列に配置され非磁性材料からなる対向ローラ(加熱ローラ)12と、定着ローラ11と対向ローラ12との間に巻き掛けられ内部に磁性材料を有する無端状の定着ベルト13と、対向ローラ12の側方に配置され定着ベルト13を電磁誘導加熱する誘導コイル(誘導加熱手段)14と、定着ベルト13を介して定着ローラ11を押圧し定着ベルト13にニップ部15を形成する加圧ローラ16とを備えている。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of a fixing device 10 according to a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the fixing device 10 includes a fixing roller 11, a counter roller (heating roller) 12 that is arranged in parallel with the fixing roller 11 and is made of a nonmagnetic material, and a fixing roller 11 and a counter roller 12. An endless fixing belt 13 wound around and having a magnetic material inside, an induction coil (induction heating means) 14 disposed on the side of the opposing roller 12 for electromagnetic induction heating, and a fixing belt 13 And a pressure roller 16 that presses the fixing roller 11 and forms a nip portion 15 on the fixing belt 13.

定着ローラ11は、アルミもしくは鉄等の芯金の外側に断熱層を有し、外径が例えば40mmに設定されている。前記断熱層は耐熱性が必要であるため、シリコーンゴム(スポンジを含む)などが使用される。断熱層に使用される材料の熱伝導率は低ければ低い方が効果的で、概ね0.2W/m/K以下が望ましい。対向ローラ12は、芯金が非磁性材料であるアルミ、SUS等で形成されている。   The fixing roller 11 has a heat insulating layer on the outside of a core metal such as aluminum or iron, and has an outer diameter set to 40 mm, for example. Since the heat insulation layer needs heat resistance, silicone rubber (including sponge) is used. The lower the thermal conductivity of the material used for the heat insulating layer, the more effective it is, and it is generally preferable to be 0.2 W / m / K or less. The counter roller 12 is formed of aluminum, SUS, or the like whose core metal is a nonmagnetic material.

加圧ローラ16は、芯金の外周にシリコーンゴム等の耐熱性弾性層が形成され、さらに耐熱性弾性層の外周にフッ素樹脂等からなる表面離型層が形成されている。また、記録紙Pの定着ベルト13からの分離性を良くするために、加圧ローラ16の表面硬度は定着ローラ11の表面硬度よりも硬く形成されている。そのため、加圧ローラ16によって、定着ベルト13を介して定着ローラ11を押圧すると、定着ベルト13の一部が定着ローラ11側に凸状に変形し、定着ベルト11にニップ部15が形成される。なお、加圧ローラ16の耐熱性弾性層の厚さは、1mm〜数mm程度である。   In the pressure roller 16, a heat-resistant elastic layer such as silicone rubber is formed on the outer periphery of the core metal, and a surface release layer made of fluorine resin or the like is formed on the outer periphery of the heat-resistant elastic layer. Further, the surface hardness of the pressure roller 16 is formed to be higher than the surface hardness of the fixing roller 11 in order to improve the separation of the recording paper P from the fixing belt 13. Therefore, when the fixing roller 11 is pressed by the pressure roller 16 via the fixing belt 13, a part of the fixing belt 13 is deformed in a convex shape toward the fixing roller 11, and a nip portion 15 is formed in the fixing belt 11. . The thickness of the heat resistant elastic layer of the pressure roller 16 is about 1 mm to several mm.

誘導コイル14は、フェライトまたはパーマロイからなる断面略凹状の励磁コア17の周囲に巻き回されている。誘導コイル14に数kHz〜数百kHzの高周波電流を流すと、定着ベルト13には誘導電流が発生する。この誘導電流により、定着ベルト13は誘導コイル14付近で局部的に発熱し、急速に昇温する。   The induction coil 14 is wound around an exciting core 17 made of ferrite or permalloy and having a substantially concave cross section. When a high frequency current of several kilohertz to several hundred kilohertz is passed through the induction coil 14, an induction current is generated in the fixing belt 13. Due to this induced current, the fixing belt 13 generates heat locally in the vicinity of the induction coil 14 and rapidly rises in temperature.

また、電磁誘導加熱された定着ベルト13の温度を検出する温度センサ18と、この温度センサ18からの検出信号を取り込んで、誘導コイル14に流す高周波電流を制御する制御装置19とが設けられている。   Further, a temperature sensor 18 for detecting the temperature of the fixing belt 13 heated by electromagnetic induction and a control device 19 for taking in a detection signal from the temperature sensor 18 and controlling a high-frequency current flowing through the induction coil 14 are provided. Yes.

さらに、対向ローラ12の下方には、記録紙Pを定着装置10に搬送するガイド板20が設けられている。記録紙Pの表面には未定着トナーTが付着している。   Further, a guide plate 20 that conveys the recording paper P to the fixing device 10 is provided below the facing roller 12. Unfixed toner T adheres to the surface of the recording paper P.

図2は定着ベルト13の縦断面図である。定着ベルト13は、図2に示すように、下側から順に基材13a、弾性層13b、離型層13cが積層された積層構造をなしている。   FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the fixing belt 13. As shown in FIG. 2, the fixing belt 13 has a laminated structure in which a base material 13a, an elastic layer 13b, and a release layer 13c are laminated in order from the lower side.

基材13aは無端状のベルトで形成され、耐熱性樹脂をベースとしてその樹脂中に整磁合金の粉末が配合されている。ベースとなる耐熱性樹脂の材質としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルケトン(PEEK)等を使用できる。なお、ベルトの剛性および熱容量から、基材13aの厚さは20μm〜100μmが望ましい。   The substrate 13a is formed of an endless belt, and a magnetic shunt alloy powder is blended in the resin based on a heat resistant resin. As the material of the heat-resistant resin as a base, polyimide, polyamideimide, polyetherketone (PEEK), or the like can be used. In addition, the thickness of the base material 13a is desirably 20 μm to 100 μm from the rigidity and heat capacity of the belt.

弾性層13bは画像の均一性を得るために必要であり、100〜300μm程度のシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムが用いられている。   The elastic layer 13b is necessary for obtaining image uniformity, and heat-resistant rubber such as silicone rubber or fluororubber of about 100 to 300 μm is used.

離型層13cは記録紙PおよびトナーTと加圧接触する。このため、離型層13cとしては、耐熱性および耐久性に優れたフッ素系樹脂等が好ましい。   The release layer 13c is in pressure contact with the recording paper P and the toner T. For this reason, as the release layer 13c, a fluorine resin or the like excellent in heat resistance and durability is preferable.

本実施例では、上述したように、基材13aは整磁合金が分散された材料で形成されている。ここで、整磁合金のキュリー温度はトナーのホットオフセット温度よりも低く設定されている。例えば、この定着装置10でのホットオフセット温度が205℃の場合では、整磁合金のキュリー温度が200℃になるように、基材13aの樹脂中に、例えば鉄−ニッケル合金からなる粉末が分散されている(整磁合金のキュリー温度が200℃になるようにニッケルの量が調整されている)。   In this embodiment, as described above, the base material 13a is formed of a material in which a magnetic shunt alloy is dispersed. Here, the Curie temperature of the magnetic shunt alloy is set lower than the hot offset temperature of the toner. For example, when the hot offset temperature in the fixing device 10 is 205 ° C., a powder made of, for example, an iron-nickel alloy is dispersed in the resin of the base material 13a so that the Curie temperature of the magnetic shunt alloy is 200 ° C. (The amount of nickel is adjusted so that the Curie temperature of the magnetic shunt alloy is 200 ° C.).

図1の定着装置10が図2に示した定着ベルト13を備えている場合、誘導コイル14に高周波電流を流すと、定着ベルト13の基材13aが電磁誘導加熱され、定着ベルト13が発熱する。そして、ガイド板20上を搬送されてきた記録紙Pを定着ローラ11と加圧ローラ16との間に通過させることにより、記録紙P上の未定着トナーを定着させることができる。   When the fixing device 10 of FIG. 1 includes the fixing belt 13 shown in FIG. 2, when a high frequency current is passed through the induction coil 14, the base material 13 a of the fixing belt 13 is heated by electromagnetic induction and the fixing belt 13 generates heat. . Then, by passing the recording paper P conveyed on the guide plate 20 between the fixing roller 11 and the pressure roller 16, unfixed toner on the recording paper P can be fixed.

また、上記構成の定着装置10においては、小サイズの記録紙を連続通紙しても、定着ベルト13の幅方向に沿った温度分布は、図3に示すように、両端部が200℃位までしか上昇しないため、小サイズの記録紙を連続通紙した後に大サイズを通紙しても、定着ローラ13の両側端にホットオフセットが生じるのを防ぐことができる。   Further, in the fixing device 10 having the above-described configuration, even if small-sized recording paper is continuously fed, the temperature distribution along the width direction of the fixing belt 13 is about 200 ° C. at both ends as shown in FIG. Therefore, hot offset can be prevented from occurring at both ends of the fixing roller 13 even if a large size sheet is passed after a small size recording sheet is continuously fed.

図4は本発明の実施例2を示しており、対向ローラ12の上半分だけの断面図である。対向ローラ12は、図に示すように、円筒状部分12aを有し、この円筒状部分12aの両端に回転支持部12bが設けられている。回転支持部12bは、ベアリングを介して画像形成装置本体に支持される。   FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view of only the upper half of the facing roller 12. As shown in the figure, the facing roller 12 has a cylindrical portion 12a, and rotation support portions 12b are provided at both ends of the cylindrical portion 12a. The rotation support portion 12b is supported by the image forming apparatus main body via a bearing.

本実施例では、対向ローラ12の内壁面は両端部側が削られており、円筒状部分12aの肉厚は対向ローラ12の軸方向に沿って中央部12cよりも両端部12dが薄く形成されている。例えば、中央部12cの肉厚は0.6mmで、両端部12dの肉厚は0.3mmにそれぞれ形成されている。   In this embodiment, both end portions of the inner wall surface of the facing roller 12 are cut off, and the cylindrical portion 12a is formed so that the both end portions 12d are thinner than the central portion 12c along the axial direction of the facing roller 12. Yes. For example, the thickness of the central portion 12c is 0.6 mm, and the thickness of both end portions 12d is 0.3 mm.

このような構成にすると、対向ローラ12の両端部12dにおける熱容量が小さくなり、電磁誘導加熱による熱が両端部12d側へ逃げるのを抑えることができる。その結果、図5に示すように、両端部12d(対向ローラ両端部)の温度上昇が中央部12c(対向ローラ中央部)の温度上昇と殆ど同等となり、その結果、定着装置が使用可能状態となるまでの時間、つまり立ち上がり時間を短くすることが可能となる。   With such a configuration, the heat capacity at both end portions 12d of the opposing roller 12 is reduced, and heat from electromagnetic induction heating can be prevented from escaping to the both end portions 12d side. As a result, as shown in FIG. 5, the temperature rise at both ends 12d (opposite roller both ends) is almost equal to the temperature rise at the central portion 12c (opposite roller center), and as a result, the fixing device can be used. It is possible to shorten the time until it is, that is, the rise time.

図6は本発明の実施例3を示しており、対向ローラ12および対向ローラ12に巻き掛けられた定着ベルト13の上半分だけの断面図である。   FIG. 6 shows Embodiment 3 of the present invention, and is a sectional view of only the upper half of the fixing roller 13 wound around the counter roller 12 and the counter roller 12.

定着ベルト13は、下側から順に基材13d、弾性層13b、離型層13cが積層された積層構造をなしている。基材13dは耐熱性樹脂(非磁性材料)からなる無端状のベルトで形成されている。耐熱性樹脂の材質としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルケトン(PEEK)等を使用できる。ベルトの剛性および熱容量から、基材13dの厚さは20μm〜100μmが望ましい。なお、弾性層13b、離型層13cは実施例1で述べたものと同様である。   The fixing belt 13 has a laminated structure in which a base material 13d, an elastic layer 13b, and a release layer 13c are laminated in order from the lower side. The base 13d is formed of an endless belt made of a heat resistant resin (nonmagnetic material). As a material of the heat resistant resin, polyimide, polyamideimide, polyetherketone (PEEK) or the like can be used. From the rigidity and heat capacity of the belt, the thickness of the base material 13d is desirably 20 μm to 100 μm. The elastic layer 13b and the release layer 13c are the same as those described in the first embodiment.

本実施例では、対向ローラ12は非磁性のアルミ等からなる芯金12eを有し、その芯金12eの外周面に整磁合金21が設けられている。この整磁合金21の材料としては、鉄−ニッケル合金、または鉄−ニッケル−クロム、鉄−ニッケル−コバルト等がある。また整磁合金21は、そのキュリー温度が200℃になるようにニッケルの量が調整されている。   In this embodiment, the facing roller 12 has a cored bar 12e made of nonmagnetic aluminum or the like, and a magnetic shunt alloy 21 is provided on the outer peripheral surface of the cored bar 12e. Examples of the material of the magnetic shunt alloy 21 include an iron-nickel alloy, iron-nickel-chromium, iron-nickel-cobalt, and the like. Further, the amount of nickel of the magnetic shunt alloy 21 is adjusted so that its Curie temperature becomes 200 ° C.

図1の定着装置10が図6に示した対向ローラ12および定着ベルト13を備えている場合、誘導コイル14に高周波電流を流すと、整磁合金21が電磁誘導加熱されて対向ローラ12が発熱し、この発熱により定着ベルト13が加熱される。そして、ガイド板20上を搬送されてきた記録紙Pを定着ローラ11と加圧ローラ16との間を通過させることにより、記録紙P上の未定着トナーを定着させることができる。   When the fixing device 10 of FIG. 1 includes the facing roller 12 and the fixing belt 13 shown in FIG. 6, when a high frequency current is passed through the induction coil 14, the magnetic shunt alloy 21 is heated by electromagnetic induction and the facing roller 12 generates heat. The fixing belt 13 is heated by this heat generation. Then, by passing the recording paper P conveyed on the guide plate 20 between the fixing roller 11 and the pressure roller 16, unfixed toner on the recording paper P can be fixed.

本実施例によれば、小サイズの記録紙を連続通紙しても、定着ベルト13の幅方向に沿った温度分布は、実施例1の場合と同様、両端部が200℃位までしか上昇しないため、小サイズの記録紙を連続通紙した後に大サイズを通紙しても、定着ローラ13の両側端にホットオフセットが生じるのを防ぐことができる。   According to the present embodiment, even if small-size recording paper is continuously fed, the temperature distribution along the width direction of the fixing belt 13 rises only to about 200 ° C. at both ends as in the first embodiment. Therefore, hot offset can be prevented from occurring at both side edges of the fixing roller 13 even if a small size recording paper is continuously fed and then a large size paper is passed.

また、実施例1または実施例2の場合は定着ベルト13に整磁合金が含まれていたが、本実施例では、定着ベルト13には整磁合金が含まれていない。その結果、定着ベルト13の柔軟性が向上して、定着ベルト13に割れ等が生じにくくなり、定着ベルト13の寿命向上を図ることができる。   In the case of Example 1 or Example 2, the fixing belt 13 contains a magnetic shunt alloy, but in this embodiment, the fixing belt 13 does not contain a magnetic shunt alloy. As a result, the flexibility of the fixing belt 13 is improved, the fixing belt 13 is less likely to be cracked, and the life of the fixing belt 13 can be improved.

図7は本発明の実施例4を示しており、対向ローラ12および対向ローラ12に巻き掛けられた定着ベルト13の上半分だけの断面図である。本実施例では、実施例2と同様、対向ローラ12の内壁面は両端部側が削られており、円筒状部分12aの肉厚は対向ローラ12の軸方向に沿って中央部12cよりも両端部12dが薄く形成されている。例えば、中央部12cの肉厚は0.6mmで、両端部12dの肉厚は0.3mmにそれぞれ形成されている。定着ベルト13は実施例3のものと同様である。   FIG. 7 shows Embodiment 4 of the present invention, and is a sectional view of only the upper half of the fixing roller 13 wound around the opposing roller 12 and the opposing roller 12. In the present embodiment, as in the second embodiment, both end portions of the inner wall surface of the facing roller 12 are cut away, and the thickness of the cylindrical portion 12a is greater than the center portion 12c along the axial direction of the facing roller 12. 12d is formed thinly. For example, the thickness of the central portion 12c is 0.6 mm, and the thickness of both end portions 12d is 0.3 mm. The fixing belt 13 is the same as that of the third embodiment.

図1の定着装置10が図7に示した対向ローラ12および定着ベルト13を備えている場合、誘導コイル14に高周波電流を流すと、整磁合金21が電磁誘導加熱されて対向ローラ12が発熱し、この発熱により定着ベルト13が加熱される。そして、ガイド板20上を搬送されてきた記録紙Pを定着ローラ11と加圧ローラ16との間を通過させることにより、記録紙P上の未定着トナーを定着させることができる。   When the fixing device 10 of FIG. 1 includes the facing roller 12 and the fixing belt 13 shown in FIG. 7, when a high frequency current is passed through the induction coil 14, the magnetic shunt alloy 21 is electromagnetically heated and the facing roller 12 generates heat. The fixing belt 13 is heated by this heat generation. Then, by passing the recording paper P conveyed on the guide plate 20 between the fixing roller 11 and the pressure roller 16, unfixed toner on the recording paper P can be fixed.

本実施例によれば、小サイズの記録紙を連続通紙しても、定着ベルト13の幅方向に沿った温度分布は、実施例1の場合と同様、両端部が200℃位までしか上昇しないため、小サイズの記録紙を連続通紙した後に大サイズを通紙しても、定着ローラ13の両側端にホットオフセットが生じるのを防ぐことができる。   According to the present embodiment, even if small-size recording paper is continuously fed, the temperature distribution along the width direction of the fixing belt 13 rises only to about 200 ° C. at both ends as in the first embodiment. Therefore, hot offset can be prevented from occurring at both side edges of the fixing roller 13 even if a small size recording paper is continuously fed and then a large size paper is passed.

また、本実施例では、円筒状部分12aの肉厚は中央部12cよりも両端部12dが薄く形成されているので、両端部12dにおける熱容量が小さくなり、電磁誘導加熱による熱が両端部12d側へ逃げるのを抑えることができる。その結果、実施例2の場合と同様、定着装置が使用可能状態となるまでの時間、つまり立ち上がり時間を短くすることが可能となる。   In the present embodiment, the cylindrical portion 12a is formed such that both end portions 12d are thinner than the central portion 12c, so that the heat capacity at both end portions 12d is reduced, and the heat from electromagnetic induction heating is on the both end 12d side. It can be suppressed to escape. As a result, as in the second embodiment, it is possible to shorten the time until the fixing device becomes usable, that is, the rise time.

図8は、本発明の実施例5による画像形成装置の要部構成図である。図に示すように、画像形成装置30には、静電潜像が形成される感光体ドラム31が設けられている。感光体ドラム31の周囲には、感光体ドラム31に接触あるいは近接配置され感光体ドラム31を帯電させる帯電ローラ32と、帯電した感光体ドラム31に対して露光33を行って感光体ドラム31上に静電潜像を形成する露光装置(図示省略)と、感光体ドラム31上の静電潜像にトナーを付着させ静電潜像を顕像化してトナー像とする現像ローラ34と、感光体ドラム31上のトナー像を記録紙Pに転写する転写ローラ35と、転写処理後の感光体ドラム31をクリーニングするクリーニング装置36とが設けられている。   FIG. 8 is a block diagram showing the principal parts of an image forming apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. As shown in the figure, the image forming apparatus 30 is provided with a photosensitive drum 31 on which an electrostatic latent image is formed. Around the photosensitive drum 31, a charging roller 32 that is placed in contact with or close to the photosensitive drum 31 to charge the photosensitive drum 31, and the charged photosensitive drum 31 is exposed 33 to perform exposure 33 on the photosensitive drum 31. An exposure device (not shown) that forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum 31; a developing roller 34 that visualizes the electrostatic latent image by attaching toner to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 31; A transfer roller 35 for transferring the toner image on the body drum 31 to the recording paper P and a cleaning device 36 for cleaning the photosensitive drum 31 after the transfer process are provided.

また、記録紙の搬送方向(矢印A)に沿って感光体ドラム31の下流側には定着装置10が設けられている。この定着装置10は、実施例1〜4で述べた定着装置のうちのいずれかである。   A fixing device 10 is provided on the downstream side of the photosensitive drum 31 along the recording sheet conveyance direction (arrow A). The fixing device 10 is one of the fixing devices described in the first to fourth embodiments.

本発明の実施例1による定着装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a fixing device according to Embodiment 1 of the present invention. 定着ベルトの断面図である。2 is a cross-sectional view of a fixing belt. FIG. 定着ベルトの幅方向における温度分布を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a temperature distribution in the width direction of the fixing belt. 本発明の実施例2を示しており、対向ローラの上半分の断面図である。9 is a cross-sectional view of the upper half of the facing roller, showing Embodiment 2 of the present invention. FIG. 実施例2による効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect by Example 2. FIG. 本発明の実施例3を示しており、対向ローラおよび定着ベルトの上半分の断面図である。9 is a cross-sectional view of the upper half of the opposing roller and the fixing belt, showing Embodiment 3 of the present invention. FIG. 本発明の実施例4を示しており、対向ローラおよび定着ベルトの上半分の断面図である。9 is a cross-sectional view of the upper half of the opposing roller and the fixing belt, showing Embodiment 4 of the present invention. FIG. 本発明の実施例5による画像形成装置の要部構成図である。It is a principal part block diagram of the image forming apparatus by Example 5 of this invention. 従来の定着ベルトの断面図である。It is a sectional view of a conventional fixing belt. 従来の定着ベルトの問題点を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a problem of a conventional fixing belt.

符号の説明Explanation of symbols

10 定着装置
11 定着ローラ
12 対向ローラ
12a 円筒状部分
12c 中央部
12d 端部
13 定着ベルト
13a 基材
13b 弾性層
13c 離型層
13d 基材
14 誘導コイル(誘導加熱手段)
15 ニップ部
16 加圧ローラ
18 温度センサ
19 制御装置
21 整磁合金
30 画像形成装置
P 記録紙
T トナー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fixing device 11 Fixing roller 12 Opposing roller 12a Cylindrical part 12c Center part 12d End part 13 Fixing belt 13a Base material 13b Elastic layer 13c Release layer 13d Base material 14 Induction coil (induction heating means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Nip part 16 Pressure roller 18 Temperature sensor 19 Control apparatus 21 Magnetic shunt alloy 30 Image forming apparatus P Recording paper T Toner

Claims (5)

定着ローラと、該定着ローラに並列して配置され非磁性材料からなる対向ローラと、前記定着ローラと前記対向ローラとの間に巻き掛けられた無端状の定着ベルトと、該定着ベルトを電磁誘導加熱する誘導加熱手段と、前記定着ベルトを介して前記定着ローラを押圧する加圧ローラとを備え、前記定着ベルトと前記加圧ローラとの間に記録紙を通過させて該記録紙上の未定着トナーを定着させる定着装置であって、
前記定着ベルトは、下側から順に基材、弾性層、離型層が積層された積層構造をなし、
前記基材は整磁合金が分散された材料で形成され、かつ前記整磁合金のキュリー温度はトナーのホットオフセット温度よりも低く設定されていることを特徴とする定着装置。
A fixing roller; a counter roller made of a non-magnetic material arranged in parallel to the fixing roller; an endless fixing belt wound between the fixing roller and the counter roller; and electromagnetic induction of the fixing belt Induction heating means for heating and a pressure roller for pressing the fixing roller via the fixing belt, and the recording paper is passed between the fixing belt and the pressure roller so as to be unfixed on the recording paper. A fixing device for fixing toner,
The fixing belt has a laminated structure in which a base material, an elastic layer, and a release layer are laminated in order from the bottom,
The fixing device, wherein the base material is formed of a material in which a magnetic shunt alloy is dispersed, and the Curie temperature of the magnetic shunt alloy is set lower than a hot offset temperature of toner.
定着ローラと、該定着ローラに並列して配置された対向ローラと、前記定着ローラと前記対向ローラとの間に巻き掛けられ非磁性材料からなる無端状の定着ベルトと、前記対向ローラを電磁誘導加熱する誘導加熱手段と、前記定着ベルトを介して前記定着ローラを押圧する加圧ローラとを備え、前記定着ベルトと前記加圧ローラとの間に記録紙を通過させて該記録紙上の未定着トナーを定着させる定着装置であって、
前記対向ローラの外周面には整磁合金が設けられ、その整磁合金のキュリー温度はトナーのホットオフセット温度よりも低く設定されていることを特徴とする定着装置。
A fixing roller; a counter roller disposed in parallel with the fixing roller; an endless fixing belt made of a nonmagnetic material wound between the fixing roller and the counter roller; and electromagnetic induction of the counter roller. Induction heating means for heating and a pressure roller for pressing the fixing roller via the fixing belt, and the recording paper is passed between the fixing belt and the pressure roller so as to be unfixed on the recording paper. A fixing device for fixing toner,
A fixing device, wherein a magnetic shunt alloy is provided on an outer peripheral surface of the facing roller, and a Curie temperature of the magnetic shunt alloy is set lower than a hot offset temperature of the toner.
前記対向ローラは円筒状部分を有し、その円筒状部分の肉厚は該対向ローラの軸方向に沿って中央部よりも両端部が薄く形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置。   The said opposing roller has a cylindrical part, The thickness of the cylindrical part is formed thinly at both ends rather than the center part along the axial direction of this opposing roller. The fixing device according to 1. 定着ローラと、該定着ローラに並列して配置された対向ローラと、前記定着ローラと前記対向ローラとの間に巻き掛けられた無端状の定着ベルトと、前記対向ローラまたは前記定着ベルトを電磁誘導加熱する誘導加熱手段と、前記定着ベルトを介して前記定着ローラを押圧する加圧ローラとを備え、前記定着ベルトと前記加圧ローラとの間に記録紙を通過させて該記録紙上の未定着トナーを定着させる定着装置であって、
前記対向ローラは円筒状部分を有し、その円筒状部分の肉厚は該対向ローラの軸方向に沿って中央部よりも両端部が薄く形成されていることを特徴とする定着装置。
A fixing roller, a counter roller arranged in parallel with the fixing roller, an endless fixing belt wound between the fixing roller and the counter roller, and electromagnetic induction of the counter roller or the fixing belt Induction heating means for heating and a pressure roller for pressing the fixing roller via the fixing belt, and the recording paper is passed between the fixing belt and the pressure roller so as to be unfixed on the recording paper. A fixing device for fixing toner,
2. The fixing device according to claim 1, wherein the facing roller has a cylindrical portion, and the cylindrical portion is formed so that both ends thereof are thinner than the central portion along the axial direction of the facing roller.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の定着装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。

An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.

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