JP2007133250A - Fixing device - Google Patents
Fixing device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007133250A JP2007133250A JP2005327872A JP2005327872A JP2007133250A JP 2007133250 A JP2007133250 A JP 2007133250A JP 2005327872 A JP2005327872 A JP 2005327872A JP 2005327872 A JP2005327872 A JP 2005327872A JP 2007133250 A JP2007133250 A JP 2007133250A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- fixing
- fixing roller
- magnetic core
- magnetic flux
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
この発明は、例えば、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device used in an image forming apparatus such as a copying machine, a laser printer, and a facsimile.
従来、定着装置としては、定着ローラと、この定着ローラに圧接する加圧ローラと、上記定着ローラの外側に配置されると共に磁束を発生して上記定着ローラを発熱させる環状のコイルと、上記定着ローラの温度を検出する温度検出部とを備えたものがある(特開2003−86344号公報:特許文献1参照)。 Conventionally, as a fixing device, a fixing roller, a pressure roller in pressure contact with the fixing roller, an annular coil that is disposed outside the fixing roller and generates magnetic flux to generate heat from the fixing roller, and the fixing Some include a temperature detection unit that detects the temperature of the roller (see JP 2003-86344 A).
上記コイルは、上記定着体の外面に沿って配置され、上記温度検出部は、上記コイルの孔部に重なるように上記定着体の外側に配置されていた。 The coil is disposed along the outer surface of the fixing body, and the temperature detection unit is disposed outside the fixing body so as to overlap the hole of the coil.
しかしながら、この従来の定着装置では、上記コイルの外側を覆う部材がないので、上記コイルから発生する磁束は、外側に漏れだして、ノイズの発生や、定着ローラの発熱効率の低下を招いていた。また、上記コイルから漏れだしたノイズの影響によって、上記温度検出部は、発熱して正確な温度を検出できない、または、誤動作を生じる等の悪影響を、受けていた。
そこで、この発明の課題は、ノイズ漏れを防止すると共に、定着体の発熱効率を向上し、かつ、温度検出部への磁束による悪影響を防止する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 a fixing device that prevents noise leakage, improves the heat generation efficiency of the fixing body, and prevents the adverse effects of magnetic flux on the temperature detection unit.
上記課題を解決するため、この発明の定着装置は、回転可能な定着体と、この定着体に圧接する加圧体と、上記定着体の外側に配置されると共に磁束を発生して上記定着体を発熱させる磁束発生体と、上記定着体の温度を検出する温度検出部とを備え、
上記磁束発生体は、上記定着体の外面に沿って配置された環状のコイルと、このコイルを覆うようにこのコイルに関して上記定着体と反対側に配置された磁性体コアとを有し、
上記温度検出部は、上記コイルの孔部に重なる位置で上記定着体と上記磁性体コアとの間に配置され、
上記磁性体コアは、上記定着体の回転軸に直交する断面において、上記温度検出部に対向する温度検出部対向面が上記コイルに対向するコイル対向面よりも上記定着体の外面から遠い位置となる形状に形成されていることを特徴としている。
In order to solve the above-described problems, a fixing device according to the present invention includes a rotatable fixing member, a pressure member that presses against the fixing member, an outer side of the fixing member, and generates a magnetic flux to generate the fixing member. A magnetic flux generator that generates heat, and a temperature detector that detects the temperature of the fixing body,
The magnetic flux generator has an annular coil disposed along the outer surface of the fixing body, and a magnetic core disposed on the opposite side of the fixing body with respect to the coil so as to cover the coil.
The temperature detection unit is disposed between the fixing body and the magnetic core at a position overlapping the hole of the coil,
In the cross section orthogonal to the rotation axis of the fixing body, the magnetic core has a position where the temperature detecting portion facing surface facing the temperature detecting portion is farther from the outer surface of the fixing body than the coil facing surface facing the coil. It is formed in the shape which becomes.
この発明の定着装置によれば、上記磁束発生体は、上記コイルを覆うように配置された磁性体コアを有するので、この磁性体コアによって上記コイルから発生する磁束の漏れを防ぐことができて、ノイズの発生を防止すると共に、上記定着体の発熱効率を向上できる。 According to the fixing device of the present invention, since the magnetic flux generator has a magnetic core disposed so as to cover the coil, the magnetic core can prevent leakage of magnetic flux generated from the coil. In addition to preventing the generation of noise, the heat generation efficiency of the fixing body can be improved.
また、上記磁性体コアは、上記定着体の回転軸に直交する断面において、上記温度検出部に対向する温度検出部対向面が上記コイルに対向するコイル対向面よりも上記定着体の外面から遠い位置となる形状に形成されているので、上記磁性体コアを流れる磁束を、上記磁性体コアにおける上記定着体の外面から遠くなるポイントである上記温度検出部対向面と上記コイル対向面との間で、上記定着体の方向に流れ込ませて、上記コイルの孔部の中央位置の磁束密度を小さくすることができる。このため、上記コイルの孔部にある上記温度検出部を通過する磁束は、小さくなって、上記温度検出部への磁束による悪影響を低減すると共に、上記定着体の発熱効率を高く保つことができる。 In the cross section perpendicular to the rotation axis of the fixing body, the magnetic core has a temperature detecting portion facing surface facing the temperature detecting portion farther from the outer surface of the fixing body than a coil facing surface facing the coil. The magnetic flux flowing through the magnetic core is formed between the temperature detecting portion facing surface and the coil facing surface, which is a point far from the outer surface of the fixing body in the magnetic core. Therefore, the magnetic flux density at the center position of the hole of the coil can be reduced by flowing in the direction of the fixing body. For this reason, the magnetic flux passing through the temperature detection unit in the hole of the coil is reduced, and the adverse effect of the magnetic flux on the temperature detection unit is reduced, and the heat generation efficiency of the fixing body can be kept high. .
したがって、ノイズ漏れを防止すると共に、定着体の発熱効率を向上し、かつ、上記温度検出部への磁束による悪影響を防止する。 Therefore, noise leakage is prevented, the heat generation efficiency of the fixing body is improved, and adverse effects due to the magnetic flux on the temperature detection unit are prevented.
また、一実施形態の定着装置では、上記温度検出部は、上記定着体の回転軸方向に長さを持つように配置されている。 In the fixing device according to the embodiment, the temperature detection unit is arranged to have a length in the rotation axis direction of the fixing body.
この実施形態の定着装置によれば、上記温度検出部は、上記定着体の回転軸方向に長さを持つように配置されているので、比較的大きな面積の温度測定領域を確保しつつ、上記定着体の外面と上記温度検出部との距離を精度よく保持することができる。 According to the fixing device of this embodiment, the temperature detection unit is arranged to have a length in the rotation axis direction of the fixing body, so that the temperature measurement region having a relatively large area is secured while the temperature detection unit is secured. The distance between the outer surface of the fixing body and the temperature detection unit can be accurately maintained.
また、一実施形態の定着装置では、上記定着体の回転軸に直交する断面において、上記コイルの定着体回転方向の幅方向中央位置での上記磁性体コアの上記コイル対向面と上記定着体の外面との間の距離をaとし、上記温度検出部の定着体回転方向の幅方向中央位置での上記磁性体コアの上記温度検出部対向面と上記定着体の外面との間の距離をbとすると、b/aは、1.2以上、2.0以下である。 Further, in the fixing device according to an embodiment, the coil-facing surface of the magnetic core and the fixing body at the central position in the width direction in the rotation direction of the fixing body of the coil in a cross section orthogonal to the rotation axis of the fixing body. The distance between the outer surface and the outer surface of the fixing body is b, and the distance between the outer surface of the fixing body and the temperature detecting portion facing surface of the magnetic core at the center position in the width direction of the fixing member rotating direction of the fixing member is b. Then, b / a is 1.2 or more and 2.0 or less.
この実施形態の定着装置によれば、b/aは、1.2以上、2.0以下であるので、上記温度検出部への磁束の流れ込みを低減しつつ、装置の小型化を図ることができる。すなわち、下限値未満では、上記温度検出部への磁束の流れ込みを低減できず、上限値を超えると、装置が大型化する。 According to the fixing device of this embodiment, since b / a is 1.2 or more and 2.0 or less, it is possible to reduce the size of the device while reducing the flow of magnetic flux into the temperature detection unit. it can. That is, if it is less than the lower limit value, the flow of magnetic flux into the temperature detection unit cannot be reduced, and if it exceeds the upper limit value, the apparatus becomes large.
また、一実施形態の定着装置では、上記磁性体コアの上記温度検出部対向面は、上記温度検出部と反対側に凹となる曲面である。 In one embodiment, the temperature detecting portion facing surface of the magnetic core is a curved surface that is concave on the opposite side of the temperature detecting portion.
この実施形態の定着装置によれば、上記磁性体コアの上記温度検出部対向面は、上記温度検出部と反対側に凹となる曲面であるので、上記温度検出部対向面を上記定着体の外面から一層遠ざけることができて、上記温度検出部への磁束の流れを一層低減すると共に、上記温度検出部を配置するスペースを広く確保できる。 According to the fixing device of this embodiment, the temperature detecting portion facing surface of the magnetic core is a curved surface that is concave on the side opposite to the temperature detecting portion. Further away from the outer surface, it is possible to further reduce the flow of magnetic flux to the temperature detection unit and to secure a wide space for arranging the temperature detection unit.
また、一実施形態の定着装置では、上記磁性体コアは、上記温度検出部対向面と上記コイル対向面の間から、上記温度検出部と上記コイルの間にまで延びる突出部を有する。 In one embodiment, the magnetic core has a protrusion that extends from between the temperature detection unit facing surface and the coil facing surface to between the temperature detection unit and the coil.
この実施形態の定着装置によれば、上記磁性体コアは、上記温度検出部対向面と上記コイル対向面の間から、上記温度検出部と上記コイルの間にまで延びる突出部を有するので、上記磁性体コアを流れる磁束を、上記突出部を介して、上記定着体側へ導くことができる。したがって、上記温度検出部への磁束の流れを一層低減することができる。 According to the fixing device of this embodiment, the magnetic core has a protruding portion that extends from between the temperature detecting portion facing surface and the coil facing surface to between the temperature detecting portion and the coil. The magnetic flux flowing through the magnetic core can be guided to the fixing member side through the protrusion. Accordingly, the flow of magnetic flux to the temperature detection unit can be further reduced.
この発明の定着装置によれば、上記コイルを覆うように配置された磁性体コアを有し、この磁性体コアは、上記温度検出部対向面が上記コイル対向面よりも上記定着体の外面から遠い位置となる形状に形成されているので、ノイズ漏れを防止すると共に、定着体の発熱効率を向上し、かつ、温度検出部への磁束による悪影響を防止する。 According to the fixing device of the present invention, the magnetic core has a magnetic core disposed so as to cover the coil, and the magnetic core has a surface facing the temperature detection unit that is closer to the outer surface of the fixing body than the surface facing the coil. Since it is formed in a shape at a distant position, noise leakage is prevented, the heat generation efficiency of the fixing body is improved, and adverse effects due to magnetic flux on the temperature detection unit are prevented.
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
(第1の実施形態)
図1は、この発明の定着装置の第1実施形態である断面構成図を示している。この定着装置は、回転可能な定着体としての定着ローラ1と、この定着ローラ1に圧接する加圧体としての加圧ローラ2と、上記定着ローラ1の外側に配置されると共に磁束を発生して上記定着ローラ1を発熱させる磁束発生体3とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a fixing device according to the present invention. The fixing device is disposed outside the
そして、上記磁束発生体3の磁束によって上記定着ローラ1を発熱させてから、未定着のトナーtを付着した記録材Pを、上記定着ローラ1と上記加圧ローラ2との相互の接触面によって形成されるニップ部Nに通過させ、このニップ部Nによって、上記記録材Pを搬送しながら未定着のトナーtをこの記録材Pに溶融定着(加熱定着)させる。
Then, after the
なお、この定着装置は、上記記録材Pに未定着のトナーtを付着して画像を形成する(図示しない)作像手段と共に、複写機、レーザプリンタまたはファクシミリ等の画像形成装置を構成する。 The fixing device constitutes an image forming apparatus such as a copying machine, a laser printer, or a facsimile together with an image forming unit (not shown) that forms an image by attaching unfixed toner t to the recording material P.
上記記録材Pとは、例えば、用紙、OHPシート等のシートであり、上記トナーtは、例えば、樹脂、磁性体または着色料などの加熱溶融性を有する材料からなる。 The recording material P is, for example, a sheet such as paper or an OHP sheet, and the toner t is made of a material having heat melting properties such as a resin, a magnetic material, or a colorant.
上記定着ローラ1と上記加圧ローラ2とは、平行に対向して配置され、それぞれの両端側が、図示しない軸受部材に回転自在に支持されている。上記加圧ローラ2は、図示しないバネ等の加圧機構によって、上記定着ローラ1の軸側に付勢され、上記定着ローラ1の外面に所定圧力で圧接されて、上記ニップ部Nを形成する。
The
上記定着ローラ1は、図示しないモータ等の駆動手段によって、矢印にて示す反時計廻り方向に、所定の周速度で回転駆動される。上記加圧ローラ2は、上記ニップ部Nでの上記定着ローラ1との圧接摩擦力によって、上記定着ローラ1の回転に従動して回転する。
The
上記定着ローラ1は、径方向の内側から外側に順に配置された支持層11、断熱層12、電磁誘導発熱層13、弾性層14および離型層15を有する。上記定着ローラ1の硬度は、例えば、アスカーC硬度で30〜90度である。なお、この実施形態では、上記定着ローラ1は、カラー画像に対応するための上記弾性層14を有するが、上記定着ローラ1は、少なくとも上記支持層11、上記断熱層12、上記電磁誘導発熱層13および上記離型層15を有していればよい。
The
上記支持層11は、例えば、外径が40mmで厚さが3mmのアルミ製の芯金シリンダを用いる。なお、上記支持層11としては、材質の強度が確保できれば、例えば、鉄、PPS(ポリフェニレンサルファイド)のような耐熱性のモールドのパイプを使用することも可能であるが、芯金が発熱するのを防ぐために、電磁誘導加熱の影響が少ない非磁性材料を用いるのが望ましい。
For the
上記断熱層12は、上記電磁誘導発熱層13で発生した熱を断熱保持するためのものであり、耐熱性および弾性を有するゴム材や樹脂材のスポンジ体(断熱構造体)が用いられる。このように、上記断熱層12に、耐熱性および弾性を有するゴム材や樹脂材のスポンジ体(断熱構造体)を用いることにより、上記電磁誘導発熱層13を確実に断熱保持するとともに、上記電磁誘導発熱層13のたわみを許容して上記ニップ部Nの幅寸法を増やし、さらに、上記定着ローラ1のローラ硬度を上記加圧ローラ2よりも小さくして、排紙性および記録材分離性能を向上することができる。例えば、上記断熱層12に、シリコンスポンジ材を用いる場合、厚さが2〜10mm、望ましくは3〜7mmであって、硬度がアスカーゴム硬度計で20〜60度、望ましくは30〜50度に設定される。
The
上記電磁誘導発熱層13は、例えば、厚さが10〜100μm、望ましくは20〜50μmの無端状のニッケル電鋳ベルト層である。なお、上記電磁誘導発熱層13の他の材料として、例えば、磁性ステンレスのような磁性材料(磁性金属)といった、比較的透磁率μが高く、適当な抵抗率ρを有するものを用いてもよい。また、非磁性材料でも、金属などの導電性のある材料は、例えば、材料を薄膜にすることにより使用できる。また、上記電磁誘導発熱層13は、樹脂に発熱粒子を分散させたものを用いてもよく、上記電磁誘導発熱層13に、樹脂ベースのものを用いることによって、上記記録材Pの分離性を一層よくすることができる。上記電磁誘導発熱層13は、上記断熱層12に接着されている。
The electromagnetic induction
そして、上記電磁誘導発熱層13では、上記磁束発生体3の磁束によって、渦電流が発生してジュール熱により発熱し、この発熱により上記定着ローラ1が加熱される。この加熱を、電磁誘導加熱という。
In the electromagnetic induction
上記弾性層14は、耐熱性および弾性を有するゴム材や樹脂材からなり、上記記録材Pと上記定着ローラ1の表面との密着性を高める。上記弾性層14としては、例えば、定着温度での使用に耐えられるシリコンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性エラストマーを用いる。上記弾性層14には、熱伝導性や補強等を目的として各種充填剤を混入してもよく、この熱伝導性粒子としては、ダイヤモンド、銀、銅、アルミニウム、大理石、ガラス等あり、実用的には、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、酸化ベリリウム等がある。
The
上記弾性層14の厚みは、例えば、10〜800μmが好ましく、100〜300μmがより好ましい。上記弾性層14の厚みが10μm未満であると、厚み方向の弾力性を得ることが難しくなる一方、上記弾性層14の厚みが800μmを超えると、上記電磁誘導発熱層13で発生した熱が、上記定着ローラ1の外周面に達し難くなり、熱効率が悪化する傾向がある。
The thickness of the
上記弾性層14の硬度は、JIS硬度で1〜80度が好ましく、5〜30度がより好ましく、上記弾性層14における強度の低下および密着性の不良を防止しつつ、トナーtの定着性の不良を防止できる。この場合、上記弾性層14は、シリコンゴムからなることが好ましく、このシリコンゴムとしては、具体的に述べると、1成分系、2成分系又は3成分系以上のシリコンゴム、LTV型、RTV型又はHTV型のシリコンゴム、縮合型又は付加型のシリコンゴム等を使用できる。なお、この実施形態において、上記弾性層14は、JIS硬度10度、厚さ200μmのシリコンゴムである。
The
上記離型層15は、上記定着ローラ1の表面の離型性を高めるものであり、定着温度での使用に耐えられる上にトナー離型性を有する。上記離型層15としては、例えば、シリコンゴム、フッ素ゴムや、PFA、PTFE、FEP、PFEP等のフッ素樹脂が用いられる。上記離型層15の厚さは、5〜100μmが好ましく、10〜50μmがより好ましい。また、層間接着力を向上させるために、プライマ等による接着処理を行ってもよい。なお、上記離型層15の中に必要に応じて、導電材、耐摩耗材、良熱伝導材をフィラーとして添加してもよい。
The
上記加圧ローラ2は、径方向の内側から外側に順に配置された支持層21、断熱層22および離型層23を有する。上記支持層21は、例えば、外径20mmで厚さ3mmのアルミ製芯金である。上記断熱層22は、例えば、シリコンゴムを発泡させた3〜10mmのシリコンスポンジゴムである。上記離型層23は、例えば、厚さ10〜50μmのPTFEやPFA等のフッ素系樹脂である。
The
上記支持層21の材質は、強度が確保できれば、例えば、鉄、PPS(ポリフェニレンサルファイド)のような耐熱性のモールドのパイプを使用することも可能であるが、芯金が発熱するのを防ぐために、電磁誘導加熱の影響が少ない非磁性材料を用いるのが望ましい。
As long as the material of the
上記加圧ローラ2は、上記定着ローラ1に対して、300〜500Nの荷重で加圧されており、この場合、上記ニップ部Nの幅寸法(上記記録材Pの搬送方向の寸法)は、約5〜15mmになる。もちろん、上記荷重を変化させて、上記ニップ部Nの幅寸法を変えてもよい。
The
上記加圧ローラ2の断熱層22の熱伝導度は、0.15W/m・K以下であることが好ましい。熱伝導度をこのような範囲にすることにより、上記定着ローラ1の熱が、上記加圧ローラ2により奪われる熱量を小さく抑えることができる。このため、熱効率を向上させることができて、定着装置のクイックスタートを可能にする。
The thermal conductivity of the
図1と図2に示すように、上記磁束発生体3は、上記定着ローラ1の長手方向に沿うように、上記定着ローラ1に対向している。上記磁束発生体3は、上記定着ローラ1の外面に沿って配置されたボビン33と、このボビン33の外面に配置された環状のコイル31と、このコイル31を覆うようにこのコイル31に関して上記定着ローラ1と反対側に配置された磁性体コア32とを有する。なお、図2では、上記コイル31をわかりやすくするため、上記コイル31をハッチングで示している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
上記ボビン33は、上記定着ローラ1側が拡がって開口した横断面コップ状(台形)に形成されている。上記ボビン33は、上記定着ローラ1の横断面略半分を覆っている。上記ボビン33の底部には、上記定着ローラ1を臨む開口部を有している。
The
上記コイル31は、上記定着ローラ1の軸方向に長尺となるように上記ボビン33の外面に沿って導線を巻いた構造であり、横断面が台形形状となる。つまり、上記コイル31は、上記定着ローラ1の外面に沿って配置されている。
The
具体的に述べると、上記コイル31は、上記定着ローラ1の軸方向に延びている一対の延在部31a,31aと、この一対の延在部31a,31aの両端をそれぞれ連結する一対の連結部31b,31bとを有する。
More specifically, the
上記磁性体コア32は、上記定着ローラ1の軸方向の寸法に略対応した長さ寸法を有する長尺部材であり、上記ボビン33との間に所定の隙間を形成し、この隙間に上記コイル31が配置される。
The
具体的に述べると、上記磁性体コア32は、上記コイル31の上記定着ローラ1回転方向の両側のそれぞれに配置されると共に上記定着ローラ1の軸方向に延びている一対のサポートコア32b,32bと、この一対のサポートコア32b,32bを架橋するようにこのサポートコア32b,32bに両端が固定されると共に上記定着ローラ1の軸方向に並んで配列される複数の本体コア32aとを有する。
More specifically, the
上記本体コア32aは、横断面台形で、上記コイル31を覆うように、上記定着ローラ1の回転方向に延びている。上記複数の本体コア32aは、上記磁性体コア32における上記定着ローラ1の軸方向の中央部を疎、上記磁性体コア32における上記定着ローラ1の軸方向の端部を密に、配置されている。したがって、上記定着ローラ1の端部からの放熱による温度低下に対応して、上記定着ローラ1の軸方向の端部への磁束密度を大きくし、上記定着ローラ1の軸方向の温度分布を均一にすることができる。
The main body core 32 a has a trapezoidal cross section and extends in the rotation direction of the fixing
上記磁性体コア32は、高透磁率かつ低損失のものを用いる。上記磁性体コア32は、磁気回路の効率の向上と磁気遮蔽のために用いられる。上記磁性体コア32の材料としては、通常フェライトコアが用いられるが、パーマロイのような合金を用いた場合、上記磁性体コア32の内部の渦電流損失が高周波で大きくなるため、積層構造にしてもよい。なお、樹脂材に磁性粉を分散させたものを用いた場合、透磁率は比較的低いが、形状を自由に設定することができる。
The
上記磁性体コア32の上記定着ローラ1回転方向の中央部で上記温度検出部対向面51を除いた部分に、上記定着ローラ1側に突出した(図示しない)突出部を設けてもよい。例えば、この突出部は、上記温度検出部対向面51を除いて、上記定着ローラ1の軸方向に並んで配置される。したがって、上記定着ローラ1の発熱効率を向上できる。なお、上記コイル31と上記磁性体コア32の磁気回路部分は、磁気遮蔽が十分にできる手段がある場合、上記突出部を省いてもよい。
A protrusion (not shown) that protrudes toward the fixing
上記コイル31には、高周波コンバータ4が接続されて、例えば100〜2000Wの高周波電力が供給される。このため、上記コイル31としては、細い線を数十から数百本を束ねてリッツ線にしたものを用いており、巻き線に伝熱した場合を考慮して、耐熱性の樹脂で被覆したものを用いる。
The
上記コイル31の中央の孔部に重なるように、上記定着ローラ1の外側にかつ上記磁性体コア32の内側に、上記定着ローラ1の温度を検出する温度検出部6が、配置されている。この温度検出部6は、上記定着ローラ1の軸方向の中央位置で上記ボビン33に取り付けられている。この温度検出部6は、例えば、非接触サーミスタであり、上記定着ローラ1の表面に近接もしくは当接するように配置されている。
A
上記温度検出部6には制御部5が接続され、この制御部5は、上記温度検出部6からの上記定着ローラ1の表面温度検出信号に基づいて、上記高周波コンバータ4を制御し、上記高周波コンバータ4にて上記コイル31への電力供給を増減させることで、上記定着ローラ1の表面温度が所定の一定温度になるように自動制御する。
A
上記温度検出部6は、概略直方体形状をしており、この温度検出部6の長辺が、上記定着ローラ1の回転軸と平行になるように配置されている。言い換えると、上記温度検出部6は、上記定着ローラ1の回転軸方向に長さを持つように配置されている。上記温度検出部6の上記定着ローラ1の軸方向の長さは、上記磁性体コア32の隣接する上記本体コア32a,32aの間の隙間よりも、長い。
The
具体的に述べると、上記温度検出部6は、上記定着ローラ1の軸方向に延びていると共に上記定着ローラ1側に開口部を有する箱体と、この箱体の内部に配置されると共に上記定着ローラ1表面の熱を上記開口部から受けるセンサ部とを有する。上記箱体は、例えば、金属からなる。上記センサ部は、例えば、金属や半導体を含む。
More specifically, the
このように、上記温度検出部6は、上記定着ローラ1の回転軸方向に長さを持つように配置されているので、比較的大きな面積の温度測定領域を確保しつつ、上記定着ローラ1の外面と上記温度検出部6との距離を精度よく保持することができる。つまり、上記定着ローラ1の外面が、回転方向に湾曲していても、上記温度検出部6を上記定着ローラ1の軸に沿って長尺としているので、上記温度検出部6は、上記定着ローラ1の外面の曲面に影響をうけにくくなる。
As described above, the
上記磁性体コア32は、上記定着ローラ1の回転軸に直交する断面において、上記温度検出部6に対向する温度検出部対向面51が上記コイル31に対向するコイル対向面52よりも上記定着ローラ1の外面から遠い位置となる形状に形成されている。
In the cross section perpendicular to the rotation axis of the fixing
つまり、上記定着ローラ1の回転軸に直交する断面において、上記コイル31の定着ローラ回転方向の幅方向中央位置での上記磁性体コア32の上記コイル対向面52と上記定着ローラ1の外面との間の距離をaとし、上記温度検出部6の定着ローラ回転方向の幅方向中央位置での上記磁性体コア32の上記温度検出部対向面51と上記定着ローラ1の外面との間の距離をbとすると、a<bとなる。
That is, in the cross section orthogonal to the rotation axis of the fixing
上記コイル31の定着ローラ回転方向の幅方向中央位置とは、上記コイル31の上記延在部31aの幅の中央位置をいう。上記温度検出部6の定着ローラ回転方向の幅方向中央位置とは、上記温度検出部6の上記箱体の幅の中央位置をいう。
The center position in the width direction of the
なお、b/aを、1.2以上、2.0以下とするのがよく、望ましくは、b/aを、1.5以上、1.8以下とするのがよい。例えば、距離aが10mmのとき、距離bを12〜20mmとし、望ましくは15〜18mmとする。 Note that b / a is preferably 1.2 or more and 2.0 or less, and desirably b / a is 1.5 or more and 1.8 or less. For example, when the distance a is 10 mm, the distance b is 12 to 20 mm, preferably 15 to 18 mm.
上記温度検出部対向面51および上記コイル対向面52は、上記磁性体コア32の上記本体コア32aに設けられた平坦面である。なお、上記全ての本体コア32aのうち、少なくとも上記温度検出部6に対向する本体コア32aにおいて、上記温度検出部対向面51を、上記コイル対向面52よりも、上記定着ローラ1の外面から遠ざけていればよい。
The temperature
上記構成の磁束発生体3の作用を説明する。上記コイル31に、上記高周波コンバータ4により、例えば10〜100kHzの交流電流が印加される。この交流電流によって誘導された磁束は、図1中の破線Bで示すように、上記磁性体コア32の内部を外部に漏れることなく通り、上記温度検出部対向面51と上記コイル対向面52との間、および、上記サポートコア32bから、上記磁性体コア32の外部に漏れて、上記定着ローラ1の上記電磁誘導発熱層13を貫き、上記電磁誘導発熱層13に渦電流が流れて、上記電磁誘導発熱層13自体がジュール発熱する。上記電磁誘導発熱層13の発熱で上記定着ローラ1が加熱状態となる。
The operation of the
上記構成の定着装置によれば、上記磁束発生体3は、上記コイル31を覆うように配置された上記磁性体コア32を有するので、この磁性体コア32によって上記コイル31から発生する磁束の漏れを防ぐことができて、ノイズの発生を防止すると共に、上記定着ローラ1の発熱効率を向上できる。
According to the fixing device having the above-described configuration, the
また、上記磁性体コア32は、上記定着ローラ1の回転軸に直交する断面において、上記温度検出部対向面51が上記コイル対向面52よりも上記定着ローラ1の外面から遠い位置となる形状に形成されているので、上記磁性体コア32を流れる磁束を、上記磁性体コア32における上記定着ローラ1の外面から遠くなるポイントである上記温度検出部対向面51と上記コイル対向面52との間で、上記定着ローラ1の方向に流れ込ませて、上記コイル31の孔部の中央位置の磁束密度を小さくすることができる。
The
このため、上記コイル31の孔部にある上記温度検出部6を通過する磁束は、小さくなって、上記温度検出部6への磁束による悪影響を低減すると共に、上記定着ローラ1の発熱効率を高く保つことができる。
For this reason, the magnetic flux passing through the
上記温度検出部6への磁束による悪影響とは、上記温度検出部6は、磁束によって発熱して正確な温度を検出できない、または、上記温度検出部6は、磁束によって誤動作を生じる等の悪影響である。
The adverse effect due to the magnetic flux on the
したがって、ノイズ漏れを防止すると共に、上記定着ローラ1の発熱効率を向上し、かつ、上記温度検出部6への磁束による悪影響を防止する。
Therefore, noise leakage is prevented, the heat generation efficiency of the fixing
また、上記温度検出部6は、上記コイル31の孔部に重なるように配置されているので、デッドスペースを利用して、装置の小型化を実現できる。これに対して、上記温度検出部6を上記コイル31の外側に配置した場合、装置が大型化し、上記記録材Pの通紙経路の確保が困難となる。
In addition, since the
また、b/aは、1.2以上、2.0以下(望ましくは、1.5以上、1.8以下)であるので、上記温度検出部6への磁束の流れ込みを低減しつつ、装置の小型化を図ることができる。つまり、下限値未満では、上記温度検出部6への磁束の流れ込みを低減できず、上限値を超えると、装置が大型化する。
Further, since b / a is 1.2 or more and 2.0 or less (preferably 1.5 or more and 1.8 or less), the apparatus can reduce the flow of magnetic flux into the
次に、図3に定着装置の比較例を示す。 Next, FIG. 3 shows a comparative example of the fixing device.
この定着装置は、本発明(図1)の定着装置とは、磁束発生体の構成が相違する。図3の定着装置の磁束発生体3’では、磁性体コア32’は、定着ローラ1の外面に沿った円弧型である。つまり、上記磁性体コア32’のコイル対向面52’と上記定着ローラ1の外面との間の距離aと、上記磁性体コア32’の上記温度検出部対向面51’と上記定着ローラ1の外面との間の距離bとは、同じである。
This fixing device is different from the fixing device of the present invention (FIG. 1) in the configuration of the magnetic flux generator. In the
このため、上記磁性体コア32’の内部を流れる磁束は、図3中の破線B’で示すように、上記温度検出部対向面51’まで達した後に、上記定着ローラ1側に流れ込む。つまり、磁束は、上記温度検出部6の内部を通過することになる。
Therefore, the magnetic flux flowing inside the
したがって、上記温度検出部6は、磁束によって発熱して正確な温度を検出できない、または、磁束によって誤動作を生じるおそれがある。また、磁束は、上記温度検出部6を流れるため、上記定着ローラ1の発熱効率が低下する。
Therefore, the
なお、図示しないが、定着装置の他の比較例として、図2を参考に、上記温度検出部6に上記磁性体コア32が重ならないように、上記磁性体コア32の隣接する上記本体コア32a,32aの間の隙間を大きくした場合、磁束分布が不均一となって、発熱効率が低下し、かつ、温度分布が不均一になる欠点がある。
Although not shown in the drawings, as another comparative example of the fixing device, referring to FIG. 2, the main body core 32a adjacent to the
また、図示しないが、定着装置の別の比較例として、図2を参考に、上記温度検出部6に上記磁性体コア32が重ならないように、上記温度検出部6に重なる部分の上記本体コア32aを切り欠いた場合、磁束が外部に漏れ出す欠点がある。
Although not shown in the drawings, as another comparative example of the fixing device, referring to FIG. 2, the main body core in a portion overlapping the
(第2の実施形態)
図4は、この発明の定着装置の第2の実施形態を示している。上記第1の実施形態(図1)と相違する点を説明すると、この第2の実施形態では、磁束発生体103の磁性体コア132の温度検出部対向面151は、上記温度検出部6と反対側に凹となる曲面である。
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows a second embodiment of the fixing device of the present invention. The difference from the first embodiment (FIG. 1) will be described. In the second embodiment, the temperature detection
具体的に述べると、上記温度検出部6に対向する上記磁性体コア132の本体コア132aは、上記温度検出部6に対向する部分が湾曲状となるように、形成され、全体として、略C字状に形成されている。
Specifically, the main body core 132a of the
したがって、上記磁性体コア132の上記温度検出部対向面151と上記定着ローラ1の外面との間の距離bを、上記磁性体コア132のコイル対向面152と上記定着ローラ1の外面との間の距離aよりも、一層大きくすることができる。
Therefore, the distance b between the temperature detecting
このように、上記温度検出部対向面151を上記定着ローラ1の外面から一層遠ざけることができて、図4中の破線Bに示すように、上記温度検出部6への磁束の流れを一層低減すると共に、上記温度検出部6を配置するスペースを広く確保できる。
As described above, the temperature detection
また、上記温度検出部対向面151と上記コイル対向面152の間の面を、滑らかに形成できるので、磁束を上記磁性体コア132に円滑に流すことができる。
In addition, since the surface between the temperature detection
(第3の実施形態)
図5は、この発明の定着装置の第3の実施形態を示している。上記第2の実施形態(図4)と相違する点を説明すると、この第3の実施形態では、磁束発生体203の磁性体コア232は、上記温度検出部対向面151と上記コイル対向面152の間から、上記温度検出部6と上記コイル31の間にまで延びる突出部32cを有する。
(Third embodiment)
FIG. 5 shows a third embodiment of the fixing device of the present invention. The difference from the second embodiment (FIG. 4) will be described. In the third embodiment, the
具体的に述べると、上記温度検出部6に対向する上記磁性体コア232の本体コア132aは、上記温度検出部6の定着ローラ回転方向の両側のそれぞれに位置する一対の上記突出部32c,32cを有する。
More specifically, the main body core 132a of the
したがって、上記磁性体コア232を流れる磁束を、図5中の破線Bに示すように、上記突出部32cを介して、上記定着ローラ1側へ導くことができて、上記温度検出部6への磁束の流れを一層低減することができる。
Therefore, the magnetic flux flowing through the
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記定着ローラ1は、支持層11、断熱層12、電磁誘導発熱層13、弾性層14および離型層15を備えるが、これらの他に、他の層を備えてよいのはもちろんである。
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, the fixing
また、定着体として、上記定着ローラ1の代わりに、定着ベルトを用いてもよい。加圧体として、上記加圧ローラ2の代わりに、加圧ベルト、または、超音波振動子や圧電素子等の振動体を用いてもよい。温度検出部として、サーミスタの代わりに、安全確保のためのサーモスタットを用いてもよい。
Further, a fixing belt may be used as the fixing body instead of the fixing
1 定着ローラ(定着体)
2 加圧ローラ(加圧体)
3,103,203 磁束発生体
6 温度検出部
11 支持層
12 断熱層
13 電磁誘導発熱層
14 弾性層
15 離型層
21 支持層
22 断熱層
23 離型層
31 コイル
32,132,232 磁性体コア
32a,132a 本体コア
32b サポートコア
32c 突出部
33 ボビン
51,151 温度検出部対向面
52,152 コイル対向面
P 記録材
t トナー
1 Fixing roller (fixing body)
2 Pressure roller (Pressure body)
3, 103, 203
Claims (5)
この定着体に圧接する加圧体と、
上記定着体の外側に配置されると共に磁束を発生して上記定着体を発熱させる磁束発生体と、
上記定着体の温度を検出する温度検出部と
を備え、
上記磁束発生体は、
上記定着体の外面に沿って配置された環状のコイルと、
このコイルを覆うようにこのコイルに関して上記定着体と反対側に配置された磁性体コアと
を有し、
上記温度検出部は、上記コイルの孔部に重なる位置で上記定着体と上記磁性体コアとの間に配置され、
上記磁性体コアは、上記定着体の回転軸に直交する断面において、上記温度検出部に対向する温度検出部対向面が上記コイルに対向するコイル対向面よりも上記定着体の外面から遠い位置となる形状に形成されていることを特徴とする定着装置。 A rotatable fixing member;
A pressure member that is in pressure contact with the fixing member;
A magnetic flux generator that is disposed outside the fixing body and generates a magnetic flux to heat the fixing body; and
A temperature detection unit for detecting the temperature of the fixing body,
The magnetic flux generator is
An annular coil disposed along the outer surface of the fixing body;
A magnetic core disposed on the opposite side of the fixing body with respect to the coil so as to cover the coil;
The temperature detection unit is disposed between the fixing body and the magnetic core at a position overlapping the hole of the coil,
In the cross section orthogonal to the rotation axis of the fixing body, the magnetic core has a position where the temperature detecting portion facing surface facing the temperature detecting portion is farther from the outer surface of the fixing body than the coil facing surface facing the coil. A fixing device characterized by being formed into a shape.
上記温度検出部は、上記定着体の回転軸方向に長さを持つように配置されていることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The fixing device according to claim 1, wherein the temperature detection unit is arranged to have a length in a rotation axis direction of the fixing body.
上記定着体の回転軸に直交する断面において、上記コイルの定着体回転方向の幅方向中央位置での上記磁性体コアの上記コイル対向面と上記定着体の外面との間の距離をaとし、上記温度検出部の定着体回転方向の幅方向中央位置での上記磁性体コアの上記温度検出部対向面と上記定着体の外面との間の距離をbとすると、
b/aは、1.2以上、2.0以下であることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
In the cross section orthogonal to the rotation axis of the fixing body, a is a distance between the coil facing surface of the magnetic core and the outer surface of the fixing body at the center position in the width direction of the fixing body rotation direction of the coil, When the distance between the temperature detecting unit facing surface of the magnetic core and the outer surface of the fixing member at the center position in the width direction of the fixing member rotating direction of the temperature detecting unit is b,
b / a is 1.2 or more and 2.0 or less.
上記磁性体コアの上記温度検出部対向面は、上記温度検出部と反対側に凹となる曲面であることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The fixing device according to claim 1, wherein the temperature detecting portion facing surface of the magnetic core is a curved surface that is concave on the side opposite to the temperature detecting portion.
上記磁性体コアは、上記温度検出部対向面と上記コイル対向面の間から、上記温度検出部と上記コイルの間にまで延びる突出部を有することを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The fixing device according to claim 1, wherein the magnetic core has a projecting portion extending from between the temperature detecting portion facing surface and the coil facing surface to between the temperature detecting portion and the coil.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005327872A JP2007133250A (en) | 2005-11-11 | 2005-11-11 | Fixing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005327872A JP2007133250A (en) | 2005-11-11 | 2005-11-11 | Fixing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007133250A true JP2007133250A (en) | 2007-05-31 |
Family
ID=38154952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005327872A Pending JP2007133250A (en) | 2005-11-11 | 2005-11-11 | Fixing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007133250A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009053245A (en) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2009271129A (en) * | 2008-04-30 | 2009-11-19 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2020013018A (en) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | 株式会社リコー | Fixing device and image forming apparatus |
-
2005
- 2005-11-11 JP JP2005327872A patent/JP2007133250A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009053245A (en) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2009271129A (en) * | 2008-04-30 | 2009-11-19 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2020013018A (en) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | 株式会社リコー | Fixing device and image forming apparatus |
JP7127402B2 (en) | 2018-07-19 | 2022-08-30 | 株式会社リコー | Fixing device and image forming device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4956975B2 (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
US7756459B2 (en) | Fixing device | |
JP2007226125A (en) | Fixing apparatus, image forming apparatus provided with the same and image forming method | |
JP2006133683A (en) | Fixing device | |
JP2007132993A (en) | Fixing device and assembling method for fixing device | |
US7496311B2 (en) | Fixing device with a magnetic flux generating section and a control section | |
US20070170172A1 (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP2007108212A (en) | Fixing device | |
JP4623106B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP4539407B2 (en) | Fixing device | |
JP5071019B2 (en) | Fixing device | |
JP2008139463A (en) | Fixing device of electromagnetic induction heating system | |
JP2007133250A (en) | Fixing device | |
JP5251536B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus having the same | |
JP2007286546A (en) | Fixing device | |
JP5194769B2 (en) | Induction heating device, fixing device, and image forming apparatus | |
JP2006011217A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP5050840B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP2009150972A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP5157633B2 (en) | Induction heating device, fixing device, and image forming apparatus | |
JP4320617B2 (en) | Fixing roller and fixing device | |
JP5082880B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP5136097B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP2007248690A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP5374877B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20080516 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080527 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20080724 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20090728 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |