JP2011145511A - Image heating device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize heat generation of a fixing roller (heating rotary body) 1 and to prevent temperature increase inside a machine due to abnormal temperature increase (temperature increase at ends, temperature increase at paper non-passing parts) at regions of the fixing roller other than paper passing regions or heat degradation of fixing device constituting members, in an electromagnetic induction heating type fixing device, thus achieving an excellent fixing image. <P>SOLUTION: A core holder 7 has a shape meeting the diameter surface of the fixing roller 1 and has an approximately symmetrical shape in relation to the diameter surface. Coil holders 81, 82 are positioned by the core holder 7 at least three places at both ends in the axial direction of the fixing roller and the vicinity of the center. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は電子写真方式・静電記録方式などの適宜の作像プロセスにより記録材に画像形成を行う複写機・ファクシミリ・プリンタ、それらの複合機能機等の画像形成装置に搭載される画像定着装置として用いて好適な電磁誘導加熱方式の像加熱装置に関する。   The present invention relates to an image fixing apparatus mounted on an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer, or a multi-function machine for forming an image on a recording material by an appropriate image forming process such as an electrophotographic system or an electrostatic recording system. The present invention relates to an image heating apparatus of an electromagnetic induction heating system suitable for use as an image forming apparatus.

像加熱装置としては、記録材上の未定着画像を加熱して固着画像として定着或いは仮定着する定着装置、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢を増大させる光沢増大化装置を挙げることができる。また、インクジェット方式などの、染料や顔料を含む液体により画像形成を行う画像形成装置においてインクを速く乾かすための像加熱装置などを挙げることができる。   As an image heating device, a fixing device that heats an unfixed image on a recording material to fix or presuppose it as a fixed image, and a gloss increasing device that increases the gloss of the image by heating the image fixed on the recording material Can be mentioned. In addition, an image heating apparatus for quickly drying ink in an image forming apparatus that forms an image with a liquid containing a dye or a pigment, such as an ink jet method, can be used.

特許文献1に示されるように、加熱源として高周波誘導を利用した電磁誘導加熱方式の定着装置が提案されている。この装置は、加熱回転体(加熱部材)としての、金属導体(誘導発熱体)からなる中空の定着ローラの内部にコイルが同心状に配置されている。そして、このコイルに高周波電流を流して生じた高周波磁界により定着ローラに誘導渦電流を発生させ、定着ローラ自体の表皮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。この装置によれば、電気−熱変換効率が極めて向上するため、省エネ性の向上が可能となる。誘導電流の発生を利用することで直接定着ローラを発熱させることができて、ハロゲンランプを熱源として用いた熱ローラ方式の定着装置よりも高効率の定着プロセスを達成している。   As shown in Patent Document 1, an electromagnetic induction heating type fixing device using high frequency induction as a heating source has been proposed. In this apparatus, coils are concentrically arranged inside a hollow fixing roller made of a metal conductor (induction heating element) as a heating rotator (heating member). An induction eddy current is generated in the fixing roller by a high-frequency magnetic field generated by applying a high-frequency current to the coil, and the fixing roller itself generates Joule heat by the skin resistance of the fixing roller itself. According to this apparatus, since the electrical-thermal conversion efficiency is extremely improved, it is possible to improve the energy saving performance. By using the generation of the induced current, the fixing roller can directly generate heat, and a higher-efficiency fixing process than that of a heat roller type fixing device using a halogen lamp as a heat source is achieved.

このような装置の磁束発生手段には、一般的にフェライトコアを用いたコアユニットが用いられている。例えば、特許文献2や同3では、製造効率化のため、複数のコア間を接着剤や、樹脂で固定する提案がなされている。   In general, a core unit using a ferrite core is used as a magnetic flux generating means of such a device. For example, in Patent Documents 2 and 3, there are proposals for fixing a plurality of cores with an adhesive or a resin in order to improve manufacturing efficiency.

このような装置であっても、装置に通紙使用可能な最大幅サイズの記録材の全域を定着温度で加熱して画像を定着するように作動するために、実際にトナーを定着する以上のエネルギーを消費しまう。又、通紙域の温度を調整するための電力制御は電流及び周波数を可変にして制御している。そのため、記録材による放熱などで急激に通紙部の温度が低下した場合に、多くの電力を供給しようとすると、記録材の幅サイズによっては、定着ローラの通紙域ではない領域(非通紙部領域)に必要以上の電力が供給されてしまう。これによりその領域が異常昇温して機内昇温や定着装置構成部材の熱劣化を引き起こしてしまうおそれがある。その対応手段として、特許文献2に示されるように、発熱体である整磁合金のキュリー温度をほぼ定着温度付近に調整し、電流供給手段による供給電流値を固定する手段が有効的である。   Even in such an apparatus, since the entire area of the recording material of the maximum width size that can be used to pass through the apparatus is operated at the fixing temperature to fix the image, it is more than the actual fixing of the toner. It consumes energy. Further, the power control for adjusting the temperature of the paper passing area is controlled by changing the current and frequency. For this reason, if a large amount of power is supplied when the temperature of the paper passing portion is suddenly lowered due to heat radiation from the recording material, an area (non-passing area) that is not the paper passing area of the fixing roller depends on the width size of the recording material. More power than necessary is supplied to the paper portion area. As a result, the temperature of the region is abnormally increased, which may cause the temperature increase in the apparatus or the thermal deterioration of the fixing device constituent members. As a countermeasure for this, as disclosed in Patent Document 2, it is effective to adjust the Curie temperature of the magnetic shunt alloy as a heating element to approximately the fixing temperature and fix the supply current value by the current supply means.

特開昭59−033787号公報JP 59-033787 特許第4087498号公報Japanese Patent No. 4087498 特開2006−145949号公報JP 2006-145949 A

しかしながら、特許文献2、3の定着装置において、コアは接着材や樹脂により固定されており、その固定ホルダが熱膨張の違いにより長手で反りが発生し、定着ローラとコイルとの距離が安定せず、ローラの発熱が安定しないという課題がある。また、コアが固定されているため熱膨張によりホルダがそった場合、コアに過度なストレスがかかり、コアにヒビ、欠け等が発生する可能性があり(フェライトコアは、もろく、かけやすい)、ローラの発熱が安定しないという課題がある。   However, in the fixing devices of Patent Documents 2 and 3, the core is fixed by an adhesive or resin, and the fixing holder is warped in the longitudinal direction due to the difference in thermal expansion, and the distance between the fixing roller and the coil is stabilized. Therefore, there is a problem that the heat generation of the roller is not stable. Also, if the holder is warped due to thermal expansion because the core is fixed, the core may be overstressed, and the core may be cracked or chipped (the ferrite core is brittle and easy to wear) There is a problem that the heat generation of the roller is not stable.

また、一般的に定着ローラの外径形状は、しごき効果による紙しわ防止のため、図6の(b)のモデル図に示すように、金属中空パイプを外径切削により逆クラウン形状加工している。1は定着ローラであり、モデル図は定着ローラ1の長手に沿う肉厚断面を示すものである。dxは逆クラウン量dxである。5は定着ローラ1の内側にローラ長手に沿って配列されている複数の磁性体コアである。g1はローラ内面とコア5との間隔距離(ギャップ)である。外径切削により逆クラウン形状加工した定着ローラ1内径はローラ長手方向に沿ってストレートのため、定着ローラ1の長手方向の端部から中央部にかけて徐々に肉厚が減少する(d3<d2<d1)。整磁合金製の定着ローラ1の場合、キュリー温度以上の発熱量Pc(=非通紙部の発熱量)は肉厚に反比例するため、図6の(b)のような切削品であると非通紙部昇温効果が十分に得られない(非通紙部の肉厚が除所に減少しているため)という課題がある。   Also, in general, the outer diameter shape of the fixing roller is formed by machining a metal hollow pipe into an inverted crown shape by outer diameter cutting as shown in the model diagram of FIG. Yes. Reference numeral 1 denotes a fixing roller, and the model diagram shows a thick section along the length of the fixing roller 1. dx is the reverse crown amount dx. Reference numeral 5 denotes a plurality of magnetic cores arranged inside the fixing roller 1 along the length of the roller. g1 is a distance (gap) between the inner surface of the roller and the core 5. Since the inner diameter of the fixing roller 1 processed in the reverse crown shape by outer diameter cutting is straight along the longitudinal direction of the roller, the wall thickness gradually decreases from the longitudinal end portion to the central portion of the fixing roller 1 (d3 <d2 <d1). ). In the case of the fixing roller 1 made of a magnetic shunt alloy, the calorific value Pc (= calorific value of the non-sheet passing portion) equal to or higher than the Curie temperature is inversely proportional to the wall thickness, so that it is a cut product as shown in FIG. There is a problem that the effect of raising the temperature of the non-sheet passing portion is not sufficiently obtained (because the thickness of the non-sheet passing portion is reduced to the outside).

本発明は、電磁誘導加熱方式の像加熱装置における上記のような問題を解決するものである。即ち、整磁合金製の加熱回転体を使用した装置においても、加熱回転体の発熱を安定させ、通紙域でない領域の異常昇温(端部昇温、非通紙部昇温)による機内昇温や装置構成部材の熱劣化などを防止し、良好な画像加熱性能を得ることを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned problems in an electromagnetic induction heating type image heating apparatus. In other words, even in an apparatus using a heating rotor made of a magnetic shunt alloy, the heat generated by the heating rotor is stabilized, and the inside of the machine is caused by abnormal temperature rise (edge temperature rise, non-paper feed temperature rise) in an area that is not a paper passing area. An object is to obtain good image heating performance by preventing temperature rise and thermal deterioration of apparatus constituent members.

上記の目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の構成は、磁束の作用により電磁誘導発熱する円筒状の加熱回転体と、前記加熱回転体の内部に配置され、磁束を発生して前記加熱回転体を加熱する磁束発生手段と、を備え、前記加熱回転体の熱により記録材に担持された画像を加熱する像加熱装置であって、前記磁束発生手段は、前記加熱回転体の軸線方向に沿って配列されている複数の磁性体コアと、前記磁性体コアを保持するコアホルダと、前記コアホルダの外側に配置されているコイルと、前記コイルの外側に配置され前記コイルを保持するコイルホルダを有し、前記コアホルダは、前記加熱回転体の直径面に沿った形状で、前記直径面に対し対称形状をしており、前記コイルホルダは、前記加熱回転体の内周面に沿う様な半円筒形状をしており、前記加熱回転体の軸線方向に関して両端部側と中央部との少なくとも3箇所で前記コアホルダにより位置決めされていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the image heating apparatus according to the present invention includes a cylindrical heating rotator that generates electromagnetic induction heat by the action of magnetic flux, and is disposed inside the heating rotator to generate magnetic flux. An image heating apparatus for heating an image carried on a recording material by heat of the heating rotator, wherein the magnetic flux generating means A plurality of magnetic cores arranged along the axial direction, a core holder that holds the magnetic core, a coil that is arranged outside the core holder, and a coil that is arranged outside the coil and holds the coil The core holder has a shape along the diameter surface of the heating rotator and is symmetrical with respect to the diameter surface, and the coil holder extends along the inner peripheral surface of the heating rotator. Half circle Has a shape, characterized in that it is positioned by the core holder at least three positions of the both ends and the central portion with respect to the axis direction of the heating rotator.

本発明によれば、整磁合金製の加熱回転体を使用した装置においても、加熱回転体の発熱を安定させ、通紙域でない領域の異常昇温による機内昇温や装置構成部材の熱劣化などを防止し、良好な像加熱性能を得ることが可能となる。   According to the present invention, even in an apparatus using a heating rotating body made of a magnetic shunt alloy, the heat generation of the heating rotating body is stabilized, the temperature rise in the apparatus due to abnormal temperature rise in a region that is not a sheet passing area, and the thermal deterioration of apparatus constituent members And the like, and good image heating performance can be obtained.

(a)は画像形成装置の一例の構成模型図、(b)は定着装置の要部の拡大横断面模型図である。(A) is a structural model diagram of an example of an image forming apparatus, and (b) is an enlarged cross-sectional model diagram of the main part of the fixing device. 定着装置の要部を記録材導入側から見た模型図である。FIG. 3 is a model view of the main part of the fixing device as viewed from the recording material introduction side. (a)はコイル・アセンブリ(磁束発生手段)の外観斜視図、(b)はその分解斜視図である。(A) is an external perspective view of a coil assembly (magnetic flux generating means), and (b) is an exploded perspective view thereof. (a)はコアホルダとコアとの分解斜視図、(b)はコアが装着された状態のコアホルダの拡大横断面模型図である。(A) is an exploded perspective view of a core holder and a core, (b) is an enlarged cross-sectional model view of the core holder in a state where the core is mounted. (a)はコアの遊びの説明図、(b)はコアホルダによるコイルホルダの位置決め構造(スナップフィット)の説明図である。(A) is explanatory drawing of the play of a core, (b) is explanatory drawing of the positioning structure (snap fit) of the coil holder by a core holder. (a)はバルジ加工により逆クラウン形状を形成した定着ローラの説明図、(b)は切削により逆クラウン形状を形成した定着ローラの説明図、(c)は比較実験例の説明図である。(A) is explanatory drawing of the fixing roller which formed the reverse crown shape by the bulge process, (b) is explanatory drawing of the fixing roller which formed the reverse crown shape by cutting, (c) is explanatory drawing of a comparative experiment example.

[実施例]
(1)画像形成装置例
図1の(a)は本発明に従う電磁誘導加熱方式の像加熱装置を画像加熱定着装置114として備えた画像形成装置100の一例の構成模型図である。本例の装置100は転写式電子写真プロセス利用、レーザー走査露光方式の画像形成装置(複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機能機等)である。
[Example]
(1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 1A is a structural model diagram of an example of an image forming apparatus 100 provided with an electromagnetic induction heating type image heating apparatus according to the present invention as an image heating fixing apparatus 114. The apparatus 100 of this example is a transfer type electrophotographic process-use, laser scanning exposure type image forming apparatus (copying machine, printer, facsimile, combined function machine thereof).

101は原稿読取装置(イメージスキャナー)、102は領域指定装置(デジタイザー)であり、何れも装置100の上面側に配設してある。装置101は該装置の原稿台上に載置した原稿面を内部に設けた光源等からなる走査照明光学系により原稿を走査し、原稿面からの反射光をCCDラインセンサ等の光センサにより読み取り、画像情報を時系列電気デジタル電気信号に変換する。装置102は原稿の読み取り領域等の設定を行い、信号を出力する。104は装置101、装置102、プリントコントローラ103等からの信号を受けて、画像形成機器の各部に指令を送る信号処理及び種々の作像シーケンス制御を行う制御部(CPU)である。   Reference numeral 101 denotes a document reading device (image scanner), and 102 denotes an area designation device (digitizer), both of which are arranged on the upper surface side of the device 100. The apparatus 101 scans a document by a scanning illumination optical system including a light source or the like provided inside a document surface placed on the document table of the apparatus, and reads reflected light from the document surface by an optical sensor such as a CCD line sensor. The image information is converted into a time series electric digital electric signal. The apparatus 102 sets a document reading area and outputs a signal. Reference numeral 104 denotes a control unit (CPU) that receives signals from the apparatus 101, the apparatus 102, the print controller 103, and the like, and performs signal processing for sending commands to each unit of the image forming apparatus and various image forming sequence controls.

以下は画像形成機構部(作像機構部)の説明である。105は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体(以下、ドラムと記す)であり、矢印の時計方向に所定の周速度にて回転駆動される。ドラム105はその回転過程で、帯電装置106により所定の極性・電位の一様な帯電処理を受け、その一様帯電面に対して画像書き込み装置107による像露光Lを受ける。これにより、一様帯電面の露光明部の電位が減衰してドラム105の面に露光パターンに対応した静電潜像が形成される。装置107は本例の場合はレーザースキャナーであり、制御部104において信号処理された画像データに従って変調されたレーザー光Lを出力し、回転するドラム105の一様帯電面を走査露光して画像情報に対応した静電潜像を形成する。   The following is a description of the image forming mechanism (image forming mechanism). Reference numeral 105 denotes a rotating drum type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a drum) as an image carrier, which is rotationally driven in a clockwise direction indicated by an arrow at a predetermined peripheral speed. In the rotation process, the drum 105 is uniformly charged with a predetermined polarity and potential by the charging device 106, and the uniformly charged surface is subjected to image exposure L by the image writing device 107. As a result, the potential of the exposed bright portion of the uniformly charged surface is attenuated, and an electrostatic latent image corresponding to the exposure pattern is formed on the surface of the drum 105. In this example, the apparatus 107 is a laser scanner, which outputs laser light L modulated in accordance with image data signal-processed by the control unit 104, scans and exposes the uniformly charged surface of the rotating drum 105, and outputs image information. An electrostatic latent image corresponding to is formed.

次いで、その静電潜像が現像装置108によりトナー画像として現像される。そのトナー画像が転写帯電装置109の位置において、給紙機構部側からドラム105と装置109との対向部である転写部Tに所定の制御タイミングにて給送された記録材Pにドラム105の面から静電転写される。給紙機構部は、本例の場合は、幅サイズを異にする記録材Pを積載収容した第1のカセット給紙部110又は第2のカセット給紙部111から1枚分離給紙された記録材Pを転写部Tに所定のタイミングにて搬送する記録材搬送路112を有している。記録材Pの幅サイズとは記録材の搬送方向に直交する方向の寸法である。第1のカセット給紙部110には装置に通紙使用可能な最大幅サイズの記録材(大サイズ紙)が積載収容されている。第2のカセット給紙部110にはそれよりも幅サイズが小さい記録材(小サイズ紙)が積載収容されている。   Next, the electrostatic latent image is developed as a toner image by the developing device 108. At the position of the transfer charging device 109, the toner image is transferred from the sheet feeding mechanism unit side to the recording material P to which the drum 105 is fed to the transfer unit T, which is the opposite part of the drum 105 and the device 109, at a predetermined control timing. Electrostatic transfer from the surface. In the case of this example, the sheet feeding mechanism unit is separated and fed by one sheet from the first cassette sheet feeding unit 110 or the second cassette sheet feeding unit 111 in which recording materials P having different width sizes are stacked and accommodated. A recording material conveyance path 112 that conveys the recording material P to the transfer portion T at a predetermined timing is provided. The width size of the recording material P is a dimension in a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording material. The first cassette paper supply unit 110 stores and accommodates a recording material (large size paper) having a maximum width size that can be used in the apparatus. A recording material (small size paper) having a smaller width is stacked and accommodated in the second cassette paper supply unit 110.

転写部Tでドラム105の面からトナー画像の転写を受けた記録材Pは、ドラム105の面から分離され、定着装置114へ搬送されて未定着トナー画像の定着処理を受け、装置外部の排紙トレイ115上に排紙される。一方、記録材分離後のドラム105の面はクリーニング装置113により転写残りトナー等の付着汚染物の除去を受けて清掃されて繰り返して作像に供される。   The recording material P that has received the transfer of the toner image from the surface of the drum 105 at the transfer unit T is separated from the surface of the drum 105, conveyed to the fixing device 114, and subjected to a fixing process for the unfixed toner image. The paper is discharged onto the paper tray 115. On the other hand, the surface of the drum 105 after separation of the recording material is cleaned by the cleaning device 113 after removal of adhering contaminants such as transfer residual toner, and is repeatedly used for image formation.

(2)定着装置
図1の(b)は定着装置114の要部の拡大横断面模型図、図2は装置114の要部を記録材導入側から見た模型図である。装置114の駆動側を奥側、被駆動側を手前側とする。この装置114は、加熱ローラ型で、電磁誘導加熱方式の像加熱装置である。装置114は、磁束の作用により電磁誘導加熱する円筒状の加熱回転体としての加熱ローラ1を有する。また、加熱ローラ1との間に記録材Pを挟持搬送して画像tを加熱・加圧する当接部(加熱部)としての定着ニップ部Nを形成する加圧回転体としての加圧ローラ2を有する。また、加熱ローラ(以下、定着ローラと記す)1の内部に配置され、定着ローラ1を電磁誘導加熱する磁束発生手段としてのコイル・アセンブリ3を有する。
(2) Fixing Device FIG. 1B is an enlarged schematic cross-sectional view of the main part of the fixing device 114, and FIG. 2 is a model view of the main part of the device 114 as viewed from the recording material introduction side. The driving side of the device 114 is the back side, and the driven side is the front side. The device 114 is a heating roller type and is an electromagnetic induction heating type image heating device. The device 114 includes a heating roller 1 as a cylindrical heating rotating body that performs electromagnetic induction heating by the action of magnetic flux. Further, a pressure roller 2 as a pressure rotator that forms a fixing nip portion N as a contact portion (heating portion) that heats and presses the image t by sandwiching and conveying the recording material P with the heating roller 1. Have The coil assembly 3 is disposed inside a heating roller (hereinafter referred to as a fixing roller) 1 and serves as magnetic flux generating means for electromagnetically heating the fixing roller 1.

定着ローラ1は、誘導発熱体としての円筒状(中空)の芯金(金属層、導電層)1aを有するローラであり、芯金1aの外周面にはフッ素樹脂等がコーティングされて耐熱性の離型層(伝熱材)1bが形成されている。芯金1aは、例えば鉄、ニッケル、SUS430、鉄−ニッケル合金、鉄−ニッケル−クロム合金、ニッケル−コバルト合金等の磁性金属(導電体、磁性体)である。或いは、特開2000−39797号公報等に開示されるように、キュリー点温度を所望に調整した整磁合金である。本実施例の定着ローラ1の芯金1aは整磁合金製であり、厚さは0.05mm〜1.5mm、キュリー点温度は記録材Pに対してトナー画像tが定着可能な温度よりも高く、後述する励磁コイル6(61・62)の耐熱温度よりも低く設定されている。本実施例では、定着温度が195℃、上記の耐熱温度が230℃に設定している為、キュリー点温度は205℃に設定してある。   The fixing roller 1 is a roller having a cylindrical (hollow) cored bar (metal layer, conductive layer) 1a as an induction heating element, and the outer peripheral surface of the cored bar 1a is coated with a fluororesin or the like to be heat resistant. A release layer (heat transfer material) 1b is formed. The metal core 1a is a magnetic metal (conductor, magnetic material) such as iron, nickel, SUS430, iron-nickel alloy, iron-nickel-chromium alloy, nickel-cobalt alloy, for example. Or it is a magnetic shunt alloy which adjusted Curie point temperature as desired, as disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-39797 etc. The core bar 1a of the fixing roller 1 of this embodiment is made of a magnetic shunt alloy, has a thickness of 0.05 mm to 1.5 mm, and has a Curie point temperature higher than the temperature at which the toner image t can be fixed to the recording material P. It is set higher than the heat resistance temperature of the exciting coil 6 (61, 62) described later. In this embodiment, since the fixing temperature is set to 195 ° C. and the above heat-resistant temperature is set to 230 ° C., the Curie point temperature is set to 205 ° C.

定着ローラ1は、両端部側をそれぞれ定着装置の手前側と奥側の側板(定着装置フレーム)21・22間に軸受23を介して回転可能に支持されて配設されている。内空部には、芯金1aに誘導電流(渦電流)を誘起させてジュール発熱させるための高周波磁界を生じる、磁束発生手段としてのコイル・アセンブリ3が挿入されて配設されている。   The fixing roller 1 is disposed such that both ends thereof are rotatably supported via bearings 23 between front and back side plates (fixing device frames) 21 and 22 of the fixing device. In the inner space, a coil assembly 3 as a magnetic flux generating means for inserting a high frequency magnetic field for inducing an induced current (eddy current) in the metal core 1a to generate Joule heat is inserted and disposed.

加圧ローラ2は、軸芯2aと、その軸芯2aの外回りに同心一体にローラ状に形成された耐熱ゴム層であるシリコンゴム層(弾性体層)2bと、更にその外周面に形成された離型層2cを有する弾性ローラである。弾性体層2bが表面離型性を有するものであれば離型層2cは省略することができる。加圧ローラ2は定着ローラ1の下側に並行に配列されて、軸芯2aの両端部側がそれぞれ定着装置の手前側と奥側の側板21・22間に軸受26を介して回転可能に保持されている。そして、加圧ローラ2が定着ローラ1の下面に対して付勢手段(不図示)により弾性体層2bの弾性に抗して所定の押圧力にて圧接されている。これにより、定着ローラ1と加圧ローラ2との間に、記録材搬送方向aに関して所定のニップ長(ニップ幅)の定着ニップ部Nが形成されている。   The pressure roller 2 is formed on a shaft core 2a, a silicon rubber layer (elastic body layer) 2b, which is a heat-resistant rubber layer concentrically and integrally formed around the shaft core 2a, and an outer peripheral surface thereof. It is an elastic roller having a release layer 2c. If the elastic layer 2b has surface releasability, the release layer 2c can be omitted. The pressure roller 2 is arranged in parallel below the fixing roller 1 and both end portions of the shaft core 2a are rotatably held via bearings 26 between the front and back side plates 21 and 22 of the fixing device. Has been. The pressure roller 2 is pressed against the lower surface of the fixing roller 1 with a predetermined pressing force against the elasticity of the elastic layer 2b by an urging means (not shown). Thus, a fixing nip portion N having a predetermined nip length (nip width) in the recording material conveyance direction a is formed between the fixing roller 1 and the pressure roller 2.

コイル・アセンブリ3は全体的に円柱状の部材であり、磁性材からなる磁性体コア(芯材)5、励磁コイル(誘導コイル、誘導発熱源)6(61、62)、絶縁部材製のコアホルダ7、コイルホルダ81・82等の組み立て体である。アセンブリ3の外径は定着ローラ1の内径よりも所定に小さく、長さは定着ローラ1の長さよりも所定に長い。アセンブリ3は、定着ローラ1の内空部にほぼ同心に挿入されて、手前側と奥側の端部がそれぞれ定着装置の手前側と奥側の支持部材24・25間に非回転に固定支持されている。これにより、アセンブリ3は、定着ローラ1内において、定着ローラ1の内面に非接触に所定の間隔(隙間)を存して、かつ所定の角度姿勢にて配設されている。コア5はコアホルダ7に形成された通孔7aに挿入されて保持されている。コイル6(61・62)はコアホルダ7の周囲に銅線を巻回して形成されている。本実施例では、コイル6は第1コイル61と第2コイル62の2個からなり、この2個のコイル61・62により定着ローラ1のほぼ全周を加熱する。コイル6は、定着ローラ1の外部に露呈しないようにアセンブリ3内に収納されている。コア5としては、透磁率が大きく自己損失の小さい材料がよく、例えばフェライト、パーマロイ、センダスト等が適している。コイル6は定着ローラ1を十分に加熱する交番磁束を発生するものでなければならないが、そのためには抵抗成分が低く、インダクタンス成分を高くとる必要がある。コイル6の芯線としてφ0.1〜0.3の細線をほぼ80〜160本ほど束ねたリッツ線を用いている。細線には絶縁被覆電線を用いている。また、コア5は周回するようにコアホルダ7の形状に合わせて横長舟型に複数回巻回してコイル61.62としてある。コイル61・62は定着ローラ1の長手方向に巻かれている。6a・6bはコイル6の2本の外方引出しリード線(コイル供給線)であり、アセンブリ3の奥側の端部から外部に引き出されている。そして、コイル6(61.62)に高周波電流を供給する電流供給手段と定電流を供給する定電流化手段と、周波数を可変制御する周波数可変制御手段としてのコイル駆動電源(周波数可変制御部、定電流回路)116に接続されている。   The coil assembly 3 is a cylindrical member as a whole, and includes a magnetic core (core material) 5 made of a magnetic material, an excitation coil (induction coil, induction heat source) 6 (61, 62), and a core holder made of an insulating member. 7. An assembly of coil holders 81 and 82, etc. The outer diameter of the assembly 3 is a predetermined smaller than the inner diameter of the fixing roller 1, and the length is a predetermined longer than the length of the fixing roller 1. The assembly 3 is inserted substantially concentrically into the inner space of the fixing roller 1, and the front and back end portions are fixedly supported non-rotatably between the front and back support members 24 and 25 of the fixing device, respectively. Has been. As a result, the assembly 3 is disposed in the fixing roller 1 at a predetermined angle and posture with a predetermined interval (gap) in a non-contact manner on the inner surface of the fixing roller 1. The core 5 is inserted and held in a through hole 7 a formed in the core holder 7. The coil 6 (61 · 62) is formed by winding a copper wire around the core holder 7. In the present embodiment, the coil 6 includes two coils, a first coil 61 and a second coil 62, and the two coils 61 and 62 heat almost the entire circumference of the fixing roller 1. The coil 6 is accommodated in the assembly 3 so as not to be exposed to the outside of the fixing roller 1. The core 5 is preferably made of a material having a large magnetic permeability and a small self-loss. For example, ferrite, permalloy, sendust, etc. are suitable. The coil 6 must generate an alternating magnetic flux that sufficiently heats the fixing roller 1. For this purpose, the resistance component must be low and the inductance component must be high. As the core wire of the coil 6, a litz wire in which about 80 to 160 fine wires having a diameter of 0.1 to 0.3 are bundled is used. Insulated coated wires are used for the thin wires. Further, the core 5 is wound into a horizontal boat shape a plurality of times in accordance with the shape of the core holder 7 so as to circulate, thereby forming a coil 61.62. The coils 61 and 62 are wound in the longitudinal direction of the fixing roller 1. Reference numerals 6 a and 6 b denote two outward lead wires (coil supply wires) of the coil 6, which are led out from the back end of the assembly 3. The coil 6 (61.62) includes a current supply means for supplying a high frequency current, a constant current supply means for supplying a constant current, and a coil drive power supply (frequency variable control section, Constant current circuit) 116.

13は分離爪であり、ニップ部Nに導入されニップ部Nを出た記録材Pが定着ローラ1に巻き付くのを抑え、定着ローラ1から分離させる役目をする。ホルダ7、分離爪13、コイルホルダ81・82は、例えば液晶ポリマー、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイドなどの耐熱および電気絶縁性エンジニアリング・プラスチックから形成されている。Gは定着ローラ1の奥側の端部に同心に固着して配設された定着ローラドライブギアである。このギアGに駆動源Mから伝達系(不図示)を介して回転力が伝達されることで、定着ローラ1が図1の(b)において矢印Aの時計方向に所定の周速度にてコイル・アセンブリ3の外回りを回転駆動される。加圧ローラ2はこの定着ローラ1の回転駆動に従動して矢印の反時計方向Bに回転する。   Reference numeral 13 denotes a separation claw that serves to prevent the recording material P introduced into the nip portion N from being wound around the fixing roller 1 and separated from the fixing roller 1. The holder 7, the separation claw 13, and the coil holders 81 and 82 are made of heat-resistant and electrically insulating engineering plastic such as liquid crystal polymer, polyimide, polyphenylene sulfide, and the like. A fixing roller drive gear G is concentrically fixed to the end of the fixing roller 1 on the back side. When the rotational force is transmitted from the drive source M to the gear G via a transmission system (not shown), the fixing roller 1 is coiled at a predetermined peripheral speed in the clockwise direction indicated by the arrow A in FIG. -It is driven to rotate around the outside of the assembly 3. The pressure roller 2 rotates in the counterclockwise direction B indicated by the arrow following the rotational driving of the fixing roller 1.

14は定着ローラクリーナである。クリーナ14は、クリーニング部材としてのクリーニングウエブ14aをロール巻きに保持したウエブ繰り出し軸部14bと、ウエブ巻取り軸部14cを有する。また、該両軸部14b・14c間のウエブ部分を定着ローラ1の外面に押し付ける押し付けローラ14dを有する。ローラ14dで定着ローラ1に押し付けられたウエブ部分で、定着ローラ1面にオフセットしているトナーが拭われて定着ローラ面が清掃される。定着ローラ1に押し付けられるウエブ部分は軸部14b側から軸部14c側にウエブ14aが少しずつ送られることで徐々に更新される。   Reference numeral 14 denotes a fixing roller cleaner. The cleaner 14 has a web feeding shaft portion 14b that holds a cleaning web 14a as a cleaning member in roll form, and a web winding shaft portion 14c. Further, a pressing roller 14 d that presses the web portion between the shaft portions 14 b and 14 c against the outer surface of the fixing roller 1 is provided. At the web portion pressed against the fixing roller 1 by the roller 14d, the toner offset to the surface of the fixing roller 1 is wiped and the surface of the fixing roller is cleaned. The web portion pressed against the fixing roller 1 is gradually updated by feeding the web 14a little by little from the shaft portion 14b side to the shaft portion 14c side.

15はサーモスタット(定着ローラ1の温度を検知する温度検知手段)であり、定着ローラ温度の異常上昇時(熱暴走時)の対策として、定着ローラ1に接触または近接して設けられている。このサーモスタット15は、予め設定された温度になると接点を開放してコイル6への通電を切断する。これにより、定着ローラ1が所定温度以上の高温となるが防止される。本実施例では、通紙は中央基準で行われる。Cはその中央基準である。すなわち、装置に通紙使用可能ないかなる幅サイズの記録材でも、記録材の幅中央部が定着ローラ1の軸線方向中央部を通過することになる。本実施例の装置100においては、通紙できる記録材の最大幅サイズ(大サイズ紙)はA4横である。また通紙できる記録材の最小サイズはB5Rである。P1は大サイズ紙の通紙領域幅、P2は大サイズ紙よりも幅サイズが小さい小サイズ紙の通紙領域幅である。   Reference numeral 15 denotes a thermostat (temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing roller 1), which is provided in contact with or close to the fixing roller 1 as a countermeasure when the fixing roller temperature rises abnormally (during thermal runaway). When the thermostat 15 reaches a preset temperature, the thermostat 15 opens the contact and cuts off the power supply to the coil 6. As a result, the fixing roller 1 is prevented from becoming a high temperature above a predetermined temperature. In the present embodiment, the sheet passing is performed based on the central reference. C is the central reference. That is, in any recording material of any width size that can be used for paper passing through the apparatus, the central portion of the recording material passes through the central portion in the axial direction of the fixing roller 1. In the apparatus 100 of this embodiment, the maximum width size (large size paper) of the recording material that can be passed is A4 landscape. The minimum size of the recording material that can be passed is B5R. P1 is a sheet passing area width of the large size paper, and P2 is a sheet passing area width of the small size paper whose width size is smaller than that of the large size paper.

第1のサーミスタ11(温度検知手段)は、定着ローラ1の中央温度検知装置として、小サイズ紙の通紙領域幅P2のほぼ中央部に対応する定着ローラ中央部分の温度を検知する。サーミスタ11は、定着ローラ中央部分において定着ローラ1を隔ててコイル6に向かい合うように、定着ローラ1の表面に対して弾性部材16により押圧して弾性的に圧接させて配置されている。第2のサーミスタ12(温度検知手段)は、定着ローラ1の端部温度検知装置として、非通紙部昇温を発生する、大サイズ紙の通紙領域幅P1と小サイズ紙の通紙領域幅P2との差領域に対応する定着ローラ端部の温度を検知する。サーミスタ12は、定着ローラ端部において定着ローラ1の表面に対して弾性部材16により押圧して弾性的に接触させて配置されている。   The first thermistor 11 (temperature detection means) is a central temperature detection device for the fixing roller 1 and detects the temperature of the central portion of the fixing roller corresponding to the substantially central portion of the sheet passing area width P2 of the small size paper. The thermistor 11 is arranged so as to be elastically pressed against the surface of the fixing roller 1 by an elastic member 16 so as to face the coil 6 across the fixing roller 1 at the center portion of the fixing roller. The second thermistor 12 (temperature detecting means) serves as a temperature detecting device for the end portion of the fixing roller 1 and generates a non-sheet passing portion temperature rise and a large size paper passing region width P1 and a small size paper passing region. The temperature at the end of the fixing roller corresponding to the difference area with the width P2 is detected. The thermistor 12 is disposed in an elastic contact with the elastic roller 16 against the surface of the fixing roller 1 at the end of the fixing roller.

制御部104は装置のメイン電源スイッチ(不図示)のONにより装置を起動させて所定の作像シーケンス制御をスタートさせる。定着装置114は駆動源Mの起動により定着ローラ1の回転が開始される。この定着ローラ1の回転に従動して加圧ローラ2も回転する。また制御部104はコイル駆動電源116を起動してコイル6に高周波電流を流す。これによりコイル6の周囲に高周波交番磁束が発生し、定着ローラ1が電磁誘導発熱して所定の定着温度、本実施例では195℃に向かって昇温していく。定着ローラ1の昇温が第1および第2のサーミスタ11および12で検知され、その検知温度情報が制御部104に入力する。制御部104は第1のサーミスタ11を温度調整用の温度検知手段として該サーミスタ11から入力する定着ローラ検知温度が上記定着温度に立ち上がって維持されるように電源116からコイル6に供給される電力を制御する。定着ローラ1が定着温度に温調された状態において、ニップ部Nに対して作像部側から未定着トナー像tを担持した記録材Pが導入されてニップ部Nを挟持搬送されていく。これにより、定着ローラ1の熱とニップ部Nの加圧力で、未定着トナー像tが記録材Pの面に定着される。   The control unit 104 activates the apparatus by turning on a main power switch (not shown) of the apparatus to start predetermined image forming sequence control. The fixing device 114 starts to rotate the fixing roller 1 when the drive source M is activated. The pressure roller 2 also rotates following the rotation of the fixing roller 1. Further, the control unit 104 activates the coil driving power source 116 and causes a high frequency current to flow through the coil 6. As a result, a high-frequency alternating magnetic flux is generated around the coil 6, and the fixing roller 1 generates heat by electromagnetic induction, and the temperature rises toward a predetermined fixing temperature, which is 195 ° C. in this embodiment. The temperature rise of the fixing roller 1 is detected by the first and second thermistors 11 and 12, and the detected temperature information is input to the control unit 104. The control unit 104 uses the first thermistor 11 as temperature detection means for temperature adjustment, and the electric power supplied from the power source 116 to the coil 6 so that the fixing roller detection temperature input from the thermistor 11 rises and is maintained at the fixing temperature. To control. In a state where the fixing roller 1 is adjusted to the fixing temperature, the recording material P carrying the unfixed toner image t is introduced from the image forming unit side to the nip portion N, and the nip portion N is nipped and conveyed. As a result, the unfixed toner image t is fixed on the surface of the recording material P by the heat of the fixing roller 1 and the pressing force of the nip portion N.

通紙される記録材Pが小サイズ紙の場合は、ニップ部Nの大サイズ紙通紙領域幅P1と小サイズ紙通紙領域幅P2との差領域が非通紙部領域となる。そして、小サイズ紙の通紙が連続的になされと、通紙域である小サイズ紙通紙領域幅P2に対応する定着ローラ部分の温度は所定の定着温度195℃に維持されるが、非通紙部領域に対応する定着ローラ部分の温度は昇温していく。即ち、非通紙部領域に対応する定着ローラ部分はその部分の熱は記録材やトナー画像の加熱に消費されないので所定の定着温度195℃を越えて昇温(非通紙部昇温)していく。本実施例では、定着ローラ芯金に整磁合金を用いているため、非通紙部昇温し、定着ローラ端部の温度がキュリー温度に達すると、定着ローラ端部の磁性が急激に低下することで発熱量が減少し定着ローラの温度がキュリー温度以上には上がらない。つまり、定着ローラ1ではキュリー温度に到達すると力率が低下し、これに伴いコイル6の消費電力が低下し、定着ローラ1は発熱を抑制する方向に働くので自己温度制御が可能となる。   When the recording material P to be passed is a small size paper, a difference area between the large size paper passing area width P1 and the small size paper passing area width P2 of the nip N is a non-sheet passing area. When the small size paper is continuously passed, the temperature of the fixing roller portion corresponding to the small size paper passing area width P2 which is the paper passing area is maintained at a predetermined fixing temperature of 195 ° C. The temperature of the fixing roller portion corresponding to the paper passing area increases. That is, since the heat of the fixing roller portion corresponding to the non-sheet passing portion area is not consumed for heating the recording material or the toner image, the temperature is raised beyond a predetermined fixing temperature of 195 ° C. (temperature raising of the non-sheet passing portion). To go. In this embodiment, since a magnetic shunt alloy is used for the fixing roller core metal, when the temperature of the non-sheet passing portion is raised and the temperature of the fixing roller end reaches the Curie temperature, the magnetism of the fixing roller end rapidly decreases. As a result, the amount of generated heat is reduced and the temperature of the fixing roller does not rise above the Curie temperature. In other words, when the fixing roller 1 reaches the Curie temperature, the power factor decreases, and accordingly, the power consumption of the coil 6 decreases, and the fixing roller 1 works in a direction to suppress heat generation, so that self-temperature control is possible.

すなわち、本実施例では電磁誘導加熱の発熱量Pは〈式1〉のように定着ローラの表皮抵抗Rsに比例し、渦電流iの2乗に比例することから、表皮抵抗Rsは〈式2〉で表され、渦電流iはコイルが発生する磁界Hに比例する。また、磁界Hは、コイルのターン数Nとコイル電流Iに比例することから、定着ローラがキュリー温度未満での発熱量Pは〈式3〉となる。また、キュリー温度以上になると、δ>>d(d:定着ローラの芯金肉厚)となるため、発熱量Pcは〈式4〉となり、定着ローラがキュリー温度以上である非通紙部領域では〈式4〉より、発熱量が周波数に依存せず、コイル電流Iに比例、芯金肉厚dに反比例する。   That is, in this embodiment, the heat generation amount P of electromagnetic induction heating is proportional to the skin resistance Rs of the fixing roller as shown in <Equation 1> and is proportional to the square of the eddy current i. The eddy current i is proportional to the magnetic field H generated by the coil. Further, since the magnetic field H is proportional to the number of turns N of the coil and the coil current I, the heat generation amount P when the fixing roller is less than the Curie temperature is expressed by Equation 3. When the temperature is equal to or higher than the Curie temperature, δ >> d (d: core thickness of the fixing roller core) is satisfied, so the heat generation amount Pc is expressed by Equation 4 and the non-sheet passing portion region where the fixing roller is equal to or higher than the Curie temperature. Then, from <Formula 4>, the calorific value does not depend on the frequency, but is proportional to the coil current I and inversely proportional to the core metal thickness d.

(3)コイル・アセンブリ3
アセンブリ3の構成について詳細に説明する。図3の(a)はアセンブリ3の外観斜視図、(b)はアセンブリ3の分解斜視図である。図4の(a)はコアホルダ7とコア5との分解斜視図、(b)はコア5が装着された状態のコアホルダ7の拡大横断面模型図である。アセンブリ3は、前記のように、磁束の作用により電磁誘導加熱する円筒状の加熱回転体である定着ローラ1の内部に配置され、磁束を発生して定着ローラ1を加熱する磁束発生手段である。そして、アセンブリ3は全体的に円柱状の部材であり、コア5と、コア5を保持するコアホルダ7と、コアホルダ7の外側に位置している励磁コイル6(61・62)と、コイル6の外側に位置し、コイル6を保持するコイルホルダ81・82の組み立て体である。
(3) Coil assembly 3
The configuration of the assembly 3 will be described in detail. 3A is an external perspective view of the assembly 3, and FIG. 3B is an exploded perspective view of the assembly 3. 4A is an exploded perspective view of the core holder 7 and the core 5, and FIG. 4B is an enlarged cross-sectional model view of the core holder 7 with the core 5 attached thereto. As described above, the assembly 3 is disposed inside the fixing roller 1 which is a cylindrical heating rotating body that performs electromagnetic induction heating by the action of magnetic flux, and is a magnetic flux generating means that generates the magnetic flux and heats the fixing roller 1. . The assembly 3 is a cylindrical member as a whole, and includes a core 5, a core holder 7 that holds the core 5, an excitation coil 6 (61, 62) positioned outside the core holder 7, This is an assembly of coil holders 81 and 82 that are located outside and hold the coil 6.

コアホルダ7は定着ローラ1の軸線方向(定着ローラ1の長手方向)に長い部材であり、定着ローラ1の直径面に沿った形状で、直径面に対してほぼ対称形状をしている。本実施例においては、コアホルダ7は長手方向(定着ローラ1の軸線方向)に沿って複数の磁性体コア5を一列に隣接して保持している。本実施例においては、コアホルダ7は互いにほぼ同じ形状の10個のコア5をほぼ同じ間隔にて保持している。より具体的には、図4に示すように、コアホルダ7は長手方向に沿ってほぼ同じ間隔にてコア挿入用の10個の穴7aが形成されていて、その各穴7aにそれぞれコア5が均一差し込まれている。各コア5の両側面には、凹状の溝5aが設けられている。各穴7aに差し込まれた個々のコア5は溝5aに対してコアホルダ7側に形成された爪部7bがスナップフィットで嵌まり込む。これにより、各コア5はコアホルダ7の各穴7aに抜け止めされて保持されている。そして、コアホルダ7に保持された10個のコア5の外側を囲んで位置するように横断面ほぼ半円状の一対のコイル61・62が配置される。そして、更にその一対のコイル61・62の外側を囲んで位置するように半円筒状の一対のコイルホルダ81・82がコイル61・62を挟み込んで配置される。コイルホルダ81・82は、横断面において定着ローラ1の内周面に沿う様な半円筒形状をしている。そして、コイル61・62を挟み込んで配置されたコイルホルダ81・82は長手両端部においてビス止めされて互いを固定されている。これにより、図3の(a)のような全体的に円柱状のアセンブリ3が組み立てられている。   The core holder 7 is a member that is long in the axial direction of the fixing roller 1 (longitudinal direction of the fixing roller 1). The core holder 7 has a shape along the diameter surface of the fixing roller 1 and is substantially symmetrical with respect to the diameter surface. In this embodiment, the core holder 7 holds a plurality of magnetic cores 5 adjacent to each other along the longitudinal direction (the axial direction of the fixing roller 1). In this embodiment, the core holder 7 holds ten cores 5 having substantially the same shape at substantially the same interval. More specifically, as shown in FIG. 4, the core holder 7 has ten holes 7a for core insertion formed at substantially the same intervals along the longitudinal direction, and the cores 5 are respectively inserted into the holes 7a. It is inserted evenly. Concave grooves 5 a are provided on both side surfaces of each core 5. In the individual cores 5 inserted into the holes 7a, the claw portions 7b formed on the core holder 7 side are fitted into the grooves 5a by snap fitting. As a result, each core 5 is held and retained in each hole 7 a of the core holder 7. A pair of coils 61 and 62 having a substantially semicircular cross section are arranged so as to surround and surround the outside of the ten cores 5 held by the core holder 7. Further, a pair of semi-cylindrical coil holders 81 and 82 are disposed so as to sandwich the coils 61 and 62 so as to surround the outside of the pair of coils 61 and 62. The coil holders 81 and 82 have a semi-cylindrical shape along the inner peripheral surface of the fixing roller 1 in the cross section. The coil holders 81 and 82 arranged with the coils 61 and 62 sandwiched between them are screwed at both longitudinal ends to fix each other. As a result, a generally cylindrical assembly 3 as shown in FIG. 3A is assembled.

アセンブリ3において、コア5は、コアホルダ7に形成された爪部7bにスナップフィットで嵌められており、図5の(a)のように、コイルホルダ82のコア固定面82aと爪部7bとの間で挟まれている。コア5とコア固定面82aとの間には隙間αが設けられており、コア5には若干のガタ(遊び)を生じさせている。本実施例では、隙間αは0.5mmに設定している。そのため、コアホルダ81・82やコア5などの部品精度がばらついたり、熱により膨張したとしても、ガタで吸収するため、形状安定する。これによりコア5に過度なストレスがかからないため欠けやひびが発生しない。よって、コア5の位置精度が向上し、定着ローラ1の発熱が安定する。   In the assembly 3, the core 5 is snap-fitted to the claw portion 7b formed in the core holder 7, and as shown in FIG. 5A, the core fixing surface 82a of the coil holder 82 and the claw portion 7b are connected. It is sandwiched between. A gap α is provided between the core 5 and the core fixing surface 82a, and the core 5 has some play (play). In this embodiment, the gap α is set to 0.5 mm. Therefore, even if the accuracy of parts such as the core holders 81 and 82 and the core 5 varies or expands due to heat, the shape is stabilized because it is absorbed by play. As a result, excessive stress is not applied to the core 5, so that no chipping or cracking occurs. Therefore, the positional accuracy of the core 5 is improved and the heat generation of the fixing roller 1 is stabilized.

また、アセンブリ3において、コイルホルダ81・82は、定着ローラ1の軸線方向に関して、両端部側と中央部との少なくとも3箇所において、コアホルダ7により位置決めされている。より具体的に説明すると、図5の(b)は、図3の(a)におけるアセンブリ3の前F、中央C、奥R、各部の断面を示すものである。コイルホルダ81・82の半円弧端部と、上下ほぼ対称形状のコアホルダ7の左右端部には、複数の爪部81a・82a、及び7dが設けられている。コイルホルダ81・82の爪部81a・82aは、スナップフィットによりコイルホルダ81・82がたわみコアホルダ7の爪部7dに嵌り、固定されている。即ち、コイルホルダ81・82はコアホルダ7により位置決めされている。上記構成にすることより、熱がかかり、アセンブリ3が長手に膨張しても、コイルホルダ81・82はコアホルダ7にならい長手で反りにくくなる。よって定着ローラ1と、コイル6(61・62)、コア5間の距離保障が可能となり、定着ローラ1の発熱が安定する。即ち、コアホルダ7は直径面に対して対称形状していることで、熱がかかり、アセンブリ3が長手に膨張してもコアホルダ7は反りが生じにくい。そして、このコアホルダ7に位置決め(固定)されているコイルホルダ81・82も反りが生じにくいコアホルダ7にならい長手で反りにくくなる。そのため、熱がかかり、アセンブリ3が長手に膨張しても、コイルホルダ81・82はコアホルダ7にならい長手で反りにくく、定着ローラ1と、コイル6(61・62)、コア5間の距離保障が可能となり、定着ローラ1の発熱が安定する。また、複数のコア間を接着剤や、樹脂で固定していない方がコアホルダ7に反りを生じにくくする上でより好ましい。   In the assembly 3, the coil holders 81 and 82 are positioned by the core holder 7 in at least three positions, that is, both end sides and the center portion with respect to the axial direction of the fixing roller 1. More specifically, FIG. 5B shows the front F, the center C, the back R, and the cross section of each part of the assembly 3 in FIG. A plurality of claw portions 81a, 82a, and 7d are provided at the semicircular arc end portions of the coil holders 81 and 82 and the left and right end portions of the core holder 7 that are substantially symmetrical in the vertical direction. The claw portions 81 a and 82 a of the coil holders 81 and 82 are fixed by snapping the coil holders 81 and 82 into the claw portions 7 d of the core holder 7. That is, the coil holders 81 and 82 are positioned by the core holder 7. With the above configuration, even when heat is applied and the assembly 3 expands in the longitudinal direction, the coil holders 81 and 82 are less likely to warp in the longitudinal direction following the core holder 7. Therefore, the distance between the fixing roller 1, the coil 6 (61, 62), and the core 5 can be ensured, and the heat generation of the fixing roller 1 is stabilized. That is, since the core holder 7 is symmetrical with respect to the diameter surface, heat is applied and the core holder 7 is unlikely to warp even when the assembly 3 expands in the longitudinal direction. The coil holders 81 and 82 positioned (fixed) on the core holder 7 are less likely to warp in the longitudinal direction than the core holder 7 which is less likely to warp. Therefore, even if the heat is applied and the assembly 3 expands in the longitudinal direction, the coil holders 81 and 82 do not warp in the longitudinal direction following the core holder 7 and the distance between the fixing roller 1 and the coils 6 (61 and 62) and the core 5 is ensured. And the heat generation of the fixing roller 1 is stabilized. Further, it is more preferable that the core holder 7 is not easily warped when the cores 7 are not fixed with an adhesive or resin.

また、図1の(b)に示すように、コアホルダ7には、温度検知手段であるサーミスタ11・12、サーモスタット15とは逆側に補強リブ7c(補強部)を設けている。即ち、定着ローラの外面に接触または近接して配設され、該ローラの温度を検知する温度検知手段を有する構成において、コアホルダ7は、定着ローラの円周断面に関して、温度検知手段が配設された側の半円周面側とは反対方向の半円周面側に補強部7cを有する。そのため、仮に熱膨張により、アセンブリ3が長手にそったとしても、アセンブリ3は必ず温度検知手段11・12、サーモスタット15方向に反るようにしている。それにより、コイル6、コア5と定着ローラ1との距離が短くなるとローラ温度は高くなるため、反った側のローラ温度が高くなる。本実施例では、温度検知手段11・12、サーモスタット15方向に反るようにしているため、異常時に温度上昇したとしても、確実に定着装置の温度上昇を防止することが可能となる。   Further, as shown in FIG. 1B, the core holder 7 is provided with reinforcing ribs 7c (reinforcing portions) on the opposite side to the thermistors 11 and 12 and the thermostat 15 as temperature detecting means. In other words, in the configuration having the temperature detection means for detecting the temperature of the roller disposed in contact with or close to the outer surface of the fixing roller, the core holder 7 is provided with the temperature detection means with respect to the circumferential cross section of the fixing roller. A reinforcing portion 7c is provided on the semicircular surface side opposite to the semicircular surface side on the other side. Therefore, even if the assembly 3 is along the longitudinal direction due to thermal expansion, the assembly 3 is always warped in the direction of the temperature detecting means 11 and 12 and the thermostat 15. As a result, when the distance between the coil 6 and the core 5 and the fixing roller 1 is shortened, the roller temperature increases, so that the roller temperature on the warped side increases. In this embodiment, since the temperature detection means 11 and 12 and the thermostat 15 are warped, even if the temperature rises during an abnormality, it is possible to reliably prevent the temperature of the fixing device from rising.

(4)定着ローラ1
定着ローラ1の外径形状は、しごき効果による紙しわ防止のために逆クラウン形状加工している。本実施例では、定着ローラ1の芯金1aに逆クラウン形状をつける際、特開平8−123231号公報で提案されているバルジ加工により、定着ローラ1の長手方向に関して均一な肉厚で逆クラウン形状を形成している(図6の(a))。よって、芯金強度の向上が可能のため、同肉厚の従来の切削加工の定着ローラ(図6の(b))よりもより高い加圧力をかけることが可能となる。
(4) Fixing roller 1
The outer diameter shape of the fixing roller 1 is processed in a reverse crown shape to prevent paper wrinkles due to the ironing effect. In this embodiment, when the core 1a of the fixing roller 1 is provided with the reverse crown shape, the reverse crown is formed with a uniform thickness in the longitudinal direction of the fixing roller 1 by bulge processing proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-123231. The shape is formed ((a) of FIG. 6). Therefore, since the core bar strength can be improved, it is possible to apply a higher pressure than the conventional cutting fixing roller (FIG. 6B) having the same thickness.

また、芯金1aには整磁合金を使用している。それにより、前記の〈式4〉より、従来の切削による逆クラウン加工では、非通紙部の肉厚が少なくなるのに対し、本実施例の定着ローラ1は肉厚が一定のため非通紙部昇温を効率良く防止することが可能である。本実施例では、肉厚d1=1.0mm、逆クラウン量dxは0.3mmである。そのため、従来の切削による定着ローラ1の非通紙部領域の肉厚は0.8〜0.9mmとなるのに対し、本実施例における定着ローラ1の非通紙部領域の肉厚は均一のため1.0mmである。よって、本実施例にの定着ローラの非通紙部領域の発熱量Pcは前記の〈式4〉より、従来の切削加工品より10%〜20%少ない。よって、効率良く非通紙部昇温を防止出来る。   A magnetic shunt alloy is used for the cored bar 1a. As a result, according to the above formula 4, the thickness of the non-sheet passing portion is reduced in the reverse crown processing by the conventional cutting, whereas the thickness of the fixing roller 1 of this embodiment is constant because the thickness is constant. It is possible to efficiently prevent the temperature rise of the paper section. In this embodiment, the wall thickness d1 = 1.0 mm and the reverse crown amount dx is 0.3 mm. Therefore, the thickness of the non-sheet passing portion region of the fixing roller 1 by conventional cutting is 0.8 to 0.9 mm, whereas the thickness of the non-sheet passing portion region of the fixing roller 1 in this embodiment is uniform. Therefore, it is 1.0 mm. Therefore, the heat generation amount Pc in the non-sheet passing portion region of the fixing roller according to the present embodiment is 10% to 20% less than that of the conventional cutting product from the above-described <Formula 4>. Therefore, it is possible to efficiently prevent the temperature increase at the non-sheet passing portion.

また、本実施例では、バルジ加工により外径を逆クラウン形状を形成した定着ローラ1と、コイルおよびコアのギャップは、定着ローラ1の長手方向中央部よりも端部の方が離れている。また長手方向のコア配置の分布を均一化している。つまり、g1>g2>g3→磁束の強さ:g1部<g2部<g3部→発熱量:g1部<g2部<g3部となる。よって定着ローラ1の非通紙部昇温防止可能である。   In the present embodiment, the gap between the fixing roller 1 whose outer diameter is formed in a reverse crown shape by bulging and the coil and the core is separated from the end portion of the fixing roller 1 in the longitudinal direction. In addition, the distribution of the core arrangement in the longitudinal direction is made uniform. That is, g1> g2> g3 → magnetic flux strength: g1 part <g2 part <g3 part → heat generation amount: g1 part <g2 part <g3 part. Therefore, it is possible to prevent the temperature rise of the non-sheet passing portion of the fixing roller 1.

本実施例の定着ローラ1は、長手方向において肉厚が一定のため従来の切削加工品よりも10%高い加圧力をかけている。そのため、従来の切削加工品よりも高い定着性を確保可能となっている。   The fixing roller 1 of the present embodiment has a constant thickness in the longitudinal direction, so that a pressing force 10% higher than that of a conventional machined product is applied. Therefore, it is possible to ensure higher fixability than conventional cutting products.

上記構成により、本実施例では、長手のコア分布を均一化でき、長手温度分布を均一化可能で、最大幅サイズ紙の定着が可能である。   With this configuration, in this embodiment, the longitudinal core distribution can be made uniform, the longitudinal temperature distribution can be made uniform, and the maximum width size paper can be fixed.

比較実験として、図6の(c)に示すように、定着ローラ1の切削加工品でコア長手配置変更し、長手方向中央部を密、端部を疎にして端部昇温対策を行った。その結果、端部昇温可能となったが、端部温度ダレが発生し、最大幅サイズ紙において、定着不良が発生した。   As a comparative experiment, as shown in FIG. 6 (c), the core longitudinal arrangement was changed in the cut product of the fixing roller 1, and measures for increasing the temperature of the end portion were performed by making the center portion in the longitudinal direction dense and the end portion sparse. . As a result, the edge temperature could be increased, but edge temperature sagging occurred, and fixing failure occurred on the maximum width size paper.

114・・像加熱装置、1・・加熱回転体、2・・磁束発生手段、5・・磁性体コア、6・・励磁コイル、7・・コアホルダ、81・82・・コイルホルダ、P・・記録材、t・・画像   114 .. Image heating device, 1 .. Heating rotating body, 2 .. Magnetic flux generating means, 5 .. Magnetic body core, 6 .. Excitation coil, 7 .. Core holder, 81. Recording material, t ・ ・ Image

Claims (7)

磁束の作用により電磁誘導発熱する円筒状の加熱回転体と、前記加熱回転体の内部に配置され、磁束を発生して前記加熱回転体を加熱する磁束発生手段と、を備え、前記加熱回転体の熱により記録材に担持された画像を加熱する像加熱装置であって、
前記磁束発生手段は、前記加熱回転体の軸線方向に沿って配列されている複数の磁性体コアと、前記磁性体コアを保持するコアホルダと、前記コアホルダの外側に配置されているコイルと、前記コイルの外側に配置され前記コイルを保持するコイルホルダを有し、前記コアホルダは、前記加熱回転体の直径面に沿った形状で、前記直径面に対し対称形状をしており、前記コイルホルダは、前記加熱回転体の内周面に沿う様な半円筒形状をしており、前記加熱回転体の軸線方向に関して両端部側と中央部との少なくとも3箇所で前記コアホルダにより位置決めされていることを特徴とする。像加熱装置。
A cylindrical heating rotator that generates electromagnetic induction heat by the action of magnetic flux; and a magnetic flux generating means that is disposed inside the heating rotator and generates the magnetic flux to heat the heating rotator. An image heating apparatus for heating an image carried on a recording material by the heat of
The magnetic flux generation means includes a plurality of magnetic cores arranged along the axial direction of the heating rotator, a core holder that holds the magnetic core, a coil that is disposed outside the core holder, The coil holder is disposed outside the coil and holds the coil. The core holder has a shape along the diameter surface of the heating rotator and is symmetrical with respect to the diameter surface. A semi-cylindrical shape along the inner peripheral surface of the heating rotator, and the core holder is positioned at at least three locations on both ends and the center with respect to the axial direction of the heating rotator. Features. Image heating device.
前記加熱回転体の外面に接触または近接して配設され、前記加熱回転体の温度を検知する温度検知手段を有し、前記コアホルダは、前記加熱回転体の円周断面に関して、前記温度検知手段が配設された側の半円周面側とは反対方向の半円周面側に補強部を有していることを特徴とする請求項1に記載の像加熱装置。   The temperature detecting means is disposed in contact with or in proximity to the outer surface of the heating rotator, and detects the temperature of the heating rotator, and the core holder has the temperature detecting means with respect to a circumferential cross section of the heating rotator. The image heating apparatus according to claim 1, further comprising a reinforcing portion on a semicircular surface side in a direction opposite to the semicircular surface side on the side where the lens is disposed. 前記コイルホルダの前記コアホルダによるにより位置決めはスナップフィットによりなされていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 1, wherein the coil holder is positioned by a snap fit by the core holder. 前記複数の磁性体コアはコア間で接着剤または樹脂による固定がなされていないことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の像加熱装置。   The image heating apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of magnetic cores are not fixed with an adhesive or a resin between the cores. 前記加熱回転体との間に前記記録材を挟持搬送して画像を加熱・加圧する当接部を形成する加圧回転体を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の像加熱装置。   5. The pressurizing rotator which forms a contact portion for sandwiching and conveying the recording material between the heating rotator and heating and pressurizing an image. 6. The image heating apparatus according to item. 前記加熱回転体は整磁合金であることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の像加熱装置。   The image heating apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the heating rotator is a magnetic shunt alloy. 前記加熱回転体はバルジ加工により逆クラウン形状加工されていることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の像加熱装置。   The image heating apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the heating rotator is processed in an inverted crown shape by bulge processing.
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