JP2017223819A - Fixing device - Google Patents

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弘樹 江口
Hiroki Eguchi
弘樹 江口
臼井 正武
Masatake Usui
正武 臼井
加藤 明
Akira Kato
加藤  明
小原 泰成
Yasunari Obara
泰成 小原
鶴谷 貴明
Takaaki Tsuruya
鶴谷  貴明
依田 寧雄
Yasuo Yoda
寧雄 依田
西沢 祐樹
Yuki Nishizawa
祐樹 西沢
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device capable of suppressing an image defect by the damage of a heat application rotator without inviting a cost increase and an increase in size in the fixing device generating an AC magnetic field in a bus line direction of the heat application rotator and generating heat by an orbiting current generated by the heat application rotator.SOLUTION: In a fixing device A which includes a cylindrical heat application rotator 1 for heating a recording medium P carrying an image T and having a conductive layer 1b and has magnetic field generation means 2 and 3 for forming a magnetic field in a bus line direction X of the heat application rotator, the fixing device A allows the conductive layer 1b to generate an induction current by flowing alternate current to the magnetic field generation means and the induction current generates heat in the conductive layer. The conductive layer 1b is helically formed from one end to the other end of a base layer for a cylindrical base layer 1a, and both end parts of the conductive layer include short-circuit members 19a and 19b for being electrically conductive. The short-circuit members are electrically insulated with the conductive layer 1b in a region of a recording member passage region WB of the heat application rotator.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電磁誘導加熱方式の定着装置に関する。   The present invention relates to an electromagnetic induction heating type fixing device.

電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に搭載される定着装置は、加熱回転体と、それに接触する加圧ローラと、で形成されたニップ部で未定着トナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱してトナー像を記録材に定着するものが一般的である。   A fixing device mounted on an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer is a recording material that carries an unfixed toner image at a nip formed by a heating rotator and a pressure roller that contacts the heating rotator. In general, a toner image is fixed on a recording material by heating while conveying the toner.

近年、加熱回転体の導電層を直接発熱させることができる電磁誘導加熱方式の定着装置が提案されており、これらは加熱回転体の温度上昇が速く、消費電力も低いという利点を持つ。   In recent years, electromagnetic induction heating type fixing devices capable of directly generating heat in the conductive layer of the heating rotator have been proposed, and these have the advantage that the temperature of the heating rotator increases rapidly and the power consumption is low.

特許文献1には、加熱回転体の内部に励磁コイルと磁性体コアを配置し、加熱回転体の母線方向に交番磁界を発生させ、加熱回転体の円周方向に発生する周回電流によって発熱する方式の定着装置が開示されている。   In Patent Document 1, an exciting coil and a magnetic core are arranged inside a heating rotator, an alternating magnetic field is generated in the generatrix direction of the heating rotator, and heat is generated by a circulating current generated in the circumferential direction of the heating rotator. A fixing device of the type is disclosed.

特開2014−26267号公報JP 2014-26267 A

本発明は特許文献1にあるような加熱回転体の導電層を直接発熱させる定着装置の更なる改善に係る。   The present invention relates to a further improvement of a fixing device that directly generates heat from a conductive layer of a heating rotator as disclosed in Patent Document 1.

この種の定着装置においては、加熱回転体に流れる電流の向きと垂直な方向に加熱回転体の破損が発生した場合、破損端部で電流が集中し、局所的に温度が上昇する現象が発生する。局所的な温度上昇は、画像ムラ、ホットオフセット等の画像弊害を引き起こす可能性がある。よって、加熱回転体の破損を検出し、ユーザに現象を報知し、ユニット交換等の対処を警告することが望ましい。   In this type of fixing device, when the heating rotator breaks in a direction perpendicular to the direction of the current flowing through the heating rotator, the current concentrates at the damaged end, and the temperature rises locally. To do. The local temperature rise may cause image problems such as image unevenness and hot offset. Therefore, it is desirable to detect breakage of the heating rotator, notify the user of the phenomenon, and warn of measures such as unit replacement.

加熱回転体の破損の検知手段としては、温度検知素子を用い、加熱回転体の異常昇温を検出する方法が従来から知られている。しかしながら、加熱回転体全域で発生し得る異常昇温を検知しようとすると、非常に多くの温度検知素子を長手方向に並べる必要があり、このような検知手段を用いることは、コストアップや装置の大型化を招いてしまう。   As a means for detecting the breakage of the heating rotator, a method of detecting an abnormal temperature rise of the heating rotator using a temperature detecting element has been conventionally known. However, in order to detect an abnormal temperature rise that may occur in the entire heating rotator, it is necessary to arrange a large number of temperature detection elements in the longitudinal direction, and using such detection means increases the cost and the device. It will increase the size.

よって、本発明は、コストアップや装置の大型化を招くことなく加熱回転体の破損による画像弊害を抑制できる定着装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a fixing device that can suppress image problems caused by damage to a heating rotator without increasing the cost or enlarging the device.

上記の目的を達成するための本発明に係る定着装置の代表的な構成は、画像を担持した記録材を加熱する加熱回転体であって、導電層を有する筒状の加熱回転体と、前記加熱回転体の母線方向に磁場を形成する磁場発生手段と、を備え、前記磁場発生手段に交流電流を流す事で前記導電層に誘導電流を生じさせ、誘導電流により前記導電層が発熱する定着装置において、前記導電層は円筒状の基層に対して基層の一端側から他端側に螺旋状に形成されており、前記導電層の両端部が電気的に導通するための短絡部材を有し、前記短絡部材は前記加熱回転体の記録材通過領域の領域内において前記導電層と電気的に絶縁されていることを特徴とする。   A typical configuration of a fixing device according to the present invention for achieving the above object is a heating rotator for heating a recording material carrying an image, and a cylindrical heating rotator having a conductive layer; Fixing means for generating an induced current in the conductive layer by causing an alternating current to flow through the magnetic field generating means, and generating the conductive layer by the induced current. In the apparatus, the conductive layer is formed in a spiral shape from one end side to the other end side of the base layer with respect to the cylindrical base layer, and has a short-circuit member for electrically connecting both ends of the conductive layer. The short-circuit member is electrically insulated from the conductive layer in the recording material passage region of the heating rotator.

本発明によれば、コストアップや装置の大型化を招くことなく加熱回転体の破損による画像弊害を抑制できる。   According to the present invention, it is possible to suppress image problems due to breakage of the heating rotator without increasing the cost and increasing the size of the apparatus.

実施例1の定着装置の要部の正面模型図Front model diagram of main part of fixing device of embodiment 1 同装置の要部の横断側面模型図Cross-sectional side view of the main part of the device 同装置の要部の斜視図Perspective view of the main part of the device 実施例1における定着フィルムの構成と製造方法の説明図Explanatory drawing of the structure and manufacturing method of the fixing film in Example 1 実施例1の定着装置を用いた画像形成装置の概略構成図1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus using a fixing device according to a first exemplary embodiment. 実施例2の定着装置における定着フィルムの構成と製造方法の説明図Explanatory drawing of the structure and manufacturing method of the fixing film in the fixing apparatus of Example 2. 同装置の要部の斜視図Perspective view of the main part of the device 実施例3の定着装置の要部の斜視図FIG. 6 is a perspective view of a main part of a fixing device according to a third embodiment. 実施例4の定着装置の要部の正面模型図Front model diagram of main part of fixing device of embodiment 4 同装置の要部の斜視図Perspective view of the main part of the device

《実施例1》
1.定着装置を備えた画像形成装置の概略説明
以下、図面に基づき本発明の実施例について説明する。図5は本実施例1の定着装置Aを用いた画像形成装置100の概略構成図である。この画像形成装置100は、電子写真方式のレーザービームプリンタである。101は像担持体としての感光体ドラム(以下、ドラムと記す)であり、矢示の時計方向に所定のプロセススピード(周速度)にて回転駆動される。ドラム101はその回転過程で帯電ローラ102により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。
Example 1
1. DETAILED DESCRIPTION OF THE IMAGE FORMING APPARATUS EQUIPPED WITH A FIXING DEVICE Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus 100 using the fixing device A of the first embodiment. The image forming apparatus 100 is an electrophotographic laser beam printer. Reference numeral 101 denotes a photosensitive drum (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 process speed (circumferential speed). The drum 101 is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by the charging roller 102 during the rotation process.

103は画像露光手段としてのレーザービームスキャナである。このスキャナ103は、コンピュータ等の外部機器(不図示)から画像処理手段(不図示)に入力される画像情報に基づいて画像処理手段によって生成されたデジタル画像信号に対応してオン/オフ変調されたレーザー光Lを出力する。そして、そのレーザー光によりドラム101の帯電処理面を走査露光する。この露光によりドラム表面の露光明部の電荷が除電されてドラム表面に画像信号に対応した静電潜像が形成される。   Reference numeral 103 denotes a laser beam scanner as image exposure means. The scanner 103 is on / off modulated in response to a digital image signal generated by the image processing unit based on image information input from an external device (not shown) such as a computer to the image processing unit (not shown). The laser beam L is output. Then, the charged surface of the drum 101 is scanned and exposed by the laser beam. By this exposure, the charge on the exposed bright portion of the drum surface is removed, and an electrostatic latent image corresponding to the image signal is formed on the drum surface.

104は現像装置であり、現像ローラ104aからドラム表面に現像剤(トナー)が供給されてドラム表面の静電潜像が可転写像であるトナー像として順次に現像される。   A developing device 104 supplies developer (toner) to the drum surface from the developing roller 104a, and the electrostatic latent image on the drum surface is sequentially developed as a toner image which is a transferable image.

105は記録材カセットであり、記録材(用紙)Pを積載収納させてある。給送スタート信号に基づいて給送ローラ106が駆動されて、カセット105内の記録材Pは一枚ずつ分離給送される。そして、その記録材Pはレジストローラ対107によって、ドラム101と、ドラム101に接触して従動回転する転写ローラ108との当接ニップ部である転写部位108Tに、所定のタイミングで導入される。すなわち、ドラム101上のトナー像の先端部と記録材Pの先端部とが同期して転写部位108Tに到達するようにレジストローラ107で記録材Pの搬送が制御される。   Reference numeral 105 denotes a recording material cassette in which recording materials (paper sheets) P are stacked and stored. The feeding roller 106 is driven based on the feeding start signal, and the recording material P in the cassette 105 is separated and fed one by one. The recording material P is introduced at a predetermined timing by the registration roller pair 107 into a transfer portion 108T that is a contact nip portion between the drum 101 and the transfer roller 108 that is driven to rotate in contact with the drum 101. That is, the conveyance of the recording material P is controlled by the registration roller 107 so that the leading edge of the toner image on the drum 101 and the leading edge of the recording material P reach the transfer portion 108T in synchronization.

記録材Pは転写部位108Tを挟持搬送され、その間、転写ローラ108には転写バイアス印加電源(不図示)からトナーの帯電極性とは逆極性で所定に制御された転写電圧(転写バイアス)が印加される。これにより転写部位108Tにおいてドラム表面側のトナー像が記録材Pの表面に静電的に転写される。転写部位108Tを出た記録材Pはドラム表面から分離されて搬送ガイド109を通り定着装置Aに導入されてトナー像の熱定着処理を受ける。定着装置Aを通った記録材Pは排紙口111から排紙トレイ112上に排出される。   The recording material P is conveyed while sandwiching the transfer portion 108T, and during that time, a transfer voltage (transfer bias) controlled to a predetermined polarity with a polarity opposite to the toner charging polarity is applied to the transfer roller 108 from a transfer bias applying power source (not shown). Is done. As a result, the toner image on the drum surface side is electrostatically transferred onto the surface of the recording material P at the transfer portion 108T. The recording material P that has exited the transfer portion 108T is separated from the drum surface, passes through the conveyance guide 109, is introduced into the fixing device A, and undergoes thermal fixing processing of the toner image. The recording material P that has passed through the fixing device A is discharged from the paper discharge port 111 onto the paper discharge tray 112.

一方、記録材Pに対するトナー像転写後のドラム表面はクリーニング装置110で転写残トナーや紙粉等の除去を受けて清浄面化され、繰り返して作像に供される。なお、本実施例の画像形成装置において、装置に使用可能な大小各種幅サイズの記録材の装置内搬送は記録材幅中心の中央基準でなされる。記録材の搬送は片側基準でなされてもよい。   On the other hand, the drum surface after the toner image is transferred to the recording material P is cleaned by the cleaning device 110 after removal of transfer residual toner, paper dust, and the like, and is repeatedly used for image formation. In the image forming apparatus according to the present embodiment, the recording materials having various width sizes that can be used in the apparatus are transported on the basis of the center of the recording material width center. The recording material may be conveyed on one side.

2.定着装置の概要
本実施例において、定着装置Aは電磁誘導加熱方式の装置である。図1は本実施例における定着装置Aの要部の正面模式図、図2は同装置の要部の横断面模式図、図3はコイル及びコアの部分の斜視図と制御系統のブロック図である。ここで、定着装置Aに関して、正面側とは記録材Pを導入する側である。左右とは定着装置Aを正面側から見て左(一端側)または右(他端側)である。この定着装置Aは、大別して、加熱部材としての加熱アセンブリ9と、加圧部材としての加圧ローラ8と、これらを組み付けた装置シャーシ(装置筐体:不図示)を有する。
2. Outline of Fixing Device In this embodiment, the fixing device A is an electromagnetic induction heating type device. FIG. 1 is a schematic front view of a main part of the fixing device A in this embodiment, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the main part of the apparatus, and FIG. 3 is a perspective view of a coil and a core part and a block diagram of a control system. is there. Here, with respect to the fixing device A, the front side is the side where the recording material P is introduced. Left and right are left (one end side) or right (other end side) when the fixing device A is viewed from the front side. The fixing device A roughly includes a heating assembly 9 as a heating member, a pressure roller 8 as a pressure member, and a device chassis (device casing: not shown) in which these are assembled.

加熱アセンブリ9は後述する導電層1b(図4)を有する筒状の加熱回転体(定着フィルム、定着スリーブ:以下、定着フィルムと記す)1を有する。また、加熱アセンブリ9はその定着フィルム1の内部に配置されたコイル(励磁コイル)3と、コイル3の螺旋形状部の中に配置されたコア(磁性コア)2を有する。コイル3は図3のように螺旋軸が定着フィルム1の母線方向Xと実質平行である螺旋形状部を有し、定着フィルム1の導電層1bを電磁誘導発熱させる交番磁界を形成する部材である。コア2はコイル3が形成する交番磁界の磁力線を誘導する部材である。   The heating assembly 9 includes a cylindrical heating rotating body (fixing film, fixing sleeve: hereinafter referred to as a fixing film) 1 having a conductive layer 1b (FIG. 4) described later. Further, the heating assembly 9 includes a coil (excitation coil) 3 disposed inside the fixing film 1 and a core (magnetic core) 2 disposed in a spiral portion of the coil 3. As shown in FIG. 3, the coil 3 has a spiral-shaped portion whose spiral axis is substantially parallel to the generatrix direction X of the fixing film 1, and forms an alternating magnetic field that causes the conductive layer 1b of the fixing film 1 to generate electromagnetic induction heat. . The core 2 is a member that induces magnetic field lines of an alternating magnetic field formed by the coil 3.

また、加熱アセンブリ9は、定着フィルム1の内部に配置されたフィルムカイド部材6および加圧用剛性ステイ(以下、ステイと記す)5を有する。フィルムカイド部材6は耐熱性を有するPPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂等で構成されており、ステイ5に支持されている。コイル3およびコア2のユニットはフィルムカイド部材6とステイ5との両者の間に形成される空間部に配置されている。ステイ5の両端部はそれぞれ図1のように定着フィルム1の両端部から突出している。   The heating assembly 9 includes a film guide member 6 and a pressurizing rigid stay (hereinafter referred to as stay) 5 disposed inside the fixing film 1. The film guide member 6 is made of a heat-resistant PPS (polyphenylene sulfide) resin or the like, and is supported by the stay 5. The unit of the coil 3 and the core 2 is arranged in a space formed between both the film guide member 6 and the stay 5. Both ends of the stay 5 protrude from both ends of the fixing film 1 as shown in FIG.

加圧ローラ8は、芯金8aと、前記芯金周りに同心一体にローラ状に成形被覆させた耐熱性の弾性材層8bとで構成されており、表層に離型層8cを設けてある。弾性層8bは、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等で耐熱性がよい材質が好ましい。離型層8cはPFA、PTFE、FEP等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択することができる。芯金8aの両端部は装置シャーシの左右側の板金間に軸受けを介して回転自由に保持させて配設してある。   The pressure roller 8 is composed of a core metal 8a and a heat-resistant elastic material layer 8b formed and coated in a roller shape concentrically around the core metal, and a release layer 8c is provided on the surface layer. . The elastic layer 8b is preferably made of a material having good heat resistance such as silicone rubber, fluorine rubber, fluorosilicone rubber or the like. For the release layer 8c, a material having good release properties and heat resistance such as PFA, PTFE, FEP, etc. can be selected. Both ends of the cored bar 8a are disposed so as to be freely rotatable via bearings between the left and right sheet metals of the apparatus chassis.

加熱アセンブリ9は、上記の加圧ローラ8の上側においてフィルムカイド部材6を加圧ローラ8に対向させて加圧ローラ8に対して実質平行に配設されている。フィルムカイド部材6の下面には摺動部材7が配設されている。   The heating assembly 9 is disposed substantially parallel to the pressure roller 8 with the film guide member 6 facing the pressure roller 8 above the pressure roller 8. A sliding member 7 is disposed on the lower surface of the film guide member 6.

そして、図1のように、ステイ5の両端部と装置シャーシ側の左右のバネ受け部材18a・18bとの間にそれぞれ加圧バネ17a・17bを縮設することでステイ5に押し下げ力を作用させている。なお、本実施例の定着装置Aでは総圧約100N〜250N(約10kgf〜約25kgf)の押圧力を与えている。このステイ5の押し下げ力でフィルムガイド部材6の下面の摺動部材7と加圧ローラ8の上面とが定着フィルム1を挟んで圧接して記録材搬送方向aにおいて所定幅の定着ニップ部Nが形成される。   Then, as shown in FIG. 1, a pressing force is applied to the stay 5 by contracting the pressure springs 17a and 17b between the both ends of the stay 5 and the left and right spring receiving members 18a and 18b on the apparatus chassis side. I am letting. In the fixing device A of this embodiment, a total pressure of about 100 N to 250 N (about 10 kgf to about 25 kgf) is applied. The sliding member 7 on the lower surface of the film guide member 6 and the upper surface of the pressure roller 8 are pressed against each other with the pressing force of the stay 5 sandwiching the fixing film 1 to form a fixing nip portion N having a predetermined width in the recording material conveyance direction a. It is formed.

加圧ローラ8は駆動手段Mにより図2において矢示の反時計方向に回転駆動し、定着ニップ部Nにおける定着フィルム1の外面との摩擦力で定着フィルム1に回転力が作用される。そして、定着フィルム1はその内面が定着ニップ部Nにおいてフィルムカイド部材6の下面の摺動部材7に密着して摺動しながら矢示の時計方向に加圧ローラ8の回転周速度にほぼ対応した周速度をもって回転状態となる。フィルムガイド部材6は定着フィルム1の回転をガイドする。   The pressure roller 8 is rotationally driven in the counterclockwise direction indicated by an arrow in FIG. 2 by the driving means M, and a rotational force is applied to the fixing film 1 by a frictional force with the outer surface of the fixing film 1 in the fixing nip portion N. The fixing film 1 substantially corresponds to the rotational peripheral speed of the pressure roller 8 in the clockwise direction indicated by the arrow while the inner surface of the fixing film 1 is in close contact with the sliding member 7 on the lower surface of the film guide member 6 in the fixing nip N. It will be in a rotating state with the peripheral speed which did. The film guide member 6 guides the rotation of the fixing film 1.

この場合、定着ニップ部Nにおける摺動部材7の下面と定着フィルム1の内面との相互摺動摩擦力を低減化させるために定着ニップ部Nの摺動部材7の下面と定着フィルム1の内面との間に耐熱性グリスなどの潤滑剤を介在させることができる。   In this case, in order to reduce the mutual sliding frictional force between the lower surface of the sliding member 7 and the inner surface of the fixing film 1 in the fixing nip portion N, the lower surface of the sliding member 7 in the fixing nip portion N and the inner surface of the fixing film 1 A lubricant such as heat-resistant grease can be interposed between the two.

フランジ部材12a・12bはフィルムガイド部材6の左右両端部に外嵌し、左右位置を規制部材13a・13bで固定しつつ回転自在に取り付けられている。フランジ部材12a・12bは、定着フィルム1の回転時に定着フィルム1の端部を受けて定着フィルム1のフィルムガイド部材長手に沿う寄り移動を規制する役目をする。   The flange members 12a and 12b are externally fitted to the left and right ends of the film guide member 6, and are mounted rotatably while the left and right positions are fixed by the regulating members 13a and 13b. The flange members 12 a and 12 b receive the end of the fixing film 1 when the fixing film 1 rotates, and serve to restrict the movement of the fixing film 1 along the length of the film guide member.

定着フィルム1の回転時にコイル3に交流電流が流されることで形成される交番磁界により定着フィルム1の導電層1bが電磁誘導発熱(ジュール発熱)する。この熱が導電層1bの外面に積層した後述する弾性層1c(図4)と更にその外面に積層した離型層1dに伝達されて、定着フィルム1の全体が加熱される。   When the fixing film 1 rotates, the conductive layer 1b of the fixing film 1 generates electromagnetic induction heat (Joule heat) by an alternating magnetic field formed by an alternating current flowing through the coil 3. This heat is transmitted to the later-described elastic layer 1c (FIG. 4) laminated on the outer surface of the conductive layer 1b and the release layer 1d laminated on the outer surface, whereby the entire fixing film 1 is heated.

THは定着フィルム1の表面温度を検知する非接触型サーミスタなどの温度検知素子(温度検知素子:温度検知手段)である。温度検知素子THは定着ニップ部Nよりも記録材搬送方向aの上流側で、定着フィルム1の長手中央部分の温度を検知するように保持手段(不図示)によって保持させて配置されている。温度検知素子THの検知温度情報が制御部15に入力する。制御部15は温度検知素子THから入力する検知温度情報に基づいて定着フィルム1の表面の温度が所定の目標温度(約150℃〜200℃)に立ち上げられて維持されるように高周波コンバータ14からコイル3への供給電力を制御する。   TH is a temperature detection element (temperature detection element: temperature detection means) such as a non-contact thermistor for detecting the surface temperature of the fixing film 1. The temperature detection element TH is arranged to be held by a holding means (not shown) so as to detect the temperature of the longitudinal center portion of the fixing film 1 upstream of the fixing nip portion N in the recording material conveyance direction a. Detection temperature information of the temperature detection element TH is input to the control unit 15. Based on the detected temperature information input from the temperature detecting element TH, the control unit 15 raises and maintains the surface temperature of the fixing film 1 at a predetermined target temperature (about 150 ° C. to 200 ° C.). To control the power supplied to the coil 3.

上記のように加圧ローラ8が回転駆動され、これに伴い定着フィルム1が従動回転し、定着フィルム1の温度が所定に立ち上げられて温調されている状態において、画像形成部側から定着ニップ部Nに未定着トナー像Tを担持した記録材Pが導入される。記録材Pは定着ニップ部Nを挟持搬送されることで定着フィルム1の熱で加熱され、ニップ圧を受ける。これにより、未定着トナー像Tが固着像として記録材Pに熱圧定着される。   As described above, the pressure roller 8 is driven to rotate, and the fixing film 1 is driven to rotate. As a result, the fixing film 1 is fixed from the image forming unit side in a state where the temperature of the fixing film 1 is raised and regulated. A recording material P carrying an unfixed toner image T is introduced into the nip portion N. The recording material P is nipped and conveyed by the fixing nip portion N, and is heated by the heat of the fixing film 1 and receives a nip pressure. As a result, the unfixed toner image T is fixed to the recording material P by heat and pressure as a fixed image.

3.定着フィルムの構成と製造方法
図4を参照して、定着フィルム1の構成と製造方法を説明する。定着フィルム1は、図4の(c)の横断面模式図のように、絶縁性部材でできた円筒状の基層1aと、その外面に螺旋状に形成された導電層1bと、その外面に積層した弾性層1cと、その外面に積層した離型層1dの複合構造の筒形回転体である。
3. Configuration and Manufacturing Method of Fixing Film The configuration and manufacturing method of the fixing film 1 will be described with reference to FIG. As shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 4C, the fixing film 1 includes a cylindrical base layer 1a made of an insulating member, a conductive layer 1b formed in a spiral shape on the outer surface, and an outer surface. This is a cylindrical rotating body having a composite structure of a laminated elastic layer 1c and a release layer 1d laminated on the outer surface thereof.

基層1aは、ポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES等の絶縁性耐熱樹脂から作成され、厚さ30μm〜100μmの筒形状に成型したものである。本実施例では、ポリイミド樹脂を型成型することにより、内径30mm、幅(長手長さ)WA:240mm、厚み60μmの円筒状に成型することにより基層1aを製造した。   The base layer 1a is made from an insulating heat-resistant resin such as polyimide, polyamideimide, PEEK, PES, etc., and is molded into a cylindrical shape with a thickness of 30 μm to 100 μm. In this example, the base layer 1a was manufactured by molding a polyimide resin into a cylindrical shape having an inner diameter of 30 mm, a width (longitudinal length) WA of 240 mm, and a thickness of 60 μm.

導電層1bは、鉄、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、クロム、タングステン、これらを含むSUS304、ニクロム等の合金、または、CFRP(炭素繊維強化プラスチック)、カーボンナノチューブ樹脂等の導電性樹脂から成る導電ワイヤーを用いている。このワイヤーを基層1aの外周面に螺旋状に形成することによって作成される。   The conductive layer 1b is a conductive layer made of iron, copper, silver, aluminum, nickel, chromium, tungsten, an alloy such as SUS304 or nichrome containing these, or a conductive resin such as CFRP (carbon fiber reinforced plastic) or carbon nanotube resin. Wire is used. This wire is formed by forming a spiral on the outer peripheral surface of the base layer 1a.

図4の(a)は基層1aの外周面に導電ワイヤーを螺旋状巻き付けて導電層1bを作成した状態の斜視図を示している。螺旋状に形成された導電層1bは螺旋軸が円筒状の基層1aの母線方向Xと実質平行である螺旋形状部を有し、その螺旋形状部は基層1aの幅WAのほぼ全域に渡って形成されている。   FIG. 4A shows a perspective view of a state in which the conductive layer 1b is formed by spirally winding a conductive wire around the outer peripheral surface of the base layer 1a. The conductive layer 1b formed in a spiral shape has a spiral shape portion whose spiral axis is substantially parallel to the generatrix direction X of the cylindrical base layer 1a, and the spiral shape portion extends over almost the entire width WA of the base layer 1a. Is formed.

導電層1bは、銀、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ等がフィラーとして含まれる導電ペーストを基層1aに螺旋状に塗布して作成することもできる。後述する発熱原理に最適な導電層1bの螺旋ピッチ間隔は、使用する導電部材の体積抵抗率と直径(層厚み)によって変わってくる。また、導電部材の直径(層厚み)と螺旋ピッチ間隔は、次のような理由による制約もある。   The conductive layer 1b can also be formed by applying a conductive paste containing silver, carbon fiber, carbon nanotube, or the like as a filler to the base layer 1a in a spiral shape. The helical pitch interval of the conductive layer 1b optimum for the heat generation principle described later varies depending on the volume resistivity and diameter (layer thickness) of the conductive member used. In addition, the diameter (layer thickness) of the conductive member and the helical pitch interval are also limited due to the following reasons.

即ち、導電部材の直径(層厚み)が大き過ぎると、その凹凸形状が弾性層1cに吸収されきれず定着フィルム1の硬度ムラとなり、その硬度ムラによる圧ムラが画像ムラとして現れることがある。故に、導電部材の直径(層厚み)としては200μm以下が好ましい。   That is, if the diameter (layer thickness) of the conductive member is too large, the uneven shape cannot be absorbed by the elastic layer 1c, resulting in uneven hardness of the fixing film 1, and uneven pressure due to the uneven hardness may appear as image unevenness. Therefore, the diameter (layer thickness) of the conductive member is preferably 200 μm or less.

一方で、螺旋ピッチ間隔が大き過ぎると、導電層1bが真下にある場合の定着フィルム1の表面温度と、ない場合の表面温度が熱ムラとなり、この場合も画像ムラとして現れることがある。故に、螺旋ピッチ間隔としては500μm以下が好ましい。   On the other hand, if the helical pitch interval is too large, the surface temperature of the fixing film 1 when the conductive layer 1b is directly below and the surface temperature when the conductive layer 1b is not present become heat unevenness, and in this case, it may appear as image unevenness. Therefore, the spiral pitch interval is preferably 500 μm or less.

このような画像ムラが起きない範囲において、代表的な導電層1bの導電部材名、体積抵抗率、直径、および、各部材に最適な螺旋ピッチ間隔をまとめたものを表1に載せる。   Table 1 shows a list of conductive member names, volume resistivity, diameter, and optimum helical pitch intervals for each member within a range where such image unevenness does not occur.

本実施例では、導電層1bの形成時に基層1aが変形しないように筒状の基層1aの中空部に中子(不図示)を挿入したものの側面片端部(一端側)に、導電部材として直径50μmのSUS304から成る導電ワイヤーの端部を耐熱接着剤1eで接着する。そしてし、軸回し法により螺旋ピッチ間隔100μmで導電ワイヤーを基層1aに他端部に向って巻き回す。これによって、螺旋形状の導電層1bを作成した。巻終わりの終点は、基層1aの側面他端部(他端側)に耐熱接着剤1fによって接着した。   In the present embodiment, a conductive member is provided with a diameter as a conductive member at one side end (one end side) of a core (not shown) inserted into the hollow portion of the cylindrical base layer 1a so that the base layer 1a is not deformed when the conductive layer 1b is formed. The end portion of the conductive wire made of 50 μm SUS304 is bonded with the heat resistant adhesive 1e. Then, a conductive wire is wound around the base layer 1a toward the other end portion at a spiral pitch interval of 100 μm by an axial turning method. Thus, a spiral conductive layer 1b was created. The end point at the end of winding was adhered to the other end portion (the other end side) of the side surface of the base layer 1a with a heat resistant adhesive 1f.

図4の(a)のように外周面に螺旋形状の導電層1bを作成した基層1aに対して、更に図4の(b)のように、装置に使用可能な最大幅サイズの記録材の通過領域に対応する領域WBに弾性層1cおよび離型層1dを形成した。本実施例においては装置に使用可能な最大幅サイズの記録材をレターサイズ(幅216mm)としており、上記の領域WBの幅をそのレターサイズの幅216mmより少し大きい220mmの設定にしている。以下この領域WBを記録材過領域(最大通過領域)と記す。   In contrast to the base layer 1a in which the spiral conductive layer 1b is formed on the outer peripheral surface as shown in FIG. 4A, the recording material of the maximum width size usable in the apparatus as shown in FIG. The elastic layer 1c and the release layer 1d were formed in the region WB corresponding to the passing region. In this embodiment, the recording material of the maximum width size that can be used in the apparatus is a letter size (width 216 mm), and the width of the region WB is set to 220 mm, which is slightly larger than the letter size width 216 mm. Hereinafter, this area WB is referred to as a recording material excess area (maximum passage area).

そして、上記の基層1aの幅WAと記録材過領域WBの幅との差により、基層1aの一端側と他端側にそれぞれ幅:10mmずつの弾性層1cおよび離型層1dが形成されていない環状の導電層露出部(以下、導電領域と記す)WC・WCを具備させている。   Then, due to the difference between the width WA of the base layer 1a and the width of the recording material excess area WB, the elastic layer 1c and the release layer 1d each having a width of 10 mm are formed on one end side and the other end side of the base layer 1a. An annular conductive layer exposed portion (hereinafter referred to as a conductive region) WC / WC is provided.

本実施例では、弾性層1cはスプレーコート法により硬度が20度(JIS−A、1kg加重)のシリコーンゴムを厚み300μm(導電層1bが無い箇所は350μm)で形成した。この弾性層1cは、前述した導電層1bの圧ムラと熱ムラを抑制する役割を担っており、弾性層1cの直径と螺旋ピッチによって、最適な弾性層1cは異なってくる。そして、弾性層1c上に離型層1dとして厚み30μmのフッ素樹脂チューブを熱収縮法により被覆した。この離型層1dは、トナーや紙粉の付着により、定着フィルムが汚れるのを防ぐ役割を担っている。   In this example, the elastic layer 1c was formed by spray coating to form a silicone rubber having a hardness of 20 degrees (JIS-A, 1 kg load) with a thickness of 300 μm (where the conductive layer 1b is not present is 350 μm). The elastic layer 1c plays a role of suppressing the pressure unevenness and heat unevenness of the conductive layer 1b described above, and the optimum elastic layer 1c varies depending on the diameter and the helical pitch of the elastic layer 1c. Then, a fluororesin tube having a thickness of 30 μm was coated as a release layer 1d on the elastic layer 1c by a heat shrink method. The release layer 1d plays a role of preventing the fixing film from being stained due to adhesion of toner or paper powder.

4.定着フィルムの発熱原理
図3は定着フィルム1を誘導加熱する磁場発生手段(磁界発生手段)を構成しているコア2およびコイル3と、定着フィルム1の斜視図、および、制御ブロック図である。コア2は、円柱形状をしており、固定手段(不図示)で定着フィルム1の中空部を貫通して配置させている。そして、コイル3にて生成された交流磁界による磁力線(磁束)を定着フィルム1の内部に誘導し、磁力線の通路(磁路)を形成する部材として機能する。
4). FIG. 3 shows a perspective view and a control block diagram of the core 2 and the coil 3 constituting the magnetic field generating means (magnetic field generating means) for induction heating the fixing film 1, the fixing film 1. The core 2 has a cylindrical shape, and is disposed through a hollow portion of the fixing film 1 by a fixing means (not shown). The magnetic field lines (magnetic fluxes) generated by the alternating magnetic field generated by the coil 3 are guided to the inside of the fixing film 1 and function as members that form magnetic field line paths (magnetic paths).

コア2の材質は、ヒステリシス損が小さく、比透磁率の高い材料で形成されることが望ましい。例えば焼成フェライト、フェライト樹脂、非晶質合金(アモルファス合金)、やパーマロイ等の高透磁率の酸化物や合金材質で構成される強磁性体である。また、好ましくは、筒形状部材である定着フィルム1の内部に収納可能な範囲で極力断面積を大きくとることがよい。形状は円柱形状に限定されず、角柱形状なども選択できる。   The material of the core 2 is desirably formed of a material having a small hysteresis loss and a high relative permeability. For example, it is a ferromagnetic material composed of a high-permeability oxide or alloy material such as sintered ferrite, ferrite resin, amorphous alloy (amorphous alloy), or permalloy. Preferably, the cross-sectional area should be as large as possible within a range that can be stored in the fixing film 1 that is a cylindrical member. The shape is not limited to a cylindrical shape, and a prismatic shape or the like can be selected.

コイル3は、通常の単一導線を定着フィルム1の中空部において、コア2に巻数約10巻〜40巻で螺旋状に巻き回して形成される。本実施例では巻き数18回で構成している。筒形回転体内部にて、この回転軸線に交差する方向に巻き回されている。換言すると、コイル3は螺旋軸が定着フィルム1の母線方向Xと実質平行である螺旋形状部を有する。このため、このコイル3に高周波コンバータ14と給電接点部3a・3bを介して高周波電流を流すと、筒形回転体としての定着フィルム1の母線方向Xに平行方向に磁界を発生させることが出来る。   The coil 3 is formed by winding a normal single conducting wire in a spiral shape with about 10 to 40 windings around the core 2 in the hollow portion of the fixing film 1. In this embodiment, the number of windings is 18 times. Inside the cylindrical rotating body, it is wound in a direction crossing the rotation axis. In other words, the coil 3 has a spiral portion whose spiral axis is substantially parallel to the generatrix direction X of the fixing film 1. For this reason, when a high-frequency current is passed through the coil 3 via the high-frequency converter 14 and the power supply contact portions 3a and 3b, a magnetic field can be generated in a direction parallel to the generatrix direction X of the fixing film 1 as a cylindrical rotating body. .

以上のように構成された、誘導加熱方式の定着装置Aの基本的な発熱原理はトランスと同様である。すなわち、コイル3が入力側の1次側コイル(18巻き)に相当し、定着フィルム1が出力側の2次側コイルに相当する。そして、1次側コイル(コイル3)に21kHz〜50kHz程度の交流電圧V1を印加すると、1次側コイルに電流I1が流れる。   The basic heat generation principle of the induction heating type fixing apparatus A configured as described above is the same as that of the transformer. That is, the coil 3 corresponds to the primary coil (18 turns) on the input side, and the fixing film 1 corresponds to the secondary coil on the output side. When an alternating voltage V1 of about 21 kHz to 50 kHz is applied to the primary coil (coil 3), a current I1 flows through the primary coil.

これにより定着フィルム1の母線方向Xに平行方向に発生した磁束がコア2に流れ、その磁束によって2次側コイル(定着フィルム1)に誘導起電力V2が生じ、定着フィルム1の導電層1bに沿って電流I2が流れる。   As a result, a magnetic flux generated in a direction parallel to the generatrix direction X of the fixing film 1 flows into the core 2, and an induced electromotive force V <b> 2 is generated in the secondary coil (fixing film 1) by the magnetic flux, and the conductive layer 1 b of the fixing film 1 is generated. A current I2 flows along.

この誘導加熱が行われる系において発熱する部分は、1つ目は、1次側コイルの銅線内の銅損によるコイル3の発熱である。2つ目に2次側コイル(定着フィルム1)の銅線内の銅損による定着フィルム1の発熱である。3つ目に磁性コア2内部に生じるジュール熱損とヒステリシス損による磁性コア2の発熱である。本実施例の定着装置Aでは、上記1つ目と3つ目の発熱がエネルギーロスとなるため、これらの発熱を極力抑える一方、2つ目の銅損を利用して定着フィルム1を発熱するようにしたものである。   The first part that generates heat in the system in which induction heating is performed is heat generation of the coil 3 due to copper loss in the copper wire of the primary coil. The second is the heat generation of the fixing film 1 due to copper loss in the copper wire of the secondary coil (fixing film 1). The third is the heat generation of the magnetic core 2 due to Joule heat loss and hysteresis loss generated inside the magnetic core 2. In the fixing device A of the present embodiment, the first and third heat generations cause energy loss. Therefore, the heat generation is suppressed as much as possible, and the fixing film 1 is heated using the second copper loss. It is what I did.

本実施例の定着フィルム1は、前述したように、記録材通過領域WBには弾性層1cと離型層1dが形成され、その領域外、即ち定着フィルム1の一端側と他端側にはそれぞれ周方向に環状の導電領域WC・WCが形成されている。これにより、定着フィルム1の導電層1bは一端側の導電領域WCと他端側の導電領域WCとにおいて後述する短絡部材と導通が取れる構成になっている。そして、導電層1bの両端部が短絡している状態において、交番磁束が作用することにより、導電層1bに誘導電流が発生して導電層1bが発熱する。   As described above, in the fixing film 1 of the present embodiment, the elastic layer 1c and the release layer 1d are formed in the recording material passage region WB, and outside the region, that is, on one end side and the other end side of the fixing film 1. In each of the circumferential directions, annular conductive regions WC and WC are formed. As a result, the conductive layer 1b of the fixing film 1 is configured to be electrically connected to a short-circuit member described later in the conductive region WC on one end side and the conductive region WC on the other end side. And in the state which the both ends of the conductive layer 1b are short-circuited, when an alternating magnetic flux acts, an induced current will generate | occur | produce in the conductive layer 1b and the conductive layer 1b will generate | occur | produce heat.

このような構成を取ることにより、定着フィルム1が破損し、導電層1bまたは短絡部材の一部が断線した場合、導電層1bの全域において誘導電流が流れなくなり、定着フィルム1の発熱は自動的に停止する。故に、定着フィルム1の破損による局所的な温度上昇は本実施例の定着装置では発生せず、画像ムラ、ホットオフセット等の画像弊害を引き起こさない定着装置構成になっている。   By adopting such a configuration, when the fixing film 1 is damaged and a part of the conductive layer 1b or the short-circuit member is disconnected, the induced current does not flow throughout the conductive layer 1b, and the heat generation of the fixing film 1 is automatically performed. To stop. Therefore, the local temperature rise due to the breakage of the fixing film 1 does not occur in the fixing device of the present embodiment, and the fixing device configuration does not cause image adverse effects such as image unevenness and hot offset.

5.定着フィルムの破損検知方法
図1および図3に示すように、定着フィルム1の導電層1bの両端部は定着フィルム1の一端側の導電領域WCと他端側の導電領域WCとにおいて短絡部材としての導電ブラシ19a・19bを介して導通している。そして、電流検出器(電流検知手段)10により導電層1bを流れる誘導電流量を検出している。制御部15は、電流検出器10によって検出された誘導電流量を基に高周波コンバータ14を制御できる。
5. Fixing Film Breakage Detection Method As shown in FIGS. 1 and 3, both ends of the conductive layer 1 b of the fixing film 1 are used as short-circuit members in the conductive region WC on one end side and the conductive region WC on the other end side of the fixing film 1. The conductive brushes 19a and 19b are electrically connected. The amount of induced current flowing through the conductive layer 1b is detected by a current detector (current detection means) 10. The control unit 15 can control the high-frequency converter 14 based on the induced current amount detected by the current detector 10.

これにより、制御部15は、定着フィルム1が所定の目標温度に維持・調整されるように設定した誘導電流量以外の値を示している場合、定着フィルム1に異常があると判断できる。定着フィルム1が破損し、導電層1bまたは導電ブラシ19a・19bの一部が断線した場合においては、誘導電流が流れなくなる。これにより、定着フィルム1の破損有無を検出することができる。制御部15は報知部20を動作させてユーザに異常を報知することができる。即ち、制御部15は電流検出器10の検知情報に応じて定着フィルム1の異常の有無を判定する判定手段である。   Thus, the control unit 15 can determine that the fixing film 1 is abnormal when the fixing film 1 indicates a value other than the amount of induced current set so as to be maintained and adjusted at a predetermined target temperature. When the fixing film 1 is damaged and the conductive layer 1b or the conductive brushes 19a and 19b are partially disconnected, the induced current does not flow. Thereby, the presence or absence of breakage of the fixing film 1 can be detected. The control unit 15 can notify the user of the abnormality by operating the notification unit 20. That is, the control unit 15 is a determination unit that determines whether there is an abnormality in the fixing film 1 according to the detection information of the current detector 10.

以上のような構成を取ることにより、コストアップや装置の大型化を招くことなく定着フィルム1の破損による画像弊害を抑制できる定着装置を提供することができる。   By adopting the configuration as described above, it is possible to provide a fixing device that can suppress image problems caused by damage to the fixing film 1 without increasing the cost or enlarging the device.

《実施例2》
本実施例2で用いた定着フィルム30の構成を図6に示す。直径30mm、幅(長手長さ)WA:230mm、厚み60μmの円筒状ポリイミド基層30aに、図4の(a)と同じ導電ワイヤーで作られた螺旋状の導電層30bを形成する。その導電層30bの両端部に耐熱絶縁被覆された導電性の短絡線30gを接合した。図6の(a)はその斜視図である。短絡線30gの両端の導電部分は、基層30aの一端側と他端側において、記録材通過領域WB(220mm)の領域外の導電層30bの両端部と高融点はんだ30e・30fで接合されており、電気的に導通が取れる構成になっている。
Example 2
The structure of the fixing film 30 used in Example 2 is shown in FIG. A spiral conductive layer 30b made of the same conductive wire as that shown in FIG. 4A is formed on a cylindrical polyimide base layer 30a having a diameter of 30 mm, a width (longitudinal length) WA of 230 mm, and a thickness of 60 μm. A conductive short-circuit wire 30g coated with heat-resistant insulation was joined to both ends of the conductive layer 30b. FIG. 6A is a perspective view thereof. The conductive portions at both ends of the short-circuit wire 30g are joined to both ends of the conductive layer 30b outside the recording material passage region WB (220 mm) by the high melting point solders 30e and 30f on one end side and the other end side of the base layer 30a. Therefore, it is configured to be electrically conductive.

つまり、短絡線30gは定着フィルム30の記録材通過領域WBの領域内においては耐熱絶縁被覆により導電層30bと電気的に絶縁されている。導電層30bと短絡線30gは記録材の最大通過領域WBの領域内において導通していなければどのような構成でもよい。例えば、導電層30bの形成に用いる導電ワイヤーの周囲に耐熱絶縁被覆をしたものを用いて、短絡線30gの耐熱絶縁被覆を無くした構成でもよい。本実施例では導電層30bと同じ直径50μmのSUS304に耐熱絶縁被覆をしたものを用いた。   That is, the short-circuit wire 30g is electrically insulated from the conductive layer 30b by the heat-resistant insulating coating in the recording material passage region WB of the fixing film 30. The conductive layer 30b and the short-circuit line 30g may have any configuration as long as they are not conductive in the region of the recording material maximum passage region WB. For example, a configuration in which the heat-resistant insulating coating around the conductive wire used for forming the conductive layer 30b is used and the heat-resistant insulating coating of the short-circuit wire 30g is eliminated may be used. In this embodiment, SUS304 having a diameter of 50 μm, which is the same as that of the conductive layer 30b, is coated with a heat-resistant insulating coating.

図6の(b)は定着フィルム30の斜視図、図6の(c)は定着フィルム30の断面図である。定着フィルム30は、実施例1の定着フィルム1と同じ部材と方法により、図6の(a)のように外周面に螺旋形状の導電層30bを作成した基層30aに対して、更に、図6の(b)、(c)のように弾性層30cおよび離型層30dを形成した。   6B is a perspective view of the fixing film 30, and FIG. 6C is a cross-sectional view of the fixing film 30. The fixing film 30 is formed by using the same members and methods as those of the fixing film 1 of Example 1 with respect to the base layer 30a in which the spiral conductive layer 30b is formed on the outer peripheral surface as shown in FIG. The elastic layer 30c and the release layer 30d were formed as in (b) and (c).

本実施例2では定着フィルム30のそれ自体で導電層30bの両端部が短絡線30gによって導通しているため、定着フィルム30は他の部材と導通を取れる構成にする必要はない。そのため、図6の(b)に示すように弾性層30cと離型層30dは導電層30bの全域を覆うように作成した。   In the second embodiment, since both ends of the conductive layer 30b are electrically connected to each other by the short-circuit wire 30g in the fixing film 30, the fixing film 30 does not need to be configured to be electrically connected to other members. Therefore, as shown in FIG. 6B, the elastic layer 30c and the release layer 30d were formed so as to cover the entire area of the conductive layer 30b.

この定着フィルム30を定着装置Aに用いることにより実施例1よりも定着装置を小型化することができる。即ち、実施例1の定着フィルム1のように外周面に導電ブラシ19a・19bが無い分、および、定着フィルム1の両端部に導通を取れる導電領域WC・WCを設けなくてよい分、実施例1よりも定着装置を小型化することができる。   By using the fixing film 30 for the fixing device A, the fixing device can be made smaller than in the first embodiment. That is, as in the fixing film 1 of the first embodiment, the conductive brushes 19a and 19b are not provided on the outer peripheral surface, and the conductive regions WC and WC that can be electrically connected to both ends of the fixing film 1 are not provided. The fixing device can be made smaller than 1.

図7は、本実施例2における定着フィルム30を誘導加熱するコア2とコイル3と、定着フィルム30の斜視図、および、制御ブロック図である。高周波コンバータ14に電力検出部(電力検知手段)31を設けており、定着フィルム30で消費される電力を検知できるようになっている。制御部32は、電力検出部31によって検出された消費電力量を基に高周波コンバータ14を制御できる。   FIG. 7 is a perspective view and a control block diagram of the core 2, the coil 3, and the fixing film 30 for inductively heating the fixing film 30 in the second embodiment. The high-frequency converter 14 is provided with a power detection unit (power detection means) 31 so that the power consumed by the fixing film 30 can be detected. The control unit 32 can control the high-frequency converter 14 based on the power consumption detected by the power detection unit 31.

これにより、制御部32は、定着フィルム30が所定の目標温度に維持・調整されるように設定した消費電力量以外の値を示している場合、定着フィルム30に異常があると判断できる。定着フィルム30が破損し、導電層30bまたは短絡線30gの一部が断線した場合においては、導電層30bに誘導電流が流れず定着フィルム30で電力が消費されない。そのため、定着フィルム30の破損有無を検出することができ、制御部15は報知部20を動作させてユーザに異常を報知することができる。即ち、制御部32は電力検出部31の検知情報に応じて定着フィルム30の異常の有無を判定する判定手段である。   Accordingly, the control unit 32 can determine that the fixing film 30 is abnormal when the fixing film 30 indicates a value other than the power consumption set so as to be maintained and adjusted to a predetermined target temperature. When the fixing film 30 is damaged and a part of the conductive layer 30b or the short-circuit line 30g is disconnected, no induced current flows through the conductive layer 30b, so that no power is consumed by the fixing film 30. Therefore, it is possible to detect whether the fixing film 30 is damaged or not, and the control unit 15 can operate the notification unit 20 to notify the user of the abnormality. That is, the control unit 32 is a determination unit that determines whether there is an abnormality in the fixing film 30 according to the detection information of the power detection unit 31.

以上のような構成を取ることにより、定着装置Aを小型化した構成においても、コストアップや装置の大型化を招くことなく定着フィルム30の破損による画像弊害を抑制できる定着装置を提供することができる。   By adopting the configuration as described above, it is possible to provide a fixing device capable of suppressing image damage caused by damage to the fixing film 30 without increasing the cost or increasing the size of the device even in a configuration in which the fixing device A is downsized. it can.

《実施例3》
実施例2において、電力検出部31の代わりに、定着フィルム30の温度を検知する温度検知素子(温度検知手段)THによっても、定着フィルム30の破損有無を検出することが可能である。即ち、前述した温調制御用の温度検知素子THを定着フィルム30の破損検知手段としても使用することが可能となる。
Example 3
In the second embodiment, it is possible to detect whether or not the fixing film 30 is damaged by a temperature detection element (temperature detection means) TH that detects the temperature of the fixing film 30 instead of the power detection unit 31. That is, the temperature detecting element TH for temperature control described above can be used as a breakage detecting means for the fixing film 30.

図8は、本実施例2における定着フィルム30を誘導加熱するコア2とコイル3と、定着フィルム30の斜視図、および、制御ブロック図である。制御部41は温度検知素子THによって検出された定着フィルム30の表面温度を基に高周波コンバータ14を制御できる。これにより、制御部41は、定着フィルム30が所定の目標温度以外の値を示している場合、定着フィルム30に異常があると判断できる。   FIG. 8 is a perspective view and a control block diagram of the core 2, the coil 3, and the fixing film 30 for inductively heating the fixing film 30 in the second embodiment. The control unit 41 can control the high frequency converter 14 based on the surface temperature of the fixing film 30 detected by the temperature detection element TH. Accordingly, the control unit 41 can determine that the fixing film 30 is abnormal when the fixing film 30 shows a value other than the predetermined target temperature.

定着フィルム30が破損し、導電層30bまたは短絡線30gの一部が断線した場合においては、導電層30bに誘導電流が流れず定着フィルム30の発熱が停止する。そのため、定着フィルム30の破損有無を検出することができ、制御部41は報知部20を動作させてユーザに異常を報知することができる。即ち、制御部32は温度検知素子THの検知情報に応じて定着フィルム30の異常の有無を判定する判定手段である。   When the fixing film 30 is damaged and a part of the conductive layer 30b or the short-circuit line 30g is disconnected, an induced current does not flow through the conductive layer 30b, and the heat generation of the fixing film 30 is stopped. Therefore, it is possible to detect whether or not the fixing film 30 is damaged, and the control unit 41 can operate the notification unit 20 to notify the user of the abnormality. That is, the control unit 32 is a determination unit that determines whether there is an abnormality in the fixing film 30 according to detection information of the temperature detection element TH.

以上のように温度検出手段THを使用した構成においても、定着フィルム30の破損による画像弊害を抑制できる定着装置を提供することができる。   As described above, even in the configuration using the temperature detecting means TH, it is possible to provide a fixing device that can suppress image problems due to damage to the fixing film 30.

《実施例4》
通常、複写機やプリンタ等の画像形成装置に搭載される定着装置では装置に使用可能な最大幅サイズに対応した幅の加熱領域を持っている。このため加熱領域の幅より幅狭の小サイズ記録材を連続プリントすると、加熱回転体の記録材が通過しない非通過領域(非通紙領域)が過度に昇温する非通過部昇温(非通紙部昇温)が生じることが知られている。加熱回転体の非通過領域が過昇温すると、加熱回転体自体や加熱回転体を保持するホルダ、加圧ローラが熱により損傷する場合があるため、非通過部昇温を抑制できる定着装置の構成がより好ましくなる。
Example 4
Usually, a fixing device mounted on an image forming apparatus such as a copying machine or a printer has a heating area having a width corresponding to the maximum width size usable in the apparatus. For this reason, when a small size recording material narrower than the width of the heating area is continuously printed, the non-passing area temperature rise (non-passing area where the recording material of the heating rotator does not pass (non-sheet passing area) excessively increases It is known that the temperature rise of the paper passing part) occurs. If the non-passage area of the heating rotator is excessively heated, the heating rotator itself, the holder for holding the heating rotator, and the pressure roller may be damaged by heat. The configuration is more preferable.

実施例2の構成の定着装置において、定着フィルム30の代わりに実施例1の定着フィルム1を使用し、短絡部材として定着フィルム1と連れ回る、均熱部材としても機能する金属棒50を使用する。これによって、短絡部材に非通過部昇温を抑制する効果を付与することが可能となる。   In the fixing device having the configuration of Example 2, the fixing film 1 of Example 1 is used instead of the fixing film 30, and the metal rod 50 that also functions as a soaking member is used as the short-circuit member. . As a result, it is possible to impart an effect of suppressing the temperature increase of the non-passing portion to the short-circuit member.

定着フィルム1の破損有無を検出する方法は実施例2と同じため本例では省略し、均熱部材としても機能する短絡部材の非通過部昇温抑制効果の付いての詳細について以下に述べる。   The method for detecting whether or not the fixing film 1 is broken is the same as that in the second embodiment, and is omitted in this example. The details of the temperature-inhibiting effect of the non-passing portion of the short-circuit member that also functions as a soaking member are described below.

図9は本実施例4の定着装置Aの正面模型図であり、アルミニウム製の金属棒50を短絡部材として配置している。図10はこの定着装置の要部の斜視図であり、金属棒50の両端部は定着フィルム1のスラスト方向の移動を規制する一端側と他端側のフランジ部材51a・51bに設けられた溝52a・52bによって回転可能に保持されている。そのため金属棒50は接触している定着フィルム1の回転に合わせて従動回転している。   FIG. 9 is a schematic front view of the fixing device A according to the fourth embodiment, in which an aluminum metal rod 50 is disposed as a short-circuit member. FIG. 10 is a perspective view of the main part of the fixing device. Both ends of the metal rod 50 are grooves provided in flange members 51a and 51b on one end side and the other end side that restrict the movement of the fixing film 1 in the thrust direction. It is rotatably held by 52a and 52b. Therefore, the metal rod 50 is driven to rotate in accordance with the rotation of the fixing film 1 that is in contact therewith.

金属棒50の一端側と他端側は、それぞれ、定着フィルム1の一端側と他端側が環状の導電領域WC・WCに接触しており、金属棒5は定着フィルム1の導電層1bの両端部を電気的に導通する役割を果たしている。   One end side and the other end side of the metal rod 50 are respectively in contact with the annular conductive regions WC and WC at the one end side and the other end side of the fixing film 1, and the metal rod 5 is at both ends of the conductive layer 1 b of the fixing film 1. It plays the role of electrically conducting the part.

図10は金属棒50の長手方向における直径の差を表した模式図である。金属棒50は記録材通過領域WB(220mm)においては定着フィルム1の離型層1dと接触するが、導電領域WC・WCにおいては導電層1bと接触させるため、弾性層1cと離型層1dの厚み分だけ直径を大きくしている。本実施例においては、記録材通過領域WBにおける金属棒50の直径を5.0mm、導電領域WC・WCにおける金属棒50の直径を5.3mmとした。   FIG. 10 is a schematic diagram showing a difference in diameter in the longitudinal direction of the metal rod 50. The metal rod 50 is in contact with the release layer 1d of the fixing film 1 in the recording material passage area WB (220 mm), but in contact with the conductive layer 1b in the conductive areas WC and WC, the elastic layer 1c and the release layer 1d. The diameter is increased by the thickness of. In the present embodiment, the diameter of the metal bar 50 in the recording material passage area WB is 5.0 mm, and the diameter of the metal bar 50 in the conductive areas WC and WC is 5.3 mm.

即ち、本実施例4においては、短絡部材としての金属棒50が定着フィルム1の記録材通過領域WBの長手に沿う温度分布を均熱化させる均熱部材を兼ねる。本実施例の効果を確認するため、実施例2の均熱部材が無い定着装置を比較例とし、本実施例4の定着装置の記録材非通過部昇温を比較した。最大幅サイズの記録材としてレターサイズ(幅216mm)に対応した定着装置に対して、B5サイズ(幅182mm)の小サイズ記録材を50枚連続導入(通紙)した。この場合の定着フィルムの表面温度を日本アビオニクス(株)製の赤外線サーモグラフィーR300SRを用いて撮影した。   That is, in the fourth embodiment, the metal rod 50 as the short-circuit member also serves as a heat equalizing member that equalizes the temperature distribution along the length of the recording material passage region WB of the fixing film 1. In order to confirm the effect of this example, the fixing device without the heat equalizing member of Example 2 was used as a comparative example, and the recording material non-passing portion temperature rise of the fixing device of Example 4 was compared. Fifty sheets of B5 size (width 182 mm) small size recording materials were continuously introduced (passed through) into a fixing device corresponding to the letter size (width 216 mm) as the maximum width size recording material. The surface temperature of the fixing film in this case was photographed using an infrared thermography R300SR manufactured by Nippon Avionics Co., Ltd.

小サイズ記録材の通過領域における定着フィルムの表面温度は170℃になるように設定している。50枚連続導入後の非通過部における定着フィルムの最大温度を、比較例と本実施例4で比較した結果を表2に示す。実施例4の定着装置では比較例よりも非通過部温度が10℃下がっており、実施例4の構成が非通過部昇温に対して有効であることが示された。   The surface temperature of the fixing film in the passage region of the small size recording material is set to 170 ° C. Table 2 shows the result of comparing the maximum temperature of the fixing film in the non-passing portion after the continuous introduction of 50 sheets in the comparative example and the present example 4. In the fixing device of Example 4, the non-passing portion temperature is 10 ° C. lower than that of the comparative example, which indicates that the configuration of Example 4 is effective for increasing the temperature of the non-passing portion.

以上のように短絡部材として均熱部材を兼ねる部材を使用した構成においても、加熱回転体の破損による画像弊害を抑制できる定着装置を提供することができる。   As described above, it is possible to provide a fixing device that can suppress the adverse effect of an image due to breakage of the heating rotator even in the configuration using the member that also serves as the heat equalizing member as the short-circuit member.

上述した実施例1乃至4においては、未定着トナー像Tを記録材Pに定着する定着装置を例にして説明した。しかし、本発明においては、これに限られず、画像の光沢を向上させるべく、記録材に定着されたトナー像あるいは仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置(この場合も定着装置と呼ぶ)にも同様に適用可能である。   In the first to fourth embodiments described above, the fixing device that fixes the unfixed toner image T to the recording material P has been described as an example. However, in the present invention, the invention is not limited to this, and in order to improve the gloss of the image, a device that heats and presses the toner image fixed on the recording material or the assumed toner image (also referred to as a fixing device in this case) is used. Is equally applicable.

A・・定着装置、1・・加熱回転体、2・3・・磁場発生手段(磁性コアと励磁コイル)、1a・・円筒状の基層、1b・・螺旋状に形成された導電層、19a・19b・・短絡部材、WB・・記録材通過領域、P・・記録材、T・・画像   A ... Fixing device 1. Heating rotating body 2. 3. Magnetic field generating means (magnetic core and excitation coil) 1a ... Cylindrical base layer 1b ... Helical conductive layer 19a .19b..Short-circuit member, WB..Recording material passage area, P..Recording material, T ..

Claims (5)

画像を担持した記録材を加熱する加熱回転体であって、導電層を有する筒状の加熱回転体と、前記加熱回転体の母線方向に磁場を形成する磁場発生手段と、を備え、前記磁場発生手段に交流電流を流す事で前記導電層に誘導電流を生じさせ、誘導電流により前記導電層が発熱する定着装置において、
前記導電層は円筒状の基層に対して基層の一端側から他端側に螺旋状に形成されており、
前記導電層の両端部が電気的に導通するための短絡部材を有し、
前記短絡部材は前記加熱回転体の記録材通過領域の領域内において前記導電層と電気的に絶縁されていることを特徴とする定着装置。
A heating rotator for heating a recording material carrying an image, comprising: a cylindrical heating rotator having a conductive layer; and a magnetic field generating means for forming a magnetic field in a generatrix direction of the heating rotator, wherein the magnetic field In the fixing device in which an induced current is generated in the conductive layer by passing an alternating current through the generating means, and the conductive layer generates heat by the induced current.
The conductive layer is spirally formed from one end side to the other end side of the base layer with respect to the cylindrical base layer,
A short-circuit member for electrically conducting both ends of the conductive layer;
The fixing device according to claim 1, wherein the short-circuit member is electrically insulated from the conductive layer in a recording material passage region of the heating rotator.
前記導電層に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記電流検知手段の検知情報に応じて前記加熱回転体の異常の有無を判定する判定手段を有することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The current detection means for detecting a current flowing through the conductive layer, and a determination means for determining the presence or absence of an abnormality of the heating rotator according to detection information of the current detection means. Fixing device. 前記導電層で消費される電力を検知する電力検知手段と、前記電力検知手段の検知情報に応じて前記加熱回転体の異常の有無を判定する判定手段を有することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The power detection means for detecting the power consumed in the conductive layer, and the determination means for determining the presence / absence of abnormality of the heating rotator according to the detection information of the power detection means. The fixing device described. 前記加熱回転体の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の検知情報に応じて前記加熱回転体の異常の有無を判定する判定手段を有することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The temperature detection means for detecting the temperature of the heating rotator, and the determination means for determining the presence or absence of abnormality of the heating rotator according to the detection information of the temperature detection means. Fixing device. 前記短絡部材が前記加熱回転体の前記記録材通過領域の長手に沿う温度分布を均熱化させる均熱部材を兼ねることを特徴とする請求項1又は3に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the short-circuit member also serves as a heat equalizing member that equalizes a temperature distribution along a length of the recording material passage region of the heating rotator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10877408B2 (en) * 2018-09-28 2020-12-29 Canon Kabushiki Kaisha Electromagnetic induction image heating apparatus having a current monitoring sensor

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