JP4353120B2 - Fixing device - Google Patents

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  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Description

本発明は,トナー画像を記録媒体に加熱定着させる定着装置に関する。さらに詳細には,ウォーミングアップ時間の短縮化と,定着回転体の過昇温の抑制とを両立させた定着装置に関するものである。   The present invention relates to a fixing device that heats and fixes a toner image on a recording medium. More specifically, the present invention relates to a fixing device that achieves both shortening of warm-up time and suppression of overheating of the fixing rotating body.

従来から,電子写真方式の画像形成装置では,トナー画像を記録紙に定着させる定着装置が備えられている。定着装置としては,定着ローラと加圧ローラとからなるローラ対を備え,そのローラ対のニップ部を記録紙が通過することによりトナー画像の定着を図るローラ方式が広く採用されている。このローラ方式の定着装置では,ローラ対の少なくとも一方の内部に熱源が設けられ,その熱やローラの圧力によってトナー像を記録紙に定着させる。   2. Description of the Related Art Conventionally, an electrophotographic image forming apparatus is provided with a fixing device that fixes a toner image onto a recording sheet. As a fixing device, a roller system that includes a roller pair including a fixing roller and a pressure roller, and that fixes a toner image by passing a recording sheet through a nip portion of the roller pair is widely used. In this roller type fixing device, a heat source is provided in at least one of the roller pair, and the toner image is fixed on the recording paper by the heat and the pressure of the roller.

定着装置では,低熱容量の定着ローラ(例えば,電磁誘導加熱方式)にて,通紙を連続して行うと次のような問題が生じる。すなわち,熱容量が小さい定着ローラでは,記録紙の連続通紙において非通紙領域の過昇温が顕著となる。具体的には,記録紙を定着装置へ供給搬送すると,定着ローラと記録紙とが接触する通紙領域では,定着ローラの熱が奪われて表面温度が低下する。そのため,表面温度が所定の定着温度以下とならないように加熱源の制御が行われる。一方,定着ローラと記録紙とが接触しない非通紙領域では,熱が奪われないにもかかわらず,通紙領域の温度制御に合わせて発熱し続けることになる。そのため,定着ローラの表面温度が定着温度を超えて過昇温となる。   In the fixing device, the following problems occur when a sheet is continuously passed by a fixing roller having a low heat capacity (for example, an electromagnetic induction heating method). That is, in the fixing roller having a small heat capacity, the excessive temperature rise in the non-sheet passing region becomes conspicuous during continuous passing of recording paper. Specifically, when the recording paper is supplied and conveyed to the fixing device, in the paper passing area where the fixing roller and the recording paper are in contact with each other, the heat of the fixing roller is removed and the surface temperature is lowered. For this reason, the heating source is controlled so that the surface temperature does not fall below the predetermined fixing temperature. On the other hand, in the non-sheet passing area where the fixing roller and the recording sheet do not contact each other, the heat continues to be generated in accordance with the temperature control of the sheet passing area even though the heat is not taken away. For this reason, the surface temperature of the fixing roller exceeds the fixing temperature, resulting in excessive temperature rise.

そして,定着ローラが過昇温となると,定着ローラ自体の材料が変質するだけでなく,定着ローラに当接または近接して配置される加圧ローラ,分離爪,クリーニング部材,あるいは支持枠などの損傷や変形を引き起こしてしまう。この問題を解決するため,例えば定着ローラの中央部のみを加熱する外部加熱ローラを接離可能に設けた定着装置(例えば,特許文献1)が開示されている。   When the temperature of the fixing roller is excessively high, not only does the material of the fixing roller itself change, but also the pressure roller, separation claw, cleaning member, support frame, etc. It will cause damage and deformation. In order to solve this problem, for example, a fixing device (for example, Patent Document 1) is disclosed in which an external heating roller that heats only the central portion of the fixing roller is detachable.

また,定着装置では,ウォーミングアップ時間の短縮化が要請されている。すなわち,低熱容量の定着ローラを使用すると,ローラの表層のみを積極的に加熱することができる。しかし,電源投入後のプレ回転のために両ローラを回転させると,定着ローラの熱の多くがそれまで冷却状態であった加圧ローラによって奪われる。そのため,定着ローラが設定温度まで上昇するまで,すなわちウォーミングアップが終了するまでに多くの時間を要する。   Further, in the fixing device, it is required to shorten the warm-up time. That is, when a fixing roller having a low heat capacity is used, only the surface layer of the roller can be positively heated. However, if both rollers are rotated for pre-rotation after the power is turned on, most of the heat of the fixing roller is taken away by the pressure roller that has been cooled until then. Therefore, it takes a long time for the fixing roller to rise to the set temperature, that is, until the warm-up is completed.

そこで,定着ローラや加圧ローラに加熱手段を付設し,その加熱手段によって並行して加熱する補助加熱方式が提案されている(例えば,特許文献2)。この方式では,ハロゲンランプ等によって加熱された外部加熱ローラによって各ローラを早期に温めることができ,ウォーミングアップ時間の短縮化に資する。
特開2003−45638号公報 特開平3−180883号公報
Therefore, an auxiliary heating method has been proposed in which a heating unit is attached to the fixing roller or the pressure roller, and heating is performed in parallel by the heating unit (for example, Patent Document 2). In this system, each roller can be heated quickly by an external heating roller heated by a halogen lamp or the like, which contributes to shortening the warm-up time.
JP 2003-45638 A Japanese Patent Laid-Open No. 3-180883

しかしながら,前記した従来の定着装置では,次のような問題があった。すなわち,ウォーミングアップ時間の短縮化と,定着ローラの過昇温の抑制とを両立させることができない。つまり,ウォーミングアップ時に,特許文献1のように定着ローラを外部加熱ローラにて加熱したとしても,ウォーミングアップの短縮化の効果は少ない。一方,特許文献2のように加圧ローラを外部加熱ローラにて常時加熱したとしても,定着ローラの過昇温の問題は解決しない。   However, the conventional fixing device described above has the following problems. That is, it is impossible to achieve both shortening of the warm-up time and suppression of overheating of the fixing roller. That is, even when the fixing roller is heated by the external heating roller as in Patent Document 1 at the time of warming up, the effect of shortening the warming up is small. On the other hand, even if the pressure roller is always heated by the external heating roller as in Patent Document 2, the problem of overheating of the fixing roller is not solved.

また,特許文献1のように接離可能な外部加熱ローラを設けると,機械的構成が複雑となる。また,接離可能とする機構を実現するための部品点数が多くなり,コストアップを招く。   Further, when an external heating roller that can be contacted and separated as in Patent Document 1 is provided, the mechanical configuration becomes complicated. In addition, the number of parts for realizing the mechanism that enables contact and separation increases, resulting in an increase in cost.

本発明は,前記した従来の定着装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,シンプルな機器構成で,ウォーミングアップ時間の短縮化と定着回転体の過昇温の抑制とを両立させた定着装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the problems of the conventional fixing device described above. That is, an object of the present invention is to provide a fixing device that achieves both a reduction in warm-up time and suppression of excessive temperature rise of the fixing rotating body with a simple device configuration.

この課題の解決を目的としてなされた定着装置は,記録媒体上の画像を記録媒体に定着させる定着装置であって,第1加熱源により,大サイズの記録紙の通紙幅と等しい幅の領域である加熱領域が加熱される定着回転体と,定着回転体と接触し,記録媒体を搬送するニップ部を形成する加圧回転体と,第2加熱源により,少なくとも定着回転体の軸方向上の位置が定着回転体の加熱領域と等しい領域が加熱され,加圧回転体と接触し,高熱伝導性を有する補助回転体とを備え,補助回転体は,ウォーミングアップ時には,第2加熱源の通電がオンされ,通紙時には,記録紙のサイズが大サイズの場合には第2加熱源の通電がオンされ,記録紙のサイズが大サイズよりも小さい小サイズの場合には第2加熱源の通電がオフされることを特徴としている。 A fixing device for solving this problem is a fixing device for fixing an image on a recording medium to the recording medium. The fixing device fixes the image on the recording medium by a first heating source in a region having a width equal to the passing width of the large size recording paper. A fixing rotator that is heated in a certain heating region, a pressure rotator that is in contact with the fixing rotator and forms a nip for conveying a recording medium, and a second heating source at least on the axial direction of the fixing rotator An area whose position is equal to the heating area of the fixing rotator is heated, is in contact with the pressure rotator, and has an auxiliary rotator having high thermal conductivity . The auxiliary rotator is energized by the second heating source during warm-up. is turned on, at the time of paper passing, energization of the second heat source is turned on when the size of the recording sheet of large size, when the size of the recording sheet is smaller smaller size than large size energization of the second heat source Is turned off There.

本発明の定着装置は,定着回転体と加圧回転体とによってニップ部を形成し,そのニップ部に記録媒体を搬送通紙することにより画像を定着させるものである。そして,本発明の定着装置は,加圧回転体と接触する補助回転体を備えている。定着回転体としては,ローラ部材やベルト部材が該当する。定着回転体としては,例えば,ベルト加熱方式のものや,電磁誘導加熱方式のものが適している。このような低熱容量の定着回転体を使用することにより,ウォーミングアップ時間の短縮化が図られる。   In the fixing device of the present invention, a nip portion is formed by a fixing rotator and a pressure rotator, and a recording medium is conveyed through the nip portion to fix an image. The fixing device of the present invention includes an auxiliary rotator that contacts the pressure rotator. A roller member and a belt member correspond to the fixing rotating body. As the fixing rotator, for example, a belt heating type or an electromagnetic induction heating type is suitable. By using such a fixing rotator with a low heat capacity, the warm-up time can be shortened.

また,補助回転体は,ウォーミングアップ時と通紙時とで動作が異なる。すなわち,定着装置の動作状態によって第2加熱源の通電のオンオフ制御が行われる。具体的に,ウォーミングアップ時には,第2加熱源の通電がオンされ,加圧回転体を加熱する。すなわち,加圧回転体に対する加熱源として作用する。これにより,ウォーミングアップ時間の短縮化が図られる。   The auxiliary rotating body operates differently when warming up and when passing paper. That is, on / off control of energization of the second heating source is performed according to the operation state of the fixing device. Specifically, at the time of warming up, the energization of the second heating source is turned on to heat the pressure rotator. That is, it acts as a heating source for the pressure rotating body. This shortens the warm-up time.

一方,通紙時には,第2加熱源の通電がオフされ,低温状態となる。そのため,小サイズ紙の連続通紙によって定着回転体の非通紙領域が高温状態となった場合に,その非通紙領域から加圧回転体を介して熱が移動する。すなわち,補助回転体が熱ならし部材として作用する。これにより,定着回転体の表面温度の平滑化が図られ,定着回転体自体の材料の変質や,加圧回転体等の損傷あるいは変形の抑制が図られる。   On the other hand, when the paper is passed, the energization of the second heating source is turned off, and the temperature becomes low. Therefore, when the non-sheet passing area of the fixing rotator becomes a high temperature state due to continuous passing of small size paper, heat moves from the non-sheet passing area through the pressure rotator. That is, the auxiliary rotator acts as a heat leveling member. As a result, the surface temperature of the fixing rotator is smoothed, so that the material quality of the fixing rotator itself is altered, and damage or deformation of the pressure rotator is suppressed.

また,本発明の補助回転体は,ウォーミングアップ時には第2加熱源の通電がオンされ,通紙時には通紙される記録紙のサイズによって第2加熱源の通電のオンオフが選択されることとしてもよい。あるいは,非通紙領域の表面温度を検出する温度検出部を備え,ウォーミングアップ時には第2加熱源の通電がオンされ,通紙時には温度検出部による検出値によって第2加熱源の通電のオンオフが選択されることとしてもよい。   In the auxiliary rotating body of the present invention, the energization of the second heating source may be turned on during warm-up, and the on / off of energization of the second heating source may be selected depending on the size of the recording paper to be passed. . Alternatively, a temperature detection unit for detecting the surface temperature of the non-sheet passing area is provided, and the second heating source is turned on during warming-up, and the second heating source is turned on / off according to the detection value of the temperature detecting unit during sheet feeding. It may be done.

すなわち,補助回転体は,通紙時において,単純に第2加熱源の通電をオフするだけではなく,通紙する記録媒体のサイズや定着回転体の表面温度によって第2加熱源の通電のオンオフを切り換える。これにより,より細やかな温度制御を行うことができる。   That is, the auxiliary rotator not only simply turns off the power supply of the second heating source when passing paper, but also turns on and off the power supply of the second heat source depending on the size of the recording medium to be passed and the surface temperature of the fixing rotator. Switch. Thereby, finer temperature control can be performed.

本発明によれば,加圧回転体と接触する補助回転体の加熱源がオンオフ制御される。これにより,補助回転体は,加圧回転体に対する加熱源としての機能と,定着回転体に対する熱ならし部材としての機能とを兼ねている。また,補助回転体は,加圧回転体と接したままの状態であり,接離機構を必要としない。従って,シンプルな機器構成で,ウォーミングアップ時間の短縮化と定着回転体の過昇温の抑制とを両立させた定着装置が提供されている。   According to the present invention, the heating source of the auxiliary rotator that is in contact with the pressure rotator is on / off controlled. Thereby, the auxiliary rotator has both a function as a heating source for the pressure rotator and a function as a heat leveling member for the fixing rotator. Further, the auxiliary rotator remains in contact with the pressure rotator and does not require a contact / separation mechanism. Accordingly, there is provided a fixing device that achieves both a shortening of warm-up time and suppression of excessive temperature rise of the fixing rotating body with a simple device configuration.

以下,本発明を具体化した実施の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお,本実施の形態は,電子写真方式のプリンタに備えられた電磁誘導加熱方式の定着装置に本発明を適用したものである。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, the present invention is applied to an electromagnetic induction heating type fixing device provided in an electrophotographic printer.

[第1の形態]
本形態の画像形成装置は,電子写真方式のレーザプリンタであり,図1に示すように光学系にレーザ発振器102と,ポリゴンミラー103と,反射ミラー104とが配置され,画像プロセス部に感光体ドラム101と,帯電チャージャ105と,現像器106と,転写チャージャ107と,クリーニングブレード108とが配置されている。また,搬送部に給紙ローラ109と,排紙ローラ115と,給紙センサ110と,排紙センサ114と,定着装置100等とが配置されている。
[First embodiment]
The image forming apparatus according to the present embodiment is an electrophotographic laser printer. As shown in FIG. 1, a laser oscillator 102, a polygon mirror 103, and a reflecting mirror 104 are arranged in an optical system, and a photoconductor is provided in an image processing unit. A drum 101, a charging charger 105, a developing device 106, a transfer charger 107, and a cleaning blade 108 are disposed. In addition, a paper feed roller 109, a paper discharge roller 115, a paper feed sensor 110, a paper discharge sensor 114, a fixing device 100, and the like are disposed in the transport unit.

次に,上記のように構成されたレーザプリンタの動作を簡単に説明する。感光体ドラム101は図1中矢印方向に回転しており,帯電チャージャ105により表面を一様に帯電させられる。また,画像信号に基づいて,レーザ発振器102からレーザ光が変調発光される。このレーザ光は,ポリゴンミラー103により主走査方向に走査され,反射ミラー104により反射されて感光体ドラム101に入射する。これにより,感光体ドラム101上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器106により現像されてトナー像となる。トナー像は,感光体ドラム101に対向して配置された転写チャージャ107により,給紙ローラ109によって給紙された記録紙P上に転写される。その後,トナー像が転写された記録紙Pは,定着装置100において加熱され,その熱によりトナー像が溶融して記録紙P上に定着される。画像定着後,記録紙Pは,排紙ローラ115により装置外に排出される。以上の動作により,1枚分のプリントが行われる。   Next, the operation of the laser printer configured as described above will be briefly described. The photosensitive drum 101 rotates in the direction of the arrow in FIG. 1, and the surface is uniformly charged by the charging charger 105. Further, the laser light is modulated and emitted from the laser oscillator 102 based on the image signal. This laser beam is scanned in the main scanning direction by the polygon mirror 103, reflected by the reflection mirror 104, and incident on the photosensitive drum 101. Thereby, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 101. The electrostatic latent image is developed by the developing device 106 to become a toner image. The toner image is transferred onto the recording paper P fed by the paper feed roller 109 by a transfer charger 107 disposed opposite to the photosensitive drum 101. Thereafter, the recording paper P onto which the toner image has been transferred is heated in the fixing device 100, and the toner image is melted and fixed on the recording paper P by the heat. After the image is fixed, the recording paper P is discharged out of the apparatus by a paper discharge roller 115. With the above operation, printing for one sheet is performed.

続いて,本形態のレーザプリンタに備えられている定着装置100の構成について説明する。定着装置100は,電磁誘導加熱方式の定着器であり,図2に示すように定着ローラ1と,加圧ローラ2と,磁束発生部3と,温度センサ41,42と,外部加熱ローラ5とを有している。   Next, the configuration of the fixing device 100 provided in the laser printer of this embodiment will be described. The fixing device 100 is an electromagnetic induction heating type fixing device. As shown in FIG. 2, the fixing roller 1, the pressure roller 2, the magnetic flux generator 3, the temperature sensors 41 and 42, the external heating roller 5, and the like. have.

定着ローラ1と加圧ローラ2とは長手方向(軸方向)に並行配置されている。定着ローラ1は,モータ等の駆動機構により所定の速度で回転駆動される。また,加圧ローラ2は,バネ等の付勢部材によって定着ローラ1側に付勢されており,定着ローラ1との間でニップ部を形成している。さらに加圧ローラ2は,定着ローラ1との圧接摩擦力によって定着ローラ1の回転に従動回転するように設けられている。   The fixing roller 1 and the pressure roller 2 are arranged in parallel in the longitudinal direction (axial direction). The fixing roller 1 is rotationally driven at a predetermined speed by a driving mechanism such as a motor. The pressure roller 2 is biased toward the fixing roller 1 by a biasing member such as a spring, and forms a nip portion with the fixing roller 1. Further, the pressure roller 2 is provided so as to be driven to rotate by the rotation of the fixing roller 1 by the frictional force of contact with the fixing roller 1.

定着ローラ1は,図3に示すように,芯金11上に,断熱層12,電磁誘導発熱層13,弾性層14,および離型層15が順次積層されている。また,ローラ硬度は,例えばアスカーC硬度で30度〜90度の範囲内に設定される。   As shown in FIG. 3, in the fixing roller 1, a heat insulating layer 12, an electromagnetic induction heat generating layer 13, an elastic layer 14, and a release layer 15 are sequentially laminated on a cored bar 11. The roller hardness is set, for example, in the range of 30 to 90 degrees as Asker C hardness.

支持層としての芯金11は,厚さが3mm程度のアルミパイプである。なお,芯金11には,鉄やPPS(ポリフェニレンサルファイド)のような耐熱性樹脂を使用することも可能である。なお,芯金11が発熱するのを防ぐために電磁誘導加熱の影響が少ない非磁性材料を用いるのが好ましい。   The core metal 11 as the support layer is an aluminum pipe having a thickness of about 3 mm. The core metal 11 may be made of a heat resistant resin such as iron or PPS (polyphenylene sulfide). In order to prevent the metal core 11 from generating heat, it is preferable to use a nonmagnetic material that is less affected by electromagnetic induction heating.

断熱層12は,電磁誘導発熱層13を断熱保持するための層であり,耐熱性や弾性を有する部材(例えば,ゴム材や樹脂材)のスポンジ体が適用される。また,ゴム材や樹脂材のスポンジ体を用いると,電磁誘導発熱層13を断熱保持するとともに,電磁誘導発熱層13のたわみを許容し,ニップ幅を増やすことができる。そのため,ローラ硬度を小さくし,排紙性および記録紙の分離性の向上を図ることができる。例えば,断熱層12にシリコンスポンジ材を適用する場合には,厚さが2mm〜10mm,望ましくは3mm〜7mmの範囲内に,また硬度がアスカーゴム硬度計で20度〜60度,望ましくは30度〜50度の範囲内にそれぞれ設定される。   The heat insulating layer 12 is a layer for insulatingly holding the electromagnetic induction heat generating layer 13, and a sponge body of a member having heat resistance or elasticity (for example, rubber material or resin material) is applied. In addition, when a sponge member made of a rubber material or a resin material is used, the electromagnetic induction heat generating layer 13 can be insulated and held, and the electromagnetic induction heat generating layer 13 can be allowed to be bent to increase the nip width. Therefore, it is possible to reduce the roller hardness and improve the paper discharge performance and the recording paper separation performance. For example, when a silicon sponge material is applied to the heat insulating layer 12, the thickness is in the range of 2 mm to 10 mm, preferably 3 mm to 7 mm, and the hardness is 20 degrees to 60 degrees with the Asker rubber hardness meter, preferably 30 degrees. Each is set within a range of ˜50 degrees.

電磁誘導発熱層13は,磁束発生部3による励磁によりジュール熱を発生させる層であり,厚さが10μm〜100μm,望ましくは20〜50μmの範囲内のニッケル電鋳ベルト層である。なお,電磁誘導発熱層13には,例えば磁性ステンレスのような磁性金属といった,高透磁率であり,適当な抵抗率を備えたものを使用してもよい。また,非磁性材料でも,金属などの導電性がある材料の薄膜であっても使用可能である。また,樹脂に発熱粒子を混入したものを使用してもよい。電磁誘導発熱層13に樹脂ベースのものを用いることによって分離性の向上を図ることが可能となる。   The electromagnetic induction heat generating layer 13 is a layer that generates Joule heat by excitation by the magnetic flux generator 3, and is a nickel electroformed belt layer having a thickness in the range of 10 μm to 100 μm, preferably 20 to 50 μm. The electromagnetic induction heating layer 13 may be made of a material having a high magnetic permeability such as a magnetic metal such as magnetic stainless steel and having an appropriate resistivity. Moreover, it is possible to use a non-magnetic material or a thin film of a conductive material such as metal. Further, a resin in which exothermic particles are mixed may be used. By using a resin-based material for the electromagnetic induction heat generating layer 13, it is possible to improve the separability.

弾性層14は,記録紙と定着ローラ1表面との密着性を高めるための層であり,耐熱性や弾性を有する部材(例えば,ゴム材や樹脂材)が適用される。具体的には,定着温度での使用に耐えうるシリコンゴム,フッ素ゴム等の耐熱性エラストマーが使用可能である。なお,弾性層14に,熱伝導性や補強等を目的として各種充填剤を混入してもよい。熱伝導性粒子としては,ダイヤモンド,銀,銅,アルミニウム,大理石,ガラス等がある。この他,シリカ,アルミナ,酸化マグネシウム,窒化ホウ素,酸化ベリリウム等が使用可能である。   The elastic layer 14 is a layer for enhancing the adhesion between the recording paper and the surface of the fixing roller 1, and a member having heat resistance or elasticity (for example, a rubber material or a resin material) is applied. Specifically, heat-resistant elastomers such as silicon rubber and fluorine rubber that can withstand use at the fixing temperature can be used. Various fillers may be mixed in the elastic layer 14 for the purpose of thermal conductivity, reinforcement, and the like. Examples of thermally conductive particles include diamond, silver, copper, aluminum, marble, and glass. In addition, silica, alumina, magnesium oxide, boron nitride, beryllium oxide, and the like can be used.

弾性層14の厚みは,10μm〜800μm,望ましくは100μm〜300μmの範囲内に設定される。なお,弾性層14の厚さが10μm未満であると厚み方向の弾力性を得ることが困難となる。一方,弾性層14の厚さが800μmを超えてしまうと,電磁誘導発熱層13からの熱が定着ローラ1の表面に達し難くなって熱効率が悪化する。   The thickness of the elastic layer 14 is set in the range of 10 μm to 800 μm, preferably 100 μm to 300 μm. If the thickness of the elastic layer 14 is less than 10 μm, it is difficult to obtain elasticity in the thickness direction. On the other hand, if the thickness of the elastic layer 14 exceeds 800 μm, the heat from the electromagnetic induction heat generating layer 13 hardly reaches the surface of the fixing roller 1 and the thermal efficiency is deteriorated.

弾性層の硬度は,JIS硬度で1度〜80度,望ましくは5度〜30度のシリコンゴムからなることが好ましい。この範囲内であれば,弾性層14の強度の低下,密着性の不良を抑制しつつ,トナーの定着性の不良を抑制できる。シリコンゴムとしては,1成分系,2成分系,または3成分系以上のシリコンゴム,LTV型,RTV型,またはHTV型のシリコンゴム,縮合型または付加型のシリコンゴム等が使用可能である。本形態では,JIS硬度が10度,厚さが200μmのシリコンゴム層とする。   The elastic layer preferably has a JIS hardness of 1 to 80 degrees, preferably 5 to 30 degrees. Within this range, it is possible to suppress the toner fixing property failure while suppressing the strength reduction and adhesion failure of the elastic layer 14. As the silicone rubber, one-component, two-component or three-component or more silicone rubber, LTV type, RTV type or HTV type silicone rubber, condensation type or addition type silicone rubber can be used. In this embodiment, the silicon rubber layer has a JIS hardness of 10 degrees and a thickness of 200 μm.

離型層15は,定着ローラ1表面の離型性を高めるための層であり,定着温度での使用に耐えられる材料が使用される。例えば,シリコンゴム,フッ素ゴム,PFA,PTFE,FEP,PFEP等のフッ素樹脂が使用される。離型層15の厚みは,5μmから100μm,望ましくは10μm〜50μmがより好ましい。なお,離型層15中に,必要に応じて,導電材,耐磨耗材,良熱伝導材等を充填剤として添加してもよい。   The release layer 15 is a layer for improving the releasability of the surface of the fixing roller 1, and a material that can withstand use at a fixing temperature is used. For example, fluororesins such as silicon rubber, fluororubber, PFA, PTFE, FEP, and PFEP are used. The thickness of the release layer 15 is 5 μm to 100 μm, desirably 10 μm to 50 μm. In addition, you may add a electrically conductive material, an abrasion-resistant material, a good heat conductive material etc. in the mold release layer 15 as needed.

加圧ローラ2は,図4に示すように,芯金21上に,シリコンスポンジ層22,および離型層25が順次積層されている。加圧ローラ2は,定着ローラ1に対して300N〜500Nの荷重で加圧され,ニップ部の幅は5mm〜15mmの範囲内となっている。なお,記録紙の種別等により荷重を変化させてもよい。   In the pressure roller 2, as shown in FIG. 4, a silicon sponge layer 22 and a release layer 25 are sequentially laminated on a cored bar 21. The pressure roller 2 is pressed against the fixing roller 1 with a load of 300 N to 500 N, and the width of the nip portion is in the range of 5 mm to 15 mm. The load may be changed depending on the type of recording paper.

支持層としての芯金21は,厚さが3mm程度のアルミパイプである。なお,芯金21には,鉄やPPSのような耐熱性樹脂を使用することも可能である。なお,芯金21が発熱するのを防ぐために電磁誘導加熱の影響が少ない非磁性材料を用いるのが好ましい。シリコンスポンジ層22の厚さは,3mm〜10mmの範囲内で使用条件に合わせて設計される。離型層25は,定着ローラ1と同様に表面の離型性を高めるための層であり,定着温度での使用に耐えられる材料が使用される。例えば,シリコンゴム,フッ素ゴム,PFA,PTFE,FEP,PFEP等のフッ素樹脂が使用される。   The cored bar 21 as a support layer is an aluminum pipe having a thickness of about 3 mm. The core metal 21 may be made of a heat resistant resin such as iron or PPS. In order to prevent the metal core 21 from generating heat, it is preferable to use a nonmagnetic material that is less affected by electromagnetic induction heating. The thickness of the silicon sponge layer 22 is designed in accordance with the use conditions within a range of 3 mm to 10 mm. The release layer 25 is a layer for improving the surface releasability like the fixing roller 1, and a material that can withstand use at the fixing temperature is used. For example, fluororesins such as silicon rubber, fluororubber, PFA, PTFE, FEP, and PFEP are used.

磁束発生部3は,励磁コイル31と,磁性体コア32と,コイルボビン33とを有している。そして,磁束発生部3は,定着ローラ1の外側に位置するとともに,定着ローラ1に対向させて長手方向に沿って配設されている。また,磁束発生部3には,駆動回路34や制御回路9が接続されている。   The magnetic flux generation unit 3 includes an excitation coil 31, a magnetic core 32, and a coil bobbin 33. The magnetic flux generator 3 is located outside the fixing roller 1 and is disposed along the longitudinal direction so as to face the fixing roller 1. In addition, a drive circuit 34 and a control circuit 9 are connected to the magnetic flux generator 3.

磁性体コア32は,定着ローラ1の長手方向の寸法に対応した長さ寸法を有する長尺部材である。磁性体コア32は,中央部に定着ローラ側に突出した部位を設けて略E字形状とすることにより,発熱効率を高めている。磁性体コア32の材料としては,高透磁率かつ低損失のもの(例えば,フェライト)を使用する。パーマロイのような合金の場合には,コア内の渦電流損失が高周波領域で大きくなるため積層構造にするとよい。   The magnetic core 32 is a long member having a length corresponding to the length of the fixing roller 1 in the longitudinal direction. The magnetic core 32 is provided with a portion projecting toward the fixing roller at the center portion so as to have a substantially E shape, thereby improving the heat generation efficiency. As the material of the magnetic core 32, a material having high permeability and low loss (for example, ferrite) is used. In the case of an alloy such as permalloy, the eddy current loss in the core increases in the high frequency region, so a laminated structure is preferable.

また,磁性体コア32は,磁気回路の高効率化と磁気遮蔽との両機能を備えている。なお,磁気遮蔽が十分にできる手段があれば空芯(コアなし)にしてもよい。また,コア材として樹脂材に磁性粉を混入させたものを用いると,形状の設計自由度が高くなる。   The magnetic core 32 has both functions of increasing the efficiency of the magnetic circuit and magnetic shielding. If there is a means capable of sufficient magnetic shielding, an air core (no core) may be used. In addition, if a core material made of a resin material mixed with magnetic powder is used, the design flexibility of the shape is increased.

また,磁性体コア32の磁束ガイド有効幅Wは,図5に示すように,大サイズ紙P1の通紙幅とほぼ同一である。すなわち,加熱領域は,大サイズ紙P1の通紙幅とほぼ同一である。さらに,磁性体コア32内の磁束は,長手方向にほぼ均一である。そのため,定着ローラ1の発熱量も長手方向にほぼ均一である。   Further, the effective width W of the magnetic flux guide of the magnetic core 32 is substantially the same as the paper passing width of the large size paper P1, as shown in FIG. That is, the heating area is almost the same as the sheet passing width of the large size paper P1. Furthermore, the magnetic flux in the magnetic core 32 is substantially uniform in the longitudinal direction. For this reason, the heat generation amount of the fixing roller 1 is also substantially uniform in the longitudinal direction.

励磁コイル31は,長尺の磁性体コア32に沿って長手方向に渡って導線を巻きつけた構造を有している。また,励磁コイル31は,高周波コンバータに接続され,100W〜2000Wの高周波電力が供給される。そのため,細線を数十から数百本の範囲内で束ねてリッツ線にしたものを用いている。また,巻線に伝熱した場合を考慮し,耐熱性の樹脂で被覆している。   The exciting coil 31 has a structure in which a conducting wire is wound along the long magnetic core 32 in the longitudinal direction. The exciting coil 31 is connected to a high-frequency converter and is supplied with high-frequency power of 100 W to 2000 W. For this reason, a thin wire bundled within a range of several tens to several hundred wires is used as a litz wire. In consideration of the case where heat is transferred to the winding, it is covered with heat-resistant resin.

また,励磁コイル31には,高周波コンバータ(駆動回路34)により10kHz〜100kHzの交流電流が印加される。交流電流によって誘導された磁束は,フェライトコア32内を外部に漏れることなく通り,さらに定着ローラ1の電磁誘導発熱層13を通る。そして,磁性体コア32の突起部にて磁性体コア32の外部に漏れ,定着ローラ1の電磁誘導発熱層13を貫く。そして,電磁誘導発熱層13に渦電流が流れることにより,電磁誘導発熱層13自体がジュール発熱する。これにより,定着ローラ1が加熱状態となる。   Further, an alternating current of 10 kHz to 100 kHz is applied to the excitation coil 31 by a high frequency converter (drive circuit 34). The magnetic flux induced by the alternating current passes through the ferrite core 32 without leaking outside, and further passes through the electromagnetic induction heat generating layer 13 of the fixing roller 1. The protrusion of the magnetic core 32 leaks to the outside of the magnetic core 32 and penetrates the electromagnetic induction heat generating layer 13 of the fixing roller 1. And when an eddy current flows through the electromagnetic induction heat generating layer 13, the electromagnetic induction heat generating layer 13 itself generates Joule heat. As a result, the fixing roller 1 is heated.

温度センサ41は,定着ローラ1の長手方向の端部,すなわち小サイズ紙の通紙時に非通紙領域となる部分の表面温度を検出するためのものであり,定着ローラ1と加圧ローラ2とのニップ部の近傍に配設される。また,温度センサ42は,定着ローラ1の長手方向の中央部,すなわち小サイズ紙の通紙時に通紙領域となる部分の表面温度を検出するためのものであり,温度センサ41と同様に定着ローラ1と加圧ローラ2とのニップ部の近傍に配設される。温度センサ41および温度センサ42としては,例えばサーミスタが使用可能である。   The temperature sensor 41 is for detecting the surface temperature of the end portion in the longitudinal direction of the fixing roller 1, that is, the portion that becomes a non-sheet passing region when small-size paper is passed, and the fixing roller 1 and the pressure roller 2. It is arrange | positioned in the vicinity of the nip part. The temperature sensor 42 is for detecting the surface temperature of the central portion in the longitudinal direction of the fixing roller 1, that is, the portion that becomes a sheet passing area when a small size sheet is passed. It is disposed in the vicinity of the nip portion between the roller 1 and the pressure roller 2. As the temperature sensor 41 and the temperature sensor 42, for example, a thermistor can be used.

定着ローラ1の温度制御は,温度センサ42の検出信号を基に制御回路9によって行われる。すなわち,制御回路9は,温度センサ42からの検出信号を基に駆動回路34を制御し,駆動回路34から励磁コイル31への電力供給をコントロールする。これにより,定着ローラ1の表面温度が所定温度となるように自動制御される。   The temperature control of the fixing roller 1 is performed by the control circuit 9 based on the detection signal of the temperature sensor 42. That is, the control circuit 9 controls the drive circuit 34 based on the detection signal from the temperature sensor 42 and controls the power supply from the drive circuit 34 to the excitation coil 31. Thereby, the surface temperature of the fixing roller 1 is automatically controlled so as to become a predetermined temperature.

外部加熱ローラ5は,加熱源としてヒータランプ51を内蔵している。外部加熱ローラ5の材質としては,高熱伝導性を有する材料であればよい。例えば,アルミ材が適用可能である。また,外部加熱ローラ5は,バネ等の付勢手段によって加圧ローラ2側に付勢されており,図6に示すように加圧ローラ2の長手方向の全域に当接されている。また,外部加熱ローラ5は,加圧ローラ2に従動するように回転可能に設けられている。また,ヒータランプ51には,駆動回路52や制御回路9が接続されている。   The external heating roller 5 includes a heater lamp 51 as a heating source. The material of the external heating roller 5 may be a material having high thermal conductivity. For example, aluminum material can be applied. The external heating roller 5 is urged toward the pressure roller 2 by an urging means such as a spring, and is in contact with the entire area in the longitudinal direction of the pressure roller 2 as shown in FIG. The external heating roller 5 is rotatably provided so as to follow the pressure roller 2. In addition, a drive circuit 52 and a control circuit 9 are connected to the heater lamp 51.

続いて,本形態の定着装置100での定着動作について説明する。まず,ウォーミングアップ動作として,定着ローラ1が回転駆動され,これに伴い加圧ローラ2も従動回転する。そして,磁束発生部3の励磁コイル31への通電をオンする。これにより,定着ローラ1の電磁誘導発熱層13が発熱する。そして,定着ローラ1の表面温度が所定温度となるように自動制御される。電磁誘導発熱層13は,その熱容量が小さくかつ断熱層12により断熱保持されているため,定着ローラ1の表層側に位置する弾性層14あるいは離型層15を迅速に加熱する。   Next, a fixing operation in the fixing device 100 of this embodiment will be described. First, as a warm-up operation, the fixing roller 1 is rotationally driven, and the pressure roller 2 is also rotated in accordance with this. Then, the energization to the exciting coil 31 of the magnetic flux generator 3 is turned on. As a result, the electromagnetic induction heating layer 13 of the fixing roller 1 generates heat. Then, the surface temperature of the fixing roller 1 is automatically controlled so as to become a predetermined temperature. Since the electromagnetic induction heat generating layer 13 has a small heat capacity and is insulated and held by the heat insulating layer 12, the elastic layer 14 or the release layer 15 positioned on the surface layer side of the fixing roller 1 is rapidly heated.

また,ウォーミングアップ動作の際には,外部加熱ローラ5のヒータランプ51への通電もオンする。これにより,外部加熱ローラ5が加熱され,その熱が加圧ローラ2に伝播されて加圧ローラ2の表層が迅速に温められる。加圧ローラ2の表層が温められることから,定着ローラ1から加圧ローラ2への熱の伝播が抑制される。よって,定着ローラ1の表面温度が所定温度まで迅速に達し,短時間でウォームアップ動作が終了する。   Further, during the warm-up operation, energization of the heater lamp 51 of the external heating roller 5 is also turned on. As a result, the external heating roller 5 is heated, and the heat is propagated to the pressure roller 2 to quickly warm the surface layer of the pressure roller 2. Since the surface layer of the pressure roller 2 is warmed, the propagation of heat from the fixing roller 1 to the pressure roller 2 is suppressed. Therefore, the surface temperature of the fixing roller 1 quickly reaches a predetermined temperature, and the warm-up operation is completed in a short time.

ウォームアップ動作が終了した後,定着ローラ1と加圧ローラ2とのニップ部に,未定着のトナー像を担持した記録紙Pが搬送される(図2参照)。その際,記録紙P上のトナー像は定着ローラ1と対面する。ニップ部に導入された記録紙Pは,ニップ部を挟持搬送され,定着ローラ1からの熱で加熱される。これにより,未定着のトナー像が記録紙Pに溶融定着される。   After the warm-up operation is completed, the recording paper P carrying the unfixed toner image is conveyed to the nip portion between the fixing roller 1 and the pressure roller 2 (see FIG. 2). At that time, the toner image on the recording paper P faces the fixing roller 1. The recording paper P introduced into the nip portion is nipped and conveyed through the nip portion and heated by heat from the fixing roller 1. As a result, the unfixed toner image is melted and fixed on the recording paper P.

また,定着処理の際には,外部加熱ローラ5のヒータランプ51への通電をオフする。これにより,外部加熱ローラ5からの熱の供給が遮断され,外部加熱ローラ5および加圧ローラ2の表面温度が低下する。そのため,例えば小サイズ紙の連続通紙時に,定着ローラ1側の熱供給が非通紙領域にて過剰となった場合でも,その過剰供給となった熱が加圧ローラ2を介して外部加熱ローラ5に移動する。つまり,外部加熱ローラ5が定着ローラ1の過昇温箇所から熱を奪い,定着ローラ1の表面温度の平滑化が図られる。これにより,定着ローラ1の過昇温が抑制される。   In the fixing process, the power supply to the heater lamp 51 of the external heating roller 5 is turned off. Thereby, the supply of heat from the external heating roller 5 is cut off, and the surface temperatures of the external heating roller 5 and the pressure roller 2 are lowered. For this reason, for example, during continuous passage of small-size paper, even if the heat supply on the fixing roller 1 side becomes excessive in the non-sheet passing region, the excessively supplied heat is externally heated via the pressure roller 2. Move to roller 5. That is, the external heating roller 5 removes heat from the excessive temperature rise portion of the fixing roller 1, and the surface temperature of the fixing roller 1 is smoothed. Thereby, the excessive temperature rise of the fixing roller 1 is suppressed.

ニップ部での定着処理を終えた記録紙Pは,定着ローラ1から分離されて搬出される。その際,定着ローラ1の表面に当接させて配置された分離爪等により,記録紙Pが定着ローラ1の表面に貼り付いてしまっても強制的に分離される。すなわち,定着装置100内でのジャムを防止する。   The recording paper P after the fixing process at the nip portion is separated from the fixing roller 1 and carried out. At that time, even if the recording paper P sticks to the surface of the fixing roller 1 by a separation claw or the like arranged in contact with the surface of the fixing roller 1, it is forcibly separated. That is, jamming in the fixing device 100 is prevented.

なお,ヒータランプ51への通電のオンオフ制御は,制御回路9によって行われる。また,ヒータランプ51への通電のオンオフ制御を記録紙のサイズや定着ローラ1の表面温度を基に行うことでより詳細な温度調節を行うことが可能である。   Note that on / off control of energization to the heater lamp 51 is performed by the control circuit 9. Further, by performing on / off control of energization to the heater lamp 51 based on the size of the recording paper and the surface temperature of the fixing roller 1, more detailed temperature adjustment can be performed.

例えば,記録紙のサイズによってオンオフ制御を行う場合には,記録紙のサイズが定着ローラ1の加熱領域と等しいか否かによってオンオフを切り換える。すなわち,記録紙のサイズが加熱領域と等しい大サイズ紙P1(図5参照)であれば,ヒータランプ51への通電をオンする。これにより,加圧ローラ2の表面が温められ,トナー像の未定着を抑制する。一方,小サイズ紙P2であれば,ヒータランプ51の通電をオフする。これにより,定着ローラ1の非通紙領域の熱を奪い,定着ローラ1の過昇温を抑制する。すなわち,より細やかな温度制御を行うことができる。   For example, when the on / off control is performed according to the size of the recording paper, the on / off is switched depending on whether or not the size of the recording paper is equal to the heating area of the fixing roller 1. That is, if the size of the recording paper is a large size paper P1 (see FIG. 5) equal to the heating area, the energization to the heater lamp 51 is turned on. Thereby, the surface of the pressure roller 2 is warmed, and unfixed toner images are suppressed. On the other hand, for the small size paper P2, the energization of the heater lamp 51 is turned off. As a result, the heat of the non-sheet passing area of the fixing roller 1 is taken away, and the excessive temperature rise of the fixing roller 1 is suppressed. That is, more precise temperature control can be performed.

また,定着ローラ1の表面温度によってオンオフ制御を行う場合には,非通紙領域の温度を検知する温度センサ41の温度が閾値以上であるか否かによってオンオフを切り換える。この他,非通紙領域の温度センサ41の検出値と通紙領域の温度センサ42の検出値との差によってオンオフを切り換えてもよい。すなわち,非通紙領域が過昇温であれば外部加熱ローラ5を熱ならし部材として機能させ,非通紙領域が過昇温でなければ外部加熱ローラ5を加熱部材として機能させる。   Further, when the on / off control is performed according to the surface temperature of the fixing roller 1, the on / off is switched depending on whether or not the temperature of the temperature sensor 41 that detects the temperature of the non-sheet passing region is equal to or higher than a threshold value. In addition, on / off may be switched depending on the difference between the detection value of the temperature sensor 41 in the non-sheet passing area and the detection value of the temperature sensor 42 in the sheet passing area. In other words, if the non-sheet passing area is excessively heated, the external heating roller 5 is caused to function as a heat leveling member, and if the non-sheet passing area is not excessively heated, the external heating roller 5 is caused to function as a heating member.

続いて,小サイズ紙の連続通紙時での,定着ローラの温度分布についての測定結果を説明する。本実験では,通紙領域での定着ローラの表面温度が170℃となるように温度調節するとともに,小サイズ紙を連続で100枚通紙した。図7は外部加熱ローラを加圧ローラに当接させて小サイズ紙を連続通紙したときの定着ローラの温度分布を,図8は外部加熱ローラを加圧ローラに当接させずに小サイズ紙を連続通紙したときの定着ローラの温度分布を,それぞれ示している。   Next, the measurement result of the temperature distribution of the fixing roller when continuously passing small-size paper will be described. In this experiment, the temperature of the fixing roller was adjusted so that the surface temperature of the fixing roller was 170 ° C., and 100 small-size sheets were continuously fed. FIG. 7 shows the temperature distribution of the fixing roller when the external heating roller is brought into contact with the pressure roller and continuously passes small size paper. FIG. 8 shows the small size without bringing the external heating roller into contact with the pressure roller. The temperature distribution of the fixing roller when the paper is continuously fed is shown.

外部加熱ローラを加圧ローラに当接させた場合(図7)には,非通紙領域でのピーク値が190℃程度となり,通紙領域との温度差が30℃程度となった。一方,外部加熱ローラを加圧ローラに当接させなかった場合(図8)には,非通紙領域でのピーク値が220℃を超え,さらに通紙領域との温度差が70℃以上となった。この実験結果から,外部加熱ローラを当接することで,非通紙領域での過昇温を抑制することができることがわかった。   When the external heating roller was brought into contact with the pressure roller (FIG. 7), the peak value in the non-sheet passing area was about 190 ° C., and the temperature difference from the sheet passing area was about 30 ° C. On the other hand, when the external heating roller is not brought into contact with the pressure roller (FIG. 8), the peak value in the non-sheet passing area exceeds 220 ° C., and the temperature difference from the sheet passing area is 70 ° C. or more. became. From this experimental result, it was found that excessive temperature rise in the non-sheet passing region can be suppressed by contacting the external heating roller.

以上詳細に説明したように本形態の定着装置100では,加圧ローラ2に圧接する外部加熱ローラ5を有することとしている。そして,外部加熱ローラ5は,ウォーミングアップ時にはヒータランプ51の通電をオンしている。そのため,加圧ローラ2に熱が供給される。これにより,加圧ローラ2が早期に加熱されるとともに定着ローラ1から加圧ローラ2への熱の移動が抑制され,ウォーミングアップ時間の短縮化が図られる。   As described in detail above, the fixing device 100 according to the present embodiment includes the external heating roller 5 that is in pressure contact with the pressure roller 2. The external heating roller 5 is energized by the heater lamp 51 when warming up. Therefore, heat is supplied to the pressure roller 2. As a result, the pressure roller 2 is heated early and the movement of heat from the fixing roller 1 to the pressure roller 2 is suppressed, and the warm-up time is shortened.

また,通紙時にはヒートランプ51の通電をオフしている。そのため,小サイズ紙の連続通紙によって定着ローラ1中の非通紙領域が高温状態となった場合に,その非通紙領域から加圧ローラ2を介して外部加熱ローラ5に熱が移動する。これにより,定着ローラ1の表面温度の平滑化が図られる。よって,定着ローラ1自体の材料の変質や,定着ローラ1に当接あるいは隣接し配置される加圧ローラ2,分離爪,クリーニング部材,あるいは支持枠等の損傷あるいは変形を防止することができる。   Also, the heat lamp 51 is turned off when the paper is passed. Therefore, when the non-sheet passing area in the fixing roller 1 becomes a high temperature state due to continuous passing of small size paper, heat is transferred from the non-sheet passing area to the external heating roller 5 via the pressure roller 2. . Thereby, the surface temperature of the fixing roller 1 is smoothed. Therefore, it is possible to prevent deterioration of the material of the fixing roller 1 itself, and damage or deformation of the pressure roller 2, the separation claw, the cleaning member, the support frame, or the like disposed in contact with or adjacent to the fixing roller 1.

また,外部加熱ローラ5は,加圧ローラ2に常時圧接されている。そのため,接離機構は不要である。従って,シンプルな構造で,ウォーミングアップ時間の短縮化と,定着ローラ1の過昇温の抑制とを両立させることができる。   The external heating roller 5 is always in pressure contact with the pressure roller 2. Therefore, no contact / separation mechanism is required. Therefore, with a simple structure, it is possible to achieve both shortening of the warm-up time and suppression of overheating of the fixing roller 1.

[第2の形態]
定着装置200は,ベルト加熱方式の定着器であり,図9に示すように定着体6と,加圧体7と,外部加熱ローラ5とを有している。また,定着体6は,無端状の定着ベルト61と,パッド部材62と,ヒータランプ63と,ガイド部材64と,温度センサ4とを有している。
[Second form]
The fixing device 200 is a belt heating type fixing device, and includes a fixing body 6, a pressure body 7, and an external heating roller 5 as shown in FIG. 9. Further, the fixing body 6 includes an endless fixing belt 61, a pad member 62, a heater lamp 63, a guide member 64, and a temperature sensor 4.

定着体6と加圧体7とは長手方向(軸方向)に並行配置されている。定着ベルト61は,モータ等の駆動機構により所定の速度で回転駆動される。また,定着体6に内包されたパッド部材62によって定着体6と加圧体7とが圧接され,定着体6と加圧体7との間でニップ部を形成している。さらに定着体6は,加圧体7の回転に従動回転するように設けられている。加圧体7のパッド部材62への圧接力は,システム速度に応じて,全体で100N〜400Nの範囲内となっている。   The fixing body 6 and the pressure body 7 are arranged in parallel in the longitudinal direction (axial direction). The fixing belt 61 is rotationally driven at a predetermined speed by a driving mechanism such as a motor. Further, the fixing member 6 and the pressure member 7 are pressed against each other by the pad member 62 included in the fixing member 6, and a nip portion is formed between the fixing member 6 and the pressure member 7. Further, the fixing body 6 is provided to rotate following the rotation of the pressure body 7. The pressure contact force of the pressing body 7 to the pad member 62 is in the range of 100N to 400N as a whole, depending on the system speed.

また,加圧体7には,ヒータランプ51を内蔵した外部加熱ローラ5が当接しており,加圧体7の回転に従動回転するように設けられている。外部加熱ローラ5の加圧体7への圧接力は,システム速度に応じて,50N〜200Nの範囲内となっている。   Further, the external heating roller 5 incorporating the heater lamp 51 is in contact with the pressurizing body 7 and is provided to rotate following the rotation of the pressurizing body 7. The pressure contact force of the external heating roller 5 to the pressure body 7 is in the range of 50N to 200N depending on the system speed.

定着ベルト61は,図10に示すように,厚さが30μm〜120μmの樹脂(例えば,ポリイミド)または金属(例えば,ニッケルやステンレス)からなる基体611上に,厚さが50μm〜400μmの弾性層612(例えば,シリコンゴム),および離型層613(例えば,フッ素樹脂)が順次積層されている。樹脂製の基体611や弾性層612には,カーボン樹脂を分散させて吸熱効率を高めるとよい。また,定着ベルト61の内径は,25mm〜65mmの範囲内である。   As shown in FIG. 10, the fixing belt 61 has an elastic layer having a thickness of 50 μm to 400 μm on a base 611 made of resin (for example, polyimide) or metal (for example, nickel or stainless steel) having a thickness of 30 μm to 120 μm. 612 (for example, silicon rubber) and a release layer 613 (for example, fluororesin) are sequentially laminated. A carbon resin may be dispersed in the resin base 611 and the elastic layer 612 to increase the heat absorption efficiency. Further, the inner diameter of the fixing belt 61 is in the range of 25 mm to 65 mm.

パッド部材62は,図11に示すように,厚さが2mm〜10mmの金属製支持フレーム621上に,厚さが0.5mm〜5mmの弾性層622(例えば,シリコンゴム),および厚さが0.1mm程度の低摩擦層623(例えば,フッ素配合ガラスクロス)が順次積層されている。なお,表層となる低摩擦層623は,パッド部材62と一体構成である必要はなく,摺動シート部材として別体であってもよい。   As shown in FIG. 11, the pad member 62 has an elastic layer 622 (for example, silicon rubber) having a thickness of 0.5 mm to 5 mm and a thickness on a metal support frame 621 having a thickness of 2 mm to 10 mm. A low friction layer 623 (for example, fluorine-containing glass cloth) having a thickness of about 0.1 mm is sequentially laminated. The low friction layer 623 serving as the surface layer does not need to be integrated with the pad member 62 and may be a separate member as a sliding sheet member.

加圧体7は,図12に示すように,厚さが0.3mm〜3mmの金属製芯金71(例えば,アルミ)上に,厚さが0.2mm〜3mmの弾性層72(例えば,シリコンゴム),および厚さが10μm〜50μmの離型層73(例えば,フッ素樹脂)が順次積層されている。また,加圧体7の内径は,20mm〜60mmの範囲内である。   As shown in FIG. 12, the pressure member 7 is formed on a metal core 71 (eg, aluminum) having a thickness of 0.3 mm to 3 mm and an elastic layer 72 (eg, having a thickness of 0.2 mm to 3 mm). Silicon rubber) and a release layer 73 (for example, fluororesin) having a thickness of 10 μm to 50 μm are sequentially laminated. Moreover, the internal diameter of the pressurizing body 7 is in the range of 20 mm to 60 mm.

温度センサ4は,定着ベルト61の温度を検出するためのものであり,定着ベルト61に内包されている。定着ベルト61の加熱および温度制御は,温度センサ4の検出信号を基に制御回路によって行われる。すなわち,制御回路は,温度センサ4の検出信号を基に駆動回路を制御し,駆動回路からヒータランプ65への電力供給をコントロールする。これにより,定着ベルト61の温度が所定温度となるように自動制御される。   The temperature sensor 4 is for detecting the temperature of the fixing belt 61 and is included in the fixing belt 61. Heating and temperature control of the fixing belt 61 are performed by a control circuit based on a detection signal of the temperature sensor 4. That is, the control circuit controls the drive circuit based on the detection signal of the temperature sensor 4 and controls the power supply from the drive circuit to the heater lamp 65. Thereby, the temperature of the fixing belt 61 is automatically controlled so as to become a predetermined temperature.

外部加熱ローラ5は,加熱源としてヒータランプ51を内蔵している。外部加熱ローラ5は,第1の形態の外部加熱ローラ5と同様のものであり,高熱伝導性を有する。また,外部加熱ローラ5は,バネ等の付勢手段によって加圧体7側に付勢されており,加圧体7の長手方向の全域に当接されている。また,ヒータランプ51には,駆動回路や制御回路が接続されている。   The external heating roller 5 includes a heater lamp 51 as a heating source. The external heating roller 5 is the same as the external heating roller 5 of the first embodiment and has high thermal conductivity. The external heating roller 5 is urged toward the pressure body 7 by an urging means such as a spring, and is in contact with the entire area of the pressure body 7 in the longitudinal direction. The heater lamp 51 is connected to a drive circuit and a control circuit.

このように構成されたベルト方式の定着装置200であっても,第1の形態の定着装置100と同様にヒータランプ51への通電のオンオフ制御を行うことで定着ベルト61の過昇温を抑制できる。例えば,ウォーミングアップ時には,ヒータランプ51への通電をオンし,ウォーミングアップの高速化を図る。一方,通紙時には,ヒータランプ51への通電をオフし,定着ベルト61の表面温度の均一化を図る。これにより,ウォーミングアップ時間の短縮化と,定着ベルト61の過昇温の抑制とを両立させることができる。   Even in the belt-type fixing device 200 configured as described above, the overheating of the fixing belt 61 is suppressed by performing on / off control of energization to the heater lamp 51 in the same manner as the fixing device 100 of the first embodiment. it can. For example, when warming up, power to the heater lamp 51 is turned on to increase the speed of warming up. On the other hand, when the paper is passed, the heater lamp 51 is turned off to make the surface temperature of the fixing belt 61 uniform. Thereby, both shortening of the warm-up time and suppression of overheating of the fixing belt 61 can be achieved.

なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,実施の形態ではレーザプリンタに本発明を適用しているがこれに限るものではない。すなわち,複写機,スキャナ,FAXあるいはワードプロセッサ等であっても定着装置を備えるものであれば適用可能である。また,カラーに限らず,モノクロ画像専用のものであってもよい。また,タンデム方式であっても,4サイクル方式であってもよい。   Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, in the embodiment, the present invention is applied to a laser printer, but the present invention is not limited to this. That is, even a copying machine, scanner, FAX, word processor, or the like can be applied as long as it has a fixing device. Moreover, it is not limited to color but may be dedicated to monochrome images. Further, a tandem method or a four-cycle method may be used.

実施の形態にかかるプリンタの概略構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a printer according to an embodiment. 第1の形態にかかる定着装置の概略構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a fixing device according to a first embodiment. 定着ローラの概略構成を示す断面図である。2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a fixing roller. FIG. 加圧ローラの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of a pressure roller. 磁束発生部と通紙領域との位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the positional relationship of a magnetic flux generation | occurrence | production part and a paper passing area | region. 外部加熱ローラと加圧ローラとの位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the positional relationship of an external heating roller and a pressure roller. 外部加熱ローラを当接させて小サイズ紙を連続通紙した場合の定着ローラの温度分布を示すグラフである。6 is a graph showing the temperature distribution of the fixing roller when small-size paper is continuously fed with an external heating roller in contact therewith. 外部加熱ローラを当接させずに小サイズ紙を連続通紙した場合の定着ローラの温度分布を示すグラフである。6 is a graph showing a temperature distribution of a fixing roller when small-size paper is continuously passed without contacting an external heating roller. 第2の形態にかかる定着装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the fixing device concerning a 2nd form. 定着ベルトの概略構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a fixing belt. パッド部材の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of a pad member. 加圧体の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of a pressurization body.

符号の説明Explanation of symbols

1 定着ローラ(定着回転体)
2 加圧ローラ(加圧回転体)
3 磁束発生部(第1加熱源)
31 励磁コイル
32 磁性体コア
33 コイルボビン
34 駆動回路
41 温度センサ(温度検出部)
42 温度センサ
5 外部加熱ローラ(補助回転体)
51 ヒータランプ(第2加熱源)
9 制御回路
100 定着装置(定着装置)
1 Fixing roller (fixing rotating body)
2 Pressure roller (Pressure rotating body)
3 Magnetic flux generator (first heating source)
31 Excitation coil 32 Magnetic core 33 Coil bobbin 34 Drive circuit 41 Temperature sensor (temperature detection unit)
42 Temperature sensor 5 External heating roller (auxiliary rotating body)
51 Heater lamp (second heating source)
9 Control circuit 100 Fixing device (fixing device)

Claims (4)

記録媒体上の画像を記録媒体に定着させる定着装置において,
第1加熱源により,大サイズの記録紙の通紙幅と等しい幅の領域である加熱領域が加熱される定着回転体と,
前記定着回転体と接触し,記録媒体を搬送するニップ部を形成する加圧回転体と,
第2加熱源により,少なくとも前記定着回転体の軸方向上の位置が前記定着回転体の加熱領域と等しい領域が加熱され,前記加圧回転体と接触し,高熱伝導性を有する補助回転体とを備え,
前記補助回転体は,
ウォーミングアップ時には,前記第2加熱源の通電がオンされ,
通紙時には,記録紙のサイズが前記大サイズの場合には前記第2加熱源の通電がオンされ,記録紙のサイズが前記大サイズよりも小さい小サイズの場合には前記第2加熱源の通電がオフされることを特徴とする定着装置。
In a fixing device for fixing an image on a recording medium to the recording medium,
A fixing rotator in which a heating area, which is an area having a width equal to the width of a large-size recording sheet, is heated by a first heating source;
A pressure rotator that is in contact with the fixing rotator and forms a nip for conveying the recording medium;
The second heating source heats at least a region where the axial direction of the fixing rotator is equal to the heating region of the fixing rotator , contacts the pressure rotator, and has an auxiliary rotator having high thermal conductivity ; With
The auxiliary rotor is
When warming up, the energization of the second heating source is turned on,
At the time of paper feeding, the energization of the second heating source is turned on when the size of the recording paper is the large size, and the second heating source is turned on when the size of the recording paper is smaller than the large size . A fixing device in which energization is turned off.
記録媒体上の画像を記録媒体に定着させる定着装置において,
第1加熱源により,大サイズの記録紙の通紙幅と等しい幅の領域である加熱領域が加熱される定着回転体と,
前記定着回転体と接触し,記録媒体を搬送するニップ部を形成する加圧回転体と,
第2加熱源により,少なくとも前記定着回転体の軸方向上の位置が前記定着回転体の加熱領域と等しい領域が加熱され,前記加圧回転体と接触し,高熱伝導性を有する補助回転体と,
前記定着回転体の軸方向の端部であって前記大サイズの記録紙よりも小さい小サイズの記録紙の通紙時に非通紙領域となる位置に配設され,前記定着回転体の表面温度を検出する温度検出部とを備え,
前記補助回転体は,
ウォーミングアップ時には,前記第2加熱源の通電がオンされ,
通紙時には,前記温度検出部による検出値を基に前記定着回転体の加熱領域内の非通紙領域が過昇温であるか否かを判断し,過昇温と判断された場合には前記第2加熱源の通電がオフされ,過昇温と判断されなかった場合には前記第2加熱源の通電がオンされることを特徴とする定着装置。
In a fixing device for fixing an image on a recording medium to the recording medium,
A fixing rotator in which a heating area, which is an area having a width equal to the width of a large-size recording sheet, is heated by a first heating source;
A pressure rotator that is in contact with the fixing rotator and forms a nip for conveying the recording medium;
The second heating source heats at least a region where the axial direction of the fixing rotator is equal to the heating region of the fixing rotator , contacts the pressure rotator, and has an auxiliary rotator having high thermal conductivity ; ,
The surface temperature of the fixing rotator is disposed at a position that is an end portion in the axial direction of the fixing rotator and becomes a non-sheet-passing region when a small-sized recording paper smaller than the large-sized recording paper is passed. A temperature detection unit for detecting
The auxiliary rotor is
When warming up, the energization of the second heating source is turned on,
At the time of passing the paper, it is determined whether or not the non-sheet passing area in the heating area of the fixing rotating body is overheated based on the detection value by the temperature detecting unit. The fixing device is characterized in that energization of the second heating source is turned off and energization of the second heating source is turned on when it is not determined that the temperature is excessively high.
請求項1または請求項2に記載する定着装置において,
前記定着回転体は,電磁誘導発熱するローラ部材であることを特徴とする定着装置。
In the fixing device according to claim 1 or 2,
The fixing rotator is a roller member that generates electromagnetic induction heat.
請求項1または請求項2に記載する定着装置において,
前記定着回転体は,無端状のベルト部材であることを特徴とする定着装置。
In the fixing device according to claim 1 or 2,
The fixing device, wherein the fixing rotator is an endless belt member.
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