JP4752973B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus.

従来、熱源として、通電により磁界を発生するコイルと、磁界の電磁誘導により渦電流が生じて発熱する発熱体とを用いた電磁誘導発熱方式の定着装置がある。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is an electromagnetic induction heating type fixing device using a coil that generates a magnetic field when energized and a heating element that generates heat by generating an eddy current by electromagnetic induction of the magnetic field as a heat source.

電磁誘導発熱方式を用いた定着装置の第1例として、所定のキュリー温度を有する感温磁性材料で構成され、励磁コイルで発生する磁界の電磁誘導作用で発熱する発熱ローラと、定着ローラとでベルトを懸架し、発熱ローラ内に回転移動可能な導電性部材を配置したものがある(例えば、特許文献1参照)。   As a first example of a fixing device using an electromagnetic induction heat generation method, a fixing roller is composed of a heating roller that is made of a temperature-sensitive magnetic material having a predetermined Curie temperature and generates heat by electromagnetic induction action of a magnetic field generated by an exciting coil. There is one in which a belt is suspended and a conductive member which can be rotated and moved is disposed in a heat generating roller (for example, see Patent Document 1).

特許文献1の定着装置は、発熱ローラの昇温時には導電性部材を励磁コイルと対向しない位置に移動させ、所定の温度まで上昇したら、導電性部材を励磁コイルと対向する位置に移動させて、特に非通紙部における発熱ローラの温度上昇を防いでいる。   The fixing device of Patent Document 1 moves the conductive member to a position not facing the excitation coil when the heating roller is heated, and when the temperature rises to a predetermined temperature, moves the conductive member to a position facing the excitation coil. In particular, the temperature rise of the heat generating roller in the non-sheet passing portion is prevented.

また、電磁誘導発熱方式を用いた定着装置の第2例として、加圧ロール内に配置された誘導加熱コイルと、所定のキュリー温度特性を有し、発熱する定着ロールとしての感温磁性パイプと、感温磁性パイプの内部に非接触状態で配置された非磁性材料を有するものがある(例えば、特許文献2参照)。   In addition, as a second example of a fixing device using an electromagnetic induction heat generation method, an induction heating coil disposed in a pressure roll, a temperature-sensitive magnetic pipe as a fixing roll having a predetermined Curie temperature characteristic and generating heat, Some have a non-magnetic material disposed in a non-contact state inside the temperature-sensitive magnetic pipe (see, for example, Patent Document 2).

特許文献2の定着装置は、感温磁性パイプの温度がキュリー温度より低い場合は、感温磁性パイプに誘導電流が流れて発熱するが、キュリー温度より高い場合は、感温磁性パイプが非磁性体となって磁束が通過し、非磁性材料に誘導電流が流れて温度上昇が止まる。   In the fixing device disclosed in Patent Document 2, when the temperature of the temperature-sensitive magnetic pipe is lower than the Curie temperature, an induced current flows through the temperature-sensitive magnetic pipe to generate heat, but when the temperature is higher than the Curie temperature, the temperature-sensitive magnetic pipe is nonmagnetic. The magnetic flux passes through the body, an induced current flows through the nonmagnetic material, and the temperature rise stops.

さらに、電磁誘導発熱方式を用いた定着装置の第3例として、定着ベルトが導電層と透磁性層を有するものがある(例えば、特許文献3参照)。   Furthermore, as a third example of a fixing device using an electromagnetic induction heating method, there is a fixing belt having a conductive layer and a magnetically permeable layer (see, for example, Patent Document 3).

特許文献3の定着装置は、昇温時は、電磁誘導により発熱層が発熱する。そして、定着ベルトが定着設定温度以上となったときは、透磁性層を磁束が貫通して磁界が弱まり、発熱層の過剰な発熱が抑えられる。   In the fixing device of Patent Document 3, the heating layer generates heat due to electromagnetic induction when the temperature rises. When the fixing belt reaches a fixing set temperature or higher, the magnetic flux penetrates the magnetically permeable layer and the magnetic field is weakened, and excessive heat generation of the heat generating layer is suppressed.

特許文献1〜3の定着装置は、電磁誘導により発熱する発熱層と、昇温防止のための感温磁性層とが一体となっており、感温磁性層も電磁誘導により発熱するため、発熱層と感温磁性層の両者の発熱で過剰に昇温が行われる。   In the fixing devices of Patent Documents 1 to 3, a heat generation layer that generates heat by electromagnetic induction and a temperature-sensitive magnetic layer for preventing temperature rise are integrated, and the temperature-sensitive magnetic layer also generates heat by electromagnetic induction. The temperature is excessively increased by the heat generation of both the layer and the temperature-sensitive magnetic layer.

特許3527442Patent 3527442 特開2000−030850JP2000-030850 特開平11−288190JP-A-11-288190

本発明は、感温回転体の必要以上の昇温が抑制される定着装置及び画像形成装置を得ることを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to obtain a fixing device and an image forming apparatus in which a temperature rise of a temperature-sensitive rotating body is suppressed more than necessary.

本発明の請求項1に係る定着装置は、磁界の電磁誘導により発熱し、加熱設定温度以上で耐熱温度以下の温度領域にある透磁率変化開始温度から透磁率が連続的に低下し始める筒状に形成された感温層と、前記感温層の周方向に間隔をあけて複数形成されると共に、前記感温層の軸方向で千鳥配置となるようにずらして複数形成され、前記電磁誘導により生じる渦電流の一部を遮断する前記周方向に延びるスリット状の切込みと、を有する感温回転体と、前記感温回転体と離間配置された張架回転体と、前記感温回転体と前記張架回転体とに張架され、少なくとも表皮深さより薄い厚さの発熱層を有する定着ベルトと、前記感温回転体と対向配置され磁界を発生する磁界発生手段と、前記定着ベルトの外周面に接触し、前記定着ベルトを前記張架回転体に向けて加圧して、前記定着ベルトとの間を通過する記録媒体上の現像剤像を該記録媒体へ定着させる加圧回転体とを有し、前記定着ベルトの発熱層より前記感温回転体の感温層の発熱量が小さくなるように前記切込みが形成されている。 The fixing device according to claim 1 of the present invention generates heat by electromagnetic induction of a magnetic field, and has a cylindrical shape in which the magnetic permeability starts to continuously decrease from the magnetic permeability change start temperature in the temperature region that is higher than the heating set temperature and lower than the heat resistance temperature. and the temperature-sensitive layer formed, while being more formed at intervals in the circumferential direction of the temperature sensing layer, a plurality of formed by shifting so that the staggered arrangement in the axial direction of the temperature sensing layer, wherein the electromagnetic induction A temperature-sensitive rotating body having a slit-like cut extending in the circumferential direction for blocking a part of the eddy current generated by the above-mentioned structure, a tension rotating body spaced apart from the temperature-sensitive rotating body, and the temperature-sensitive rotating body A fixing belt having a heat generating layer having a thickness at least thinner than the skin depth, a magnetic field generating means for generating a magnetic field disposed opposite to the temperature-sensitive rotating body, and a fixing belt. Contacting the outer peripheral surface, the fixing belt A pressure rotator that pressurizes the rotator to fix the developer image on the recording medium passing between the fixing belt and the fixing belt, and from the heat generating layer of the fixing belt The notches are formed so that the heat generation amount of the temperature-sensitive layer of the temperature-sensitive rotating body is reduced.

本発明の請求項2に係る定着装置は、磁界の電磁誘導により発熱し、加熱設定温度以上で耐熱温度以下の温度領域にある透磁率変化開始温度から透磁率が連続的に低下し始める筒状に形成された感温層と、前記感温層の周方向に間隔をあけて複数形成されると共に、前記感温層の周方向で千鳥配置となるようにずらして複数形成され、前記電磁誘導により生じる渦電流の一部を遮断する前記感温層の軸方向に延びるスリット状の切込みと、を有する感温回転体と、前記感温回転体と離間配置された張架回転体と、前記感温回転体と前記張架回転体とに張架され、少なくとも表皮深さより薄い厚さの発熱層を有する定着ベルトと、前記感温回転体と対向配置され磁界を発生する磁界発生手段と、前記定着ベルトの外周面に接触し、前記定着ベルトを前記張架回転体に向けて加圧して、前記定着ベルトとの間を通過する記録媒体上の現像剤像を該記録媒体へ定着させる加圧回転体とを有し、前記定着ベルトの発熱層より前記感温回転体の感温層の発熱量が小さくなるように前記切込みが形成されている。本発明の請求項3に係る定着装置は、前記発熱層は、厚さ2〜20μm、固有抵抗2.7×10−8Ωcm以下の非磁性金属材料を含む。 According to a second aspect of the present invention, the fixing device generates heat by electromagnetic induction of a magnetic field, and has a cylindrical shape in which the magnetic permeability starts to continuously decrease from the magnetic permeability change start temperature in the temperature region that is higher than the heating set temperature and lower than the heat resistance temperature. A plurality of temperature-sensitive layers formed at intervals in the circumferential direction of the temperature-sensitive layer, and a plurality of the temperature-sensitive layers formed so as to be staggered in the circumferential direction of the temperature-sensitive layer. A temperature-sensitive rotating body extending in the axial direction of the temperature-sensitive layer that cuts off part of the eddy current generated by the temperature-sensitive rotating body, a tension rotating body spaced apart from the temperature-sensitive rotating body, and A fixing belt stretched between the temperature-sensitive rotating body and the stretched rotating body and having a heat generation layer having a thickness smaller than the skin depth; and a magnetic field generating means that is disposed opposite to the temperature-sensitive rotating body and generates a magnetic field; The fixing bell is in contact with the outer peripheral surface of the fixing belt. And a pressure rotator for fixing the developer image on the recording medium passing between the fixing belt and the fixing belt to the tension rotator, and generating heat from the fixing belt. The notch is formed so that the heat generation amount of the temperature-sensitive layer of the temperature-sensitive rotating body is smaller than that of the layer. In the fixing device according to a third aspect of the present invention, the heat generating layer includes a nonmagnetic metal material having a thickness of 2 to 20 μm and a specific resistance of 2.7 × 10 −8 Ωcm or less.

本発明の請求項に係る画像形成装置は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の定着装置と、露光光を出射する露光部と、前記露光光で形成された潜像を現像剤で顕在化して現像剤像を形成する現像部と、前記現像部で顕在化された前記現像剤像を記録媒体上に転写する転写部と、前記転写部で前記現像剤像が転写された記録媒体を前記定着装置に搬送する搬送部と、を備えている。 An image forming apparatus according to claim 4 of the present invention, a fixing device according to any one of claims 1 to 3, an exposure unit that emits the exposure light, the latent image formed by the exposure light Is developed with a developer to form a developer image, a transfer unit that transfers the developer image made visible at the development unit onto a recording medium, and the developer image is transferred at the transfer unit. A transport unit that transports the recorded recording medium to the fixing device.

請求項1、2の発明は、本構成を有していない場合に比較して、感温回転体の必要以上の昇温が抑制される。 According to the first and second aspects of the present invention, an unnecessarily high temperature rise of the temperature-sensitive rotating body is suppressed as compared with the case where the present configuration is not provided.

請求項の発明は、本構成を有していない場合に比較して、発熱層の熱容量を小さくすることができる。 According to the invention of claim 3 , the heat capacity of the heat generating layer can be reduced as compared with the case where this configuration is not provided.

請求項の発明は、本構成を有していない場合に比較して、画像不良が起こりにくくなる。 According to the fourth aspect of the present invention, image defects are less likely to occur as compared with the case where the present configuration is not provided.

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体図である。1 is an overall view of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る定着装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a fixing device according to an embodiment of the present invention. (a)本発明の実施形態に係る感温ロールにスリットが形成された状態を示す斜視図である。(b)本発明の実施形態に係る感温層に流れる渦電流をスリットで遮断した状態を示す模式図である。(A) It is a perspective view which shows the state by which the slit was formed in the temperature sensitive roll which concerns on embodiment of this invention. (B) It is a schematic diagram which shows the state which interrupted | blocked the eddy current which flows into the temperature sensitive layer which concerns on embodiment of this invention with the slit. (a)本発明の実施形態に係る感温ロール及び定着ベルトの断面図である。(b)本発明の実施形態に係る制御回路及び通電回路の接続図である。(A) It is sectional drawing of the temperature-sensitive roll and fixing belt which concern on embodiment of this invention. (B) It is a connection diagram of the control circuit and energization circuit which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る感温磁性部材の透磁率と温度の関係を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the relationship between the magnetic permeability of the temperature-sensitive magnetic member which concerns on embodiment of this invention, and temperature. (a)、(b)本発明の実施形態に係る定着ベルト及び感温ロールを磁界が貫通する状態を示した模式図である。(A), (b) It is the schematic diagram which showed the state which a magnetic field penetrates the fixing belt and temperature-sensitive roll which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る感温ロール及び定着ベルトと従来例の加熱ロールとについて時間と温度の関係を比較したグラフである。It is the graph which compared the relationship between time and temperature about the temperature-sensitive roll and fixing belt which concern on embodiment of this invention, and the heating roll of a prior art example. (a)本発明の他の実施例として感温ロールにスリットが形成された状態を示す斜視図である。(b)本発明の他の実施例として感温層に流れる渦電流をスリットで遮断した状態を示す模式図である。(A) It is a perspective view which shows the state by which the slit was formed in the temperature-sensitive roll as another Example of this invention. (B) It is a schematic diagram which shows the state which interrupted | blocked the eddy current which flows into a temperature sensitive layer as another Example of this invention with the slit.

本発明の定着装置及び画像形成装置の実施形態を図面に基づき説明する。   Embodiments of a fixing device and an image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1には、画像形成装置としてのプリンタ10が示されている。プリンタ10は、プリンタ10の本体を構成する筐体12に光走査装置54が固定されており、光走査装置54に隣接する位置に、光走査装置54及びプリンタ10の各部の動作を制御する制御ユニット50が設けられている。   FIG. 1 shows a printer 10 as an image forming apparatus. In the printer 10, the optical scanning device 54 is fixed to the housing 12 that constitutes the main body of the printer 10, and the control for controlling the operation of each part of the optical scanning device 54 and the printer 10 is positioned adjacent to the optical scanning device 54. A unit 50 is provided.

光走査装置54は、図示しない光源から出射された光ビームを回転多面鏡(ポリゴンミラー)で走査し、反射ミラー等の複数の光学部品で反射して、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、及び ブラック(K)の各トナーに対応した光ビーム60Y、60M、60C、60Kを出射するようになっている。光ビーム60Y、60M、60C、60Kは、それぞれ対応する各感光体20Y、20M、20C、20Kに導かれる。   The optical scanning device 54 scans a light beam emitted from a light source (not shown) with a rotating polygon mirror (polygon mirror), reflects it with a plurality of optical components such as a reflection mirror, and produces yellow (Y), magenta (M), Light beams 60Y, 60M, 60C, and 60K corresponding to cyan (C) and black (K) toners are emitted. The light beams 60Y, 60M, 60C, and 60K are guided to the corresponding photoreceptors 20Y, 20M, 20C, and 20K, respectively.

プリンタ10の下方側には、記録用紙Pを収納する用紙トレイ14が設けられている。用紙トレイ14の上方には、記録用紙Pの先端部位置を調整する一対のレジストロール16が設けられている。また、プリンタ10の中央部には、画像形成ユニット18が設けられている。画像形成ユニット18は、前述の4つの感光体20Y、20M、20C、20Kを備えており、これらが上下一列に並んでいる。   A paper tray 14 for storing the recording paper P is provided below the printer 10. A pair of registration rolls 16 for adjusting the position of the leading end of the recording paper P are provided above the paper tray 14. An image forming unit 18 is provided at the center of the printer 10. The image forming unit 18 includes the above-described four photoconductors 20Y, 20M, 20C, and 20K, which are arranged in a vertical line.

感光体20Y、20M、20C、20Kの回転方向上流側には、感光体20Y、20M、20C、20Kの表面を帯電する帯電ローラ22Y、22M、22C、22Kが設けられている。また、感光体20Y、20M、20C、20Kの回転方向下流側には、Y、M、C、Kの各トナーをそれぞれ感光体20Y、20M、20C、20K上に現像する現像器24Y、24M、24C、24Kが設けられている。   Charging rollers 22Y, 22M, 22C, and 22K that charge the surfaces of the photoreceptors 20Y, 20M, 20C, and 20K are provided on the upstream side in the rotation direction of the photoreceptors 20Y, 20M, 20C, and 20K. Further, on the downstream side in the rotation direction of the photoconductors 20Y, 20M, 20C, and 20K, developing units 24Y, 24M that develop the Y, M, C, and K toners on the photoconductors 20Y, 20M, 20C, and 20K, respectively. 24C and 24K are provided.

一方、感光体20Y、20Mには第1中間転写体26が接触し、感光体20C、20Kには第2中間転写体28が接触している。そして、第1中間転写体26、第2中間転写体28には第3中間転写体30が接触している。第3中間転写体30と対向する位置には、転写ロール32が設けられている。これにより、転写ロール32と第3中間転写体30との間を記録用紙Pが搬送され、第3中間転写体30上のトナー像を記録用紙Pに転写させる。   On the other hand, the first intermediate transfer member 26 is in contact with the photoconductors 20Y and 20M, and the second intermediate transfer member 28 is in contact with the photoconductors 20C and 20K. The third intermediate transfer member 30 is in contact with the first intermediate transfer member 26 and the second intermediate transfer member 28. A transfer roll 32 is provided at a position facing the third intermediate transfer member 30. As a result, the recording paper P is conveyed between the transfer roll 32 and the third intermediate transfer body 30, and the toner image on the third intermediate transfer body 30 is transferred to the recording paper P.

記録用紙Pが搬送される用紙搬送路34の下流には、定着装置100が設けられている。定着装置100は、定着ベルト122と加圧ロール104を有しており、記録用紙Pを加熱・加圧してトナー像を記録用紙Pに定着させる。トナー像が定着された記録用紙Pは、用紙搬送ロール36でプリンタ10の上部に設けられたトレイ38に排出される。   A fixing device 100 is provided downstream of the paper conveyance path 34 through which the recording paper P is conveyed. The fixing device 100 includes a fixing belt 122 and a pressure roll 104, and heats and presses the recording paper P to fix the toner image on the recording paper P. The recording paper P on which the toner image is fixed is discharged to a tray 38 provided on the upper portion of the printer 10 by a paper transport roll 36.

ここで、プリンタ10の画像形成について説明する。   Here, image formation of the printer 10 will be described.

画像形成が開始されると、各感光体20Y〜20Kの表面が帯電ローラ22Y〜22Kによって一様に帯電される。そして、光走査装置54から出力画像に対応した光ビーム60Y〜60Kが、帯電後の感光体20Y〜20Kの表面に照射され、感光体20Y〜20K上に各色分解画像に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像に対して、現像器24Y〜24Kが選択的に各色、すなわちY〜Kのトナーを付与し、感光体20Y〜20K上にY〜K色のトナー像が形成される。   When image formation is started, the surfaces of the photoreceptors 20Y to 20K are uniformly charged by the charging rollers 22Y to 22K. Then, light beams 60Y to 60K corresponding to the output image are irradiated from the optical scanning device 54 onto the surfaces of the charged photoconductors 20Y to 20K, and electrostatic latent images corresponding to the respective color separation images are formed on the photoconductors 20Y to 20K. Is formed. Developers 24Y to 24K selectively apply toners of respective colors, that is, Y to K, to the electrostatic latent images, and Y to K color toner images are formed on the photoreceptors 20Y to 20K.

その後、マゼンタ用の感光体20Mから第1中間転写体26にマゼンタのトナー像が一次転写される。また、イエロー用の感光体20Yから第1中間転写体26にイエローのトナー像が一次転写され、第1中間転写体26上で前記マゼンタのトナー像に重ね合わされる。   Thereafter, a magenta toner image is primarily transferred from the magenta photosensitive member 20M to the first intermediate transfer member 26. Further, a yellow toner image is primarily transferred from the yellow photoreceptor 20Y to the first intermediate transfer member 26, and is superimposed on the magenta toner image on the first intermediate transfer member 26.

一方、同様にブラック用の感光体20Kから第2中間転写体28にブラックのトナー像が一次転写される。また、シアン用の感光体20Cから第2中間転写体28にシアンのトナー像が一次転写され、第2中間転写体28上で前記ブラックのトナー像に重ね合わされる。   On the other hand, similarly, a black toner image is primarily transferred from the black photosensitive member 20K to the second intermediate transfer member 28. Further, a cyan toner image is primarily transferred from the cyan photoconductor 20 </ b> C to the second intermediate transfer member 28, and is superimposed on the black toner image on the second intermediate transfer member 28.

第1中間転写体26へ一次転写されたマゼンタとイエローのトナー像は、第3中間転写体30へ二次転写される。一方、第2中間転写体28へ一次転写されたブラックとシアンのトナー像も、第3中間転写体30へ二次転写される。ここで、先に二次転写されているマゼンタ 、イエローのトナー像と、シアン、ブラックのトナー像とが重ね合わされ、カラー(3色)とブラックのフルカラートナー像が第3中間転写体30上に形成される。   The magenta and yellow toner images primarily transferred to the first intermediate transfer member 26 are secondarily transferred to the third intermediate transfer member 30. On the other hand, the black and cyan toner images primarily transferred to the second intermediate transfer member 28 are also secondarily transferred to the third intermediate transfer member 30. Here, the magenta and yellow toner images that have been secondarily transferred first and the cyan and black toner images are superimposed, and the color (three colors) and black full-color toner images are formed on the third intermediate transfer member 30. It is formed.

二次転写されたフルカラートナー像は、第3中間転写体30と転写ロール32との間のニップ部に達する。そのタイミングに同期して、レジストロール16から記録用紙Pが当該ニップ部に搬送され、記録用紙P上にフルカラートナー像が三次転写(最終転写)される。   The secondary-transferred full color toner image reaches the nip portion between the third intermediate transfer member 30 and the transfer roll 32. In synchronization with the timing, the recording paper P is conveyed from the registration roll 16 to the nip portion, and a full-color toner image is thirdarily transferred (final transfer) onto the recording paper P.

この記録用紙Pは、その後、定着装置100に送られ、定着ベルト122と加圧ロール104とのニップ部を通過する。その際、定着ベルト122と加圧ロール104とから与えられる熱と圧力との作用により、フルカラートナー像が記録用紙Pに定着される。定着後、記録用紙Pは用紙搬送ロール36によりトレイ38に排出され、記録用紙Pへのフルカラー画像形成が終了する。   The recording paper P is then sent to the fixing device 100 and passes through the nip portion between the fixing belt 122 and the pressure roll 104. At that time, the full color toner image is fixed on the recording paper P by the action of heat and pressure applied from the fixing belt 122 and the pressure roll 104. After fixing, the recording paper P is discharged to the tray 38 by the paper transport roll 36, and the formation of the full color image on the recording paper P is completed.

次に、本実施形態に係る定着装置100について説明する。   Next, the fixing device 100 according to the present embodiment will be described.

図2に示すように、定着装置100は、記録用紙Pの進入又は排出を行うための開口120A、120Bが形成された筐体120を備えている。筐体120の内部には、加熱回転体としての感温ロール102が設けられている。感温ロール102の両端部は、筐体120の図示しない側壁に形成された中空の軸部に、ベアリングを介して回転可能に支持されている。また、感温ロール102の一方端には、感温ロール102を回転駆動するモータ(図示省略)に接続されるギヤが接着されている。ここで、モータが作動すると、感温ロール102は矢印方向へ回転する。   As shown in FIG. 2, the fixing device 100 includes a housing 120 in which openings 120 </ b> A and 120 </ b> B for entering or discharging the recording paper P are formed. Inside the housing 120, a temperature-sensitive roll 102 as a heating rotator is provided. Both end portions of the temperature-sensitive roll 102 are rotatably supported by a hollow shaft portion formed on a side wall (not shown) of the housing 120 via a bearing. A gear connected to a motor (not shown) that rotationally drives the temperature sensitive roll 102 is bonded to one end of the temperature sensitive roll 102. Here, when the motor operates, the temperature-sensitive roll 102 rotates in the direction of the arrow.

感温ロール102の外周面と対向する位置には、絶縁性の材料で構成されたボビン108が配置されている。ボビン108は、感温ロール102の外周面に倣った略円弧状に形成されており、感温ロール102とは反対側の面の略中央部から凸部108Aが突設されている。ボビン108と感温ロール102との間隔は1〜3mm程度となっている。   A bobbin 108 made of an insulating material is disposed at a position facing the outer peripheral surface of the temperature sensitive roll 102. The bobbin 108 is formed in a substantially arc shape that follows the outer peripheral surface of the temperature-sensitive roll 102, and a convex portion 108 </ b> A projects from a substantially central portion on the surface opposite to the temperature-sensitive roll 102. The distance between the bobbin 108 and the temperature sensitive roll 102 is about 1 to 3 mm.

ボビン108には、通電によって磁界Hを発生する励磁コイル110が、凸部108Aを中心として軸方向(図2の紙面奥行き方向)に複数回巻き回されている。励磁コイル110と対向する位置には、ボビン108の円弧状に倣って略円弧状に形成された磁性体コア112が配置され、ボビン108に支持されている。なお、定着装置100では、励磁コイル110と感温ロール102で、加熱装置としての加熱部111が構成されている。   An excitation coil 110 that generates a magnetic field H by energization is wound around the bobbin 108 a plurality of times in the axial direction (the depth direction in FIG. 2) around the convex portion 108A. A magnetic core 112 formed in a substantially arc shape following the arc shape of the bobbin 108 is disposed at a position facing the exciting coil 110 and supported by the bobbin 108. In the fixing device 100, the exciting coil 110 and the temperature sensitive roll 102 constitute a heating unit 111 as a heating device.

また、感温ロール102の内側で、感温ロール102の内周面と1.0〜1.5mm離れた位置には、誘導体118が設けられている。誘導体118は、非磁性体であるアルミニウムからなり、感温ロール102の内周面に沿って対向する円弧形状とされている。なお、誘導体118の両端は、前述の筐体120の軸部に固定されている。また、誘導体118は、感温ロール102の後述する感温層103を磁界Hの磁束が貫通した場合に、磁界Hの磁束を誘導する位置に予め配置されている。   In addition, a derivative 118 is provided inside the temperature-sensitive roll 102 at a position 1.0 to 1.5 mm away from the inner peripheral surface of the temperature-sensitive roll 102. The derivative 118 is made of aluminum, which is a nonmagnetic material, and has a circular arc shape facing the inner peripheral surface of the temperature-sensitive roll 102. Note that both ends of the derivative 118 are fixed to the shaft portion of the casing 120 described above. In addition, the derivative 118 is disposed in advance at a position that induces the magnetic flux of the magnetic field H when the magnetic flux of the magnetic field H penetrates a temperature-sensitive layer 103 (described later) of the temperature-sensitive roll 102.

一方、感温ロール102のボビン108と反対側には、所定の距離(例えば、30mm)離れた位置に、張架回転体としての張架ロール114が配設されている。張架ロール114は、芯金116と、芯金116の周囲に被覆されたシリコンゴム層及び離型層とで構成されている。また、張架ロール114は、芯金116が筐体120に回転可能に設けられている。   On the other hand, on the side opposite to the bobbin 108 of the temperature sensitive roll 102, a tension roll 114 as a tension rotating body is disposed at a position separated by a predetermined distance (for example, 30 mm). The tension roll 114 includes a cored bar 116 and a silicon rubber layer and a release layer coated around the cored bar 116. Further, the tension roll 114 is provided with a cored bar 116 rotatably on the housing 120.

感温ロール102及び張架ロール114には、定着部材としての定着ベルト122が巻き掛けられている。ここで、感温ロール102がモータの回転によって矢印方向へ回転すると、定着ベルト122が回転して、張架ロール114が感温ロール102と同方向に回転するようになっている。   A fixing belt 122 as a fixing member is wound around the temperature-sensitive roll 102 and the tension roll 114. Here, when the temperature-sensitive roll 102 rotates in the direction of the arrow by the rotation of the motor, the fixing belt 122 rotates, and the tension roll 114 rotates in the same direction as the temperature-sensitive roll 102.

定着ベルト122を間に挟んで張架ロール114と対向する位置には、定着ベルト122の回転に対して従動回転する加圧ロール104が設けられている。加圧ロール104は、アルミニウム等の金属からなる芯金106の周囲に、厚さ5mmの発泡シリコンゴムスポンジ弾性層を設け、さらに発泡シリコンゴムスポンジ弾性層の外側に、厚さ50μmのカーボン入りPFAからなる離型層を被覆した構成となっている。   A pressure roll 104 that rotates following the rotation of the fixing belt 122 is provided at a position facing the stretching roll 114 with the fixing belt 122 interposed therebetween. The pressure roll 104 is provided with a foamed silicon rubber sponge elastic layer having a thickness of 5 mm around a metal core 106 made of a metal such as aluminum, and a PFA containing carbon having a thickness of 50 μm outside the foamed silicon rubber sponge elastic layer. It is the structure which coat | covered the mold release layer which consists of.

また、加圧ロール104は、定着ベルト122の外周面に圧接されているため、定着ベルト122と加圧ロール104の接触部(ニップ部)では、加圧ロール104外周面が凹状となっている。ここで、加圧ロール104は、定着ベルト122の外周面に接触し、定着ベルト122を張架ロール114に向けて加圧して、定着ベルト122との間を通過するトナー像Tを記録用紙Pに定着させる。   Further, since the pressure roll 104 is pressed against the outer peripheral surface of the fixing belt 122, the outer peripheral surface of the pressure roll 104 is concave at the contact portion (nip portion) between the fixing belt 122 and the pressure roll 104. . Here, the pressure roll 104 contacts the outer peripheral surface of the fixing belt 122, presses the fixing belt 122 toward the stretching roll 114, and causes the toner image T passing between the fixing belt 122 to be recorded on the recording paper P. To settle.

一方、定着ベルト122の感温ロール102側の外周面と対向する位置には、定着ベルト122の温度を測定する非接触式の温度センサ124が設けられている。温度センサ124は、熱電対を有し定着ベルト122から与えられる熱量を温度換算することで、定着ベルト122の表面温度を間接的に予測計測する。温度センサ124の取付位置は、記録用紙Pのサイズの大小によって測定値が変わらないように、定着ベルト122の幅方向の略中央部となっている。   On the other hand, a non-contact temperature sensor 124 that measures the temperature of the fixing belt 122 is provided at a position facing the outer peripheral surface of the fixing belt 122 on the temperature sensitive roll 102 side. The temperature sensor 124 has a thermocouple and converts the amount of heat given from the fixing belt 122 into a temperature, thereby indirectly predicting and measuring the surface temperature of the fixing belt 122. The attachment position of the temperature sensor 124 is approximately the center in the width direction of the fixing belt 122 so that the measured value does not change depending on the size of the recording paper P.

図4(b)に示すように、温度センサ124は、配線127を介して前述の制御ユニット50(図1参照)の内部に設けられた制御回路128に接続されている。また、制御回路128は、配線130を介して通電回路132に接続されており、通電回路132は、配線134、136を介して前述の励磁コイル110に接続されている。通電回路132は、制御回路128から送られる電気信号に基づいて駆動又は駆動停止され、配線134、136を介して励磁コイル110に所定の周波数の交流電流を供給(矢印方向)又は供給停止するようになっている。   As shown in FIG. 4B, the temperature sensor 124 is connected to the control circuit 128 provided in the control unit 50 (see FIG. 1) via the wiring 127. The control circuit 128 is connected to the energizing circuit 132 via the wiring 130, and the energizing circuit 132 is connected to the above-described exciting coil 110 via the wirings 134 and 136. The energization circuit 132 is driven or stopped based on an electric signal sent from the control circuit 128 so that an alternating current of a predetermined frequency is supplied to the exciting coil 110 via the wires 134 and 136 (in the arrow direction) or stopped. It has become.

ここで、制御回路128は、温度センサ124から送られた電気量に基づいて温度換算を行い、定着ベルト122表面の温度を測定する。そして、この測定温度と、予め記憶させてある定着設定温度(本実施形態では170℃)とを比較して、測定温度が定着設定温度よりも低い場合は、通電回路132を駆動して励磁コイル110に通電し、磁気回路としての磁界H(図2参照)を発生させる。測定温度が定着設定温度よりも高い場合は、通電回路132を停止するようになっている。   Here, the control circuit 128 performs temperature conversion based on the amount of electricity sent from the temperature sensor 124 and measures the temperature of the surface of the fixing belt 122. Then, the measured temperature is compared with a preset fixing temperature (170 ° C. in the present embodiment) stored in advance. When the measured temperature is lower than the fixed set temperature, the energizing circuit 132 is driven to drive the exciting coil. 110 is energized to generate a magnetic field H (see FIG. 2) as a magnetic circuit. When the measured temperature is higher than the fixing set temperature, the energization circuit 132 is stopped.

一方、定着ベルト122と加圧ロール104の接触部(ニップ部)出口側には、剥離部材126が設けられている。剥離部材126は、一端が固定された支持部126Aと、支持部126Aに支持されている剥離シート126Bとで構成されている。剥離シート126Bの先端は、定着ベルト122に近接又は接触するように配置されている。   On the other hand, a peeling member 126 is provided on the exit side of the contact portion (nip portion) between the fixing belt 122 and the pressure roll 104. The peeling member 126 includes a support portion 126A having one end fixed and a release sheet 126B supported by the support portion 126A. The leading edge of the release sheet 126B is disposed so as to be close to or in contact with the fixing belt 122.

次に、感温ロール102の構成について説明する。   Next, the configuration of the temperature sensitive roll 102 will be described.

図3(a)、(b)、及び図4(a)に示すように、感温ロール102は、内側から外側に向けて厚さ200μm(150〜200μm以下)の感温層103及び厚さ30μmのPFAからなる離型層105が積層され一体となった多層ロール107と、多層ロール107の外周面に形成された複数のスリット109とで構成されている。   As shown in FIGS. 3A, 3B, and 4A, the temperature-sensitive roll 102 has a temperature-sensitive layer 103 having a thickness of 200 μm (150 to 200 μm or less) and a thickness from the inside toward the outside. A multilayer roll 107 in which a release layer 105 made of 30 μm PFA is laminated and integrated, and a plurality of slits 109 formed on the outer peripheral surface of the multilayer roll 107 are configured.

感温層103は、感温ロール102の強度を保持するための基層に位置しており、鉄、ニッケル、クロム、シリコン、ホウ素、ニオブ、銅、ジルコニウム、コバルト等からなる合金で構成される金属軟磁性材料が用いられる。また、感温層103は、感温ロール102の耐熱温度(熱による機能低下や変形などが始まる温度)以下で、定着装置100の定着設定温度(感温ロール102で必要とされる定着温度)以上の温度領域に、透磁率が連続的に低下し始める透磁率変化開始温度を有するものが用いられる。   The temperature-sensitive layer 103 is located on the base layer for maintaining the strength of the temperature-sensitive roll 102, and is a metal composed of an alloy made of iron, nickel, chromium, silicon, boron, niobium, copper, zirconium, cobalt, or the like. A soft magnetic material is used. The temperature-sensitive layer 103 is equal to or lower than the heat-resistant temperature of the temperature-sensitive roll 102 (temperature at which functional degradation or deformation starts due to heat), and the fixing setting temperature of the fixing device 100 (fixing temperature required for the temperature-sensitive roll 102) A material having a magnetic permeability change start temperature is used in the above temperature range.

なお、透磁率変化開始温度とは、図5に示すように、透磁率(JIS−C2531で測定)が連続的に低下し始める温度であり、磁界の磁束の貫通量が変化し始める点をいう。また、透磁率変化開始温度は、キュリー点とは異なるものであり、150℃〜230℃で設定されることが好ましい。   As shown in FIG. 5, the magnetic permeability change start temperature is a temperature at which the magnetic permeability (measured by JIS-C2531) starts to decrease continuously, and means the point at which the magnetic flux penetration amount starts to change. . Further, the permeability change start temperature is different from the Curie point, and is preferably set at 150 ° C. to 230 ° C.

本実施形態では、耐熱温度240℃、定着設定温度170℃と設定し、感温層103として、透磁率変化開始温度が210℃程度の鉄−ニッケル合金を用いている。感温層103の固有抵抗は、60×10−8Ωm以上であり、厚さは200μmとなっている。 In this embodiment, the heat-resistant temperature is set to 240 ° C. and the fixing set temperature is set to 170 ° C., and an iron-nickel alloy having a permeability change start temperature of about 210 ° C. is used as the temperature-sensitive layer 103. The specific resistance of the temperature sensitive layer 103 is 60 × 10 −8 Ωm or more, and the thickness is 200 μm.

また、感温層103は、透磁率変化開始温度より低い温度では強磁性体であり、前述の磁界H(図2参照)を侵入させる。また、透磁率変化開始温度を超えると、透磁率が低下し始め、キュリー点に到達すると非磁性体(常磁性体)となって磁束密度が低下し、磁界Hの磁束貫通量が非常に多くなる。   Further, the temperature sensitive layer 103 is a ferromagnetic material at a temperature lower than the permeability change start temperature, and allows the aforementioned magnetic field H (see FIG. 2) to enter. Further, when the permeability change start temperature is exceeded, the magnetic permeability starts to decrease, and when the Curie point is reached, the magnetic density becomes low due to the nonmagnetic material (paramagnetic material), and the magnetic flux penetration of the magnetic field H is very large. Become.

感温層103の感温機能を十分に発現させるためには、透磁率変化開始温度より低い温度で磁界Hが侵入できる深さを示す表皮深さδを、感温層103の厚み以下にする必要がある。表皮深さδは(1)式で与えられる。逆に、感温層103の厚みを表皮深さδ以上にする必要があるともいえる。   In order to fully develop the temperature-sensing function of the temperature-sensitive layer 103, the skin depth δ indicating the depth at which the magnetic field H can penetrate at a temperature lower than the permeability change start temperature is set to be equal to or less than the thickness of the temperature-sensitive layer 103. There is a need. The skin depth δ is given by equation (1). Conversely, it can be said that the thickness of the temperature-sensitive layer 103 needs to be equal to or greater than the skin depth δ.

(1)式において、ρは固有抵抗、fは周波数(電磁誘導加熱周波数)、μrは比透磁率(室温)である。例えばいま、ρ≧70×10−8Ωm、f≧20kHzを必要条件として、(1)式に基づいて例えばδ≦200μmとなる比透磁率を求めると、少なくとも比透磁率μr≧230が必要となる。本実施形態の感温層124は、比透磁率μrが230以上となるように、予め熱処理(焼鈍)によって高透磁率化されている。感温層103の材料の固有抵抗ρは例えばJIS K7194などの方法で求められる。 In the equation (1), ρ is a specific resistance, f is a frequency (electromagnetic induction heating frequency), and μr is a relative permeability (room temperature). For example, assuming that ρ ≧ 70 × 10 −8 Ωm and f ≧ 20 kHz are the necessary conditions and the relative permeability satisfying, for example, δ ≦ 200 μm is obtained based on the equation (1), at least the relative permeability μr ≧ 230 is required. Become. The temperature sensitive layer 124 of the present embodiment is previously made highly magnetically permeable by heat treatment (annealing) so that the relative magnetic permeability μr is 230 or more. The specific resistance ρ of the material of the temperature sensitive layer 103 is obtained by a method such as JIS K7194.

一方、スリット109は、長さ10mm、幅0.2mmの切込みで構成されており、励磁コイル110(図2参照)の電磁誘導作用により発生する渦電流B1の流れる方向と交差する方向(ループを遮断する方向)に形成されている。本実施形態では、スリット109の形成方向が、感温ロール102の回転方向(矢印R方向)と同じとなっている。   On the other hand, the slit 109 has a length of 10 mm and a width of 0.2 mm. The slit 109 intersects the direction in which the eddy current B1 generated by the electromagnetic induction action of the exciting coil 110 (see FIG. 2) flows (a loop is formed). (Direction to shut off). In this embodiment, the formation direction of the slit 109 is the same as the rotation direction of the temperature-sensitive roll 102 (arrow R direction).

複数のスリット109は、感温ロール102の幅方向(矢印X方向)に15mmの等間隔で11箇所形成された第1スリット列109Aと、同様に15mmの等間隔で10箇所形成された第2スリット列109Bとで構成されている。第1スリット列109Aと第2スリット列109Bの各スリットは、互いにずれた千鳥配置となっており、いずれも感温ロール102の周方向全体に均等に配置されている。   The plurality of slits 109 are the first slit row 109A formed at 11 positions at equal intervals of 15 mm in the width direction (direction of arrow X) of the temperature sensitive roll 102, and the second is formed at 10 positions at equal intervals of 15 mm. It is composed of a slit row 109B. The slits of the first slit row 109 </ b> A and the second slit row 109 </ b> B are staggered so as to be shifted from each other, and all of them are arranged uniformly in the entire circumferential direction of the temperature-sensitive roll 102.

また、第1スリット列109Aと第2スリット列109Bは、それぞれのスリット109の両端部が、感温ロール102の幅方向の中心線Mから互いに延出されており、幅方向に見て各端部が重なりあっている。ここで、スリット109の量、スリット間隔、スリット同士のオーバーラップ範囲を変更することにより、感温ロール102で発生する渦電流量が調整される。   In addition, the first slit row 109A and the second slit row 109B have both ends of each slit 109 extending from the center line M in the width direction of the temperature-sensitive roll 102, and each end as viewed in the width direction. The parts overlap. Here, the amount of eddy current generated in the temperature sensitive roll 102 is adjusted by changing the amount of the slit 109, the slit interval, and the overlap range of the slits.

次に、定着ベルト122の構成について説明する。   Next, the configuration of the fixing belt 122 will be described.

図4(a)に示すように、定着ベルト122は、内側から外側に向けて厚さ200μm(150〜200μm以下)のポリイミト゛からなる基層138、厚さ12μm(5〜20μm)の発熱層140、厚さ400μmの弾性層142、及び厚さ30μmの離型層144が、積層され一体化された構成となっている。また、定着ベルト122は、直径を30mm、幅方向長さを300mmとしている。   As shown in FIG. 4A, the fixing belt 122 includes a base layer 138 made of polyimide having a thickness of 200 μm (150 to 200 μm or less) from the inside to the outside, a heat generating layer 140 having a thickness of 12 μm (5 to 20 μm), The elastic layer 142 having a thickness of 400 μm and the release layer 144 having a thickness of 30 μm are stacked and integrated. The fixing belt 122 has a diameter of 30 mm and a width direction length of 300 mm.

発熱層140は、前述の磁界H(図2参照)を打ち消す磁界を生成するように渦電流が流れる電磁誘導作用により発熱する金属材料が用いられる。このような金属材料としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、錫、鉛、ビスマス、ベリリウム、アンチモン、又はこれらの合金を用いることができる。また、定着装置100のウォームアップ時間を短くするためにも、発熱層140の厚さはできるだけ薄くした方がよく、発熱層140として厚さ5〜20μm、固有抵抗2.7×10−8Ωcm以下の非磁性金属材料を用いれば、汎用電源が活用できる交流周波数20kHz〜100kHzの範囲において必要な発熱量を効率よく得ることができる。5μm以下であると、メッキや金属ペーストで形成した場合に均一な層を構成しずらく、温度分布むらができるため5μm以上が望ましい。また、20μm以上であると、発熱層140の抵抗値が小さくなるために渦電流損が得にくくなるため、20μm以下が望ましい。本実施形態では、発熱効率とコストの観点から、銅を用い、厚さを12μmとしている。これは表皮深さδよりも十分に薄いため、磁束を貫通させる。 The heat generating layer 140 is made of a metal material that generates heat by an electromagnetic induction effect in which an eddy current flows so as to generate a magnetic field that cancels the magnetic field H (see FIG. 2). As such a metal material, for example, gold, silver, copper, aluminum, zinc, tin, lead, bismuth, beryllium, antimony, or an alloy thereof can be used. Further, in order to shorten the warm-up time of the fixing device 100, the thickness of the heat generating layer 140 should be as thin as possible. The heat generating layer 140 has a thickness of 5 to 20 μm and a specific resistance of 2.7 × 10 −8 Ωcm. If the following non-magnetic metal material is used, a necessary amount of heat generation can be efficiently obtained in the range of AC frequency 20 kHz to 100 kHz where a general-purpose power source can be utilized. When the thickness is 5 μm or less, it is difficult to form a uniform layer when formed by plating or metal paste, and the temperature distribution can be uneven. Further, if it is 20 μm or more, the resistance value of the heat generating layer 140 becomes small and eddy current loss becomes difficult to obtain, so 20 μm or less is desirable. In this embodiment, from the viewpoint of heat generation efficiency and cost, copper is used and the thickness is 12 μm. Since this is sufficiently thinner than the skin depth δ, the magnetic flux penetrates.

弾性層142は、優れた弾性と耐熱性が得られる等の観点から、シリコン系ゴム、又はフッ素系ゴムが用いられ、本実施形態ではシリコンゴムを用いている。   The elastic layer 142 is made of silicon rubber or fluorine rubber from the viewpoint of obtaining excellent elasticity and heat resistance, and in this embodiment, silicon rubber is used.

離型層144は、記録用紙P上で溶融されたトナーT(図2参照)との接着力を弱めて、記録用紙Pを定着ベルト122から剥離し易くするために設けられる。優れた表面離型性を得るためには、離型層144として、フッ素樹脂、シリコン樹脂、又はポリイミド樹脂を用いることが用いられ、本実施形態ではPFA(四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂)を用いている。   The release layer 144 is provided in order to weaken the adhesive force with the toner T (see FIG. 2) melted on the recording paper P so that the recording paper P can be easily separated from the fixing belt 122. In order to obtain excellent surface releasability, a fluororesin, a silicon resin, or a polyimide resin is used as the release layer 144. In this embodiment, PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene copolymer) is used. Polymerization resin).

次に、本発明の実施形態の作用について説明する。   Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described.

図1に示すように、前述のプリンタ10の画像形成工程を経て、トナーTが転写された記録用紙Pが定着装置100に送られる。   As shown in FIG. 1, the recording paper P onto which the toner T has been transferred is sent to the fixing device 100 through the image forming process of the printer 10 described above.

続いて、定着装置100では、制御ユニット50によってモータ(図示省略)が駆動され、感温ロール102が矢印方向へ回転する。これにより、定着ベルト122、張架ロール114、及び加圧ロール104が回転する。このとき、制御回路128からの電気信号に基づいて通電回路132が駆動され、励磁コイル110に交流電流が供給される。   Subsequently, in the fixing device 100, a motor (not shown) is driven by the control unit 50, and the temperature-sensitive roll 102 rotates in the arrow direction. As a result, the fixing belt 122, the tension roll 114, and the pressure roll 104 are rotated. At this time, the energization circuit 132 is driven based on the electrical signal from the control circuit 128, and an alternating current is supplied to the excitation coil 110.

ここで、図6(a)に示すように、励磁コイル110に交流電流が供給されると、励磁コイル110の周囲に磁気回路としての磁界Hが生成消滅を繰り返す。そして、磁界Hが定着ベルト122の発熱層140を横切ると、磁界Hの変化を妨げる磁界が生じるように発熱層140に渦電流が発生する。発熱層140は、発熱層140の表皮抵抗、及び発熱層140を流れる渦電流の大きさに比例して発熱し、これによって定着ベルト122が加熱される。なお、磁界Hは、感温ロール102の感温層103に到達し、閉磁路を形成している。   Here, as shown in FIG. 6A, when an alternating current is supplied to the exciting coil 110, the magnetic field H as a magnetic circuit repeats generation and disappearance around the exciting coil 110. When the magnetic field H crosses the heat generating layer 140 of the fixing belt 122, an eddy current is generated in the heat generating layer 140 so that a magnetic field that prevents the magnetic field H from changing is generated. The heat generating layer 140 generates heat in proportion to the skin resistance of the heat generating layer 140 and the magnitude of the eddy current flowing through the heat generating layer 140, whereby the fixing belt 122 is heated. The magnetic field H reaches the temperature-sensitive layer 103 of the temperature-sensitive roll 102 and forms a closed magnetic circuit.

続いて、図1に示すように、定着装置100に送り込まれた記録用紙Pは、所定の定着設定温度(170℃)となっている定着ベルト122及び張架ロール114と加圧ロール104とによって加熱押圧され、トナー画像が記録用紙P表面に定着される。定着装置100から排出された記録用紙Pは、用紙搬送ロール36によりトレイ38に排出される。   Subsequently, as shown in FIG. 1, the recording paper P sent to the fixing device 100 is fed by a fixing belt 122, a tension roll 114, and a pressure roll 104 that are at a predetermined fixing set temperature (170 ° C.). The toner image is fixed on the surface of the recording paper P by being heated and pressed. The recording paper P discharged from the fixing device 100 is discharged to the tray 38 by the paper transport roll 36.

ここで、感温ロール102の作用について説明する。   Here, the operation of the temperature-sensitive roll 102 will be described.

図6(a)に示すように、励磁コイル110で生成された磁界H1は、感温層103まで侵入する。感温層103は金属のため、感温層103も磁界H1の電磁誘導作用により渦電流が発生し、発熱しようとする。   As shown in FIG. 6A, the magnetic field H <b> 1 generated by the exciting coil 110 enters the temperature sensitive layer 103. Since the temperature-sensitive layer 103 is a metal, the temperature-sensitive layer 103 also generates eddy current due to the electromagnetic induction effect of the magnetic field H1 and tends to generate heat.

しかし、図3(b)に示すように、感温層103で発生しようとする渦電流B1の大きな流れは、スリット109で遮断される。そして、感温層103の各スリット109間では、ごく僅かな渦電流しか発生せず、感温ロール102の過剰な昇温が抑制される。このため、感温層103の発熱量は、定着ベルト122の発熱層140の発熱量にほとんど影響を与えない程度となる。   However, as shown in FIG. 3B, a large flow of eddy current B 1 that is to be generated in the temperature-sensitive layer 103 is blocked by the slit 109. Only a very small eddy current is generated between the slits 109 of the temperature-sensitive layer 103, and an excessive temperature increase of the temperature-sensitive roll 102 is suppressed. For this reason, the heat generation amount of the temperature sensitive layer 103 is such that it hardly affects the heat generation amount of the heat generation layer 140 of the fixing belt 122.

これにより、図7に示すように、昇温時の定着ベルト122のピーク温度は、スリット109が無く過剰な加熱が行われる従来の加熱ロールを用いた場合に比較して、低く抑えられる。また、複数枚の記録用紙Pの連続定着で定着ベルト122の温度が低下したとき、励磁コイル110に通電して昇温を行っても、ほとんど定着ベルト122の発熱層140のみの発熱となるので、定着ベルト122の温度を、定着設定温度に近い温度とすることが可能となる。   As a result, as shown in FIG. 7, the peak temperature of the fixing belt 122 at the time of temperature rise is suppressed to be lower than that in the case of using a conventional heating roll in which excessive heating is performed without the slit 109. Further, when the temperature of the fixing belt 122 decreases due to continuous fixing of a plurality of recording sheets P, even if the temperature is raised by energizing the exciting coil 110, almost only the heat generation layer 140 of the fixing belt 122 generates heat. The temperature of the fixing belt 122 can be set to a temperature close to the fixing set temperature.

このように、本実施形態の定着装置100を用いた場合では、感温ロール102の自己発熱による発熱量が抑制され、感温ロール102及び定着ベルト122の過剰な昇温が抑えられるため、トナーTが必要以上の高温溶融状態になりにくくなり、画像汚れが抑制される。   As described above, when the fixing device 100 according to this embodiment is used, the amount of heat generated by self-heating of the temperature-sensitive roll 102 is suppressed, and excessive temperature increase of the temperature-sensitive roll 102 and the fixing belt 122 is suppressed. T becomes difficult to be in a high-temperature molten state more than necessary, and image contamination is suppressed.

続いて、図6(b)に示すように、感温層103の温度が透磁率変化開始温度以上となった場合は、感温層103の透磁率が低下するため、磁界H1が感温層103を貫通して誘導体118に向かう。このとき、誘導体118においても磁界H1が貫通されるため、閉磁路を形成しにくくなり、磁界H1が弱まって磁界H2となり、発熱層140の発熱量が低減される。これにより、図7に示すように、定着ベルト122の必要以上の昇温が抑制される。   Subsequently, as shown in FIG. 6B, when the temperature of the temperature-sensitive layer 103 becomes equal to or higher than the magnetic permeability change start temperature, the magnetic permeability of the temperature-sensitive layer 103 decreases, so that the magnetic field H1 is changed to the temperature-sensitive layer. 103 is passed to the derivative 118. At this time, since the magnetic field H1 is also penetrated in the derivative 118, it is difficult to form a closed magnetic circuit, the magnetic field H1 is weakened to become the magnetic field H2, and the heat generation amount of the heat generating layer 140 is reduced. Thereby, as shown in FIG. 7, the temperature increase of the fixing belt 122 more than necessary is suppressed.

なお、図8(a)、(b)に示すように、感温ロール102の他の実施例として、励磁コイルを内包する方式の感温ロール150を用いることも可能である。   As shown in FIGS. 8A and 8B, as another embodiment of the temperature-sensitive roll 102, a temperature-sensitive roll 150 that includes an exciting coil can be used.

感温ロール150は、感温層103と同様の材質からなる感温層152が内側に配置され、離型層が外側に積層された円筒状の多層ロール154で構成されている。多層ロール154の内側中央には、一端から他端まで螺旋状の励磁コイル156が挿通されている。   The temperature-sensitive roll 150 includes a cylindrical multilayer roll 154 in which a temperature-sensitive layer 152 made of the same material as that of the temperature-sensitive layer 103 is disposed on the inner side and a release layer is laminated on the outer side. A spiral excitation coil 156 is inserted from one end to the other end of the multilayer roll 154 in the center.

励磁コイル156は、図示しない通電回路に接続されており、通電によって磁界を発生させる。また、多層ロール154の外周面と対向する位置には、図示しない非磁性体からなる誘導体が設けられている。   The exciting coil 156 is connected to an energization circuit (not shown), and generates a magnetic field by energization. In addition, a derivative made of a nonmagnetic material (not shown) is provided at a position facing the outer peripheral surface of the multilayer roll 154.

多層ロール154には、複数のスリット160が形成されている。スリット160は、長さ10mm、幅0.2mmの切込みで構成されており、励磁コイル156の電磁誘導作用により発生する渦電流B2の流れる方向と交差する方向(ループを遮断する方向)に形成されている。ここでは、スリット160の形成方向が、多層ロール154の幅方向(矢印X方向)と同じとなっている。   A plurality of slits 160 are formed in the multilayer roll 154. The slit 160 is formed by a notch having a length of 10 mm and a width of 0.2 mm, and is formed in a direction intersecting the direction in which the eddy current B2 generated by the electromagnetic induction action of the exciting coil 156 flows (direction in which the loop is interrupted). ing. Here, the forming direction of the slit 160 is the same as the width direction (arrow X direction) of the multilayer roll 154.

複数のスリット160は、多層ロール154の幅方向(矢印X方向)に15mmの等間隔で5箇所形成された第1スリット列160Aと、第1スリット列160Aから周方向に15mmずれた位置で幅方向に15mmの等間隔で4箇所形成された第2スリット列160Bとで構成されている。   The plurality of slits 160 have a first slit row 160A formed at five equal intervals of 15 mm in the width direction (arrow X direction) of the multi-layer roll 154, and a width at a position shifted by 15 mm from the first slit row 160A in the circumferential direction. The second slit row 160B is formed at four locations at equal intervals of 15 mm in the direction.

第1スリット列160Aと第2スリット列160Bの各スリットは、互いにずれた千鳥配置となっている。なお、第1スリット列160A及び第2スリット列160Bは、多層ロール154の周方向全体に等間隔で交互に設けられている。また、第1スリット列160Aと第2スリット列160Bは、それぞれのスリット160の両端部が、多層ロール154の幅方向に見て重なりあっている。ここで、スリット160の量、スリット間隔、スリット同士のオーバーラップ範囲を変更することにより、感温ロール150で発生する渦電流量が調整される。   The slits of the first slit row 160A and the second slit row 160B are staggered so as to be shifted from each other. The first slit row 160A and the second slit row 160B are alternately provided at equal intervals over the entire circumferential direction of the multilayer roll 154. Further, the first slit row 160 </ b> A and the second slit row 160 </ b> B overlap each other when viewed in the width direction of the multilayer roll 154. Here, the amount of eddy current generated in the temperature sensitive roll 150 is adjusted by changing the amount of the slit 160, the interval between the slits, and the overlapping range of the slits.

この感温ロール150のように、渦電流B2が周方向に延びる複数のループを形成するときは、幅方向に延びるスリット160を形成することで渦電流B2のループが遮断され、感温層152の発熱が抑制される。これにより、感温ロール150の過剰な昇温が抑制される。   When forming a plurality of loops in which the eddy current B2 extends in the circumferential direction like the temperature sensitive roll 150, the loop of the eddy current B2 is blocked by forming the slit 160 extending in the width direction, and the temperature sensitive layer 152 is formed. Heat generation is suppressed. Thereby, the excessive temperature rise of the temperature sensitive roll 150 is suppressed.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。   In addition, this invention is not limited to said embodiment.

プリンタ10は、固体の現像剤を用いる乾式の電子写真方式だけでなく、液体現像剤を用いるものであってもよい。また、定着ベルト122の温度検知手段として、非接触式の温度センサ124の代わりに、定着ベルト122の内側に配置され内周面と接触するサーミスタを用いてもよい。さらに、予め温度の換算を設定しておけば、温度センサ124は、加圧ロール104の表面と対向する位置に設けてもよい。   The printer 10 may use a liquid developer as well as a dry electrophotographic system using a solid developer. Further, as the temperature detecting means of the fixing belt 122, a thermistor disposed inside the fixing belt 122 and in contact with the inner peripheral surface may be used instead of the non-contact type temperature sensor 124. Further, if temperature conversion is set in advance, the temperature sensor 124 may be provided at a position facing the surface of the pressure roll 104.

スリット109、160は、渦電流を遮断可能であれば、斜め方向に形成されていてもよい。また、渦電流遮断手段は、スリット109、160に限らず、例えば、導電性の低い樹脂材料を感温層103、152に部分的に埋め込んでもよい。   The slits 109 and 160 may be formed in an oblique direction as long as the eddy current can be cut off. Further, the eddy current blocking means is not limited to the slits 109 and 160, and for example, a resin material having low conductivity may be partially embedded in the temperature sensitive layers 103 and 152.

10 プリンタ(画像形成装置)
18 画像形成ユニット(露光部)
24 現像器(現像部)
32 転写ロール(転写部)
34 用紙搬送路(搬送部)
100 定着装置(定着装置)
102 感温ロール(感温回転体)
103 感温層(感温層)
107 多層ロール(回転体)
104 加圧ロール(加圧回転体)
109 スリット(渦電流遮断手段、切込み)
110 励磁コイル(磁界発生手段)
111 加熱部(加熱装置)
114 張架ロール(張架回転体)
122 定着ベルト(定着部材)
140 発熱層(発熱層)
150 感温ロール(感温回転体)
152 感温層(感温層)
154 多層ロール(回転体)
H 磁界
P 記録媒体(記録媒体)
T トナー(現像剤)
10 Printer (image forming device)
18 Image forming unit (exposure section)
24 Developer (Developer)
32 Transfer roll (transfer section)
34 Paper transport path (transport section)
100 Fixing device (fixing device)
102 Temperature-sensitive roll (temperature-sensitive rotating body)
103 Temperature sensitive layer (temperature sensitive layer)
107 Multi-layer roll (rotating body)
104 Pressurizing roll (Pressurizing rotating body)
109 slit (eddy current blocking means, cutting)
110 Excitation coil (magnetic field generating means)
111 Heating unit (heating device)
114 Tension roll (Tension roll)
122 Fixing belt (fixing member)
140 Heat generation layer (heat generation layer)
150 Temperature sensitive roll (temperature sensitive rotating body)
152 Temperature sensitive layer (temperature sensitive layer)
154 Multi-layer roll (rotating body)
H Magnetic field P Recording medium (recording medium)
T Toner (Developer)

Claims (4)

磁界の電磁誘導により発熱し、加熱設定温度以上で耐熱温度以下の温度領域にある透磁率変化開始温度から透磁率が連続的に低下し始める筒状に形成された感温層と、前記感温層の周方向に間隔をあけて複数形成されると共に、前記感温層の軸方向で千鳥配置となるようにずらして複数形成され、前記電磁誘導により生じる渦電流の一部を遮断する前記周方向に延びるスリット状の切込みと、を有する感温回転体と、
前記感温回転体と離間配置された張架回転体と、
前記感温回転体と前記張架回転体とに張架され、少なくとも表皮深さより薄い厚さの発熱層を有する定着ベルトと、
前記感温回転体と対向配置され磁界を発生する磁界発生手段と、
前記定着ベルトの外周面に接触し、前記定着ベルトを前記張架回転体に向けて加圧して、前記定着ベルトとの間を通過する記録媒体上の現像剤像を該記録媒体へ定着させる加圧回転体とを有し、
前記定着ベルトの発熱層より前記感温回転体の感温層の発熱量が小さくなるように前記切込みが形成された定着装置。
A temperature-sensitive layer formed in a cylindrical shape that generates heat due to electromagnetic induction of a magnetic field, and whose magnetic permeability begins to continuously decrease from a magnetic permeability change start temperature in a temperature range that is higher than a heating set temperature and lower than a heat-resistant temperature, with the plurality of formed at intervals in the circumferential direction of the layer, a plurality of formed by shifting so that the staggered arrangement in the axial direction of the temperature sensing layer, wherein the circumferential blocking the portion of the eddy current generated by the electromagnetic induction A temperature-sensitive rotating body having a slit-like cut extending in a direction ;
A tension rotator spaced apart from the temperature-sensitive rotator;
A fixing belt stretched between the temperature-sensitive rotating body and the tension rotating body and having a heat generation layer having a thickness smaller than at least the skin depth;
A magnetic field generating means arranged to be opposed to the temperature-sensitive rotating body and generating a magnetic field;
The developer belt is brought into contact with the outer peripheral surface of the fixing belt, and the fixing belt is pressurized toward the tension rotating body so that the developer image on the recording medium passing between the fixing belt and the fixing belt is fixed to the recording medium. A pressure rotating body,
The fixing device in which the cut is formed so that the heat generation amount of the temperature-sensitive layer of the temperature-sensitive rotating body is smaller than the heat generation layer of the fixing belt.
磁界の電磁誘導により発熱し、加熱設定温度以上で耐熱温度以下の温度領域にある透磁率変化開始温度から透磁率が連続的に低下し始める筒状に形成された感温層と、前記感温層の周方向に間隔をあけて複数形成されると共に、前記感温層の周方向で千鳥配置となるようにずらして複数形成され、前記電磁誘導により生じる渦電流の一部を遮断する前記感温層の軸方向に延びるスリット状の切込みと、を有する感温回転体と、
前記感温回転体と離間配置された張架回転体と、
前記感温回転体と前記張架回転体とに張架され、少なくとも表皮深さより薄い厚さの発熱層を有する定着ベルトと、
前記感温回転体と対向配置され磁界を発生する磁界発生手段と、
前記定着ベルトの外周面に接触し、前記定着ベルトを前記張架回転体に向けて加圧して、前記定着ベルトとの間を通過する記録媒体上の現像剤像を該記録媒体へ定着させる加圧回転体とを有し、
前記定着ベルトの発熱層より前記感温回転体の感温層の発熱量が小さくなるように前記切込みが形成された定着装置。
A temperature-sensitive layer formed in a cylindrical shape that generates heat due to electromagnetic induction of a magnetic field, and whose magnetic permeability begins to continuously decrease from a magnetic permeability change start temperature in a temperature range that is higher than a heating set temperature and lower than a heat-resistant temperature, A plurality of layers formed at intervals in the circumferential direction of the layers, and formed in a staggered arrangement in the circumferential direction of the temperature-sensitive layer, and the sensation that blocks a part of the eddy current generated by the electromagnetic induction. A temperature-sensitive rotating body having a slit-like cut extending in the axial direction of the warm layer;
A tension rotator spaced apart from the temperature-sensitive rotator;
A fixing belt stretched between the temperature-sensitive rotating body and the tension rotating body and having a heat generation layer having a thickness smaller than at least the skin depth;
A magnetic field generating means arranged to be opposed to the temperature-sensitive rotating body and generating a magnetic field;
The developer belt is brought into contact with the outer peripheral surface of the fixing belt, and the fixing belt is pressurized toward the tension rotating body so that the developer image on the recording medium passing between the fixing belt and the fixing belt is fixed to the recording medium. A pressure rotating body,
The fixing device in which the cut is formed so that the heat generation amount of the temperature-sensitive layer of the temperature-sensitive rotating body is smaller than the heat generation layer of the fixing belt .
前記発熱層は、厚さ2〜20μm、固有抵抗2.7×10 −8 Ωcm以下の非磁性金属材料を含む請求項1又は請求項2に記載の定着装置 The fixing device according to claim 1 , wherein the heat generating layer includes a nonmagnetic metal material having a thickness of 2 to 20 μm and a specific resistance of 2.7 × 10 −8 Ωcm or less . 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の定着装置と、
露光光を出射する露光部と、
前記露光光で形成された潜像を現像剤で顕在化して現像剤像を形成する現像部と、
前記現像部で顕在化された前記現像剤像を記録媒体上に転写する転写部と、
前記転写部で前記現像剤像が転写された記録媒体を前記定着装置に搬送する搬送部と、
を備えた画像形成装置
A fixing device according to any one of claims 1 to 3,
An exposure unit that emits exposure light; and
A developing unit that exposes the latent image formed by the exposure light with a developer to form a developer image; and
A transfer unit that transfers the developer image made visible in the developing unit onto a recording medium;
A transport unit that transports the recording medium onto which the developer image has been transferred in the transfer unit to the fixing device;
An image forming apparatus .
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