JP5183366B2 - Image heating device - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真方式・静電記録方式・磁気記録方式などによって画像形成を行う複写機・プリンタ・ファクシミリ等の画像形成装置に搭載される画像加熱定着装置として用いて好適な電磁(磁気)誘導加熱方式の画像加熱装置に関する。   The present invention is an electromagnetic (magnetism) suitable for use as an image heating and fixing apparatus mounted on an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile machine that forms an image by an electrophotographic system, an electrostatic recording system, a magnetic recording system, or the like. The present invention relates to an induction heating type image heating apparatus.

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

記録材上の未定着画像を加熱定着する定着装置としては、従来から熱ローラ方式やベルト(フィルム)加熱方式等の接触加熱方式の装置が広く用いられている。このような装置は、加熱部材の加熱源としてハロゲンランプや発熱抵抗体を用い、これに電流を流して発熱させ、その熱を伝熱部材としてのローラやベルト(フィルム)等を介し、被加熱材としての記録材に与えて未定着画像の加熱定着を行っている。   Conventionally, as a fixing device for heating and fixing an unfixed image on a recording material, a contact heating method device such as a heat roller method or a belt (film) heating method has been widely used. Such a device uses a halogen lamp or a heating resistor as a heating source for the heating member, and generates heat by passing an electric current through the halogen lamp or a heating resistor, and the heat is heated via a roller or a belt (film) as a heat transfer member. An unfixed image is heat-fixed by being applied to a recording material as a material.

また、電磁誘導加熱方式の定着装置も知られている。この装置は、磁場発生手段により磁束を発生させて、加熱部材(定着部材)としての定着ローラの金属基材に作用させる。即ち、定着ローラの金属基材に渦電流を発生させジュール熱によって発熱させる。このように渦電流の発生で定着ローラの金属基材を直接加熱することで、ハロゲンランプを用いた熱ローラよりも消費エネルギーの効率アップが達成できる。   An electromagnetic induction heating type fixing device is also known. In this apparatus, a magnetic flux is generated by a magnetic field generating means and applied to a metal substrate of a fixing roller as a heating member (fixing member). That is, an eddy current is generated in the metal substrate of the fixing roller to generate heat by Joule heat. Thus, by directly heating the metal substrate of the fixing roller by the generation of eddy current, the efficiency of energy consumption can be increased compared to the heat roller using a halogen lamp.

また、電磁誘導加熱される定着部材は、定着ローラの他、低熱容量の無端状の定着ベルト(加熱ベルト)が一般に用いられており、内部に押圧部材を有し、定着ベルトを無張架の状態で周回駆動するタイプがすでに提案されている(特許文献1)。低熱容量の定着ベルトを電磁誘導加熱する方式では、定着ベルトを局所的に直接加熱することができるため、短時間で所定の温度まで加熱できる。また、特許文献1には、定着ベルトの内部に第2の磁性体を近接させることで、磁束の漏れを防ぎ、効率よく定着ベルトを加熱できることが記載されている。   In addition to a fixing roller, an endless fixing belt (heating belt) having a low heat capacity is generally used as a fixing member to be heated by electromagnetic induction. The fixing member has a pressing member inside, and the fixing belt is not stretched. There has already been proposed a type of driving in a circular manner (Patent Document 1). In the system in which the low heat capacity fixing belt is heated by electromagnetic induction, the fixing belt can be directly heated locally, so that it can be heated to a predetermined temperature in a short time. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228688 describes that the fixing belt can be heated efficiently by preventing the leakage of magnetic flux by bringing the second magnetic body close to the inside of the fixing belt.

一方で、局所的かつ急峻な温度変化がおこるため、定着ベルトの温度を正確に検知、制御する必要がある。そこで、特許文献2のような定着装置が提案されている。この特許文献2によれば、定着ベルトの内部に配した磁性体とコイルの磁性体を対向して千鳥状に配することで、定着ベルトの温度を正確に検知し、定着ベルトを均一に加熱できるとしている。
特開2002−148983号公報 特開2006−267332号公報
On the other hand, since local and steep temperature changes occur, it is necessary to accurately detect and control the temperature of the fixing belt. Therefore, a fixing device as in Patent Document 2 has been proposed. According to this patent document 2, the temperature of the fixing belt is accurately detected and the fixing belt is heated uniformly by arranging the magnetic body arranged inside the fixing belt and the magnetic body of the coil so as to face each other. I can do it.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-148983 JP 2006-267332 A

しかしながら、上述のような定着装置では次のような問題点がある。即ち、特許文献2に記載されている定着装置では、磁性体が間隔をもって配置されている。そのため、磁性体を内部に全面配置した場合に比べ磁気結合が弱まり、より大きな容量の電源が必要となってしまう。   However, the fixing device as described above has the following problems. That is, in the fixing device described in Patent Document 2, the magnetic bodies are arranged at intervals. For this reason, the magnetic coupling is weaker than that in the case where the magnetic body is disposed on the entire surface, and a power supply having a larger capacity is required.

また、定着ベルト内に配置され加圧ローラ方向に加圧する加圧対向部材は、長手で均一な定着性、光沢性を得るために、充分な剛性が必要になる。そのため、加圧対向部材は、金属で構成されることが多い。しかし、定着ベルト内で加圧対向部材が部分的にコアで覆われていないと、加圧対向部材に流れる渦電流により反磁場が発生し、定着ベルト上の磁場を弱め発熱量を低下させてしまい、温度ムラが発生する。   In addition, the pressure-opposing member that is arranged in the fixing belt and presses in the direction of the pressure roller needs to have sufficient rigidity in order to obtain a uniform fixing property and glossiness in the longitudinal direction. Therefore, the pressure facing member is often made of metal. However, if the pressure facing member is not partially covered with the core in the fixing belt, a demagnetizing field is generated by the eddy current flowing in the pressure facing member, and the magnetic field on the fixing belt is weakened to reduce the heat generation amount. As a result, temperature unevenness occurs.

一方で、温度検知素子の信号線を定着ベルト内面に近接させて配置すると、コイルによる誘導電流によりノイズや昇温が発生し、正確な測定ができなくなってしまう。また、定着ベルト内面との摺擦や信号線の耐熱性が問題になる。   On the other hand, if the signal line of the temperature detection element is arranged close to the inner surface of the fixing belt, noise or temperature rise occurs due to the induced current caused by the coil, and accurate measurement cannot be performed. In addition, there are problems such as rubbing against the inner surface of the fixing belt and heat resistance of signal lines.

本発明は、加熱ベルトを用いた電磁誘導加熱方式の画像加熱装置についての上述した従来の問題点に鑑みて提案されたものである。その目的は、加熱ベルトの内面に磁性体を近接させ設けて磁気結合を強くした場合においても、温度検知素子の信号線のノイズ等を防ぎ、加熱ベルトを効率よく加熱し、加熱ベルトの表面温度を精度よく制御することができる画像加熱装置を提供することにある。   The present invention has been proposed in view of the above-described conventional problems with an electromagnetic induction heating type image heating apparatus using a heating belt. The purpose is to prevent the noise of the signal line of the temperature detection element, etc., even when a magnetic substance is provided close to the inner surface of the heating belt to strengthen the magnetic coupling, and the heating belt is heated efficiently, and the surface temperature of the heating belt is increased. An object of the present invention is to provide an image heating apparatus capable of accurately controlling the image.

上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な構成は、導電層を有し回転可能な加熱ベルトと、前記加熱ベルトの外周面と圧接し回転可能な加圧部材と、前記加熱ベルトの内部にあって前記加熱ベルトを前記加圧部材の方向に向かって押圧する金属ステイと、前記金属ステイの加熱ベルト内周面側を覆い、前記加熱ベルトの内面に近接して配置された内部磁性部材と、前記加熱ベルトの外側に配設されていて前記加熱ベルトの前記導電層に誘導電流を発生させるコイルと磁性体コアを有する加熱手段であって、前記コイルは前記磁性体コアの一部を巻きつけるように構成された加熱手段と、前記加熱ベルトの温度を検知する温度検知素子と、前記温度検知素子の検出値に基づき前記加熱ベルトの温度制御を行う温度制御手段と、を有し、前記加熱ベルトと前記加圧部材とのニップ部で画像を担持した記録材を加熱する画像加熱装置において、前記温度検知素子は前記加熱ベルトの内面に当接されており、前記温度検知素子の信号線は、前記内部磁性部材及び前記金属ステイとに対して、前記磁性体コアの前記コイルが巻きつけられた一部との対向位置において設けられた開口部を通して前記金属ステイの内側に配線され、前記金属ステイ)の端部から引き出されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a typical configuration of an image heating apparatus according to the present invention includes a rotatable heating belt having a conductive layer, and a pressure member that can rotate in pressure contact with the outer peripheral surface of the heating belt. A metal stay inside the heating belt that presses the heating belt in the direction of the pressure member, and covers the heating belt inner peripheral surface side of the metal stay and is close to the inner surface of the heating belt. A heating means having a magnetic core and an internal magnetic member disposed; a coil disposed outside the heating belt and generating an induced current in the conductive layer of the heating belt; A heating means configured to wind a part of the body core; a temperature detection element that detects a temperature of the heating belt; and a temperature control unit that performs temperature control of the heating belt based on a detection value of the temperature detection element. And an image heating apparatus that heats a recording material carrying an image at a nip portion between the heating belt and the pressure member, wherein the temperature detection element is in contact with the inner surface of the heating belt, The signal line of the temperature detecting element is connected to the internal magnetic member and the metal stay through an opening provided at a position facing a part of the magnetic core around which the coil is wound. It is wired inside and is pulled out from the end of the metal stay).

本発明によれば、温度検知素子の信号線のノイズ等を防ぎ、加熱ベルトを効率よく加熱し、加熱ベルトの表面温度を精度よく均一に制御することができる画像加熱装置を提供するができる。   According to the present invention, it is possible to provide an image heating apparatus capable of preventing noise of a signal line of a temperature detection element, heating the heating belt efficiently, and controlling the surface temperature of the heating belt accurately and uniformly.

以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。   Embodiments of the present invention will be described below. The description in this column does not limit the technical scope of the claims or the meaning of terms. In addition, the following assertive description in the embodiment of the present invention shows the best mode, and does not limit the meaning or technical scope of the terms of the present invention.

[実施例]
(1)画像形成装置例
図11は本実施例の画像形成装置の概略構成模型図である。本実施例の画像形成装置は、記録材上に未定着画像を形成する作像手段と、記録材上の未定着画像を定着させる定着装置としての電磁誘導加熱方式の画像加熱装置を有する画像形成装置である。この画像形成装置は、ホストコンピュータ等の外部装置200から画像形成装置の制御回路部100(制御手段:CPU)へ入力する電気的画像情報に対応した画像を記録材に形成して出力する、電子写真方式のフルカラーレーザプリンタである。制御回路部100は画像形成装置の動作を統括的に制御する電気回路であり、画像形成動作開始信号が入力すると画像形成動作シーケンス制御を開始する。本実施例の画像形成装置のプロセススピードは180mm/secであり、A4サイズ(210mm×297mm)の記録材を横方向の通紙(横送り)で毎分40枚プリントすることが可能な画像形成装置である。
[Example]
(1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 11 is a schematic configuration model diagram of the image forming apparatus of this embodiment. The image forming apparatus according to the present exemplary embodiment includes an image forming unit that forms an unfixed image on a recording material, and an image heating apparatus that uses an electromagnetic induction heating method as a fixing device that fixes the unfixed image on the recording material. Device. The image forming apparatus forms an image corresponding to electrical image information input from an external apparatus 200 such as a host computer to a control circuit unit 100 (control means: CPU) of the image forming apparatus on a recording material and outputs the image. This is a photographic full-color laser printer. The control circuit unit 100 is an electric circuit that comprehensively controls the operation of the image forming apparatus, and starts image forming operation sequence control when an image forming operation start signal is input. The image forming apparatus of this embodiment has a process speed of 180 mm / sec, and can form 40 sheets of A4 size (210 mm × 297 mm) recording material per minute with horizontal paper feed (transverse feed). Device.

Y・M・C・Kは図面上左から右に一列に配置した第1乃至第4の4つのトナー像形成部(画像形成部)であり、それぞれ、イエロー(Y)・マゼンタ(M)・シアン(C)・ブラック(K)の4色の色トナー像を形成する電子写真プロセス機構である。   Y, M, C, and K are first to fourth toner image forming units (image forming units) arranged in a line from the left to the right in the drawing, and yellow (Y), magenta (M), and magenta, respectively. This is an electrophotographic process mechanism for forming toner images of four colors of cyan (C) and black (K).

各トナー像形成部には、それぞれ、像担持体としての感光ドラム2(Y・M・C・K)が設置されている。各感光ドラムの周囲には、帯電ローラ3(Y・M・C・K)、現像装置4(Y・M・C・K)、1次転写ローラ5(Y・M・C・K)が設置されている。また、各トナー像形成部の帯電ローラと現像装置間の上方には露光装置(レーザ光走査露光装置)6(Y・M・C・K)が設置されている。   Each toner image forming unit is provided with a photosensitive drum 2 (Y, M, C, K) as an image carrier. Around each photosensitive drum, a charging roller 3 (Y / M / C / K), a developing device 4 (Y / M / C / K), and a primary transfer roller 5 (Y / M / C / K) are installed. Has been. Further, an exposure device (laser beam scanning exposure device) 6 (Y, M, C, K) is installed above the charging roller and the developing device of each toner image forming unit.

感光ドラム2は、本実施例ではOPC感光層を有した負帯電性の有機感光ドラムであり、駆動装置(不図示)によって矢印方向(反時計方向)にそれぞれ所定の速度で回転駆動される。帯電ローラ3は、感光ドラムに所定の圧接力で接触し、帯電バイアス電源(不図示)から印加される帯電バイアスによって感光ドラムの表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。露光装置6は、外部装置200から制御回路部100に入力する画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光を出力して、対応する感光ドラム2の均一帯電処理面を走査露光する。これにより、各感光ドラムの表面に、露光した画像情報に応じた静電潜像が形成される。各現像装置4(Y・M・C・K)は、本実施例では2成分現像方式であり、それぞれY色・C色・M色・K色の色トナーが収納されている。各現像装置は、現像バイアス電源(不図示)から現像ローラに印加される、感光ドラムの帯電極性(負極性)と同極性の現像バイアスによって感光ドラム上に形成された静電潜像にトナーを付着させて、静電潜像をトナー像として反転現像する。1次転写ローラ5は、中間転写体としての中間転写ベルト1を介して各感光ドラムの表面に所定の押圧力で接触している。中間転写ベルト1は、駆動ローラ8と、2次転写対向ローラ7と、従動ローラ9との間に張架されており、駆動ローラ8の回転駆動によって、感光ドラム2の回転に同期して矢印方向(時計方向)に回転駆動される。   In this embodiment, the photosensitive drum 2 is a negatively chargeable organic photosensitive drum having an OPC photosensitive layer, and is driven to rotate in a direction indicated by an arrow (counterclockwise) by a driving device (not shown) at a predetermined speed. The charging roller 3 contacts the photosensitive drum with a predetermined pressure contact force, and uniformly charges the surface of the photosensitive drum to a predetermined negative potential by a charging bias applied from a charging bias power source (not shown). The exposure device 6 outputs a laser beam modulated in accordance with the time-series electric digital pixel signal of the image information input from the external device 200 to the control circuit unit 100, and the uniform charging processing surface of the corresponding photosensitive drum 2 is output. Scan exposure. Thereby, an electrostatic latent image corresponding to the exposed image information is formed on the surface of each photosensitive drum. Each of the developing devices 4 (Y, M, C, and K) is a two-component developing system in this embodiment, and stores Y, C, M, and K color toners, respectively. Each developing device applies toner to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum by a developing bias having the same polarity as the charging polarity (negative polarity) of the photosensitive drum, which is applied to the developing roller from a developing bias power source (not shown). Then, the electrostatic latent image is reversely developed as a toner image. The primary transfer roller 5 is in contact with the surface of each photosensitive drum with a predetermined pressing force via an intermediate transfer belt 1 as an intermediate transfer member. The intermediate transfer belt 1 is stretched between a driving roller 8, a secondary transfer counter roller 7, and a driven roller 9, and an arrow is synchronized with the rotation of the photosensitive drum 2 by the rotation of the driving roller 8. It is rotationally driven in the direction (clockwise).

各トナー像形成部において、感光ドラムと中間転写ベルトとの当接部が1次転写部であり、1次転写ローラに対して1次転写バイアス電源(不図示)からトナーとは逆極性の1次転写バイアスが所定の制御タイミングで印加される。これにより、各感光ドラム2の表面に形成されるトナー像が、回転駆動されて移動する中間転写ベルト1上に順次に所定に重ね合わせられて1次転写される。すなわち、中間転写ベルト1上には、Y色・C色・M色・K色の各色トナー像の重畳からなる多色画像のトナー像が形成される。   In each toner image forming portion, the contact portion between the photosensitive drum and the intermediate transfer belt is a primary transfer portion, and the primary transfer roller power supply (not shown) has a polarity opposite to that of the toner from the primary transfer roller. A next transfer bias is applied at a predetermined control timing. As a result, the toner images formed on the surfaces of the respective photosensitive drums 2 are sequentially superimposed and preliminarily transferred onto the intermediate transfer belt 1 that is driven to rotate and is primarily transferred. That is, on the intermediate transfer belt 1, a multicolor image toner image is formed by superimposing Y color, C color, M color, and K color toner images.

2次転写対向ローラ7には中間転写ベルト1を介して2次転写ローラ10を圧接させてある。中間転写ベルト1と2次転写ローラ10との当接部が2次転写部である。2次転写ローラ10には2次転写バイアス電源(不図示)からトナーとは逆極性の2次転写バイアスが所定の制御タイミングで印加される。そして、給紙部から2次転写部に所定の制御タイミングで搬送された記録材13に対して、中間転写ベルト1上の多色画像のトナー像が一括して2次転写される。   A secondary transfer roller 10 is brought into pressure contact with the secondary transfer counter roller 7 through the intermediate transfer belt 1. A contact portion between the intermediate transfer belt 1 and the secondary transfer roller 10 is a secondary transfer portion. A secondary transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the secondary transfer roller 10 from a secondary transfer bias power source (not shown) at a predetermined control timing. The multi-color toner images on the intermediate transfer belt 1 are secondarily transferred collectively to the recording material 13 conveyed from the paper feeding unit to the secondary transfer unit at a predetermined control timing.

2次転写部を出た記録材13は中間転写ベルト1面から分離されて、定着装置12へ導入され、定着ニップ部で多色画像のトナー像の加熱加圧定着を受ける。そして、記録材13は多色画像形成物(フルカラー画像形成物)として外部に排出される。また、記録材分離後の中間転写ベルト1面はクリーナ11により清掃される。   The recording material 13 that has exited the secondary transfer portion is separated from the surface of the intermediate transfer belt 1 and introduced into the fixing device 12, where the toner image of the multicolor image is heated and pressed and fixed at the fixing nip portion. Then, the recording material 13 is discharged to the outside as a multicolor image formed product (full color image formed product). Further, the surface of the intermediate transfer belt 1 after separation of the recording material is cleaned by a cleaner 11.

14はカセット給紙部、15は手差し給紙部(マルチ・パーパス・トレイ)である。所定の制御タイミングで給紙ローラ16又は17が駆動されることで、カセット給紙部14又は手差し給紙部15から記録材13が1枚分離給紙され、シートパス18で2次転写部に向けて搬送される。そして、レジストローラ19により、所定の制御タイミングで2次転写部に給送される。すなわち、中間転写ベルト1上の多色画像のトナー像の先端が2次転写部に移動されるタイミングに合わせて、記録材13が2次転写部に導入される。   Reference numeral 14 denotes a cassette paper supply unit, and 15 denotes a manual paper supply unit (multipurpose tray). By driving the paper feed roller 16 or 17 at a predetermined control timing, one sheet of recording material 13 is separated and fed from the cassette paper feed unit 14 or the manual paper feed unit 15, and is transferred to the secondary transfer unit by the sheet path 18. It is conveyed toward. Then, the sheet is fed by the registration roller 19 to the secondary transfer unit at a predetermined control timing. That is, the recording material 13 is introduced into the secondary transfer portion in accordance with the timing at which the leading end of the multicolor image toner image on the intermediate transfer belt 1 is moved to the secondary transfer portion.

本実施例の画像形成装置においては、記録材13の通紙基準は、カセット給紙部14からの給紙・搬送も、手差し給紙部15からの給紙・搬送も記録材幅中心の中央基準である。   In the image forming apparatus of the present embodiment, the sheet passing standard of the recording material 13 is the center of the recording material width center for both the paper feeding / conveyance from the cassette paper feeding unit 14 and the paper feeding / conveyance from the manual paper feeding unit 15. It is a standard.

(2)定着装置12
図1は定着装置12の要部の正面模型図、図2は同じく縦断正面模型図、図3は図1の(3)−(3)線に沿う拡大横断面模型図である。
(2) Fixing device 12
FIG. 1 is a front model diagram of the main part of the fixing device 12, FIG. 2 is a longitudinal front model diagram, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional model diagram along line (3)-(3) in FIG.

以下の説明において、定着装置に関し、正面とは装置を記録材入口側からみた面、背面とはその反対側の面(記録材出口側)、左右とは装置を正面から見て左又は右である。上流側と下流側とは記録材搬送方向又は定着ベルトの回転方向(加熱ベルト回転方向)に関して上流側と下流側である。また、定着装置又はこれを構成している部材の長手方向とは記録材搬送路面内において記録材搬送方向に直交する方向又は定着ベルトの回転軸線方向(加熱ベルト回転軸線方向)に並行な方向である。また短手方向とは記録材搬送方向に並行な方向である。また、記録材の通紙幅とは、記録材面において記録材搬送方向に直交する方向の記録材寸法である。   In the following description, regarding the fixing device, the front refers to the surface of the device viewed from the recording material inlet side, the rear surface refers to the opposite surface (recording material outlet side), and the left and right refers to the left or right when the device is viewed from the front. is there. The upstream side and the downstream side are the upstream side and the downstream side with respect to the recording material conveyance direction or the fixing belt rotation direction (heating belt rotation direction). Further, the longitudinal direction of the fixing device or a member constituting the fixing device is a direction orthogonal to the recording material conveyance direction in the recording material conveyance path surface or a direction parallel to the rotation axis direction of the fixing belt (heating belt rotation axis direction). is there. The short direction is a direction parallel to the recording material conveyance direction. The sheet passing width of the recording material is a recording material dimension in a direction orthogonal to the recording material conveyance direction on the recording material surface.

この定着装置12は、定着装置枠体(シャーシー、フレーム)の左右の側板50L・50R間に、ベルトユニット21と、回転可能な加圧部材としての弾性を有する加圧ローラ22と、加熱手段としてのコイルユニット(磁場発生手段)31が配設されている。本実施例において記録材Pの通紙は所謂中央基準搬送であり、Oはその中央基準線(仮想線)である。Wは装置に通紙使用される最大用紙幅の記録材Pの通紙幅(最大通紙幅)である。   The fixing device 12 includes a belt unit 21, a pressure roller 22 having elasticity as a rotatable pressure member, and a heating unit between left and right side plates 50L and 50R of a fixing device frame (chassis, frame). Coil unit (magnetic field generating means) 31 is provided. In the present embodiment, the recording material P is fed by so-called center reference conveyance, and O is the center reference line (virtual line). W is the sheet passing width (maximum sheet passing width) of the recording material P having the maximum sheet width that is used in the apparatus.

a:ベルトユニット21
ベルトユニット21は、導電層を有し回転可能な加熱ベルト(誘導発熱体:磁束により発熱する回転可能な発熱部材)としての円筒状(エンドレスベルト状、スリーブ状)で可撓性を有する定着ベルト23を有する。また、定着ベルト23の内側に配設された、加圧パッド24と、押圧部材としての加圧ステイ(金属ステイ)25と、内部磁性部材としての内部コア26と、を有する。加圧ステイ25は定着ベルト23の内部にあって定着ベルト23を加圧ローラ22の方向に向かって押圧する金部材である。また、加圧ステイ25の左右両端部に装着された端部ホルダ27L・27Rを有する。また、温度検知素子28及び保安素子29を有する。加圧パッド24は加圧ステイ25の下側に位置し、内部コア26は加圧ステイ25の上側に位置している。加圧パッド24と加圧ステイ25の長手寸法は定着ベルト23の長手寸法よりも長くて、それぞれ、左右両端部が定着ベルト23の左右両端部から外方に突出している。本実施例においては加圧パッド24および加圧ステイ25の長さは360mmとしている。そして、加圧ステイ25の左右両端部に対してそれぞれ端部ホルダ27L・27Rが装着されている。図4は、上記の、加圧パッド24と、加圧ステイ25と、内部コア26と、端部ホルダ27L・27Rと、温度検知素子28及び保安素子29の分解斜視図である。
a: Belt unit 21
The belt unit 21 has a flexible fixing belt having a cylindrical shape (endless belt shape, sleeve shape) as a rotatable heating belt having a conductive layer (induction heating element: a rotatable heating member that generates heat by magnetic flux). 23. Further, it includes a pressure pad 24, a pressure stay (metal stay) 25 as a pressing member, and an inner core 26 as an internal magnetic member, which are disposed inside the fixing belt 23. The pressure stay 25 is a gold member that is inside the fixing belt 23 and presses the fixing belt 23 toward the pressure roller 22. Further, end holders 27 </ b> L and 27 </ b> R attached to both left and right ends of the pressure stay 25 are provided. Further, it has a temperature detecting element 28 and a safety element 29. The pressure pad 24 is located below the pressure stay 25, and the inner core 26 is located above the pressure stay 25. The longitudinal dimensions of the pressure pad 24 and the pressure stay 25 are longer than the longitudinal dimension of the fixing belt 23, and both left and right ends protrude outward from the left and right ends of the fixing belt 23. In this embodiment, the length of the pressure pad 24 and the pressure stay 25 is 360 mm. End holders 27L and 27R are attached to the left and right ends of the pressure stay 25, respectively. FIG. 4 is an exploded perspective view of the pressure pad 24, the pressure stay 25, the inner core 26, the end holders 27L and 27R, the temperature detection element 28, and the security element 29 described above.

図5は本実施例における定着ベルト23の層構成模型図である。この定着ベルト23は、円筒状の基体層23aと、基体層23aの内周面に設けた内面コート層23bと、基体層23aの外周面に順次に積層して設けた弾性層23cと離型層23dの複合層構成の部材であり、全体に可撓性を有している。   FIG. 5 is a model diagram of the layer structure of the fixing belt 23 in this embodiment. The fixing belt 23 includes a cylindrical base layer 23a, an inner surface coat layer 23b provided on the inner peripheral surface of the base layer 23a, an elastic layer 23c provided in order on the outer peripheral surface of the base layer 23a, and a release layer. It is a member having a composite layer structure of the layer 23d, and has flexibility as a whole.

基体層23aは導電層(導電部材)であり、コイルユニット31の磁束の作用により誘導電流(渦電流)を発生してジュール熱により発熱する電磁誘導発熱層である。本実施例では、この基体層23aとして内径30mm程度で、厚さが30μm程度の円筒状のニッケル電鋳ベルトを用いた。基体層23aとしては、コイルユニット31の磁束によって加熱される構成であればよい。ニッケル電鋳ベルトであれば、厚さが20〜100μm程度であればよい。また、基体層23aとしては、厚さが90μm程度のポリイミドに、銅、銀などの金属薄膜を多層積層した形態のものを用いてもよい。内面コート層23bとしては、定着ベルト内包物との摺動摩擦を低下させるために、ポリイミドを20μm設けた。その他、フッ素樹脂、ポリアミドイミド、ポリイミドなどの樹脂層を10〜50μm設けても良い。更に、この層にベルト内面の表面粗さをあらして定着ベルト内包物との摺動摩擦を更に低下させるために微粒子を分散させたものを用いても良い。弾性層23cとしては、厚さ300μm程度のシリコーンゴムを用いた。また、離型層23dとしては、厚さ30μm程度のPFA(パーフルオロアルコキシ)やPTFEコーティング加工層を用いた。或いはPFAチューブを用いることもできる。   The base layer 23 a is a conductive layer (conductive member), and is an electromagnetic induction heating layer that generates an induced current (eddy current) by the action of magnetic flux of the coil unit 31 and generates heat due to Joule heat. In this example, a cylindrical nickel electroformed belt having an inner diameter of about 30 mm and a thickness of about 30 μm was used as the base layer 23a. The base layer 23 a may be configured to be heated by the magnetic flux of the coil unit 31. If it is a nickel electroformed belt, the thickness should just be about 20-100 micrometers. Moreover, as the base layer 23a, a layer in which a thin metal film such as copper or silver is laminated on polyimide having a thickness of about 90 μm may be used. The inner surface coating layer 23b was provided with 20 μm of polyimide in order to reduce sliding friction with the fixing belt inclusion. In addition, you may provide 10-50 micrometers of resin layers, such as a fluororesin, polyamideimide, and a polyimide. Further, a layer in which fine particles are dispersed may be used to increase the surface roughness of the inner surface of the belt and further reduce the sliding friction with the fixing belt inclusion. As the elastic layer 23c, silicone rubber having a thickness of about 300 μm was used. As the release layer 23d, a PFA (perfluoroalkoxy) or PTFE coating layer having a thickness of about 30 μm was used. Alternatively, a PFA tube can be used.

加圧パッド24は、台座24aと、弾性層24bと、パットカバー24cと、の複合層構成の部材である。パットカバー24c側が定着ベルト23の内面に対面している。本実施例では、鉄製の台座24aに、弾性層24bとしてのシリコーンゴムが厚さ3tで成形されている。パッドカバー24cは、定着ベルト23の内面との摺動性を良くするために、ポリイミド製の基材にPTFEコーティングしたものを用いた。さらに摺動性をよくするために、パッドカバー24cにシリコンオイルやグリスなどを塗布してもよい。   The pressure pad 24 is a member having a composite layer structure of a pedestal 24a, an elastic layer 24b, and a pad cover 24c. The pad cover 24 c side faces the inner surface of the fixing belt 23. In this embodiment, silicone rubber as the elastic layer 24b is formed on the iron base 24a with a thickness of 3t. As the pad cover 24c, in order to improve the slidability with the inner surface of the fixing belt 23, a polyimide base material coated with PTFE was used. Further, in order to improve the slidability, silicon oil or grease may be applied to the pad cover 24c.

加圧ステイ25は、横断面下向きU字型の剛性部材であり、内部コア26の支持及び加圧パッド24の加圧を担っている。内部コア26と定着ベルト23とのギャップの維持や、加圧パッド24の加圧に対する強度を考え、鉄やSUSなどの金属製であることがのぞましい。   The pressure stay 25 is a U-shaped rigid member having a downward cross section and is responsible for supporting the inner core 26 and pressing the pressure pad 24. Considering the maintenance of the gap between the inner core 26 and the fixing belt 23 and the strength against the pressure of the pressure pad 24, it is preferable to be made of metal such as iron or SUS.

内部コア26は、金属製の加圧ステイ(金属ステイ)25の定着ベルト内周面側(加熱ベルト内周面側)を覆い、定着ベルト23の内面に近接して配置された磁性部材である。即ち、加圧ステイ25の表面(加熱ベルト内周面側)を覆うように構成した横断面下向きU字型の部材である。内部コア26は、コイルユニット31の磁束(誘導磁界)が金属製の加圧ステイ25に作用して加圧ステイ25に誘導電流が発生するのを防ぐため、定着ベルト23と加圧ステイ25の間にある。そして、内部コア26は、加圧ステイ25の表面を覆うように、定着ベルト23の内面に近接させて配置されている。内部コア26としては、透磁率が大きく自己損失の小さい材料が良く、例えばフェライト、パーマロイ、センダスト等が適している。   The inner core 26 is a magnetic member that covers the fixing belt inner peripheral surface side (heating belt inner peripheral surface side) of the metal pressure stay (metal stay) 25 and is disposed close to the inner surface of the fixing belt 23. . That is, it is a U-shaped member having a downward cross-sectional configuration configured to cover the surface of the pressure stay 25 (on the inner peripheral surface side of the heating belt). The inner core 26 prevents the magnetic flux (inductive magnetic field) of the coil unit 31 from acting on the metal pressure stay 25 and generating an induced current in the pressure stay 25. between. The inner core 26 is disposed close to the inner surface of the fixing belt 23 so as to cover the surface of the pressure stay 25. The inner core 26 is preferably made of a material having a high magnetic permeability and a small self-loss. For example, ferrite, permalloy, sendust, or the like is suitable.

b:加圧ローラ22
本実施例の回転可能な加圧部材としての加圧ローラ22は、外径30mm程度のソフトローラとして構成されている。より具体的には、例えばSTKM(機械構造用炭素鋼管)等のスチール材やアルミ材を用いた肉厚2mm程度の円筒状の金属パイプを芯金22aとし、該芯金22aの外周面に厚さ3mmのシリコーンゴム層22bを設けている。さらに該シリコーンゴム層22bの外側に、厚さ50μm程度のPFA(パーフルオロアルコキシ)チューブを用いた離型層22cを設けている。
b: Pressure roller 22
The pressure roller 22 as a rotatable pressure member of the present embodiment is configured as a soft roller having an outer diameter of about 30 mm. More specifically, for example, a cylindrical metal pipe having a thickness of about 2 mm using a steel material such as STKM (carbon steel pipe for mechanical structure) or an aluminum material is used as the core metal 22a, and the outer peripheral surface of the core metal 22a is thick. A 3 mm silicone rubber layer 22b is provided. Further, a release layer 22c using a PFA (perfluoroalkoxy) tube having a thickness of about 50 μm is provided outside the silicone rubber layer 22b.

加圧ローラ22は、芯金22aの左右の端部を、それぞれ、定着装置枠体の左右の側板50L・50R間に、軸受部材51L・51Rを介して回転自由保持させて配設されている。また、芯金22aの一方側(左側)の端部には駆動ギアGが同心一体に取り付けられている。   The pressure roller 22 is disposed such that the left and right end portions of the cored bar 22a are rotatably held between the left and right side plates 50L and 50R of the fixing device frame via bearing members 51L and 51R, respectively. . A drive gear G is concentrically attached to one end (left side) of the cored bar 22a.

ベルトユニット21は、この加圧ローラ22の上側において、加圧パッド24側を下向きにして並行に配列されている。左側の端部ホルダ27Lと右側の端部ホルダ27Rは、それぞれ、定着装置枠体の左側の側板50Lと右側の側板50Rに設けられた、縦方向のガイドスリット52L・52Rに係合している。そして、左側の端部ホルダ27Lの上面と右側の端部ホルダ27Rの上面が、それぞれ、加圧機構(不図示)により所定の加圧力Fで下方に押圧付勢されている。本実施例では総圧約400Nの加圧力で押圧付勢されている。この押圧付勢によりステイ25に下方への加圧力が作用して加圧パッド24の下面が定着ベルト23を挟んで加圧ローラ22の上面に弾性層22bの弾性に抗して圧接される。これにより、定着ベルト23と加圧ローラ22との間に、加熱定着に必要な、記録材搬送方向aにおいて所定幅の定着ニップ部Nを形成させている。   The belt unit 21 is arranged in parallel above the pressure roller 22 with the pressure pad 24 facing downward. The left end holder 27L and the right end holder 27R are respectively engaged with vertical guide slits 52L and 52R provided on the left side plate 50L and the right side plate 50R of the fixing device frame. . Then, the upper surface of the left end holder 27L and the upper surface of the right end holder 27R are respectively pressed and urged downward with a predetermined pressure F by a pressurizing mechanism (not shown). In this embodiment, the pressure is urged with a total pressure of about 400 N. Due to this pressing force, a downward pressing force is applied to the stay 25, and the lower surface of the pressure pad 24 is pressed against the upper surface of the pressure roller 22 against the elasticity of the elastic layer 22 b with the fixing belt 23 interposed therebetween. As a result, a fixing nip portion N having a predetermined width is formed between the fixing belt 23 and the pressure roller 22 in the recording material conveyance direction a necessary for heat fixing.

c:コイルユニット31
磁場発生手段としてのコイルユニット31は、定着ベルト23の外側に配設されていて定着ベルト23の導電層23aに誘導電流を発生させるコイル32と磁性体コア33を有する加熱手段である。コイル32は磁性体コア33の一部33aを巻きつけるように構成されている。より具体的には、コイルユニット31は、横断面において、円筒状の定着ベルト23の外周面に対応させて湾曲させてある。そして、ベルトユニット21の上側(加圧ローラ22側とは反対側)において、長手方向をベルトユニット21の長手方向に並行にして、かつ定着ベルト23の外面との間に所定の隙間をあけて対面させた状態にして配設されている。即ち、コイルユニット31は、左右のブラケット53L・53Rを介して定着装置枠体の左右の側板50L・50R間に固定して支持されている。
c: Coil unit 31
The coil unit 31 as a magnetic field generating unit is a heating unit that is disposed outside the fixing belt 23 and includes a coil 32 and a magnetic core 33 that generate an induced current in the conductive layer 23 a of the fixing belt 23. The coil 32 is configured to wind a part 33 a of the magnetic core 33. More specifically, the coil unit 31 is curved in a cross section so as to correspond to the outer peripheral surface of the cylindrical fixing belt 23. Then, on the upper side of the belt unit 21 (on the side opposite to the pressure roller 22 side), the longitudinal direction is parallel to the longitudinal direction of the belt unit 21 and a predetermined gap is provided between the outer surface of the fixing belt 23. It is arranged in a face-to-face state. That is, the coil unit 31 is fixed and supported between the left and right side plates 50L and 50R of the fixing device frame body via the left and right brackets 53L and 53R.

コイルユニット31は、励磁回路(外部電源部)101(図7)から電流を供給し、定着ベルト23の基体層(導電層)23aに誘導電流を発生させるためのコイル(励磁コイル)32を有する。本実施例においては、コイル32には、約25kHzの高周波電圧が励磁回路101から供給される。また、コイルユニット31は、コイル32から発生する磁束を集中させるための磁性体コア33と、定着ベルト23とコイル32が直接接触するのを防ぐためのコイルカバー34を有している。コイル32は、リッツ線をポリイミドで被覆したものを複数本束ね、図6のように、磁性体コア33の中央のコア33a(コイル32の中心部の磁性体コア)に複数回巻きつけるようにして、横長・扁平のシート状渦巻きコイルに巻回したものである。磁性体コア33は、コイル32により発生した磁束が定着ベルト23の導電層である基体層23a以外に実質的に漏れないように、コイル32の定着ベルト23側とは反対側を覆っている。磁性体コア33としては、透磁率が大きく自己損失の小さい材料が良く、例えばフェライト、パーマロイ、センダスト等が適している。   The coil unit 31 has a coil (excitation coil) 32 for supplying current from the excitation circuit (external power supply unit) 101 (FIG. 7) and generating an induced current in the base layer (conductive layer) 23a of the fixing belt 23. . In this embodiment, a high frequency voltage of about 25 kHz is supplied from the excitation circuit 101 to the coil 32. The coil unit 31 has a magnetic core 33 for concentrating the magnetic flux generated from the coil 32 and a coil cover 34 for preventing the fixing belt 23 and the coil 32 from coming into direct contact. The coil 32 is a bundle of a plurality of Litz wires coated with polyimide, and is wound around the core 33a (the magnetic core at the center of the coil 32) a plurality of times as shown in FIG. It is wound around a horizontally long and flat sheet-like spiral coil. The magnetic core 33 covers the side opposite to the fixing belt 23 side of the coil 32 so that the magnetic flux generated by the coil 32 does not substantially leak to other than the base layer 23 a that is the conductive layer of the fixing belt 23. The magnetic core 33 is preferably made of a material having a high magnetic permeability and a small self-loss. For example, ferrite, permalloy, sendust and the like are suitable.

d:定着動作
制御回路部100(図7)は、画像形成開始信号に基づいて、少なくとも画像形成実行時には、定着駆動装置Mをオンすると共に、励磁回路101をオンする。定着駆動装置Mのオンにより加圧ローラ22の駆動ギアGに駆動力が伝達されて加圧ローラ22が図3において矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。この加圧ローラ22の回転により、定着ニップ部Nにおける加圧ローラ22の表面と定着ベルト23の表面との摩擦力で定着ベルト23に回転力が作用する。定着ベルト23はその内面が定着ニップ部Nにおいて加圧パッド24の下面に密着して摺動しながら加圧パッド24・加圧ステイ25・内部コア26の外回りを矢印の時計方向に加圧ローラ2の回転速度とほぼ同じ速度で従動回転する。本実施例においては、定着ベルト23は表面回転速度180mm/secで回転し、フルカラーの画像を1分間にA4サイズ40枚定着することが可能である。加圧パッド24は回転する定着ベルト23のガイド部材の役目もしている。また、回転する定着ベルト23の加圧パッド長手方向に沿う左方又は右方への寄り移動は、左側の端部ホルダ27Lに設けたフランジ部27L−aの内面、又は右側の端部ホルダ27Rに設けたフランジ部27R−aの内面により規制される。
d: Fixing Operation Based on the image formation start signal, the control circuit unit 100 (FIG. 7) turns on the fixing driving device M and turns on the excitation circuit 101 at least during execution of image formation. When the fixing driving device M is turned on, a driving force is transmitted to the driving gear G of the pressure roller 22, and the pressure roller 22 is rotationally driven in a counterclockwise direction indicated by an arrow in FIG. Due to the rotation of the pressure roller 22, a rotational force acts on the fixing belt 23 by the frictional force between the surface of the pressure roller 22 and the surface of the fixing belt 23 in the fixing nip portion N. The inner surface of the fixing belt 23 is in close contact with the lower surface of the pressure pad 24 in the fixing nip portion N and slides outwardly around the pressure pad 24, the pressure stay 25, and the inner core 26 in the clockwise direction indicated by the arrow. 2 is rotated at the same speed as the rotational speed of 2. In this embodiment, the fixing belt 23 rotates at a surface rotation speed of 180 mm / sec, and 40 full-color images can be fixed in one A40 size per minute. The pressure pad 24 also serves as a guide member for the rotating fixing belt 23. Further, when the rotating fixing belt 23 moves to the left or right along the longitudinal direction of the pressure pad, the inner surface of the flange portion 27L-a provided on the left end holder 27L or the right end holder 27R. Is regulated by the inner surface of the flange portion 27R-a.

また、励磁回路101がオンにされることで、コイルユニット31のコイル32に高周波電流が印加されて、コイル32によって発生した磁界により定着ベルト23の基体層23aが誘導発熱する。この基体層23aの発熱により、回転する定着ベルト23が昇温する。制御回路部100の温度制御機能部(温度制御手段)は、定着ベルト23の所定の目標温度(定着温度)でほぼ一定になるように温度制御を行う。即ち、定着ベルト23の温度を検知する温度検知素子(以下、温度センサと記す)28の検出値に基づいて高周波電流の周波数を変化させてコイル23に入力する電力を制御して、定着ベルト23の温度制御を行う。温度センサ28は例えばサーミスタである。本実施例においては定着ベルト23の温度が180℃でほぼ一定になるように温度制御する。即ち、温度検知素子28は通紙域になる定着ベルト部分の温度を検知する。その検知温度情報が制御回路部100にフィードバックされる。制御回路部100はこの温度センサ28から入力する検知温度が所定の目標温度に維持されるように励磁回路101からコイル32に入力する電力を制御している。定着ベルト4の検出温度が所定温度に昇温した場合、コイル32への通電が遮断される。   Further, when the excitation circuit 101 is turned on, a high frequency current is applied to the coil 32 of the coil unit 31, and the base layer 23 a of the fixing belt 23 is inductively heated by the magnetic field generated by the coil 32. The heat of the base layer 23a raises the temperature of the rotating fixing belt 23. The temperature control function unit (temperature control unit) of the control circuit unit 100 performs temperature control so that the temperature becomes substantially constant at a predetermined target temperature (fixing temperature) of the fixing belt 23. That is, the power input to the coil 23 is controlled by changing the frequency of the high-frequency current based on the detection value of a temperature detection element (hereinafter referred to as a temperature sensor) 28 that detects the temperature of the fixing belt 23. Temperature control. The temperature sensor 28 is a thermistor, for example. In this embodiment, the temperature is controlled so that the temperature of the fixing belt 23 is substantially constant at 180 ° C. That is, the temperature detection element 28 detects the temperature of the fixing belt portion that is in the sheet passing area. The detected temperature information is fed back to the control circuit unit 100. The control circuit unit 100 controls the electric power input from the excitation circuit 101 to the coil 32 so that the detected temperature input from the temperature sensor 28 is maintained at a predetermined target temperature. When the detected temperature of the fixing belt 4 is raised to a predetermined temperature, the power supply to the coil 32 is cut off.

内部コア26は、コイルユニット31の磁束が金属製の加圧ステイ25に作用して誘導電流が発生するのを防ぐため、定着ベルト23と加圧ステイ25の間にあり、加圧ステイ25の表面を覆うように、定着ベルト23の内面に近接させて配置されている。このとき、定着ベルト23の内面と内部コア26とのギャップは、0.5〜3mm程度がよい。0.5mm以下であると、定着ベルト23と内部コア26が接触し、トルクの増加や、定着ベルト23の部分的な温度低下による光沢ムラなどが発生してしまう。また、3mm以上であると、コイル32と内部コア26の磁気結合が弱まり、定着ベルト23を貫く磁束密度が弱くなる。その結果、定着ベルト23を発熱させるための電源容量が必要以上に大きくなってしまう。   The inner core 26 is located between the fixing belt 23 and the pressure stay 25 in order to prevent the magnetic flux of the coil unit 31 from acting on the metal pressure stay 25 and generating an induced current. It is arranged close to the inner surface of the fixing belt 23 so as to cover the surface. At this time, the gap between the inner surface of the fixing belt 23 and the inner core 26 is preferably about 0.5 to 3 mm. If it is 0.5 mm or less, the fixing belt 23 and the inner core 26 come into contact with each other, and an increase in torque or uneven gloss due to a partial temperature decrease of the fixing belt 23 occurs. If it is 3 mm or more, the magnetic coupling between the coil 32 and the inner core 26 is weakened, and the magnetic flux density penetrating the fixing belt 23 is weakened. As a result, the power supply capacity for generating heat from the fixing belt 23 becomes larger than necessary.

上記のようにして、加圧ローラ22が駆動され、また、定着ベルト23が所定の定着温度に立ち上がって温調される。そして、この状態において、定着ニップ部Nに、未定着トナー画像Tを有する記録材Pがそのトナー画像担持面側を定着ベルト4側に向けてガイド部材20で案内されて導入される。記録材Pは定着ニップ部Nにおいて定着ベルト23の外周面に密着し、定着ベルト23と一緒に定着ニップ部Nを挟持搬送されていく。これにより、記録材Pに定着ベルト23の熱が付与され、また定着ニップ部Nの加圧力を受けて未定着トナー画像Tが記録材Pの表面に熱圧定着される。定着ニップ部Nを通った記録材Pは定着ベルト4の外周面から分離されて定着装置外へ搬送される。   As described above, the pressure roller 22 is driven, and the fixing belt 23 rises to a predetermined fixing temperature and is adjusted in temperature. In this state, the recording material P having the unfixed toner image T is introduced into the fixing nip portion N by being guided by the guide member 20 with the toner image carrying surface side facing the fixing belt 4 side. The recording material P is in close contact with the outer peripheral surface of the fixing belt 23 at the fixing nip portion N, and is nipped and conveyed along the fixing nip portion N together with the fixing belt 23. As a result, the heat of the fixing belt 23 is applied to the recording material P, and the unfixed toner image T is heat-pressure-fixed on the surface of the recording material P under the pressure of the fixing nip N. The recording material P that has passed through the fixing nip N is separated from the outer peripheral surface of the fixing belt 4 and conveyed outside the fixing device.

e:温度センサ28
温度センサ28は、精度のよい温度制御を行うため、画像形成域内に対応する定着ベルト部分の温度を検知するように配置されることが望ましい。定着ベルト23の外面に温度センサ28を当接すると、定着ベルト28に傷を発生させるおそれがある。また、定着ベルト23の外側から非接触温度センサを設ける方法も考えられるが、定着ベルト23の発熱量が高い、コイル32と定着ベルト23の隙間にサーモパイル等の応答性が高い非接触センサを配置するのは、耐熱性の点で難しい。
e: Temperature sensor 28
The temperature sensor 28 is desirably arranged so as to detect the temperature of the fixing belt portion corresponding to the image forming area in order to perform accurate temperature control. If the temperature sensor 28 is brought into contact with the outer surface of the fixing belt 23, the fixing belt 28 may be damaged. Although a method of providing a non-contact temperature sensor from the outside of the fixing belt 23 is also conceivable, a non-contact sensor having a high responsiveness such as a thermopile is disposed in the gap between the coil 32 and the fixing belt 23 where the heat generation amount of the fixing belt 23 is high. This is difficult in terms of heat resistance.

そこで、本実施例では、定着ベルト23の長手方向中央部の位置において、接触式の温度検知素子としての温度センサ28の温度検知部を定着ベルト23の内面に接触させて設けている。この温度センサ28の検知温度値に基づいて制御回路部100の温度制御機能部により励磁回路部101を制御して定着ベルト23を目標温度である180℃に温度制御する。   Therefore, in this embodiment, the temperature detection unit of the temperature sensor 28 serving as a contact-type temperature detection element is provided in contact with the inner surface of the fixing belt 23 at the position in the longitudinal center of the fixing belt 23. Based on the detected temperature value of the temperature sensor 28, the temperature control function unit of the control circuit unit 100 controls the excitation circuit unit 101 to control the temperature of the fixing belt 23 to a target temperature of 180 ° C.

定着ベルト23の内部に温度センサ28を配置する場合、コイル32によるノイズや信号線28aの耐熱性、定着ベルト23の内面との摺擦を防がねばならない。信号線28aは温度センサ28と制御回路部100を電気的に連絡する電線である。そのために、加圧ステイ25の内部に温度センサ28の信号線28aを配線して、加圧ステイ25の定着ベルト回転軸線方向(加熱ベルト回転軸線方向)の端部から外側に引き出す必要がある。そのため、定着ベルト23の内面に近接している内部コア26及び加圧ステイ25の一部に開口部26a・25aを具備させて、温度センサ28の信号線28aを加圧ステイ25内に取り込む必要がある。   When the temperature sensor 28 is disposed inside the fixing belt 23, noise due to the coil 32, heat resistance of the signal line 28 a, and friction with the inner surface of the fixing belt 23 must be prevented. The signal line 28 a is an electric wire that electrically connects the temperature sensor 28 and the control circuit unit 100. For this purpose, it is necessary to wire the signal line 28a of the temperature sensor 28 inside the pressure stay 25 and draw it out from the end of the pressure stay 25 in the fixing belt rotation axis direction (heating belt rotation axis direction). Therefore, it is necessary to provide openings 26 a and 25 a in a part of the inner core 26 and the pressure stay 25 that are close to the inner surface of the fixing belt 23, so that the signal line 28 a of the temperature sensor 28 is taken into the pressure stay 25. There is.

本実施例では、温度センサ28は定着ベルト23の内面に当接されている。そして、温度センサ28の信号線28aは、内部コア26及び加圧ステイ25とに設けた開口部26a・25aを通して加圧ステイ25の内側に配線され、加圧ステイ25の端部から引き出されている。開口部26a・25aは、磁性体コア33のコイル32が巻きつけられた一部(コイル32の中心部の磁性体コア)33aとの対向位置に設けられている。即ち、加圧ステイ25の長手方向中央部の上面に開口部25aを具備させてある。また、内部コア26の長手方向中央部の上面にも上記の開口部25aに対応位置させて開口部26aを具備させてある。開口部26a・25aは、コイル32の中心部の磁性体コア33aとの対向位置において設けられている。加圧ステイ25の内面には、板バネ41の基部をモールドした絶縁座部40を固定してある。板バネ41は、加圧ステイ25の上記開口部25aと内部コア26の上記開口部26aを通して内部コア26の外側に延出させている。そして、この板バネ41は、内部コア26の開口部付近で、開口部26aよりも定着ベルト回転方向下流側に折り曲げられて、先端部に温度センサ28を取り付けて支持させてある。温度センサ28は定着ベルト23の長手方向のほぼ中央部の位置において、上記板バネ41の弾性により定着ベルト23の内面に対して弾性的に当接している。板バネ41は、温度センサ28の電極を兼ねても兼ねなくてもよいが、信号線を別に設ける場合には、定着ベルト23との摺擦を防ぐため、板バネ41の内側に耐熱性テープ等で固定するほうがよい。温度センサ28と制御回路部100を電気的に連絡する信号線28aは絶縁座部40から加圧ステイ25の内部を這いまわして、定着ベルト23の回転軸線方向の一端部(左端部)から外側に引き出されている。   In this embodiment, the temperature sensor 28 is in contact with the inner surface of the fixing belt 23. The signal line 28 a of the temperature sensor 28 is wired inside the pressure stay 25 through openings 26 a and 25 a provided in the inner core 26 and the pressure stay 25, and is drawn from the end of the pressure stay 25. Yes. The openings 26a and 25a are provided at positions facing a portion (a magnetic core at the center of the coil 32) 33a around which the coil 32 of the magnetic core 33 is wound. That is, the opening 25 a is provided on the upper surface of the central portion in the longitudinal direction of the pressure stay 25. An opening 26a is also provided on the upper surface of the central portion in the longitudinal direction of the inner core 26 so as to correspond to the opening 25a. The openings 26 a and 25 a are provided at positions facing the magnetic core 33 a at the center of the coil 32. On the inner surface of the pressure stay 25, an insulating seat portion 40 in which the base portion of the leaf spring 41 is molded is fixed. The leaf spring 41 extends outside the inner core 26 through the opening 25 a of the pressure stay 25 and the opening 26 a of the inner core 26. The leaf spring 41 is bent near the opening of the inner core 26 and downstream of the opening 26a in the fixing belt rotation direction, and a temperature sensor 28 is attached and supported at the tip. The temperature sensor 28 is elastically in contact with the inner surface of the fixing belt 23 by the elasticity of the leaf spring 41 at a substantially central position in the longitudinal direction of the fixing belt 23. The leaf spring 41 may or may not serve as the electrode of the temperature sensor 28. However, when a separate signal line is provided, a heat resistant tape is provided inside the leaf spring 41 in order to prevent sliding with the fixing belt 23. It is better to fix with etc. A signal line 28 a that electrically connects the temperature sensor 28 and the control circuit unit 100 circulates the inside of the pressure stay 25 from the insulating seat 40, and extends outward from one end (left end) of the fixing belt 23 in the rotation axis direction. Has been drawn to.

温度センサ28は定着ベルト23の内側のコイル32による発熱量が最も高い領域に接触させて、その部分の温度を検出する。即ち、温度センサ28は定着ベルト23の内面において定着ベルト周方向(加熱ベルト周方向)に関して発熱量がもっとも高い部分に当接している。本実施例では、温度センサ28は、内部コア26の開口部26aよりも定着ベルト回転方向の下流側において発熱量が一番高い位置で定着ベルト内面に当接するように、板バネ41によって加圧されている。内部コア26の開口部26aよりも定着ベルト回転方向上流側において温度センサ28を定着ベルト内面に板バネで当接させると、定着ベルト23のばたつきなどにより安定した当接圧が保てないおそれがあるため、下流側に設ける方が望ましい。   The temperature sensor 28 is brought into contact with a region where the amount of heat generated by the coil 32 inside the fixing belt 23 is the highest, and detects the temperature of that portion. That is, the temperature sensor 28 is in contact with the portion of the inner surface of the fixing belt 23 that generates the highest amount of heat in the fixing belt circumferential direction (heating belt circumferential direction). In the present embodiment, the temperature sensor 28 is pressed by the leaf spring 41 so as to abut on the inner surface of the fixing belt at a position where the amount of heat generation is highest at the downstream side of the opening 26 a of the inner core 26 in the rotation direction of the fixing belt. Has been. If the temperature sensor 28 is brought into contact with the inner surface of the fixing belt with a leaf spring on the upstream side in the fixing belt rotation direction with respect to the opening 26a of the inner core 26, a stable contact pressure may not be maintained due to flapping of the fixing belt 23 or the like. Therefore, it is desirable to provide it on the downstream side.

図8にコイル32との対向部(展開図)における定着ベルト23の発熱量分布を示した。2箇所に発熱量の多い部分H・Hが存在する。すなわち、定着ベルト23の発熱量が最も高い位置は、図3・図8で2つに分割して図示してあるコイル32の定着ベルト回転方向それぞれの中央部である。温度センサ28は定着ベルト23の内面のコイル32による発熱量が最も高い位置に接触配置されている。   FIG. 8 shows the calorific value distribution of the fixing belt 23 at the portion facing the coil 32 (development view). There are portions H and H that generate a large amount of heat in two places. That is, the position where the heat generation amount of the fixing belt 23 is the highest is the central portion of the coil 32 in the fixing belt rotation direction shown in FIG. 3 and FIG. The temperature sensor 28 is disposed in contact with a position on the inner surface of the fixing belt 23 where the amount of heat generated by the coil 32 is the highest.

また、本実施例においては、加圧ステイ25の内面には、第2の板バネ43の基部をモールドした絶縁座部42を固定してある。この第2の板バネ42も、加圧ステイ25の上記開口部25aと内部コア26の上記開口部26aを通して内部コア26の外側に延出させている。そして、この板バネ42は、内部コア26の開口部付近で、開口部26aよりも定着ベルト回転方向上流側に折り曲げられて、先端部に保安素子(温度ヒューズ)29を取り付けて支持させてある。保安素子29は定着ベルト23の長手方向のほぼ中央部の位置において、上記板バネ43の弾性により定着ベルト23の内面に対して弾性的に当接している。板バネ43は、保安素子29の電極を兼ねても兼ねなくてもよいが、リード線29aを別に設ける場合には、定着ベルト23との摺擦を防ぐため、板バネ42の内側に耐熱性テープ等で固定するほうがよい。保安素子29はリード線29aを介して励磁回路101に直列に接続されている。リード線29aは絶縁座部42から加圧ステイ25の内部を這いまわして、温度センサ28の信号線28aと同様に定着ベルト23の回転軸線方向の一端部(左端部)から外側に引き出されている。保安素子29も定着ベルト23の内側のコイル32による発熱量が最も高い領域に接触させて、その部分の温度を検出する。本実施例では、保安素子29は、図3・図8のように、内部コア26の開口部26aよりも定着ベルト回転方向上流側の発熱量が一番高い位置で定着ベルト内面に当接するように、板バネ43によって加圧されている。 In the present embodiment, an insulating seat portion 42 in which the base portion of the second leaf spring 43 is molded is fixed to the inner surface of the pressure stay 25. The second leaf spring 42 also extends to the outside of the inner core 26 through the opening 25 a of the pressure stay 25 and the opening 26 a of the inner core 26. The leaf spring 42 is bent near the opening of the inner core 26 and upstream of the opening 26a in the fixing belt rotation direction, and a safety element (thermal fuse) 29 is attached to and supported at the tip. . The security element 29 is elastically in contact with the inner surface of the fixing belt 23 by the elasticity of the leaf spring 43 at a substantially central position in the longitudinal direction of the fixing belt 23. The leaf spring 43 may or may not serve as the electrode of the safety element 29. However, when the lead wire 29a is provided separately, the leaf spring 43 is provided with heat resistance inside the leaf spring 42 in order to prevent friction with the fixing belt 23. It is better to fix with tape. The safety element 29 is connected in series to the excitation circuit 101 via a lead wire 29a. The lead wire 29a traverses the inside of the pressure stay 25 from the insulating seat portion 42 and is drawn outward from one end portion (left end portion) of the fixing belt 23 in the rotation axis direction, like the signal wire 28a of the temperature sensor 28. Yes. The security element 29 is also brought into contact with a region where the amount of heat generated by the coil 32 inside the fixing belt 23 is the highest, and the temperature of that portion is detected. In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 8, the safety element 29 is in contact with the inner surface of the fixing belt at a position where the amount of heat generation is higher on the upstream side in the fixing belt rotation direction than the opening 26 a of the inner core 26. The plate spring 43 is pressed.

保安素子29は、定着装置12が何らかの原因で熱暴走して定着ベルト23の温度が許容温度以上に過熱状態になったときオフ動作して、励磁回路101からコイル32への電力供給を素早く遮断するものである。画像形成ジョブ実行中であれば、ジョブの中断も連動して行われる。その結果、定着装置(定着ベルト)が破損に至ってしまうのを防止することができる。その際、画像形成装置、特に定着装置が異常状態である旨を、画像形成装置に設けられた液晶表示部からなる操作部102(図7)に表示させて操作者に対し修復を促すため制御回路部100が信号を出力する。 The safety element 29 is turned off when the fixing device 12 is caused to run out of heat for some reason and the temperature of the fixing belt 23 is overheated to an allowable temperature or more, and the power supply from the excitation circuit 101 to the coil 32 is quickly cut off. To do. If an image forming job is being executed, the job is also interrupted. As a result, the fixing device (fixing belt) can be prevented from being damaged. At this time, control is performed to display the fact that the image forming apparatus, particularly the fixing device is in an abnormal state, on the operation unit 102 (FIG. 7) including a liquid crystal display unit provided in the image forming apparatus to prompt the operator to repair the image forming apparatus. The circuit unit 100 outputs a signal.

内部コア26に設けられた開口部26aと加圧ステイ25に設けられた開口部25aの大きさは同等である。若しくは内部コア26に設けられた開口部26aは加圧ステイ25に設けられた開口部25aよりも大きさが小さい。即ち、加圧ステイ25及び内部コア26の開口部25aと26aは、コイル32により金属製の加圧ステイ25に誘導電流を発生させないように、開口部26aの開口幅の方が開口部25a開口幅よりも狭く構成されることが望ましい。これは、定着ベルト23内の金属製の加圧ステイ25に誘導電流が発生すると、加圧ステイ25に磁場を妨げる方向に電流が流れ、その反磁場が定着ベルト23の発熱量を低下させてしまうからである。また、加圧ステイ25の開口部25aの開口幅として、加圧ステイ25の長手方向長さ360mmのうち、長手方向に80mm以上の開口幅を設けると、加圧ステイ25の撓み強度が不足する。そのため、定着ニップ部N内の加圧力が不均一になり光沢ムラなどの画像不良が発生するおそれがある。この点から、加圧ステイ25の開口部25aの長手開口幅は、加圧ステイ25の長手方向長さの20%以下に抑えることが望ましい。即ち、加圧ステイ25に設けられた開口部25aの加圧ステイ長手方向(金属ステイ長手方向)における開口幅は、加圧ステイ25の長さの20%以下である。内部コア26は、図4の分割線aで示すように、複数のコアを張り合わせるようにして、加圧ステイ25の外側を覆っている。内部コア26の開口部26aは、部分的に複数コアの間隔を大きくすることで形成する。   The size of the opening 26a provided in the inner core 26 and the size of the opening 25a provided in the pressure stay 25 are the same. Alternatively, the opening 26 a provided in the inner core 26 is smaller in size than the opening 25 a provided in the pressure stay 25. That is, the openings 25a and 26a of the pressure stay 25 and the inner core 26 have an opening width of the opening 25a so that an induction current is not generated in the metal pressure stay 25 by the coil 32. It is desirable to be configured narrower than the width. This is because when an induced current is generated in the metal pressure stay 25 in the fixing belt 23, a current flows in the direction of the magnetic field in the pressure stay 25, and the demagnetizing field reduces the heat generation amount of the fixing belt 23. Because it ends up. Further, if the opening width of the opening portion 25a of the pressure stay 25 is set to an opening width of 80 mm or more in the longitudinal direction among the length 360mm of the pressure stay 25, the bending strength of the pressure stay 25 is insufficient. . Therefore, the applied pressure in the fixing nip portion N is not uniform, and there is a possibility that image defects such as uneven glossiness may occur. From this point, it is desirable that the longitudinal opening width of the opening 25 a of the pressure stay 25 be suppressed to 20% or less of the length of the pressure stay 25 in the longitudinal direction. That is, the opening width of the opening 25 a provided in the pressure stay 25 in the pressure stay longitudinal direction (metal stay longitudinal direction) is 20% or less of the length of the pressure stay 25. The inner core 26 covers the outside of the pressure stay 25 so that a plurality of cores are bonded together as indicated by a dividing line a in FIG. The opening 26a of the inner core 26 is formed by partially increasing the interval between the plurality of cores.

次に、温度センサ28の配置と、温度センサ28の信号線28aの配線ために内部コア26及び加圧ステイ25の一部に開口部26a・25aを具備させたときの定着ベルト断面の発熱分布について詳述する。   Next, the heat distribution of the cross section of the fixing belt when the openings 26a and 25a are provided in a part of the inner core 26 and the pressure stay 25 for the arrangement of the temperature sensor 28 and the wiring of the signal line 28a of the temperature sensor 28. Will be described in detail.

図9・図10は、定着装置横断面における、コイル32と、定着ベルト23と、内部コア26と、加圧ステイ25と、の展開模式図と、定着ベルト23の周方向の発熱量分布図である。部分Aは、巻きまわされたコイル32の横断面における内幅部分(コイル中心部の磁性体コア33a部分)に対応している部分である。部分Bは、巻きまわされたコイル32の横断面における内幅部分よりも定着ベルト回転方向の上流側と下流側の各コイル部分の幅方向中央部に対応している部分である。   FIG. 9 and FIG. 10 are developed schematic views of the coil 32, the fixing belt 23, the inner core 26, and the pressure stay 25, and a calorific value distribution diagram in the circumferential direction of the fixing belt 23 in the cross section of the fixing device. It is. The portion A is a portion corresponding to the inner width portion (the magnetic core 33a portion at the center of the coil) in the cross section of the wound coil 32. The portion B is a portion corresponding to the central portion in the width direction of each coil portion on the upstream side and the downstream side in the rotation direction of the fixing belt with respect to the inner width portion in the cross section of the wound coil 32.

図9の(a)は、内部コア26及び加圧ステイ25に開口部26a・25aを具備させていない場合である。このとき、定着ベルト23の周方向の発熱量分布は、部分B・Bでの発熱が高くなり、部分Aでの発熱が低くなる。これは、コイル32が定着ベルト23の面方向に作る磁場が、部分Bでは、巻きまわされたコイルが同方向に流れる電流により、磁場を強め合って発熱量を高くしているからである。部分Aでは、巻きまわされたコイル32の横断面における内幅部分よりも定着ベルト回転方向上流側と下流側の各コイル部分の間で、互いに逆方向に流れる電流よって、定着ベルト23の面方向の磁場を弱めて発熱量を低下させている。   FIG. 9A shows a case where the inner core 26 and the pressure stay 25 are not provided with openings 26a and 25a. At this time, the heat generation amount distribution in the circumferential direction of the fixing belt 23 increases heat generation in the portions B and B and decreases heat generation in the portion A. This is because the magnetic field generated by the coil 32 in the direction of the surface of the fixing belt 23 increases the amount of heat generated by strengthening the magnetic field by the current flowing in the same direction in the portion B. In the portion A, the surface direction of the fixing belt 23 is caused by currents flowing in opposite directions between the coil portions on the upstream side and the downstream side in the fixing belt rotation direction relative to the inner width portion in the cross section of the wound coil 32. The amount of heat generated is reduced by weakening the magnetic field.

このことから、温度センサ28の温度検知に基いて定着ベルト23の温度を正確に制御するためには、定着ベルト23の発熱量の低い部分Aではなく、発熱量の高い部分Bに温度センサ28の検出部を設ける必要がある。   Therefore, in order to accurately control the temperature of the fixing belt 23 based on the temperature detection of the temperature sensor 28, the temperature sensor 28 is not connected to the portion B where the heat generation amount of the fixing belt 23 is high but the portion B where the heat generation amount is high. It is necessary to provide a detector.

また、図9の(a)の場合の定着ベルト23の発熱効率は、0.96であった。ベルト発熱効率は、インピーダンスアナライザ(横河ヒューレットパッカード社製4194A)で測定したコイル単体での抵抗Rc(Ω)と定着ベルトを対向させた状態での抵抗Rc+b(Ω)から、ベルト発熱効率=1−(Rc/Rc+b)で、算出している。この式の意味するところは、全体(コイル+定着ベルト)の発熱に対する定着ベルトの発熱比率を意味している。たとえば、コイルと定着ベルトの距離が離れ、磁気結合が弱くなったときなどは、定着ベルトに流れる電流が減る。その結果、コイル自身で循環する電流が多くなり、コイルで発熱する比率が多くなってしまう。このように、発熱効率を比較することで、定着ベルトを効率よく加熱できているかどうか判断することができるのである。   Further, the heat generation efficiency of the fixing belt 23 in the case of FIG. 9A was 0.96. The belt heat generation efficiency is calculated from the resistance Rc (Ω) of the single coil measured by an impedance analyzer (Yokogawa Hewlett Packard 4194A) and the resistance Rc + b (Ω) in a state where the fixing belt is opposed to the belt. -(Rc / Rc + b). The meaning of this expression means the heat generation ratio of the fixing belt to the heat generation of the whole (coil + fixing belt). For example, when the distance between the coil and the fixing belt increases and the magnetic coupling becomes weak, the current flowing through the fixing belt decreases. As a result, the current circulating in the coil itself increases, and the ratio of heat generation in the coil increases. Thus, by comparing the heat generation efficiency, it can be determined whether or not the fixing belt can be efficiently heated.

次に、図9の(b)及び図10を用いて、温度センサ28の信号線28aの這いまわしのために、内部コア26及び加圧ステイ25の一部に開口部26a・25aを具備させた場合を説明する。   Next, with reference to FIG. 9B and FIG. 10, openings 26 a and 25 a are provided in a part of the inner core 26 and the pressure stay 25 in order to rotate the signal line 28 a of the temperature sensor 28. The case will be described.

実施例1:図9の(b)
図9の(b)のように、内部コア26及び加圧ステイ25の開口部26a・25aを部分Aに具備させた場合である。開口部26aと25aの定着ベルト周方向の開口幅はコイル32の横断面における内幅Dと同じ5mm、長手方向の開口幅も5mmとした。
Example 1: (b) of FIG.
As shown in FIG. 9B, the portion A is provided with the inner core 26 and the openings 26 a and 25 a of the pressure stay 25. The opening width in the circumferential direction of the fixing belt of the openings 26a and 25a is 5 mm, which is the same as the inner width D in the cross section of the coil 32, and the opening width in the longitudinal direction is also 5 mm.

即ち、本実施例1は、コイル32が定着ベルト23の面内の磁場を弱める部分Aに対応する、内部コア26の部分と加圧ステイ25の部分とに開口部26a・25aを具備させたものである。   That is, according to the first embodiment, the openings 32a and 25a are provided in the portion of the inner core 26 and the portion of the pressure stay 25 corresponding to the portion A where the coil 32 weakens the magnetic field in the plane of the fixing belt 23. Is.

本実施例1における定着ベルト23の周方向の発熱量分布は、内部コア26及び加圧ステイ25に開口部26a・25aを具備させていない図9の(a)の場合とほぼ同じ発熱分布が得られた。発熱効率も図9の(a)の場合と同じ0.96であった。   The calorific value distribution in the circumferential direction of the fixing belt 23 according to the first exemplary embodiment is substantially the same as that in the case of FIG. 9A in which the inner core 26 and the pressure stay 25 are not provided with the openings 26a and 25a. Obtained. The heat generation efficiency was 0.96, the same as in the case of FIG.

比較例1:図10の(a)
図10の(a)のように、内部コア26及び加圧ステイ25の開口部26a・25aを部分Bに具備させた場合である。開口部26aと25aの定着ベルト周方向の開口幅はコイル32の横断面における内幅Dと同じ5mm、長手方向の開口幅も5mmとした。
Comparative Example 1: (a) of FIG.
As shown in FIG. 10A, the portion B is provided with the inner core 26 and the openings 26 a and 25 a of the pressure stay 25. The opening width in the circumferential direction of the fixing belt of the openings 26a and 25a is 5 mm, which is the same as the inner width D in the cross section of the coil 32, and the opening width in the longitudinal direction is also 5 mm.

即ち、この比較例1は、コイル32の電流による周方向の磁界がもっとも強くなる部分Bに対応する、内部コア26の部分と加圧ステイ25の部分とに開口部26a・25aを具備させたものである。   That is, in this comparative example 1, the openings 26a and 25a are provided in the portion of the inner core 26 and the portion of the pressure stay 25 corresponding to the portion B where the circumferential magnetic field due to the current of the coil 32 is the strongest. Is.

この比較例1における定着ベルト23の周方向の発熱量分布は、開口部26a・25aに対応する部分の発熱量が低下してしまっている。このときの発熱効率は、0.91であった。   In the heat generation amount distribution in the circumferential direction of the fixing belt 23 in the comparative example 1, the heat generation amount in the portions corresponding to the openings 26a and 25a is reduced. The heat generation efficiency at this time was 0.91.

比較例2:図10の(b)
図10の(b)のように、内部コア26及び加圧ステイ25の開口部26a・25aを、コイル32の対向域の外側部分Cに具備させた場合である。開口部26aと25aの定着ベルト周方向の開口幅はコイル32の横断面における内幅Dと同じ5mm、長手方向の開口幅も5mmとした。
Comparative Example 2: (b) of FIG.
As shown in FIG. 10B, the inner core 26 and the openings 26 a and 25 a of the pressure stay 25 are provided in the outer portion C of the opposed region of the coil 32. The opening width in the circumferential direction of the fixing belt of the openings 26a and 25a is 5 mm, which is the same as the inner width D in the cross section of the coil 32, and the opening width in the longitudinal direction is also 5 mm.

この比較例2における定着ベルト23の周方向の発熱量分布は、開口部26a・25aに対応する部分の発熱量が低下してしまっている。このときの発熱効率は、0.92であった。   In the heat generation amount distribution in the circumferential direction of the fixing belt 23 in the comparative example 2, the heat generation amount in the portions corresponding to the openings 26a and 25a is reduced. The heat generation efficiency at this time was 0.92.

比較例3:図10の(c)
実施例1において、内部コア26及び加圧ステイ25の開口部26a・25aについて、定着ベルト周方向の開口幅をコイル32の内幅D(5mm)よりも広い7mmとし場合である(図10の(c))。
Comparative Example 3: (c) of FIG.
In the first embodiment, the openings 26a and 25a of the inner core 26 and the pressure stay 25 are 7 mm wider than the inner width D (5 mm) of the coil 32 in the circumferential direction of the fixing belt (FIG. 10). (C)).

この比較例3のように、内部コア26の開口部26aの定着ベルト周方向の開口幅をコイル32の内幅Dよりも広くしてしまうと、コイル中心部の磁性体コア33aと内部コア26との間隔が広くなる。その結果、磁気結合が弱くなり、結果として、定着ベルト23の発熱量を低下させてしまう。このときの発熱効率は0.93であった。よって、磁気結合が弱くなりすぎないために、開口部26a・25aの開口幅は、コイル32の内幅Dよりも狭いことが望ましい。   If the opening width of the opening 26a of the inner core 26 in the fixing belt circumferential direction is made wider than the inner width D of the coil 32 as in the comparative example 3, the magnetic core 33a and the inner core 26 at the center of the coil. The interval between and becomes wider. As a result, the magnetic coupling becomes weak, and as a result, the heat generation amount of the fixing belt 23 is reduced. The heat generation efficiency at this time was 0.93. Therefore, it is desirable that the opening widths of the openings 26a and 25a are narrower than the inner width D of the coil 32 so that the magnetic coupling does not become too weak.

以上のように、本実施例では、定着ベルト23の発熱量がもっとも高い場所Bに温度センサ28の温度検知部を配置する。また、コイル23が定着ベルト23の磁場を弱めている領域Aに、内部コア26及び加圧ステイ25の開口部26a・25aの開口幅を定着ベルト周方向でコイル32の内幅Dよりも狭く構成する。そして、加圧ステイ25の内側に温度センサ28の信号線28aを配置した。   As described above, in this embodiment, the temperature detection unit of the temperature sensor 28 is disposed at the location B where the heat generation amount of the fixing belt 23 is the highest. Further, in the region A where the coil 23 weakens the magnetic field of the fixing belt 23, the opening widths of the inner core 26 and the openings 26 a and 25 a of the pressure stay 25 are narrower than the inner width D of the coil 32 in the fixing belt circumferential direction. Configure. A signal line 28 a of the temperature sensor 28 is disposed inside the pressure stay 25.

このように構成することで、温度センサ28の信号線28aのノイズ、損傷、定着ベルト23の発熱量の低下を防ぎ、定着ベルト23の発熱量のもっとも高い部分で精度よく均一に温度制御することが可能になる。   With this configuration, noise and damage of the signal line 28a of the temperature sensor 28 and a decrease in the heat generation amount of the fixing belt 23 can be prevented, and temperature control can be performed accurately and uniformly at the portion where the heat generation amount of the fixing belt 23 is the highest. Is possible.

本実施例では、加圧ステイ25に張り合わされた複数の内部コア26の隙間を開けることにより開口部26aを形成したが、内部コア26に穴を開けることで開口部26aを形成してもよい。   In the present embodiment, the opening 26 a is formed by opening a gap between the plurality of internal cores 26 bonded to the pressure stay 25, but the opening 26 a may be formed by making a hole in the internal core 26. .

また、本実施例では、温度検知素子としてのサーミスタについての実施例を記載したが、サーモスイッチや温度ヒューズなどに適用してもなんら問題はない。   In this embodiment, the thermistor as the temperature detection element is described as an example. However, there is no problem even if it is applied to a thermo switch, a temperature fuse, or the like.

以上の実施例においては発熱部材としてベルト部材を用いる構成であったが、発熱部材としてより薄膜のフィルム部材を用いる構成であってもベルト部材を用いる構成と同様の効果を得ることができる。   In the embodiment described above, the belt member is used as the heat generating member. However, the same effect as the configuration using the belt member can be obtained even if a thin film member is used as the heat generating member.

本発明の画像加熱装置は実施例の画像加熱定着装置としてばかりではなく、その他、例えば、画像を担持した記録材を加熱して光沢等の表面性を改質する画像加熱装置、仮定着する画像加熱装置等としても使用できる。また、インクジェット方式の画像形成装置において、インクジェット方式で画像形成された記録材を乾燥させる画像加熱装置としても使用できる。   The image heating apparatus of the present invention is not only used as the image heating and fixing apparatus of the embodiment, but also, for example, an image heating apparatus that heats a recording material carrying an image and modifies surface properties such as glossiness, and an image to be worn. It can also be used as a heating device. Further, in an ink jet image forming apparatus, it can also be used as an image heating apparatus for drying a recording material on which an image is formed by an ink jet system.

実施例の定着装置(画像加熱装置)の要部の正面模型図である。It is a front model figure of the principal part of the fixing device (image heating device) of an example. 同じく縦断正面模型図である。It is also a longitudinal front model view. 図1の(3)−(3)線に沿う拡大横断面模型図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional model view taken along line (3)-(3) in FIG. 1. ベルトユニットの構成部材の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the structural member of a belt unit. 定着ベルトの層構成模型図である。FIG. 3 is a layer configuration model diagram of a fixing belt. コイルの平面図である。It is a top view of a coil. 制御系統のブロック図である。It is a block diagram of a control system. 定着ベルトのコイルユニットとの対向部(展開図)における発熱量分布図である。It is a calorific value distribution diagram in a portion (development view) facing the coil unit of the fixing belt. 実施例1の発熱分布の説明図である。It is explanatory drawing of the heat_generation | fever distribution of Example 1. FIG. 比較例の発熱分布の説明図である。It is explanatory drawing of the heat_generation | fever distribution of a comparative example. 画像形成装置例の概略構成模型図である。1 is a schematic configuration model diagram of an example of an image forming apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

12・・定着装置(画像加熱装置)、21・・ベルトユニット、22・・加圧ローラ(加圧部材)、31・・コイルユニット、N・・ニップ部(定着ニップ部)、23・・定着ベルト(加熱ベルト)、23a・・導電層、25・・加圧ステイ(金属ステイ)、26・・内部磁性部材、25a・26a・・開口部、28・・温度検知素子、28a・・信号線、31・・加熱手段、32・・コイル、33・・磁性体コア、33a・・コイル中心部の磁性体コア、T・・画像、P・・記録材   12 .... Fixing device (image heating device), 21 .... belt unit, 22 .... pressure roller (pressure member), 31..coil unit, N..nip portion (fixing nip portion), 23..fixing Belt (heating belt), 23a ... conductive layer, 25 ... pressure stay (metal stay), 26 ... internal magnetic member, 25a, 26a ... opening, 28 ... temperature sensing element, 28a ... signal line 31 .. Heating means, 32 .. Coil, 33 .. Magnetic core, 33 a .. Magnetic core in the center of the coil, T .. Image, P .. Recording material

Claims (6)

導電層を有し回転可能な加熱ベルトと、前記加熱ベルトの外周面と圧接し回転可能な加圧部材と、前記加熱ベルトの内部にあって前記加熱ベルトを前記加圧部材の方向に向かって押圧する金属ステイと、前記金属ステイの加熱ベルト内周面側を覆い、前記加熱ベルトの内面に近接して配置された内部磁性部材と、前記加熱ベルトの外側に配設されていて前記加熱ベルトの前記導電層に誘導電流を発生させるコイルと磁性体コアを有する加熱手段であって、前記コイルは前記磁性体コアの一部を巻きつけるように構成された加熱手段と、前記加熱ベルトの温度を検知する温度検知素子と、前記温度検知素子の検出値に基づき前記加熱ベルトの温度制御を行う温度制御手段と、を有し、前記加熱ベルトと前記加圧部材とのニップ部で画像を担持した記録材を加熱する画像加熱装置において、
前記温度検知素子は前記加熱ベルトの内面に当接されており、前記温度検知素子の信号線は、前記内部磁性部材及び前記金属ステイとに対して、前記磁性体コアの前記コイルが巻きつけられた一部との対向位置において設けられた開口部を通して前記金属ステイの内側に配線され、前記金属ステイの端部から引き出されていることを特徴とする画像加熱装置。
A heating belt that has a conductive layer and is rotatable, a pressure member that is in pressure contact with the outer peripheral surface of the heating belt and is rotatable, and is located inside the heating belt so that the heating belt is directed toward the pressure member. A metal stay to be pressed, an inner magnetic member covering the inner peripheral surface of the heating belt of the metal stay, and disposed in the vicinity of the inner surface of the heating belt; and the heating belt disposed on the outer side of the heating belt. Heating means having a coil for generating an induced current in the conductive layer and a magnetic core, wherein the coil is configured to wind a part of the magnetic core, and the temperature of the heating belt. And a temperature control means for controlling the temperature of the heating belt based on the detection value of the temperature detection element, and carries an image at a nip portion between the heating belt and the pressure member. Shi An image heating apparatus for heating a recording material,
The temperature detection element is in contact with the inner surface of the heating belt, and the coil of the magnetic core is wound around the signal line of the temperature detection element around the internal magnetic member and the metal stay. An image heating apparatus, wherein the image heating apparatus is wired inside the metal stay through an opening provided at a position facing a part of the metal stay, and drawn from an end of the metal stay.
前記温度検知素子は前記加熱ベルトの内面において加熱ベルト周方向に関して発熱量がもっとも高い部分に当接していることを特徴とする請求項1に記載の画像加熱装置。   2. The image heating apparatus according to claim 1, wherein the temperature detection element is in contact with a portion of the inner surface of the heating belt that generates the highest amount of heat in the circumferential direction of the heating belt. 前記開口部の加熱ベルト周方向の幅が、巻きまわされた前記コイルの横断面における内幅よりも狭いことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像加熱装置。   3. The image heating apparatus according to claim 1, wherein a width of the opening in a circumferential direction of the heating belt is narrower than an inner width in a cross section of the wound coil. 前記金属ステイに設けられた前記開口部の金属ステイ長手方向における開口幅は、加圧ステイの長さの20%以下であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の画像加熱装置。   4. The image heating according to claim 1, wherein an opening width of the opening provided in the metal stay in a longitudinal direction of the metal stay is 20% or less of a length of the pressure stay. 5. apparatus. 前記磁性体コアに設けられた前記開口部と前記金属ステイに設けられた前記開口部の大きさは同等である、若しくは前記磁性体コアに設けられた前記開口部は前記金属ステイに設けられた前記開口部よりも大きさが小さいことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の画像加熱装置。   The opening provided in the magnetic core and the opening provided in the metal stay have the same size, or the opening provided in the magnetic core is provided in the metal stay. The image heating apparatus according to claim 1, wherein the image heating apparatus is smaller in size than the opening. 前記温度検知素子は前記開口部よりも加熱ベルト回転方向の下流側において前記加熱ベルトの内面に当接していることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の画像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 1, wherein the temperature detection element is in contact with an inner surface of the heating belt at a downstream side of the opening in the rotation direction of the heating belt.
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