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JP2001235964A - Fixing device - Google Patents

Fixing device

Info

Publication number
JP2001235964A
JP2001235964A JP2000044394A JP2000044394A JP2001235964A JP 2001235964 A JP2001235964 A JP 2001235964A JP 2000044394 A JP2000044394 A JP 2000044394A JP 2000044394 A JP2000044394 A JP 2000044394A JP 2001235964 A JP2001235964 A JP 2001235964A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fixing roller
temperature
fixing
detecting means
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000044394A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3678272B2 (en
Inventor
Yusuke Sakagami
裕介 坂上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2000044394A priority Critical patent/JP3678272B2/en
Publication of JP2001235964A publication Critical patent/JP2001235964A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3678272B2 publication Critical patent/JP3678272B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
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  • General Induction Heating (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度検出手段を定着ローラの表面に接触させ
ることなく適正な温度の検出を可能とし、良好なトナー
定着画像を得る。 【解決手段】 定着ローラ3、4、5、6、加圧ローラ
8、9、10、定着ローラに対して一定のギャップを維
持して交流磁界を与えて加熱するコイル1、定着ローラ
の温度を検出する温度検出手段7、及びコイルに交流電
流を流し該交流電流を検出温度に基づき制御することに
より定着ローラの温度を制御する制御手段を備えた誘導
加熱定着装置において、温度検出手段7を定着ローラの
端部の渦電流発生位置近傍に配置し、定着ローラの加熱
層5に発生する渦電流の発生分布を考慮した位置で適正
温度を検出できるようにする。定着ローラは、芯金3と
弾性層4と導電性の加熱層5と離型層6からなり、温度
検出手段7は、定着ローラの端部の渦電流発生位置近傍
であって定着ローラの加熱層内周に配置する。
PROBLEM TO BE SOLVED: To detect a proper temperature without bringing a temperature detecting means into contact with the surface of a fixing roller, and to obtain a good toner fixed image. SOLUTION: A fixing roller 3,4,5,6, a pressure roller 8,9,10, a coil 1 for heating by applying an alternating magnetic field while maintaining a constant gap to the fixing roller, a temperature of the fixing roller. In the induction heating fixing apparatus, the temperature detecting means 7 is provided with a temperature detecting means 7 for detecting, and a control means for controlling the temperature of the fixing roller by flowing an alternating current to the coil and controlling the alternating current based on the detected temperature. It is arranged near the eddy current generating position at the end of the roller, so that an appropriate temperature can be detected at a position in consideration of the generation distribution of the eddy current generated in the heating layer 5 of the fixing roller. The fixing roller comprises a cored bar 3, an elastic layer 4, a conductive heating layer 5 and a release layer 6, and a temperature detecting means 7 is located near an eddy current generating position at an end of the fixing roller and heats the fixing roller. It is arranged on the inner circumference of the layer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタの定着装
置、特に電子写真方式のプリンタの定着装置や、インク
ジェットプリンタの溶媒を乾燥させる定着装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing device for a printer, and more particularly to a fixing device for an electrophotographic printer and a fixing device for drying a solvent of an ink jet printer.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4はハロゲンランプを加熱源にした従
来の定着装置の例を示す図であり、21は定着ローラ、
22は加圧ローラ、23はハロゲンランプ、24はトナ
ー像、25は記録紙、27はバネ、28は温度検出手段
を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 4 shows an example of a conventional fixing device using a halogen lamp as a heating source.
Reference numeral 22 denotes a pressure roller, 23 denotes a halogen lamp, 24 denotes a toner image, 25 denotes a recording sheet, 27 denotes a spring, and 28 denotes a temperature detecting means.

【0003】プリンタの定着装置には、ハロゲンランプ
を加熱源にしたものや電磁誘導加熱装置を熱源としたも
のがある。ハロゲンランプを加熱源にした従来の定着装
置は、図4に示すように中空状の定着ローラ21の中心
に略円筒状のハロゲンランプ23が配置され、電流を流
すことによってハロゲンランプ23から赤外線を主体と
した電磁波が放射され、定着ローラ21の内側に到達し
熱に変わる。その熱は、定着ローラ21の外側に伝達さ
れ、定着ローラ21と加圧ローラ22との挟まれたマー
キング材(トナー像24)を持つ記録紙25をバネ27
により加圧しながら加熱し、マーキング材24を定着す
る。温度検出手段28により定着ローラ21の外側の温
度を検出し、制御回路によりその検出温度に基づきハロ
ゲンランプ23の電流を制御して、定着ローラ21の温
度を制御する。
[0003] As a fixing device of a printer, there are a fixing device using a halogen lamp as a heat source and a fixing device using an electromagnetic induction heating device as a heat source. In a conventional fixing device using a halogen lamp as a heat source, a substantially cylindrical halogen lamp 23 is disposed at the center of a hollow fixing roller 21 as shown in FIG. The main electromagnetic wave is radiated and reaches the inside of the fixing roller 21 to be converted into heat. The heat is transmitted to the outside of the fixing roller 21, and the recording paper 25 having the marking material (toner image 24) sandwiched between the fixing roller 21 and the pressure roller 22 is moved by a spring 27.
The marking material 24 is fixed by heating while pressing. The temperature of the fixing roller 21 is controlled by detecting the temperature outside the fixing roller 21 by the temperature detecting unit 28 and controlling the current of the halogen lamp 23 based on the detected temperature by the control circuit.

【0004】一方、電磁誘導加熱装置を熱源とした従来
の定着装置には、種々の提案がなされており、例えば温
度検出手段を金属にしたもの(特開平8−6413号公
報参照)、感音部材が誘導発熱するもの(特開平9−1
97851号公報参照)、同じく誘導発熱する感音部材
を過昇温防止に利用するもの(特開平9−197852
号公報参照)、ニップ部に無磁界空間を設けてその中に
温度検知部材を設けたもの(特開平9−305045号
公報参照)、定着スリーブの内側の誘導電流が密になる
位置に温度検出手段を設けるもの(特開平10−691
87号公報参照)などがある。
On the other hand, various proposals have been made for a conventional fixing device using an electromagnetic induction heating device as a heat source, for example, a device in which the temperature detecting means is made of metal (see JP-A-8-6413), a sound sensor. The member generates induced heat (Japanese Patent Laid-Open No. 9-1
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-197852), which uses a sound-sensitive member that also generates heat to prevent excessive temperature rise.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-305045), a non-magnetic field space provided in a nip portion and a temperature detecting member provided therein (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-305045). Providing means (Japanese Patent Laid-Open No. 10-691)
No. 87).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図4に示すハ
ロゲンランプを加熱源にした従来の定着装置の場合にお
いては、定着ローラ21の中にハロゲンランプ23が配
置されるため、定着ローラ21の内側に温度検出手段2
8を設けると、温度検出手段28がハロゲンランプ23
からの電磁波を遮るので、定着ローラ21の温度を正確
に検出することが困難であった。そのため、温度検出手
段28は、図示のように定着ローラ21の外周に取り付
けられているが、その結果、定着ローラ21の表面に摺
動痕を残してしまって定着画像にその痕跡が現れるた
め、画像劣化につながるという問題があった。
However, in the case of the conventional fixing device using a halogen lamp as a heat source as shown in FIG. 4, since the halogen lamp 23 is disposed inside the fixing roller 21, Temperature detection means 2 inside
8 is provided, the temperature detecting means 28
Therefore, it is difficult to accurately detect the temperature of the fixing roller 21 because the electromagnetic wave is blocked. Therefore, the temperature detecting means 28 is attached to the outer periphery of the fixing roller 21 as shown in the figure, but as a result, a sliding mark is left on the surface of the fixing roller 21 and the mark appears on the fixed image. There is a problem that it leads to image deterioration.

【0006】電磁誘導加熱装置を熱源とした従来の定着
装置の場合においても、温度検出手段を金属とし、その
金属に発生する渦電流によって生じる熱で加熱される温
度を検出する定着装置では(特開平8−6413号公
報、特開平9−197851号公報、特開平9−197
852号公報)、渦電流の発生に連続したある程度の領
域が必要であり、温度検出手段をある程度厚くて大きく
しないと渦電流が発生しないため、温度検出手段が大き
くなり熱容量が大きくなって、結果として熱応答性が遅
くなるという問題があった。さらに、温度検出手段の温
度が定着ローラ又は定着フイルムの温度と同じくなると
いう保証もなく、適正な温度を検出し難いという問題が
あった。
[0006] Even in the case of a conventional fixing device using an electromagnetic induction heating device as a heat source, in a fixing device which uses a metal as a temperature detecting means and detects a temperature heated by heat generated by eddy current generated in the metal, it is necessary to provide a special feature. JP-A-8-6413, JP-A-9-197851, JP-A-9-197
No. 852), it is necessary to have a certain area continuous for the generation of eddy current, and eddy current will not be generated unless the temperature detecting means is thick and large to some extent, so that the temperature detecting means becomes large and the heat capacity becomes large. As a result, there has been a problem that the thermal response becomes slow. Further, there is no guarantee that the temperature of the temperature detecting means is equal to the temperature of the fixing roller or the fixing film, and there is a problem that it is difficult to detect an appropriate temperature.

【0007】また、ニップ部に無磁界空間を設けてその
中に温度検知部材を設けた定着装置では(特開平9−3
05045号公報)、熱容量の小さい定着フイルムを利
用して無磁界空間を作り、そこに温度検出手段を設ける
ので、そこは渦電流が発生しないところになり適正な定
着温度が検出できないことになる。すなわち、定着温度
を検出する位置は、渦電流が発生するところから熱伝導
で伝わる熱で加熱されるのみであり、しかも定着フイル
ムのように熱容量が小さい場合には、記録紙やトナーに
熱が直ぐに奪われるため、温度検出が難しくなる。
Further, in a fixing device in which a non-magnetic field space is provided in a nip portion and a temperature detecting member is provided therein (Japanese Patent Laid-Open No. 9-3)
No. 05045), a non-magnetic field space is created by using a fixing film having a small heat capacity, and a temperature detecting means is provided therein, so that an eddy current is not generated in the space and an appropriate fixing temperature cannot be detected. In other words, the position where the fixing temperature is detected is only heated by the heat transmitted from the place where the eddy current is generated, and when the heat capacity is small like a fixing film, heat is applied to the recording paper or toner. Because it is immediately deprived, temperature detection becomes difficult.

【0008】定着スリーブの内側の誘導電流が密になる
位置に温度検出手段を設ける定着装置では(特開平10
−69187号公報)、定着スリーブがフレキシブルな
性質を持っているため、渦電流が疎になる上部であれば
温度検出手段が安定に接触するが、渦電流が密になって
いる部分では温度検出手段に安定に接触することが困難
であり、適正な温度検出が困難であった。
In a fixing device provided with a temperature detecting means at a position where the induced current becomes dense inside the fixing sleeve (Japanese Patent Laid-Open No.
JP-A-69187), since the fixing sleeve has a flexible property, the temperature detecting means is in stable contact with the upper portion where the eddy current is sparse, but is detected in the portion where the eddy current is dense. It was difficult to stably contact the means, and it was difficult to detect an appropriate temperature.

【0009】さらに、加熱源であるハロゲンランプの場
合には、先に述べたように定着ローラを中空状にしてそ
の中にハロゲンランプを配置することになるため、定着
ローラの温度を検出する温度センサや過昇温防止センサ
などを定着ローラの外周にしか配置できなかった。その
ため温度センサの多くは、定着ローラの外周表面にバネ
などを利用して直接に接触させていた。このように温度
センサが定着ローラの表面に直接接触していると、定着
ローラの表面に接触痕や傷が徐々に形成され、定着され
た画像に定着痕や傷が現れることになり、画像の品質を
損なう結果となっていた。
Further, in the case of a halogen lamp as a heating source, as described above, the fixing roller is hollow and the halogen lamp is disposed therein, so that the temperature at which the temperature of the fixing roller is detected is determined. A sensor and an overheating prevention sensor can be arranged only on the outer periphery of the fixing roller. For this reason, most of the temperature sensors directly contact the outer peripheral surface of the fixing roller using a spring or the like. If the temperature sensor is in direct contact with the surface of the fixing roller as described above, contact marks and scratches are gradually formed on the surface of the fixing roller, and fixing marks and scratches appear on the fixed image. The result was a loss of quality.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、温度検出手段を定着ローラの表面
に接触させることなく適正な温度の検出を可能とし、良
好なトナー定着画像を得るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to detect an appropriate temperature without bringing a temperature detecting means into contact with the surface of a fixing roller. Is what you get.

【0011】そのために本発明は、定着ローラ、加圧ロ
ーラ、前記定着ローラに対して交流磁界を与えて加熱す
るコイル、前記定着ローラの温度を検出する温度検出手
段、及び前記コイルに交流電流を流し該交流電流を前記
検出温度に基づき制御することにより前記定着ローラの
温度を制御する制御手段を備えた誘導加熱定着装置にお
いて、前記温度検出手段を前記定着ローラの端部の渦電
流発生位置近傍に配置したことを特徴とし、前記温度検
出手段は、保護層、温度センサー、ヒンジ部から構成さ
れ、前記加熱層の内周に与圧を持って接触するように配
置し、前記コイルは、前記定着ローラに対して外側に一
定のギャップを維持して軸方向に渦巻き状に巻いて配置
したことを特徴とするものである。
For this purpose, the present invention provides a fixing roller, a pressure roller, a coil for applying an AC magnetic field to the fixing roller to heat it, temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing roller, and applying an AC current to the coil. In an induction heating fixing device having control means for controlling the temperature of the fixing roller by controlling the alternating current based on the detected temperature, the temperature detecting means may be located near an eddy current generating position at an end of the fixing roller. Wherein the temperature detecting means is constituted by a protective layer, a temperature sensor, and a hinge portion, and is disposed so as to come into contact with the inner periphery of the heating layer with a pressurized force. The fixing roller is characterized in that it is spirally wound in the axial direction while maintaining a constant gap outside the fixing roller.

【0012】また、定着ローラ、加圧ローラ、前記定着
ローラに対して交流磁界を与えて加熱するコイル、前記
定着ローラの温度を検出する温度検出手段、及び前記コ
イルに交流電流を流し該交流電流を前記検出温度に基づ
き制御することにより前記定着ローラの温度を制御する
制御手段を備えた誘導加熱定着装置において、前記定着
ローラは、芯金と弾性層と導電性の加熱層と離型層から
なり、前記温度検出手段は、前記定着ローラの端部の渦
電流発生位置近傍であって前記定着ローラの加熱層内周
に配置したことを特徴とし、前記温度検出手段は、保護
層、温度センサー、ヒンジ部から構成され、前記加熱層
の内周に与圧を持って接触するように配置し、前記コイ
ルは、前記定着ローラに対して外側に一定のギャップを
維持して軸方向に渦巻き状に巻いて配置したことを特徴
とするものである。
A fixing roller, a pressure roller, a coil for applying an AC magnetic field to the fixing roller to heat the fixing roller, temperature detecting means for detecting a temperature of the fixing roller, and applying an alternating current to the coil to supply the alternating current to the coil. In the induction heating fixing device provided with control means for controlling the temperature of the fixing roller by controlling based on the detected temperature, the fixing roller comprises a core metal, an elastic layer, a conductive heating layer, and a release layer. Wherein the temperature detecting means is disposed near an eddy current generating position at an end of the fixing roller and on an inner periphery of a heating layer of the fixing roller, wherein the temperature detecting means comprises a protective layer, a temperature sensor, , Comprising a hinge portion, disposed so as to pressurized contact with the inner periphery of the heating layer, the coil is axially maintaining a constant gap to the fixing roller outside. It is characterized in that it has arranged wound on the winding form.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図1は本発明に係る定着装置の
実施の形態を示す図、図2はニップ形成を説明するため
の図である。図中、1はコイル、2はコイルホルダ、
3、8は芯金、4、9は弾性層、5は加熱層、6、10
は離型層、7は温度検出手段、11、12は軸受け、1
3は歯車、14はレバー、15はバネ、16は側板、1
7は穴を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing an embodiment of a fixing device according to the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining nip formation. In the figure, 1 is a coil, 2 is a coil holder,
Reference numerals 3 and 8 denote a core metal, 4 and 9 an elastic layer, 5 a heating layer, 6, 10
Is a release layer, 7 is a temperature detecting means, 11 and 12 are bearings, 1
3 is a gear, 14 is a lever, 15 is a spring, 16 is a side plate, 1
7 indicates a hole.

【0014】図1において、定着ローラは、芯金3、弾
性層4、導電性で熱容量の小さい加熱層5、離型層6か
ら構成される。芯金3には、炭素鋼、ステンレスなど、
強度を有している材料が適している。弾性層4には、シ
リコンゴム、発泡シリコンゴムなど、耐熱性があり定着
ローラと加圧ローラとの間にニップを形成するに十分な
弾性を持っている材料が適している。加熱層5には、コ
イル1からの交流磁界によって渦電流が効率的に発生す
るために、導電性が必要である。離型層6は、溶融した
トナーが定着ローラから剥離し易くするために設けるも
のであり、オフセット防止が目的である。
In FIG. 1, the fixing roller comprises a metal core 3, an elastic layer 4, a conductive heating layer 5 having a small heat capacity, and a release layer 6. The core 3 is made of carbon steel, stainless steel, etc.
Materials having strength are suitable. For the elastic layer 4, a material having heat resistance and sufficient elasticity to form a nip between the fixing roller and the pressure roller, such as silicon rubber or foamed silicon rubber, is suitable. The heating layer 5 needs to have conductivity so that an eddy current is efficiently generated by the AC magnetic field from the coil 1. The release layer 6 is provided to make the melted toner easy to separate from the fixing roller, and has a purpose of preventing offset.

【0015】離型層6の材質としては、フッ素樹脂(P
FA、PTFE、PEP)、シリコン樹脂、フッ素ゴ
ム、シリコンゴムなどが適しており、その厚さは、数1
0μm〜数100μmが望ましい。数10μm以下にな
ると記録紙との摩耗でなくなったしまい、数100μ以
上になると熱伝導率が低下して加熱層からの熱が効率的
に伝達できなくなる。
The material of the release layer 6 is a fluororesin (P
FA, PTFE, PEP), silicone resin, fluorine rubber, silicone rubber, etc. are suitable.
0 μm to several hundred μm are desirable. If it is less than several tens of μm, it is no longer abrasion to the recording paper, and if it is more than several hundreds of μm, the thermal conductivity is reduced and the heat from the heating layer cannot be transmitted efficiently.

【0016】温度検出手段7は、保護層、温度センサ
ー、ヒンジ部から構成され、加熱層5の内周にバネ性を
持って支持することにより、定着ローラが回転しても安
定に加熱層5に与圧を持って接触して温度を検出できる
ようにする。また、温度検出手段7が定着ローラの端部
に取り付けられるように弾性層4の一部が切り取られた
ような構造になっている。温度検出手段7の反対側端部
は、側板16に保持される。温度検出手段7のバネ性
は、弱いと温度検出手段7が加熱層5に安定に接触しな
くなり、強いと加熱層5を押し過ぎて変形させてしまう
ため、加熱層5の弾性とバランスする程度でよい。
The temperature detecting means 7 comprises a protective layer, a temperature sensor, and a hinge portion. The temperature detecting means 7 is supported on the inner periphery of the heating layer 5 with a spring property so that the heating layer 5 can be stably maintained even when the fixing roller rotates. To be able to detect temperature by contacting with pressure. Further, the elastic layer 4 has a structure in which a part of the elastic layer 4 is cut off so that the temperature detecting means 7 is attached to the end of the fixing roller. The opposite end of the temperature detecting means 7 is held by the side plate 16. If the spring property of the temperature detecting means 7 is weak, the temperature detecting means 7 will not stably come into contact with the heating layer 5, and if it is strong, the heating layer 5 will be pushed too much and deformed. Is fine.

【0017】コイル1は、コイルホルダ2によって保持
され、定着ローラの外周に一定のギャップを維持し、交
流磁界を与えることにより定着ローラを誘導加熱するも
のである。その構造を上面図で示したのが図1(b)で
ある。コイル1は、高周波電流が流れるため表面抵抗を
小さくしてコイルの損失を小さくする必要がある。その
ため、絶縁被覆した銅線を複数本束ねて撚ったリッツ線
を用いる。例えば直径0.5mmφの絶縁被覆した銅線
を8本撚りにして使用して渦巻き状に巻いたものであ
る。コイルホルダ2は、定着直後に記録紙がコイル1に
接触して傷などの損傷を与えないよう保護する機能も併
せ持つ。コイルホルダ2には、穴17があり、記録紙に
含まれていた水分が加熱されて放出されるので、逃がし
ておく必要がある。特に水分がコイル1に付着すると、
リッツ線で巻かれたコイル1の導体表面の絶縁被覆を劣
化させる原因になる。さらに、穴17がない場合には、
水分が溜まって一定量を超えると水滴となって記録紙上
に滴り落ちることになって、定着後の記録紙を濡らすこ
とになる。
The coil 1 is held by a coil holder 2, maintains a constant gap around the outer periphery of the fixing roller, and inductively heats the fixing roller by applying an AC magnetic field. FIG. 1B shows the structure in a top view. In the coil 1, since a high-frequency current flows, it is necessary to reduce the surface resistance and the loss of the coil. Therefore, a litz wire is used in which a plurality of insulated copper wires are bundled and twisted. For example, it is a spirally wound copper wire having a diameter of 0.5 mmφ and used by twisting eight wires. The coil holder 2 also has a function of protecting the recording paper from being in contact with the coil 1 immediately after fixing to prevent damage such as a scratch. The coil holder 2 has a hole 17 and water contained in the recording paper is heated and released, so it is necessary to release the water. Especially when moisture adheres to the coil 1,
This may cause deterioration of the insulation coating on the conductor surface of the coil 1 wound with the litz wire. Furthermore, if there is no hole 17,
If the water accumulates and exceeds a certain amount, it becomes water droplets and drops on the recording paper, and wets the fixed recording paper.

【0018】加圧ローラは、芯金8、弾性層9、必要に
応じて離型層10から構成される。芯金8は、定着ロー
ラの場合と同様である。弾性層9については、定着ロー
ラの弾性層4と加熱層5を加えた弾性に釣り合う程度の
弾性が求められる。このバランスによってニップが形成
される。定着ローラの弾性が小さいと、図2(a)に示
すように記録紙は定着ローラ側に撓み、逆に定着ローラ
の弾性が小さいと、図2(b)に示すように記録紙は加
圧ローラ側に撓むことになり、記録紙の剥離性に大きく
影響する。また、極端に定着ローラと加圧ローラの弾性
が異なり、曲率が大きくなると、封筒などのように2種
類を重ねた記録紙の場合に、シワが発生し易くなる。そ
のため、定着ローラと加圧ローラの弾性は程よくバラン
スして図2(c)に示すような水平ニップに近い状態が
望ましい。
The pressure roller comprises a cored bar 8, an elastic layer 9, and a release layer 10 if necessary. The core metal 8 is the same as that of the fixing roller. The elastic layer 9 is required to have an elasticity that is in proportion to the elasticity of the elastic layer 4 and the heating layer 5 of the fixing roller. A nip is formed by this balance. When the elasticity of the fixing roller is low, the recording paper is bent toward the fixing roller as shown in FIG. 2A, and when the elasticity of the fixing roller is low, the recording paper is pressed as shown in FIG. It will bend to the roller side, which greatly affects the releasability of the recording paper. Further, if the elasticity of the fixing roller and the pressure roller are extremely different from each other and the curvature is large, wrinkles are likely to occur in the case of two types of recording paper such as an envelope. For this reason, it is desirable that the elasticity of the fixing roller and the pressure roller be appropriately balanced and close to a horizontal nip as shown in FIG.

【0019】定着ローラ及び加圧ローラは、その両端が
軸受け11、12で側板16に保持される。定着ローラ
の場合には、回転トルクを伝達するために歯車13が取
り付けられ、歯車13を介してモータによって回転駆動
される。加圧ローラの両端の軸受け12は、レバー14
を介して、バネ15で定着ローラ側に引っ張られて、ニ
ップ荷重を形成する。このバネ15は、両方とも同じ荷
重になるように設定される。このニップ荷重が大きいと
ニップ幅が広くなり、ニップ荷重が小さいとニップ幅が
狭くなる。ニップ幅は、定着時間を決める重要なパラメ
ータであり、電子写真のプロセス速度やトナーの熱的な
性質との関係で決められる。ニップ幅が広くなると定着
時間が長くなり、ニップ幅が狭くなると定着時間が短く
なる。ただし、定着時間を長く取ろうとしてニップ荷重
を大きくすると、回転トルクも大きくなる傾向があり、
そうなるとモータが大きくなるので制約もある。
Both ends of the fixing roller and the pressure roller are held on the side plate 16 by bearings 11 and 12. In the case of the fixing roller, a gear 13 is attached for transmitting a rotational torque, and is driven to rotate by a motor via the gear 13. Bearings 12 at both ends of the pressure roller are
, Is pulled toward the fixing roller by the spring 15 to form a nip load. The springs 15 are set so that both have the same load. When the nip load is large, the nip width is large, and when the nip load is small, the nip width is small. The nip width is an important parameter that determines the fixing time, and is determined in relation to the electrophotographic process speed and the thermal properties of the toner. As the nip width increases, the fixing time increases, and as the nip width decreases, the fixing time decreases. However, if the nip load is increased in order to increase the fixing time, the rotational torque tends to increase,
In that case, the motor becomes large and there is a restriction.

【0020】図3は渦電流の発生分布と温度検出手段の
取り付け位置を説明するための図である。定着ローラ
は、一定のギャップを維持したコイル1から交流磁界を
与えることにより導電性の加熱層5に渦電流を発生させ
て加熱されるが、表皮効果のためコイル1からの交流磁
界は、定着ローラの主に表面近傍に集中することにな
る。電気抵抗率をρ、透磁率をμ、交流磁界の周波数を
f、表皮厚さをδとすると、これらの関係は、
FIG. 3 is a diagram for explaining the generation distribution of the eddy current and the mounting position of the temperature detecting means. The fixing roller is heated by generating an eddy current in the conductive heating layer 5 by applying an AC magnetic field from the coil 1 maintaining a certain gap, but the AC magnetic field from the coil 1 is fixed due to a skin effect. It will concentrate mainly near the surface of the roller. If the electrical resistivity is ρ, the magnetic permeability is μ, the frequency of the AC magnetic field is f, and the skin thickness is δ, these relationships are

【0021】[0021]

【数1】 (Equation 1)

【0022】で表される。効率よく加熱するために、コ
イル1からの交流磁界の周波数fを適切に選ぶと、コイ
ル1からの磁束がこの表皮厚さδ近傍に集中し渦電流が
効果的に発生することになる。渦電流が発生すると、電
気抵抗率ρに応じてジュール熱が発生して、定着ローラ
の温度が上昇することになる。この表皮厚さδは、材質
が炭素鋼、SUS304、SUS430などで、交流磁
界の周波数をf=25kHzとした場合、数10μm〜
数100μmになる。一方、加熱層5は、適切なニップ
を形成するために適度な弾性を持っていることが重要で
あり、数10μm以下になると耐久性が劣ってしまい、
逆に数100μm以上になると弾性を失ってしまう。
## EQU2 ## If the frequency f of the AC magnetic field from the coil 1 is appropriately selected for efficient heating, the magnetic flux from the coil 1 is concentrated near the skin thickness δ, and an eddy current is effectively generated. When the eddy current is generated, Joule heat is generated according to the electric resistivity ρ, and the temperature of the fixing roller increases. When the material is carbon steel, SUS304, SUS430 or the like and the frequency of the AC magnetic field is f = 25 kHz, the skin thickness δ is several tens μm or more.
It becomes several 100 μm. On the other hand, it is important that the heating layer 5 has an appropriate elasticity in order to form an appropriate nip.
Conversely, if it is several hundreds μm or more, elasticity is lost.

【0023】コイル1が図1(b)に示したように例え
ば定着ローラの軸方向にリッツ線を渦巻き状に巻いてな
るものである場合において、その交流磁界によって加熱
層5に発生する渦電流の分布を示したのが図3である。
コイル1からの交流磁界は、コイル1の中央部分とその
外側との間、つまり加熱層5においては丁度コイル1の
真下の部分を磁路として発生するので、図3(a)の上
から見た渦電流の発生分布、図3(b)の側方から見た
渦電流の発生分布に示すように、渦電流の発生は、軸方
向と両端部に発生する。定着ローラの端部に取り付けら
れる温度検出手段7は、図3に示すようにこの渦電流発
生位置近傍に配置される。
As shown in FIG. 1B, for example, when the coil 1 is formed by spirally winding a litz wire in the axial direction of the fixing roller, an eddy current generated in the heating layer 5 by the AC magnetic field. FIG. 3 shows the distribution of.
Since the AC magnetic field from the coil 1 is generated as a magnetic path between the central portion of the coil 1 and the outside thereof, that is, in the heating layer 5 just below the coil 1, the AC magnetic field is viewed from above in FIG. As shown in the eddy current generation distribution and the eddy current generation distribution viewed from the side in FIG. 3B, the eddy current is generated in the axial direction and at both ends. The temperature detecting means 7 attached to the end of the fixing roller is disposed near the eddy current generating position as shown in FIG.

【0024】なお 本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、定着ローラの軸方向にリッツ線を渦
巻き状に巻いてなるコイルを用いたが、軸方向に複数の
コイルを分割して配置してもよい。また、コイルと定着
ローラとの間のギャップを一定にしたが、コイルを分割
した場合には、端部と中央部でギャップを変えてもよ
い。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, a coil formed by spirally winding a litz wire in the axial direction of the fixing roller is used, but a plurality of coils may be divided and arranged in the axial direction. Further, the gap between the coil and the fixing roller is fixed, but when the coil is divided, the gap may be changed between the end and the center.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、定着ローラ、加圧ローラ、定着ローラに対し
て一定のギャップを維持して交流磁界を与えて加熱する
コイル、定着ローラの温度を検出する温度検出手段、及
びコイルに交流電流を流し該交流電流を検出温度に基づ
き制御することにより定着ローラの温度を制御する制御
手段を備えた誘導加熱定着装置において、温度検出手段
を定着ローラの端部の渦電流発生位置近傍に配置したの
で、定着ローラの加熱層に発生する渦電流の発生分布を
考慮した位置で適正温度を検出することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the fixing roller, the pressing roller, and the fixing roller are heated by applying an AC magnetic field while maintaining a constant gap. Temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing roller, and a control means for controlling the temperature of the fixing roller by passing an alternating current to the coil and controlling the alternating current based on the detected temperature. Since the fixing roller is disposed near the eddy current generating position at the end of the fixing roller, an appropriate temperature can be detected at a position in consideration of the distribution of eddy current generated in the heating layer of the fixing roller.

【0026】また、定着ローラは、芯金と弾性層と導電
性の加熱層と離型層からなり、温度検出手段は、定着ロ
ーラの端部の渦電流発生位置近傍であって定着ローラの
加熱層内周に配置したので、薄い加熱層を設けてかつコ
イルをその外側に配置することができる電磁誘導加熱式
定着装置において、温度検出手段を定着ローラの表面に
接触させることなく、加熱作用にも影響を与えない加熱
層の内側に配置することができる。
The fixing roller comprises a cored bar, an elastic layer, a conductive heating layer and a release layer, and the temperature detecting means is located near the eddy current generating position at the end of the fixing roller and heats the fixing roller. In the electromagnetic induction heating type fixing device in which a thin heating layer is provided and the coil can be disposed outside the layer, since the temperature detecting means is not in contact with the surface of the fixing roller, the heating effect is provided. Can also be placed inside the heating layer without affecting.

【0027】さらに、温度検出手段は、保護層、温度セ
ンサー、ヒンジ部から構成され、加熱層の内周に与圧を
持って接触するように配置したので、フレキシブルな材
料を用いる薄い加熱層に対して安定に温度検出手段を接
触させることができ、定着ローラを変形させることな
く、記録紙上のトナー溶融面に温度検出手段が接触した
痕跡を残すこともなく、高画質の定着画像を提供するこ
とができる。
Further, the temperature detecting means is composed of a protective layer, a temperature sensor, and a hinge portion, and is disposed so as to come into contact with the inner periphery of the heating layer with pressurization. The present invention can provide a high-quality fixed image without causing deformation of the fixing roller, leaving no trace of the contact of the temperature detecting unit on the toner-fused surface of the recording paper, without causing deformation of the fixing roller. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る定着装置の実施の形態を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a fixing device according to the present invention.

【図2】 ニップ形成を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining nip formation.

【図3】 渦電流の発生分布と温度検出手段の取り付け
位置を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an eddy current generation distribution and a mounting position of a temperature detecting unit.

【図4】 ハロゲンランプを加熱源にした従来の定着装
置の例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a conventional fixing device using a halogen lamp as a heating source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…コイル、2…コイルホルダ、3、8…芯金、4、9
…弾性層、5…加熱層、6、10…離型層、7…温度検
出手段、11、12…軸受け、13…歯車、14…レバ
ー、15…バネ、16…側板、17…穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Coil, 2 ... Coil holder, 3, 8 ... Core metal, 4, 9
... elastic layer, 5 ... heating layer, 6, 10 ... release layer, 7 ... temperature detecting means, 11, 12 ... bearing, 13 ... gear, 14 ... lever, 15 ... spring, 16 ... side plate, 17 ... hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 6/14 H05B 6/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H05B 6/14 H05B 6/14

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 定着ローラ、加圧ローラ、前記定着ロー
ラに対して交流磁界を与えて加熱するコイル、前記定着
ローラの温度を検出する温度検出手段、及び前記コイル
に交流電流を流し該交流電流を前記検出温度に基づき制
御することにより前記定着ローラの温度を制御する制御
手段を備えた誘導加熱定着装置において、前記温度検出
手段を前記定着ローラの端部の渦電流発生位置近傍に配
置したことを特徴とする定着装置。
1. A fixing roller, a pressure roller, a coil for applying an AC magnetic field to the fixing roller to heat the fixing roller, a temperature detecting means for detecting a temperature of the fixing roller, and an AC current flowing through the coil. In the induction heating fixing device provided with control means for controlling the temperature of the fixing roller by controlling the temperature based on the detected temperature, the temperature detecting means is arranged near an eddy current generating position at an end of the fixing roller. A fixing device.
【請求項2】 定着ローラ、加圧ローラ、前記定着ロー
ラに対して交流磁界を与えて加熱するコイル、前記定着
ローラの温度を検出する温度検出手段、及び前記コイル
に交流電流を流し該交流電流を前記検出温度に基づき制
御することにより前記定着ローラの温度を制御する制御
手段を備えた誘導加熱定着装置において、前記定着ロー
ラは、芯金と弾性層と導電性の加熱層と離型層からな
り、前記温度検出手段は、前記定着ローラの端部の渦電
流発生位置近傍であって前記定着ローラの加熱層内周に
配置したことを特徴とする定着装置。
2. A fixing roller, a pressure roller, a coil for applying an AC magnetic field to the fixing roller to heat the fixing roller, a temperature detecting unit for detecting a temperature of the fixing roller, and an AC current flowing through the coil. In the induction heating fixing device provided with control means for controlling the temperature of the fixing roller by controlling based on the detected temperature, the fixing roller comprises a core metal, an elastic layer, a conductive heating layer, and a release layer. The fixing device is characterized in that the temperature detecting means is disposed near an eddy current generating position at an end of the fixing roller and on an inner periphery of a heating layer of the fixing roller.
【請求項3】 前記温度検出手段は、保護層、温度セン
サー、ヒンジ部から構成され、前記加熱層の内周に与圧
を持って接触するように配置したことを特徴とする請求
項1又は2記載の定着装置。
3. The temperature detecting means comprises a protective layer, a temperature sensor, and a hinge portion, and is arranged so as to contact the inner periphery of the heating layer with a pressurized pressure. 3. The fixing device according to item 2.
【請求項4】 前記コイルは、前記定着ローラに対して
外側に一定のギャップを維持して軸方向に渦巻き状に巻
いて配置したものであることを特徴とする請求項1又は
2記載の定着装置。
4. The fixing device according to claim 1, wherein the coil is arranged so as to be spirally wound in the axial direction while maintaining a constant gap outside the fixing roller. apparatus.
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WO2005038536A1 (en) * 2003-10-16 2005-04-28 Sharp Kabushiki Kaisha Fixing device and image forming device

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