JP2006267742A

JP2006267742A - Fixing device

Info

Publication number: JP2006267742A
Application number: JP2005087323A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Ito; 和善伊藤; Yasutaka Naito; 康隆内藤; Motofumi Baba; 基文馬場; Hideaki Ohara; 秀明大原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2025-03-24
Also published as: JP4774777B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure the uniformity of the temperature of a fixing belt in an electromagnetic induction heating system fixing device. SOLUTION: Magnetic substance cores 52A and magnetic substance cores 52D are arranged zigzag at regular intervals to weaken magnetic connection, whereby a calorific value is controlled, and the fixing belt 50 is uniformly heated, whereby the uniformity of the temperature of the fixing belt 50 is secured. COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

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

一般に、粉状のトナーを用いる画像形成装置において未定着トナー画像を定着する工程には、未定着トナー画像を被記録媒体表面に静電的に転写した後、これを加熱部材と加圧部材との間に挟み込み、未定着トナー画像を加熱溶融して被記録媒体に圧着する定着装置が広く採用されている。この加熱部材には、ローラやエンドレスベルト等の回転部材が用いられている。 In general, in the step of fixing an unfixed toner image in an image forming apparatus using powdery toner, an unfixed toner image is electrostatically transferred to the surface of a recording medium, and then this is heated and pressed. Widely used are fixing devices that are sandwiched between the two and heated to melt an unfixed toner image and press-bond it to a recording medium. As the heating member, a rotating member such as a roller or an endless belt is used.

この回転部材を加熱する手段として、回転部材の内部に導電層を設け、電磁誘導加熱によって導電層を発熱させる定着装置が開示されている（例えば、特許文献１〜４）。このような定着装置では、励磁コイルに高周波電流を流し、変動磁界を発生させる。このとき、磁束は、磁性材料で形成した磁路に導かれ、この磁束が回転部材内の導電層を貫く際に生ずる渦電流により、導電層にジュール発熱損を生じ、回転部材は加熱される。 As means for heating the rotating member, a fixing device is disclosed in which a conductive layer is provided inside the rotating member and the conductive layer generates heat by electromagnetic induction heating (for example, Patent Documents 1 to 4). In such a fixing device, a high-frequency current is passed through the exciting coil to generate a fluctuating magnetic field. At this time, the magnetic flux is guided to a magnetic path formed of a magnetic material, and an eddy current generated when the magnetic flux passes through the conductive layer in the rotating member causes Joule heat loss in the conductive layer, and the rotating member is heated. .

従って、磁束が多く集まる部分は発熱量が多く、逆に少ない部分は発熱量は低くなる。このため、磁性材料を回転部材の軸方向全面にわたって配置すれば、軸方向において磁界が均一になり、発熱分布も均一になる。しかし、磁気結合が強くなりすぎて、発熱量が制御できず、回転部材の温度均一性が確保できなかった。
特開平１０−２５４２６３号公報特開平１１−３５２８０４号公報特開平１０−１０４９７５号公報特許３４３７３９２号 Therefore, a portion where a large amount of magnetic flux collects generates a large amount of heat, and conversely, a portion where a small amount of heat generates generates a small amount of heat. For this reason, if a magnetic material is arrange | positioned over the whole axial direction of a rotating member, a magnetic field will become uniform in an axial direction, and heat-generation distribution will also become uniform. However, the magnetic coupling becomes so strong that the amount of generated heat cannot be controlled, and the temperature uniformity of the rotating member cannot be ensured.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-254263 JP 11-352804 A JP-A-10-104975 Japanese Patent No. 3437392

本発明は、上記事実を考慮し、電磁誘導加熱方式の定着装置において、回転部材の温度均一性を確保することを目的とする。 In view of the above fact, an object of the present invention is to ensure temperature uniformity of a rotating member in an electromagnetic induction heating type fixing device.

本発明の請求項１に係る像加熱装置は、磁界の作用により電磁誘導加熱される回転部材と、前記回転部材とで記録媒体を挟持搬送して、記録媒体上の画像を加熱定着する加圧部材と、を備えた定着装置において、前記回転部材の軸方向に配置され、前記磁界を発生させる磁界発生手段と、前記回転部材の軸方向に各々が間隔を空けて配置された複数の第１磁性部材と、前記第１磁性部材との間に磁路を形成する複数の第２磁性部材と、を有することを特徴とする。 An image heating apparatus according to a first aspect of the present invention is a pressurization that heats and fixes an image on a recording medium by sandwiching and conveying the recording medium between the rotating member that is electromagnetically heated by the action of a magnetic field and the rotating member. And a plurality of first magnetic members arranged in the axial direction of the rotating member and spaced apart from each other in the axial direction of the rotating member. And a plurality of second magnetic members that form magnetic paths between the magnetic member and the first magnetic member.

この構成では、磁界発生手段が磁界を発生させることにより、回転部材は電磁誘導加熱される。磁界が発生した際、その磁界は、第１及び第２磁性部材が形成した磁路を通って磁気回路を形成する。 In this configuration, the rotating member is heated by electromagnetic induction by the magnetic field generating means generating a magnetic field. When a magnetic field is generated, the magnetic field forms a magnetic circuit through a magnetic path formed by the first and second magnetic members.

従って、磁路を形成する磁性部材を、回転部材の軸方向に渡って全面に配置した場合、磁気結合が強くなりすぎて励磁回路への負担が大きくなる。 Therefore, when the magnetic member forming the magnetic path is arranged on the entire surface in the axial direction of the rotating member, the magnetic coupling becomes too strong and the burden on the excitation circuit is increased.

しかし、請求項１の構成では、複数の第１磁性部材を、各々の間隔を空けて回転部材の軸方向に配置し、磁気結合を弱めることで、発熱量の制御可能とし、回転部材を均一して加熱することにより、回転部材の温度均一性を確保できる。 However, in the configuration of claim 1, the plurality of first magnetic members are arranged in the axial direction of the rotating member with a space between them, and the heat generation amount can be controlled by weakening the magnetic coupling so that the rotating member is made uniform. Then, the temperature uniformity of the rotating member can be ensured by heating.

本発明の請求項２に係る像加熱装置は、請求項１の構成において、前記複数の第２磁性部材のうち１つ以上は、前記回転部材の軸方向での配置が前記第１磁性部材の間になるように配置されていることを特徴とする。 An image heating apparatus according to a second aspect of the present invention is the image heating apparatus according to the first aspect, wherein one or more of the plurality of second magnetic members are arranged in the axial direction of the rotating member of the first magnetic member. It arrange | positions so that it may be between.

請求項２に記載のように、複数の第２磁性部材のうち１つ以上を、回転部材の軸方向での配置が第１磁性部材の間になるように配置すること、すなわち、互い違いに第１及び第２磁性部材を配置することにより、回転部材の軸方向において、平均的に磁気結合を弱めることができる。 As described in claim 2, one or more of the plurality of second magnetic members are arranged such that the arrangement of the rotating members in the axial direction is between the first magnetic members. By arranging the first and second magnetic members, the magnetic coupling can be weakened on the average in the axial direction of the rotating member.

また、第１磁性部材は、請求項３のように、第２磁性部材より回転部材の外周側にあり、かつ磁界発生手段の表面に配置してもよい。 The first magnetic member may be arranged on the outer peripheral side of the rotating member with respect to the second magnetic member and on the surface of the magnetic field generating means as in the third aspect.

本発明の請求項４に係る像加熱装置は、前記回転部材の内周面と接触して該回転部材の温度を検出する温度検出手段を前記第２磁性部材の間に配置し、前記温度検出手段の信号を温度制御手段へ伝達する信号線を、前記第２磁性部材が取付けられた非磁性の支持部材に形成された溝に這わして外部へ引き出したことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the image heating apparatus, wherein temperature detecting means for detecting the temperature of the rotating member in contact with the inner peripheral surface of the rotating member is disposed between the second magnetic members, and the temperature detection The signal line for transmitting the signal of the means to the temperature control means is drawn to the outside along the groove formed in the nonmagnetic support member to which the second magnetic member is attached.

この構成では、温度検出手段は、磁路の外側（第２磁性部材の間）に配置されているので、磁界の影響を受けにくく、渦電流が発生しにくい。従って、ノイズによる温度検出手段の誤作動や、それ自体の発熱も防ぐことができる。 In this configuration, since the temperature detecting means is disposed outside the magnetic path (between the second magnetic members), the temperature detecting means is hardly affected by the magnetic field and eddy current is hardly generated. Accordingly, it is possible to prevent malfunction of the temperature detecting means due to noise and heat generation of itself.

また、信号線も磁路の外側から非磁性の支持部材に形成された溝を這って外部の制御手段へ接続されるため、電磁誘導加熱の影響を受け難い。 Further, since the signal line is connected to the external control means from the outside of the magnetic path through the groove formed in the nonmagnetic support member, the signal line is hardly affected by electromagnetic induction heating.

本発明の請求項５に係る像加熱装置は、前記温度検出手段は、前記支持部材に固定された板ばねの端部に固定され、前記回転部材の内周面へ押圧されていることを特徴とする。 The image heating apparatus according to claim 5 of the present invention is characterized in that the temperature detecting means is fixed to an end portion of a leaf spring fixed to the support member, and is pressed against the inner peripheral surface of the rotating member. And

この構成では、回転部材の偏心回転に追従して、温度検出手段が回転部材の内周面に当たるので、精度のよく温度検出ができる。 In this configuration, the temperature detecting means hits the inner peripheral surface of the rotating member following the eccentric rotation of the rotating member, so that the temperature can be detected with high accuracy.

本発明の請求項６に係る像加熱装置は、前記板ばねを介して前記温度検出手段と前記信号線が電気的に接続されていることを特徴とする。 The image heating apparatus according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that the temperature detecting means and the signal line are electrically connected via the leaf spring.

この構成では、信号線と温度検出手段の間の配線が不要となり、簡易な構成とできる。 In this configuration, wiring between the signal line and the temperature detecting means is not necessary, and a simple configuration can be achieved.

本発明は、上記構成としたので、電磁誘導加熱方式の定着装置において、回転部材の温度均一性を確保できる。 Since the present invention has the above-described configuration, the temperature uniformity of the rotating member can be secured in the electromagnetic induction heating type fixing device.

以下に、本発明に係る定着装置およびこの定着装置が用いられる画像形成装置の実施形態について、図面に基づき説明する。 Embodiments of a fixing device according to the present invention and an image forming apparatus using the fixing device will be described below with reference to the drawings.

まず、本実施形態の定着装置が適用される画像形成装置の一例について説明する。 First, an example of an image forming apparatus to which the fixing device of this embodiment is applied will be described.

本実施形態に係る画像形成装置１０は、図１に示すように、一方向へ（図１において矢印Ａ方向）に回転する円筒状の感光体ドラム１２を備えている。この感光体ドラム１２の周囲には、感光体ドラム１２の回転方向上流側から順に、感光体ドラム１２の表面を一様に帯電させる帯電装置１４と、感光体ドラム１２に像光Ｌを照射して表面に潜像を形成する露光装置１６と、感光体ドラム１２表面の潜像にトナーを選択的に転移させてトナー画像を形成する現像器１８Ａ〜１８Ｄで構成される現像ユニット１８と、感光体ドラム１２と対向し、周面が周回可能に支持される無端ベルト状の中間転写体２０と、トナー画像の転写後に感光体ドラム１２に残留するトナーを除去するクリーニング装置２２と、感光体ドラム１２の表面を除電する除電露光装置２４とが設けられている。 As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 10 according to the present embodiment includes a cylindrical photosensitive drum 12 that rotates in one direction (the direction of arrow A in FIG. 1). The periphery of the photosensitive drum 12 is irradiated with image light L on the photosensitive drum 12 and the charging device 14 for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 12 in order from the upstream side in the rotation direction of the photosensitive drum 12. An exposure device 16 that forms a latent image on the surface, a developing unit 18 that includes developing devices 18A to 18D that selectively transfer toner to the latent image on the surface of the photosensitive drum 12 to form a toner image, An endless belt-shaped intermediate transfer body 20 that faces the body drum 12 and is supported so that the circumferential surface thereof can rotate, a cleaning device 22 that removes toner remaining on the photoreceptor drum 12 after the transfer of the toner image, and a photoreceptor drum A neutralizing exposure device 24 for neutralizing the surface of 12 is provided.

また、中間転写体２０の内側には、感光体ドラム１２表面に形成されたトナー画像を中間転写体２０に一次転写する転写帯電器２６と、２つの支持ロール２８、３０と、二次転写を行うための転写対向ロール３２とが配置されており、これらによって中間転写体２０が一方向（図１において矢印Ｂ方向）へ周回可能に張架されている。転写対向ロール３２と対向する位置には、中間転写体２０を介して、中間転写体２０の外周面に一次転写されたトナー画像を記録紙（記録媒体）Ｐに二次転写する転写ロール３４が配設されており、転写対向ロール３２と転写ロール３４との圧接部に、用紙トレイ（図示省略）から記録紙Ｐが矢印Ｃ方向へ送り込まれるようになっている。そして、当該圧接部において表面にトナー画像が二次転写された記録紙Ｐは、そのまま矢印Ｃ方向に搬送される。 Further, inside the intermediate transfer member 20, a transfer charger 26 that primarily transfers the toner image formed on the surface of the photosensitive drum 12 to the intermediate transfer member 20, two support rolls 28 and 30, and secondary transfer. A transfer counter roll 32 for performing the operation is arranged, and the intermediate transfer member 20 is stretched in such a manner as to be able to circulate in one direction (the direction of arrow B in FIG. 1). At a position facing the transfer facing roll 32, a transfer roll 34 that secondarily transfers the toner image primarily transferred onto the outer peripheral surface of the intermediate transfer body 20 to the recording paper (recording medium) P via the intermediate transfer body 20. The recording paper P is fed in the direction of arrow C from a paper tray (not shown) to the pressure contact portion between the transfer facing roll 32 and the transfer roll 34. Then, the recording paper P on which the toner image is secondarily transferred on the surface at the press contact portion is conveyed in the direction of the arrow C as it is.

記録紙Ｐの搬送方向（矢印Ｃ方向）下流側には、記録紙Ｐ表面のトナー画像を加熱溶融して記録紙Ｐに定着する定着装置３６が配されており、記録紙Ｐが搬送ガイド３８を経由して送り込まれる。また、中間転写体２０の回転方向（矢印Ｂ方向）下流に沿った位置には、中間転写体２０表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置４０が設けられている。 A fixing device 36 that heats and melts the toner image on the surface of the recording paper P and fixes it on the recording paper P is disposed on the downstream side of the recording paper P in the conveyance direction (arrow C direction). It is sent via. In addition, a cleaning device 40 that removes toner remaining on the surface of the intermediate transfer body 20 is provided at a position along the downstream direction of the rotation of the intermediate transfer body 20 (direction of arrow B).

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

本実施形態に係る定着装置は、図２に示すように、一方向（矢印Ｄ方向）へ回転する無端状の定着ベルト５０（回転部材）を備えている。この定着ベルト５０の外周面と対向する上方位置には、電磁誘導方式の加熱装置５２が配置されている。 As shown in FIG. 2, the fixing device according to the present embodiment includes an endless fixing belt 50 (rotating member) that rotates in one direction (arrow D direction). An electromagnetic induction heating device 52 is disposed at an upper position facing the outer peripheral surface of the fixing belt 50.

この加熱装置５２は、定着ベルト５０の外周面に倣った形状に形成され、定着ベルト５０の外周面とのギャップが１〜３ｍｍとなるように配置されている。また、加熱装置５２には、ボビン４８上で横方向に複数回巻き回されている励磁コイル（磁界発生手段）５２Ｂが、長さ方向へ（定着ベルト５０の軸方向へ沿って）配置されている。
この励磁コイル５２Ｂには、励磁コイル５２Ｂに交流電流を供給する励磁回路５２Ｃが接続されている。また、この励磁コイル５２Ｂの表面上には、図３に示すように、ボビン４８に支持された磁性体コア（第１磁性部材）５２Ａが、長さ方向（定着ベルト５０の軸方向）へ一定間隔で配置されている。 The heating device 52 is formed in a shape that follows the outer peripheral surface of the fixing belt 50, and is disposed so that the gap with the outer peripheral surface of the fixing belt 50 is 1 to 3 mm. Further, in the heating device 52, an exciting coil (magnetic field generating means) 52B wound around the bobbin 48 a plurality of times in the lateral direction is arranged in the length direction (along the axial direction of the fixing belt 50). Yes.
An excitation circuit 52C that supplies an alternating current to the excitation coil 52B is connected to the excitation coil 52B. On the surface of the exciting coil 52B, as shown in FIG. 3, a magnetic core (first magnetic member) 52A supported by the bobbin 48 is constant in the length direction (axial direction of the fixing belt 50). Arranged at intervals.

また、定着ベルト５０の内周部には、磁性体コア５２Ａの間に位置するように、磁性体コア（第２磁性部材）５２Ｄが、長さ方向（定着ベルト５０の軸方向）へ一定の間隔で配置され、ステー（支持部材）６２に支持・固定されている。すなわち、磁性体コア５２Ｄは、磁性体コア５２Ａに対し、励磁コイル５２Ｂ及び定着ベルト５０を挟んだ対向する位置に、千鳥状に配置されている。磁性体コア５２Ａと磁性体コア５２Ｄとは、閉磁路を形成し、磁性体コア５２Ｄは、金属導電層（不図示）を含む定着ベルト５０を通過した磁束を集める機能を有する。なお、磁性体コア５２Ｄは、その全部が、磁性体コア５２Ａの間に位置するように、配置されていなくてもよい。 In addition, a magnetic core (second magnetic member) 52D is fixed in the length direction (axial direction of the fixing belt 50) so as to be positioned between the magnetic cores 52A on the inner peripheral portion of the fixing belt 50. They are arranged at intervals, and are supported and fixed to stays (support members) 62. In other words, the magnetic cores 52D are arranged in a staggered manner at positions facing the magnetic core 52A across the excitation coil 52B and the fixing belt 50. The magnetic core 52A and the magnetic core 52D form a closed magnetic path, and the magnetic core 52D has a function of collecting magnetic flux that has passed through the fixing belt 50 including a metal conductive layer (not shown). Note that the magnetic core 52D may not be arranged so that the entire magnetic core 52D is positioned between the magnetic cores 52A.

以上の構成により、本実施形態では、以下のように定着ベルト５０は加熱される。 With the above configuration, in the present embodiment, the fixing belt 50 is heated as follows.

励磁回路５２Ｃの高周波電源から励磁コイル５２Ｂへ高周波電流が供給されると、高周波磁界が発生消滅を繰り返す。この高周波磁界は、磁性体コア５２Ａと磁性体コア５２Ｄで形成した閉磁路を通って磁気回路Ｈを形成する（図２参照）。この磁性回路Ｈが定着ベルト５０内の金属導電層を貫く際に、その磁界の変化を妨げる磁界が生じるように、金属導電層に渦電流が発生する。この渦電流により、金属導電層にジュール発熱損を生じ、定着ベルト５０が加熱される。 When a high frequency current is supplied from the high frequency power supply of the excitation circuit 52C to the excitation coil 52B, the high frequency magnetic field repeats generation and disappearance. This high frequency magnetic field forms a magnetic circuit H through a closed magnetic path formed by the magnetic core 52A and the magnetic core 52D (see FIG. 2). When the magnetic circuit H penetrates the metal conductive layer in the fixing belt 50, an eddy current is generated in the metal conductive layer so that a magnetic field that prevents the magnetic field from changing is generated. This eddy current causes Joule heat loss in the metal conductive layer, and the fixing belt 50 is heated.

したがって、磁界が多く集まる部分では発熱量が多く、逆に少ない部分では発熱量は低くなる。磁性体コア５２Ａ及び磁性体コア５２Ｄを、定着ベルト５０の軸方向全面にわたって配置した場合は、軸方向において磁界が均一になり発熱分布も均一になる。しかし、磁気結合が強くなりすぎて、励磁回路５２Ｃに負担がかかり、また、磁性材料の量が多くなりコストアップになるなど課題を抱えていた。 Therefore, the amount of heat generation is large in a portion where a large amount of magnetic field is collected, and the amount of heat generation is low in a portion where the magnetic field is small. When the magnetic core 52A and the magnetic core 52D are arranged over the entire surface in the axial direction of the fixing belt 50, the magnetic field is uniform in the axial direction and the heat generation distribution is also uniform. However, since magnetic coupling becomes too strong, the excitation circuit 52C is burdened, and the amount of magnetic material increases, resulting in increased costs.

そこで、本実施形態では、磁性体コア５２Ａ及び磁性体コア５２Ｄを、上記のように千鳥配置とし、磁気結合を弱めて、高周波磁界の密度を均一に保つことで、発熱量を制御可能とし、回転部材の温度均一性を確保できるように構成した。 Therefore, in this embodiment, the magnetic core 52A and the magnetic core 52D are arranged in a staggered manner as described above, weakening the magnetic coupling, and keeping the density of the high-frequency magnetic field uniform, thereby making it possible to control the amount of heat generation. It was comprised so that the temperature uniformity of a rotating member could be ensured.

また、図２に示すように、定着ベルト５０の周面と対向する下方位置には、定着ベルト５０に圧接する加圧ロール５４が配置され、この圧接する加圧ロール５４とでニップ部を形成する加圧対向部材５６が、定着ベルト５０の内側で、ステー６２に支持固定されている。 As shown in FIG. 2, a pressure roll 54 that presses against the fixing belt 50 is disposed at a lower position facing the peripheral surface of the fixing belt 50, and a nip portion is formed by the pressure roll 54 that presses against the fixing belt 50. A pressure facing member 56 is supported and fixed to the stay 62 inside the fixing belt 50.

加圧ロール５４と当接する加圧対向部材５６の当接面側には、弾性部材が設けられ、この弾性部材は、加圧ロール５４に圧接されており、加圧ロール５４の周面に倣って湾曲するため、定着ベルト５０を介して加圧ロール５４との間に十分なニップ幅を得ることができる。また、弾性部材の表面には低摩擦層が設けられており、定着ベルト５０の内周面との間の摩擦を低減するように構成されている。 An elastic member is provided on the contact surface side of the pressure facing member 56 that is in contact with the pressure roll 54. The elastic member is in pressure contact with the pressure roll 54 and follows the circumferential surface of the pressure roll 54. Therefore, a sufficient nip width can be obtained between the pressure roll 54 and the fixing roll 50. Further, a low friction layer is provided on the surface of the elastic member, and is configured to reduce friction with the inner peripheral surface of the fixing belt 50.

また、ニップ部の記録紙Ｐの搬送方向（矢印Ｆ方向）下流側には、剥離部材５８が設けられている。剥離部材５８は、一端が固定支持された支持部５８Ａと、これに支持されている剥離シート５８Ｂとからなり、剥離シート５８Ｂの先端が定着ベルト５０に近接または接触するように配置されている。これにより、ニップ部を通過した記録紙Ｐと定着ベルト５０との間に剥離シート５８Ｂが入り込み、記録紙Ｐを定着ベルト５０表面から剥離する。 Further, a peeling member 58 is provided on the downstream side in the conveyance direction (arrow F direction) of the recording paper P in the nip portion. The release member 58 includes a support portion 58A, one end of which is fixedly supported, and a release sheet 58B supported by the support member 58A. The release member 58B is disposed so that the front end of the release sheet 58B approaches or contacts the fixing belt 50. As a result, the release sheet 58 B enters between the recording paper P that has passed through the nip portion and the fixing belt 50, and the recording paper P is released from the surface of the fixing belt 50.

また、前記ニップ部の定着ベルト５０の回転方向（矢印Ｄ方向）下流側には、定着ベルト５０の内周面の温度を測定する温度検出装置６０が設けられている。温度検出装置６０は、定着ベルト５０の内周面に接触してその温度を検出する温度センサ（温度検出手段）６０Ａを備えている。温度センサとしては、サーミスタ、熱電対等が用いられる。 In addition, a temperature detection device 60 that measures the temperature of the inner peripheral surface of the fixing belt 50 is provided on the downstream side of the nip portion in the rotation direction (arrow D direction) of the fixing belt 50. The temperature detection device 60 includes a temperature sensor (temperature detection means) 60A that contacts the inner peripheral surface of the fixing belt 50 and detects its temperature. A thermistor, a thermocouple, or the like is used as the temperature sensor.

この温度センサ６０Ａは、一対の金属製の板ばね６０Ｂの先端部に支持固定され、この一対の板ばね６０Ｂの後端部は、固定支持部材６６を介してステー６２に支持固定されている。板ばね６０Ｂと温度センサ６０Ａとは、導通しており、板ばね６０Ｂを介して温度センサ６０Ａへ給電される（図３参照）。 The temperature sensor 60 A is supported and fixed at the front ends of a pair of metal leaf springs 60 B, and the rear ends of the pair of leaf springs 60 B are supported and fixed to a stay 62 via a fixed support member 66. The leaf spring 60B and the temperature sensor 60A are electrically connected, and power is supplied to the temperature sensor 60A via the leaf spring 60B (see FIG. 3).

板ばね６０Ｂは、一般にバネ板として用いられる各種金属材料から選択され、具体的には、厚さが０．０７ｍｍ〜０．１５mmのステンレス、リン青銅、ニッケル等が好適に使用される。本実施形態において、板ばね６０Ｂは、厚さ１００μｍのステンレス板を用い、エッチング加工することで形成している。 The leaf spring 60B is selected from various metal materials generally used as a spring plate, and specifically, stainless steel, phosphor bronze, nickel, etc. having a thickness of 0.07 mm to 0.15 mm are preferably used. In the present embodiment, the leaf spring 60B is formed by etching using a stainless plate having a thickness of 100 μm.

また、板ばね６０Ｂは湾曲しており、その弾性反発力で温度センサ６０Ａは、定着ベルト５０の内周面へ押圧され、定着ベルト５０を円と見立てたときの中心から略法線方向に移動可能となっている。このため、温度センサ６０Ａは、定着ベルト５０が偏心して回転して、定着ベルト５０が半径方向へ変位しても、その変位に対して追従し、定着ベルト５０の内周面に接触するので、精度のよく温度検出ができる。このように、板ばね６０Ｂは、温度センサ６０Ａへたわみ反力を与える機能と、温度センサ６０Ａへ給電するための導体としての機能を有している。 The leaf spring 60B is curved, and the temperature sensor 60A is pressed against the inner peripheral surface of the fixing belt 50 by its elastic repulsive force, and moves in a substantially normal direction from the center when the fixing belt 50 is regarded as a circle. It is possible. Therefore, even if the fixing belt 50 rotates eccentrically and the fixing belt 50 is displaced in the radial direction, the temperature sensor 60A follows the displacement and contacts the inner peripheral surface of the fixing belt 50. Temperature can be detected with high accuracy. Thus, the leaf spring 60B has a function of giving a bending reaction force to the temperature sensor 60A and a function as a conductor for supplying power to the temperature sensor 60A.

なお、本実施形態では板ばね６０Ｂは、金属製であるが、必ずしも金属製であることが要求されるわけではなく、例えば、各種エラストマーも使用可能である。その場合、温度センサ６０Ａとの電気的接続を取るための構成（例えば、配線をする等）が必要となるため、成型が容易で導通性の良好な金属製バネ板を用いることが好ましい。 In the present embodiment, the leaf spring 60B is made of metal, but is not necessarily required to be made of metal. For example, various elastomers can be used. In this case, since a configuration (for example, wiring) is required for electrical connection with the temperature sensor 60A, it is preferable to use a metal spring plate that is easy to mold and has good conductivity.

また、板ばね６０Ｂが定着ベルト５０と摺擦される場合には、定着ベルト５０と摺擦される領域ないし、その周辺に、耐摩耗性、摺動性、耐熱性等の各種目的に応じた薄膜フィルムを被覆することが好ましい。定着ベルト５０の表面との絶縁性を図る目的で、薄膜フィルムを被覆することも好ましい。 Further, when the leaf spring 60B is rubbed against the fixing belt 50, the area rubbed against the fixing belt 50 or the periphery thereof according to various purposes such as wear resistance, slidability, and heat resistance. It is preferable to coat a thin film. For the purpose of achieving insulation from the surface of the fixing belt 50, it is also preferable to coat a thin film.

また、温度検出装置６０が有する温度センサ６０Ａは、定着ベルト５０の温度を検出するように定着ベルト５０の内周面に接触しているが、この温度検出装置６０に代えて、またはこの温度検出装置６０に加えて、加圧ロール５４の表面温度を検出する温度検出装置を設けてもよい。 The temperature sensor 60A included in the temperature detection device 60 is in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 50 so as to detect the temperature of the fixing belt 50. Instead of this temperature detection device 60 or this temperature detection. In addition to the device 60, a temperature detection device that detects the surface temperature of the pressure roll 54 may be provided.

ここで、具体的な温度検出装置６０の配置を説明する。 Here, a specific arrangement of the temperature detection device 60 will be described.

上述のように、磁性体コア５２Ａ、５２Ｄを千鳥状に配置すると、図４に示すように、磁性体コア５２Ａ、５２Ｄがある部分は高周波磁界が強く、逆に隙間の部分は弱くなる。この高周波磁界が弱い隙間に（磁性体コア５２Ｄの間）、温度検出装置（温度センサ６０Ａおよび板ばね６０Ｂ）６０が配置されている。さらに、温度検出装置６０と制御装置８０とを接続する信号線６３もこの高周波磁界が弱い隙間に（磁性体コア５２Ｄの間）通し、非磁性部材のステー６２に形成された溝６７と磁性体コア５２Ｄとの間に、信号線６３を這わせてから外部に引き出し、制御装置８０へ接続されている。これにより、温度検出装置６０や信号線６３の誘導による発熱やノイズによる誤動作を低減可能となる。 As described above, when the magnetic cores 52A and 52D are arranged in a staggered manner, as shown in FIG. 4, the portion where the magnetic cores 52A and 52D are located has a strong high-frequency magnetic field, and conversely, the gap portion becomes weak. A temperature detection device (temperature sensor 60A and leaf spring 60B) 60 is disposed in the gap where the high-frequency magnetic field is weak (between the magnetic core 52D). Further, the signal line 63 connecting the temperature detection device 60 and the control device 80 is also passed through the gap where the high-frequency magnetic field is weak (between the magnetic core 52D), and the groove 67 formed in the stay 62 of the nonmagnetic member and the magnetic body The signal line 63 is routed between the core 52D and drawn to the outside, and is connected to the control device 80. As a result, it is possible to reduce heat generation due to induction of the temperature detection device 60 and the signal line 63 and malfunction due to noise.

また、制御装置８０は、温度センサ６０Ａの検出値によって、励磁回路５２Ｃから励磁コイル５２Ｂへの電力供給量を制御し、定着ベルト５０の表面温度が所望の温度に維持されるようになっている。 Further, the control device 80 controls the amount of power supplied from the excitation circuit 52C to the excitation coil 52B based on the detection value of the temperature sensor 60A, so that the surface temperature of the fixing belt 50 is maintained at a desired temperature. .

次に、上記の画像形成装置１０および定着装置３６の動作について説明する。 Next, operations of the image forming apparatus 10 and the fixing device 36 will be described.

まず、感光体ドラム１２の表面が帯電装置１４でほぼ一様に帯電され、次いで露光装置１６から像光Ｌが照射されて感光体ドラム１２表面に静電電位の差による潜像が形成される。そして、感光体ドラム１２の矢印Ａ方向への回転により、現像ユニット１８の１つの現像器１８Ａと対向する位置に移動し、現像器１８Ａから１色目のトナーが転移され、感光体ドラム１２表面にトナー画像が形成される。このトナー画像は、感光体ドラム１２の矢印Ａ方向への回転により、中間転写体２０との対向位置に搬送され、中間転写体２０表面に静電的に一次転写される。 First, the surface of the photosensitive drum 12 is charged almost uniformly by the charging device 14, and then the image light L is emitted from the exposure device 16 to form a latent image on the surface of the photosensitive drum 12 due to the difference in electrostatic potential. . Then, the rotation of the photosensitive drum 12 in the direction of arrow A moves to a position facing one developing device 18A of the developing unit 18, and the first color toner is transferred from the developing device 18A to the surface of the photosensitive drum 12. A toner image is formed. This toner image is conveyed to a position facing the intermediate transfer member 20 by the rotation of the photosensitive drum 12 in the direction of arrow A, and is primarily transferred electrostatically to the surface of the intermediate transfer member 20.

一方、一次転写後に感光体ドラム１２表面に残留するトナーがクリーニング装置２２により除去され、清浄化後の感光体ドラム１２表面は、除電露光装置２４により電位的に初期化され、再び帯電装置１４との対向位置に移動する。 On the other hand, the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 12 after the primary transfer is removed by the cleaning device 22, and the cleaned surface of the photosensitive drum 12 is potentialally initialized by the charge eliminating exposure device 24, and again with the charging device 14. Move to the opposite position.

以後、現像ユニット１８の３つの現像器１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄが順次感光体ドラム１２と対向する位置に移動し、同様に２色目、３色目、４色目のトナー画像が順次形成され、４色が重なったところで、一括して中間転写体２０表面に重ねて転写される。 Thereafter, the three developing devices 18B, 18C, and 18D of the developing unit 18 are sequentially moved to positions facing the photosensitive drum 12, and similarly, toner images of the second, third, and fourth colors are sequentially formed, and the four colors are changed. When they overlap, they are transferred onto the surface of the intermediate transfer body 20 in a lump.

中間転写体上に重ね合わされたトナー画像は、中間転写体２０の矢印Ｂ方向への周回移動により、転写ロール３４と転写対向ロール３２との対向位置に搬送され、用紙トレイ（不図示）から送り込まれた記録紙Ｐに当接される。転写ロール３４と中間転写体２０との間には転写用バイアス電圧が印加されており、トナー画像は記録紙Ｐ表面に二次転写される。 The toner image superimposed on the intermediate transfer body is conveyed to a position where the transfer roll 34 and the transfer counter roll 32 face each other by a circular movement of the intermediate transfer body 20 in the arrow B direction, and is sent from a paper tray (not shown). Abutted against the recording paper P. A transfer bias voltage is applied between the transfer roll 34 and the intermediate transfer member 20, and the toner image is secondarily transferred onto the surface of the recording paper P.

未定着のトナー画像を担持した記録紙Ｐは、搬送ガイド３８を経由して定着装置３６へ搬送され、定着装置３６に含まれる定着ベルト５０と加圧ロール５４との間のニップ部に送り込まれる。 The recording paper P carrying an unfixed toner image is conveyed to the fixing device 36 via the conveyance guide 38 and sent to the nip portion between the fixing belt 50 and the pressure roll 54 included in the fixing device 36. .

定着装置３６では、加圧ロール５４が矢印Ｅ方向への回転駆動を開始し、定着ベルト５０がそれに従動して矢印Ｄ方向へ周回を開始するのとほぼ同時、あるいは開始直後に、加熱装置５２に含まれる励磁回路５２Ｃから励磁コイル５２Ｂに交流電流が供給される。励磁コイル５２Ｂに交流電流が供給されると、励磁コイル５２Ｂの周囲に矢印Ｈで示される磁気回路が生成消滅を繰り返す。そして、この磁気回路Ｈが定着ベルト５０に含まれる導電性層（不図示）を横切るとき、その磁界の変化を妨げる磁界が生じるように、導電性層に渦電流が発生し、該導電性層の表皮抵抗および導電性層を流れる電流の大きさに比例して発熱し、定着ベルト５０が加熱される。一方、導電性層を貫通した磁気回路は、磁性体コア５２Ｄに向かって閉じた経路を形成する。 In the fixing device 36, the heating device 52 starts almost simultaneously with or immediately after the pressure roll 54 starts to rotate in the direction of arrow E and the fixing belt 50 starts to rotate in the direction of arrow D. AC current is supplied to the exciting coil 52B from the exciting circuit 52C included in FIG. When an alternating current is supplied to the exciting coil 52B, the magnetic circuit indicated by the arrow H around the exciting coil 52B repeats generation and disappearance. When this magnetic circuit H crosses a conductive layer (not shown) included in the fixing belt 50, an eddy current is generated in the conductive layer so that a magnetic field that prevents the change in the magnetic field is generated. Heat is generated in proportion to the skin resistance and the current flowing through the conductive layer, and the fixing belt 50 is heated. On the other hand, the magnetic circuit penetrating the conductive layer forms a closed path toward the magnetic core 52D.

上記定着装置に送り込まれた記録紙Ｐは、加熱装置５２によって所定の温度に加熱された定着ベルト５０と、加圧ロール５４とによって加熱押圧され、トナー画像が当該記録紙Ｐ表面に溶融圧着される。そして、記録紙Ｐは、加圧ロール５４と加圧対向部材５６との間のニップ部から送り出されたとき、その剛性によって送り出された方向に直進しようとし、曲げ回される定着ベルト５０から剥離され易い状態となり、さらに、剥離部材５８によって定着ベルト５０から剥離される。 The recording paper P sent to the fixing device is heated and pressed by the fixing belt 50 heated to a predetermined temperature by the heating device 52 and the pressure roll 54, and the toner image is melt-pressed on the surface of the recording paper P. The Then, when the recording paper P is fed out from the nip portion between the pressure roll 54 and the pressure facing member 56, the recording paper P tries to go straight in the direction fed out due to its rigidity, and is peeled off from the fixing belt 50 that is bent. In addition, the peeling member 58 peels off the fixing belt 50.

次に、上述した温度検出装置６０の他の例として、通電遮断装置（異常温度上昇防止素子）を用いた異常温度上昇防止機能を有する温度検出装置について、図５、図６に基づき説明する。なお、図５に示された定着装置は、図２に示された定着装置に対して、そのまま通電遮断装置を追加配置したものである。また、通電遮断装置に関係する構成以外については、図２に示す構成と同様であるので、その説明を省略する。 Next, as another example of the temperature detection device 60 described above, a temperature detection device having an abnormal temperature rise prevention function using an energization cutoff device (abnormal temperature rise prevention element) will be described with reference to FIGS. The fixing device shown in FIG. 5 is obtained by adding an energization interruption device as it is to the fixing device shown in FIG. Moreover, since it is the same as that of the structure shown in FIG. 2 except the structure relevant to an electricity supply interruption device, the description is abbreviate | omitted.

図５に示すように、通電遮断装置７０についても、温度センサ６０Ａ、板ばね６０Ｂと同様に、ニップ部の定着ベルト５０の回転方向（矢印Ｄ方向）下流側であって、高周波磁界の弱い位置、すなわち千鳥状に配置した磁性体コア５２Ｄの隙間部分に配置する（図３参照）。また、通電遮断装置７０に接続された信号線についても、上述した信号線６３の場合と同様に、千鳥状に配置した磁性体コア５２Ｄの隙間部分に通し、非磁性部材のステー６２に形成された溝と磁性体コア５２Ｄとの間に、信号線６３を這わせてから外部に引き出すことが望ましい（図３参照）。このように、通電遮断装置７０およびその信号線に関しても、高周波磁界の弱い位置に配置することにより、誘導による通電遮断装置７０およびその信号線そのものの加熱を低減することが可能となる。 As shown in FIG. 5, as with the temperature sensor 60 A and the leaf spring 60 B, the energization interruption device 70 is also downstream of the nip portion in the rotation direction (arrow D direction) of the fixing belt 50 and has a weak high-frequency magnetic field. That is, it arrange | positions in the clearance gap part of the magnetic body core 52D arrange | positioned in zigzag form (refer FIG. 3). Similarly to the signal line 63 described above, the signal line connected to the power supply interruption device 70 is also formed in the stay 62 that is a nonmagnetic member through the gap portion of the magnetic core 52D arranged in a staggered manner. It is desirable that the signal line 63 is placed between the groove and the magnetic core 52D and then pulled out (see FIG. 3). As described above, regarding the energization interruption device 70 and its signal line, the heating of the energization interruption device 70 and the signal line itself by induction can be reduced by disposing the energization interruption device 70 and its signal line at a position where the high-frequency magnetic field is weak.

図５の通電遮断装置７０の適用例における、異常温度上昇防止機能を発揮するための機構について、特にその中核を為す回路図ないしブロック図のみを図６に抜き出して説明する。 The mechanism for exhibiting the function of preventing the abnormal temperature rise in the application example of the power interruption device 70 of FIG. 5 will be described with reference to FIG.

励磁コイル５２Ｂには、ＡＣ電源を有する励磁回路５２Ｃが接続され、励磁回路５２Ｃには、制御装置８０が接続されている。通電遮断装置７０には、ＤＣ電源が接続され、通電遮断装置７０とＤＣ電源との間には、励磁回路５２Ｃを開閉するリレー７４が接続されている。 An excitation circuit 52C having an AC power source is connected to the excitation coil 52B, and a control device 80 is connected to the excitation circuit 52C. A DC power source is connected to the power cut-off device 70, and a relay 74 that opens and closes the excitation circuit 52C is connected between the power cut-off device 70 and the DC power source.

制御装置８０は、外部（例えば、パルス入力回路）から、定着装置の加熱許可信号（パルス信号）を受けると共に、電圧監視回路により、励磁回路５２Ｃに供給されている交流電源電圧を監視する。励磁回路５２Ｃは、ＡＣ入力を受けてリレー７４の接点を介し電力が供給された際に、電圧共振インバータ回路（スイッチングインバータ回路）により、励磁コイル５２Ｂへ高周波電力を供給する。 The control device 80 receives a heating permission signal (pulse signal) of the fixing device from the outside (for example, a pulse input circuit), and monitors the AC power supply voltage supplied to the excitation circuit 52C by the voltage monitoring circuit. The excitation circuit 52C supplies high frequency power to the excitation coil 52B by a voltage resonance inverter circuit (switching inverter circuit) when electric power is supplied via the contact of the relay 74 upon receiving AC input.

ここで、リレー７４は、定着ベルト５０の内周面温度を検出する通電遮断装置７０を介して、その駆動巻線にＤＣ電源が供給されている。仮に定着ベルト５０の内周面温度が所定の温度を越え、異常昇温した時、既述の如く通電遮断装置７０も昇温し、その内部の接点が解放されて、リレー７４の作動（または作動状態からの不作動）により、励磁回路５２Ｃに電圧を供給するＡＣ電源が切断され、熱暴走から定着装置３６の安全が確保される。 Here, the relay 74 is supplied with DC power to a drive winding thereof via an energization cutoff device 70 that detects the inner peripheral surface temperature of the fixing belt 50. If the inner peripheral surface temperature of the fixing belt 50 exceeds a predetermined temperature and the temperature rises abnormally, the energization interrupting device 70 also rises in temperature as described above, the internal contact is released, and the relay 74 is activated (or The AC power supply that supplies the voltage to the excitation circuit 52C is cut off due to the non-operation from the operating state, and the safety of the fixing device 36 is ensured from thermal runaway.

なお、上記の実施形態では、回転部材として、定着ベルト５０について説明したが、本発明の回転部材としては、これに限られず、例えば、定着ローラであってもよい。 In the above embodiment, the fixing belt 50 is described as the rotating member. However, the rotating member of the present invention is not limited to this, and may be a fixing roller, for example.

図１は、本実施形態に係る定着装置が適用される画像形成装置の一例を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus to which the fixing device according to the present embodiment is applied. 図２は、本実施形態に係る電磁誘導加熱方式の定着装置を軸方向から見た概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the electromagnetic induction heating type fixing device according to the present embodiment viewed from the axial direction. 図３は、本実施形態に係る電磁誘導加熱方式の定着装置を半径方向から見た概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the electromagnetic induction heating type fixing device according to the present embodiment viewed from the radial direction. 図４は、本実施形態に係る磁性体コアを千鳥配置にしたときの、回転部材における高周波磁界の強弱を示すと共に、温度検出装置およびその信号線の配置位置を示した概略図である。FIG. 4 is a schematic view showing the strength of the high-frequency magnetic field in the rotating member when the magnetic cores according to the present embodiment are arranged in a staggered manner, and the arrangement positions of the temperature detection device and its signal lines. 図５は、通電遮断装置を用いた通電遮断機能を有する温度検出装置を示す概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating a temperature detection device having a power cut-off function using a power cut-off device. 図６に示す定着装置における、異常温度上昇防止機能を発現するための機構について、特にその中核を為す構成のみを抜き出しを回路図ないしブロック図である。FIG. 7 is a circuit diagram or a block diagram showing only a configuration that serves as a core of the mechanism for expressing the abnormal temperature rise prevention function in the fixing device shown in FIG. 6.

符号の説明Explanation of symbols

１０画像形成装置
３６定着装置
５０定着ベルト（回転部材）
５２Ａ磁性体コア（第１磁性部材）
５２Ｂ励磁コイル（磁界発生手段）
５２Ｄ磁性体コア（第２磁性部材）
５４加圧ロール（加圧部材）
６０Ａ温度センサ（温度検出手段）
６０Ｂ板ばね
６２ステー（支持部材）
６３信号線
８０制御装置（温度制御手段） 10 Image forming apparatus 36 Fixing apparatus 50 Fixing belt (rotating member)
52A Magnetic core (first magnetic member)
52B Excitation coil (magnetic field generating means)
52D Magnetic core (second magnetic member)
54 Pressure roll (Pressure member)
60A temperature sensor (temperature detection means)
60B Leaf spring 62 Stay (support member)
63 Signal line 80 Control device (temperature control means)

Claims

磁界の作用により電磁誘導加熱される回転部材と、前記回転部材とで記録媒体を挟持搬送して、記録媒体上の画像を加熱定着する加圧部材と、を備えた定着装置において、
前記回転部材の軸方向に配置され、前記磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記回転部材の軸方向に各々が間隔を空けて配置された複数の第１磁性部材と、
前記第１磁性部材との間に磁路を形成する複数の第２磁性部材と、
を有することを特徴とする定着装置。 In a fixing device comprising: a rotating member that is electromagnetically heated by the action of a magnetic field; and a pressure member that sandwiches and conveys the recording medium with the rotating member and heats and fixes an image on the recording medium.
Magnetic field generating means disposed in the axial direction of the rotating member and generating the magnetic field;
A plurality of first magnetic members each spaced apart in the axial direction of the rotating member;
A plurality of second magnetic members forming magnetic paths with the first magnetic members;
A fixing device.

前記複数の第２磁性部材のうち１つ以上は、前記回転部材の軸方向での配置が前記第１磁性部材の間になるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。 The one or more of the plurality of second magnetic members are arranged such that an arrangement of the rotating member in an axial direction is between the first magnetic members. Fixing device.

前記第１磁性部材は、前記第２磁性部材より前記回転部材の外周側にあり、かつ前記磁界発生手段の表面に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。 3. The fixing according to claim 1, wherein the first magnetic member is disposed on an outer peripheral side of the rotating member with respect to the second magnetic member, and is disposed on a surface of the magnetic field generating unit. apparatus.

前記回転部材の内周面と接触して該回転部材の温度を検出する温度検出手段を前記第２磁性部材の間に配置し、前記温度検出手段の信号を温度制御手段へ伝達する信号線を、前記第２磁性部材が取付けられた非磁性の支持部材に形成された溝に這わして外部へ引き出したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の定着装置。 A temperature detecting means for detecting the temperature of the rotating member in contact with the inner peripheral surface of the rotating member is disposed between the second magnetic members, and a signal line for transmitting a signal of the temperature detecting means to the temperature control means is provided. 4. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is pulled out to the outside along a groove formed in a non-magnetic support member to which the second magnetic member is attached. 5. .

前記温度検出手段は、前記支持部材に固定された板ばねの端部に固定され、前記回転部材の内周面へ押圧されていることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 4, wherein the temperature detection unit is fixed to an end portion of a leaf spring fixed to the support member and is pressed against an inner peripheral surface of the rotating member.

前記板ばねを介して前記温度検出手段と前記信号線が電気的に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 5, wherein the temperature detection unit and the signal line are electrically connected via the leaf spring.