JP3418261B2 - Toner fixing device - Google Patents
Toner fixing deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、一般的には複写機，
プリンタ，ファクシミリなどにおいて、用紙に転写した
トナーを定着させるためのトナー定着装置に関するもの
である。さらに具体的には、加熱ローラとこの加熱ロー
ラへ平行状に接触する加圧ロールとの間に用紙を通過さ
せ、前記加熱ローラの前記加圧ロールとの接触部位を加
熱させることにより、前記用紙に転写したトナーを当該
用紙へ定着させる構造のトナー定着装置に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention generally relates to copying machines,
The present invention relates to a toner fixing device for fixing toner transferred to paper in a printer, a facsimile, and the like. More specifically, the paper is passed between a heating roller and a pressure roll that is in parallel contact with the heating roller, and the contact portion of the heating roller with the pressure roll is heated, whereby the paper The present invention relates to a toner fixing device having a structure for fixing the toner transferred to the sheet onto the sheet.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般的なトナー定着装置は、例えばアル
ミニウム合金製の円筒状の加熱ローラと、この加熱ロー
ラに平行して接触する加圧ロールとを備えており、前記
加熱ローラ内に設置したハロゲンランプの放射熱で当該
ローラを加熱し、前記加熱ローラと加圧ロールとの間に
用紙を通過させ、前記加熱ローラの熱により前記用紙に
転写されているトナーを当該用紙へ定着させる構造であ
る。2. Description of the Related Art A general toner fixing device is provided with a cylindrical heating roller made of, for example, an aluminum alloy, and a pressure roller which comes into contact with the heating roller in parallel to the heating roller. With a structure in which the roller is heated by the radiant heat of a halogen lamp, a sheet is passed between the heating roller and a pressure roll, and the toner transferred to the sheet is fixed to the sheet by the heat of the heating roller. is there.
【０００３】前述のトナー定着装置は、加熱ローラの熱
容量が大きいとともに、加熱ローラのうち用紙に接触し
ていない部分も一様に温められるので、トナー定着のた
めの熱量よりも大気中に拡散される熱量の方がはるかに
大きく、エネルギーの無駄が多い。また、過熱を防止す
るため機器内には冷却ファンが不可欠である。例えば、
パソコンなどに付随しているプリンタは、実際に作動し
ている時間よりも待機時間の方がはるかに長いので、省
エネルギーのためには、待機時間中はプリンタの電源を
切っておくのが望ましい。このように、印刷実行の間の
みトナー定着装置を加熱する方式は「オンデマンド定着
方式」と呼ばれているが、前述のトナー定着装置は、加
熱ローラのトナー定着温度（１５０℃前後）へのウオー
ムアップ時間（予熱時間）が長く、加熱ローラを継続的
に予熱する必要があるので前述の定着方式を採用するこ
とができない。In the above-mentioned toner fixing device, since the heat capacity of the heating roller is large and the part of the heating roller which is not in contact with the paper is uniformly heated, it is diffused into the atmosphere more than the amount of heat for fixing the toner. The amount of heat generated is much larger, and more energy is wasted. A cooling fan is indispensable in the equipment to prevent overheating. For example,
A printer attached to a personal computer or the like has a standby time that is much longer than a time when the printer is actually operating. Therefore, in order to save energy, it is desirable to turn off the printer during the standby time. As described above, a method of heating the toner fixing device only during printing is called an “on-demand fixing method”. However, the above-described toner fixing device does not increase the toner fixing temperature of the heating roller (around 150 ° C.). Since the warm-up time (preheating time) is long and it is necessary to continuously preheat the heating roller, the above-mentioned fixing method cannot be adopted.
【０００４】最近、前述の予熱時間を短くするものとし
て、例えば特開昭６０−２５４０７１号公報には、図４
で示すようなトナー定着装置が提案されている。図４の
トナー定着装置は、ヒートパイプからなる加熱ローラ１
と、この加熱ローラ１へ平行して接触し、加熱ローラ１
の方向へ加圧される加圧ロール２と、加熱ローラ１の一
端部へ装着された磁性材料からなるスリーブ１ａと、こ
のスリーブ１ａを囲障し、かつ当該スリーブ１ａとは非
接触状態になるように設置され、ボビンに巻かれた誘導
コイル１ｃを含む電磁誘導加熱手段１ｂとから構成され
ている。Recently, as a means for shortening the above-mentioned preheating time, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 60-254071, FIG.
There is proposed a toner fixing device as shown in FIG. The toner fixing device shown in FIG. 4 includes a heating roller 1 including a heat pipe.
And in parallel contact with the heating roller 1,
Pressure roller 2 that is pressed in the direction of, the sleeve 1a made of a magnetic material that is attached to one end portion of the heating roller 1, and the sleeve 1a that surrounds the sleeve 1a and is not in contact with the sleeve 1a. And an electromagnetic induction heating means 1b including an induction coil 1c wound around a bobbin.
【０００５】図４のトナー定着装置は、機器（例えば複
写機）の電源を入れると、誘導コイル１ｃに加熱電流が
流れるとともに誘導コイル１ｃの周囲に交番磁界が形成
され、磁性材料からなるスリーブ１ａに過電流が誘起さ
れて発熱し、その熱は加熱ローラ１内の作動液の蒸発に
より当該加熱ローラ１の全長へ均熱的に伝達される。そ
して、複写指令により表面に図示しないトナーが転写さ
れた用紙が、当該用紙の走行方向に沿って回転する加圧
ロール２と加熱ローラ１に挟み込まれて通過するとき、
トナー及び用紙が加熱ローラ１によって温められること
により当該トナーが用紙へ定着されるようになってい
る。また、加熱ローラ１の表面温度は、図示しないサー
ミスタ温度計によって検出され、その検出値に基づいて
インバータ回路により制御するように構成されている。In the toner fixing device shown in FIG. 4, when a device (for example, a copying machine) is turned on, a heating current flows through the induction coil 1c and an alternating magnetic field is formed around the induction coil 1c, and a sleeve 1a made of a magnetic material is formed. Overheat is induced in the heating roller 1 to generate heat, and the heat is uniformly transferred to the entire length of the heating roller 1 by evaporation of the working fluid in the heating roller 1. Then, when the sheet, to which the toner (not shown) is transferred on the surface in response to the copy command, is sandwiched between the pressure roller 2 and the heating roller 1 which rotate in the traveling direction of the sheet and passes,
The toner and the paper are heated by the heating roller 1, so that the toner is fixed to the paper. The surface temperature of the heating roller 1 is detected by a thermistor thermometer (not shown) and is controlled by an inverter circuit based on the detected value.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】前述の定着装置は、電
磁誘導加熱によりヒートパイプからなる加熱ローラを急
速に加熱し、ヒートパイプの急速な均熱化作用により加
熱ローラの予熱時間を短くすることを目的とするもので
あったが、磁性のスリーブ１ａの存在により加熱ローラ
１が直接加熱されないこと、電磁誘導による熱の加熱ロ
ーラ１への伝達は当該加熱ローラ１の一端に対して行わ
れ、ヒートパイプによる均熱化の迅速性には限界がある
こと、及び、機器の小型化にともなう加熱ロール１の細
径化とその熱輸送量とが背反することとによって、加熱
ローラ１の予熱時間はオンデマンド定着方式を採用する
のに耐える程度、例えば２０sec 程度には達しなかっ
た。In the above-mentioned fixing device, the heating roller composed of the heat pipe is rapidly heated by electromagnetic induction heating, and the preheating time of the heating roller is shortened by the rapid soaking action of the heat pipe. However, the heating roller 1 is not directly heated due to the presence of the magnetic sleeve 1a, and the heat transfer to the heating roller 1 by electromagnetic induction is performed to one end of the heating roller 1. The preheating time of the heating roller 1 is limited due to the fact that there is a limit to the speed of heat equalization by the heat pipe, and that the diameter of the heating roll 1 becomes smaller due to the downsizing of the equipment and the amount of heat transport thereof conflicts. Did not reach the level of using the on-demand fixing method, for example, about 20 seconds.
【０００７】この発明の目的は、常時予熱を必要とせ
ず、前述のオンデマンド定着方式を採用し得る程度に予
熱時間が短いトナー定着装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a toner fixing device which does not always require preheating and has a short preheating time to the extent that the above-mentioned on-demand fixing system can be adopted.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明によるトナー定
着装置は、前述の課題を解決するため、コンテナ内に作
動液を封入したヒートパイプからなる金属製の加熱ロー
ラと、この加熱ローラへ平行して接触する加圧ロール
と、前記加熱ローラへ非接触的に設置されていて当該加
熱ローラを加熱する電磁誘導加熱手段とを含み、この電
磁誘導加熱手段は、前記加熱ローラの前記加圧ロールと
の接触部位の反対側において、当該加熱ローラのトナー
定着部の少なくとも最大長さ範囲にわたって設置され、
かつ、前記加熱ローラの前記加圧ロールとの接触部位の
反対側における少なくとも半円筒部分を囲む状態に設置
されていることを特徴とするものである。In order to solve the above-mentioned problems, a toner fixing device according to the present invention is provided with a metal heating roller made of a heat pipe in which a working liquid is sealed in a container, and in parallel with the heating roller. And a pressure roll that comes into contact with the heating roller, and electromagnetic induction heating means that is installed in a non-contact manner to the heating roller and heats the heating roller. The electromagnetic induction heating means includes the pressure roller of the heating roller. Is installed over at least the maximum length range of the toner fixing portion of the heating roller on the side opposite to the contact portion of
And, of the contact portion of the heating roller and the pressure roll
Installed so as to surround at least a semi-cylindrical part on the opposite side
It is characterized by being.
【０００９】この発明によるトナー定着装置において、
トナー定着部の最大長さ範囲とは、前記加熱ロールと加
圧ロールとの接触部の長さの中、当該トナー定着装置に
使用される用紙の最大サイズ（幅）のものが通過する長
さ範囲を意味している。In the toner fixing device according to the present invention,
The maximum length range of the toner fixing section means the length of the maximum size (width) of the paper used in the toner fixing device, which is included in the length of the contact section between the heating roll and the pressure roll. Means a range.
【００１０】前記電磁誘導加熱手段は、加熱ローラへ近
接するように配置される誘導コイルと、この誘導コイル
が定着されている遮蔽層と、この遮蔽層の誘導コイルが
定着されている面の反対側に定着されている絶縁層とか
ら構成するのが好ましい。加熱ローラの材質は、磁性体
であるのが好ましいが、必ずしも磁性を有するものでな
くても実施することができる。The electromagnetic induction heating means includes an induction coil arranged in the vicinity of the heating roller, a shield layer on which the induction coil is fixed, and an opposite surface of the shield layer on which the induction coil is fixed. It is preferably composed of an insulating layer fixed to the side. It is preferable that the heating roller is made of a magnetic material, but the heating roller may be made of a material that is not necessarily magnetic.
【００１１】前記電磁誘導加熱手段のコイルはフラット
コイルであるのが好ましい。 加熱ローラは前記加圧ロ
ールの下部に接触しているのが好ましく、さらに、当該
加熱ローラの表面に厚み２０μｍ程度のフッ素系樹脂か
らなる皮膜を定着するのが好ましい。The coil of the electromagnetic induction heating means is preferably a flat coil. It is preferable that the heating roller is in contact with the lower portion of the pressure roll, and further, it is preferable that a film made of a fluororesin having a thickness of about 20 μm is fixed on the surface of the heating roller.
【００１２】[0012]
【作用】この発明によるトナー定着装置は、加熱ローラ
の前記加圧ロールとの接触部位の反対側において、当該
加熱ローラの少なくともトナー定着部の最大長さ範囲を
カバーする状態に設置されている電磁誘導加熱手段へ通
電すると、当該電磁誘導加熱手段の回りに交番磁界が形
成され、当該電磁誘導加熱手段と近接している加熱ロー
ラが過電流の誘起により効率よく発熱する。そして、加
圧ロールを用紙の送り方向へ回転させながら、用紙を加
圧ロールとこれに接触している加熱ローラとの間に挟み
込ませると、前記加熱ローラも用紙の送り方向へ回転す
るとともに、当該加熱ローラの熱により、当該接触部位
を通過する用紙及び当該用紙に転写されているトナーが
適正温度に温められ、そのトナーを前記用紙へ定着させ
る。さらに、前記加熱ローラは作動液を封入したヒート
パイプであるので、より短時間でかつ一層均熱的に加熱
される。The toner fixing device according to the present invention is an electromagnetic device installed on the opposite side of the contact portion of the heating roller with the pressure roller so as to cover at least the maximum length range of the toner fixing portion of the heating roller. When the induction heating means is energized, an alternating magnetic field is formed around the electromagnetic induction heating means, and the heating roller adjacent to the electromagnetic induction heating means efficiently generates heat due to induction of overcurrent. Then, while rotating the pressure roll in the paper feed direction, the paper is sandwiched between the pressure roll and the heating roller in contact with the pressure roll, and the heating roller also rotates in the paper feed direction, The heat of the heating roller heats the sheet passing through the contact portion and the toner transferred to the sheet to an appropriate temperature, and fixes the toner on the sheet. Further, since the heating roller is a heat pipe in which the working fluid is sealed, the heating roller is heated more uniformly in a shorter time.
【００１３】前記電磁誘導加熱手段は、加熱ローラの前
記加圧ロールとの接触部位の反対側において、加熱ロー
ラのトナー定着部の最大長さ範囲にわたって設置されて
いるので、加熱ローラは装置の作動時に最大幅の用紙が
通過する範囲が同時にかつ迅速・均一に加熱される。し
たがって、この発明によるトナー定着装置は、予熱時間
が非常に短く（例えば２０sec 以内に）なるので、前記
オンデマンド定着方式を採用することが可能になり、消
費電力をより小さくすることができる。Since the electromagnetic induction heating means is installed over the maximum length range of the toner fixing portion of the heating roller on the side opposite to the contact portion of the heating roller with the pressure roller, the heating roller operates the apparatus. Occasionally, the area through which the widest sheet of paper passes is heated quickly and evenly. Therefore, in the toner fixing device according to the present invention, the preheating time becomes extremely short (for example, within 20 seconds), so that the on-demand fixing method can be adopted and the power consumption can be further reduced.
【００１４】前記誘導コイルは、前記加熱ローラの加圧
ロールとの接触部位の反対側において、当該加熱ロール
の少なくとも半円筒部分を囲む状態に設置されているの
で、当該加熱ロールの発熱はより迅速になり、予熱時間
はさらに短くなる。[0014] The said induction coil, at the opposite side of the contact portion between the pressure roll of the heating roller, is installed in a state surrounding at least a semi-cylindrical portion of the heating roll
Then, the heat generation of the heating roll becomes quicker and the preheating time becomes shorter.
【００１５】また、前記電磁誘導加熱手段の誘導コイル
がフラットコイルである場合には、当該電磁誘導加熱手
段を加熱ロールの前記半円筒部分を囲む状態に設置する
のが容易である。When the induction coil of the electromagnetic induction heating means is a flat coil, it is easy to install the electromagnetic induction heating means so as to surround the semi-cylindrical portion of the heating roll.
【００１６】ヒートパイプからなる加熱ローラが前記加
圧ロールの下部に接触している場合には、ヒートパイプ
がボトムヒート構造になることにより、加熱ローラの予
熱速度はさらに一層短くなる。また、ヒートパイプから
なる加熱ローラの表面にフッ素樹脂の薄い皮膜を定着し
た場合には、当該加熱ローラの腐食を防止することがで
きるとともに、加熱ローラへのトナー付着が防止され、
かつ、加熱ローラの軸受け部における滑りが円滑にな
る。When the heating roller composed of the heat pipe is in contact with the lower portion of the pressure roll, the preheating rate of the heating roller is further shortened by the bottom heat structure of the heat pipe. Further, when a thin film of fluororesin is fixed on the surface of the heating roller made of a heat pipe, it is possible to prevent corrosion of the heating roller and prevent toner from adhering to the heating roller.
Moreover, the sliding of the bearing portion of the heating roller becomes smooth.
【００１７】[0017]
【実施例】図１〜図３を参照しながら、この発明による
トナー定着装置の好ましい実施例を説明する。図１はこ
の発明によるトナー定着装置の一例を示す概略側断面
図、図２は図１のトナー定着装置の部分正面図、図３は
図１のトナー定着装置で使用されている電磁誘導手段の
平面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a toner fixing device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic side sectional view showing an example of a toner fixing device according to the present invention, FIG. 2 is a partial front view of the toner fixing device of FIG. 1, and FIG. 3 is an electromagnetic induction means used in the toner fixing device of FIG. It is a top view.
【００１８】１は加熱ローラであり、この実施例におけ
る加熱ローラ１は、外形１０mm，肉厚０．３mmの銅パイ
プコンテナに作動液（水又はフッ素系不活性液）を封入
したヒートパイプ１０と、このヒートパイプ１０の表面
にコーティングされた厚み２０μｍ前後のフッ素樹脂
（例えば、商標名「テフロン」）からなる皮膜１１とで
構成されている。この加熱ローラ１は、その両端部が図
２のように支持部材４に取り付けた軸受４０へ回転自在
に支持されており、後述の加圧ローラ２が用紙５の走行
方向に沿って回転するとき、当該用紙５の走行方向へと
もに回転するようになっている。Reference numeral 1 is a heating roller. The heating roller 1 in this embodiment is a heat pipe 10 in which a working liquid (water or fluorine-based inert liquid) is enclosed in a copper pipe container having an outer diameter of 10 mm and a wall thickness of 0.3 mm. The surface of the heat pipe 10 is coated with a film 11 made of a fluororesin (for example, trade name “Teflon”) having a thickness of about 20 μm. Both ends of the heating roller 1 are rotatably supported by bearings 40 attached to the supporting member 4 as shown in FIG. 2, and when the pressure roller 2 described later rotates in the traveling direction of the sheet 5. The paper 5 is designed to rotate together in the traveling direction.
【００１９】前記加熱ローラ１の上部には、外周にゴム
かならる緩衝層２０を有する加圧ロール２が、前記加熱
ローラ１と平行して接触するように設置されている。こ
の加熱ローラ２は、その両端部が図２のように支持部材
４に取り付けた軸受４１へ回転自在に支持され、図１の
用紙５へのトナー定着時には、図示しない駆動装置によ
り当該用紙５の走行方向に沿って回転される。A pressure roller 2 having a buffer layer 20 made of rubber on the outer periphery is installed above the heating roller 1 so as to be in parallel contact with the heating roller 1. Both ends of the heating roller 2 are rotatably supported by bearings 41 attached to the supporting member 4 as shown in FIG. 2, and when the toner is fixed on the paper 5 in FIG. It is rotated along the direction of travel.
【００２０】前記加熱ローラ１の加圧ロール２との接触
部位、すなわちトナー定着部ａの反対側には、前記トナ
ー定着部ａの最大長さＬの範囲にわたるように、電磁誘
導加熱手段３が前記加熱ローラ１へ近接して設置されて
いる。この電磁誘導加熱手段３は、支持部材３３に固定
されている。この実施例における電磁誘導加熱手段３
は、図１のように、非絶縁性の遮蔽層３１の上面に定着
された誘導コイル３０と、前記遮蔽層３１の下面に定着
された絶縁層３２とによって構成されいる。Electromagnetic induction heating means 3 is provided at the contact portion of the heating roller 1 with the pressure roll 2, that is, on the opposite side of the toner fixing portion a so as to cover the range of the maximum length L of the toner fixing portion a. It is installed close to the heating roller 1. The electromagnetic induction heating means 3 is fixed to the support member 33. Electromagnetic induction heating means 3 in this embodiment
As shown in FIG. 1, it is composed of an induction coil 30 fixed on the upper surface of the non-insulating shield layer 31 and an insulating layer 32 fixed on the lower surface of the shield layer 31.
【００２１】前記電磁誘導加熱手段３は全体がフラット
でもよいが、好ましくは図３のように、フラットな絶縁
層３２と遮蔽層３１とを接合し、遮蔽層３１の上に細長
い渦巻き状パターンのフラットコイルからなる誘導コイ
ル３０を定着し、図１のようにそれらの全体を、内径が
加熱ローラ１の外形よりやや大きくなるように断面半円
形の樋状に成形する。電磁誘導加熱手段３をこのように
成形すると、図１の設置状態では、電磁誘導加熱手段３
が小さな隙間を介して加熱ロール１の下側の半円筒部分
を囲んだ状態になる。この実施例の誘導コイル３０に
は、内部に適量の冷却液（例えば水）を封入したパイプ
状のものが使用されている。The electromagnetic induction heating means 3 may be flat as a whole, but preferably, as shown in FIG. 3, a flat insulating layer 32 and a shield layer 31 are joined to each other, and a flat spiral pattern is formed on the shield layer 31. The induction coil 30 composed of a flat coil is fixed, and as shown in FIG. 1, the whole of them is formed into a gutter shape having a semicircular cross section so that the inner diameter is slightly larger than the outer shape of the heating roller 1. When the electromagnetic induction heating means 3 is formed in this way, the electromagnetic induction heating means 3 is installed in the installed state of FIG.
Is in a state of surrounding the lower semi-cylindrical portion of the heating roll 1 through a small gap. As the induction coil 30 of this embodiment, a pipe-shaped one in which an appropriate amount of cooling liquid (for example, water) is enclosed is used.
【００２２】この実施例のトナー定着装置は、電磁誘導
加熱手段３の誘導コイル３０へ通電すると、当該電磁誘
導加熱手段３の回りに交番磁界が形成され、前記誘導コ
イル３０と近接しており、かつ当該誘導コイル３０によ
り下半部が囲まれている状態の加熱ローラ１が、過電流
の誘起により均一かつ効率よく例えば１６０℃まで予熱
される。加熱ローラ１の表面温度は、前記予熱後は図示
しないインバータ回路の制御により前記温度又は１５０
℃程度に維持される。そして、加圧ロール２を用紙５の
送り方向へ回転させながら、用紙５を加圧ロール２とこ
れに接触している加熱ローラ１との間であるトナー定着
部ａに挟み込ませると、前記加熱ローラ１も用紙の送り
方向へ回転するとともに、当該加熱ローラ１の熱によ
り、トナー定着部ａを通過する用紙５及び当該用紙５に
転写されているトナー５０が温められ、そのトナー５０
が前記用紙５へ定着される。In the toner fixing device of this embodiment, when the induction coil 30 of the electromagnetic induction heating means 3 is energized, an alternating magnetic field is formed around the electromagnetic induction heating means 3 and is close to the induction coil 30. Further, the heating roller 1 whose lower half is surrounded by the induction coil 30 is uniformly and efficiently preheated to, for example, 160 ° C. by the induction of the overcurrent. After the preheating, the surface temperature of the heating roller 1 is set to the above temperature or 150 by the control of an inverter circuit (not shown).
It is maintained at about ℃. Then, while the pressure roller 2 is rotated in the feeding direction of the sheet 5, the sheet 5 is sandwiched between the pressure roller 2 and the heating roller 1 which is in contact with the sheet, so that the toner fixing portion a is heated. The roller 1 also rotates in the sheet feeding direction, and the heat of the heating roller 1 warms the sheet 5 passing through the toner fixing section a and the toner 50 transferred to the sheet 5, and the toner 50 is heated.
Is fixed on the paper 5.
【００２３】試験例
この実施例のトナー定着装置であるサンプルＡと、図４
で示す従来のトナー定着装置であるサンプルＢとを以下
の仕様で作成し、以下に示す条件で両者の加熱試験を行
った結果を以下に示す。
仕様
加熱ローラ
パイプ：直径１０mm，肉厚０．３mm，長さ４００mmの銅
製ヒートパイプ
外周の皮膜：フッ素樹脂２０μｍ
作動液：水
加圧ローラ
アルミニウムにゴムを被着した直径１０mmのローラ
トナー定着部の最大長さ
２６mm
誘導コイル
直径０．５mmの銅パイプで内部へ冷却水封入
サンプルＡ：図３の状態で２００ターン，コイル長さ２
００ｍ
サンプルＢ：図４の状態で２００ターン，コイル長さ２
００ｍ
試験条件
予熱段階 電圧：１００Ｖ
電流： ３．５Ａ
定常段階 電圧： ６０Ｖ
電流： ２．８Ａ
設定温度（加熱ローラの表面温度）
１６０℃
試験結果
コイルに電流の流してから、加熱ローラにおけるトナー
定着部の最大長さ部分の両端が設定温度に達するまでの
時間。
サンプルＡ：１７sec
サンプルＢ：６０secTest Example Sample A, which is a toner fixing device of this embodiment, and FIG.
Sample B, which is a conventional toner fixing device shown in 1), was prepared according to the following specifications, and the heating test of both was performed under the following conditions. The results are shown below. Specifications Heat roller pipe: Diameter 10mm, wall thickness 0.3mm, length 400mm Copper heat pipe Outer film: Fluorine resin 20μm Hydraulic fluid: Water pressure roller Maximum length 26 mm Induction coil 0.5 mm diameter copper pipe filled with cooling water inside Sample A: 200 turns in the state of FIG. 3, coil length 2
00m Sample B: 200 turns in the state of FIG. 4, coil length 2
00m Test condition Preheating stage Voltage: 100V Current: 3.5A Steady stage voltage: 60V Current: 2.8A Set temperature (surface temperature of heating roller) 160 ° C Test result After applying current to coil, toner fixing part on heating roller The time required for both ends of the maximum length of to reach the set temperature. Sample A: 17 sec Sample B: 60 sec
【００２４】前述の試験結果から明らかなように、この
実施例によるトナー定着装置は、電磁誘導加熱手段３に
より加熱ローラ１をトナー定着部の最大長さ範囲にわた
って直接加熱する構造であるので、図４の従来の定着装
置よりも予熱時間がはるかに短い。したがって、オンデ
マンド定着方式を採用して電力消費を節減することがで
きる。As is apparent from the above test results, the toner fixing device according to this embodiment has a structure in which the heating roller 1 is directly heated by the electromagnetic induction heating means 3 over the maximum length range of the toner fixing portion. The preheating time is much shorter than that of the conventional fixing device of No. 4. Therefore, it is possible to reduce power consumption by adopting the on-demand fixing method.
【００２５】この実施例のトナー定着装置は、加熱ロー
ラ１の表面がフッ素樹脂によりコーティングされている
ので、加熱ローラ１の腐食が防止されるとともに、加熱
ローラ１へのトナー５０の付着が防止され、かつ、加熱
ローラ１の軸受け部における滑りが円滑になる。In the toner fixing device of this embodiment, since the surface of the heating roller 1 is coated with fluororesin, the heating roller 1 is prevented from being corroded and the toner 50 is prevented from adhering to the heating roller 1. Moreover, the sliding of the bearing portion of the heating roller 1 becomes smooth.
【００２６】前記加熱ローラ１は作動液を封入したヒー
トパイプであるので、より短時間でかつ一層均熱的に加
熱される。また、電磁誘導加熱手段３は前述のように樋
状に成形されているのが好ましいが、フラットでも実施
することができる。さらに、誘導コイル３０のパターン
は図３で例示したものに限定されず、他のフラットなパ
ターンでも差し支えない。Since the heating roller 1 is a heat pipe containing a working liquid, it is heated more uniformly in a shorter time. Further, the electromagnetic induction heating means 3 is preferably formed in a gutter shape as described above, but it can also be implemented in a flat shape. Furthermore, the pattern of the induction coil 30 is not limited to that illustrated in FIG. 3, and other flat patterns may be used.
【００２７】[0027]
【発明の効果】請求項１の発明によるトナー定着装置
は、電磁誘導加熱手段により加熱ローラをトナー定着部
の最大長さ範囲にわたって直接加熱する構造であるの
で、従来の定着装置よりも予熱時間がはるかに短い。し
たがって、オンデマンド定着方式を採用して電力消費を
節減することができる。電磁誘導加熱手段が、加熱ロー
ラの前記加圧ロールとの接触部位の反対側における少な
くとも半円筒部分を囲む状態に設置されているので、加
熱ロールの発熱はより迅速になり、予熱時間はさらに短
くなる。加熱ローラは作動液を封入したヒートパイプで
あるので、より短時間でかつ一層均熱的に加熱される。Since the toner fixing device according to the first aspect of the present invention has a structure in which the heating roller is directly heated by the electromagnetic induction heating means over the maximum length range of the toner fixing portion, the preheating time is longer than that of the conventional fixing device. Much shorter. Therefore, it is possible to reduce power consumption by adopting the on-demand fixing method. The electromagnetic induction heating means is
On the opposite side of the contact area of the la
Since it is installed so that it surrounds at least a semi-cylindrical part,
Heat rolls generate heat more quickly and have shorter preheat times
Become Since the heating roller is a heat pipe in which the working fluid is sealed, the heating roller is heated more uniformly in a shorter time.
【００２８】請求項２の発明によるトナー定着装置は、
電磁誘導加熱手段の誘導コイルがフラットコイルである
ので、前述の効果のほかに、電磁誘導加熱手段を加熱ロ
ールの前記半円筒部分を囲む状態に設置するのが容易に
なるという効果を奏する。The toner fixing device according to the invention of claim 2 is
Since the induction coil of the electromagnetic induction heating means is a flat coil, in addition to the effects described above, it is easy to install the electromagnetic induction heating means in a state of surrounding the semi-cylindrical portion of the heating roll.
【００２９】請求項３の発明によるトナー定着装置は、
加熱ロールを構成するヒートパイプがボトムヒート構造
になるので、加熱ローラの予熱時間はさらに一層短くな
る。The toner fixing device according to the invention of claim 3 is
Since the heat pipe forming the heating roll has a bottom heating structure, the preheating time of the heating roller is further shortened.
【００３０】請求項４の発明によるトナー定着装置は、
ヒートパイプからなる加熱ローラの表面にフッ素樹脂か
らなる薄い皮膜を定着したので、前述の効果のほかに、
加熱ローラの腐食を防止することができるとともに、加
熱ローラへのトナー付着が防止され、かつ、加熱ローラ
の軸受け部における滑りが円滑になるという効果を奏す
る。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a toner fixing device,
Since a thin film made of fluororesin is fixed on the surface of the heating roller consisting of a heat pipe, in addition to the above effects,
It is possible to prevent corrosion of the heating roller, prevent toner from adhering to the heating roller, and smooth the sliding of the bearing portion of the heating roller.
【図１】この発明によるトナー定着装置の一例を示す概
略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a toner fixing device according to the present invention.
【図２】図１のトナー定着装置の部分正面図である。FIG. 2 is a partial front view of the toner fixing device of FIG.
【図３】図１のトナー定着装置で使用されている電磁誘
導手段の平面図である。3 is a plan view of an electromagnetic induction unit used in the toner fixing device of FIG.
【図４】従来のトナー定着装置の一例を示す概略断面図
である。FIG. 4 is a schematic sectional view showing an example of a conventional toner fixing device.
【符号の簡単な説明】 １ 加熱ロール １ａ 磁性材料からなるスリーブ １０ ヒートパイプ １１ 皮膜 ２ 加圧ロール ２０ 緩衝層 ３，１ｂ 電磁誘導加熱手段 ３０，１ｃ 誘導コイル ３１ 遮蔽層 ３２ 断熱層 ３３ 支持部材 ４ 支持部材 ４０，４１ 軸受 ５ 用紙 ５０ トナー ａ トナー定着部[Simple explanation of symbols] 1 heating roll 1a Sleeve made of magnetic material 10 heat pipe 11 film 2 pressure roll 20 buffer layer 3,1b Electromagnetic induction heating means 30,1c induction coil 31 Shielding layer 32 heat insulation layer 33 Support member 4 Support members 40,41 bearings 5 sheets 50 toner a Toner fixing unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 末美 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古河電気工業株式会社内 (72)発明者 荒井 温 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 平４−264479（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−145041（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−164775（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−295414（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−123451（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 15/20 102 G03G 15/20 103 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Suemi Tanaka 2-6-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Furukawa Electric Co., Ltd. (72) Inventor Atsushi Arai 1-3-3, Nakamagome, Ota-ku, Tokyo (56) Reference JP-A-4-264479 (JP, A) JP-A-52-145041 (JP, A) JP-A-3-164775 (JP, A) JP-A-7-295414 (JP, A) Actual development Sho 58-123451 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G03G 15/20 102 G03G 15/20 103
Claims (4)
イプからなる金属製の加熱ローラと、この加熱ローラへ
平行して接触する加圧ロールと、前記加熱ローラへ非接
触的に設置されていて当該加熱ローラを加熱する電磁誘
導加熱手段とを含み、この電磁誘導加熱手段は、前記加
熱ローラの前記加圧ロールとの接触部位の反対側におい
て、当該加熱ローラのトナー定着部の少なくとも最大長
さ範囲にわたって設置され、かつ、前記加熱ローラの前
記加圧ロールとの接触部位の反対側における少なくとも
半円筒部分を囲む状態に設置されていることを特徴とす
る、トナー定着装置。1. A metal heating roller made of a heat pipe in which a working fluid is sealed in a container, a pressure roll in parallel contact with the heating roller, and a non-contact installation on the heating roller. Electromagnetic induction heating means for heating the heating roller, wherein the electromagnetic induction heating means is at least the maximum length of the toner fixing portion of the heating roller on the side opposite to the contact portion of the heating roller with the pressure roller. Installed over the area and in front of the heating roller
At least on the opposite side of the contact area with the pressure roll
A toner fixing device, wherein the toner fixing device is installed so as to surround a semi-cylindrical portion .
ラットコイルである、請求項１に記載のトナー定着装
置。2. The toner fixing device according to claim 1 , wherein the induction coil of the electromagnetic induction heating means is a flat coil.
触している、請求項１又は２に記載のトナー定着装置。3. The toner fixing device according to claim 1 , wherein the heating roller is in contact with a lower portion of the pressure roller.
らなる皮膜が定着されている、請求項１〜３のいずれか
に記載のトナー定着装置。4. The toner fixing device according to claim 1 , wherein a film made of a fluororesin is fixed on the surface of the heating roller.
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