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JP2009288396A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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JP2009288396A
JP2009288396A JP2008139266A JP2008139266A JP2009288396A JP 2009288396 A JP2009288396 A JP 2009288396A JP 2008139266 A JP2008139266 A JP 2008139266A JP 2008139266 A JP2008139266 A JP 2008139266A JP 2009288396 A JP2009288396 A JP 2009288396A
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JP
Japan
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magnetic flux
fixing device
heat generating
roller
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008139266A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Ishii
賢治 石井
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.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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.)
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Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2008139266A priority Critical patent/JP2009288396A/en
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Abstract

【課題】サーモパイルに代表される非接触型の温度検知手段を利用して、従来品よりも正確に定着ローラの温度を検出可能な定着装置及びこれを備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】磁束によって発熱する発熱層を有する定着ローラ3と、該定着ローラ3の外側に配置され、磁束を発生させる磁束発生部2と、該磁束発生部2の空孔部2eから定着ローラ3の温度を測定するサーモパイル5と、を備える定着装置において、磁束発生部2の空孔部2eの内面に複数の溝2e1を形成した。
【選択図】図3
A fixing device capable of detecting the temperature of a fixing roller more accurately than a conventional product by using a non-contact type temperature detecting means represented by a thermopile, and an image forming apparatus provided with the fixing device.
A fixing roller having a heat generating layer that generates heat by a magnetic flux, a magnetic flux generating section that is arranged outside the fixing roller and generating a magnetic flux, and a fixing roller from a hole portion 2e of the magnetic flux generating section. In the fixing device including the thermopile 5 for measuring the temperature 3, a plurality of grooves 2 e 1 are formed on the inner surface of the air hole 2 e of the magnetic flux generator 2.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、複写機、プリンタ、FAXなどの画像形成装置に用いる定着装置及びこれを備える画像形成装置に関する。詳細には、電磁誘導加熱方式を用いた磁束発生部に特徴を有する定着装置に関する。   The present invention relates to a fixing device used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a FAX, and an image forming apparatus including the same. More specifically, the present invention relates to a fixing device characterized by a magnetic flux generation unit using an electromagnetic induction heating method.

複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、印刷機、これらの複合装置などの画像形成装置においては、潜像担持体に担持したトナー像などの可視像を記録シートなどの記録材に転写することで画像出力を得る。トナー像は、定着装置を通過する際に熱と圧力とによる融解、浸透作用によって記録材上に定着される。このように、定着装置に採用される加熱方式には、発熱源としてハロゲンランプなどを用いた加熱ローラとこれに対向当接する加圧ローラとを備えて定着ニップ部を構成可能な熱ローラ定着方式、ローラ自体よりも熱容量が小さくて済むフィルムを加熱部材として用いたフィルム定着方式があるが、近年、加熱方式に電磁誘導加熱方式を用いた定着方式が注目されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に開示されている電磁誘導加熱方式を用いた定着方式においては、加熱ローラの内部においてボビンに巻いた誘導加熱コイルを設け、誘導加熱コイルに電流を印加することにより加熱ローラに渦電流を発生させ、それによって加熱ローラを発熱させる構成が採用されている。この構成においては、熱ローラ定着方式のような余熱を必要とせず、瞬時に所定の温度まで立ち上げることができるという利点がある。また電磁誘導加熱方式を用いた定着方式に関しては、高周波電源により高周波電圧が印加される誘導加熱コイルからなる高周波誘導加熱装置と、前記加熱回転体に設けられた磁性を有する発熱層とを有し、発熱層は、キュリー点が概ね定着温度に設定され、高周波誘導加熱装置に高周波電源により高周波電圧が印加されたとき発熱する定着装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
In an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, a printing machine, or a combination of these, an image is formed by transferring a visible image such as a toner image carried on a latent image carrier onto a recording material such as a recording sheet. Get the output. When the toner image passes through the fixing device, the toner image is fixed on the recording material by melting and permeating action due to heat and pressure. As described above, the heating method employed in the fixing device includes a heating roller using a halogen lamp or the like as a heat source and a pressure roller that is in contact with the heating roller. There is a film fixing method using a film whose heat capacity is smaller than that of the roller itself as a heating member. In recent years, a fixing method using an electromagnetic induction heating method as a heating method has attracted attention (for example, see Patent Document 1). ).
In the fixing method using the electromagnetic induction heating method disclosed in Patent Document 1, an induction heating coil wound around a bobbin is provided inside the heating roller, and an eddy current is applied to the heating roller by applying a current to the induction heating coil. Has been adopted, whereby the heating roller generates heat. In this configuration, there is an advantage that it is possible to instantaneously raise the temperature to a predetermined temperature without the need for residual heat unlike the heat roller fixing method. The fixing method using the electromagnetic induction heating method includes a high-frequency induction heating device including an induction heating coil to which a high-frequency voltage is applied from a high-frequency power source, and a heat generation layer having magnetism provided on the heating rotating body. In the heat generating layer, a fixing device is known that generates heat when a Curie point is generally set to a fixing temperature and a high frequency voltage is applied to a high frequency induction heating device by a high frequency power source (see, for example, Patent Document 2).

この装置では、高周波誘導加熱装置により接着剤中に含有された強磁性体がキュリー点に達するまで瞬時に昇温し、キュリー点に達すると磁性を失うことにより、昇温せず、一定の温度を保持する。この強磁性体のキュリー点は概ね定着温度に設定されているので、強磁性体は概ね定着温度に保持される。したがって、定着装置として要求される加熱回転体表面の高離型性、耐熱性等を損なうことなく、また複雑な制御装置を必要とすることなく、加熱回転体の立ち上がり時間の短縮及び高精度の温度制御を行うことができる。さらに、芯金や離型性樹脂層の厚みや形状が異なる加熱回転体においては、その熱容量も異なるが、強磁性体粉末の含有量を調整することにより、立ち上がり時間、制御温度の精度向上を図ることができ、また強磁性体粉末はキュリー点で磁性を失うので、磁性粉末を含むトナーが磁力で加熱回転体に吸引され、オフセット等が発生することもない、とされている。そして定着器に用いられる温度センサとしては、サーミスタ等のようにヒートローラの外周面に直接接触させて、外周面の温度を検知する接触型のセンサと、サーモパイルのように、ヒートローラの外周面から放射される赤外線をヒートローラから離れた位置で受光して、その受光された放射束から外周面の温度を検知する非接触型の赤外線センサとがある。このいずれを用いるかは、設計上の都合によるが、一般に、ヒートローラの表面には、印刷用紙に定着してもオフセットとして視認できない程度の細かなトナーが付着しており、接触型の赤外線センサを用いた場合、そのトナーがセンサに削り取られて、その削り取られた量が所定量に達すると一気に流れ出し、その流れ出したトナーが印刷用紙上に付着してしまう。
そのため、近年は、温度センサとして、非接触型の赤外線センサが提案されている。
In this device, the ferromagnetic material contained in the adhesive is heated up instantaneously until it reaches the Curie point by the high-frequency induction heating device, and when it reaches the Curie point, it loses magnetism and does not rise at a constant temperature. Hold. Since the Curie point of the ferromagnetic material is generally set at the fixing temperature, the ferromagnetic material is generally maintained at the fixing temperature. Accordingly, the rise time of the heating rotator is shortened and high accuracy is obtained without impairing the high releasability, heat resistance, etc. of the surface of the heating rotator required as a fixing device, and without requiring a complicated control device. Temperature control can be performed. Furthermore, the heating rotors with different thicknesses and shapes of the cored bar and the releasable resin layer have different heat capacities, but the rise time and control temperature accuracy can be improved by adjusting the content of the ferromagnetic powder. In addition, since the ferromagnetic powder loses its magnetism at the Curie point, the toner containing the magnetic powder is attracted to the heating rotator by a magnetic force and no offset or the like occurs. The temperature sensor used in the fixing device includes a contact type sensor that directly contacts the outer peripheral surface of the heat roller such as a thermistor to detect the temperature of the outer peripheral surface, and an outer peripheral surface of the heat roller such as a thermopile. There is a non-contact type infrared sensor that receives infrared rays emitted from a heat roller at a position away from the heat roller and detects the temperature of the outer peripheral surface from the received radiation bundle. Which one is used depends on the design, but in general, the surface of the heat roller has fine toner that is not visible as an offset even if it is fixed on the printing paper. When the toner is used, the toner is scraped off by the sensor, and when the scraped amount reaches a predetermined amount, the toner flows out at a stretch, and the flowed-out toner adheres to the printing paper.
Therefore, in recent years, a non-contact infrared sensor has been proposed as a temperature sensor.

ところで、非接触型の赤外線センサとして代表的なサーモパイルは、耐熱温度が低く、ヒートローラの温度の正確な検知を行うためには、サーモパイルをある程度ヒートローラから離れた位置に設置する必要がある。
一般にサーモパイルの対象物測定視野角は放射状に広がり、距離が遠くなる程測定範囲が広がりヒートローラ以外の物体が入ってしまう。そのため、サーモパイルが、ヒートローラから放射された赤外線に加えて、ヒートローラ以外の物体から放射された非検出対象の赤外線(以下、この非検出対象の赤外線のことを「ノイズ成分」という)をも検出してしまい、このノイズ成分が原因で、ヒートローラの温度を正確に検出できないという問題を招いていた。
また、ヒートローラ外周部に誘導加熱装置(磁束発生部)を配置する形態の場合にはサーモパイルの視野角にヒートローラ以外の部材を検出しないようにするためにその大きさ、コイル形状に制約が生まれ、設計上の課題となっていた。
本発明では磁束発生部の空孔部よりサーモパイルにより定着ローラ表面を検知するものであり、空孔部内面に異物が付着することに温度検知誤差を発生させてしまうのを防止するものである。空孔部内面部に付着する異物として機内に舞うトナーであったり、トナーに含有するWAX成分が挙げられる。
By the way, a thermopile typical as a non-contact type infrared sensor has a low heat-resistant temperature, and in order to accurately detect the temperature of the heat roller, it is necessary to install the thermopile at a position away from the heat roller to some extent.
Generally, the object measurement viewing angle of the thermopile spreads radially, and as the distance increases, the measurement range increases and objects other than the heat roller enter. Therefore, in addition to the infrared rays emitted from the heat roller, the thermopile also emits non-detection target infrared rays (hereinafter referred to as “noise components”) emitted from objects other than the heat roller. This causes a problem that the temperature of the heat roller cannot be accurately detected due to this noise component.
In addition, in the case where the induction heating device (magnetic flux generation unit) is arranged on the outer peripheral portion of the heat roller, there is a restriction on the size and the coil shape in order to prevent detection of members other than the heat roller in the viewing angle of the thermopile. Born and became a design challenge.
In the present invention, the surface of the fixing roller is detected by the thermopile from the hole portion of the magnetic flux generating portion, and it is possible to prevent a temperature detection error from occurring due to the foreign matter adhering to the inner surface of the hole portion. Examples of the foreign matter that adheres to the inner surface portion of the hole portion include toner that floats in the machine and a WAX component contained in the toner.

特開2001−13805号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-13805 特許2975435号公報Japanese Patent No. 2975435

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、サーモパイルに代表される非接触型の温度検知手段を利用して、従来品よりも正確に定着ローラの温度を検出可能な定着装置及びこれを備える画像形成装置を提供することを目的としている。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and its problem is to detect the temperature of the fixing roller more accurately than the conventional product by using a non-contact type temperature detecting means represented by a thermopile. An object of the present invention is to provide a fixing device that can be used and an image forming apparatus including the fixing device.

上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の定着装置は、磁束によって発熱する発熱層を有する発熱回転体と、該発熱回転体の外側に配置され、磁束を発生させる磁束発生部と、該磁束発生部の空孔部から前記発熱回転体の温度を測定する温度検知手段と、を備えた電磁誘導加熱装置と、定着ローラと、を備える定着装置において、前記磁束発生部の空孔部の内面に複数の溝が形成されていることを特徴とする。
また、本発明の定着装置は、さらに、前記複数の溝は定着ローラ側に対して下側へ傾斜していることを特徴とする。
本発明の定着装置は、磁束によって発熱する発熱層を有する発熱回転体と、前記発熱回転体の外側に配置され、磁束を発生させる磁束発生部と、該磁束発生部の空孔部から前記発熱回転体の温度を測定する温度検知手段と、を備えた電磁誘導加熱装置と、定着ローラと、を備える定着装置において、前記磁束発生部の空孔部の内面に離型材が付与されていることを特徴とする。
本発明の定着装置は、磁束によって発熱する発熱層を有する発熱回転体と、前記発熱回転体の外側に配置され、磁束を発生させる磁束発生部と、該磁束発生部の空孔部から前記発熱回転体の温度を測定する温度検知手段と、を備える定着装置において、前記空孔部の温度検知手段側から発熱回転体側に空気を流すためのファンが温度検知手段側に設けられていることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、上記のいずれかに記載の定着装置を備えていることを特徴とする。
The features of the present invention, which is a means for solving the above problems, are listed below.
The fixing device of the present invention includes a heat generating rotating body having a heat generating layer that generates heat by magnetic flux, a magnetic flux generating section that is disposed outside the heat generating rotating body, and generates a magnetic flux, and the heat generation from a hole portion of the magnetic flux generating section. In a fixing device including an electromagnetic induction heating device including a temperature detecting means for measuring the temperature of a rotating body, and a fixing roller, a plurality of grooves are formed on the inner surface of the hole portion of the magnetic flux generation unit. It is characterized by that.
The fixing device of the present invention is further characterized in that the plurality of grooves are inclined downward with respect to the fixing roller side.
The fixing device according to the present invention includes a heat generating rotating body having a heat generating layer that generates heat by magnetic flux, a magnetic flux generating section that is disposed outside the heat generating rotating body, and generates a magnetic flux, and the heat generation from a hole portion of the magnetic flux generating section. In a fixing device including an electromagnetic induction heating device including a temperature detecting means for measuring the temperature of the rotating body and a fixing roller, a release material is applied to the inner surface of the hole portion of the magnetic flux generation unit. It is characterized by.
The fixing device according to the present invention includes a heat generating rotating body having a heat generating layer that generates heat by magnetic flux, a magnetic flux generating section that is disposed outside the heat generating rotating body, and generates a magnetic flux, and the heat generation from a hole portion of the magnetic flux generating section. And a temperature detecting means for measuring the temperature of the rotating body, wherein a fan for flowing air from the temperature detecting means side of the hole portion to the heat generating rotating body side is provided on the temperature detecting means side. Features.
An image forming apparatus according to the present invention includes any one of the fixing devices described above.

上記解決する手段としての定着装置及びこれを備える画像形成装置では、誘導加熱装置内の空孔部内面への異物の付着を防止し、経時を含め正確に温度検知を行うことができる。   In the fixing device and the image forming apparatus provided with the fixing device as the means for solving the above, it is possible to prevent foreign matter from adhering to the inner surface of the hole portion in the induction heating device, and to accurately detect the temperature over time.

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims. The following description is an example of the best mode of the present invention, and does not limit the scope of the claims.

図1は、本実施例による定着装置が適用される画像形成装置の一実施例を示す図である。もちろん本発明は、図1に示したタイプの装置には限定されず、また単一色画像を作成するものだけでなく、カラー画像を形成するものをも対象とする。
図示の画像形成装置は、像担持体の一例であってドラム形状を有する回転体である電子写真感光体(以下、単に感光体という)41を備え、この感光体41の周りに、図中に矢印で示す回転方向に順次、帯電ローラからなる帯電装置42、露光手段の一部を構成するミラー43、現像ローラ44aを備えた現像装置44、転写紙、記録紙等のシート状の転写紙Pに現像された画像(トナー像)を転写する転写装置48、感光体41の周面に摺接するブレード46aを具備したクリーニング装置46等が配置してある。そして、帯電装置42と現像ローラ44aとの間において、感光体41にはミラー43を介して露光光Lbを露光照射して走査するようになっている。この露光光Lbの照射位置を露光部150と称する。
FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of an image forming apparatus to which the fixing device according to the present embodiment is applied. Of course, the present invention is not limited to the apparatus of the type shown in FIG. 1, and is intended not only for producing a single color image but also for forming a color image.
The illustrated image forming apparatus includes an electrophotographic photosensitive member (hereinafter simply referred to as a photosensitive member) 41 which is an example of an image carrier and is a rotating member having a drum shape, and around the photosensitive member 41 in the drawing. Sequentially in the rotational direction indicated by the arrow, a charging device 42 composed of a charging roller, a mirror 43 constituting a part of the exposure means, a developing device 44 having a developing roller 44a, a sheet-like transfer paper P such as transfer paper, recording paper, etc. A transfer device 48 for transferring the developed image (toner image), a cleaning device 46 provided with a blade 46a slidably contacting the peripheral surface of the photoreceptor 41, and the like are disposed. Then, between the charging device 42 and the developing roller 44a, the photoconductor 41 is scanned by exposing and exposing the exposure light Lb through the mirror 43. The irradiation position of the exposure light Lb is referred to as an exposure unit 150.

転写装置48が感光体41の下面と対向する部位は、転写紙Pにトナー像が転写される公知の転写部47となっており、この転写部47より給紙方向上流側には一対のレジストローラ49が設けてある。これらレジストローラ49には、いずれかの給紙トレイ40に収納した転写紙等のシート状の転写紙Pが、給紙コロ群110のコロによって送り出され、搬送ガイド及び搬送ローラ群(符号を付していない)に案内されながら搬送されてくるようになっている。また、転写部47より給紙方向下流の位置には、定着装置20が配置してあり、定着装置20より給紙方向下流側には両面記録実行時に転写紙Pの表裏を反転させ記録済みの紙面を下向きにして転写部47に再給紙する自動両面装置39が配置してある。
本実施形態における画像形成は、概ね次のようにして行う。まず装置上部側では、感光体41が回転を始め、この回転中に感光体41が暗中において帯電装置42により均一に帯電され、作成すべき画像に対応する露光光Lbが露光部150に照射及び走査されることで、作成すべき画像に対応した潜像が感光体41上に形成される。この潜像は感光体41の回転により現像装置44に近接したとき、ここでトナーにより可視像(顕像)化されて、感光体41に担持されたトナー像となる。一方、装置下部側では、いずれかの給紙トレイ40の給紙コロ群110により、複数の給紙トレイ40のうちいずれか1つから転写紙Pを呼び出し、例えば図中に破線で示すような所定の搬送経路を経て一対のレジストローラ49の位置まで搬送し、ここで一旦停止させ、感光体41上のトナー像が転写部47で転写紙Pの所定位置に対向するようなタイミングで送り出す。すなわち、好適なタイミングが到来すると、レジストローラ49の位置で停止していた転写紙Pをレジストローラ49で送り出し、転写部47に向けて搬送する。
A portion where the transfer device 48 faces the lower surface of the photoconductor 41 is a known transfer portion 47 to which a toner image is transferred onto the transfer paper P, and a pair of resists upstream from the transfer portion 47 in the paper feeding direction. A roller 49 is provided. A sheet-like transfer paper P such as a transfer paper stored in one of the paper feed trays 40 is fed to the registration rollers 49 by the rollers of the paper feed roller group 110, and includes a transport guide and a transport roller group (reference numerals). It is designed to be transported while being guided. Further, the fixing device 20 is arranged at a position downstream of the transfer unit 47 in the paper feeding direction, and on the downstream side of the paper feeding direction from the fixing device 20, the front and back of the transfer paper P are reversed and recorded when performing double-sided recording. An automatic double-side device 39 for re-feeding the transfer unit 47 with the paper surface facing downward is disposed.
Image formation in the present embodiment is generally performed as follows. First, on the upper side of the apparatus, the photosensitive member 41 starts rotating, and during this rotation, the photosensitive member 41 is uniformly charged by the charging device 42 in the dark, and the exposure unit 150 is irradiated with the exposure light Lb corresponding to the image to be created. By scanning, a latent image corresponding to the image to be created is formed on the photoreceptor 41. When the latent image approaches the developing device 44 due to the rotation of the photosensitive member 41, the latent image is visualized by the toner here and becomes a toner image carried on the photosensitive member 41. On the other hand, on the lower side of the apparatus, the transfer paper P is called from any one of the plurality of paper feed trays 40 by the paper feed roller group 110 of any one of the paper feed trays 40. The toner is conveyed to the position of the pair of registration rollers 49 through a predetermined conveyance path, temporarily stopped, and sent out at a timing at which the toner image on the photoreceptor 41 is opposed to the predetermined position of the transfer paper P by the transfer unit 47. That is, when a suitable timing arrives, the transfer paper P stopped at the position of the registration roller 49 is sent out by the registration roller 49 and conveyed toward the transfer unit 47.

感光体41上のトナー像とこのトナー像が転写されるべき転写紙Pの所定位置とは、その位置が転写部47で合致し、転写装置48による電界により、トナー像は転写紙P上に吸引され転写される。こうして感光体41周りの画像形成部でトナー像を転写され担持した転写紙Pは、定着装置20に向けて送り出される。そして、転写紙P上のトナー像が、定着装置20を通過する間に加熱、加圧されて転写紙Pに定着された後、転写紙Pは排紙部に排紙される。
また、転写紙Pの両面に画像形成をする場合、図示しない分岐爪により自動両面装置39に排紙された転写紙Pが、自動両面装置39でスイッチバック反転され、レジストローラ49の手前の搬送経路に搬送される。
なお、転写部47で転写されずに感光体41上に残った残留トナーは、感光体41の回転と共にクリーニング装置46に至り、このクリーニング装置46を通過する間に感光体41上から清掃・除去され、次の画像形成に移行可能となる。
定着装置20は、詳細は後述するが、一対のローラを採用した定着方式を採用した構成とされている。このため、定着装置には、定着ローラを加熱するための熱源を備え、この定着ローラに加圧ローラが当接、押圧している。
The toner image on the photoreceptor 41 and the predetermined position of the transfer paper P to which the toner image is to be transferred coincide with each other at the transfer unit 47, and the toner image is transferred onto the transfer paper P by the electric field generated by the transfer device 48. Sucked and transferred. In this way, the transfer paper P on which the toner image is transferred and carried by the image forming unit around the photoconductor 41 is sent out toward the fixing device 20. Then, after the toner image on the transfer paper P is heated and pressurized while passing through the fixing device 20 and fixed on the transfer paper P, the transfer paper P is discharged to a paper discharge section.
Further, when forming images on both sides of the transfer paper P, the transfer paper P discharged to the automatic double-side device 39 by a branching claw (not shown) is switched back by the automatic double-side device 39 and conveyed before the registration roller 49. It is transported to the route.
Residual toner remaining on the photoconductor 41 without being transferred by the transfer unit 47 reaches the cleaning device 46 as the photoconductor 41 rotates, and is cleaned and removed from the photoconductor 41 while passing through the cleaning device 46. Thus, it becomes possible to shift to the next image formation.
Although the details will be described later, the fixing device 20 is configured to employ a fixing method employing a pair of rollers. For this reason, the fixing device includes a heat source for heating the fixing roller, and the pressure roller is in contact with and pressed against the fixing roller.

図2は、図1に示した画像形成装置で用い得るローラ方式の定着装置の概念的構成を示す断面図である。図において、2は磁束発生部、3は発熱回転体である定着ローラ、4は加圧回転体である加圧ローラ、Pは転写紙、Tは転写紙P上に載ったトナーである。なお、図示の例の定着装置は、電磁誘導加熱装置である磁束発生部2が備えるコイルパイル2aを誘導加熱回路であるインバータ(図示せず)により高周波駆動することによって高周波磁界を発生させ、この磁界により、主に金属性の定着ローラ3に渦電流が流れるようにして定着ローラ3の表面温度を上昇させる。すなわち、定着ローラ3の表層は、磁束によって発熱する発熱層にされている。図中2bは足コア、2cはセンターコア、2dはアーチコアであり、コイルパイル2aはアーチコア2dと定着ローラ3の間に位置している。
発熱回転体としては、ローラ形状にものを用いた例について説明しているが、ローラでなく、スリーブ又はベルトを用いてもよい。
そして、転写紙P上のトナーTは定着ローラ3と加圧ローラ4とのニップ部を通過することにより、昇温・加圧によりトナーTが転写紙P上に定着する。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conceptual configuration of a roller-type fixing device that can be used in the image forming apparatus shown in FIG. In the figure, 2 is a magnetic flux generator, 3 is a fixing roller that is a heat generating rotator, 4 is a pressure roller that is a pressure rotator, P is transfer paper, and T is toner placed on the transfer paper P. The fixing device in the illustrated example generates a high-frequency magnetic field by driving the coil pile 2a included in the magnetic flux generation unit 2 that is an electromagnetic induction heating device by an inverter (not shown) that is an induction heating circuit, The surface temperature of the fixing roller 3 is raised by the magnetic field so that an eddy current flows mainly through the metallic fixing roller 3. That is, the surface layer of the fixing roller 3 is a heat generating layer that generates heat by magnetic flux. In the figure, 2b is a foot core, 2c is a center core, 2d is an arch core, and the coil pile 2a is located between the arch core 2d and the fixing roller 3.
Although the example using a roller shape as the heat generating rotating body has been described, a sleeve or a belt may be used instead of the roller.
Then, the toner T on the transfer paper P passes through the nip portion between the fixing roller 3 and the pressure roller 4, so that the toner T is fixed on the transfer paper P by temperature increase and pressure.

図3は定着装置の正面断面図である。図に示すように、磁束発生部2には空孔部2eが形成されている。この空孔部2eを介して定着ローラ3と反対側には、温度検知手段としてサーモパイル5が設けられており、このサーモパイル5からの出力電圧を測定して定着ローラ3の表面の温度がコンピュータで算出される。サーモパイルは、非接触式温度センサであり加熱物体から放射される赤外線(熱線)を受光して光電変換するセンサである。なお、温度検知手段としては、定着ローラ3と非接触手段であれば、他のセンサを用いることができる。
定着ローラ3には加圧ローラ4が接触している。そして、磁束発生部2をその長手方向に沿った断面で見ると、図5に示すように、空孔部2eは磁束発生部2のほぼ中央付近に配置される。コイルパイル2aは長方形状に巻回され、図5中、磁束発生部2の幅方向の全体に渡って配置されている。コイルパイル2aの両端はインバータに接続され高周波電源により交流電流が通電される。この通電によりコイルパイル2aの内側に磁束が発生し、高周波に伴う磁束の変化により定着ローラ3の表層に渦電流が発生し、該表層は発熱する。いわゆる電磁誘導過熱である。
FIG. 3 is a front sectional view of the fixing device. As shown in the figure, the magnetic flux generator 2 has a hole 2e. A thermopile 5 is provided as a temperature detecting means on the opposite side of the fixing roller 3 through the hole 2e, and the temperature of the surface of the fixing roller 3 is measured by a computer by measuring the output voltage from the thermopile 5. Calculated. The thermopile is a non-contact temperature sensor that receives infrared rays (heat rays) emitted from a heated object and performs photoelectric conversion. As the temperature detection means, other sensors can be used as long as they are non-contact means with the fixing roller 3.
The pressure roller 4 is in contact with the fixing roller 3. When the magnetic flux generator 2 is viewed in a cross section along the longitudinal direction, the hole 2e is disposed in the vicinity of the center of the magnetic flux generator 2 as shown in FIG. The coil pile 2a is wound in a rectangular shape, and is arranged over the entire width direction of the magnetic flux generator 2 in FIG. Both ends of the coil pile 2a are connected to an inverter, and an alternating current is applied by a high frequency power source. This energization generates a magnetic flux inside the coil pile 2a, and an eddy current is generated in the surface layer of the fixing roller 3 due to a change in the magnetic flux accompanying a high frequency, and the surface layer generates heat. This is so-called electromagnetic induction overheating.

磁束発生部2で発生する磁束の大きさは、コイルの巻き数に比例するので、なるべく多く巻くために、導線に被覆を形成してパイル状にされている。コイルパイル2aの幅が長くされているのは、円柱状の定着ローラ3の表面全体に渦電流を発生させるためである。また、定着ローラ3は回転するので、コイルパイル2aの長手方向と垂直方向の内部空間の長さAは、定着ローラ3の径より小さくてもよい。コイルパイル2aの内側と定着ローラ3の表面を近づけた方が、定着ローラ3の昇温効果が高まるため、なるべくコイルパイル2aの内側を定着ローラ3の表面に近づけた方が好ましい。なお、コイルパイル2aはモールド中に埋め込まれている。
磁束発生部2は、図4に示すように長尺状の部材であり、主として樹脂を射出成形して形成されている。磁束発生部2の一面は定着ローラ3の周面の一部を覆うために円弧状に形成されている。この円弧部の中央付近に丸形の空孔部2eが形成されている。そして、円弧部と反対側にサーモパイル5が設けられている。そのため、磁束発生部2の外側にサーモパイル5が配置され、コイル形状や大きさの設計上の自由度が大きくなる。
Since the magnitude of the magnetic flux generated by the magnetic flux generator 2 is proportional to the number of turns of the coil, in order to wind as much as possible, the conductive wire is covered with a pile. The reason why the width of the coil pile 2a is increased is to generate an eddy current on the entire surface of the cylindrical fixing roller 3. Since the fixing roller 3 rotates, the length A of the internal space in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the coil pile 2 a may be smaller than the diameter of the fixing roller 3. It is preferable to bring the inner side of the coil pile 2a closer to the surface of the fixing roller 3 as much as possible because the temperature rising effect of the fixing roller 3 is enhanced when the inner side of the coil pile 2a is closer to the surface of the fixing roller 3. The coil pile 2a is embedded in the mold.
The magnetic flux generator 2 is a long member as shown in FIG. 4, and is formed mainly by injection molding of resin. One surface of the magnetic flux generator 2 is formed in an arc shape so as to cover a part of the peripheral surface of the fixing roller 3. A round hole 2e is formed near the center of the arc. And the thermopile 5 is provided in the opposite side to the circular arc part. For this reason, the thermopile 5 is disposed outside the magnetic flux generation unit 2, and the degree of freedom in designing the coil shape and size is increased.

磁束発生部2の長手方向と垂直方向の断面を示すと図6に示すようになる。空孔部2eは磁束発生部2の中央付近にトンネル状に形成されている。そして、空孔部2eの内面には複数の溝2e1が形成されている(図7参照)。この複数の溝2e1は定着ローラ3側に対して下側へ傾斜している。トナーに含有するワックス等が空孔部2eの定着ローラ3側に付着した場合、高温時には粘度の低いワックス成分は空孔部2eの壁面において溝2e1に入り込み、下部へ流れ落ちる構成となっている。このため、定着ローラ3から放射される赤外線がワックスによって遮られることなく、従来品よりも正確にサーモパイル5を用いて定着ローラ3の温度を検出することができる。なお、溝2e1の断面形状は長方形状であるが、その形状は限定されることはなく、例えば、三角形状でもよい。   FIG. 6 shows a cross section in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the magnetic flux generator 2. The hole 2 e is formed in a tunnel shape near the center of the magnetic flux generator 2. And the several groove | channel 2e1 is formed in the inner surface of the void | hole part 2e (refer FIG. 7). The plurality of grooves 2e1 are inclined downward with respect to the fixing roller 3 side. When wax or the like contained in the toner adheres to the fixing roller 3 side of the hole 2e, the wax component having a low viscosity enters the groove 2e1 on the wall surface of the hole 2e at a high temperature and flows down to the lower part. For this reason, the temperature of the fixing roller 3 can be detected using the thermopile 5 more accurately than the conventional product without the infrared rays emitted from the fixing roller 3 being blocked by the wax. The cross-sectional shape of the groove 2e1 is a rectangular shape, but the shape is not limited, and may be, for example, a triangular shape.

溝2e1の幅は1〜2mm程度で、表面張力によって落下し難いワックス等に流路を設けることによってワックスを下部へ流す構成となっている。さらに空孔部2eの下部に図示しないがフェルト等のワックス吸収部材を設けてもよい。ワックス等の異物が空孔部2eへ付着することによってサーモパイル5が定着ローラ3以外の物体を検出して温度検出に誤差を発生させないようにするものである。通常、付着したワックス成分は乳白色であり、空孔部2e内面に付着すると放射率が低く検出されるため、サーモパイル5の検出温度は高くなってしまう。これにより狙い温度と異なる温度で通紙を行うことによりオフセット等の不具合が発生する場合がある。また、空孔部2e内面に離型材、例えばテフロン(登録商標)のようなものを付加させることにより、ワックスが付着しにくくなり、下部へ流出しやすくする構成も可能である。テフロンは焼成するものであってもよいし、テフロンテープのような別部材を付加してもよい。   The width of the groove 2e1 is about 1 to 2 mm, and the wax is made to flow downward by providing a flow path in wax or the like that is difficult to drop due to surface tension. Further, although not shown, a wax absorbing member such as felt may be provided below the hole 2e. The thermopile 5 detects an object other than the fixing roller 3 by preventing foreign matters such as wax from adhering to the hole portion 2e, thereby preventing an error in temperature detection. Normally, the attached wax component is milky white, and when it adheres to the inner surface of the hole 2e, the emissivity is detected low, and thus the detection temperature of the thermopile 5 becomes high. As a result, there may be a problem such as an offset caused by passing the paper at a temperature different from the target temperature. Further, by adding a release material such as Teflon (registered trademark) to the inner surface of the hole 2e, it is possible to make it difficult for the wax to adhere and to easily flow out to the lower part. Teflon may be fired or another member such as Teflon tape may be added.

また、ファン等によって、空孔部2eのサーモパイル5側に空気を流し込むことにより、気流を定着ローラ3側へ流す構成としてもよい。これにより機内のトナー、ワックス成分が定着ローラ3側へ流れることにより空孔部2eの内部への異物付着を防止することができる。これも同様に空孔部2eの内部への異物付着を防止して温度検知を正確に行うための手段である。
この際、空孔部2eへの風量は空孔部2eの内面を冷却しない程度の風量であればよく、機内に舞うトナー、ワックスの流れを変える程度でよい。
Further, the air flow may be flowed to the fixing roller 3 side by flowing air to the thermopile 5 side of the hole 2e by a fan or the like. As a result, the toner and wax components in the machine flow to the fixing roller 3 side, thereby preventing foreign matter from adhering to the inside of the hole portion 2e. This is also a means for accurately detecting temperature by preventing foreign matter from adhering to the inside of the hole 2e.
At this time, the air volume to the hole portion 2e may be an air volume that does not cool the inner surface of the hole portion 2e, and may be a level that changes the flow of toner and wax flowing in the machine.

図1は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. 図2は、図1に示した画像形成装置で用い得るローラ方式の定着装置の概念的構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conceptual configuration of a roller-type fixing device that can be used in the image forming apparatus shown in FIG. 図3は、定着装置の正面断面図である。FIG. 3 is a front sectional view of the fixing device. 図4は、磁束発生部の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the magnetic flux generator. 図5は、磁束発生部の長手方向に沿った断面を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a cross section along the longitudinal direction of the magnetic flux generation section. 図6は、磁束発生部の長手方向と垂直方向に沿った磁束発生部の断面を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a cross section of the magnetic flux generation unit along a direction perpendicular to the longitudinal direction of the magnetic flux generation unit. 図7は、図6のA−A線に沿う断面を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a cross section taken along line AA of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

2 磁束発生部
2a コイルパイル
2b 足コア
2c センターコア
2d アーチコア
2e 空孔部
2e1 溝
3 定着ローラ
4 加圧ローラ
5 サーモパイル
20 定着装置
39 自動両面装置
40 給紙トレイ
41 電子写真感光体
42 帯電装置
43 ミラー
44 現像装置
44a 現像ローラ
46 クリーニング装置
46a ブレード
47 転写部
48 転写装置
49 レジストローラ
110 給紙コロ群
150 露光部
Lb 露光光
P 転写紙
T トナー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Magnetic flux generation part 2a Coil pile 2b Foot core 2c Center core 2d Arch core 2e Hole part 2e1 Groove 3 Fixing roller 4 Pressure roller 5 Thermopile 20 Fixing device 39 Automatic double-sided device 40 Paper feed tray 41 Electrophotographic photoreceptor 42 Charging device 43 Mirror 44 Developing device 44a Developing roller 46 Cleaning device 46a Blade 47 Transfer unit 48 Transfer device 49 Registration roller 110 Feed roller group 150 Exposure unit Lb Exposure light P Transfer paper T Toner

Claims (5)

磁束によって発熱する発熱層を有する発熱回転体と、
該発熱回転体の外側に配置され、磁束を発生させる磁束発生部と、
該磁束発生部の空孔部から前記発熱回転体の温度を測定する温度検知手段と、
を備える定着装置において、
前記磁束発生部の空孔部の内面に複数の溝が形成されている
ことを特徴とする定着装置。
A heat generating rotating body having a heat generating layer that generates heat by magnetic flux;
A magnetic flux generator disposed outside the heat generating rotor and generating magnetic flux;
Temperature detecting means for measuring the temperature of the heat generating rotating body from the hole of the magnetic flux generating section;
In a fixing device comprising:
A fixing device, wherein a plurality of grooves are formed on an inner surface of a hole portion of the magnetic flux generation portion.
請求項1に記載の定着装置において、
前記発熱回転体は定着ローラであり、
前記複数の溝は定着ローラ側に対して下側へ傾斜している
ことを特徴とする定着装置。
The fixing device according to claim 1,
The heat generating rotating body is a fixing roller;
The fixing device, wherein the plurality of grooves are inclined downward with respect to the fixing roller side.
磁束によって発熱する発熱層を有する発熱回転体と、
前記発熱回転体の外側に配置され、磁束を発生させる磁束発生部と、
該磁束発生部の空孔部から前記発熱回転体の温度を測定する温度検知手段と、
を備える定着装置において、
前記磁束発生部の空孔部の内面に離型材が付与されている
ことを特徴とする定着装置。
A heat generating rotating body having a heat generating layer that generates heat by magnetic flux;
A magnetic flux generator disposed outside the heat generating rotor and generating magnetic flux;
Temperature detecting means for measuring the temperature of the heat generating rotating body from the hole of the magnetic flux generating section;
In a fixing device comprising:
A fixing device, wherein a release material is applied to an inner surface of a hole portion of the magnetic flux generation unit.
磁束によって発熱する発熱層を有する発熱回転体と、
前記発熱回転体の外側に配置され、磁束を発生させる磁束発生部と、
該磁束発生部の空孔部から前記発熱回転体の温度を測定する温度検知手段と、
を備える定着装置において、
前記空孔部の温度検知手段側から発熱回転体側に空気を流すためのファンが温度検知手段側に設けられている
ことを特徴とする定着装置。
A heat generating rotating body having a heat generating layer that generates heat by magnetic flux;
A magnetic flux generator disposed outside the heat generating rotor and generating magnetic flux;
Temperature detecting means for measuring the temperature of the heat generating rotating body from the hole of the magnetic flux generating section;
In a fixing device comprising:
A fixing device, wherein a fan for allowing air to flow from the temperature detecting means side of the hole to the heat generating rotating body side is provided on the temperature detecting means side.
請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の定着装置を備えている
ことを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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