JP2002025759A - Heating device and image-forming device - Google Patents

Heating device and image-forming device

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JP2002025759A
JP2002025759A JP2000210208A JP2000210208A JP2002025759A JP 2002025759 A JP2002025759 A JP 2002025759A JP 2000210208 A JP2000210208 A JP 2000210208A JP 2000210208 A JP2000210208 A JP 2000210208A JP 2002025759 A JP2002025759 A JP 2002025759A
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JP
Japan
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heating
fixing
film
rotating
image
Prior art date
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Application number
JP2000210208A
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Japanese (ja)
Inventor
Tokuyoshi Abe
篤義 阿部
Masahiro Suzuki
雅博 鈴木
Original Assignee
Canon Inc
キヤノン株式会社
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heating device and image-forming device for transporting a material to be recorded in a pinched state, pressurize a material to be heated and heat it up, whereby such conventional problems are well solved that a lubricant is swept away from between a fixing film and sliding member owing to the pressurizing force for forming a nip part for fixing and will not substantially remain in a slide part mating with the nip part, causing the tight attachment force between the fixing film and slide plate to increase at low temperature conditions, for example at room temperature, and the torque to rise, which should result in detuning of a drive roller (drive motor) or inconvenience, such as a jam originating from a film slippage. SOLUTION: The heating device includes a contacting part, formed by abutting of a heating rotor with a pressurizing member and therewith transports the material to be recorded in a pinched state, pressurizes the material to be heated and heats, where the heating rotor is furnished at the inner surface with a recess for retaining the lubricant.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被加熱材を加圧・
加熱する加熱装置、及び前記加熱装置を被加熱材である
被記録材に形成担持させた未定着像を該被記録材に加熱
定着処理する像加熱装置として具備した電子写真装置・
静電記録装置等の画像形成装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for pressurizing a material to be heated.
An electrophotographic apparatus comprising: a heating device for heating; and an image heating device for heating and fixing an unfixed image formed and supported on a recording material, which is a heating material, to the recording material.
The present invention relates to an image forming apparatus such as an electrostatic recording device.
【0002】[0002]
【従来の技術】便宜上、従来の加熱装置を、複写機・プ
リンタ等の画像形成装置に具備させ、トナー画像を被記
録材に加熱定着させる像加熱装置(定着装置)を例にし
て説明する。画像形成装置において、電子写真プロセス
・静電記録プロセス・磁気記録プロセス等の適宜の画像
形成プロセス手段部で被記録材(転写材シート・エレク
トロファックスシート・静電記録紙・OHPシート・印
刷用紙・フォーマット紙など)に転写方式あるいは直接
方式にて形成担持させた目的の画像情報の未定着画像
(トナー画像)を被記録材面に永久固着画像として加熱
定着させる定着装置としては熱ローラ方式の装置が広く
用いられていた。近時はクイックスタートや省エネルギ
ーの観点からフィルム加熱方式の装置が実用化されてい
る。また電磁誘導加熱方式の装置も提案されている。 a)熱ローラ方式 この熱ローラ方式は、定着ローラ(加熱ローラ)と加圧
ローラとの圧接ローラ対を基本構成とし、前記圧接ロー
ラ対を回転させ、前記圧接ローラ対の相互圧接部である
ニップ部、つまり定着ニップ部(加熱ニップ部)に画像
定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材
を導入して挟持搬送させて、定着ローラの熱と加圧ロー
ラの加圧力で未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着
させるものである。
2. Description of the Related Art For convenience, an image heating apparatus (fixing apparatus) in which a conventional heating apparatus is provided in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer and heats and fixes a toner image on a recording material will be described as an example. In the image forming apparatus, a recording material (transfer material sheet, electrofax sheet, electrostatic recording paper, OHP sheet, printing paper, etc.) is used in an appropriate image forming process means such as an electrophotographic process, an electrostatic recording process, and a magnetic recording process. A heat roller type device is used as a fixing device for heating and fixing an unfixed image (toner image) of the target image information formed and carried on a format paper or the like by a transfer method or a direct method as a permanent fixed image on a recording material surface. Was widely used. Recently, a film heating type apparatus has been put into practical use from the viewpoint of quick start and energy saving. Also, an electromagnetic induction heating system has been proposed. a) Heat roller method This heat roller method basically has a pressure roller pair of a fixing roller (heating roller) and a pressure roller, and rotates the pressure roller pair to form a nip that is a mutual pressure contact portion of the pressure roller pair. A recording material carrying an unfixed toner image to be fixed in a fixing nip portion (heating nip portion) is introduced and conveyed by nipping and transporting the recording material. This is to fix the applied toner image on the surface of the recording material by heat and pressure.
【0003】定着ローラは一般に、アルミニウムの中空
金属ローラを基体(芯金)とし、その内空に熱源として
のハロゲンランプを挿入配設してあり、ハロゲンランプ
の発熱で加熱され、外周面が所定の定着温度に維持され
るようにハロゲンランプヘの通電が制御されて温調され
る。
In general, a fixing roller has a hollow metal roller made of aluminum as a base (metal core), and a halogen lamp as a heat source is inserted and disposed in the hollow space thereof. Is controlled by controlling the energization of the halogen lamp so that the fixing temperature is maintained.
【0004】特に、最大4層のトナー画像層を十分に加
熱溶融させて混色させる能力を要求される、フルカラー
の画像形成を行なう画像形成装置の定着装置としては、
被記録材とトナー層との界面まで十分に加熱しないと定
着不良が発生するので、定着ローラの芯金を高い熱容量
を有するものにし、またその芯金外周にトナー画像を包
み込んで均一に溶融するためのゴム弾性層を具備させ、
そのゴム弾性層を介してトナー画像の加熱を行なってい
る。また加圧ローラ内にも熱源を具備させて加圧ローラ
も加熱・温調する構成にしたものもある。
In particular, as a fixing device of an image forming apparatus for forming a full-color image, which is required to have a capability of sufficiently heating and melting a maximum of four toner image layers to mix colors,
If not sufficiently heated to the interface between the recording material and the toner layer, a fixing failure occurs, so the core of the fixing roller has a high heat capacity, and the toner image is wrapped around the core and melted uniformly. A rubber elastic layer for
The toner image is heated via the rubber elastic layer. There is also a configuration in which a heat source is provided in the pressure roller so that the pressure roller is also heated and controlled in temperature.
【0005】b)フィルム加熱方式フィルム加熱方式の
定着装置は、例えば特開昭63−313182号公報・
特開平2−157878号公報・特開平4−44075
号公報・特開平4−204980号公報等に提案されて
いる。即ち、加熱体としてのセラミックヒータと、加圧
部材としての加圧ローラとの間にフィルム、つまり耐熱
性フィルム(定着フィルム)を挟ませてニップ部を形成
させ、前記ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に画
像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録
材を導入してフィルムと一緒に挟持搬送させることで、
ニップ部においてセラミックヒータの熱をフィルムを介
して被記録材に与え、またニップ部における加圧ローラ
の加圧力にて未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着
させるものである。
B) Film heating system A film heating system fixing device is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-313182.
JP-A-2-15778 / JP-A-4-44075
And Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-204980. That is, a film, that is, a heat-resistant film (fixing film) is sandwiched between a ceramic heater as a heating element and a pressure roller as a pressure member to form a nip portion. By introducing a recording material on which an unfixed toner image to be image-fixed to be formed and supported is introduced between the rollers and nipped and transported together with the film,
In the nip portion, the heat of the ceramic heater is applied to the recording material via the film, and the unfixed toner image is heat-pressure fixed on the recording material surface by the pressing force of the pressure roller in the nip portion.
【0006】このフィルム加熱方式の定着装置は、セラ
ミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用い
てオンデマンドタイプの装置を構成することができると
ともに、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源として
のセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱さ
せた状態にすればよく、画像形成装置の電源オンから画
像形成実行可能状態までの待ち時間が短く(クイックス
タート性)、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい
(省電力)等の利点がある。 c)電磁誘導加熱方式 特開平7−114276号公報には、フィルム自身ある
いはフィルムに近接させた導電性部材に渦電流を発生さ
せ、ジュール熱によって発熱させる加熱装置が提案され
ている。この電磁誘導式のフィルム加熱方式は、発熱域
を被加熱体に近くすることができるため、消費エネルギ
ーの効率アップが達成できる。
The fixing device of the film heating type can constitute an on-demand type device using a ceramic heater and a member having a low heat capacity as a film, and a ceramic as a heat source only when an image is formed by an image forming apparatus. What is necessary is just to energize the heater to generate heat to a predetermined fixing temperature, the waiting time from the power-on of the image forming apparatus to the image forming executable state is short (quick start property), and the power consumption during standby is large. Has the advantage of being small (power saving). c) Electromagnetic induction heating method Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-114276 proposes a heating device that generates an eddy current in the film itself or a conductive member close to the film and generates heat by Joule heat. In the electromagnetic induction type film heating method, the heating area can be made closer to the object to be heated, so that the efficiency of energy consumption can be increased.
【0007】上記フィルム加熱方式の加熱装置におい
て、加熱回転体としての円筒状もしくはエンドレスフィ
ルム状のフィルムの駆動方法としては、フィルム内周面
を案内するフィルムガイドと加圧ローラとで圧接された
フィルムを加圧ローラの回転駆動によって従動回転させ
る方法(加圧ローラ駆動方式)や、逆に駆動ローラとテ
ンションローラによって張架されたエンドレスフィルム
状のフィルムの駆動によって加圧ローラを従動回転させ
る方法(加圧ローラ従動方式)もの等がある。
In the above-described film heating type heating apparatus, a method of driving a cylindrical or endless film as a heating rotator includes a film pressed by a pressure roller and a film guide for guiding the inner peripheral surface of the film. Driven by the rotation of the pressure roller (pressure roller driving method), or conversely, the pressure roller is driven and rotated by driving an endless film-like film stretched by a driving roller and a tension roller ( Pressure roller driven system).
【0008】フィルム内面とフィルムガイドには、フィ
ルムとフィルムガイドとの摩擦による回転トルクの影響
を軽減するために、耐熱性グリース等の潤滑剤を介在さ
せている。
[0008] A lubricant such as heat-resistant grease is interposed between the inner surface of the film and the film guide in order to reduce the influence of rotational torque due to friction between the film and the film guide.
【0009】フィルム加熱方式の加熱装置においては、
特開平5−27619号公報に提案されているように、
フィルムとフィルム支持部材との間に潤滑剤(グリー
ス)を介在させることにより、フィルムとフィルムガイ
ドとの間の摺動性を確保していた。
In a film heating type heating device,
As proposed in JP-A-5-27619,
By interposing a lubricant (grease) between the film and the film support member, the slidability between the film and the film guide has been ensured.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】従来の加熱装置として
のフィルム加熱方式の定着装置は、定着ニップ部でフィ
ルム内面とフィルムガイドが摺動するために、摺動面に
耐熱グリースを塗布していたが、定着ベルトが回転する
と、定着ニップ部形成のための加圧力により、潤滑剤が
定着フィルムと摺動部材との間から掃き出されてしま
い、定着ニップ部に対応する摺動部にはほとんど残らな
かった。そのため、室温などの低温時に定着フィルムと
摺動板の密着力が増し、耐久によりトルクが上昇するた
め駆動ローラを駆動するモータの脱調や、定着フィルム
スリップによる定着ジャム等の不具合が発生する課題が
あった。
In a fixing device of a film heating type as a conventional heating device, heat-resistant grease is applied to a sliding surface because an inner surface of a film and a film guide slide at a fixing nip portion. However, when the fixing belt rotates, the pressing force for forming the fixing nip portion causes the lubricant to be swept out from between the fixing film and the sliding member. Did not remain. Therefore, at low temperatures such as room temperature, the adhesion between the fixing film and the sliding plate increases, and the torque increases due to durability. This causes problems such as step-out of the motor driving the drive roller and fixing jam due to fixing film slip. was there.
【0011】本発明は上記従来の課題を解消するために
なされたもので、室温などの低温時における回転起動時
のトルクを低く抑えることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and has as its object to suppress the torque at the time of starting rotation at a low temperature such as room temperature.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を有
することを特徴とする加熱装置および画像形成装置であ
る。
According to the present invention, there is provided a heating apparatus and an image forming apparatus having the following constitution.
【0013】(1)回転体と、前記回転体を加圧する加
圧部材、及び前記回転体を支持する支持部材とを有し、
前記支持部材は前記回転体と前記加圧部材との当接によ
って形成される接触部に相当する部分に前記回転体の内
面との摺動部を有し、前記回転体と前記加圧部材との当
接によって形成される接触部で被加熱材を挟持搬送して
被加熱材を加圧及び加熱する加熱装置において、前記回
転体内面に凹部を設けたことを特徴とする加熱装置。
(1) a rotating member, a pressing member for pressing the rotating member, and a supporting member for supporting the rotating member;
The support member has a sliding portion with an inner surface of the rotating body at a portion corresponding to a contact portion formed by contact between the rotating body and the pressing member, and the rotating body, the pressing member, A heating device for pressing and heating a material to be heated by sandwiching and transporting the material to be heated by a contact portion formed by the abutment, wherein a concave portion is provided on the inner surface of the rotating body.
【0014】(2)前記回転体内面に溝状に凹部を設け
たことを特徴とする(1)に記載の加熱装置。
(2) The heating device according to (1), wherein a concave portion is provided in a groove shape on the inner surface of the rotating body.
【0015】(3)前記回転体内面に独立した複数の凹
部を設けたことを特徴とする(1)乃至(2)のいずれ
かに記載の加熱装置。
(3) The heating device according to any one of (1) and (2), wherein a plurality of independent concave portions are provided on the inner surface of the rotating body.
【0016】(4)前記溝状凹部と前記回転体の長手方
向とのなす角度をθmとし、前記回転体の長手方向を0
゜とした場合、 5°≦|θm|≦60゜ を満足することを特徴とする(1)乃至(3)のいずれ
かに記載の加熱装置。
(4) The angle between the groove-shaped recess and the longitudinal direction of the rotating body is θm, and the longitudinal direction of the rotating body is 0 m.
The heating device according to any one of (1) to (3), wherein, when ゜, 5 ° ≦ | θm | ≦ 60 ° is satisfied.
【0017】(5)前記回転体の長手長さをLF、前記
凹部が形成される長手長さをLB、前記加圧部材の長手
長さをLRとした場合、 LF>LB≧LR を満足することを特徴とする(1)乃至(4)のいずれ
かに記載の加熱装置。
(5) When the length of the rotating body is L F , the length of the recess is L B , and the length of the pressing member is L R , L F > L B heating apparatus according to any one of which is characterized by satisfying the ≧ L R (1) to (4).
【0018】(6)前記回転体内面の前記凹部が形成さ
れる長手長さLBにおいて、前記凹部の面積が10〜6
0%を占めるように形成したことを特徴とする(5)に
記載の加熱装置。
[0018] (6) in the longitudinal length L B of the recesses are formed of the rotating body surface, the area of the recess 10-6
The heating device according to (5), wherein the heating device is formed so as to occupy 0%.
【0019】(7)前記凹部は、前記回転体の回転方向
に対して幅0.1〜1mm、深さ0.005mm以上
で、長さが前記摺動部の幅未満であることを特徴とする
(1)乃至(6)のいずれかに記載の加熱装置。
(7) The recess has a width of 0.1 to 1 mm, a depth of 0.005 mm or more, and a length less than the width of the sliding portion with respect to the rotation direction of the rotating body. The heating device according to any one of (1) to (6).
【0020】(8)前記回転体は複数の異なる材料から
なる層を有し、前記凹部は最内層の厚みに対して5〜2
0%の範囲で形成されることを特徴とする(1)乃至
(7)のいずれかに記載の加熱装置。
(8) The rotating body has a plurality of layers made of different materials, and the concave portion has a thickness of 5 to 2 with respect to the thickness of the innermost layer.
The heating device according to any one of (1) to (7), wherein the heating device is formed in a range of 0%.
【0021】(9)前記回転体と前記摺動部の間に潤滑
剤を介在させる構成において、前記凹部は、潤滑剤を保
持することを特徴とする(1)乃至(8)のいずれかに
記載の加熱装置。
(9) In the configuration in which a lubricant is interposed between the rotating body and the sliding portion, the recess holds the lubricant. A heating device as described.
【0022】(10)前記回転体は可撓性を有するエン
ドレスフィルムであることを特徴とする(1)乃至
(9)のいずれかに記載の加熱装置。
(10) The heating device according to any one of (1) to (9), wherein the rotating body is an endless film having flexibility.
【0023】(11)前記回転体は電磁誘導発熱性部材
からなり、前記電磁誘導発熱性部材に磁場を入れて発熱
させる磁場発生手段を有することを特徴とする(1)乃
至(10)のいずれかに記載の加熱装置。
(11) The rotating body is made of an electromagnetic induction heating member, and has a magnetic field generating means for applying a magnetic field to the electromagnetic induction heating member to generate heat. A heating device according to any one of the above.
【0024】(12)前記回転体は耐熱性フィルムから
なり、加熱体が前記耐熱性フィルムを介して被加熱材を
加熱する(1)乃至(10)のいずれかに記載の加熱装
置。
(12) The heating device according to any one of (1) to (10), wherein the rotating body is made of a heat-resistant film, and the heating body heats the material to be heated via the heat-resistant film.
【0025】(13)被加熱材が未定着像を形成担持さ
せた被記録材であり、装置が未定着像を被記録材に加熱
定着させる加熱定着装置であることを特徴とする(1)
乃至(12)のいずれかに記載の加熱装置。
(13) The material to be heated is a recording material on which an unfixed image is formed and carried, and the apparatus is a heat fixing device for heating and fixing the unfixed image on the recording material (1).
The heating device according to any one of (1) to (12).
【0026】(14)被記録材に未定着像を形成担持さ
せる作像手段と、被記録材に形成担持させた未定着像を
定着させる定着手段を有し、定着手段が(1)乃至(1
3)のいずれかに記載の加熱装置であることを特徴とす
る画像形成装置。
(14) An image forming means for forming and carrying an unfixed image on the recording material, and a fixing means for fixing the unfixed image formed and carried on the recording material, wherein the fixing means (1) to ( 1
An image forming apparatus, which is the heating apparatus according to any one of 3).
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】(第1の実施形態例) (1)画像形成装置例 図1は本発明の加熱装置を像加熱装置(定着装置)とし
て適用した画像形成装置の一例の概略構成図である。本
例の画像形成装置は電子写真カラープリンタである。図
1において、101は有機感光体やアモルファスシリコ
ン感光体でできた感光体ドラム(像担持体)であり、矢
示の反時計方向に所定のプロセススピード(周速度)で
回転駆動される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment (1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus in which a heating device according to the present invention is applied as an image heating device (fixing device). It is. The image forming apparatus of this example is an electrophotographic color printer. In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a photoconductor drum (image carrier) made of an organic photoconductor or an amorphous silicon photoconductor, and is driven to rotate counterclockwise as indicated by an arrow at a predetermined process speed (peripheral speed).
【0028】感光体ドラム101はその回転過程で帯電
ローラ等の帯電装置102で所定の極性・電位の一様な
帯電処理を受ける。次いでその帯電処理面にレーザ光学
箱(レーザスキャナー)110から出力されるレーザ光
103による、目的の画像情報の走査露光処理を受け
る。
The photosensitive drum 101 undergoes a uniform charging process of a predetermined polarity and potential by a charging device 102 such as a charging roller during its rotation. Next, the charged surface is subjected to a scanning exposure process of target image information by a laser beam 103 output from a laser optical box (laser scanner) 110.
【0029】レーザ光学箱110は不図示の画像読み取
り装置等の画像信号発生装置からの目的画像情報の時系
列電気デジタル画素信号に対応して変調(オン/オフ)
したレーザ光103を出力して回転する感光体ドラム1
01面に走査露光し、目的画像情報に対応した静電潜像
を形成する。109はレーザ光学箱110からの出力レ
ーザ光を感光体ドラム101の露光位置に偏向させるミ
ラーである。フルカラー画像形成の場合は、目的のフル
カラー画像の第1の色分解成分画像、例えばイエロー成
分画像についての走査露光・潜像形成がなされ、その潜
像が4色カラー現像装置104のうちのイエロー現像器
104Yの作動でイエロートナー画像として現像され
る。そのイエロートナー画像は感光体ドラム101と該
感光体ドラムと反対方向に回転する中間転写体ドラム1
05との接触部(或いは近接部)である1次転写部T1
において該中間転写体ドラムの表面に転写される。中間
転写体ドラム105面に対するトナー画像転写後の感光
体ドラム101面はクリーナ107によリ転写残りトナ
ー等の付着残留物の除去を受けて清掃される。
The laser optical box 110 is modulated (on / off) according to a time-series electric digital pixel signal of target image information from an image signal generator such as an image reader (not shown).
Photoreceptor drum 1 that rotates by outputting the converted laser beam 103
The surface 01 is scanned and exposed to form an electrostatic latent image corresponding to the target image information. Reference numeral 109 denotes a mirror that deflects the output laser light from the laser optical box 110 to the exposure position of the photosensitive drum 101. In the case of full-color image formation, scanning exposure and latent image formation are performed on a first color-separated component image of a target full-color image, for example, a yellow component image. Is developed as a yellow toner image by the operation of the container 104Y. The yellow toner image includes a photosensitive drum 101 and an intermediate transfer drum 1 that rotates in a direction opposite to the photosensitive drum.
Primary transfer portion T1 which is a contact portion (or a close portion) with the first transfer portion 05
Is transferred onto the surface of the intermediate transfer drum. After the transfer of the toner image to the surface of the intermediate transfer drum 105, the surface of the photosensitive drum 101 is cleaned by the cleaner 107 after removing the remaining residue such as toner remaining after transfer.
【0030】上記のような帯電・走査露光・現像・一次
転写・清掃のプロセスサイクルが、目的のフルカラー画
像の第2の色分解成分画像(例えばマゼンタ成分画像、
マゼンタ現像器104Mが作動)、第3の色分解成分画
像(例えばシアン成分画像、シアン現像器104Cが作
動)、第4の色分解成分画像(例えば黒成分画像、黒現
像器104BKが作動)の各色分解成分画像について順
次実行され、中間転写体ドラム105面にイエロートナ
ー画像・マゼンタトナー画像・シアントナー画像・黒ト
ナー画像の都合4色のトナー画像が順次重ねて転写され
て、目的のフルカラー画像に対応したカラートナー画像
が合成形成される。
The process cycle of charging, scanning exposure, development, primary transfer, and cleaning as described above performs the second color separation component image (eg, magenta component image,
The magenta developing device 104M is activated), the third color-separated component image (for example, the cyan component image, the cyan developing device 104C is activated), and the fourth color-separated component image (for example, the black component image, the black developing device 104BK is activated). Each color separation component image is sequentially executed, and four toner images of a yellow toner image, a magenta toner image, a cyan toner image, and a black toner image are sequentially superimposed and transferred onto the surface of the intermediate transfer drum 105, and a desired full-color image is transferred. Are synthesized and formed.
【0031】中間転写体ドラム105は、金属ドラム1
05a上に中抵抗の弾性層105bと高抵抗の表層10
5cを有するもので、感光体ドラム101に接触して或
いは近接して感光体ドラム101と略同じ周速度で矢示
の時計方向に回転駆動され、中間転写体ドラム105の
金属ドラム105aにバイアス電位を与えて感光体ドラ
ム101との電位差で感光体ドラム101側のトナー画
像を前記中間転写体ドラム105面に転写させる。
The intermediate transfer drum 105 is a metal drum 1
05a on the medium resistance elastic layer 105b and the high resistance surface layer 10
5c, is rotated clockwise as indicated by an arrow at substantially the same peripheral speed as the photosensitive drum 101 in contact with or close to the photosensitive drum 101, and a bias potential is applied to the metal drum 105a of the intermediate transfer drum 105. And the toner image on the photosensitive drum 101 side is transferred to the surface of the intermediate transfer drum 105 by a potential difference from the photosensitive drum 101.
【0032】上記の中間転写体ドラム105面に合成形
成されたカラートナー画像は、前記中間転写体ドラム1
05と転写ローラ106との接触ニップ部である二次転
写部T2において、不図示の給紙部から所定のタイミン
グで送リ込まれた被記録材Pの面に転写されていく。
The color toner image synthesized and formed on the surface of the intermediate transfer drum 105 is
In a secondary transfer portion T2, which is a contact nip portion between the transfer roller 05 and the transfer roller 106, the image is transferred onto the surface of the recording material P fed at a predetermined timing from a sheet feeding portion (not shown).
【0033】転写ローラ106は被記録材Pの背面から
トナーと逆極性の電荷を供給することで中間転写体ドラ
ム105面側から被記録材P側へ合成カラートナー画像
を順次に一括転写する。二次転写部T2を通過した被記
録材Pは中間転写体ドラム105の面から分離されて像
加熱装置(定着装置)100へ導入され、未定着トナー
画像の加熱定着処理を受けてカラー画像形成物として機
外の不図示の排紙トレーに排出される。
The transfer roller 106 sequentially transfers the composite color toner images collectively from the surface of the intermediate transfer drum 105 to the recording material P by supplying charges of the opposite polarity to the toner from the rear surface of the recording material P. The recording material P that has passed through the secondary transfer portion T2 is separated from the surface of the intermediate transfer drum 105, introduced into the image heating device (fixing device) 100, and subjected to a heat fixing process of an unfixed toner image to form a color image. The paper is discharged as a material to a paper discharge tray (not shown) outside the machine.
【0034】被記録材Pに対するカラートナー画像転写
後の中間転写体ドラム105は、クリーナ108により
転写残りトナー・紙粉等の付着残留物の除去を受けて清
掃される。このクリーナ108は常時は中間転写体ドラ
ム105に非接触状態に保持されており、中間転写体ド
ラム105から被記録材Pに対するカラートナー画像の
二次転写実行過程において中間転写体ドラム105に接
触状態に保持される。
After the transfer of the color toner image onto the recording material P, the intermediate transfer drum 105 is cleaned by the cleaner 108 after removing the residual toner such as untransferred toner and paper dust. The cleaner 108 is normally kept in a non-contact state with the intermediate transfer drum 105, and is kept in contact with the intermediate transfer drum 105 in the process of performing the secondary transfer of the color toner image from the intermediate transfer drum 105 to the recording material P. Is held.
【0035】また、転写ローラ106も常時は中間転写
体ドラム105に非接触状態に保持されており、中間転
写体ドラム105から被記録材Pに対するカラートナー
画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム10
5に被記録材Pを介して接触状態に保持される。白黒画
像などモノカラー画像のプリントモードも実行できる。
また両面画像プリントモード、或いは多重画像プリント
モードも実行できる。
The transfer roller 106 is always kept in a non-contact state with the intermediate transfer drum 105, and during the secondary transfer of the color toner image from the intermediate transfer drum 105 to the recording material P, the intermediate transfer member Drum 10
5 is held in contact with the recording material P via the recording material P. A print mode for a monochrome image such as a black and white image can also be executed.
Also, a double-sided image print mode or a multiple image print mode can be executed.
【0036】両面画像プリントモードの場合は、像加熱
装置100を出た1面目画像プリント済みの被記録材P
は、不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されて再
び二次転写部T2へ送り込まれて2面に対するトナー画
像転写を受け、再度、像加熱装置100に導入されて2
面に対するトナー画像の定着処理を受けることで両面画
像プリントが出力される。
In the case of the double-sided image print mode, the recording material P on which the first-side image has been printed out of the image heating device 100 is printed.
Is turned upside down via a recirculation transport mechanism (not shown), is sent again to the secondary transfer portion T2, receives the toner image transfer on the two surfaces, and is again introduced into the image heating device 100 and
By receiving the fixing process of the toner image on the surface, a double-sided image print is output.
【0037】多重画像プリントモードの場合は、像加熱
装置100を出た1面目画像プリント済みの被記録材P
は不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されずに再
び二次転写部T2へ送り込まれて1面目画像プリント済
みの面に2回目のトナー画像転写を受け、再度、像加熱
装置100に導入されて2回目のトナー画像の定着処理
を受けることで多重画像プリントが出力される。
In the case of the multi-image print mode, the recording material P on which the first image has been printed out of the image heating device 100 is printed.
Is transferred to the secondary transfer unit T2 again without being turned over via a recirculation transport mechanism (not shown), receives the second transfer of the toner image on the surface on which the first image has been printed, and returns to the image heating device 100 again. The multi-image print is output by being subjected to the second toner image fixing process after being introduced.
【0038】(2)像加熱装置(定着装置)100 図2は上記像加熱装置100として例示した電磁誘導加
熱方式の要部の横断模型図、図3はその要部の正面模型
図、図4はその要部の縦断模型図である。磁場発生手段
15は磁性コア17及び励磁コイル18からなる。磁性
コア17は高透磁率の部材であり、フェライトやパーマ
ロイ等といったトランスのコアに用いられる材料がよ
く、より好ましくは100kHz以上でも損失の少ない
フェライトを用いるのがよい。
(2) Image Heating Apparatus (Fixing Apparatus) 100 FIG. 2 is a cross-sectional model view of a main part of the electromagnetic induction heating system exemplified as the image heating apparatus 100, FIG. Is a longitudinal model diagram of the main part. The magnetic field generating means 15 includes a magnetic core 17 and an exciting coil 18. The magnetic core 17 is a member having a high magnetic permeability, and is preferably made of a material used for a transformer core, such as ferrite or permalloy, and more preferably a ferrite having a small loss even at 100 kHz or more.
【0039】励磁コイル18はコイル(線輪)を構成さ
せる導線(電線)として、一本ずつがそれぞれ絶縁被覆
された銅製の細線を複数本束ねたもの(束線)を用い、
これを複数回巻いて励磁コイルを形成している。本例で
は10ターン巻いて励磁コイル18を形成している。絶
縁被覆は定着フィルム10の発熱による熱伝導を考慮し
て耐熱性を有する被覆を用いるのがよい。本実施形態例
においてはポリイミドによる被覆を用いており耐熱温度
は220℃である。ここで、励磁コイル18の外部から
圧力をかけて密集度を向上さてもよい。
The exciting coil 18 is a bundle (bundle) of a plurality of copper thin wires, each of which is insulated and coated, one by one as a conductive wire (electric wire) constituting a coil (wire loop).
This is wound a plurality of times to form an exciting coil. In this example, the exciting coil 18 is formed by winding 10 turns. As the insulating coating, a coating having heat resistance is preferably used in consideration of heat conduction due to heat generation of the fixing film 10. In this embodiment, a coating with polyimide is used, and the heat-resistant temperature is 220 ° C. Here, the density may be improved by applying pressure from the outside of the exciting coil 18.
【0040】磁場発生手段15と定着フィルム10の間
には絶縁部材19を配設してある。絶縁部材19の材質
としては絶縁性に優れ、耐熱性がよいものがよい。例え
ば、フェノール樹脂、フッ素樹脂(PFA樹脂、PTF
E樹脂、FEP樹脂)、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリアミドイミド樹脂、PEEK樹脂、PES樹
脂、PPS樹脂、LCP樹脂などを選択するとよい。
An insulating member 19 is provided between the magnetic field generating means 15 and the fixing film 10. As the material of the insulating member 19, a material having excellent insulation properties and good heat resistance is preferable. For example, phenol resin, fluororesin (PFA resin, PTF
(E resin, FEP resin), polyimide resin, polyamide resin, polyamideimide resin, PEEK resin, PES resin, PPS resin, LCP resin, and the like.
【0041】励磁コイル18には図5に示すように、給
電部18a・18bに励磁回路27を接続してある。こ
の励磁回路27は20kHzから500kHzの高周波
をスイッチング電源で発生できるようになっている。励
磁コイル18は励磁回路27から供給される交番電流
(高周波電流)によって交番磁束を発生する。
As shown in FIG. 5, an excitation circuit 27 is connected to the power supply sections 18a and 18b of the excitation coil 18. The excitation circuit 27 can generate a high frequency of 20 kHz to 500 kHz by a switching power supply. The exciting coil 18 generates an alternating magnetic flux by an alternating current (high-frequency current) supplied from the exciting circuit 27.
【0042】図6は交番磁束の発生の様子を模式的に表
した図であり、(a)は電磁誘導発熱層1及び磁性コア
17a、17b、17cに導かれた交番磁束Cの状態
図、(b)はその交番磁束の一部を表すグラフ図であ
る。磁性コア17a、17b、17cに導かれた交番磁
束Cは定着フィルム10の電磁誘導発熱層1に渦電流を
発生させる。この渦電流は電磁誘導発熱層1の固有抵抗
によって電磁誘導発熱層1にジュール熱(渦電流損)を
発生させる。ここでの発熱量Qは電磁誘導発熱層1を通
る磁束の密度によって決まり、図6(b)に示すグラフ
図のような分布を示す。縦軸は定着フィルム10の電磁
誘導発熱層1での発熱量Qを表す。
FIG. 6 is a diagram schematically showing the appearance of the generation of the alternating magnetic flux. FIG. 6A is a state diagram of the alternating magnetic flux C guided to the electromagnetic induction heating layer 1 and the magnetic cores 17a, 17b, 17c. (B) is a graph showing a part of the alternating magnetic flux. The alternating magnetic flux C guided to the magnetic cores 17a, 17b, 17c generates an eddy current in the electromagnetic induction heating layer 1 of the fixing film 10. This eddy current generates Joule heat (eddy current loss) in the electromagnetic induction heating layer 1 due to the specific resistance of the electromagnetic induction heating layer 1. The heat value Q here is determined by the density of the magnetic flux passing through the electromagnetic induction heating layer 1 and has a distribution as shown in the graph of FIG. The vertical axis represents the heat value Q in the electromagnetic induction heating layer 1 of the fixing film 10.
【0043】ここで、発熱域Hは最大発熱量をQとした
場合、発熱量がQ/e以上の領域と定義する。これは、
定着に必要な発熱量が得られる領域である。定着ニップ
部Nの温度は、不図示の温度検知手段を含む温調系によ
り励磁コイル18に対する電流供給が制御されること
で、所定の温度が維持されるように温調される。26は
定着フィルム10の温度を検知するサーミスタなどの温
度センサであり、本例においては温度センサ26で測定
した定着フィルム10の温度情報をもとに定着ニップ部
Nの温度を制御するようにしている。
Here, the heating area H is defined as an area where the heating value is Q / e or more, where Q is the maximum heating value. this is,
This is the area where the amount of heat required for fixing can be obtained. The temperature of the fixing nip N is controlled such that a predetermined temperature is maintained by controlling the current supply to the exciting coil 18 by a temperature control system including a temperature detection unit (not shown). Reference numeral 26 denotes a temperature sensor such as a thermistor for detecting the temperature of the fixing film 10. In this example, the temperature of the fixing nip N is controlled based on the temperature information of the fixing film 10 measured by the temperature sensor 26. I have.
【0044】加圧部材としての加圧ローラ30は、芯金
30aと、この芯金周りに同心一体にローラ状に成形被
覆させたシリコーンゴム・フッ素ゴム・フッ素樹脂など
の耐熱性・弾性材層30bとで構成されており、芯金3
0aの両端部を装置の不図示のシャーシ側板金間に回転
自由に軸受け保持させて配設してある。
The pressure roller 30 as a pressure member is composed of a core metal 30a and a heat-resistant / elastic material layer of silicone rubber, fluoro rubber, fluoro resin, or the like which is formed and coated concentrically around the core metal in a roller shape. 30b, and the core metal 3
Both ends of Oa are rotatably supported and held between sheet metal (not shown) on the chassis side of the apparatus.
【0045】加圧用剛性ステイ22の両端部と装置シャ
ーシ側のバネ受け部材29a・29bとの間にそれぞれ
加圧バネ25a・25bを縮設することで、加圧用剛性
ステイ22に押し下げ力を作用させている。これにより
フィルムガイド部材16の下面に配設した摺動部材40
の下面と加圧ローラ30の上面とが定着フィルム10を
挟んで圧接して所定幅の定着ニップ部Nが形成される。
The pressing springs 25a and 25b are respectively contracted between both ends of the pressing rigid stay 22 and the spring receiving members 29a and 29b on the apparatus chassis side, so that a pressing force is applied to the pressing rigid stay 22. Let me. Thus, the sliding member 40 disposed on the lower surface of the film guide member 16
Is pressed against the upper surface of the pressure roller 30 with the fixing film 10 interposed therebetween to form a fixing nip portion N having a predetermined width.
【0046】加圧ローラ30は駆動手段Mにより矢示の
反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ30の回
転駆動による該加圧ローラと定着フィルム10の摩擦力
で該定着フィルムに回転力が作用して、前記定着フィル
ム10はその内面が定着ニップ部Nにおいて、摺動部材
40の下面に摺動しながら矢示の時計方向に加圧ローラ
30の回転速度にほぼ対応した周速度をもって、フィル
ムガイド部材16aと16bの外回りを回転状態にな
る。
The pressing roller 30 is driven to rotate in the counterclockwise direction indicated by the arrow by the driving means M. A rotational force acts on the fixing film by the frictional force between the pressing roller and the fixing film 10 due to the rotational drive of the pressing roller 30, and the fixing film 10 has an inner surface at the fixing nip portion N and a sliding member 40. The outer peripheral surfaces of the film guide members 16a and 16b are rotated in a clockwise direction indicated by an arrow at a peripheral speed substantially corresponding to the rotational speed of the pressure roller 30 while sliding on the lower surface of the film guide member.
【0047】而して、加圧ローラ31が回転駆動され、
それに伴って定着フィルム10が回転し、励磁回路27
から励磁コイル18への給電により、上記のように定着
フィルム10の電磁誘導発熱がなされて定着ニップ部N
が所定の温度に立ち上がって温調された状態において、
不図示の画像形成手段部から搬送された未定着トナー画
像tの形成された被記録材Pが、定着ニップ部Nの定着
フィルム10と加圧ローラ30との間に画像面を上向
き、即ち定着フイルム面に対向して導入されると、定着
ニップ部Nにおいて画像面が定着フィルム10の外面に
密着して該定着フィルムと一緒に定着ニップ部Nを挟持
搬送されていく。
Thus, the pressure roller 31 is driven to rotate,
Accordingly, the fixing film 10 rotates, and the excitation circuit 27
Is supplied to the exciting coil 18 to generate the electromagnetically induced heat of the fixing film 10 as described above.
In a state where the temperature rises to a predetermined temperature and is controlled,
The recording material P on which the unfixed toner image t is conveyed from the image forming unit (not shown) faces the image surface upward between the fixing film 10 and the pressure roller 30 in the fixing nip portion N, that is, the image is fixed. When the fixing nip portion N is introduced to face the film surface, the image surface of the fixing nip portion N closely contacts the outer surface of the fixing film 10, and the fixing nip portion N is conveyed together with the fixing film.
【0048】この定着ニップ部Nを定着フィルム10と
一緒に被記録材Pが挟持搬送されていく過程において、
定着フィルム10の電磁誘導発熱で加熱されて、被記録
材P上の未定着トナー画像tが該被記録材に加熱定着さ
れる。被記録材Pは定着ニップ部Nを通過すると、定着
フィルム10の外面から分離して排出搬送されていく。
被記録材上の加熱定着トナー画像は定着ニップ部通過
後、冷却して永久固着像となる。
In the process in which the recording material P is nipped and conveyed through the fixing nip portion N together with the fixing film 10,
The unfixed toner image t on the recording material P is heated and fixed to the recording material P by being heated by the electromagnetic induction heating of the fixing film 10. When the recording material P passes through the fixing nip portion N, it is separated from the outer surface of the fixing film 10 and is discharged and conveyed.
After passing through the fixing nip, the heat-fixed toner image on the recording material is cooled and becomes a permanent fixed image.
【0049】フランジ部材23a・23bは定着フィル
ム10の回転時に該定着フィルムの端部を受けて、定着
フィルム10のフィルムガイド長手に沿う寄り移動を規
制する役目をする。このフランジ部材23a・23bは
定着フィルム10に従動で回転する構成にしてもよい。
The flange members 23a and 23b receive the ends of the fixing film 10 when the fixing film 10 rotates, and serve to regulate the shifting of the fixing film 10 along the length of the film guide. The flange members 23a and 23b may be configured to rotate following the fixing film 10.
【0050】本例ではトナーtに低軟化物質を含有させ
たトナーを使用したため、定着装置にオフセット防止の
ためのオイル塗布機構を設けていないが、低軟化物質を
含有させていないトナーを使用した場合にはオイル塗布
機構を設けてもよい。また、低軟化物質を含有させたト
ナーを使用した場合にもオイル塗布や冷却分離を行って
もよい。
In this embodiment, since a toner containing a low softening substance is used in the toner t, an oil applying mechanism for preventing offset is not provided in the fixing device, but a toner containing no low softening substance is used. In this case, an oil application mechanism may be provided. Also, when a toner containing a low softening substance is used, oil application or cooling separation may be performed.
【0051】(3)定着フィルム10 図8は本例における定着フィルム10の層構成模型図で
ある。本例の定着フィルム10は、電磁誘導発熱体とし
ての定着フィルム10の基層となる金属フィルム等でで
きた発熱層1と、その外面に積層した弾性層2と、その
外面に積層した離型層3の複合構造のものである。発熱
層1と弾性層2との間の接着、弾性層2と離型層3との
間の接着のため、各層間にプライマー層(不図示)を設
けてもよい。定着フィルム10において発熱層1が内面
側であり、離型層3が外面側である。
(3) Fixing Film 10 FIG. 8 is a schematic diagram of the layer structure of the fixing film 10 in this embodiment. The fixing film 10 of this embodiment includes a heating layer 1 made of a metal film or the like as a base layer of the fixing film 10 as an electromagnetic induction heating element, an elastic layer 2 laminated on the outer surface thereof, and a release layer laminated on the outer surface. 3 is a composite structure. A primer layer (not shown) may be provided between each layer for adhesion between the heat generating layer 1 and the elastic layer 2 and adhesion between the elastic layer 2 and the release layer 3. In the fixing film 10, the heat generating layer 1 is on the inner side, and the release layer 3 is on the outer side.
【0052】前述したように、発熱層1に交番磁束が作
用することで、前記発熱層1に渦電流が発生して前記発
熱層1が発熱する。その熱が弾性層2・離型層3を介し
て定着フィルム10を加熱し、前記定着ニップNに通紙
される被加熱材としての被記録材を加熱してトナー画像
の加熱定着がなされる。
As described above, when the alternating magnetic flux acts on the heat generating layer 1, an eddy current is generated in the heat generating layer 1, and the heat generating layer 1 generates heat. The heat heats the fixing film 10 via the elastic layer 2 and the release layer 3, and heats a recording material as a material to be passed through the fixing nip N to heat and fix the toner image. .
【0053】a.発熱層1 発熱層1はニッケル、鉄、強磁性SUS、ニッケルーコ
バルト合金といった強磁性体の金属を用いるとよい。非
磁性の金属でも良いが、より好ましくは磁束の吸収の良
いニッケル、鉄、磁性ステンレス、コバルトーニッケル
合金等の金属が良い。その厚みは次の式で表される表皮
深さよリ厚くかつ200μm以下にすることが好まし
い。
A. Heating Layer 1 The heating layer 1 is preferably made of a ferromagnetic metal such as nickel, iron, ferromagnetic SUS, and nickel-cobalt alloy. A non-magnetic metal may be used, but a metal such as nickel, iron, magnetic stainless steel, or a cobalt-nickel alloy, which has good magnetic flux absorption, is more preferable. It is preferable that the thickness is larger than the skin depth represented by the following formula and 200 μm or less.
【0054】表皮深さσ[m]は、励磁回路の周波数f
[Hz]と透磁率μと固有抵抗ρ[Ωm]で σ=503×(ρ/fμ)1/2 と表される。
The skin depth σ [m] is determined by the frequency f of the excitation circuit.
[Hz], magnetic permeability μ, and specific resistance ρ [Ωm] are expressed as σ = 503 × (ρ / fμ) 1/2 .
【0055】これは電磁誘導で使われる電磁波の吸収の
深さを示しており、これより深いところでは図7に示す
ように、電磁波の強度は1/e以下になっており、逆に
いうと殆どのエネルギーはこの深さまでで吸収されてい
る。
This indicates the depth of absorption of electromagnetic waves used in electromagnetic induction. As shown in FIG. 7, the intensity of electromagnetic waves at a depth deeper than this is 1 / e or less, and conversely, Most energy is absorbed up to this depth.
【0056】発熱層1の厚さは好ましくは1〜100μ
mがよい。発熱層1の厚みが1μmよりも小さいとほと
んどの電磁エネルギーが吸収しきれないため効率が悪く
なる。また、発熱層1が100μmを超えると剛性が高
くなリすぎ、また屈曲性が悪くなり加熱回転体として使
用するには現実的ではない。従って、発熱層1の厚みは
1〜100μmが好ましい。
The thickness of the heat generating layer 1 is preferably 1 to 100 μm.
m is good. If the thickness of the heat generating layer 1 is smaller than 1 μm, most of the electromagnetic energy cannot be absorbed, so that the efficiency is deteriorated. On the other hand, if the heating layer 1 has a thickness of more than 100 μm, the rigidity becomes too high, and the flexibility deteriorates, which is not practical for use as a heating rotator. Therefore, the thickness of the heat generating layer 1 is preferably 1 to 100 μm.
【0057】b.弾性層2 弾性層2は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシ
リコーンゴム等で耐熱性がよく、熱伝導率がよい材質で
ある。弾性層2の厚さは10〜500μmが好ましい。
この弾性層2は定着画像品質を保証するために必要な厚
さである。
B. Elastic Layer 2 The elastic layer 2 is made of silicone rubber, fluorine rubber, fluorosilicone rubber, or the like, and has good heat resistance and good thermal conductivity. The thickness of the elastic layer 2 is preferably from 10 to 500 μm.
The elastic layer 2 has a thickness necessary to guarantee the quality of a fixed image.
【0058】弾性層2の厚さとしては、10μm以下で
は被記録材Pあるいはトナー層の凹凸に追従しきれず画
像光沢ムラが発生してしまう。また、弾性層2が100
0μm以上の場合には弾性層の熱抵抗が大きくなり、ク
イックスタートを実現するのが難しくなる。より好まし
くは弾性層2の厚みは50〜500μmがよい。
If the thickness of the elastic layer 2 is less than 10 μm, the unevenness of the recording material P or the toner layer cannot be completely followed, and image gloss unevenness occurs. Also, if the elastic layer 2 is 100
If it is 0 μm or more, the thermal resistance of the elastic layer becomes large, and it is difficult to realize quick start. More preferably, the thickness of the elastic layer 2 is preferably 50 to 500 μm.
【0059】弾性層2の硬度は、硬度が高すぎると、被
記録材Pあるいはトナー層の凹凸に追従しきれず画像光
沢ムラが発生してしまう。そこで、弾性層2の硬度とし
ては60゜(JIS−A)以下、より好ましくは45゜
(JIS−A)以下がよい。弾性層2の熱伝導率λに関
しては、 0.25〜0.84[W/m・℃] がよい。
If the hardness of the elastic layer 2 is too high, the elasticity of the elastic layer 2 cannot follow the irregularities of the recording material P or the toner layer, resulting in uneven image gloss. Therefore, the hardness of the elastic layer 2 is preferably 60 ° (JIS-A) or less, more preferably 45 ° (JIS-A) or less. The thermal conductivity λ of the elastic layer 2 is preferably 0.25 to 0.84 [W / m · ° C.].
【0060】熱伝導率λが0.25[W/m・℃]より
も小さい場合には、熱抵抗が大きく、定着フィルムの表
層(離型層3)における温度上昇が遅くなる。熱伝導率
λが0.84[W/m・℃]よりも大きい場合には、硬
度が高くなりすぎたり、圧縮永久歪みが悪化したりす
る。
When the thermal conductivity λ is smaller than 0.25 [W / m · ° C.], the thermal resistance is large, and the temperature rise in the surface layer (release layer 3) of the fixing film becomes slow. When the thermal conductivity λ is larger than 0.84 [W / m · ° C.], the hardness becomes too high or the compression set becomes worse.
【0061】よって熱伝導率λは0.25〜0.84
[W/m・℃]がよい。より好ましくは0.33〜0.
63[W/m・℃]がよい。
Therefore, the thermal conductivity λ is 0.25 to 0.84
[W / m · ° C.] is preferable. More preferably, 0.33-0.
63 [W / m · ° C.] is preferable.
【0062】カラー画像を印刷する場合、特に写真画像
などでは被記録材P上で大きな面積に渡ってベタ画像が
形成される。この場合、被記録材Pの凹凸あるいはトナ
ー層の凹凸に加熱面(離型層3)が追従できないと加熱
ムラが発生し、伝熱量が多い部分と少ない部分で画像に
光沢ムラが発生する。伝熱量が多い部分は光沢度が高
く、伝熱量が少ない部分では光沢度が低い。
When a color image is printed, a solid image is formed over a large area on the recording material P, especially for a photographic image. In this case, if the heating surface (the release layer 3) cannot follow the unevenness of the recording material P or the unevenness of the toner layer, uneven heating occurs, and gloss unevenness occurs in an image in a portion having a large amount of heat transfer and a portion having a small amount of heat transfer. The glossiness is high in a portion having a large amount of heat transfer, and low in a portion having a small amount of heat transfer.
【0063】c.離型層3 離型層3はフッ素樹脂(PFA,PTFE,FEP)、
シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴ
ム、シリコーンゴム等の離型性かつ耐熱性のよい材料を
選択することができる。離型層3の厚さは1〜100μ
mが好ましい。離型層3の厚さが1μmよりも小さい
と、塗膜の塗ムラで離型性の悪い部分ができたり、耐久
性が不足したりするといった問題が発生する。また、離
型層が100μmを超えると、熱伝導が悪化するという
問題が発生し、特に樹脂系の離型層の場合は硬度が高く
なりすぎ、弾性層2の効果がなくなってしまう。
C. Release Layer 3 The release layer 3 is made of a fluororesin (PFA, PTFE, FEP),
A material having good releasability and heat resistance, such as silicone resin, fluorosilicone rubber, fluorine rubber, and silicone rubber, can be selected. The thickness of the release layer 3 is 1 to 100 μm.
m is preferred. If the thickness of the release layer 3 is less than 1 μm, problems such as the formation of a portion having poor release properties due to coating unevenness of the coating film and insufficient durability occur. On the other hand, if the thickness of the release layer exceeds 100 μm, there is a problem that heat conduction is deteriorated. In particular, in the case of a resin-based release layer, the hardness becomes too high, and the effect of the elastic layer 2 is lost.
【0064】図10は他の定着フィルム10の構成を示
すもので、発熱層1の内面側(発熱層1の弾性層2とは
反対面側)に断熱層4設けたものである。断熱層4とし
ては、フッ素樹脂(PFA樹脂、PTFE樹脂、FEP
樹脂)、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミド
イミド樹脂、PEEK樹脂、PES樹脂、PPS樹脂な
どの耐熱樹脂がよい。
FIG. 10 shows the structure of another fixing film 10 in which a heat insulating layer 4 is provided on the inner side of the heat generating layer 1 (on the side opposite to the elastic layer 2 of the heat generating layer 1). As the heat insulating layer 4, a fluororesin (PFA resin, PTFE resin, FEP
Resins), polyimide resins, polyamide resins, polyamide-imide resins, PEEK resins, PES resins, and PPS resins.
【0065】また、断熱層4の厚さとしては10〜10
00μmが好ましい。断熱層4の厚さが10μmよりも
小さい場合には断熱効果が得られず、また、耐久性も不
足する。一方、1000μmを超えると磁性コア17及
び励磁コイル18から発熱層1の距離が大きくなり、磁
束が十分に発熱層1に吸収されなくなる。
The thickness of the heat insulating layer 4 is 10 to 10
00 μm is preferred. When the thickness of the heat insulating layer 4 is smaller than 10 μm, the heat insulating effect cannot be obtained, and the durability is insufficient. On the other hand, when the thickness exceeds 1000 μm, the distance between the magnetic core 17 and the exciting coil 18 and the heat generating layer 1 increases, and the magnetic flux cannot be sufficiently absorbed by the heat generating layer 1.
【0066】断熱層4は、発熱層1に発生した熱が定着
フィルムの内側に向かわないように断熱できるので、断
熱層4がない場合と比較して被記録材P側への熱供給効
率良くなる。よって、消費電力を抑えることができる。
Since the heat insulating layer 4 can insulate heat generated in the heat generating layer 1 so as not to go to the inside of the fixing film, the heat supply efficiency to the recording material P is higher than in the case where the heat insulating layer 4 is not provided. Become. Therefore, power consumption can be suppressed.
【0067】d.内面形状 図8(a)に定着フィルム10の断面形状を示す。ま
た、図9(a)は定着フィルム10の斜視図、図9
(b)はこの定着フィルム10を点線Aの位置で展開
し、支持部材としてのフイルムガイド部材16a,16
bと接する定着フィルム10の内面側を示す。凹部41
は定着フィルム10の最内層である発熱層1に形成され
た幅0.2mm、深さ0.005mmの潤滑剤Gを保持
する溝状凹部であり、定着フィルム10の長手方向を0
゜とした場合、斜め15゜に配設してある。この角度θ
mは潤滑剤Gの保持効果を考慮して5°≦|θm|≦6
0゜以下がよい。5゜未満では潤滑剤Gの保持効果は高
いが凹部のエッジが引っかかリやすくなるためトルクア
ップの原因となる。また、60゜を超える場合は潤滑剤
Gの保持効果が低くなってしまう。凹部41は定着フィ
ルム10の長手方向に対して幅0.1〜1mm範囲にす
るのがよい。
D. FIG. 8A shows a sectional shape of the fixing film 10. FIG. 9A is a perspective view of the fixing film 10, and FIG.
FIG. 2B shows that the fixing film 10 is developed at a position indicated by a dotted line A, and film guide members 16a and 16
3B shows the inner surface side of the fixing film 10 in contact with b. Recess 41
Is a groove-shaped recess formed in the heat generating layer 1 which is the innermost layer of the fixing film 10 and holding a lubricant G having a width of 0.2 mm and a depth of 0.005 mm.
When it is set to ゜, it is arranged at an angle of 15 °. This angle θ
m is 5 ° ≦ | θm | ≦ 6 in consideration of the holding effect of the lubricant G.
0 ° or less is good. If it is less than 5 °, the effect of holding the lubricant G is high, but the edge of the concave portion is easily scratched, which causes an increase in torque. On the other hand, when the angle exceeds 60 °, the effect of retaining the lubricant G is reduced. The width of the recess 41 is preferably in the range of 0.1 to 1 mm with respect to the longitudinal direction of the fixing film 10.
【0068】本例では発熱層1の厚さを50μmとし
た。凹部41は深さ0.005mm以上で定着フィルム
10の最内層の厚みに対して5〜20%の範囲で形成す
るのがよい。長手方向に対して幅が0.1mm未満、深
さ0.005mm未満では潤滑剤Gの保持効果が十分で
はなく、トルクの低減効果が十分に得られなかった。
In this example, the thickness of the heat generating layer 1 was set to 50 μm. It is preferable that the concave portion 41 has a depth of 0.005 mm or more and is formed in a range of 5 to 20% with respect to the thickness of the innermost layer of the fixing film 10. When the width is less than 0.1 mm and the depth is less than 0.005 mm with respect to the longitudinal direction, the effect of retaining the lubricant G is not sufficient, and the effect of reducing the torque cannot be sufficiently obtained.
【0069】また、凹部41は定着フィルム10の長手
方向に対して幅1mmを越える場合には、幅が広くなり
すぎ、凹部41のエッジが引っかかりやすくなるためト
ルクアップの原因となる。凹部41の総面積は凹部形成
領域に対して面積の10〜60%となるように、長手方
向に沿って設定した間隔に形成するとよい。また凹部4
1の中心間のピッチは任意で良い。
When the width of the recess 41 exceeds 1 mm in the longitudinal direction of the fixing film 10, the width of the recess 41 becomes too large, and the edge of the recess 41 is easily caught, thereby causing an increase in torque. The recesses 41 may be formed at predetermined intervals along the longitudinal direction so that the total area of the recesses 41 is 10 to 60% of the area of the recess formation region. Recess 4
The pitch between the centers of 1 may be arbitrary.
【0070】本発明では凹部41の面積の算出方法とし
て、凹部41の深さの1/2の位置における投影面積を
凹部41の面積とする。比較例として、長手方向に連続
する凹部41を設けた場合、凹部41のエッジ部に、線
状に加圧力が集中するためトルク上昇の原因となった。
In the present invention, as a method for calculating the area of the concave portion 41, the projected area at a position 1 / of the depth of the concave portion 41 is defined as the area of the concave portion 41. As a comparative example, when the concave portion 41 continuous in the longitudinal direction was provided, the pressing force was concentrated linearly at the edge of the concave portion 41, causing an increase in torque.
【0071】本例のように斜めに凹部41を配置するこ
とで、凹部41のエッジ部への加圧力は分散し、トルク
を上昇させることなく、定着フィルム10と摺動板40
の接触面積を減少させることができる。よって、定着フ
ィルムと摺動板40の密着力を減少させることができ
る。このため、凹部41がない構成と比較して室温など
の低温時からの回転起動時のトルクを低く抑えることが
できる。
By arranging the concave portion 41 obliquely as in this example, the pressing force applied to the edge portion of the concave portion 41 is dispersed, and the fixing film 10 and the sliding plate 40 are not increased without increasing the torque.
Can be reduced. Therefore, the adhesion between the fixing film and the sliding plate 40 can be reduced. For this reason, the torque at the time of starting rotation from a low temperature such as room temperature can be suppressed as compared with the configuration without the concave portion 41.
【0072】図8(b)は定着フィルム10の平面部
(直接的には発熱層1の平面部)、と凹部41の接続と
の一形態である。図8(c)に示すように定着フィルム
10の平面部と凹部41は曲面で連続的に接続するとさ
らによい。曲面で接続することにより定着フィルム10
との接触部における摺動摩擦力の低下を図ることができ
るとともに凹部41のエッジが摺動板40を傷つけるこ
とを防止することができる。
FIG. 8B shows an example of the connection between the flat portion of the fixing film 10 (directly, the flat portion of the heat generating layer 1) and the concave portion 41. As shown in FIG. 8C, it is more preferable that the flat portion of the fixing film 10 and the concave portion 41 are continuously connected by a curved surface. Fixing film 10 by connecting on a curved surface
It is possible to reduce the sliding frictional force at the contact portion with the sliding plate 40 and to prevent the edge of the concave portion 41 from damaging the sliding plate 40.
【0073】凹部41の潤滑剤Gの保持効果について、
従来のように摺動部材(定着フィルム10又は摺動板4
0)に凹部41がない場合には、定着フィルム10が回
転すると、定着ニップ部形成のための加圧力により、潤
滑剤Gが定着フィルム10と摺動板40との間から掃き
出されてしまい、定着ニップ部Nに対応する摺動部には
ほとんど残らなかった。
Regarding the effect of holding the lubricant G in the concave portion 41,
The sliding member (fixing film 10 or sliding plate 4)
When the fixing film 10 rotates without the concave portion 41 in 0), the lubricant G is swept out from between the fixing film 10 and the sliding plate 40 by the pressing force for forming the fixing nip portion. , And hardly remained on the sliding portion corresponding to the fixing nip portion N.
【0074】しかし、潤滑剤Gが定着フィルム10の凹
部41に保持されるので、定着ニップ部Nに対応する摺
動部の相互摺動摩擦力の低減を図ることができる。した
がって、耐久によるトルクアップを防止することがで
き、駆動ローラを駆動するモータの脱調や、定着ジャム
等の不具合が発生することなく、装置を長寿命化するこ
とが可能となる。なお、凹部41の形状や該凹部の総面
積比率等は、加圧力や、定着ニップ部Nの摺動部材及び
フィルムガイド2aの材質等によって適宜決定される。
However, since the lubricant G is held in the concave portion 41 of the fixing film 10, the mutual sliding frictional force of the sliding portion corresponding to the fixing nip N can be reduced. Therefore, it is possible to prevent an increase in torque due to endurance, and it is possible to extend the life of the apparatus without causing a step-out of a motor for driving the driving roller or a problem such as fixing jam. The shape of the concave portion 41, the total area ratio of the concave portion, and the like are appropriately determined by the pressing force, the material of the sliding member of the fixing nip N, the material of the film guide 2a, and the like.
【0075】定着フィルム10の長手長さをLF、凹部
41が形成される長手長さをLB、加圧ローラ30の長
手長さをLRとした場合、 LF>LB≧LR を満足するのがよい。
When the length of the fixing film 10 is L F , the length of the recess 41 is L B , and the length of the pressure roller 30 is L R , L F > L B ≧ L R It is better to satisfy.
【0076】ここで、LRは摺動部の長手長さに対応す
る。LF=LBの場合には、凹部41が定着フィルム10
の端部にでてしまうため、定着フィルム10の端面の形
状が凹凸になる。定着フィルム10の端面では変形によ
り凹凸の境界部に応力が集中して破断のきっかけになる
可能性が高くなる。また、LB<LRでは、定着フィルム
10の凹部41が摺動部よりも短いために摺動部全体に
溜滑剤Gを供給できたいため、トルク低減効果が低くな
ってしまう。
Here, L R corresponds to the longitudinal length of the sliding portion. In the case of L F = L B, the recess 41 the fixing film 10
, The shape of the end face of the fixing film 10 becomes uneven. On the end face of the fixing film 10, stress is likely to be concentrated on the boundary between the irregularities due to the deformation, and the possibility of causing a break is increased. When LB < LR , since the concave portion 41 of the fixing film 10 is shorter than the sliding portion, it is desired to supply the lubricant G to the entire sliding portion, so that the torque reducing effect is reduced.
【0077】本例の効果の確認として、本例の定着装置
100を用いて、A4用紙5000枚ごとに室温時の回
転起動トルクの測定を行った。定着ニップ部Nを196
Nで加圧し、この定着ニップ部幅を約7mm確保した。
比較例(従来例)として、定着フィルム10に凹部41
を設けていない場合の回転起動トルクを測定した。
As a confirmation of the effect of the present embodiment, the rotation starting torque at room temperature was measured for every 5000 A4 sheets using the fixing device 100 of the present embodiment. Fixing nip N is 196
N was applied, and the width of the fixing nip was about 7 mm.
As a comparative example (conventional example), the concave portion 41 was formed in the fixing film 10.
The rotation start torque when no was provided was measured.
【0078】従来の凹部41を設けていない定着フィル
ム10では、初期の回転起動トルク(駆動ローラとして
の加圧ローラ軸におけるトルク)が49N・cmであっ
たものが、5万枚通紙あたりから回転起動トルクの上昇
率が大きくなり、10万枚を越えると、73.5N・c
m以上となって駆動ローラの脱調等が発生するようにな
った。
In the conventional fixing film 10 in which the concave portion 41 is not provided, the initial rotation start torque (the torque on the pressure roller shaft as a driving roller) was 49 N · cm. When the rate of increase of the rotation starting torque increases and exceeds 100,000 sheets, 73.5 N · c
m or more, step-out of the drive roller or the like occurs.
【0079】これに対して、本例のように凹部41を設
けた場合、初期の回転起動トルクは44N・cmで従来
よりもトルクが低い結果が得られ、5万枚通紙時点でも
49N・cmを維持し、20万枚通紙した時点でも6
3.7N・cm以下を維持することができた。
On the other hand, when the concave portion 41 is provided as in this embodiment, the initial rotation starting torque is 44 N · cm, which is lower than that of the conventional case, and 49 N · even when 50,000 sheets are passed. cm, and even when 200,000 sheets have passed
3.7 Ncm or less could be maintained.
【0080】図10は断熱層4を設けた場合の凹部41
の例である、図8に示した凹部同様の構成にすることが
可能であるが図11に示すように、クロス状に溝状凹部
を設けている。この場合、定着フィルム10の潤滑剤G
の保持量を増加させることが可能である。なお、図10
(a)は定着フィルム10に断面を示したものであり、
図10(b)はその定着フィルム10の平面部(直接的
には発熱層1の平面部)と凹部41の接続との一形態を
示し、図10(c)はその定着フィルム10の平面部と
凹部41を曲面で連続的に接続する場合を示している。
FIG. 10 shows the concave portion 41 when the heat insulating layer 4 is provided.
It is possible to adopt a configuration similar to the concave portion shown in FIG. 8, which is an example of the above. However, as shown in FIG. 11, a groove-shaped concave portion is provided in a cross shape. In this case, the lubricant G of the fixing film 10
Can be increased. Note that FIG.
(A) shows a cross section of the fixing film 10,
FIG. 10B shows one mode of connection between the flat portion of the fixing film 10 (directly, the flat portion of the heat generating layer 1) and the concave portion 41, and FIG. 10C shows the flat portion of the fixing film 10. And the concave portion 41 are continuously connected by a curved surface.
【0081】(第2の実施形態例)本実施形態例におい
ては、図12に示すように、第1の実施形態例において
定着フィルム10に設けた凹部の形状以外は第1の実施
形態例と同様の構成である。尚、前記第1の実施形態例
と同様に構成される部分には同一の符号を付して説明を
省略する。
(Second Embodiment) In the present embodiment, as shown in FIG. 12, except for the shape of the concave portion provided in the fixing film 10 in the first embodiment, the second embodiment is different from the first embodiment. It has a similar configuration. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
【0082】図12は図9と同様に定着フィルム10を
点線Aの位置で展開した図を示し、定着フィルム10の
内面を示す。凹部42は定着フィルム10の最内層であ
る発熱層11に形成されたφ0.2mm、深さ0.00
5mmの凹形状である。凹部42は定着フィルム10回
転方向に対して幅0.1〜1mm範囲にするのがよい。
FIG. 12 is an expanded view of the fixing film 10 at the position indicated by the dotted line A, similarly to FIG. 9, and shows the inner surface of the fixing film 10. The concave portion 42 has a diameter of 0.2 mm and a depth of 0.00 mm formed in the heat generating layer 11 which is the innermost layer of the fixing film 10.
It has a concave shape of 5 mm. The width of the recess 42 is preferably in the range of 0.1 to 1 mm with respect to the rotation direction of the fixing film 10.
【0083】本例では発熱層1の厚さを50μmとし
た。凹部42は深さ0.005mm以上で定着フィルム
10の最内層の厚みに対して5〜20%の範囲で形成す
るのがよい。長手方向に対して幅が0.1mm未満、深
さ0.005mm未満では潤滑剤Gの保持効果が十分で
はなく、トルクの低減効果が十分に得られなかった。ま
た、凹部42は定着フィルム10の長手方向に対して幅
1mmを越える場合には、幅が広くなりすぎ、凹部42
のエッジが引っかかりやすくなるため、トルクアップの
原因となる。
In this example, the thickness of the heat generating layer 1 was set to 50 μm. It is preferable that the concave portion 42 has a depth of 0.005 mm or more and is formed in a range of 5 to 20% with respect to the thickness of the innermost layer of the fixing film 10. When the width is less than 0.1 mm and the depth is less than 0.005 mm with respect to the longitudinal direction, the effect of retaining the lubricant G is not sufficient, and the effect of reducing the torque cannot be sufficiently obtained. When the width of the recess 42 exceeds 1 mm with respect to the longitudinal direction of the fixing film 10, the width of the recess 42 becomes too large.
The edge of the head becomes easily caught, which causes an increase in torque.
【0084】凹部42の総面積は凹部形成領域に対して
面積の10〜60%となるように長手方向にそって設定
した間隔に形成するとよい。凹部42の中心間のピッチ
は任意で良いが、定着フィルム10の進行方向に対し
て、必ず凹部42が存在するように配設することが好ま
しい。
It is preferable to form the recesses 42 at intervals set along the longitudinal direction so that the total area of the recesses 42 is 10 to 60% of the area of the recess formation region. The pitch between the centers of the concave portions 42 may be arbitrary, but it is preferable that the concave portions 42 are disposed so that the concave portions 42 always exist in the traveling direction of the fixing film 10.
【0085】上記凹部42の面積の算出方法としては、
凹部42の深さの1/2の位置における投影面積を該凹
部の面積とする。定着ニップ部N内で長手に対する凹部
42の配列は定着ニップ幅内で該凹部が必ず存在するよ
うに配列するとよい。
The method of calculating the area of the concave portion 42 is as follows.
The projected area at a position 1 / of the depth of the recess 42 is defined as the area of the recess. The arrangement of the concave portions 42 with respect to the longitudinal direction in the fixing nip portion N may be arranged such that the concave portions always exist within the fixing nip width.
【0086】例えば、図13は定着フィルム内面の凹部
42を拡大した図で、図13(a)に示すように格子点
状に配置することができる。
For example, FIG. 13 is an enlarged view of the concave portion 42 on the inner surface of the fixing film, and can be arranged in a grid point shape as shown in FIG.
【0087】また、凹部42の形状は図13(b)に示
すように水滴型凹部43のようにすることもできる。こ
の際、水滴型の円弧形状側が定着フィルム10の進行方
向側にするとよい。この水滴型凹部43は定着フィルム
10の進行方向に対して最も摺動抵抗が小さい形状であ
るため、摺動抵抗を小さくすることができるので、起動
時と定常回転時の回転トルクをさらに下げることができ
た。
Further, as shown in FIG. 13B, the shape of the concave portion 42 can be made like a water droplet type concave portion 43. At this time, it is preferable that the arc-shaped side of the water droplet type is on the side of the traveling direction of the fixing film 10. Since the water droplet type recess 43 has a shape having the smallest sliding resistance in the traveling direction of the fixing film 10, the sliding resistance can be reduced. Was completed.
【0088】本例のように格子点状に凹部43を配置す
ることで該凹部のエッジ部への加圧力は分散し、トルク
を上昇させることなく、定着フィルム10と摺動板40
の接触面積を減少させることができる。よって、定着フ
ィルム10と摺動板40の密着力を減少させることがで
きる。このため、凹部43がない構成と比較して、室温
などの低温時からの回転起動時のトルクを低く抑えるこ
とができる。また、凹部43のエッジについては、第1
の実施形態例のように曲線でつなぐことで、さらに、ト
ルクの低減を図ることが可能である。
By arranging the concave portions 43 in a lattice pattern as in this example, the pressing force applied to the edge portions of the concave portions is dispersed, and the fixing film 10 and the sliding plate 40 are not increased without increasing the torque.
Can be reduced. Therefore, the adhesion between the fixing film 10 and the sliding plate 40 can be reduced. For this reason, the torque at the time of starting rotation from a low temperature such as room temperature can be suppressed lower than the configuration in which the concave portion 43 is not provided. The edge of the concave portion 43 is the first
The torque can be further reduced by connecting with a curve as in the embodiment.
【0089】(第3の実施形態例)本実施形態例は加熱
体としてセラミックヒータを用いたフィルム加熱方式の
定着装置例である。図14は本例における像加熱装置1
00の横断面模型図である。16cは横断面略半円弧状
樋型の耐熱性・断熱性のフィルムガイド、12は加熱体
としてのセラミックヒータであり、フィルムガイド16
cの下面の略中央部にガイド長手に沿って形成具備させ
た溝部に嵌入して固定支持させてある。
(Third Embodiment) This embodiment is an example of a film heating type fixing device using a ceramic heater as a heating element. FIG. 14 shows an image heating apparatus 1 according to this embodiment.
It is a cross-sectional model diagram of 00. Reference numeral 16c denotes a heat-resistant and heat-insulating film guide having a substantially semicircular cross section in cross section, and 12 denotes a ceramic heater as a heating element.
c is fitted and fixedly supported in a substantially central portion of the lower surface along the longitudinal direction of the guide.
【0090】11は円筒状もしくはエンドレス状の耐熱
性の定着フィルムである。この定着フィルム11はフィ
ルムガイド16cにルーズに外嵌させてある。22はフ
ィルムガイド16cの内側に挿通した加圧用剛性ステイ
である。30は加圧部材で、本例は弾性加圧ローラであ
り、芯金30aにシリコーンゴム等の弾性層30bを設
けて硬度を下げたもので、芯金30aの両端部を装置の
不図示の手前側と奥側のシャーシ側板間に回転自由に軸
受け保持させて配設してある。表面性を向上させるため
に、さらに外周に、PTFE,PFA,FEP等のフッ
素樹脂層を設けてもよい。
Reference numeral 11 denotes a cylindrical or endless heat-resistant fixing film. The fixing film 11 is loosely fitted to the film guide 16c. Reference numeral 22 denotes a pressurizing rigid stay inserted inside the film guide 16c. Reference numeral 30 denotes a pressing member, which is an elastic pressing roller, which is provided with an elastic layer 30b made of silicone rubber or the like on a core metal 30a to reduce the hardness. Both ends of the core metal 30a are not shown in the drawing. The bearings are rotatably held between the front and rear chassis side plates. In order to improve the surface properties, a fluororesin layer such as PTFE, PFA, FEP may be further provided on the outer periphery.
【0091】定着ニップ部Nを形成するための加圧手段
及び定着フィルム端部の保持手段については第1の実施
形態例と同様の構成を取り、ここでの説明は省略する。
The pressurizing means for forming the fixing nip N and the means for holding the end of the fixing film have the same construction as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
【0092】加圧ローラ30は駆動手段Mによリ矢示の
反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ30の回
転駆動による前記加圧ローラ30と定着フィルム11の
外面との摩擦力で定着フィルム11に回転力が作用し
て、前記定着フィルム11の内面が定着ニップ部Nにお
いてセラミックヒータ12の下面に密着して摺動しなが
ら矢示の時計方向に加圧ローラ30の回転周速度にほぼ
対応した周速度をもってフィルムガイド16cの外回り
を回転状態になる(加圧ローラ駆動方式)。
The pressure roller 30 is driven to rotate in the counterclockwise direction indicated by the arrow by the driving means M. A rotational force acts on the fixing film 11 by a frictional force between the pressing roller 30 and the outer surface of the fixing film 11 due to the rotational driving of the pressing roller 30, so that the inner surface of the fixing film 11 becomes a ceramic heater in the fixing nip portion N. The outer peripheral surface of the film guide 16c is rotated in a clockwise direction indicated by an arrow at a peripheral speed substantially corresponding to the rotational peripheral speed of the pressure roller 30 while sliding in close contact with the lower surface of the pressure roller 12 (pressure roller drive system).
【0093】定着ニップ部Nにおけるセラミックヒータ
12の下面と定着フィルム11の内面との相互摺動摩擦
力を低減化させるために、定着ニップ部Nのセラミック
ヒータ12の下面に摺動板40を配設し、定着フィルム
11の内面との間に耐熱性グリースなどの潤滑剤Gを介
在させる。
In order to reduce the mutual sliding friction force between the lower surface of the ceramic heater 12 and the inner surface of the fixing film 11 in the fixing nip N, a sliding plate 40 is provided on the lower surface of the ceramic heater 12 in the fixing nip N. Then, a lubricant G such as heat-resistant grease is interposed between the fixing film 11 and the inner surface thereof.
【0094】プリントスタート信号に基づいて加圧ロー
ラ30の回転が開始され、またセラミックヒータ12の
ヒートアップが開始される。加圧ローラ30の回転によ
る定着フィルム11の回転周速度が定常化し、セラミッ
クヒータ12の温度が所定に立ち上がった状態におい
て、定着ニップ部Nの定着フィルム11と加圧ローラ3
0との間に被加熱材としてのトナー画像tを担持させた
被記録材Pがトナー画像担持面側を定着フィルム11側
にして導入されることで、被記録材Pは定着ニップ部N
において、定着フィルム11を介してセラミックヒータ
12の下面に密着して定着ニップ部Nを該定着フィルム
と一緒に移動通過していく。その移動通過過程において
セラミックヒータ12の熱が定着フィルム11を介して
被記録材Pに付与されてトナー画像tが被記録材P面に
加熱定着される。定着ニップ部Nを通過した被記録材P
は定着フィルム11の面から分離されて搬送される。
The rotation of the pressure roller 30 is started based on the print start signal, and the heating of the ceramic heater 12 is started. When the rotation peripheral speed of the fixing film 11 is stabilized by the rotation of the pressure roller 30 and the temperature of the ceramic heater 12 rises to a predetermined value, the fixing film 11 in the fixing nip N and the pressure roller 3
0, the recording material P carrying the toner image t as the material to be heated is introduced with the toner image carrying surface side being the fixing film 11 side, so that the recording material P becomes the fixing nip portion N
At the time, the fixing film 11 is in close contact with the lower surface of the ceramic heater 12 via the fixing film 11, and moves and passes through the fixing nip portion N together with the fixing film. In the moving passage process, the heat of the ceramic heater 12 is applied to the recording material P via the fixing film 11, and the toner image t is heated and fixed on the surface of the recording material P. Recording material P that has passed through fixing nip portion N
Is transported after being separated from the surface of the fixing film 11.
【0095】定着フィルム11は熱容量を小さくしてク
イックスタート性を向上させるために、フィルム膜厚は
100μm以下、好ましくは50μm以下20μm以上
の耐熱性のPTFE,PFA,FEPの単層、あるいは
ポリイミド、ポリイミドアミド、PEEK,PES,P
PS等の外周面にPTFE,PFA,FEP等をコーテ
ィングした複合層フィルムを使用できる。本例では、ポ
リイミドフィルムの外周面にPTFEをコーティングし
た直径25mmのものを用いた。
The fixing film 11 has a film thickness of 100 μm or less, preferably 50 μm or less and preferably 20 μm or more, and is made of a single layer of heat-resistant PTFE, PFA, FEP, or polyimide, in order to reduce the heat capacity and improve the quick start property. Polyimide amide, PEEK, PES, P
A composite layer film in which the outer peripheral surface of PS or the like is coated with PTFE, PFA, FEP, or the like can be used. In this example, a polyimide film having a diameter of 25 mm coated with PTFE on the outer peripheral surface was used.
【0096】加熱体としてのセラミックヒータ12は、
定着フィルム11・被記録材Pの移動方向に直交する方
向を長手とする低熱容量の横長の線状加熱体であり、チ
ッ化アルミニウム等でできたヒータ基板12aと、この
ヒータ基板12aの表面にその長手に沿って設けた発熱
層12b、例えばAg/Pd(銀/パラジウム)等の電
気抵抗材料を約10μm、幅1〜5mmにスクリーン印
刷等により塗工して設けた発熱層12bと、更にその上
に設けたガラスやフッ素樹脂等の保護層12cを基本構
成とするものである。
The ceramic heater 12 as a heating element is
It is a low-heat-capacity horizontally long linear heating element whose longitudinal direction is the direction perpendicular to the direction of movement of the fixing film 11 and the recording material P. The heater substrate 12a is made of aluminum nitride or the like. A heat generating layer 12b provided along its length, for example, a heat generating layer 12b provided by applying an electric resistance material such as Ag / Pd (silver / palladium) to a thickness of about 10 μm and a width of 1 to 5 mm by screen printing or the like; It basically has a protective layer 12c made of glass, fluororesin or the like provided thereon.
【0097】前記セラミックヒータ12の発熱層12b
の両端間に通電されることで、発熱層12bは発熱して
セラミックヒータ12が急速に昇温する。そのヒータ温
度が不図示の温度センサで検知され、ヒータ温度が所定
の温度に維持されるように不図示の制御回路で発熱層1
2bに対する通電が制御されて、セラミックヒータ12
は温調管理される。
Heating layer 12b of the ceramic heater 12
The heating layer 12b generates heat and the temperature of the ceramic heater 12 rises rapidly due to the current flowing between both ends of the heating layer. The heater temperature is detected by a temperature sensor (not shown), and a heating circuit 1 is controlled by a control circuit (not shown) so that the heater temperature is maintained at a predetermined temperature.
2b is controlled so that the ceramic heater 12
Is temperature controlled.
【0098】前記セラミックヒータ12は、フィルムガ
イド16cの下面の略中央部にガイド長手に沿って形成
具備させた溝部に保護層12c側を上向きに嵌入して固
定支持させてある。定着フィルム11との接触する定着
ニップ部Nでは、このセラミックヒータ12の摺動板4
0の面と定着フィルム11の内面が相互接触摺動する。
本実施形態例では第1又は第2の実施形態例とは異なる
加熱形態においても、回転起動時及び定常回転時のトル
クの低減を図ることができる。
The ceramic heater 12 is fixedly supported by fitting the protection layer 12c upward into a groove formed substantially along the center of the lower surface of the film guide 16c along the length of the guide. In the fixing nip portion N in contact with the fixing film 11, the sliding plate 4 of the ceramic heater 12 is used.
The surface 0 and the inner surface of the fixing film 11 slide in contact with each other.
In this embodiment, even in a heating mode different from that of the first or second embodiment, it is possible to reduce the torque at the time of starting rotation and at the time of steady rotation.
【0099】なお、セラミックヒータのかわりに鉄板
等、強磁性体金属板を設け、第1乃至第3の実施形態例
で用いた電磁誘導によって前記強磁性体金属板を発熱さ
せて、ヒータとして用いることもできる。
A ferromagnetic metal plate such as an iron plate is provided in place of the ceramic heater, and the ferromagnetic metal plate is heated by electromagnetic induction used in the first to third embodiments to be used as a heater. You can also.
【0100】(その他の実施形態例) 1)電磁誘導発熱性の定着フィルム10は、モノクロあ
るいは1パスマルチカラー画像などの加熱定着用の場合
は弾性層2を省略した形態のものとすることもできる。
発熱層1は樹脂に金属フィラーを混入して構成したもの
とすることもできる。発熱層単層の部材とすることもで
きる。
(Other Embodiments) 1) The fixing film 10 having an electromagnetic induction heating property may have a configuration in which the elastic layer 2 is omitted in the case of heat fixing such as a monochrome or one-pass multicolor image. it can.
The heat generating layer 1 may be formed by mixing a metal filler into a resin. The heating layer may be a single layer member.
【0101】2)加熱装置としての像加熱装置100の
装置構成は、実施形態例の加圧ローラ駆動方式に限られ
るものではない。例えば、図15のように、フィルムガ
イド16と、駆動ローラ31と、テンションローラ32
との間に、電磁誘導発熱性のエンドレスフィルム状の定
着フィルム10を懸回張設して、フィルムガイド16の
下面部と加圧部材としての加圧ローラ30とで定着フィ
ルム10を挟んで圧接させて定着ニップ部Nを形成さ
せ、定着フィルム10を駆動ローラ31によって回転駆
動させる装置構成にすることもできる。この場合、加圧
ローラ30は従動回転ローラである。
2) The configuration of the image heating device 100 as a heating device is not limited to the pressure roller driving system of the embodiment. For example, as shown in FIG. 15, the film guide 16, the driving roller 31, the tension roller 32
The fixing film 10 in the form of an endless film having electromagnetic induction and heat is suspended and stretched, and the fixing film 10 is pressed between the lower surface of the film guide 16 and the pressing roller 30 as a pressing member. Thus, the fixing nip portion N may be formed, and the fixing film 10 may be driven to rotate by the driving roller 31. In this case, the pressure roller 30 is a driven rotation roller.
【0102】3)加圧部材は加圧ローラ30に限らず、
回動フィルム型など他の形態の部材にすることもでき
る。また加圧部材側からも被記録材に熱エネルギーを供
給するために、加圧部材側にも電磁誘導加熱などの発熱
手段を設けて所定の温度に加熱・温調する装置構成にす
ることもできる。
3) The pressing member is not limited to the pressing roller 30,
Other types of members, such as a rotating film type, can also be used. In order to supply thermal energy to the recording material also from the pressing member side, a heating device such as electromagnetic induction heating may be provided on the pressing member side to heat and control the temperature to a predetermined temperature. it can.
【0103】4)本発明の加熱装置は実施形態例の画像
加熱定着装置に限らず、画像を把持した被記録材を加熱
してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着する
像加熱装置、その他、被記録材の加熱乾燥装置、加熱ラ
ミネート装置など、広く被記録材を加熱処理する手段・
装置として使用できる。
4) The heating apparatus of the present invention is not limited to the image heating and fixing apparatus of the embodiment, but may be an image heating apparatus that heats a recording material holding an image to improve the surface properties such as gloss, Heating equipment, other means for heating the recording material widely, such as a heating and drying device for the recording material, and a heating laminating device.
Can be used as a device.
【0104】5)凹部の形成においては、凹部形成層の
形成時に母型上に凹部に対応する凸部を形成して作るこ
とができる。たとえば、ニッケルの場合はメッキの型に
凸部を形成できる。また、断熱層に凹部を設ける場合も
母型に凸部を設けたものにディッピングやスプレーコー
ト等をすることで形成できる。その他、打ち出し、エッ
チング、プレスなどの方法で凹部を形成することができ
る。
5) In forming the concave portion, a convex portion corresponding to the concave portion can be formed on the matrix at the time of forming the concave portion forming layer. For example, in the case of nickel, a projection can be formed on a plating mold. Also, when a concave portion is provided in the heat insulating layer, it can be formed by dipping, spray coating, or the like on a matrix provided with a convex portion. In addition, the concave portion can be formed by a method such as embossing, etching, and pressing.
【0105】[0105]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
支持部材と接する定着フィルム内面に潤滑剤を保持する
凹部を配設することで、定着フィルムと摺動部材との間
の密着力を小さくすることができ、室温などの低温時の
回転起動トルクを耐久寿命を通じて低く抑えることがで
きる。また、定着フィルムと該定着フィルムを保持する
部材とのニップ部における摺動摩擦抵抗を低減でき、駆
動トルクの低減を図ることができ、さらに、加熱装置の
長寿命化を図ることができる加熱装置が得られる効果が
ある。
As described above, according to the present invention,
By arranging the concave portion for holding the lubricant on the inner surface of the fixing film in contact with the support member, the adhesive force between the fixing film and the sliding member can be reduced, and the rotation starting torque at a low temperature such as room temperature can be reduced. It can be kept low throughout the durability life. Further, a heating device that can reduce sliding friction resistance in a nip portion between a fixing film and a member holding the fixing film, can reduce driving torque, and can prolong the life of the heating device can be provided. There is an effect that can be obtained.
【0106】また、この加熱装置を画像加熱定着装置と
して適用することにより、高品質の定着画像を形成する
ことのできる画像形成装置が得られるという効果があ
る。
Further, by applying this heating device as an image heating and fixing device, there is an effect that an image forming apparatus capable of forming a high quality fixed image can be obtained.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】 画像形成装置の概略構成図FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus.
【図2】 第1の実施形態例における定着装置の要部の
横断模型図
FIG. 2 is a cross-sectional model view of a main part of the fixing device according to the first embodiment.
【図3】 要部の正面模型図FIG. 3 is a front view of the main part of the model.
【図4】 要部の縦断模型図Fig. 4 Longitudinal model diagram of main parts
【図5】 磁場発生手段の模型図FIG. 5 is a model diagram of a magnetic field generating means.
【図6】 磁場発生手段と発熱量Qの関係を示した図。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a magnetic field generating means and a heat generation amount Q.
【図7】 定着フィルムの層構成模型図FIG. 7 is a schematic diagram of a layer structure of a fixing film.
【図8】 発熱層深さと電磁波強度の関係を示したグラ
FIG. 8 is a graph showing a relationship between a heating layer depth and an electromagnetic wave intensity.
【図9】 定着フィルムの斜視図及び展開図FIG. 9 is a perspective view and a development view of a fixing film.
【図10】 定着フィルムの他の層構成模型図FIG. 10 is a schematic diagram of another layer configuration of the fixing film.
【図11】 定着フィルムの展開図FIG. 11 is a development view of a fixing film.
【図12】 第2の実施形態例における定着フィルムの
展開図
FIG. 12 is a development view of a fixing film according to the second embodiment.
【図13】 定着フィルムに形成された凹部の拡大図FIG. 13 is an enlarged view of a concave portion formed in the fixing film.
【図14】 第3の実施形態例における加熱装置の構成
略図
FIG. 14 is a schematic diagram of a configuration of a heating device according to a third embodiment.
【図15】 その他の電磁誘導加熱方式の加熱装置の一
例の構成略図
FIG. 15 is a schematic diagram of another example of a heating device using an electromagnetic induction heating method.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
1 発熱層 2 弾性層 3 離型層 4 断熱層 10 定着フィルム 16 フィルムガイド 17 磁性コア 18 励磁コイル 23a・23b 定着フィルム端部の規制・保持用フラ
ンジ部材 26 温度検知素子(サーミスタ) 27 安全用温度検知素子 30 加圧部材としての加圧ローラ 31 駆動ローラ 32 テンションローラ 40 摺動板(摺動部材) 41 溝状凹部 42 凹部 43 水滴型凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat generation layer 2 Elastic layer 3 Release layer 4 Heat insulation layer 10 Fixing film 16 Film guide 17 Magnetic core 18 Excitation coil 23a / 23b Flange member for regulating and holding end of fixing film 26 Temperature detecting element (thermistor) 27 Safety temperature Detecting element 30 Pressure roller as pressure member 31 Drive roller 32 Tension roller 40 Sliding plate (sliding member) 41 Groove-shaped recess 42 Recess 43 Water-drop recess
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H033 AA14 AA23 AA41 BA11 BA12 BA25 BA26 BA27 BA31 BA32 BE03 BE06 3K059 AA08 AB00 AB04 AB19 AB20 AB23 AB28 AC10 AC33 AC73 AD03 AD07 AD28 CD44 CD52 CD66 CD73 CD77  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page F term (reference) 2H033 AA14 AA23 AA41 BA11 BA12 BA25 BA26 BA27 BA31 BA32 BE03 BE06 3K059 AA08 AB00 AB04 AB19 AB20 AB23 AB28 AC10 AC33 AC73 AD03 AD07 AD28 CD44 CD52 CD66 CD73 CD77

Claims (14)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】回転体と、前記回転体を加圧する加圧部
    材、及び前記回転体を支持する支持部材とを有し、前記
    支持部材は前記回転体と前記加圧部材との当接によって
    形成される接触部に相当する部分に前記回転体の内面と
    の摺動部を有し、前記回転体と前記加圧部材との当接に
    よって形成される接触部で被加熱材を挟持搬送して被加
    熱材を加圧及び加熱する加熱装置において、前記回転体
    内面に凹部を設けたことを特徴とする加熱装置。
    A rotating member, a pressing member for pressing the rotating member, and a supporting member for supporting the rotating member, wherein the supporting member is brought into contact with the rotating member and the pressing member. A portion corresponding to the formed contact portion has a sliding portion with the inner surface of the rotating body, and the material to be heated is nipped and conveyed by the contact portion formed by the contact between the rotating body and the pressing member. A heating device for pressurizing and heating a material to be heated, wherein a recess is provided on the inner surface of the rotating body.
  2. 【請求項2】前記回転体内面に溝状に凹部を設けたこと
    を特徴とする請求項1に記載の加熱装置。
    2. The heating device according to claim 1, wherein a recess is provided in a groove shape on the inner surface of the rotating body.
  3. 【請求項3】前記回転体内面に独立した複数の凹部を設
    けたことを特徴とする請求項1乃至2のいずれかに記載
    の加熱装置。
    3. The heating device according to claim 1, wherein a plurality of independent concave portions are provided on the inner surface of the rotating body.
  4. 【請求項4】前記溝状凹部と前記回転体の長手方向との
    なす角度をθmとし、前記回転体の長手方向を0゜とし
    た場合、 5°≦|θm|≦60゜ を満足することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか
    に記載の加熱装置。
    4. When the angle between the groove-shaped concave portion and the longitudinal direction of the rotating body is θm and the longitudinal direction of the rotating body is 0 °, 5 ° ≦ | θm | ≦ 60 ° is satisfied. The heating device according to claim 1, wherein:
  5. 【請求項5】前記回転体の長手長さをLF、前記凹部が
    形成される長手長さをLB、前記加圧部材の長手長さを
    Rとした場合、 LF>LB≧LR を満足することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか
    に記載の加熱装置。
    5. When the length of the rotating body is L F , the length of the recess is L B , and the length of the pressure member is L R , L F > L B ≧ The heating device according to any one of claims 1 to 4, wherein LR is satisfied.
  6. 【請求項6】前記回転体内面の前記凹部が形成される長
    手長さLBにおいて、前記凹部の面積が10〜60%を
    占めるように形成したことを特徴とする請求項5に記載
    の加熱装置。
    6. The longitudinal length L B of the recess of the rotary body surface is formed, heating of claim 5, the area of the recess, characterized in that formed so as to occupy 10% to 60% apparatus.
  7. 【請求項7】前記凹部は、前記回転体の回転方向に対し
    て幅0.1〜1mm、深さ0.005mm以上で、長さ
    が前記摺動部の幅未満であることを特徴とする請求項1
    乃至6のいずれかに記載の加熱装置。
    7. The recess has a width of 0.1 to 1 mm, a depth of 0.005 mm or more, and a length less than the width of the sliding portion with respect to the rotation direction of the rotating body. Claim 1
    7. The heating device according to any one of claims 1 to 6.
  8. 【請求項8】前記回転体は複数の異なる材料からなる層
    を有し、前記凹部は最内層の厚みに対して5〜20%の
    範囲で形成されることを特徴とする請求項1乃至7のい
    ずれかに記載の加熱装置。
    8. The rotator has a plurality of layers made of different materials, and the recess is formed in a range of 5% to 20% of the thickness of the innermost layer. The heating device according to any one of the above.
  9. 【請求項9】前記回転体と前記摺動部の間に潤滑剤を介
    在させる構成において、前記凹部は、潤滑剤を保持する
    ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の加
    熱装置。
    9. The heating device according to claim 1, wherein in the configuration in which a lubricant is interposed between the rotating body and the sliding portion, the recess holds the lubricant. apparatus.
  10. 【請求項10】前記回転体は可撓性を有するエンドレス
    フィルムであることを特徴とする請求項1乃至9のいず
    れかに記載の加熱装置。
    10. The heating device according to claim 1, wherein the rotating body is an endless film having flexibility.
  11. 【請求項11】前記回転体は電磁誘導発熱性部材からな
    り、前記電磁誘導発熱性部材に磁場を入れて発熱させる
    磁場発生手段を有することを特徴とする請求項1乃至1
    0のいずれかに記載の加熱装置。
    11. The apparatus according to claim 1, wherein said rotator is made of an electromagnetic induction heating member, and has a magnetic field generating means for applying a magnetic field to said electromagnetic induction heating member to generate heat.
    0. The heating device according to any one of the above.
  12. 【請求項12】前記回転体は耐熱性フィルムからなり、
    加熱体が前記耐熱性フィルムを介して被加熱材を加熱す
    る請求項1乃至10のいずれかに記載の加熱装置。
    12. The rotating body is made of a heat-resistant film,
    The heating device according to claim 1, wherein a heating body heats the material to be heated via the heat-resistant film.
  13. 【請求項13】被加熱材が未定着像を形成担持させた被
    記録材であり、装置が未定着像を被記録材に加熱定着さ
    せる加熱定着装置であることを特徴とする請求項1乃至
    12のいずれかに記載の加熱装置。
    13. The apparatus according to claim 1, wherein the material to be heated is a recording material on which an unfixed image is formed and carried, and the apparatus is a heat fixing device for heating and fixing the unfixed image on the recording material. 13. The heating device according to any one of 12 above.
  14. 【請求項14】被記録材に未定着像を形成担持させる作
    像手段と、被記録材に形成担持させた未定着像を定着さ
    せる定着手段を有し、定着手段が請求項1乃至13のい
    ずれかに記載の加熱装置であることを特徴とする画像形
    成装置。
    14. An image forming means for forming and carrying an unfixed image on a recording material, and a fixing means for fixing an unfixed image formed and carried on the recording material, wherein the fixing means is provided. An image forming apparatus, which is the heating apparatus according to any one of the above.
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