JP2007292907A

JP2007292907A - Heating device

Info

Publication number: JP2007292907A
Application number: JP2006118763A
Authority: JP
Inventors: Tokuyoshi Abe; 篤義阿部; Akira Kuroda; 明黒田; Masashi Tanaka; 正志田中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-04-24
Filing date: 2006-04-24
Publication date: 2007-11-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve heat responsiveness of a nip part in a heating device that applies pressure using magnetic force. <P>SOLUTION: The heating device which has a heating rotator, having a heating body and a pressing member abutting against the heating rotator and clamps and conveys a heated body at the nip part, formed by the heating rotator and the pressing member abutting against each other to press and heat the heated body, has a magnetic force generating member and a magnetic attracting member. The heating rotator and the pressing member has at least the magnetic force generating member, heating body, heating rotator, pressing member, and magnetic attracting member arranged, in this order. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

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記録材に形成担持させた未定着像を加熱定着処理する加熱装置に関する。 The present invention relates to a heating device that pressurizes and heats a material to be heated, and a heating device that heats and fixes an unfixed image in which the heating device is formed and supported on a recording material.

画像形成プロセス手段等で、記録材に形成担持された未定着のトナー画像を、記録材面に永久固着画像として加熱定着させる画像形成装置における定着装置として、熱ローラ方式の装置が広く用いられていた。 As a fixing device in an image forming apparatus that heats and fixes an unfixed toner image formed and supported on a recording material as a permanently fixed image on an image forming process means or the like, a heat roller type device is widely used. It was.

近年、長手方向の圧力分布の均一化を図るため、磁力発生手段をローラやベルト内部に設け、磁力による吸引力を用いて加圧する加熱装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 In recent years, in order to make the pressure distribution in the longitudinal direction uniform, a heating device has been proposed in which a magnetic force generating means is provided inside a roller or a belt, and pressure is applied using an attractive force generated by magnetic force (see, for example, Patent Document 1).

特開２００３−３３７４９０号公報JP 2003-337490 A

しかしながら、前述のように磁力発生手段をローラ内部に設けて磁力による吸引力を用いて加圧する場合、熱応答性が悪くなるという課題があった。 However, as described above, when the magnetic force generating means is provided inside the roller and pressurization is performed using the attractive force by the magnetic force, there is a problem that the thermal responsiveness is deteriorated.

また、熱応答性を向上させるためにベルトなどを用いて薄肉化した場合、磁性体のベルトを用いても厚さが薄いために十分な吸着力が得られない。このため、磁気吸着部材を必要とする。このとき、磁力発生部材又は磁気吸着部材の背後に熱源を配設すると、ベルトを介してニップ部を直接加熱することができない。すると、熱応答性が悪くなるという課題があった。 Further, when the thickness is reduced by using a belt or the like in order to improve the thermal response, even if a magnetic belt is used, the thickness is too thin to obtain a sufficient attractive force. For this reason, a magnetic adsorption member is required. At this time, if a heat source is disposed behind the magnetic force generation member or the magnetic adsorption member, the nip portion cannot be directly heated via the belt. Then, there existed a subject that heat responsiveness worsened.

また、特許文献１のように、磁気吸着部材に通電することにより磁気吸着部材を発熱させる構成の場合、磁気吸着部材の抵抗値では十分な発熱量が得られない。このため、ニップ部の熱応答性を十分得ることができないという課題があった。 Further, in the case of a configuration in which the magnetic adsorption member generates heat by energizing the magnetic adsorption member as in Patent Document 1, a sufficient amount of heat generation cannot be obtained with the resistance value of the magnetic adsorption member. For this reason, there was a problem that sufficient thermal response of the nip portion could not be obtained.

本発明は、磁力を用いて加圧を行なう加熱装置において、ニップ部の熱応答性を向上させることを目的とする。 An object of the present invention is to improve the thermal responsiveness of a nip portion in a heating device that performs pressurization using magnetic force.

前記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、
発熱体を有する加熱回転体と、前記加熱回転体に当接する加圧部材を有し、前記加熱回転体と前記加圧部材との当接によって形成されるニップ部において被加熱材を挟持搬送して加圧及び加熱する加熱装置において、
磁力発生部材と磁気吸着部材を有し、
前記加熱回転体と前記加圧部材は、前記ニップ部において、少なくとも前記磁力発生部材、前記発熱体、前記加熱回転体、前記加圧部材、前記磁気吸着部材の順で配設されることを特徴とする。 A typical configuration according to the present invention for achieving the above object is as follows:
A heating rotator having a heating element and a pressure member that contacts the heating rotator, and sandwiches and conveys the material to be heated in a nip formed by the contact between the heating rotator and the pressure member. In the heating device that pressurizes and heats,
Having a magnetic force generating member and a magnetic adsorption member;
The heating rotator and the pressurizing member are disposed in the nip portion in the order of at least the magnetic force generating member, the heating element, the heating rotator, the pressurizing member, and the magnetic adsorption member. And

本発明は、上述の如き構成を有するので、磁力を用いて加圧を行なう加熱装置において、ニップ部の熱応答性を向上させることができる。 Since the present invention has the above-described configuration, the thermal responsiveness of the nip portion can be improved in a heating device that applies pressure using magnetic force.

〔第１実施形態〕
図を用いて本発明の第１実施形態を説明する。 [First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

（画像形成装置）
本実施形態の加熱装置は図６に示すような一般的な画像形成装置に用いることができる。図６は画像形成装置の概略説明図である。 (Image forming device)
The heating device of this embodiment can be used in a general image forming apparatus as shown in FIG. FIG. 6 is a schematic explanatory diagram of the image forming apparatus.

図６に示すように、画像形成装置101は、給送部として、シートカセット102、給送ローラ103、レジストローラ126等を有する。シートカセット102には、被加熱材としての記録材Ｐを収納する。また、転写部として、転写ベルト駆動ローラ104、転写ベルト105等を有する。また、画像形成部として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各感光体ドラム106〜109、各色用の転写ローラ110〜113、各色用のカートリッジ114〜117、各色用の光学ユニット118〜121を有する。そして、定着部として加熱装置100を有する。また、画像形成装置101は記録材を給送、搬送する給送モータを備える。 As shown in FIG. 6, the image forming apparatus 101 includes a sheet cassette 102, a feeding roller 103, a registration roller 126, and the like as a feeding unit. The sheet cassette 102 stores a recording material P as a material to be heated. Further, the transfer unit includes a transfer belt driving roller 104, a transfer belt 105, and the like. The image forming unit includes photosensitive drums 106 to 109 for yellow, magenta, cyan, and black, transfer rollers 110 to 113 for each color, cartridges 114 to 117 for each color, and optical units 118 to 121 for each color. . And it has the heating apparatus 100 as a fixing | fixed part. Further, the image forming apparatus 101 includes a feeding motor that feeds and conveys the recording material.

尚、本実施形態の画像形成装置は電子写真プロセスだが、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を用いてもよい。また、記録材は本実施形態では普通紙を想定しているが、転写シート・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、適宜用いることができる。 The image forming apparatus of the present embodiment is an electrophotographic process, but an appropriate image forming process such as an electrostatic recording process or a magnetic recording process may be used. In this embodiment, the recording material is assumed to be plain paper, but a transfer sheet, electrofax sheet, electrostatic recording paper, OHP sheet, printing paper, format paper, or the like can be used as appropriate.

この構成により、画像形成装置101は次のような動作をする。まず、シートカセット102内に載置された記録材Ｐが、給送ローラ103によって給送され、レジストローラ126によって斜行が矯正される。その後の記録材Ｐは、転写ベルト105上を搬送されることとなる。 With this configuration, the image forming apparatus 101 operates as follows. First, the recording material P placed in the sheet cassette 102 is fed by the feeding roller 103, and the skew is corrected by the registration roller 126. Thereafter, the recording material P is conveyed on the transfer belt 105.

一方、各色の光学ユニット118〜121は、各感光体ドラム106〜109の表面をレーザービームによって露光走査する。これにより各感光体ドラム106〜109上に静電潜像が形成される。この静電潜像に対して各色のトナーが各カートリッジ114〜117によって供給されると、各感光体ドラム106〜109上にトナー画像が形成される。 On the other hand, the optical units 118 to 121 for the respective colors perform exposure scanning on the surfaces of the respective photosensitive drums 106 to 109 with laser beams. As a result, electrostatic latent images are formed on the respective photosensitive drums 106 to 109. When toner of each color is supplied to the electrostatic latent image by the cartridges 114 to 117, toner images are formed on the photosensitive drums 106 to 109, respectively.

次に、転写ベルト105上の記録材Ｐが、各カートリッジ114〜117の転写部を通過するタイミングと合わせて、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像が重ねて転写される。その後、トナー画像が転写された記録材Ｐが、定着ベルト10と加圧ベルト11とにより形成された定着ニップ（ニップ部）Ｎを通過することによって、トナー画像が熱定着する。 Next, the yellow, magenta, cyan, and black images are superimposed and transferred in time with the timing at which the recording material P on the transfer belt 105 passes through the transfer portions of the cartridges 114 to 117. Thereafter, the recording material P onto which the toner image has been transferred passes through a fixing nip (nip portion) N formed by the fixing belt 10 and the pressure belt 11, whereby the toner image is thermally fixed.

（加熱装置100）
本実施形態の加熱装置100を図を用いて説明する。図１は第１実施形態の加熱装置100の側断面図である。 (Heating device 100)
The heating apparatus 100 of this embodiment is demonstrated using figures. FIG. 1 is a side sectional view of a heating apparatus 100 according to the first embodiment.

本実施形態の加熱装置100は、加熱回転体としての定着ベルト（加熱回転体）10と加圧ベルト（加圧部材）11とを有する。定着ベルト10の内部には、磁力発生部材１と発熱体としてのセラミックヒータ12を配設し、加圧ベルト11内部に磁気吸着部材２を配設する。 The heating device 100 of the present embodiment includes a fixing belt (heating rotator) 10 and a pressure belt (pressure member) 11 as heating rotators. Inside the fixing belt 10, a magnetic force generating member 1 and a ceramic heater 12 as a heating element are arranged, and a magnetic adsorption member 2 is arranged inside the pressure belt 11.

ベルトガイド16、17は、横断面が略半円弧状に形成される。そして、ベルトガイド16は回転する定着ベルト10をガイドし、ベルトガイド17は回転する加圧ベルト11をガイドする。 The belt guides 16 and 17 are formed in a substantially semicircular cross section. The belt guide 16 guides the rotating fixing belt 10, and the belt guide 17 guides the rotating pressure belt 11.

ベルトガイド16、17の材質は、絶縁を確保するために絶縁性に優れ、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、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、ＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂、ＬＣＰ樹脂などを選択するとよい。 The belt guides 16 and 17 are preferably made of a material having excellent insulation and good heat resistance in order to ensure insulation. For example, a phenol resin, a fluorine resin, a polyimide resin, a polyamide resin, a polyamideimide resin, a PEEK resin, a PES resin, a PS resin, a PFA resin, a PTFE resin, an FEP resin, an LCP resin, or the like may be selected.

セラミックヒータ12は、ベルトガイド16の下面に支持される。具体的には、ベルトガイド16の下面の略中央部にガイド長手に沿って形成した溝部に嵌入して支持される。セラミックヒータ12の内部には、磁力発生部材１が配設される。 The ceramic heater 12 is supported on the lower surface of the belt guide 16. Specifically, the belt guide 16 is supported by being fitted into a groove formed along the longitudinal direction of the guide at a substantially central portion of the lower surface. Inside the ceramic heater 12, a magnetic force generating member 1 is disposed.

定着ベルト10は、耐熱性かつ可撓性のベルトであり、円筒状もしくはエンドレス状に形成される。本実施形態の定着ベルト10は、ベルトガイド16に対して摺動するように、ルーズに外嵌さる。加圧ベルト11も同様に、耐熱性のベルトであり、円筒状もしくはエンドレス状に形成される。本実施形態の加圧ベルト11は、ベルトガイド17に対して摺動するように、ルーズに外嵌させる。 The fixing belt 10 is a heat-resistant and flexible belt, and is formed in a cylindrical shape or an endless shape. The fixing belt 10 of the present embodiment is externally fitted loosely so as to slide with respect to the belt guide 16. Similarly, the pressure belt 11 is a heat-resistant belt, and is formed in a cylindrical shape or an endless shape. The pressure belt 11 of this embodiment is loosely fitted so as to slide with respect to the belt guide 17.

定着ベルト10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、ベルト膜厚は１００μｍ以下とすると好ましい。材質は、単層であれば、耐熱性のＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰがよい。複合層ベルトであれば、基層のポリイミド、ポリイミドアミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等の外周面に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等をコーティングしたものを使用できる。 The fixing belt 10 preferably has a belt film thickness of 100 μm or less in order to reduce heat capacity and improve quick start performance. If the material is a single layer, heat-resistant PTFE, PFA, and FEP are preferable. In the case of a composite layer belt, an outer peripheral surface of polyimide, polyimide amide, PEEK, PES, PPS or the like of the base layer may be coated with PTFE, PFA, FEP or the like.

本実施形態では、ポリイミドベルトの外周面にＰＴＦＥをコーティングした直径２５ｍｍのものを用いた。さらに基層として、金属材料を選択することができステンレス、ニッケル、鉄−ニッケル合金などを使用することも可能である。 In the present embodiment, a polyimide belt having a diameter of 25 mm and having an outer peripheral surface coated with PTFE is used. Furthermore, a metal material can be selected as the base layer, and stainless steel, nickel, iron-nickel alloy, or the like can be used.

さらに、定着ベルト10の層構成は、基層と、その外面に積層した弾性層と、その外面に積層した離型層の複合構造にすることもできる。基層と弾性層との間や、弾性層と離型層との間の接着のため、各層間にプライマー層を設けてもよい。 Further, the layer configuration of the fixing belt 10 may be a composite structure of a base layer, an elastic layer laminated on the outer surface, and a release layer laminated on the outer surface. For adhesion between the base layer and the elastic layer or between the elastic layer and the release layer, a primer layer may be provided between the respective layers.

基層は、厚みが２０μｍよりも小さいと剛性が不足し、１００μｍを超えると剛性が高くなりすぎ、また屈曲性が悪くなり回転体として使用するには現実的ではない。従って、基層の厚みは２０〜１００μｍが好ましい。 If the thickness of the base layer is less than 20 μm, the rigidity is insufficient. If the thickness exceeds 100 μm, the rigidity becomes too high, and the flexibility becomes poor, so that it is not practical to use as a rotating body. Therefore, the thickness of the base layer is preferably 20 to 100 μm.

弾性層は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等の、耐熱性、熱伝導率が良い材質が好ましく用いられる。 The elastic layer is preferably made of a material having good heat resistance and thermal conductivity, such as silicone rubber, fluorine rubber, and fluorosilicone rubber.

弾性層の厚さは、定着画像品質を保証するために０．０５〜１ｍｍであることが好ましい。カラー画像を印刷する場合、特に写真画像等では、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、記録材Ｐの凹凸或いはトナー層ｔの凹凸に加熱面（離型層）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。即ち、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くなる。弾性層の厚さが上記範囲よりも小さい場合には、上記離型層が記録材Ｐあるいはトナー層ｔ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、弾性層が上記範囲よりも大きすぎる場合には、弾性層の熱抵抗が大きくなりすぎ、熱応答性が遅くなる。さらに、磁力発生部材１と磁気吸着部材２の距離が離れるために、加圧力が不足する。この弾性層の厚さは、より好ましくは０．０５〜０．３ｍｍが良い。 The thickness of the elastic layer is preferably 0.05 to 1 mm in order to guarantee the fixed image quality. When a color image is printed, a solid image is formed over a large area on the recording material P, particularly in a photographic image. In this case, if the heating surface (release layer) cannot follow the unevenness of the recording material P or the unevenness of the toner layer t, heating unevenness occurs, and gloss unevenness occurs in the image where the heat transfer amount is large and small. That is, the glossiness is high in the portion where the heat transfer amount is large, and the glossiness is low in the portion where the heat transfer amount is small. When the thickness of the elastic layer is smaller than the above range, the release layer cannot follow the unevenness of the recording material P or the toner layer t, and image gloss unevenness occurs. Moreover, when an elastic layer is larger than the said range, the thermal resistance of an elastic layer becomes large too much and thermal response property becomes slow. Furthermore, since the distance between the magnetic force generation member 1 and the magnetic adsorption member 2 is increased, the applied pressure is insufficient. The thickness of this elastic layer is more preferably 0.05 to 0.3 mm.

弾性層の硬度は、硬度が高すぎると記録材Ｐ或いはトナー層ｔ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、弾性層の硬度としては６０゜以下（ＪＩＳ−Ａ：ＪＩＳＫＡタイプの測定装置使用）、より好ましくは４５゜以下がよい。 If the hardness of the elastic layer is too high, unevenness of image gloss will occur because it cannot follow the unevenness of the recording material P or toner layer t. Accordingly, the hardness of the elastic layer is preferably 60 ° or less (JIS-A: using a JIS KA type measuring device), more preferably 45 ° or less.

弾性層の熱伝導率λは、０．２５〜０．８４Ｗ／ｍ・Ｋであることが好ましい。熱伝導率λが上記範囲よりも小さい場合には、熱抵抗が大きすぎて、定着ベルト10の表層（離型層）における温度上昇が遅くなる。熱伝導率λが上記範囲よりも大きい場合には、弾性層の硬度が高くなりすぎたり、圧縮永久歪みが発生しやすくなる。 The thermal conductivity λ of the elastic layer is preferably 0.25 to 0.84 W / m · K. When the thermal conductivity λ is smaller than the above range, the thermal resistance is too large, and the temperature rise in the surface layer (release layer) of the fixing belt 10 is slow. When the thermal conductivity λ is larger than the above range, the hardness of the elastic layer becomes too high or compression set tends to occur.

離型層は、フッ素樹脂、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、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性且つ耐熱性のよい材料を用いることが好ましい。 The release layer is preferably made of a material having good release properties and heat resistance such as fluororesin, silicone resin, fluorosilicone rubber, fluororubber, silicone rubber, PFA, PTFE, and FEP.

離型層の厚さは１〜１００μｍが好ましい。離型層の厚さが上記範囲よりも薄い場合には、塗膜の塗ムラが生じ、離型性の悪い部分が発生したり、耐久性が不足するといった問題が発生する。又、離型層の厚さが上記範囲よりも厚い場合には、熱伝導が悪化する。特に、離型層に樹脂系の材質を用いた場合は、離型層の硬度が高くなりすぎて、弾性層の効果がなくなってしまう。 The thickness of the release layer is preferably 1 to 100 μm. When the thickness of the release layer is smaller than the above range, uneven coating of the coating film occurs, and there arises a problem that a part having poor release property is generated or durability is insufficient. On the other hand, when the thickness of the release layer is larger than the above range, the heat conduction deteriorates. In particular, when a resin material is used for the release layer, the hardness of the release layer becomes too high and the effect of the elastic layer is lost.

尚、加圧ベルト11も定着ベルト10と同様の構成とすることができる。 The pressure belt 11 can also have the same configuration as the fixing belt 10.

定着ベルト10、加圧ベルト11ともに、離型層及び弾性層は、例えば、ケッチェンブラックなどのカーボンブラックやアルミニウムなどの金属紛を混ぜることで導電性を付与することができる。 In both the fixing belt 10 and the pressure belt 11, the release layer and the elastic layer can be provided with conductivity by mixing, for example, carbon black such as ketjen black or metal powder such as aluminum.

定着ベルト10の外部には、温度検知素子20を設置する。温度検知素子20と定着ベルト10とを非接触状態としたが、応答性の向上及び精度の向上の目的で接触状態に設置することも可能である。また、内部に配設することも可能である。 A temperature detection element 20 is installed outside the fixing belt 10. Although the temperature detection element 20 and the fixing belt 10 are in a non-contact state, they can be placed in a contact state for the purpose of improving responsiveness and accuracy. It can also be arranged inside.

（加熱装置100の定着ニップＮの構成）
定着ニップＮは、定着ベルト10と加圧ベルト11とが互いに接触する部分で形成される。定着ニップＮは、磁力発生部材１と磁気吸着部材２との間で発生した磁力により、互いに引き寄せられる。 (Configuration of the fixing nip N of the heating device 100)
The fixing nip N is formed at a portion where the fixing belt 10 and the pressure belt 11 are in contact with each other. The fixing nip N is attracted to each other by the magnetic force generated between the magnetic force generating member 1 and the magnetic attracting member 2.

磁力発生部材１としては永久磁石を用いるとよい。例えば、フェライト磁石、ネオジウムと鉄とボロンを主成分としたネオジム磁石、鉄とアルミニウムとニッケルとコバルトを主成分としたアルニコ磁石、サマリウムとコバルトを主成分としたサマコバ磁石等を使用することができる。 A permanent magnet may be used as the magnetic force generating member 1. For example, ferrite magnets, neodymium magnets composed mainly of neodymium, iron and boron, alnico magnets composed mainly of iron, aluminum, nickel and cobalt, samacoba magnets composed mainly of samarium and cobalt, etc. can be used. .

磁力発生部材１とセラミックヒータ12との間には断熱部材を挟むことが可能である。断熱部材を挟むことにより、発熱体から発生した熱が、磁力発生部材１に逃げることを防止する。 A heat insulating member can be sandwiched between the magnetic force generating member 1 and the ceramic heater 12. By sandwiching the heat insulating member, heat generated from the heating element is prevented from escaping to the magnetic force generating member 1.

磁気吸着部材２は、鉄、鉄−ニッケル合金、ニッケル−コバルト合金、磁性ステンレスであるフェライト系ステンレス又はマルテンサイト系ステンレスなどを用いるのがよい。尚、磁気吸着部材２は、磁力発生部材１と同様の材料で代用することもできる。 The magnetic adsorption member 2 may be made of iron, iron-nickel alloy, nickel-cobalt alloy, ferritic stainless steel or martensitic stainless steel which is magnetic stainless steel. The magnetic attracting member 2 can be replaced with the same material as the magnetic force generating member 1.

ベルトガイド16、17の両端部は、不図示の装置手前側と奥側のシャーシ側板間に保持される。そして定着ベルト10又は加圧ベルト11は、不図示の駆動手段によリ回転駆動される。本実施形態においては、定着ベルト10が図中時計回り、加圧ベルト11が図中反時計回りに回転駆動する。 Both end portions of the belt guides 16 and 17 are held between chassis side plates (not shown) on the front side and the back side. The fixing belt 10 or the pressure belt 11 is re-rotated by a driving unit (not shown). In the present embodiment, the fixing belt 10 is driven to rotate clockwise in the figure, and the pressure belt 11 is rotated counterclockwise in the figure.

発熱体としてのセラミックヒータ12は、記録材Ｐの搬送方向と直交する方向を長手とする低熱容量の横長の線状発熱体である。セラミックヒータ12は、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と、更にその上に設けた保護層12ｃを基本構成とする。セラミックヒータの厚さとしては０．５〜１．５ｍｍである。尚、定着ニップ部Ｎにおけるセラミックヒータ12の下面と定着ベルト10の内面との相互摺動摩擦力を低減化させるために、定着ベルト10の内面との間に耐熱性グリースなどの潤滑剤を介在させてもよい。 The ceramic heater 12 as a heating element is a horizontally long linear heating element having a low heat capacity and a longitudinal direction that is perpendicular to the conveying direction of the recording material P. The ceramic heater 12 is basically composed of a heater substrate 12a, a heat generating layer 12b provided on the surface of the heater substrate 12a along the length thereof, and a protective layer 12c provided thereon. The thickness of the ceramic heater is 0.5 to 1.5 mm. In order to reduce the mutual sliding frictional force between the lower surface of the ceramic heater 12 and the inner surface of the fixing belt 10 in the fixing nip N, a lubricant such as heat resistant grease is interposed between the inner surface of the fixing belt 10. May be.

ヒータ基板12ａは、アルミナやチッ化アルミニウム等で構成する。また、保護層12ｃは、ガラスやフッ素樹脂等で構成する。 The heater substrate 12a is made of alumina, aluminum nitride, or the like. The protective layer 12c is made of glass, fluororesin, or the like.

発熱層12ｂは、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たものである。尚、発熱層12ｂとしては非磁性のオーステナイト系ステンレスを用いることも可能である。磁性材料を選択してもよいが、磁性材料の場合は磁力発生部材１から発生した磁気吸着部材２へ届く磁力を減じてしまう可能性があるため、より好ましくは非磁性の発熱体を用いたほうが良い。 The heat generating layer 12b is formed 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 is possible to use nonmagnetic austenitic stainless steel as the heat generating layer 12b. A magnetic material may be selected. However, in the case of a magnetic material, the magnetic force reaching the magnetic attracting member 2 generated from the magnetic force generating member 1 may be reduced. Therefore, a non-magnetic heating element is preferably used. Better.

セラミックヒータ12は、次のように温調管理される。まず、発熱層12ｂの両端間に通電される。すると、発熱層12ｂが発熱し、セラミックヒータ12が急速に昇温する。ヒータ温度は不図示の温度センサで検知され、発熱層12ｂに対する通電を不図示の制御回路で制御することで、ヒータ温度が所定の温度に維持される。 The temperature of the ceramic heater 12 is controlled as follows. First, electricity is applied between both ends of the heat generating layer 12b. Then, the heat generating layer 12b generates heat, and the ceramic heater 12 rapidly rises in temperature. The heater temperature is detected by a temperature sensor (not shown), and the heater temperature is maintained at a predetermined temperature by controlling energization to the heat generating layer 12b by a control circuit (not shown).

加熱装置100は、プリントスタート信号に基づいて、駆動手段によりベルトの回転が開始されて、セラミックヒータ12に通電が開始される。しばらくして、定着ベルト10と加圧ベルト11の回転周速度が定常化し、セラミックヒータ12が所定温度になる。 In the heating device 100, rotation of the belt is started by the driving unit based on the print start signal, and energization of the ceramic heater 12 is started. After a while, the rotational peripheral speeds of the fixing belt 10 and the pressure belt 11 become steady, and the ceramic heater 12 reaches a predetermined temperature.

この状態において、図１に示すように、定着ニップ部Ｎの定着ベルト10と加圧ベルト11との間に、被加熱材としてのトナー画像ｔを担持させた記録材Ｐが、トナー画像担持面側を定着ベルト10側にして導入される。すると、記録材Ｐは、定着ニップ部Ｎのセラミックヒータ12の下面に密着して定着ベルト10を介して通過する。記録材Ｐの通過過程において、セラミックヒータ12の熱が定着ベルト10を介して記録材Ｐに付与される。そして、記録材Ｐ上のトナー画像ｔが記録材Ｐの面に加熱定着される。定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは定着ベルト10の面から分離されて搬送される。 In this state, as shown in FIG. 1, the recording material P carrying the toner image t as the material to be heated is fixed between the fixing belt 10 and the pressure belt 11 in the fixing nip N. Introduced with the side facing the fixing belt 10. Then, the recording material P passes through the fixing belt 10 in close contact with the lower surface of the ceramic heater 12 in the fixing nip portion N. During the passage of the recording material P, the heat of the ceramic heater 12 is applied to the recording material P via the fixing belt 10. Then, the toner image t on the recording material P is heated and fixed on the surface of the recording material P. The recording material P that has passed through the fixing nip N is separated from the surface of the fixing belt 10 and conveyed.

以上のように、本実施形態においては、定着ベルト10と加圧ベルト11は、定着ニップＮにおいて、磁力発生部材１、セラミックヒータ12、定着ベルト10、加圧ベルト11、磁気吸着部材２の順で配設されている。即ち、セラミックヒータ12が磁力発生部材１よりも加圧ベルト11側に配設されている。このように、セラミックヒータ12が磁力発生部材１よりも加圧ベルト11に近い定着ベルト10側に配設されていると、より早く定着ベルト10を昇温させることができる。このため、磁力発生部材１を用いて加圧する構成においても、定着ニップＮを効果的に加熱することが可能となり、定着ニップＮの熱応答性を向上させることが可能となる。 As described above, in this embodiment, the fixing belt 10 and the pressure belt 11 are arranged in the fixing nip N in the order of the magnetic force generating member 1, the ceramic heater 12, the fixing belt 10, the pressure belt 11, and the magnetic adsorption member 2. It is arranged by. That is, the ceramic heater 12 is disposed closer to the pressure belt 11 than the magnetic force generating member 1. As described above, when the ceramic heater 12 is disposed on the fixing belt 10 side closer to the pressure belt 11 than the magnetic force generating member 1, the temperature of the fixing belt 10 can be increased more quickly. For this reason, even in the configuration in which the magnetic force generating member 1 is used to pressurize, the fixing nip N can be effectively heated, and the thermal responsiveness of the fixing nip N can be improved.

〔第２実施形態〕
図を用いて本発明の第２実施形態を説明する。前述した実施形態と同様の構成については同符号を付し、説明を省略する。図２は第２実施形態の加熱装置100ａの側断面図である。 [Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. FIG. 2 is a side sectional view of the heating apparatus 100a of the second embodiment.

図２に示すように、磁力発生部材１を加圧ベルト11の内部に配設し、磁気吸着部材２を定着ベルト10内部に配設する。そして、発熱体としてのセラミックヒータ12を、定着ベルト10と磁気吸着部材２の間に配設する。即ち、本実施形態においては、定着ニップＮにおいて、磁気吸着部材２、セラミックヒータ12、定着ベルト10、加圧ベルト11、磁力発生部材１の順で配設する。本実施形態の構成においても前記実施例と同様の効果を得ることができる。 As shown in FIG. 2, the magnetic force generating member 1 is disposed inside the pressure belt 11, and the magnetic attracting member 2 is disposed inside the fixing belt 10. Then, a ceramic heater 12 as a heating element is disposed between the fixing belt 10 and the magnetic adsorption member 2. That is, in the present embodiment, in the fixing nip N, the magnetic adsorption member 2, the ceramic heater 12, the fixing belt 10, the pressure belt 11, and the magnetic force generating member 1 are arranged in this order. Also in the configuration of the present embodiment, the same effect as the above-described example can be obtained.

また、セラミックヒータ12に磁性材料の部材を用いると、磁気吸着部材２よりも磁力発生部材１に近い位置に、更に磁性部材が配置されることとなる。すると、磁気吸着力を増加させることが可能となる。磁性材料の部材としては、例えば、磁性のフェライト系ステンレス又はマルテンサイト系ステンレス等がある。このような磁性部材をセラミックヒータ12に選択することで、セラミックヒータ12に対しても吸着力が発生し、ニップ部Ｎの加圧力を増加させることができる。 Further, when a magnetic material member is used for the ceramic heater 12, the magnetic member is further arranged at a position closer to the magnetic force generating member 1 than the magnetic adsorption member 2. Then, it becomes possible to increase the magnetic attraction force. Examples of the magnetic material member include magnetic ferritic stainless steel and martensitic stainless steel. By selecting such a magnetic member as the ceramic heater 12, an attracting force is also generated on the ceramic heater 12, and the pressure applied to the nip portion N can be increased.

また、本実施形態においては、磁力発生部材１を加圧ベルト11内に配設する。これにより、セラミックヒータ12と磁力発生部材１との距離が離れるため、磁力発生部材１に達する温度をより低くすることができる。このため、磁力発生部材１をより耐熱温度の低い材料を選択することも可能となる。このように、磁力発生部材１の選択の幅を広げることで、より安価な材料の選択も可能となり、コストダウンが可能となる。 In the present embodiment, the magnetic force generating member 1 is disposed in the pressure belt 11. Thereby, since the distance between the ceramic heater 12 and the magnetic force generating member 1 is increased, the temperature reaching the magnetic force generating member 1 can be further lowered. For this reason, it is also possible to select a material having a lower heat-resistant temperature for the magnetic force generating member 1. Thus, by expanding the selection range of the magnetic force generating member 1, it is possible to select a cheaper material and to reduce the cost.

〔第３実施形態〕
図を用いて本発明の第３実施形態を説明する。前述した実施形態と同様の構成については同符号を付し、説明を省略する。図３は第３実施形態に用いるシート状のヒータの構成を示す図である。本実施形態では、発熱体としてシート状ヒータ12ｆを用いた。 [Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a sheet-like heater used in the third embodiment. In the present embodiment, a sheet-like heater 12f is used as a heating element.

磁力発生部材１と磁気吸着部材２との距離は、近いほど磁気吸着力が大きくなる。また、磁力発生部材１と磁気吸着部材２との間に介在するように配設される発熱体が薄いほど、磁力発生部材１と磁気吸着部材２の距離を近くすることができる。このため、前述の実施形態と比較して薄いシート状ヒータ12ｆを使用すると、磁力発生部材１と磁気吸着部材２との間の距離を近くすることができ、吸着力が強くすることができる。従って、ニップ部Ｎの加圧力を強くすることができる。 The closer the distance between the magnetic force generating member 1 and the magnetic attracting member 2, the greater the magnetic attracting force. Further, the thinner the heating element disposed so as to be interposed between the magnetic force generating member 1 and the magnetic attracting member 2, the closer the distance between the magnetic force generating member 1 and the magnetic attracting member 2 can be. For this reason, when the sheet-like heater 12f that is thinner than the above-described embodiment is used, the distance between the magnetic force generating member 1 and the magnetic attracting member 2 can be reduced, and the attracting force can be increased. Therefore, the pressure applied to the nip portion N can be increased.

シート状ヒータの例として、図３にシート状ヒータ12ｆをニップ上方から見たものを示す。シート状ヒータ12ｆは、基材12ｄとしてのポリイミドなどの樹脂シートやシート状のマイカなど耐熱性に優れた部材上に、ステンレス箔などの発熱層12ｅを貼り付けたものを用いる。例えば、基材12ｄの層の厚さを２５μｍ、発熱層12ｅの厚さを３０μｍを貼り付けることが可能である。ステンレス箔は図３のように折り返して距離を調整することで、所望の抵抗値を得ることができる。 As an example of the sheet heater, FIG. 3 shows a sheet heater 12f viewed from above the nip. As the sheet-like heater 12f, a material in which a heat generating layer 12e such as a stainless steel foil is pasted on a member having excellent heat resistance such as a resin sheet such as polyimide or a sheet-like mica as the substrate 12d is used. For example, it is possible to paste the base material 12d with a layer thickness of 25 μm and the heat generating layer 12e with a thickness of 30 μm. The stainless steel foil can be folded back as shown in FIG. 3 to adjust the distance, thereby obtaining a desired resistance value.

以上より、本構成では磁力発生部材１と磁気吸着部材２の距離を近くできる。このため磁力による吸着力が強くすることができ、ニップ部Ｎの加圧力を強くすることができる。この結果、前述の実施形態よりも高い加圧力を得ることが可能となる。また、発熱体の熱容量を減らすことが可能となり、より熱応答性に優れた構成を実現することができる。 As described above, in this configuration, the distance between the magnetic force generating member 1 and the magnetic attracting member 2 can be reduced. For this reason, the attractive force by a magnetic force can be strengthened and the pressurizing force of the nip part N can be strengthened. As a result, it is possible to obtain a higher pressing force than in the above-described embodiment. In addition, the heat capacity of the heating element can be reduced, and a configuration with more excellent thermal response can be realized.

〔第４実施形態〕
図を用いて本発明の第４実施形態を説明する。前述した実施形態と同様の構成については同符号を付し、説明を省略する。図４は第４実施形態の加熱装置100ｂの側断面図である。図４のように、本実施形態では磁力発生部材１を加圧ベルト11の内部に配設し、且つ電磁誘導加熱される発熱性磁気吸着部材３を定着ベルト10内部に配設した。 [Fourth Embodiment]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. FIG. 4 is a side sectional view of the heating apparatus 100b of the fourth embodiment. As shown in FIG. 4, in this embodiment, the magnetic force generating member 1 is disposed inside the pressure belt 11, and the heat-generating magnetic adsorption member 3 that is electromagnetically heated is disposed inside the fixing belt 10.

図４に示すように、発熱性磁気吸着部材３は磁場発生手段19によって発生させた高周波交番磁界による電磁誘導加熱で発熱する。発熱性磁気吸着部材３としては、磁気吸着力が強く、電磁誘導発熱しやすい材料が良い。例えば、鉄、鉄−ニッケル合金、ニッケル−コバルト合金、磁性ステンレスなどを用いることができる。磁場発生手段19は、励磁コイル21と磁性コア22で構成される。磁場発生手段19は、ベルトガイド16における定着ニップＮに近接した位置に、発熱性磁気吸着部材３を介して配設される。 As shown in FIG. 4, the heat-generating magnetic adsorption member 3 generates heat by electromagnetic induction heating with a high-frequency alternating magnetic field generated by the magnetic field generating means 19. The heat-generating magnetic attracting member 3 is preferably made of a material having a strong magnetic attracting force and easily generating electromagnetic induction heat. For example, iron, iron-nickel alloy, nickel-cobalt alloy, magnetic stainless steel, or the like can be used. The magnetic field generating means 19 includes an exciting coil 21 and a magnetic core 22. The magnetic field generating means 19 is disposed at a position near the fixing nip N in the belt guide 16 via the heat generating magnetic adsorption member 3.

定着ニップＮにおいて、発熱性磁気吸着部材３、定着ベルト10、加圧ベルト11、磁力発生部材１の順で配設される本実施形態の構成においても、前述の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本構成の場合は、磁気吸着部材そのものが発熱するので、前記実施形態で必要であった発熱体を省略することが可能となり、さらにニップ部の熱容量の削減を図ることができる。 In the configuration of the present embodiment in which the exothermic magnetic adsorbing member 3, the fixing belt 10, the pressure belt 11, and the magnetic force generating member 1 are arranged in this order in the fixing nip N, the same effect as the above-described embodiment is obtained. be able to. Further, in the case of this configuration, since the magnetic adsorption member itself generates heat, it is possible to omit the heating element necessary in the embodiment, and it is possible to further reduce the heat capacity of the nip portion.

また、発熱性磁気吸着部材３が磁力発生部材１に近く配設されるため、磁気吸着力を増加させることが可能となる。このため、ニップ部の加圧力をさらに増加させることができる。 Further, since the exothermic magnetic attracting member 3 is disposed close to the magnetic force generating member 1, the magnetic attracting force can be increased. For this reason, it is possible to further increase the pressure applied to the nip portion.

〔第５実施形態〕
図を用いて本発明の第５実施形態を説明する。前述した実施形態と同様の構成については同符号を付し、説明を省略する。図５は第５実施形態の加熱装置100ｃの側断面図である。 [Fifth Embodiment]
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. FIG. 5 is a side sectional view of the heating device 100c of the fifth embodiment.

図５のように、本実施形態では、加圧ベルト11をガイドするものとして、ベルトガイド17を用いずにテンションローラ60及び61を用いる。加圧ベルト11は、可撓性を有するエンドレスベルトである。これにより、加圧ベルト11はテンションローラ60、61に張架して保持される。また、磁力発生部材１は、加圧ベルト11内部に配設され定着ニップＮと近接するホルダ18によって保持される。 As shown in FIG. 5, in the present embodiment, tension rollers 60 and 61 are used as a guide for the pressure belt 11 without using the belt guide 17. The pressure belt 11 is a flexible endless belt. Thereby, the pressure belt 11 is stretched and held on the tension rollers 60 and 61. The magnetic force generating member 1 is held by a holder 18 that is disposed inside the pressure belt 11 and is close to the fixing nip N.

本実施形態のような構成においても、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。また、定着ベルト10の内部においても同様の構成とすることも可能である。さらに、定着ベルト10と加圧ベルト11の内部両方とも本構成をとることも可能である。 Even in the configuration of the present embodiment, the same effect as that of the second embodiment can be obtained. Also, the same configuration can be used in the fixing belt 10. Furthermore, both the fixing belt 10 and the inside of the pressure belt 11 can take this configuration.

また、磁力発生部材、磁気吸着部材、発熱体、磁場発生手段、発熱性磁気吸着部材の配置は、本実施形態以外の実施形態に倣って構成することも可能である。 Further, the arrangement of the magnetic force generating member, the magnetic attracting member, the heating element, the magnetic field generating means, and the exothermic magnetic attracting member can be configured according to the embodiments other than the present embodiment.

第１実施形態の加熱装置100の側断面図。The sectional side view of the heating apparatus 100 of 1st Embodiment. 第２実施形態の加熱装置100ａの側断面図。The sectional side view of the heating apparatus 100a of 2nd Embodiment. 第３実施形態に用いるシート状のヒータの構成を示す図。The figure which shows the structure of the sheet-like heater used for 3rd Embodiment. 第４実施形態の加熱装置100ｂの側断面図。The sectional side view of the heating apparatus 100b of 4th Embodiment. 第５実施形態の加熱装置100ｃの側断面図。The sectional side view of the heating apparatus 100c of 5th Embodiment. 画像形成装置の概略説明図。1 is a schematic explanatory diagram of an image forming apparatus.

Explanation of symbols

Ｎ…定着ニップ、Ｐ…記録材、ｔ…トナー画像、１…磁力発生部材、２…磁気吸着部材、３…発熱性磁気吸着部材、10…定着ベルト、11…加圧ベルト、12…セラミックヒータ、12ａ…ヒータ基板、12ｂ…発熱層、12ｃ…保護層、12ｄ…基材、12ｅ…発熱層、12ｆ…シート状ヒータ、16…ベルトガイド、17…ベルトガイド、18…ホルダ、19…磁場発生手段、20…温度検知素子、22…磁性コア、60…テンションローラ、61…テンションローラ、100…加熱装置、100ａ…加熱装置、100ｂ…加熱装置、100ｃ…加熱装置、101…画像形成装置、102…シートカセット、103…給送ローラ、104…転写ベルト駆動ローラ、105…転写ベルト、106…感光体ドラム、107…感光体ドラム、108…感光体ドラム、109…感光体ドラム、110…転写ローラ、111…転写ローラ、112…転写ローラ、113…転写ローラ、114…カートリッジ、115…カートリッジ、116…カートリッジ、117…カートリッジ、118…光学ユニット、119…光学ユニット、120…光学ユニット、121…光学ユニット、126…レジストローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS N ... Fixing nip, P ... Recording material, t ... Toner image, 1 ... Magnetic force generation member, 2 ... Magnetic adsorption member, 3 ... Exothermic magnetic adsorption member, 10 ... Fixing belt, 11 ... Pressure belt, 12 ... Ceramic heater , 12a ... heater substrate, 12b ... heating layer, 12c ... protective layer, 12d ... base material, 12e ... heating layer, 12f ... sheet heater, 16 ... belt guide, 17 ... belt guide, 18 ... holder, 19 ... magnetic field generation Means, 20 ... temperature detection element, 22 ... magnetic core, 60 ... tension roller, 61 ... tension roller, 100 ... heating device, 100a ... heating device, 100b ... heating device, 100c ... heating device, 101 ... image forming device, 102 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Sheet cassette, 103 ... Feed roller, 104 ... Transfer belt drive roller, 105 ... Transfer belt, 106 ... Photoconductor drum, 107 ... Photoconductor drum, 108 ... Photoconductor drum, 109 ... Photoconductor drum, 110 ... Transfer roller , 111 ... transfer roller, 112 ... transfer roller, 113 ... roll Copy roller 114 ... cartridge 115 ... cartridge 116 ... cartridge 117 ... cartridge 118 ... optical unit 119 ... optical unit 120 ... optical unit 121 ... optical unit 126 ... registration roller

Claims

A heating rotator having a heating element and a pressure member that contacts the heating rotator, and sandwiches and conveys the material to be heated in a nip formed by the contact between the heating rotator and the pressure member. In the heating device that pressurizes and heats,
Having a magnetic force generating member and a magnetic adsorption member;
The heating rotator and the pressurizing member are disposed in the nip portion in the order of at least the magnetic force generating member, the heating element, the heating rotator, the pressurizing member, and the magnetic adsorption member. A heating device.

A heating rotator having a heating element and a pressure member that contacts the heating rotator, and sandwiches and conveys the material to be heated in a nip formed by the contact between the heating rotator and the pressure member. In the heating device that pressurizes and heats,
Having a magnetic force generating member and a magnetic adsorption member;
The heating rotator and the pressure member are arranged at least in the order of the magnetic adsorption member, the heating element, the heating rotator, the pressure member, and the magnetic force generation member in the nip portion. A heating device.

The heating device according to claim 1, wherein the heating element is a ceramic heater.

The heating device according to claim 1, wherein the heating element is a sheet heater.

A heating rotator and a pressure member that contacts the heating rotator, and sandwiches and conveys the material to be heated in a nip formed by the contact between the heating rotator and the pressure member. In a heating device for heating,
A magnetic force generating member, a magnetic adsorption member, and an exothermic magnetic adsorption member heated by electromagnetic induction;
In the nip portion, at least the heat-generating magnetic adsorption member, the heating rotating body, the pressure member, and the magnetic force generation member are disposed in this order.

6. The heating apparatus according to claim 1, wherein the heating member and the pressure member are endless belts having flexibility.

The heating apparatus according to claim 1, wherein the material to be heated is a recording material, and is a heat fixing unit that heat-fixes an unfixed toner image on the recording material.