JP3342246B2 - Image heating device - Google Patents
Image heating deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁誘導を利用し
て渦電流を発生させて加熱する像加熱装置に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an image heating apparatus for generating an eddy current using electromagnetic induction and heating the image.
【0002】この装置は、特に電子写真複写機・プリン
タ・ファックス等の画像形成装置における定着装置、即
ち電子写真・静電記録・磁気記録等の適宜の画像形成プ
ロセス手段により、加熱溶融性の樹脂等によりなるトナ
ーを用いて記録材の面に直接若しくは間接方式で形成し
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
加熱定着処理する装置に関するものである。[0002] This apparatus is a fixing device in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer and a facsimile, that is, a resin which is heat-meltable by an appropriate image forming process means such as electrophotography, electrostatic recording and magnetic recording. The present invention relates to an apparatus for heat-fixing an unfixed toner image formed directly or indirectly on the surface of a recording material by using a toner made of the above as a permanent fixed image on the surface of the recording material.
【0003】[0003]
【従来の技術】図9は従来の技術を説明する図であり、
電子写真技術をプリンタに応用したレーザービームプリ
ンタの概略断面図である。この装置の動作を以下に説明
する。2. Description of the Related Art FIG. 9 is a diagram for explaining a conventional technique.
FIG. 1 is a schematic sectional view of a laser beam printer in which electrophotography is applied to a printer. The operation of this device will be described below.
【0004】ホストコンピュータより送られた画像情報
信号によりスキャナー13からのレーザー光の強度を変
調し、感光ドラム11上に静電潜像を作成する。レーザ
ー光の強度及び照射スポット径は画像形成装置の解像度
及び所望の画像濃度によって適正に設定されており、感
光ドラム11上の静電潜像はレーザー光が照射された部
分は明部電位VLに、そうでない部分は一次帯電器12
で帯電された暗部電位VDに保持されることによって形
成する。感光ドラム11は矢印の方向に回転して静電潜
像は現像器14によって順次現像される。現像器14内
のトナーはトナー供給回転体である現像スリーブ140
2と現像ブレード1401とによって、トナー高さ、ト
リボを制御され、現像スリーブ上1402に均一なトナ
ー層を形成する。現像ブレード1401としては通常金
属製若しくは樹脂製のものが用いられ、樹脂系のものは
現像スリーブ1402に対して適正な当接圧をもって接
している。現像スリーブ1402上に形成されたトナー
層は現像スリーブ1402自身の回転にともない感光ド
ラム11に対向し、現像スリーブ1402に印加されて
いる電圧Vdcと感光ドラム11の表面電位が形成する電
界によりVLの部分だけ選択的に顕像化する。感光ドラ
ム11上のトナー像は転写装置15によって、給紙装置
から送られてきた紙に順次転写される。転写装置として
は図に示したコロナ帯電器以外に、導電弾性回転体に電
源から電流を供給して紙に転写電荷を付与しながら搬送
する転写ローラ方式がある。トナー像を転写された紙は
感光ドラム11の回転と共に定着装置10へと送り出さ
れ、加熱加圧により永久固定画像となる。The intensity of the laser beam from the scanner 13 is modulated by an image information signal sent from a host computer, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 11. The intensity of the laser beam and the irradiation spot diameter are appropriately set according to the resolution of the image forming apparatus and the desired image density. The portion of the electrostatic latent image on the photosensitive drum 11 where the laser beam is irradiated is a bright portion potential VL. The other parts are the primary charger 12
In form by being held in the charged dark portion potential V D. The photosensitive drum 11 rotates in the direction of the arrow, and the electrostatic latent images are sequentially developed by the developing device 14. The toner in the developing device 14 is a developing sleeve 140 which is a toner supply rotating body.
2 and the developing blade 1401, the toner height and tribo are controlled, and a uniform toner layer is formed on the developing sleeve 1402. The developing blade 1401 is usually made of metal or resin, and the resin blade is in contact with the developing sleeve 1402 with an appropriate contact pressure. The toner layer formed on the developing sleeve 1402 faces the photosensitive drum 11 with the rotation of the developing sleeve 1402 itself, and V is applied by the voltage Vdc applied to the developing sleeve 1402 and the electric field formed by the surface potential of the photosensitive drum 11. Only the part of L is visualized selectively. The toner image on the photosensitive drum 11 is sequentially transferred by the transfer device 15 to the paper sent from the paper feeding device. As a transfer device, in addition to the corona charger shown in the figure, there is a transfer roller system which supplies current from a power supply to a conductive elastic rotating body to transfer the paper while applying transfer charge to paper. The paper on which the toner image has been transferred is sent to the fixing device 10 with the rotation of the photosensitive drum 11, and becomes a permanent fixed image by heating and pressing.
【0005】加熱定着装置に代表される像加熱装置とし
ては、従来から図9に示した熱ローラ方式以外に、フィ
ルム加熱方式等の接触加熱方式が広く用いられている。As an image heating device represented by a heat fixing device, a contact heating system such as a film heating system has been widely used in addition to the heat roller system shown in FIG.
【0006】その中でも、最大4層のトナー層を十分加
熱溶融させる能力を要求されるフルカラーの画像形成を
行う装置の定着装置としては、高い熱容量を有する定着
ローラの芯金、トナー像を包み込んで均一に溶融するた
めのゴム弾性層を介してトナー像の加熱を行なってい
る。Among them, as a fixing device of a device for forming a full-color image which is required to be capable of sufficiently heating and melting a maximum of four toner layers, a core metal of a fixing roller having a high heat capacity and a toner image are wrapped. The toner image is heated via a rubber elastic layer for uniform melting.
【0007】一方、実開昭51−109737号公報で
は、磁束により定着ローラに電流を誘導させてジュール
熱によって発熱させる誘導加熱定着装置が開示されてい
る。これは、誘導電流の発生を利用することで直接定着
ローラを発熱させることができて、ハロゲンランプを用
いた熱ローラよりも高効率の定着プロセスを達成してい
る。On the other hand, Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 51-109737 discloses an induction heating fixing device in which a magnetic flux induces a current in a fixing roller to generate heat by Joule heat. This makes it possible to directly generate heat in the fixing roller by utilizing the generation of an induced current, and achieves a fixing process with higher efficiency than a heat roller using a halogen lamp.
【0008】また、実開昭54−17973号公報では
定着ローラと加圧ローラの双方に励磁コイルを設けた構
成が開示されている。Further, Japanese Utility Model Laid-Open No. 54-17973 discloses a configuration in which excitation coils are provided on both a fixing roller and a pressure roller.
【0009】また、米国特許5278618号では定着
ローラを小熱容量化した定着フィルムを用いて、ニップ
近傍の励磁部材により加熱する例が開示されている。US Pat. No. 5,278,618 discloses an example in which the fixing roller is heated by an exciting member near the nip using a fixing film having a small heat capacity.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の定
着装置では、定着ローラの熱容量が大きく、加熱に要す
る電力が大きくなるばかりか、ウェイトタイムが長くな
るという問題があった。However, in the above fixing device, there is a problem that not only the heat capacity of the fixing roller is large, the power required for heating becomes large, but also the wait time becomes long.
【0011】また、フルカラーの画像記録装置のような
熱容量の大きな定着ローラを用いる場合、温調と定着ロ
ーラ表面の昇温とに遅延が発生するため、定着不良や光
沢ムラやオフセット等の問題が発生していた。When a fixing roller having a large heat capacity such as a full-color image recording apparatus is used, a delay occurs between the temperature control and the temperature rise on the surface of the fixing roller. Had occurred.
【0012】さらに、実開昭51−109737号公報
で開示されている定着装置では励磁コイルにより発生し
た交番磁束のエネルギーが定着ローラ全体の昇温に使わ
れるため放熱損失が大きく、投入エネルギーに対する定
着エネルギーの密度が低く効率が悪いという欠点があっ
た。Further, in the fixing device disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 51-109737, the energy of the alternating magnetic flux generated by the exciting coil is used to raise the temperature of the entire fixing roller, so that the heat loss is large, and the fixing to the input energy is performed. There was a drawback that the energy density was low and the efficiency was poor.
【0013】また、実開昭54−17973号公報で開
示されている定着装置では、誘導加熱により加圧ローラ
の加熱を行なっているが、トナー像に触れる定着ローラ
に関しては上記構成と同様であり、前述同様エネルギー
損失が大きいために定着ローラの迅速な昇温ができない
という問題があった。また、両ローラに用意された励磁
コイルを同時にドライブする構成であり、消費電力が大
きいという欠点があった。In the fixing device disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 54-19773, the pressure roller is heated by induction heating. However, the fixing roller that contacts the toner image has the same configuration as the above. However, as described above, there is a problem that the temperature of the fixing roller cannot be rapidly increased due to a large energy loss. Further, since the excitation coils prepared for both rollers are simultaneously driven, there is a disadvantage that power consumption is large.
【0014】また、米国特許5278618号において
は被加熱部材としての定着フィルムを用いて局所加熱に
よる迅速な昇温を得ようとしているが、加熱部位はニッ
プ内に限られているため、磁気飽和したりして十分な効
率が得られないという問題があるとともに、予熱効果が
得られないため、フルカラー画像のようなトナー量の多
い画像に対しては急激な加熱による像乱れが発生してい
た。In US Pat. No. 5,278,618, a fixing film as a member to be heated is used to obtain a rapid temperature rise by local heating. However, since the heated portion is limited to the inside of the nip, magnetic saturation occurs. In addition, there is a problem that sufficient efficiency cannot be obtained, and a preheating effect cannot be obtained. Therefore, an image having a large amount of toner, such as a full-color image, has an image disorder due to rapid heating.
【0015】本出願に係る発明の目的は、像加熱装置に
おいて入力電力を有効に利用することによって低消費電
力でウェイトタイムの短縮を可能にし、フルカラー画像
のようなトナー量の多い画像に対しても高画質を維持し
て定着能力を得られる像加熱装置を提供すすることにあ
る。An object of the invention according to the present application is to make it possible to reduce the wait time with low power consumption by effectively utilizing input power in an image heating apparatus, and to reduce the amount of toner such as a full-color image. Another object of the present invention is to provide an image heating apparatus capable of maintaining a high image quality and obtaining a fixing ability.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】上記目的を解決する本発
明は、電気抵抗材からなる円筒フィルムの表面に離型層
を被覆した回転加熱部材と、これに内包される励磁コイ
ルと、上記回転加熱部材とニップを形成する回転加圧部
材とを有する像加熱装置において、上記励磁コイルはニ
ップを周回するように巻いてあり、ニップよりも上記回
転加熱部材の回転方向上流側のコイルの本数が回転方向
下流側のコイルの本数より多くなるように、この励磁コ
イルの電源供給線は円筒フィルムの両端から引き出され
ていることを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a rotary heating member in which a release layer is coated on the surface of a cylindrical film made of an electric resistance material, an exciting coil included therein, In an image heating apparatus having a heating member and a rotary pressing member forming a nip, the exciting coil is wound around the nip, and the number of coils on the rotation direction upstream side of the rotary heating member relative to the nip is reduced. The power supply line of the exciting coil is drawn out from both ends of the cylindrical film so that the number of coils is larger than the number of coils on the downstream side in the rotation direction.
【0017】[0017]
【0018】[0018]
【0019】上記構成において、回転上流側のコイル巻
数を回転方向下流側のコイル巻数より多くすることによ
って、上流側では回転加熱部材を広い範囲で加熱するこ
とができて、記録材に対してプレヒート効果を与えるこ
とができるとともに、下流側においては発熱に消費され
るエネルギーを節約できて、省エネルギーで所望の定着
能力を確保できる。In the above configuration, by making the number of turns of the coil on the upstream side of the rotation greater than the number of turns of the coil on the downstream side in the rotation direction, the rotation heating member can be heated in a wide range on the upstream side, so that the recording material is An effect can be provided, and energy consumed for heat generation can be saved on the downstream side, and a desired fixing ability can be secured with energy saving.
【0020】また、本出願に係る第二の発明は第一の発
明の特徴に加えて、回転加圧部材の芯金を中空抵抗材で
構成し、励磁コイルの電源供給線の一方を回転加圧部材
の中空部を通すことを特徴とする。The second invention according to the present application is characterized in that, in addition to the features of the first invention, the core of the rotary pressing member is formed of a hollow resistance material, and one of the power supply lines of the exciting coil is rotated. It is characterized by passing through the hollow part of the pressure member.
【0021】上記構成において励磁コイルの電源供給線
を回転加圧部材の中空部を通すことにより、電源供給線
の影響を外部に対して遮蔽することができる。In the above configuration, the influence of the power supply line can be shielded from the outside by passing the power supply line of the excitation coil through the hollow portion of the rotary pressing member.
【0022】また、本出願に係る第三の発明は第二の発
明の特徴に加えて、励磁コイルの電源供給線の一方を回
転加圧部材の中空部内に第二の励磁コイルを形成するこ
とを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in addition to the features of the second aspect, one of the power supply lines of the exciting coil is formed with the second exciting coil in the hollow portion of the rotary pressing member. It is characterized by.
【0023】上記構成において第二の励磁コイルは、回
転加圧部材を加熱する作用を持つ。In the above configuration, the second exciting coil has a function of heating the rotary pressing member.
【0024】また、本出願に係る第四の発明は第三の発
明の特徴に加えて、第二の励磁コイルは回転加圧体の軸
を中心に螺旋状に形成することを特徴とする。The fourth invention according to the present application is characterized in that, in addition to the features of the third invention, the second exciting coil is formed in a spiral shape around the axis of the rotary pressurizing body.
【0025】上記構成において螺旋状の第二の励磁コイ
ルは、出力に関する励磁電流の周波数依存性を上記他の
励磁コイルとを異なるものとする。In the above configuration, the spiral second exciting coil differs from the other exciting coils in the frequency dependence of the exciting current with respect to the output.
【0026】[0026]
(第1の実施の形態)図1は本発明の特徴を表す図面で
あり、図2はその主要部を説明するための斜視図であ
る。同図において1は回転加熱部材であるところの定着
フィルム、105は磁束の通過を妨げない絶縁性のフィ
ルムガイドで、定着フィルム1はフィルムガイド105
によって搬送安定性を図られながら矢印の方向に回転す
る。201は交番磁束を発生するための励磁コイル、2
02は励磁コイル201により発生した交番磁束を定着
フィルム1に導くフェライトコアであり、フィルムガイ
ド105によって支持されている。(First Embodiment) FIG. 1 is a drawing showing the features of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view for explaining a main part thereof. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fixing film which is a rotary heating member; 105, an insulating film guide which does not hinder the passage of magnetic flux;
While the transport stability is ensured by this, it rotates in the direction of the arrow. 201 is an excitation coil for generating an alternating magnetic flux;
Reference numeral 02 denotes a ferrite core that guides the alternating magnetic flux generated by the exciting coil 201 to the fixing film 1, and is supported by the film guide 105.
【0027】励磁コイル201には励磁回路が接続され
ており、この励磁回路は80KHzの交番電流を励磁コ
イル201へ供給できるようになっている。3は回転加
圧部材であるところの加圧ローラで芯金301上にシリ
コーンゴム層302を2mm被覆させて弾性をもたせ、
定着フィルム1とニップNを形成している。また、加圧
ローラ3は定着フィルム1を記録材Pの搬送方向に回転
駆動させる駆動ローラの役割も兼ねている。An excitation circuit is connected to the excitation coil 201, and this excitation circuit can supply an alternating current of 80 KHz to the excitation coil 201. Reference numeral 3 denotes a pressing roller which is a rotary pressing member, which covers the core metal 301 with a silicone rubber layer 302 by 2 mm to have elasticity.
A nip N is formed with the fixing film 1. Further, the pressure roller 3 also serves as a drive roller for driving the fixing film 1 to rotate in the conveying direction of the recording material P.
【0028】定着フィルム1について図4を用いて詳し
く説明する。定着フィルム1はニッケルからなる厚み5
0μmの発熱層101の表面をシリコーンゴムからなる
弾性層102で被覆し、さらにフッ素樹脂の離型層10
3で被覆してある。発熱層101としてはニッケル以外
にも10-5〜10-10Ω・mの電気良導体である金属、
金属化合物、有機導電体であればよく、より好ましくは
透磁率が高い強磁性を示す鉄、コバルト等の純金属若し
くはそれらの化合物を用いることができる。発熱層10
1の厚みを薄くすると十分な磁路が確保できなくなり、
外部へ磁束が洩れて発熱体自身の発熱エネルギーは小さ
くなる場合があり、また厚くすると熱容量が大きくなり
昇温に要する時間が長くなる傾向がある。従って厚みは
発熱体に用いた材料の比熱、密度、透磁率、抵抗率の値
によって適正値があり、本実施の形態では10〜100
μmの厚みの範囲で、3℃/sec以上の昇温速度を得
ることができた。また、弾性層102の硬度は、硬度が
高すぎると記録材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10
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102
の熱伝導率に関しては6×10-4〜2×10-3〔cal
/cm・sec・deg.〕がよい。熱伝導率λが6×
10-4〔cal/cm・sec・deg.〕よりも小さ
い場合には、熱抵抗が大きく、定着フィルム1の表層に
おける温度上昇が遅くなる。The fixing film 1 will be described in detail with reference to FIG. The fixing film 1 has a thickness of 5 made of nickel.
The surface of the heat generating layer 101 having a thickness of 0 μm is covered with an elastic layer 102 made of silicone rubber.
3 coated. As the heat generating layer 101, a metal other than nickel, which is an electric good conductor of 10 −5 to 10 −10 Ω · m,
Any metal compound or organic conductor may be used, and more preferably, a pure metal such as iron or cobalt having high magnetic permeability and exhibiting ferromagnetism or a compound thereof can be used. Heat generation layer 10
If the thickness of 1 is reduced, sufficient magnetic path cannot be secured,
Magnetic flux may leak to the outside and the heat-generating energy of the heat-generating element itself may decrease, and if the heat-generating element is thick, the heat capacity tends to increase and the time required for temperature rise tends to increase. Accordingly, the thickness has an appropriate value depending on the specific heat, density, magnetic permeability, and resistivity of the material used for the heating element.
A heating rate of 3 ° C./sec or more could be obtained in the thickness range of μm. On the other hand, if the hardness of the elastic layer 102 is too high, the elastic layer 102 cannot follow the unevenness of the recording material or the toner layer, resulting in uneven image gloss. Therefore, the elastic layer 10
The hardness of No. 2 is preferably 60 ° (JIS-A) or less, more preferably 45 ° (JIS-A) or less. Elastic layer 102
About 6 × 10 −4 to 2 × 10 −3 [cal
/ Cm · sec · deg. ] Is good. Thermal conductivity λ is 6 ×
10 -4 [cal / cm · sec · deg. ], The thermal resistance is large, and the temperature rise in the surface layer of the fixing film 1 becomes slow.
【0029】離型層103としてはPFA、PTFE、
FEP等のフッ素樹脂以外に、シリコーン樹脂、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10
3の厚さは20〜100μmが好ましく、離型層103
の厚さが20μm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102の効果がな
くなってしまう。As the release layer 103, PFA, PTFE,
In addition to a fluororesin such as FEP, a material having good releasability and heat resistance such as a silicone resin, a silicone rubber, a fluororubber, and a silicone rubber can be selected. Release layer 10
3 preferably has a thickness of 20 to 100 μm.
If the thickness is less than 20 μm, there arises a problem that a portion having poor releasability is formed due to coating unevenness of the coating film and durability is insufficient. In addition, when 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 102 is lost.
【0030】また図5に示すように、定着フィルム1の
層構成において断熱層104を設けてもよい。断熱層1
04としてはフッ素樹脂、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、PPS樹脂、PFA樹脂、PTFE樹脂、FEP樹
脂などの耐熱樹脂がよい。また、断熱層104の厚さと
しては10〜1000μmが好ましい。断熱層104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
えると高透磁率コア202から発熱層101の距離が大
きくなり、磁束が十分に発熱層101に到達しなくな
る。断熱層104を設けた場合、発熱層101に発生し
た熱による励磁コイル201やフェライトコア202の
昇温を防止できるため、安定した加熱をすることができ
る。As shown in FIG. 5, a heat insulating layer 104 may be provided in the layer structure of the fixing film 1. Heat insulation layer 1
04 is preferably a heat-resistant resin such as a fluorine resin, a polyimide resin, a polyamide resin, a polyamide-imide resin, a PEEK resin, a PES resin, a PPS resin, a PFA resin, a PTFE resin, and a FEP resin. Further, the thickness of the heat insulating layer 104 is preferably 10 to 1000 μm. When the thickness of the heat insulating layer 104 is smaller than 10 μm, the heat insulating effect cannot be obtained, and the durability is insufficient. On the other hand, if the thickness exceeds 1000 μm, the distance between the high magnetic permeability core 202 and the heat generating layer 101 increases, and the magnetic flux does not reach the heat generating layer 101 sufficiently. When the heat insulating layer 104 is provided, the temperature of the exciting coil 201 and the ferrite core 202 due to the heat generated in the heat generating layer 101 can be prevented, so that stable heating can be performed.
【0031】励磁コイル201としては加熱に十分な交
番磁束を発生するものでなければならないが、そのため
には抵抗成分を低く、インダクタンス成分を高くとる必
要がある。本実施の形態では励磁コイル201の芯線と
して細線を束ねた高周波用のφ3のものを用いて、定着
フイルム内にニップNを周回するように3.5回巻いて
ある。The exciting coil 201 must generate an alternating magnetic flux sufficient for heating. For this purpose, it is necessary to reduce the resistance component and increase the inductance component. In the present embodiment, a high-frequency φ3 bundle of thin wires is used as the core wire of the excitation coil 201, and is wound 3.5 times around the nip N in the fixing film.
【0032】励磁コイル201は励磁回路から供給され
る交番電流によって交番磁束を発生し、交番磁束はフェ
ライトコア202に導かれて定着フィルム1の発熱層1
01に渦電流を発生させる。この渦電流は発熱層101
の固有抵抗によってジュール熱を発生させて、弾性層1
02、離型層103を介してニップNに搬送される記録
材Pと記録材P上のトナーTを加熱することができる。The exciting coil 201 generates an alternating magnetic flux by an alternating current supplied from the exciting circuit, and the alternating magnetic flux is guided to the ferrite core 202 to generate the heat generating layer 1 of the fixing film 1.
01 generates an eddy current. This eddy current is generated by the heating layer 101.
Joule heat is generated by the specific resistance of the elastic layer 1
02: The recording material P conveyed to the nip N via the release layer 103 and the toner T on the recording material P can be heated.
【0033】本発明は励磁コイル201の電力供給線を
両出しとして、ニップ下流側を3本、上流側を4本の励
磁線を周回させることによって、図3に示すように定着
ニップ前での発熱量を増やして、プレヒート効果を得や
すい構成としていることに特徴がある。このプレヒート
効果によって記録材P及びトナーTは徐々に加熱されて
水分等を放出するために、記録材のしわや波打ち等の変
形や、トナー像の飛び散りが発生しにくくなる。従来局
部加熱による高速昇温を利用する像加熱装置において
は、このようなプレヒート効果を得にくい傾向があった
が、本発明はこのような欠点を補うものである。According to the present invention, as shown in FIG. 3, the power supply line of the excitation coil 201 is made double-sided and three excitation lines are circulated on the downstream side of the nip and four excitation lines are circulated on the upstream side. It is characterized in that the heat generation amount is increased so that a preheating effect is easily obtained. Due to the preheating effect, the recording material P and the toner T are gradually heated to release moisture and the like, so that the recording material is less likely to be deformed such as wrinkles and waving, and that the toner image is not easily scattered. Conventionally, in an image heating apparatus using high-speed heating by local heating, such a preheating effect tends to be difficult to obtain, but the present invention compensates for such a disadvantage.
【0034】一方、ニップ下流側の励磁線による発熱は
定着工程に寄与しないために、周回数を減らして定着フ
ィルム1との磁気結合を弱め、損失を減らしている。On the other hand, since the heat generated by the excitation wire on the downstream side of the nip does not contribute to the fixing process, the number of rounds is reduced to weaken the magnetic coupling with the fixing film 1 and reduce the loss.
【0035】以下に本実施の形態の像加熱装置を4色カ
ラー画像形成装置の定着装置として用いた場合の作用効
果について画像形成装置の動作と共に記す。The operation and effect when the image heating apparatus of the present embodiment is used as a fixing device of a four-color image forming apparatus will be described together with the operation of the image forming apparatus.
【0036】図6は本発明を用いた電子写真カラープリ
ンタの断面図である。11は有機感光体でできた感光体
ドラム、12はこの感光体ドラム11に一様な帯電を行
なうための帯電装置、13は不図示の画像信号発生装置
からの信号をレーザ光のオン/オフに変換し、感光体ド
ラム11に静電潜像を形成するレーザ光学箱である。1
101はレーザ光、1102はミラーである。感光体ド
ラム11の静電潜像は現像器14によってトナーを選択
的に付着させることで顕像化される。現像器14は、イ
エローY、マゼンタM、シアンCのカラー現像器と黒用
の現像器Bから構成され、一色ずつ感光体ドラム11上
の潜像を現像しこのトナー像を中間転写体ドラム16上
に順次重ねてカラー画像を得る。中間転写体ドラム16
は金属ドラム上に中抵抗の弾性層と高抵抗の表層を有す
るもので、金属ドラムにバイアス電位を与えて感光体ド
ラム11との電位差でトナー像の転写を行なうものであ
る。一方、給紙カセットから給紙ローラによって送り出
された記録材Pは、感光体ドラム11の静電潜像と同期
するように転写ローラ15と中間転写体ドラム16との
間に送り込まれる。転写ローラ15は記録材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16上のトナー像を記録材P上に転写する。こう
して、未定着のトナー像をのせた記録材Pは加熱定着装
置10で熱と圧を加えられて、記録材P上に永久固着さ
せられて、排紙トレー(不図示)へと排出される。感光
体ドラム11上に残ったトナーや紙粉はクリーナ17に
よって除去され、また、中間転写体ドラム16上に残っ
たトナーや紙粉はクリーナ18によって除去され、感光
体ドラム11は帯電以降の工程を繰り返す。FIG. 6 is a sectional view of an electrophotographic color printer using the present invention. 11 is a photosensitive drum made of an organic photosensitive member, 12 is a charging device for uniformly charging the photosensitive drum 11, and 13 is a signal from an image signal generator (not shown) for turning on / off a laser beam. And a laser optical box that forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum 11. 1
101 is a laser beam, 1102 is a mirror. The electrostatic latent image on the photosensitive drum 11 is visualized by selectively attaching toner by the developing device 14. The developing device 14 includes a color developing device for yellow Y, magenta M, and cyan C, and a developing device B for black. The developing device 14 develops a latent image on the photosensitive drum 11 one by one, and transfers the toner image to the intermediate transfer drum 16. A color image is obtained by superimposing sequentially on the top. Intermediate transfer drum 16
Has a medium-resistance elastic layer and a high-resistance surface layer on a metal drum, and applies a bias potential to the metal drum to transfer a toner image by a potential difference from the photosensitive drum 11. On the other hand, the recording material P sent out from the sheet feeding cassette by the sheet feeding roller is sent between the transfer roller 15 and the intermediate transfer drum 16 so as to synchronize with the electrostatic latent image on the photosensitive drum 11. The transfer roller 15 transfers the toner image on the intermediate transfer drum 16 onto the recording material P by supplying a charge having a polarity opposite to that of the toner from the back surface of the recording material P. In this manner, the recording material P on which the unfixed toner image is placed is applied heat and pressure by the heat fixing device 10, is permanently fixed on the recording material P, and is discharged to a paper discharge tray (not shown). . The toner and paper dust remaining on the photosensitive drum 11 are removed by the cleaner 17, and the toner and paper dust remaining on the intermediate transfer drum 16 are removed by the cleaner 18. repeat.
【0037】定着装置10には上述の像加熱装置を用い
ており、記録材Pはニップで加熱されてトナー像が定着
されてニップ出口で分離される。The above-described image heating device is used as the fixing device 10, and the recording material P is heated at the nip to fix the toner image, and is separated at the nip exit.
【0038】前述のように本実施の形態の像加熱装置は
プレヒート効果を得ることができるために、上記構成に
おいてトナー量の多いフルカラー画像を定着する場合に
も、トナー像の飛び散りを減らすことができて、高画質
の画像形成装置を得ることができる。As described above, the image heating apparatus according to the present embodiment can obtain a preheating effect. Therefore, even when a full-color image having a large amount of toner is fixed in the above configuration, scattering of the toner image can be reduced. As a result, a high quality image forming apparatus can be obtained.
【0039】また、本実施の形態では4色カラー画像形
成装置について説明してきたが、モノクロ或いは1パス
マルチカラー画像形成装置に利用してもよい。この場合
は定着フィルム1において弾性層102を省略すること
ができる。In this embodiment, a four-color image forming apparatus has been described. However, the present invention may be applied to a monochrome or one-pass multi-color image forming apparatus. In this case, the elastic layer 102 can be omitted from the fixing film 1.
【0040】(第2の実施の形態)図7は本発明におけ
る他の実施の形態の主要部を示す斜視図であり、同図に
おいて前出と同符号は同部材を示す。(Second Embodiment) FIG. 7 is a perspective view showing a main part of another embodiment of the present invention. In FIG.
【0041】本実施の形態においては、第一の実施の形
態同様、励磁コイル201の電力供給線を両出しとし
て、ニップ下流側を3本、上流側を4本の励磁線を周回
させて、プレヒート効果を得やすい構成としたうえで、
加圧ローラ芯金301を鉄製中空構造として、励磁コイ
ル201の引出線の一方を貫通させている。In the present embodiment, similarly to the first embodiment, the power supply line of the exciting coil 201 is set as a double wire, and three exciting lines are circulated downstream of the nip and four exciting lines are circulated upstream. After making it easy to obtain the preheating effect,
The pressure roller core metal 301 has a hollow structure made of iron, and one of the lead wires of the excitation coil 201 passes therethrough.
【0042】励磁コイル201には高周波の励磁電流が
流れるために、励磁回路からの引き回しはできる限り単
純で短いのが好ましいが、本発明のように引出線を両出
しにした場合どうしても長くなる傾向があり、引出線の
近傍にある金属類や素子に対して配慮を要する。本実施
の形態は上記構成における一方の引出線を加圧ローラ3
の内部を通すことによって、引出線を外部から遮蔽し
て、高周波の励磁電流による外部への影響を無くすこと
ができる。Since a high-frequency exciting current flows through the exciting coil 201, it is preferable that the lead-out from the exciting circuit be as simple and short as possible. However, when the lead wires are double-ended as in the present invention, they tend to be long. Therefore, attention must be paid to metals and elements near the lead wires. In this embodiment, one of the lead wires in the above configuration is connected to the pressure roller 3.
, The lead wire is shielded from the outside, and the influence of the high-frequency exciting current on the outside can be eliminated.
【0043】(第3の実施の形態)図8は本発明におけ
るさらなる他の実施の形態の主要部を示す斜視図であ
り、同図において前出と同符号は同部材を示す。(Third Embodiment) FIG. 8 is a perspective view showing a main part of still another embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as those described above denote the same members.
【0044】本実施の形態においては前述第二の実施の
形態同様、励磁コイル201の電力供給線を両出しとし
て、ニップ下流側を3本、上流側を4本の励磁線を周回
させて、プレヒート効果を得やすい構成としたうえで、
加圧ローラ芯金301を鉄製中空構造として、励磁コイ
ル201の引出線の一方により、加圧ローラ3内部に補
助励磁コイル203を形成して貫通させている。In the present embodiment, similarly to the second embodiment, the power supply line of the excitation coil 201 is provided in both ends, and three excitation lines are circulated on the downstream side of the nip and four excitation lines are circulated on the upstream side. After making it easy to obtain the preheating effect,
The pressure roller core metal 301 has a hollow structure made of iron, and an auxiliary excitation coil 203 is formed and penetrated inside the pressure roller 3 by one of the leads of the excitation coil 201.
【0045】補助励磁コイル203は加圧ローラ3と同
軸に配置される円柱状のコイルボビン204の回りを螺
旋状に60回巻いてある。The auxiliary excitation coil 203 is spirally wound 60 times around a cylindrical coil bobbin 204 arranged coaxially with the pressure roller 3.
【0046】本実施の形態においては、励磁コイル20
1の引出線を流れる励磁電流の作用を積極的に利用して
加圧ローラの3の加熱に用いている。In this embodiment, the exciting coil 20
The pressurizing roller 3 is heated by positively utilizing the action of the exciting current flowing through the lead wire 1.
【0047】薄い定着フィルム1の励磁コイル201は
ニップを周回する形状で形成して、厚い芯金301を有
する加圧ローラ3の補助励磁コイル203は加圧ローラ
3と同心に螺旋状に形成し、両者の励磁電流の周波数に
対するインダクタンスを大きく変えてあり、前者は高周
波側で、後者は低周波側でドライブできるようにしてあ
る。The excitation coil 201 of the thin fixing film 1 is formed so as to go around the nip, and the auxiliary excitation coil 203 of the pressure roller 3 having the thick metal core 301 is formed spirally concentrically with the pressure roller 3. The inductance with respect to the frequency of the exciting current is greatly changed, so that the former can be driven on the high frequency side and the latter can be driven on the low frequency side.
【0048】従ってプリント時には高周波によってドラ
イブして定着フィルム1を主に加熱して、迅速な立ち上
げを行うとともにプレヒート効果により高画質を確保
し、一方待機状態の時は低周波によりドライブして主に
加圧ローラ3の加熱を行うことができる。Accordingly, at the time of printing, the fixing film 1 is mainly heated by driving at a high frequency to rapidly start up and secure high image quality by the preheating effect. The heating of the pressure roller 3 can be carried out.
【0049】加圧ローラ3の加熱は特にフルカラー画像
のようなトナー量が多い場合に記録材とトナーとの密着
性を得るために重要であり、本実施の形態は前出のよう
な4色カラー画像形成装置に好適な像加熱装置として用
いることができる。The heating of the pressure roller 3 is important for obtaining the adhesion between the recording material and the toner particularly when the amount of toner is large, such as in a full-color image. It can be used as an image heating device suitable for a color image forming apparatus.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第一
の発明によれば、回転上流側のコイル本数を回転方向下
流側のコイル本数より多くすることによって、上流側で
は回転加熱部材を広い範囲で加熱することができて、記
録材に対してプレヒート効果を与えることができるとと
もに、下流側においては発熱に消費されるエネルギーを
節約できて、省エネルギーで所望の定着能力を確保でき
る。As described above, according to the first aspect of the present invention, by making the number of coils on the upstream side of rotation greater than the number of coils on the downstream side in the rotation direction, the rotation heating member is provided on the upstream side. Heating can be performed in a wide range, and a preheating effect can be given to the recording material. In addition, energy consumed for heat generation can be saved on the downstream side, and a desired fixing ability can be secured with energy saving.
【0051】[0051]
【0052】また、本出願に係る第二の発明によれば、
励磁コイルの電源供給線を回転加圧部材の中空部を通す
ことにより、電源供給線の影響を外部に対して遮蔽する
ことができる。According to the second invention of the present application,
By passing the power supply line of the excitation coil through the hollow portion of the rotary pressing member, the influence of the power supply line can be shielded from the outside.
【0053】また、本出願に係る第三の発明によれば、
第二の励磁コイルは回転加圧部材を加熱する作用を持
つ。According to the third invention of the present application,
The second exciting coil has a function of heating the rotary pressing member.
【0054】また、本出願に係る第四の発明によれば、
螺旋状の第二の励磁コイルは、出力に関する励磁電流の
周波数依存性を上記他の励磁コイルとを異なるものとす
る。According to the fourth invention of the present application,
The spiral second excitation coil differs from the other excitation coils in the frequency dependence of the excitation current with respect to the output.
【図1】本発明の第1の実施の形態を説明する概略断面
図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施の形態の主要部を説明する
斜視図である。FIG. 2 is a perspective view illustrating a main part of the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1の実施の形態の効果を説明する概
略図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an effect of the first exemplary embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第1の実施の形態の定着フィルムの一
部断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the fixing film according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第1の実施の形態の定着フィルムの一
部断面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the fixing film according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の像加熱装置を用いたカラー画像形成装
置を説明する概略断面図である。FIG. 6 is a schematic sectional view illustrating a color image forming apparatus using the image heating device of the present invention.
【図7】本発明の第2の実施の形態の主要部を説明する
斜視図である。FIG. 7 is a perspective view illustrating a main part of a second embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第3の実施の形態の主要部を説明する
斜視図である。FIG. 8 is a perspective view illustrating a main part of a third embodiment of the present invention.
【図9】本発明の従来例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a conventional example of the present invention.
1 定着フィルム 201 励磁コイル 202 コア 3 加圧ローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixing film 201 Excitation coil 202 Core 3 Pressure roller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金田 恵介 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−114276(JP,A) 特開 平6−75489(JP,A) 特開 昭54−39645(JP,A) 特開 昭61−261763(JP,A) 特開 平8−69190(JP,A) 特開 平9−26715(JP,A) 特開 平6−314041(JP,A) 実開 昭60−38494(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/20 101 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Keisuke Kaneda 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (56) References JP-A-7-1114276 (JP, A) JP-A-6 JP-A-75489 (JP, A) JP-A-54-39645 (JP, A) JP-A-61-261763 (JP, A) JP-A-8-69190 (JP, A) JP-A-9-26715 (JP, A) JP-A-6-314041 (JP, A) JP-A-60-38494 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G03G 15/20 101
Claims (4)
に離型層を被覆した回転加熱部材と、これに内包される
励磁コイルと、上記回転加熱部材とニップを形成する回
転加圧部材とを有する像加熱装置において、 上記励磁コイルはニップを周回するように巻いてあり、
ニップよりも上記回転加熱部材の回転方向上流側のコイ
ルの本数が回転方向下流側のコイルの本数より多くなる
ように、この励磁コイルの電源供給線は円筒フィルムの
両端から引き出されていることを特徴とする像加熱装
置。1. A rotary heating member in which a release layer is coated on a surface of a cylindrical film made of an electric resistance material, an exciting coil included therein, and a rotary pressing member forming a nip with the rotary heating member. In the image heating device having the above, the exciting coil is wound around the nip,
The power supply line of this exciting coil is drawn out from both ends of the cylindrical film so that the number of coils on the upstream side in the rotation direction of the rotary heating member from the nip is greater than the number of coils on the downstream side in the rotation direction. Characteristic image heating device.
構成し、上記励磁コイルの電源供給線の一方を回転加圧
部材の中空部を通すことを特徴とする請求項1の像加熱
装置。2. The image according to claim 1, wherein the core of the rotary pressing member is formed of a hollow resistance material, and one of the power supply lines of the exciting coil passes through the hollow portion of the rotary pressing member. Heating equipment.
転加圧部材の中空部内に別の励磁コイルとして形成され
ていることを特徴とする請求項2の像加熱装置。3. The image heating apparatus according to claim 2, wherein one of the power supply lines of the excitation coil is formed as another excitation coil in a hollow portion of the rotary pressing member.
中心に螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項
3の像加熱装置。4. An image heating apparatus according to claim 3, wherein said another exciting coil is formed in a spiral shape around an axis of the rotary pressing body.
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JP17612095A JP3342246B2 (en) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | Image heating device |
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- 1995-07-12 JP JP17612095A patent/JP3342246B2/en not_active Expired - Fee Related
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