JP3584132B2 - Image heating device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁(磁気)誘導加熱方式の加熱装置、及び該加熱装置を像加熱装置として備えた電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
便宜上、複写機・プリンタ等の画像形成装置に具備させる、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。
【0003】
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。
【0004】
実開昭51−109739号公報には、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、ハロゲンランプを熱源として用いた熱ローラ方式の定着装置よりも高効率の定着プロセスを達成している。
【0005】
しかしながら、磁場発生手段としての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。
【0006】
そこで、定着に作用するエネルギーを高密度で得るために発熱体である定着ローラに励磁コイルを接近させたり、励磁コイルの交番磁束分布を定着ニップ部近傍に集中させたりして、高効率の定着装置が考案された。
【0007】
図13に、励磁コイルの交番磁束分布を定着ニップに集中させて効率を向上させた本発明の背景技術である電磁誘導加熱方式の定着装置の一例の概略構成を示した。
【0008】
10は電磁誘導発熱層(導電体層、磁性体層、抵抗体層)を有する、電磁誘導発熱性の回転体としての円筒状の定着フィルムである。
【0009】
16は横断面略半円弧状樋型のフィルムガイド部材であり、円筒状定着フィルム10はこのフィルムガイド部材16の外側にルーズに外嵌させてある。
【0010】
15はフィルムガイド部材16の内側に配設した磁場発生手段であり、励磁コイル18とE型の磁性コア(芯材)17とからなる。
【0011】
30は弾性加圧ローラであり、定着フィルム10を挟ませてフィルムガイド部材16の下面と所定の圧接力をもって所定幅の定着ニップ部Nを形成させて相互圧接させてある。上記磁場発生手段15の磁性コア17は定着ニップ部Nに対応位置させて配設してある。
【0012】
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30と定着フィルム10の外面との摩擦力で定着フィルム10に回転力が作用して、該定着フィルム10がその内面が定着ニップ部Nにおいてフィルムガイド部材16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部材16の外回りを回転状態になる(加圧ローラ駆動方式)。
【0013】
フィルムガイド部材16は、定着ニップ部への加圧、磁場発生手段15としての励磁コイル18と磁性コア17の支持、定着フィルム10の支持、該フィルム10の回転時の搬送安定性を図る役目をする。このフィルムガイド部材16は磁束の通過を妨げない絶縁性の部材であり、必要な荷重に耐えられる材料が用いられる。
【0014】
励磁コイル18は不図示の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する。図14は定着ニップ部N付近での交番磁束の発生の様子を模式的に表したものである。磁束Cは発生した交番磁束の一部を表す。
【0015】
交番磁束(C)は定着ニップ部Nの位置に対応しているE型の磁性コア17により定着ニップ部Nに集中的に分布し、その交番磁束(C)は定着ニップ部Nにおいて定着フィルム10の電磁誘導発熱層に渦電流を発生させる。この渦電流は電磁誘導発熱層の固有抵抗によって電磁誘導発熱層にジュール熱を発生させる。ここでの発熱量Qは電磁誘導発熱層を通る磁束の密度によって決まり、図14のような分布を示す。図14のグラフは横軸に定着ニップ中心を0として、定着ニップ中心からの角度θにより定着フィルムの位置を表している。縦軸は定着フィルム10の電磁誘導発熱層での発熱量Qを表す。
【0016】
この定着フィルム10の電磁誘導発熱は交番磁束を集中的に分布させた定着ニップ部Nにおいて集中的に生じて定着ニップ部Nが高効率に加熱される。
【0017】
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。
【0018】
而して、加圧ローラ30が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム10がフィルムガイド部材16の外回りを回転し、励磁回路から励磁コイル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が形成された記録材Pが定着ニップ部Nの定着フィルム10と加圧ローラ30との間に画像面が上向き、即ち定着フィルム面に対向して導入され、定着ニップ部Nにおいて画像面が定着フィルム10の外面に密着して定着フィルム10と一緒に定着ニップ部Nを挟持搬送されていく。この定着ニップ部Nを定着フィルム10と一緒に記録材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記録材P上の未定着トナー画像tが加熱定着される。記録材Pは定着ニップ部Nを通過すると回転定着フィルム10の外面から分離して排出搬送されていく。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述した図13のような電磁誘導方式の定着装置に関して、高速プリンター・複写機、またはフルカラー画像のように定着するトナー層が厚い場合は、定着ニップでの加圧力を高く設定しなければならないが、モールド部材の剛性だけではモールド部材が撓んでしまい、ニップの中央部に十分な圧力を加えることができないという問題があった。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、磁場発生手段と、前記磁場発生手段の磁場の作用で電磁誘導発熱する回転体と、この回転体の内部で回転しないように固定されており前記回転体をルーズに支持する樹脂製の支持部材と、前記回転体を間に挟み前記支持部材とニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部の前記回転体と前記加圧部材の間で記録材を挾持搬送し、前記回転体の熱により記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、前記回転体及び前記支持部材を介して前記加圧部材からの加圧力を保持する金属または合金製の加圧力保持部材を有し、前記磁場発生手段は前記支持部材と前記加圧力保持部材の間以外のところに設けられていることを特徴とするものである。
【0021】
【発明の実施の形態】
(第1の実施例)
(1)画像形成装置例
図1は本発明の実施の形態である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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。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を出力して回転感光体ドラム101面に走査露光した目的画像情報に対応した静電潜像が形成される。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。
【0025】
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と中間転写体ドラム105との接触部(或いは近接部)である1次転写部T1において中間転写体ドラム105の面に転写される。中間転写体ドラム105面に対するトナー画像転写後の回転感光体ドラム101面はクリーナ107により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。
【0026】
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。
【0027】
中間転写体ドラム105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、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側のトナー画像を該中間転写体ドラム105面側に転写させる。
【0028】
上記の回転中間転写体ドラム105面に合成形成されたカラートナー画像は、該回転中間転写体ドラム105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、該二次転写部T2に不図示の給紙部から所定のタイミングで送り込まれた記録材Pの面に転写されていく。転写ローラ106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105面側から記録材P側へ合成カラートナー画像を順次に一括転写する。
【0029】
二次転写部T2を通過した記録材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。定着装置100については次の(2)項で詳述する。
【0030】
記録材Pに対するカラートナー画像転写後の回転中間転写体ドラム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。
【0031】
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に記録材Pを介して接触状態に保持される。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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回目画像プリント済みの記録材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回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。
【0035】
本例においては、トナーは低軟化物質を含有させたものを用いている。
【0036】
(2)定着装置100
図2は本例の定着装置100の要部の横断側面模型図、図3は要部の正面模型図、図4は要部の縦断正面模型図である。
【0037】
本例装置100は図13の定着装置と同様に、回転体である円筒状の電磁誘導発熱性フィルムを用いた、加圧ローラ駆動方式、電磁誘導加熱方式の装置である。図13の装置と共通の構成部材・部分には同一の符号を付して再度の説明を省略する。
【0038】
磁性コア17a・17b・17c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。
【0039】
定着フィルムの支持部材16bは磁性コア17a・17b・17c及び励磁コイル18を配設した上側フィルムガイド部材であり、同じく支持部材である16aの上側に被せて配設した横断面略半円弧状樋型フィルムガイド部材である。フィルムガイド部材16aとこの上側フィルムガイド部材16bとで略円柱体が構成される。
【0040】
このフィルムガイド部材16aと上側フィルムガイド部材16bとのアセンブリの外側に、円筒状の電磁誘導発熱性フィルムである定着フィルム10をルーズに外嵌させてある。
【0041】
22はフィルムガイド16aの上面平面部に当接させて配設した横長の加圧力保持部材である加圧用剛性ステイである。
【0042】
19は磁性コア18と加圧用剛性ステイ22の間を絶縁するための絶縁性部材である。
【0043】
23a・23bはフィルムガイド部材16aと上側フィルムガイド部材16bとのアセンブリの左右両端部に外嵌させて位置固定して取り付けた、定着フィルム10の端部を規制・保持するフランジ部材である。
【0044】
加圧部材としての加圧ローラ30は、芯金30aと、該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30aの両端部を装置の不図示のシャーシ側板金間の回転自由に軸受け保持させて配設してある。
【0045】
この加圧ローラ30の上側に、上記のフィルムガイド部材16a、磁性コア17a・17b・17c、励磁コイル18、上側フィルムガイド部材16b、加圧用剛性ステイ22、絶縁性部材19、定着フィルム10、フランジ部材23a・23bからなる加熱手段ユニットがフィルムガイド部材16aの半円状底面側を下向きにして配設され、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16a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。加圧用剛性ステイ22の下面はフィルムガイド部材16aの底板部を隔てて定着ニップ部Nに対応位置している。
【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30と定着フィルム10の外面との摩擦力で定着フィルム10に回転力が作用して、該定着フィルム10がその内面が定着ニップ部Nにおいてフィルムガイド部材16a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部材16aと上側フィルムガイド部材16bの外回りを回転状態になる。
【0047】
この場合、定着ニップ部Nにおけるフィルムガイド部材16aの下面と定着フィルム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ニップ部Nのフィルムガイド16aの下面と定着フィルム10の内面との間に耐熱性グリスなどの潤滑剤を介在させる、あるいはフィルムガイド部材16aの下面を潤滑部材で被覆するようにすることもできる。
【0048】
高速プリンタやカラープリンタ等の定着装置においては低速機と比較して高い加圧力を必要とする。例えば、20ppm(prints per mimute)以上のプリンタでは15N以上、フルカラープリンタでは30N以上の加圧力を必要とされる場合がある。
【0049】
ここで、比較例1として図13のようにフィルムガイド16のみの構成に高い加圧力を加えた場合のニップ形状を図5(b)に示す。ニップ中央部が良好な定着性を得るのに必要な定着ニップ幅N1とした場合、フィルムガイド16の剛性不足により定着ニップ中央部のニップ幅がN1より狭くなり定着不良領域において十分な定着性が得られなかった。
【0050】
比較例2として図15のように磁性コア17の上に絶縁性部材19を介して加圧用剛性ステイ22を配置し高い加圧力をかけた場合、図5(a)のように定着に十分なニップ幅(>N1)を得ることができた。しかし、磁性コア17は硬いが脆いという性質があり、過大な負荷をかけるとコアが割れる可能性がある。また、励磁コイル18はコイルの各ターン間の絶縁を維持しなければならず、そこに、過大な負荷がかかるとコイルの絶縁被覆に傷をつけてしまい絶縁破壊を起こす可能性がある。本比較例2においては高い加圧力に堪えきれず磁性コアが割れてしまい、励磁コイルの絶縁被覆に傷をつけてしまった。
【0051】
このため、本発明では加圧用剛性ステイ22の加圧位置から定着ニップまでの間に磁性コアと励磁コイルを配設しない構成とする。本実施の形態では、加圧用ステイ22の上部に励磁コイルと磁性コアを配設し、加圧用ステイ22の加圧位置と定着ニップまでの間にはフィルムガイド16aと定着フィルム10があるだけの構成である。
【0052】
上記の構成により、磁場発生手段である磁性コア17a・17b・17c及び励磁コイル18に負荷をかけることなく、図5(a)に示すような安定した定着ニップを得ることができた。本実施例では総加圧力として40Nをかけても中央部のニップ幅が狭くなることなく、また、耐久による経時変化もほとんどない安定した定着ニップが得られた。
【0053】
また、本発明の構成では磁性コア17a・17b・17cや励磁コイル18に負荷がかからないことからコア・コイルの形状に対する制約がなく、発熱効率の向上を図ることができる。
【0054】
加圧用剛性ステイ22のヤング率EとしてはE≧7×1010の金属または合金がよ
い。E<7×1010の場合には加圧用剛性ステイ22が加圧力に堪えきれず曲がってしまい、良好な定着に必要なニップ幅N1を確保できなくなる。
【0055】
また、加圧用剛性ステイ22は非磁性の金属または合金がよい。加圧用剛性ステイ22が磁性金属の場合、励磁コイル18で発生した磁界の一部を吸収してステイ自身が発熱してしまい、定着フィルム10の発熱効率が低下する。加圧用剛性ステイ22が非磁性の金属または合金であれば、磁界をシールドする効果が得られ定着フィルム10の発熱効率が低下するのを防止することができる。
【0056】
本実施の形態においては厚さ2mmの非磁性ステンレスSUS304をコの字型に折り曲げて使用した。
【0057】
16e(図6)は上側フィルムガイド部材16bの側面にフィルムガイド部材長手に沿って間隔をおいて形成具備させた複数本の下側フィルムガイド周方向の凸リブ部である。この凸リブ部16eはフィルムガイド部材16bの側面と定着フィルム10の内面との接触摺動抵抗を低減させて定着フィルム10の回転負荷を少なくする作用をする。このような凸リブ部はフィルムガイド部材16aにも同様な形状に形成具備することができる。
【0058】
上側フィルムガイド部材16b内の励磁コイル18には給電部18a・18bに励磁回路27(図6)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。
【0059】
上側フィルムガイド部材16b内の励磁コイル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。
【0060】
図7は定着ニップ部N付近での交番磁束の発生の様子を模式的に表したものである。磁束Cは発生した交番磁束の一部を表す。
【0061】
磁性コア17a・17b・17cに導かれた交番磁束(C)は、磁性コア17aと17bとの間、17aと17cとの間に集中的に分布し、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7のグラフような分布を示す。図7のグラフは横軸に定着ニップ中心を0として、定着ニップ中心からの角度θにより定着フィルム10の位置を表している。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。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。
【0062】
この定着ニップ部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を定着フィルム10の内面の定着ニップ直後当接し、こ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。
【0063】
而して、加圧ローラ30が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム10がフィルムガイド部材16aと上側フィルムガイド部材16bの外回りを回転し、励磁回路27から上側フィルムガイド部材内の励磁コイル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、画像形成手段部から搬送された未定着トナー画像tが形成された記録材Pが定着ニップ部Nの定着フィルム10と加圧ローラ30との間に画像面が上向き、即ち定着フィルム面に対向して導入され、定着ニップ部Nにおいて画像面が定着フィルム10の外面に密着して定着フィルム10と一緒に定着ニップ部Nを挟持搬送されていく。この定着ニップ部Nを定着フィルム10と一緒に記録材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記録材P上の未定着トナー画像tが加熱定着される。記録材Pは定着ニップ部Nを通過すると回転定着フィルム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。
【0064】
図3に示すように、定着フィルム10の長さLFと加圧ローラの長さLRはフィルムエッジで加圧ローラに傷をつけてしまうことを防止するためにLF>LRとしている。
【0065】
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10の端部を受けて定着フィルムのフィルムガイド部材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。
【0066】
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。
【0067】
A)励磁コイル18
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12ターン巻いて励磁コイル18を形成している。
【0068】
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。本実施の形態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。
【0069】
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。
【0070】
励磁コイル18及び磁性コア17a,17b,17cで発生した磁界を定着フィルム10の発熱層に効率よく吸収させるためには、励磁コイル18及び磁性コア17a,17b,17cと定着フィルム10の発熱層1との距離はできる限り近い方がよい。
【0071】
そこで本例では図2のように、励磁コイル18の形状は発熱層の曲面に沿うようにしている。本例では定着フィルム10の発熱と励磁コイル18間の距離は略1mmになるように設定している。
【0072】
フィルムガイド部材16a・16bの材質としては、定着フィルム10との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、PPS樹脂、PFA樹脂、PTFE樹脂、FEP樹脂、LCP樹脂などを選択するとよい。
【0073】
磁性コア17a,17b,17c及び励磁コイル18と、定着フィルムの発熱層との間の距離はできる限り近づけた方が磁束の吸収効率が高いのであるが、この距離が5mmを越えるとこの効率が著しく低下するため5mm以内にするのがよい。また、5mm以内であれば定着フィルム10の発熱層と励磁コイル18の距離が一定である必要はない。
【0074】
励磁コイル18のフィルムガイド部材16aからの引出線即ち18a・18bについては、フィルムガイド部材16aから外の部分について束線の外側に絶縁被覆を施している。
【0075】
B)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、電磁誘導発熱性の定着フィルム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。円筒状の定着フィルム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。前述したように、発熱層1に交番磁束が作用することで該発熱層1に渦電流が発生して該発熱層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、該定着ニップNに通紙される被加熱材としての記録材を加熱してトナー画像の加熱定着がなされる。
【0076】
a.発熱層1
発熱層1は非磁性の金属でも良いが、ニッケル、鉄、強磁性SUS、ニッケル−コバルト合金といった強磁性体の金属を用いるとよい。
【0077】
その厚みは次の式で表される表皮深さより厚くかつ200μm以下にすることが好ましい。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。
【0078】
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(図10)。
【0079】
発熱層1の厚さは好ましくは1〜100μm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、発熱層が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、発熱層1の厚みは1〜100μmが好ましい。
【0080】
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。
【0081】
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。
【0082】
カラー画像を印刷する場合、特に写真画像などでは記録材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。弾性層2の厚さとしては、10μm以下では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。また、弾性層2が1000μm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。
【0083】
弾性層2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。
【0084】
弾性層2の熱伝導率λに関しては、λ=6×10−4〜2×10−3〔cal/cm・sec・deg.〕がよい。
【0085】
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、定着フィルムの表層(離型層3)における温度上昇が遅くなる。
【0086】
熱伝導率λが2×10−3〔cal/cm・sec・deg.〕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する。
【0087】
よって熱伝導率λは6×10−4〜2×10−3〔cal/cm・sec・deg.〕がよい。より好ましくは8×10−4〜1.5×10−3〔cal/cm・sec・deg.〕がよい。
【0088】
c.離型層3
離型層3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等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択することができる。
【0089】
離型層3の厚さは1〜100μm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。
【0090】
また図9に示すように、定着フィルム10の層構成において、発熱層1の自由面側(発熱層1の弾性層2側とは反対面側)に断熱層4を設けてもよい。
【0091】
断熱層4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。
【0092】
また、断熱層4の厚さとしては10〜1000μm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17a,17b,17c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。
【0093】
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。
【0094】
このように本実施の形態によれば、磁場発生手段であるコイル・コアにストレスを加えないことにより安定した磁場を発生させることができる。また、ストレスが加わらないため耐久性にも有利である。
【0095】
加圧力保持部材を金属または合金とすることにより曲げに対して強くなり、安定した定着ニップを形成することができる。
【0096】
また加圧力保持部材を非磁性の金属にすることにより、磁場発生手段で発生した磁場による発熱を防ぐことができ、発熱効率が向上する。
【0097】
(第2の実施例)
本例においては、図11に示すように、定着フィルム10のこの発熱域Hの対向位置に暴走時の励磁コイル18への給電を遮断するため温度検知素子であるサーモスイッチ40を配設している。また、磁性コア17a・17b・17cと励磁コイル18を定着ニップの上流側に略90゜回転させた位置に配設した。これにより、発熱域Hを定着ニップに近づけることができる。これ以外は第1の実施の形態と同様の構成であり、図2の装置と共通の構成部材・部分には同一の符号を付して再度の説明を省略する。
【0098】
図12は本例で使用した安全回路の回路図である。温度検知素子であるサーモスイッチ40は+24VDC電源とリレースイッチ41と直列に接続されており、サーモスイッチ40が切れると、リレースイッチ41への給電が遮断され、リレースイッチ41が動作し、励磁回路27への給電が遮断されることにより励磁コイル18への給電を遮断する構成をとっている。サーモスイッチ40はOFFの温度を220℃に設定した。
【0099】
また、サーモスイッチ40は定着フィルム10の発熱域Hに対向して定着フィルム10の外面に非接触に配設した。サーモスイッチ40と定着フィルム10との間の距離は略2mmとした。これにより、定着フィルム10にサーモスイッチ40の接触による傷が付くことがなく、耐久による定着画像の劣化を防止することができる。
【0100】
本例によれば、装置故障による定着装置暴走時、図13のような定着ニップNで発熱する構成とは違い、定着ニップNに紙が挟まった状態で定着器が停止し、励磁コイル18に給電が続けられ定着フィルム10が発熱し続けた場合でも、紙が挟まっている定着ニップ部Nでは発熱していないために紙が直接加熱されることがない。また、発熱量が多い発熱域Hには、サーモスイッチ40が配設してあるため、サーモスイッチ40が220℃を感知して、サーモスイッチが切れた時点で、リレースイッチ41により励磁コイル18への給電が遮断される。
【0101】
本例によれば、紙の発火温度は約400℃近辺であるため紙が発火することなく、定着フィルムの発熱を停止することができた。
【0102】
本例では、温度検知素子としてサーモスイッチを用いたが、温度ヒューズを用いてもよい。
【0103】
このように本実施の形態によれば、上述した実施の形態の効果の他に、安全装置としてサーモスイッチや温度ヒューズといった温度検知素子を電磁誘導発熱性の回転体の発熱域に回転体の外側から非接触で温度検知素子を配設することにより、回転体表面に傷をつけることがないので定着画像を劣化させることなく、加熱装置が暴走したときに安全に給電を遮断することができる。
【0104】
尚、本発明では、
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。
【0105】
2)加熱装置としての定着装置100の装置構成は実施の形態の加圧ローラ駆動方式に限られるものではない。
【0106】
例えば、図16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ベルト状の定着フィルム10を懸回張設し、フィルムガイド16の下面部と加圧部財としての加圧ローラ30とを定着フィルム10に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。
【0107】
3)加圧部材30はローラ体に限らず、回動ベルト型など他の形態の部材にすることもできる。
【0108】
また加圧部材30側からも記録材に熱エネルギーを供給するために、加圧部材30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。
【0109】
4)本発明の加熱装置は実施の形態の画像加熱定着装置としてに限らず、画像を担持した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、被加熱材の加熱乾燥装置、加熱ラミネート装置など、広く被加熱材を加熱処理する手段・装置として使用できる。
【0110】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電磁誘導加熱方式の加熱装置について、加圧用ステイを磁場発生手段であるコイル・コアにストレスを加えない位置に配設することにより、高い加圧力をかけることが可能となるとともに安定した定着ニップが得られ、良好な定着画像を得ることができる。
【0111】
また、定着フィルムの外側の発熱域に安全素子である温度検知素子を非接触で配設することにより、定着フィルムに傷をつけることがないので定着画像を劣化を防ぐことができ、かつ装置の暴走時に安全に定着フィルムの発熱を停止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態に用いた画像形成装置の概略構成図
【図2】加熱装置としての定着装置の要部の横断側面模型図
【図3】図2の要部の正面模型図
【図4】図2の要部の正面模型断面図
【図5】ニップ形状を示した図
【図6】フィルムガイド部材と励磁コイル、磁性コアの斜視図
【図7】磁束と定着フィルムの発熱量の関係を示した図
【図8】電磁誘導発熱性の定着フィルムの層構成模型図(その1)
【図9】電磁誘導発熱性の定着フィルムの層構成模型図(その2)
【図10】発熱層深さと電磁波強度の関係を示したグラフ
【図11】第2の実施の形態における構成概略断面図
【図12】第2の実施の形態における安全回路図
【図13】本発明の背景技術である電磁誘導加熱方式の加熱装置(定着装置)の一例の構成略図
【図14】磁束と定着フィルムの発熱量の関係を示した図
【図15】定着装置の比較例2の概略図
【図16】定着装置の他の構成形態例の概略図
【符号の説明】
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
17a〜17c 磁性コア
18 励磁コイル
22 加圧用剛性ステイ
23a・23b 定着フィルム端部の規制・保持用フランジ部材
25a・25b 加圧バネ部材
26 温度検知素子(サーミスタ)
30 加圧部材としての加圧ローラ
40 温度検知素子(サーモスイッチ)
41 リレースイッチ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic (magnetic) induction heating type heating device, and to an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus and an electrostatic recording device provided with the heating device as an image heating device.
[0002]
[Prior art]
For convenience, an image heating device (fixing device) provided in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer for heating and fixing a toner image on a recording material will be described as an example.
[0003]
In an image forming apparatus, a recording material (transfer material sheet, electrofax sheet, electrostatic recording paper, OHP sheet, printing paper, format) is used in an appropriate image forming process means such as an electrophotographic process, an electrostatic recording process, and a magnetic recording process. As a fixing device for heating and fixing an unfixed image (toner image) of target image information formed and carried on a transfer method or a direct method on paper as a permanent fixed image on a recording material surface, a heat roller type device is widely used. Was used. Recently, a film heating type apparatus has been put into practical use. Also, an electromagnetic induction heating system has been proposed.
[0004]
Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 51-109739 discloses an induction heating fixing device in which current is induced in a fixing roller by magnetic flux to generate heat by Joule heat. This makes it possible to directly generate heat in the fixing roller by utilizing the generation of the induced current, and achieves a more efficient fixing process than a heat roller type fixing device using a halogen lamp as a heat source.
[0005]
However, since the energy of the alternating magnetic flux generated by the exciting coil as the magnetic field generating means is used to raise the temperature of the entire fixing roller, there is a disadvantage that heat dissipation is large, the density of the fixing energy with respect to the input energy is low, and the efficiency is poor.
[0006]
Therefore, in order to obtain the energy acting on the fixing at a high density, the excitation coil is moved closer to the fixing roller, which is a heating element, or the alternating magnetic flux distribution of the excitation coil is concentrated near the fixing nip, thereby achieving high-efficiency fixing. The device was devised.
[0007]
FIG. 13 shows a schematic configuration of an example of an electromagnetic induction heating type fixing device according to the background art of the present invention in which the alternating magnetic flux distribution of the exciting coil is concentrated on the fixing nip to improve the efficiency.
[0008]
[0009]
Numeral 16 denotes a gutter-shaped film guide member having a substantially semicircular cross section, and the
[0010]
Numeral 15 denotes a magnetic field generating means disposed inside the
[0011]
Numeral 30 denotes an elastic pressure roller which forms a fixing nip portion N of a predetermined width with a predetermined pressing force on the lower surface of the
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
The alternating magnetic flux (C) is intensively distributed in the fixing nip N by the E-shaped
[0016]
The electromagnetically induced heat of the
[0017]
The temperature of the fixing nip N is controlled such that a predetermined temperature is maintained by controlling the current supply to the
[0018]
Thus, the
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
However, regarding the above-described electromagnetic induction type fixing device as shown in FIG. 13, when the toner layer to be fixed is thick such as a high-speed printer / copier or a full-color image, the pressing force at the fixing nip must be set high. but only the rigidity of the mold member will deflect the mold member, there is a problem that that can not be that applying sufficient pressure to the central portion of the nip.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
Means for Solving the Problems The present invention is directed to a magnetic field generating means, a rotating body that generates electromagnetic induction by the action of a magnetic field of the magnetic field generating means, and the rotating body which is fixed so as not to rotate inside the rotating body. A supporting member made of a resin for loosely supporting the rotating member, and a pressing member forming a nip portion with the supporting member with the rotating member interposed therebetween, wherein the rotating member of the nip portion and the pressing member the recording material is sandwiched transported between, for holding the pressure from the at image heating apparatus for heating an image on a recording material by rotating body heat, said pressure member through said rotating body and said support member metal Alternatively , there is provided a pressure holding member made of an alloy , and the magnetic field generating means is provided at a place other than between the support member and the pressure holding member.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First embodiment)
(1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus of this example is an electrophotographic color printer.
[0022]
[0023]
The
[0024]
Next, the charged surface is subjected to a scanning exposure process of target image information by a
[0025]
In the case of full-color image formation, scanning exposure / latent image formation is performed on a first color-separated component image of a target full-color image, for example, a yellow component image, and the latent image is developed by the yellow developing
[0026]
The process cycle of charging, scanning exposure, development, primary transfer, and cleaning as described above is performed by the second color separation component image of the target full-color image (for example, the magenta component image, the
[0027]
The
[0028]
The color toner image synthesized and formed on the surface of the rotary
[0029]
The recording material P that has passed through the secondary transfer portion T2 is separated from the surface of the
[0030]
After the transfer of the color toner image to the recording material P, the rotating
[0031]
Also, the
[0032]
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.
[0033]
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
[0034]
In the case of the multiple image print mode, the recording material P on which the first image has been printed out of the
[0035]
In this example, the toner contains a low softening substance.
[0036]
(2)
FIG. 2 is a cross-sectional side view of a main part of the fixing
[0037]
Similar to the fixing device of FIG. 13, the
[0038]
The
[0039]
The fixing
[0040]
Outside the assembly of the
[0041]
[0042]
[0043]
[0044]
The
[0045]
Above the
[0046]
The
[0047]
In this case, in order to reduce the mutual sliding friction force between the lower surface of the
[0048]
A fixing device such as a high-speed printer or a color printer requires a higher pressing force than a low-speed device. For example, a pressure of 15 N or more may be required for a printer of 20 ppm (prints per minute) or more, and a pressure of 30 N or more may be required for a full color printer.
[0049]
Here, as Comparative Example 1, FIG. 5B shows a nip shape when a high pressing force is applied to only the
[0050]
As a comparative example 2, when a pressing
[0051]
Therefore, in the present invention, the magnetic core and the exciting coil are not arranged between the pressing position of the pressing
[0052]
According to the above configuration, a stable fixing nip as shown in FIG. 5A could be obtained without applying a load to the
[0053]
Further, in the configuration of the present invention, since no load is applied to the
[0054]
As the Young's modulus E of the pressurizing
[0055]
The pressurizing
[0056]
In the present embodiment, non-magnetic stainless steel SUS304 having a thickness of 2 mm is used by bending it into a U-shape.
[0057]
[0058]
The
[0059]
The
[0060]
FIG. 7 schematically shows a state of generation of an alternating magnetic flux near the fixing nip portion N. The magnetic flux C represents a part of the generated alternating magnetic flux.
[0061]
The alternating magnetic flux (C) guided to the
[0062]
The temperature of the fixing nip N is controlled such that a predetermined temperature is maintained by controlling the current supply to the
[0063]
Thus, the
[0064]
As shown in FIG. 3, the length L R of length L F and a pressure roller of the fixing
[0065]
The
[0066]
In this example, since a toner containing a low softening substance was used in the toner t, an oil applying mechanism for preventing offset was not provided in the fixing device, but when a toner containing no low softening substance was used, 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.
[0067]
A)
The
[0068]
As the insulating coating, a coating having heat resistance is preferably used in consideration of heat conduction due to heat generation of the fixing
[0069]
Here, the density may be improved by applying pressure from outside the
[0070]
In order for the magnetic field generated by the
[0071]
Therefore, in this example, as shown in FIG. 2, the shape of the
[0072]
As the material of the
[0073]
The shorter the distance between the
[0074]
With respect to the
[0075]
B) Fixing
FIG. 8 is a schematic diagram of the layer structure of the fixing
[0076]
a.
The
[0077]
The thickness is preferably larger than the skin depth represented by the following formula and 200 μm or less. The skin depth σ [m] is σ = 503 × (ρ / fμ) 1/2 with the frequency f [Hz] of the excitation circuit, the magnetic permeability μ, and the specific resistance ρ [Ωm].
It is expressed as
[0078]
This indicates the depth of absorption of electromagnetic waves used in electromagnetic induction. At depths below this, the intensity of electromagnetic waves is less than 1 / e, and conversely, most energy is absorbed up to this depth. (FIG. 10).
[0079]
The thickness of the
[0080]
b.
The
[0081]
The thickness of the
[0082]
When a color image is printed, a solid image is formed over a large area on the recording material P, particularly for a photographic image. In this case, if the heating surface (release layer 3) cannot follow the unevenness of the recording material or the unevenness of the toner layer, uneven heating will occur, and uneven gloss will occur in the image in portions where the amount of heat transfer is large and small. 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. If the thickness of the
[0083]
If the hardness of the
[0084]
Regarding the thermal conductivity λ of the
[0085]
The thermal conductivity λ is 6 × 10 −4 [cal / cm · sec · deg. ], The thermal resistance is large, and the temperature rise in the surface layer (release layer 3) of the fixing film becomes slow.
[0086]
Thermal conductivity λ is 2 × 10 −3 [cal / cm · sec · deg. ], The hardness becomes too high or the compression set deteriorates.
[0087]
Therefore, the thermal conductivity λ is 6 × 10 −4 to 2 × 10 −3 [cal / cm · sec · deg. ] Is good. More preferably, 8 × 10 −4 to 1.5 × 10 −3 [cal / cm · sec · deg. ] Is good.
[0088]
c. Release layer 3
The release layer 3 can be made of a material having good releasability and heat resistance, such as fluororesin, silicone resin, fluorosilicone rubber, fluororubber, silicone rubber, PFA, PTFE, and FEP.
[0089]
The thickness of the release layer 3 is preferably 1 to 100 μm. If the thickness of the release layer 3 is less than 1 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
[0090]
Further, as shown in FIG. 9, in the layer structure of the fixing
[0091]
As the heat insulating layer 4, a heat-resistant resin such as a fluororesin, a polyimide resin, a polyamide resin, a polyamideimide resin, a PEEK resin, a PES resin, a PPS resin, a PFA resin, a PTFE resin, and a FEP resin is preferable.
[0092]
Further, the thickness of the heat insulating layer 4 is preferably from 10 to 1000 μm. 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
[0093]
Since the heat insulating layer 4 can insulate heat generated in the
[0094]
As described above, according to the present embodiment, a stable magnetic field can be generated by applying no stress to the coil core as the magnetic field generating means. Further, since no stress is applied, it is advantageous in durability.
[0095]
By using a metal or an alloy for the pressing force holding member, it becomes strong against bending, and a stable fixing nip can be formed.
[0096]
Further, by using a non-magnetic metal for the pressing force holding member, heat generation due to the magnetic field generated by the magnetic field generating means can be prevented, and the heat generation efficiency is improved.
[0097]
(Second embodiment)
In this example, as shown in FIG. 11, a
[0098]
FIG. 12 is a circuit diagram of the safety circuit used in this example. The
[0099]
Further, the
[0100]
According to this example, when the fixing device goes out of control due to a device failure, unlike the configuration in which heat is generated in the fixing nip N as shown in FIG. Even when the power supply is continued and the fixing
[0101]
According to this example, since the firing temperature of the paper was around 400 ° C., the heat generation of the fixing film could be stopped without firing the paper.
[0102]
In this example, a thermoswitch is used as the temperature detection element, but a temperature fuse may be used.
[0103]
As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects of the above-described embodiment, a temperature detecting element such as a thermoswitch or a temperature fuse is provided as a safety device outside the rotating body in a heating region of the rotating body of electromagnetic induction heating. By arranging the temperature detecting element in a non-contact manner, the surface of the rotating body is not damaged, so that it is possible to safely cut off the power supply when the heating device runs away without deteriorating the fixed image.
[0104]
In the present invention,
1) The fixing
[0105]
2) The device configuration of the fixing
[0106]
For example, as shown in FIG. 16, an endless belt-shaped
[0107]
3) The pressing
[0108]
Further, in order to supply thermal energy to the recording material also from the pressing
[0109]
4) The heating device of the present invention is not limited to the image heating and fixing device of the embodiment, but an image heating device that heats a recording material bearing an image to improve surface properties such as gloss, an image heating device that is assumed to be worn, In addition, it can be widely used as a means / apparatus for heat-treating a material to be heated, such as a device for heating and drying a material to be heated, a heating laminating device, and the like.
[0110]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the heating device of the electromagnetic induction heating type, a high pressurizing force is provided by disposing the pressurizing stay at a position where no stress is applied to the coil core as the magnetic field generating means. In addition, a stable fixing nip can be obtained, and a good fixed image can be obtained.
[0111]
In addition, by disposing a temperature detecting element, which is a safety element, in a non-contact manner in the heat generating area outside the fixing film, the fixing film is not damaged, so that the fixed image can be prevented from deteriorating and the apparatus can be prevented from deteriorating. Heating of the fixing film can be stopped safely during runaway.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus used in a first embodiment; FIG. 2 is a cross-sectional side view of a main part of a fixing device as a heating device; FIG. 3 is a front model of a main part of FIG. FIG. 4 is a front cross-sectional view of a main part of FIG. 2; FIG. 5 is a view showing a nip shape; FIG. 6 is a perspective view of a film guide member, an exciting coil, and a magnetic core; FIG. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between heat generation values.
FIG. 9 is a schematic diagram of a layer structure of a fixing film having electromagnetic induction heat generation (part 2).
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the depth of the heating layer and the electromagnetic wave intensity. FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the configuration according to the second embodiment. FIG. 12 is a safety circuit diagram according to the second embodiment. FIG. 14 is a schematic diagram of an example of a heating device (fixing device) of an electromagnetic induction heating system as a background art of the invention. FIG. 14 is a diagram showing a relationship between a magnetic flux and a heating value of a fixing film. FIG. 16 is a schematic view of another example of the configuration of the fixing device.
REFERENCE SIGNS
30
41 relay switch
Claims (5)
前記回転体及び前記支持部材を介して前記加圧部材からの加圧力を保持する金属または合金製の加圧力保持部材を有し、前記磁場発生手段は前記支持部材と前記加圧力保持部材の間以外のところに設けられていることを特徴とする像加熱装置。A magnetic field generating means, a rotating body that generates electromagnetic induction by the action of the magnetic field of the magnetic field generating means, and a resin support member fixed so as not to rotate inside the rotating body and loosely supporting the rotating body. A pressurizing member that forms the nip portion with the support member sandwiching the rotating body therebetween , and conveys the recording material between the rotary body and the pressurizing member of the nip portion and conveys the recording material. In an image heating device that heats an image on a recording material by body heat ,
Between the rotating body and said have a metal or alloy pressure holding member for holding the pressure from the through supporting member and the pressure member, the said magnetic field generating means and the support member and the pressure holding member An image heating device provided in a place other than the above.
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