JP3584132B2 - Image heating device - Google Patents

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JP3584132B2
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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N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N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(>N)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N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Lと加圧ローラの長さL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L>L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]
Reference numeral 10 denotes a cylindrical fixing film having an electromagnetic induction heating layer (a conductor layer, a magnetic layer, and a resistor layer) and serving as an electromagnetic induction heating rotating body.
[0009]
Numeral 16 denotes a gutter-shaped film guide member having a substantially semicircular cross section, and the cylindrical fixing film 10 is loosely fitted outside the film guide member 16.
[0010]
Numeral 15 denotes a magnetic field generating means disposed inside the film guide member 16 and comprises an exciting coil 18 and an E-shaped magnetic core (core material) 17.
[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 film guide member 16 with the fixing film 10 interposed therebetween, and is pressed against each other. The magnetic core 17 of the magnetic field generating means 15 is disposed at a position corresponding to the fixing nip portion N.
[0012]
The pressure roller 30 is driven to rotate in the counterclockwise direction indicated by the arrow by the driving means M. A rotational force acts on the fixing film 10 by a frictional force between the pressing roller 30 and the outer surface of the fixing film 10 due to the rotational driving of the pressing roller 30, and the inner surface of the fixing film 10 is fixed at the fixing nip portion N. While closely sliding on the lower surface of the guide member 16, the film guide member 16 is rotated in a clockwise direction as indicated by an arrow at a peripheral speed substantially corresponding to the rotational peripheral speed of the pressure roller 30 (pressure roller drive method).
[0013]
The film guide member 16 serves to pressurize the fixing nip, support the exciting coil 18 and the magnetic core 17 as the magnetic field generating means 15, support the fixing film 10, and stabilize the conveyance of the film 10 during rotation. I do. The film guide member 16 is an insulating member that does not hinder the passage of magnetic flux, and is made of a material that can withstand a required load.
[0014]
The exciting coil 18 generates an alternating magnetic flux by an alternating current supplied from an exciting circuit (not shown). FIG. 14 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.
[0015]
The alternating magnetic flux (C) is intensively distributed in the fixing nip N by the E-shaped magnetic core 17 corresponding to the position of the fixing nip N, and the alternating magnetic flux (C) is distributed in the fixing film 10 in the fixing nip N. An eddy current is generated in the electromagnetic induction heating layer. This eddy current generates Joule heat in the electromagnetic induction heating layer due to the specific resistance of the electromagnetic induction heating layer. The heat value Q here is determined by the density of the magnetic flux passing through the electromagnetic induction heating layer, and has a distribution as shown in FIG. In the graph of FIG. 14, the horizontal axis represents the fixing nip center as 0, and the position of the fixing film is represented by an angle θ from the fixing nip center. The vertical axis represents the heat value Q in the electromagnetic induction heating layer of the fixing film 10.
[0016]
The electromagnetically induced heat of the fixing film 10 is generated intensively in the fixing nip N where the alternating magnetic flux is intensively distributed, and the fixing nip N is heated with high efficiency.
[0017]
The temperature of the fixing nip N is controlled such that a predetermined temperature is maintained by controlling the current supply to the exciting coil 18 by a temperature control system including a temperature detection unit (not shown).
[0018]
Thus, the pressure roller 30 is driven to rotate, and accordingly, the cylindrical fixing film 10 rotates around the film guide member 16, and the power is supplied from the excitation circuit to the excitation coil 18 as described above. The recording material P on which the unfixed toner image t formed from the image forming means (not shown) is fixed in a state where the electromagnetic induction heat is generated and the fixing nip N rises to a predetermined temperature and the temperature is adjusted. The image surface is introduced between the fixing film 10 and the pressure roller 30 in the nip portion N with the image surface facing upward, that is, opposed to the fixing film surface. The fixing nip N is conveyed while being held together with the film 10. In the process of nipping and transporting the recording material P together with the fixing film 10 through the fixing nip N, the unfixed toner image t on the recording material P is heated and fixed by heating by the electromagnetic induction heat of the fixing film 10. After passing through the fixing nip N, the recording material P is separated from the outer surface of the rotary fixing film 10 and is discharged and conveyed.
[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]
Reference numeral 101 denotes a photosensitive drum (image carrier) made of an organic photosensitive member or an amorphous silicon photosensitive member, and is rotated at a predetermined process speed (peripheral speed) in a counterclockwise direction indicated by an arrow.
[0023]
The photosensitive drum 101 undergoes a uniform charging process of a predetermined polarity and potential by a charging device 102 such as a charging roller during the rotation process.
[0024]
Next, the charged surface is subjected to a scanning exposure process of target image information by a laser beam 103 output from a laser optical box (laser scanner) 110. The laser optical box 110 outputs a laser beam 103 modulated (on / off) in accordance with a time-series electric digital pixel signal of target image information from an image signal generating device such as an image reading device (not shown) to output a rotating photoconductor. An electrostatic latent image corresponding to the target image information scanned and exposed on the surface of the drum 101 is formed. A mirror 109 deflects the output laser light from the laser optical box 110 to the exposure position of the photosensitive drum 101.
[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 unit 104 of the four-color color developing device 104. Is developed as a yellow toner image by the operation of the container 104Y. The yellow toner image is transferred onto the surface of the intermediate transfer drum 105 at a primary transfer portion T1 which is a contact portion (or a close portion) between the photosensitive drum 101 and the intermediate transfer drum 105. After the transfer of the toner image to the surface of the intermediate transfer drum 105, the surface of the rotary photoconductor drum 101 is cleaned by the cleaner 107 after removing the adhered residue such as untransferred toner.
[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 magenta developing device 104M is activated), and the third color. The color separation component images (for example, the cyan component image and the cyan developing device 104C are activated) and the fourth color separation component image (for example, the black component image and the black developing device 104BK are activated) are sequentially executed for the color separation component images, and the intermediate transfer member The four toner images of a yellow toner image, a magenta toner image, a cyan toner image, and a black toner image are sequentially transferred onto the surface of the drum 105 in a superimposed manner, and a color toner image corresponding to a target full-color image is synthesized and formed.
[0027]
The intermediate transfer drum 105 has a medium-resistance elastic layer and a high-resistance surface layer on a metal drum, and contacts at or near the photosensitive drum 101 at an almost same peripheral speed as the photosensitive drum 101. Is rotated clockwise to apply a bias potential to the metal drum of the intermediate transfer drum 105 to transfer the toner image on the photosensitive drum 101 side to the surface of the intermediate transfer drum 105 by a potential difference from the photosensitive drum 101. .
[0028]
The color toner image synthesized and formed on the surface of the rotary intermediate transfer drum 105 is transferred to the secondary transfer portion T2 at a secondary transfer portion T2 which is a contact nip portion between the rotary intermediate transfer drum 105 and the transfer roller 106. Is transferred onto the surface of the recording material P sent at a predetermined timing from a paper supply unit (not shown). The transfer roller 106 sequentially and collectively transfers the combined color toner images from the surface of the intermediate transfer drum 105 to the recording material P by supplying charges of the opposite polarity to the toner from the rear surface of the recording material P.
[0029]
The recording material P that has passed through the secondary transfer portion T2 is separated from the surface of the intermediate transfer drum 105, introduced into the image heating device (fixing device) 100, and subjected to the heat-fixing process of the unfixed toner image to form a color image formed product. And is discharged to a discharge tray (not shown) outside the apparatus. The fixing device 100 will be described in detail in the following section (2).
[0030]
After the transfer of the color toner image to the recording material P, the rotating intermediate transfer drum 105 is cleaned by the cleaner 108 by removing the residual toner such as untransferred toner and paper dust. The cleaner 108 is normally kept in a non-contact state with the intermediate transfer drum 105, and is brought into contact with the intermediate transfer drum 105 in the process of performing the secondary transfer of the color toner image from the intermediate transfer drum 105 to the recording material P. Will be retained.
[0031]
Also, the transfer roller 106 is always kept in a non-contact state with the intermediate transfer drum 105, and the recording material is applied to the intermediate transfer drum 105 during the secondary transfer of the color toner image from the intermediate transfer drum 105 to the recording material P. It is kept in contact via P.
[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 image heating device 100 is turned upside down via a recirculation transport mechanism (not shown), and is again sent to the secondary transfer unit T2. After receiving the toner image transfer on the two surfaces, the toner image is again introduced into the image heating device 100 and subjected to the fixing process of the toner image on the two surfaces, whereby a two-sided image print is output.
[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 image heating device 100 is sent again to the secondary transfer unit T2 without being turned over via a recirculation transport mechanism (not shown). The second transfer of the toner image to the surface on which the first image has been printed is received, and the multi-image print is output by being introduced again into the image heating device 100 and undergoing the second toner image fixing process.
[0035]
In this example, the toner contains a low softening substance.
[0036]
(2) Fixing device 100
FIG. 2 is a cross-sectional side view of a main part of the fixing device 100 of this embodiment, FIG. 3 is a frontal view of the main part, and FIG. 4 is a longitudinal front view of the main part.
[0037]
Similar to the fixing device of FIG. 13, the present example apparatus 100 is an apparatus of a pressure roller driving system and an electromagnetic induction heating system using a cylindrical electromagnetic induction heating film as a rotating body. The same reference numerals are given to the same constituent members and portions as those in the apparatus of FIG. 13, and the description will not be repeated.
[0038]
The magnetic cores 17a, 17b, and 17c are members having a high magnetic permeability, and are preferably made of a material used for a transformer core such as ferrite or permalloy, and more preferably, ferrite that has a small loss even at 100 kHz or more.
[0039]
The fixing member 16b of the fixing film is an upper film guide member on which the magnetic cores 17a, 17b, and 17c and the exciting coil 18 are disposed, and has a substantially semi-circular cross section having a cross section disposed over the supporting member 16a. A mold film guide member. The film guide member 16a and the upper film guide member 16b form a substantially cylindrical body.
[0040]
Outside the assembly of the film guide member 16a and the upper film guide member 16b, a fixing film 10, which is a cylindrical electromagnetic induction heating film, is loosely fitted.
[0041]
Reference numeral 22 denotes a pressing rigid stay, which is a horizontally long pressing force holding member disposed in contact with the upper surface flat portion of the film guide 16a.
[0042]
Reference numeral 19 denotes an insulating member for insulating the magnetic core 18 from the rigid pressing stay 22.
[0043]
Reference numerals 23a and 23b denote flange members which regulate and hold the ends of the fixing film 10 and are fixedly attached to the right and left ends of the assembly of the film guide member 16a and the upper film guide member 16b.
[0044]
The pressure roller 30 as a pressure member includes a core metal 30a and a heat-resistant / elastic material layer 30b made of silicone rubber, fluoro rubber, fluoro resin, or the like, which is formed and coated concentrically around the core metal in a roller shape. , And both ends of the cored bar 30a are rotatably supported by bearings between chassis-side sheet metal (not shown) of the apparatus.
[0045]
Above the pressure roller 30, the film guide member 16a, the magnetic cores 17a, 17b, and 17c, the exciting coil 18, the upper film guide member 16b, the rigid stay for press 22, the insulating member 19, the fixing film 10, and the flange A heating unit composed of members 23a and 23b is disposed with the semicircular bottom surface of the film guide member 16a facing downward, and between the both ends of the rigid stay for press 22 and the spring receiving members 29a and 29b on the apparatus chassis side. The pressurizing springs 25a and 25b are respectively contracted to apply a pressing force to the pressurizing rigid stay 22. As a result, the lower surface of the film guide member 16a and the upper surface of the pressure roller 30 are pressed against each other with the fixing film 10 interposed therebetween, thereby forming a fixing nip portion N having a predetermined width. The lower surface of the pressing rigid stay 22 is located at a position corresponding to the fixing nip portion N with the bottom plate portion of the film guide member 16a interposed therebetween.
[0046]
The pressure roller 30 is driven to rotate in the counterclockwise direction indicated by the arrow by the driving means M. A rotational force acts on the fixing film 10 by a frictional force between the pressing roller 30 and the outer surface of the fixing film 10 due to the rotational driving of the pressing roller 30, and the inner surface of the fixing film 10 is fixed at the fixing nip portion N. The outer periphery of the film guide member 16a and the upper film guide member 16b is rotated in a clockwise direction indicated by an arrow at a peripheral speed substantially corresponding to the rotational peripheral speed of the pressure roller 30 while sliding in close contact with the lower surface of the guide member 16a. Become.
[0047]
In this case, in order to reduce the mutual sliding friction force between the lower surface of the film guide member 16a and the inner surface of the fixing film 10 in the fixing nip portion N, the lower surface of the film guide 16a of the fixing nip portion N and the inner surface of the fixing film 10 are reduced. A lubricant such as heat-resistant grease may be interposed therebetween, or the lower surface of the film guide member 16a may be covered with a lubricant.
[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 film guide 16 as shown in FIG. If nip central portion has a fixing nip width N 1 necessary for obtaining a good fixing property, a sufficient fixing in the narrower becomes poor fixing region nip width than N 1 of the fixing nip central portion by insufficient rigidity of the film guide 16 Sex was not obtained.
[0050]
As a comparative example 2, when a pressing rigid stay 22 is disposed on a magnetic core 17 via an insulating member 19 as shown in FIG. 15 and a high pressing force is applied, as shown in FIG. A nip width (> N 1 ) was obtained. However, the magnetic core 17 has the property of being hard but brittle, and there is a possibility that the core will crack if an excessive load is applied. In addition, the excitation coil 18 must maintain insulation between turns of the coil, and if an excessive load is applied thereto, the insulation coating of the coil may be damaged and dielectric breakdown may occur. In Comparative Example 2, the magnetic core was not able to withstand the high pressing force, and the magnetic core was broken, thereby damaging the insulating coating of the exciting coil.
[0051]
Therefore, in the present invention, the magnetic core and the exciting coil are not arranged between the pressing position of the pressing rigid stay 22 and the fixing nip. In the present embodiment, the excitation coil and the magnetic core are disposed above the pressing stay 22, and only the film guide 16 a and the fixing film 10 are provided between the pressing position of the pressing stay 22 and the fixing nip. Configuration.
[0052]
According to the above configuration, a stable fixing nip as shown in FIG. 5A could be obtained without applying a load to the magnetic cores 17a, 17b, 17c and the exciting coil 18 as the magnetic field generating means. In the present embodiment, a stable fixing nip was obtained in which the nip width at the central portion was not reduced even when a total pressing force of 40 N was applied, and there was almost no change with time due to durability.
[0053]
Further, in the configuration of the present invention, since no load is applied to the magnetic cores 17a, 17b, 17c and the exciting coil 18, there is no restriction on the shape of the core coil, and the heat generation efficiency can be improved.
[0054]
As the Young's modulus E of the pressurizing rigid stay 22, a metal or alloy with E ≧ 7 × 10 10 is preferable. In the case of E <7 × 10 10 is cause crooked pressurizing rigid stay 22 not completely bear the increased pressure, can not be secured nip width N 1 necessary for good fixing.
[0055]
The pressurizing rigid stay 22 is preferably made of a nonmagnetic metal or alloy. When the pressurizing rigid stay 22 is a magnetic metal, the stay itself generates heat by absorbing a part of the magnetic field generated by the exciting coil 18, and the heat generation efficiency of the fixing film 10 is reduced. If the pressurizing rigid stay 22 is a non-magnetic metal or alloy, an effect of shielding the magnetic field can be obtained, and a decrease in the heat generation efficiency of the fixing film 10 can be prevented.
[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]
Reference numeral 16e (FIG. 6) denotes a plurality of lower film guide circumferential ribs formed on the side surface of the upper film guide member 16b at intervals along the length of the film guide member. The convex rib portion 16e functions to reduce the contact sliding resistance between the side surface of the film guide member 16b and the inner surface of the fixing film 10, thereby reducing the rotational load of the fixing film 10. Such a convex rib portion can be formed and provided on the film guide member 16a in a similar shape.
[0058]
The excitation coil 18 in the upper film guide member 16b is connected to an excitation circuit 27 (FIG. 6) at the power supply portions 18a and 18b. The excitation circuit 27 can generate a high frequency of 20 kHz to 500 kHz by a switching power supply.
[0059]
The exciting coil 18 in the upper film guide member 16b generates an alternating magnetic flux by an alternating current (high-frequency current) supplied from the exciting circuit 27.
[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 magnetic cores 17a, 17b, and 17c is intensively distributed between the magnetic cores 17a and 17b and between 17a and 17c, and is distributed to the electromagnetic induction heating layer 1 of the fixing film 10. Generates eddy currents. This eddy current generates Joule heat (eddy current loss) in the electromagnetic induction heating layer 1 due to the specific resistance of the electromagnetic induction heating layer 1. The heat value Q here is determined by the density of the magnetic flux passing through the electromagnetic induction heating layer 1, and shows a distribution as shown in the graph of FIG. The graph of FIG. 7 shows the position of the fixing film 10 by the angle θ from the center of the fixing nip, with the center of the fixing nip being 0 on the horizontal axis. The vertical axis represents the heat value Q in the electromagnetic induction heating layer 1 of the fixing film 10. Here, the heating area H is defined as an area where the heating value is Q / e or more, where Q is the maximum heating value.
[0062]
The temperature of the fixing nip N is controlled such that a predetermined temperature is maintained by controlling the current supply to the exciting coil 18 by a temperature control system including a temperature detection unit (not shown). Reference numeral 26 denotes a temperature sensor such as a thermistor for detecting the temperature of the fixing film 10. In this example, the temperature sensor 26 is brought into contact with the fixing film 10 immediately after the fixing nip, and based on the temperature information, the fixing nip N The temperature is controlled.
[0063]
Thus, the pressure roller 30 is driven to rotate, and accordingly, the cylindrical fixing film 10 rotates around the film guide member 16a and the upper film guide member 16b, and the excitation circuit 27 excites the inside of the upper film guide member. In a state where the fixing film 10 is heated by the electromagnetic induction heating of the fixing film 10 to a predetermined temperature by the power supply to the coil 18 as described above, the unfixed toner image conveyed from the image forming means unit. The recording material P on which the t is formed is introduced between the fixing film 10 and the pressure roller 30 in the fixing nip portion N with the image surface facing upward, that is, opposed to the fixing film surface. The fixing nip N is conveyed together with the fixing film 10 in close contact with the outer surface of the fixing film 10. In the process of nipping and transporting the recording material P together with the fixing film 10 through the fixing nip N, the unfixed toner image t on the recording material P is heated and fixed by heating by the electromagnetic induction heat of the fixing film 10. After passing through the fixing nip N, the recording material P is separated from the outer surface of the rotary fixing film 10 and is discharged and conveyed. After passing through the fixing nip, the heat-fixed toner image on the recording material is cooled and becomes a permanent fixed image.
[0064]
As shown in FIG. 3, the length L R of length L F and a pressure roller of the fixing film 10 is in the L F> L R to be prevented that damage the pressure roller at the film edge .
[0065]
The flange members 23a and 23b receive the ends of the fixing film 10 when the fixing film 10 rotates, and play a role of restricting the shifting of the fixing film along the length of the film guide member. The flange members 23a and 23b may be configured to rotate following the fixing film 10.
[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) Excitation coil 18
The exciting coil 18 is formed by bundling a plurality of copper thin wires (bundled wires), each of which is individually insulated and coated, as a conducting wire (electric wire) constituting a coil (wire loop), and winding the winding a plurality of times to excite. Forming a coil. In this example, the exciting coil 18 is formed by winding 12 turns.
[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 film 10. In this embodiment, a coating with polyimide is used, and the heat resistance temperature is 220 ° C.
[0069]
Here, the density may be improved by applying pressure from outside the excitation coil 18.
[0070]
In order for the magnetic field generated by the exciting coil 18 and the magnetic cores 17a, 17b, 17c to be efficiently absorbed by the heat generating layer of the fixing film 10, the heat generating layer 1 of the fixing coil 10 and the exciting coil 18 and the magnetic cores 17a, 17b, 17c are required. It is better to be as close as possible.
[0071]
Therefore, in this example, as shown in FIG. 2, the shape of the exciting coil 18 is made to follow the curved surface of the heat generating layer. In this embodiment, the distance between the heat generated by the fixing film 10 and the exciting coil 18 is set to be approximately 1 mm.
[0072]
As the material of the film guide members 16a and 16b, a material having excellent insulation properties and good heat resistance in order to secure insulation from the fixing film 10 is preferable. For example, a phenol resin, 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, a FEP resin, an LCP resin, or the like may be selected.
[0073]
The shorter the distance between the magnetic cores 17a, 17b, 17c and the exciting coil 18 and the heat generating layer of the fixing film is, the higher the magnetic flux absorption efficiency is. However, when the distance exceeds 5 mm, the efficiency is reduced. It is preferable to set the thickness to 5 mm or less because it is significantly reduced. If the distance is within 5 mm, the distance between the heating layer of the fixing film 10 and the exciting coil 18 does not need to be constant.
[0074]
With respect to the lead wires 18a and 18b of the exciting coil 18 from the film guide member 16a, portions outside the film guide member 16a are covered with insulating coating outside the bundle.
[0075]
B) Fixing film 10
FIG. 8 is a schematic diagram of the layer structure of the fixing film 10 in this example. The fixing film 10 of the present embodiment includes a heating layer 1 made of a metal film or the like serving as a base layer of an electromagnetic induction heating fixing film, an elastic layer 2 laminated on its outer surface, and a release layer 3 laminated on its outer surface. It has a composite structure. A primer layer (not shown) may be provided between each layer for adhesion between the heat generating layer 1 and the elastic layer 2 and adhesion between the elastic layer 2 and the release layer 3. In the cylindrical fixing film 10, the heat generating layer 1 is on the inner side, and the release layer 3 is on the outer side. As described above, when the alternating magnetic flux acts on the heat generating layer 1, an eddy current is generated in the heat generating layer 1, and the heat generating layer 1 generates heat. The heat heats the fixing film 10 via the elastic layer 2 and the release layer 3, and heats a recording material as a material to be passed through the fixing nip N to heat and fix the toner image.
[0076]
a. Heating layer 1
The heat generating layer 1 may be made of a non-magnetic metal, but is preferably made of a ferromagnetic metal such as nickel, iron, ferromagnetic SUS, or a nickel-cobalt alloy.
[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 heat generating layer 1 is preferably 1 to 100 μm. If the thickness of the heat generating layer 1 is smaller than 1 μm, most of the electromagnetic energy cannot be absorbed, so that the efficiency is deteriorated. On the other hand, if the heat generating layer exceeds 100 μm, the rigidity becomes too high, and the flexibility deteriorates, which is not practical for use as a rotating body. Therefore, the thickness of the heat generating layer 1 is preferably 1 to 100 μm.
[0080]
b. Elastic layer 2
The elastic layer 2 is a material having good heat resistance and good thermal conductivity, such as silicone rubber, fluorine rubber, or fluorosilicone rubber.
[0081]
The thickness of the elastic layer 2 is preferably from 10 to 500 μm. The elastic layer 2 has a thickness necessary to guarantee the quality of a fixed image.
[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 elastic layer 2 is 10 μm or less, the elastic layer 2 cannot follow the unevenness of the recording material or the toner layer, resulting in uneven image gloss. When the thickness of the elastic layer 2 is 1000 μm or more, the thermal resistance of the elastic layer becomes large, and it is difficult to realize a quick start. More preferably, the thickness of the elastic layer 2 is preferably 50 to 500 μm.
[0083]
If the hardness of the elastic layer 2 is too high, the elastic layer 2 cannot follow the irregularities of the recording material or the toner layer, resulting in uneven image gloss. Therefore, the hardness of the elastic layer 2 is preferably 60 ° (JIS-A) or less, more preferably 45 ° (JIS-A) or less.
[0084]
Regarding the thermal conductivity λ of the elastic layer 2, λ = 6 × 10 −4 to 2 × 10 −3 [cal / cm · sec · deg. ] Is good.
[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 elastic layer 2 is lost.
[0090]
Further, as shown in FIG. 9, in the layer structure of the fixing film 10, a heat insulating layer 4 may be provided on the free surface side of the heat generating layer 1 (the side opposite to the elastic layer 2 side of the heat generating layer 1).
[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 heat generating layer 1 and the magnetic cores 17a, 17b, 17c and the exciting coil 18 increases, and the magnetic flux cannot be sufficiently absorbed by the heat generating layer 1.
[0093]
Since the heat insulating layer 4 can insulate heat generated in the heat generating layer 1 so as not to go to the inside of the fixing film, the efficiency of heat supply to the recording material P is improved as compared with the case where the heat insulating layer 4 is not provided. Therefore, power consumption can be reduced.
[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 thermo switch 40 as a temperature detecting element is provided at a position of the fixing film 10 opposite to the heat generating region H to cut off power supply to the exciting coil 18 at the time of runaway. I have. Further, the magnetic cores 17a, 17b, and 17c and the exciting coil 18 were disposed at a position rotated by about 90 ° upstream of the fixing nip. Thereby, the heat generation region H can be made closer to the fixing nip. Except for this, the configuration is the same as that of the first embodiment, and the same reference numerals are given to the same components and portions as those of the apparatus of FIG.
[0098]
FIG. 12 is a circuit diagram of the safety circuit used in this example. The thermo switch 40, which is a temperature detecting element, is connected in series with the +24 VDC power supply and the relay switch 41. When the thermo switch 40 is turned off, power supply to the relay switch 41 is cut off, the relay switch 41 operates, and the excitation circuit 27 When the power supply to the excitation coil 18 is cut off, the power supply to the excitation coil 18 is cut off. The thermoswitch 40 was set to an OFF temperature of 220 ° C.
[0099]
Further, the thermoswitch 40 is disposed in a non-contact manner on the outer surface of the fixing film 10 so as to face the heat generating area H of the fixing film 10. The distance between the thermoswitch 40 and the fixing film 10 was approximately 2 mm. Thereby, the fixing film 10 is not damaged by the contact of the thermoswitch 40, and the deterioration of the fixed image due to the durability can be prevented.
[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 film 10 continues to generate heat, the paper is not directly heated because no heat is generated in the fixing nip portion N where the paper is sandwiched. Further, since the thermoswitch 40 is disposed in the heat generation region H where the amount of generated heat is large, the thermoswitch 40 senses 220 ° C., and when the thermoswitch is turned off, the relay switch 41 switches to the exciting coil 18. Is cut off.
[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 film 10 with heat generated by electromagnetic induction may have a configuration in which the elastic layer 2 is omitted in the case of heat fixing such as a monochrome or one-pass multicolor image. The heat generating layer 1 may be formed by mixing a metal filler into a resin. The heating layer may be a single layer member.
[0105]
2) The device configuration of the fixing device 100 as a heating device is not limited to the pressure roller driving method of the embodiment.
[0106]
For example, as shown in FIG. 16, an endless belt-shaped fixing film 10 of electromagnetic induction heat is suspended and stretched between a film guide 16, a driving roller 31, and a tension roller 32. It is also possible to adopt a configuration in which the fixing unit 10 and the pressing roller 30 serving as a pressing member are pressed against each other with the fixing film 10 interposed therebetween to form a fixing nip portion N, and the fixing film 10 is rotationally driven by the driving roller 31. In this case, the pressure roller 30 is a driven rotation roller.
[0107]
3) The pressing member 30 is not limited to the roller body, but may be another type of member such as a rotating belt type.
[0108]
Further, in order to supply thermal energy to the recording material also from the pressing member 30 side, a heat generating means such as electromagnetic induction heating is provided on the pressing member 30 side so as to heat and control the temperature to a predetermined temperature. You can also.
[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 LIST 1 heat generating layer 2 elastic layer 3 release layer 4 heat insulating layer 10 fixing film 16 film guides 17a to 17c magnetic core 18 exciting coil 22 pressurizing rigid stays 23a and 23b fixing / holding flange members 25a and 25b Pressure spring member 26 Temperature detection element (thermistor)
30 Pressure roller 40 as pressure member Temperature detecting element (thermo switch)
41 relay switch

Claims (5)

  1. 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.
  2. 前記回転体はエンドレスフィルムであることを特徴とする請求項1の像加熱装置。2. The image heating apparatus according to claim 1, wherein said rotator is an endless film.
  3. 前記加圧力保持部材のヤング率EがE≧7×1010であることを特徴とする請求項の像加熱装置。2. The image heating apparatus according to claim 1 , wherein a Young's modulus E of the pressing force holding member satisfies E ≧ 7 × 10 10 .
  4. 前記加圧力保持部材が非磁性の金属または合金からなることを特徴とする請求項1または3の像加熱装置。An apparatus according to claim 1 or 3, wherein the pressure holding member is made of a nonmagnetic metal or alloy.
  5. 前記回転体の発熱域に前記回転体の外側から非接触で温度検知素子を配設したことを特徴とする請求項1乃至のいずれかの像加熱装置。One of the image heating apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that arranged the temperature sensing element in a non-contact from the outside of the rotating body to the heating zone of the rotating body.
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