JP3726872B2 - Fixing device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法を用いる複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置において、特に、記録媒体上に転写されたトナー像を電磁誘導加熱により定着する定着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記画像形成装置においては、感光体等の像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナー像に現像した後、トナー像を記録媒体上に転写し、この記録媒体上に転写されたトナー像を定着装置によりて定着するようにしている。従来、この定着装置として電磁誘導加熱により定着する方式が種々提案されている。例えば、特許第2616433号公報においては、定着ローラに加圧ローラとの接触部を除く外周に沿って円弧状に磁界発生手段を配設する方式を提案している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の定着装置においては、加熱される定着ローラ表面に向かう磁界発生手段からの磁束は定着ローラに捕捉されるため、漏洩磁束になりにくいが、定着ローラとは反対側の磁界発生手段からの磁束は漏洩しやすいという問題を有している。
【0004】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、磁界発生手段において発生する磁束の漏洩を防止することができる定着装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
そのため本発明の定着装置は、電磁誘導加熱により記録媒体上にトナーを定着する定着装置において、磁性体からなる定着ローラと、該定着ローラに押圧される加圧ローラと、前記定着ローラの外周に配設される磁界発生手段と、該磁界発生手段の定着ローラとは反対側に配設された磁束捕捉部材とを備え、前記磁束捕捉部材を磁界発生手段の励磁コイルの向きに合わせて分割して配設したことを特徴とする。
以上
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明が適用される画像形成装置の1例を示す全体構成図である。この画像形成装置は、4色のトナーによりフルカラー画像を形成することができるカラー電子写真プリンタであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、電子写真法を用いる全ての画像形成装置に適用可能である。
【0007】
感光体1は、薄肉円筒状の導電性基材とその表面に形成された感光層とを有し、図示しない駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される。この感光体1の周囲には、その回転方向に沿って、感光体1を一様に帯電するための帯電装置2、感光体1上に静電潜像を形成するための露光装置3、静電潜像を現像するための回転式現像装置4、感光体1上に形成された単色のトナー像を転写するための中間転写ドラム5および一次転写装置6が配設され、また中間転写ドラム5の外周には、中間転写ドラム5に形成された4色フルカラー像を記録媒体(紙等)上に転写するための二次転写装置7、記録媒体上に転写されたトナー像を定着するための定着装置9が配設されている。なお、10は記録媒体を収納する給紙トレイ、11は記録媒体搬送通路である。
【0008】
回転式現像装置4は、イエロー用現像器4Y、シアン用現像器4C、マゼンタ用現像器4Mおよびブラック用現像器4Kが回転可能に構成されており、これらの現像器4Y、4C、4M、4Kは、感光体1の1回転毎に選択的に一つの現像器の現像ローラのみが感光体1に当接可能にされている。なお、各現像器にはそれぞれのトナーが収納されたトナー容器12(図では1つのタンクのみを示している)が配設されている。
【0009】
上記構成からなる画像形成装置の作用について説明する。図示しないコンピュータからの画像形成信号が入力されると、感光体1、現像装置4の現像ローラおよび中間転写ドラム5が回転駆動される。先ず、感光体1の外周面が帯電装置2によって一様に帯電され、一様に帯電された感光体1の外周面に、露光装置3によって第1色目(例えばイエロー)の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、イエローの静電潜像が形成される。
【0010】
感光体1には、イエロー用現像器4Yが回動され、その現像ローラが接触し、これによってイエローの静電潜像のトナー像が感光体1上に形成される。一次転写装置6には上記トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、感光体1上に形成されたトナー像が中間転写ドラム5上に転写される。このとき、二次転写装置7は中間転写ドラム5から離間されている。感光体1上に残留しているトナーは感光体クリーニング装置(図示せず)によって除去された後、感光体1の外周面は除電手段(図示せず)により除電される。
【0011】
上記の処理が画像形成信号の第2色目、第3色目、第4色目に対応して、感光体1と中間転写ドラム5の1回転による潜像形成、現像、転写が繰り返され、前記画像形成信号の内容に応じた4色のトナー像が中間転写ドラム5上において重ね会わされて転写される。そして、このフルカラー画像が二次転写装置7に達するタイミングで、記録媒体が搬送通路11から二次転写装置7に供給され、このとき、二次転写装置7が中間転写ドラム5に押圧されるとともに二次転写電圧が印加され、中間転写ドラム5上のフルカラートナー像が記録媒体上に転写される。そして、この記録媒体上に転写されたトナー像は定着装置9により加熱加圧され定着される。
【0012】
本発明は、上記定着装置9に関わるものであり、図2〜図5は、本発明の定着装置の1実施形態を示し、図2は定着装置の断面図、図3は図2でケースを取り外した状態を示す斜視図、図4は図2でX方向から見た一部破断面を示す側面図、図5(A)は磁界発生手段の平面図、図5(B)は図5(A)の側面図、図6は磁束捕捉部材の配置例を示す図である。なお、以下の説明において、各図面間で同一の構成には同一番号を付けて説明を省略する場合がある。
【0013】
図2において、定着装置9は、磁性体からなる円筒状の定着ローラ13を備え、この定着ローラ13に加圧ローラ14が接触、押圧されている。加圧ローラ14は、筒状の回転軸15とその外周にシリコンゴム等の弾性層16を備え、定着ローラ13と加圧ローラ14が図示矢印に示す如く回転するとき、前記弾性層16が定着ローラ13に押圧されることによりニップ(加圧面)Nが形成されている。定着ローラ13の外周には、定着ローラ13と所定のギャップを置いて磁界発生手段17が配設されている。
【0014】
定着ローラ13および磁界発生手段17は、非磁性体からなるケース21内に収納されている。磁界発生手段17の励磁コイル20は絶縁材料からなるコイル保持部材19に保持されており、コイル保持部材19は取付部材22によりケース21に固定されている。コイル保持部材19は、図3〜図5にも示すように、定着ローラ13と所定のギャップを置いて且つ互いに間隔を設けて配設される2つの支持体19a、19bからなり、支持体19a、19bは複数の連結片19cにより連結されている。これによりコイル保持部材19の中央部に通気路24が形成されている。そして、励磁コイル20は、2つの支持体19a、19bの間で長円状のループが形成されるように支持されている。
【0015】
ケース21には、励磁コイル20に対向する位置にフェライト等からなる磁束捕捉部材23が配設され、ケース21の外部に磁束が漏洩し他の電気回路への悪影響を防止している。また、ケース21には、吸気孔21aおよび排気穴21bが形成されている。定着ローラ13の外周には、ニップNの回転方向下流側に記録媒体を定着ローラ13から剥がすための剥離爪25が配設されている。なお、26は記録媒体搬送ガイド、27は記録媒体搬送ローラである。
【0016】
図3および図4に示すように、定着ローラ13および加圧ローラ14は、それぞれ回転軸29、30によりケース21に回動自在に装着されている。定着ローラ13の回転軸29には駆動ギヤ31が固定され、駆動ギヤ31は図示しない電動モータにより回転駆動される。図4において、ケース21には、コイル20の側面に対向して磁束捕捉部材23cが設けられている。
【0017】
図6は、本発明に係わる上記磁束捕捉部材23の配置例を示す図である。定着ローラ13の軸方向にループ状に配設された励磁コイル20に対し、励磁コイル20の上面20aおよび下面20bにコイルに平行にそれぞれ磁束捕捉部材23a、23bを配置し、励磁コイル20の側面20c、20dにコイルに平行に磁束捕捉部材23c、23dを配置している。このように、コイルで発生する磁束の向きに合わせて複数の磁束捕捉部材を配置することにより、より確実に漏洩磁束を捕捉することができる。また、磁束捕捉部材23は、コイル側ではなくケース21側に固定されるため、吸気孔21aから排気孔21bに流れる通気路および中央部の通気路32を流れる通気を確保することができる。さらに、磁束捕捉部材がコイル側に近接している場合には、本来ローラを加熱すべき磁束で磁束捕捉部材が加熱されるため、加熱効率が落ちるが、本発明においては、磁束捕捉部材がコイルと定着ローラとの距離より離れているため、有効に加熱することができる。
【0018】
上記磁界発生手段17は、コイル保持部材19上に励磁コイル20がループ状に保持されており、磁界発生手段17は、定着ローラ13の外周面に沿ってほぼ平行で、定着ローラ13の軸方向に長い矩形或いは長円の外周に沿って巻かれている。これにより、コイル形成面と垂直に交差する磁力線は定着ローラ13表面にほぼ垂直に捕捉され、定着ローラ13表面を周回するような渦電流が生じ、発熱することになり、また、定着ローラ13軸方向の広範囲にわたる均一な温度上昇を実現させることができる。
【0019】
また、励磁コイル20は、それぞれが磁気的な損失を受けにくくするために、複数の被覆細線の撚り線にすることにより、トータルで大電流を流せて小さなコイルでもより効率的な加熱を可能にするとともに、撚り線にすることにより、線の剛性を高めコイルの作成を容易にしている。
【0020】
また、励磁コイル20の各周回は、同一面内に位置するように、定着ローラ13の半径方向に1層に形成している。複数回巻かれているコイルのラインが定着ローラの半径方向に重なっている場合には、ローラに近い側のコイルの磁力で遠い側の磁力線を打ち消してしまうが、コイルの各周回が全てローラ表面に対峙することで、そのどれもが発する磁力線をローラが受け止めるため、発熱効率を高めることができる。また、励磁コイル20の各周回は、コイル同士を隙間無く密に巻き、これにより太い線のコイルを形成したことと等価となり、効率の良い発熱が可能になるとともに、磁力線の打ち消し合う部分が無くなり、コイルと対峙するローラ面の均一な発熱が実現できる。
【0021】
さらに、磁界発生手段17の中央部に通気路32を形成できるため、励磁コイル20が冷却され、コイル温度上昇による発熱低下を防止することができる。また、コイル保持部材19、ケース21、搬送ガイド26等はすべて非磁性材料により構成している。磁界発生手段17の周囲に定着ローラ13以外に磁性材料があると、その磁性材料に磁力が集中し部分的に高温になるが、磁界発生手段17の隣接部材を非磁性材料で形成することにより、異常な磁力集中を防ぎ、均一な加熱とともに、他部材への加熱がなく定着ローラ13を効率良く加熱することができる。
【0022】
上記構成からなる本発明の作用について説明する。図示しない励磁回路により、励磁コイル20に交流電流を通電すると、励磁コイル20と定着ローラ13との間に交流磁界が発生し、交流磁界中に置かれた磁性体の定着ローラ13に電磁誘導作用により渦電流が流れ、その電流と金属自身の抵抗によりジュール熱が発生し、定着ローラ13それ自身が自己加熱され、その温度が上昇される。そして、定着ローラ13の回転が行われながらその温度が上昇され、温度センサ24の出力により所定の温度にまで昇温されたことを検出すると、その後は定着ローラ13の表面温度を所定の温度に維持するように制御される。記録媒体が定着ローラ13にまで移動されてくると、記録媒体は定着ローラ13と加圧ローラ14との間に導かれ、両ローラによって加熱、加圧され、これにより、トナーが記録媒体上に定着される。
【0023】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、定着ローラ13と加圧ローラ14をほぼ水平方向に配置し、記録媒体の搬送方向Yを下から上に向かう略垂直方向とした例を示しているが、定着ローラ13と加圧ローラ14をほぼ垂直方向に配置し、記録媒体の搬送方向Yを略水平方向としてもよい。
【0024】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば、磁界発生手段において発生する磁束の漏洩を防止することができる。また、コイルの冷却を妨げることがなく、かつ、磁束捕捉部材が加熱されることがないため、加熱効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される画像形成装置の1例を示す全体構成図である。
【図2】本発明の定着装置の1実施形態を示す断面図である。
【図3】図2でケースを取り外した状態を示す斜視図である。
【図4】図2でX方向から見た一部破断面を示す側面図である。
【図5】図5(A)は磁界発生手段の平面図、図5(B)は図5(A)の側面図である。
【図6】本発明に係わる磁束捕捉部材の配置例を示す図である。
【符号の説明】
13…定着ローラ
14…加圧ローラ
17…磁界発生手段
23…磁束捕捉部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device that fixes a toner image transferred onto a recording medium by electromagnetic induction heating in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a fax machine, or the like that uses electrophotography.
[0002]
[Prior art]
In the image forming apparatus, an electrostatic latent image is formed on an image carrier such as a photosensitive member, the electrostatic latent image is developed into a toner image, and then the toner image is transferred onto a recording medium. The toner image transferred above is fixed by a fixing device. Conventionally, various fixing methods using electromagnetic induction heating have been proposed as the fixing device. For example, Japanese Patent No. 2616433 proposes a method in which the magnetic field generating means is arranged in an arc shape along the outer periphery excluding the contact portion between the fixing roller and the pressure roller.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional fixing device, the magnetic flux from the magnetic field generating means directed to the surface of the fixing roller to be heated is captured by the fixing roller, so that it is difficult to cause leakage magnetic flux, but the magnetic field generating means on the side opposite to the fixing roller Has a problem that the magnetic flux is easily leaked.
[0004]
An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to provide a fixing device capable of preventing leakage of magnetic flux generated in a magnetic field generating unit.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the fixing device of the present invention is a fixing device that fixes toner on a recording medium by electromagnetic induction heating, a fixing roller made of a magnetic material, a pressure roller pressed against the fixing roller, and an outer periphery of the fixing roller. A magnetic field generation unit disposed on the side opposite to the fixing roller of the magnetic field generation unit, and the magnetic flux generation member is divided according to the direction of the excitation coil of the magnetic field generation unit. It is characterized by having been arranged .
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied. This image forming apparatus is a color electrophotographic printer capable of forming a full-color image with four color toners, but the present invention is not limited to this, and is applicable to all image forming apparatuses using electrophotography. Applicable.
[0007]
The
[0008]
The rotary developing device 4 is configured such that a yellow developing
[0009]
The operation of the image forming apparatus having the above configuration will be described. When an image forming signal is input from a computer (not shown), the
[0010]
The yellow developing
[0011]
In response to the second color, the third color, and the fourth color of the image formation signal, the above processing is repeated to form a latent image, develop, and transfer by one rotation of the
[0012]
The present invention relates to the
[0013]
In FIG. 2, the
[0014]
The fixing
[0015]
The
[0016]
As shown in FIGS. 3 and 4, the fixing
[0017]
FIG. 6 is a view showing an arrangement example of the magnetic
[0018]
In the magnetic field generating means 17, the
[0019]
Moreover, in order to make each
[0020]
Further, each turn of the
[0021]
Furthermore, since the ventilation path 32 can be formed in the central portion of the magnetic field generating means 17, the
[0022]
The operation of the present invention having the above configuration will be described. When an exciting current is supplied to the
[0023]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications are possible. For example, in the above-described embodiment, the fixing
[0024]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, leakage of magnetic flux generated in the magnetic field generating means can be prevented. Further, since the cooling of the coil is not hindered and the magnetic flux capturing member is not heated, the heating efficiency can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of a fixing device of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a state where a case is removed in FIG. 2;
4 is a side view showing a partially broken section viewed from the X direction in FIG. 2; FIG.
5A is a plan view of the magnetic field generating means, and FIG. 5B is a side view of FIG. 5A.
FIG. 6 is a view showing an arrangement example of magnetic flux capturing members according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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JP23943899A JP3726872B2 (en) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | Fixing device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP23943899A JP3726872B2 (en) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | Fixing device |
Publications (2)
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Family
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Family Applications (1)
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JP23943899A Expired - Fee Related JP3726872B2 (en) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | Fixing device |
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1999
- 1999-08-26 JP JP23943899A patent/JP3726872B2/en not_active Expired - Fee Related
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