JP4122912B2

JP4122912B2 - Fixing device and image forming apparatus using the same

Info

Publication number: JP4122912B2
Application number: JP2002279737A
Authority: JP
Inventors: 啓介高橋; 健次郎西脇
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2022-09-25
Also published as: JP2004117727A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録材上に転写した現像剤を定着させるための定着装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザプリンタ等の画像形成装置において、記録材上に転写した現像剤を定着させるための一般的な定着装置は、例えば円筒状の加熱ローラと、この加熱ローラに平行して接触する加圧ローラとを備えており、前記加熱ローラと加圧ローラとの間に例えば記録用紙などの記録材を通過させ、前記加熱ローラの熱（例えば、１５０℃前後に加熱されている）により前記記録材に転写されている例えばトナーなどの未定着の現像剤を当該記録材に定着させる構成を有する。
【０００３】
そして、加熱ローラを加熱するために、ハロゲンランプを加熱源にしたものや電磁誘導加熱装置を加熱源としたものがある。
加熱ローラを加熱するためにハロゲンランプを加熱源とした定着装置は、中空状の加熱ローラの内部にハロゲンランプが配置され、このハロゲンランプに電流を流すことによってハロゲンランプから赤外線が放射されて加熱ローラの内壁に到達し熱変換され、加熱ローラの表面に熱伝導するものである。この構成によれば、加熱ローラ内にハロゲンランプを配置するための固定具や電気回路との接続部品等が必要となり、この固定具及び接続部品等を含み用紙に接触していない部分も一様に温められるので、大気中に無駄に拡散される熱量が大きく、エネルギーの無駄が多く、ハロゲンランプに電流を印加してから加熱ローラが現像剤の定着温度（１５０℃前後）に到達するまでのウォーミングアップ時間が長いものとなる。
【０００４】
一方、前述のウォーミングアップ時間を短縮するものとして、加熱ローラを加熱するために、電磁誘導加熱装置を加熱源とした定着装置がある。
電磁誘導加熱装置を加熱源とした定着装置は、加熱ローラの記録材との接触部位の反対側において、電磁誘導加熱装置を配置している。この電磁誘導加熱装置は、ローラ軸方向にのびるように渦巻状に巻いて平面状にしたコイル（平面コイル）を加熱ローラの略半円周面に沿って一定のギャップを維持し、円弧状に覆うように屈曲して配設し、このコイルに交流を与えることによって加熱ローラに交流磁界を与えることにより加熱している。（例えば、特許文献１参照）
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−０７２７５５号公報（第４−５頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された定着装置によれば、加熱ローラの略半円周面に沿ってギャップを介して覆うようにコイルを配設しているので、このギャップにバラツキが発生すると、この電磁誘導装置によって加熱される加熱効率の変化が生じ、加熱ローラの表面温度がばらつき易いという問題があった。
【０００７】
また、コイルがギャップを介して直接加熱ローラに対向するように配設されているので、加熱された加熱ローラから外方へ輻射される輻射熱がコイルに直接伝達し、コイルが加熱されて電気抵抗が増加し、電磁誘導装置の加熱効率を低減させてしまうことがあるという問題があった。
【０００８】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、加熱体を加熱するために電磁誘導加熱装置を備えた定着装置において、コイルと加熱体との相対位置のバラツキが発生しても、加熱体の温度バラツキを低減でき、且つ、コイルが加熱ローラから受ける熱輻射量を低減でき、安定した加熱効率が得られる定着装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
かかる目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、表面が磁性金属で覆われるように構成されるか、又は磁性金属フィルムで形成され、巡回移動することにより記録材を搬送する加熱体と、その加熱体を加熱する電磁誘導加熱手段とを備え、前記電磁誘導加熱手段は、両端が開放される中空部を有するように筒状に巻かれたコイルであり、前記加熱体は、前記コイルの中空部の内部に配置され、前記筒状のコイルにおける中空部の一端は、前記加熱体における記録材の搬送位置を向くように開放されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の定着装置によれば、コイルの筒状部の内方に前記加熱体を位置させたので、コイルと加熱体との相対位置のバラツキが発生しても、加熱体を加熱する加熱効率の変化が少なく、加熱体の温度バラツキも低減できる。つまり、加熱体の両辺と両端が筒状部のコイル内にあるので、加熱体両辺の一辺がコイルから遠ざかると、他辺がコイルに近接し、加熱体の両端の一端がコイルから遠ざかると、他端がコイルに近接し、これらが相まって、加熱体を加熱する加熱効率の変化を低減できる。
【００１１】
次に、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記加熱体は加熱ローラであり、前記コイルは前記加熱ローラの中心軸を筒状部の内方に含むように巻き付けられていることを特徴とする。
請求項２に記載の定着装置によれば、さらに加熱ローラの温度バラツキを低減できるので、加熱ローラをより効率良く加熱できる。
【００１２】
つまり、加熱ローラの中心軸をコイルの筒状部の内方に含むことにより、加熱ローラの中心軸に直交する軸を延長する両側にコイルが巻かれているので、加熱ローラの加熱温度が安定し、加熱ローラをより効率良く加熱できる。
次に、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記加熱体はフィルムであり、前記コイルは前記フィルムの加熱領域の半分以上が前記筒状部の内方に位置するように巻き付けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の定着装置によれば、さらに加熱体の温度バラツキを低減できるので、加熱体をより効率良く加熱できる。
つまり、加熱体をフィルムとし、低熱容量化したので、この加熱体を定着温度まで上昇させるのに要する熱量が低減でき、さらに、前記フィルムの加熱領域の半分以上が前記筒状部の内方に位置するように配設することで、一層効率良く加熱できる。
【００１４】
次に、請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の定着装置において、前記加熱体は加熱ローラであり、前記コイルの前記筒状部は、前記加熱ローラの軸方向の両辺に沿って相対向する側壁が平行であることを特徴とする。
請求項４に記載の定着装置によれば、コイルが加熱ローラから受ける熱輻射量を低減できるのでコイルの電気抵抗が増加することなく、加熱効率を良好にできる。
【００１５】
つまり、前記コイルの前記筒状部は、前記加熱ローラの軸方向の両辺に沿って相対向する側壁が平行であり、加熱ローラは円筒形であるので、加熱ローラの中心軸に直交する軸が筒状部の側壁に対して直交する位置において、加熱ローラの外周面とコイルとの距離が最も近接し、この位置から加熱ローラの円周方向に沿って加熱ローラの外周面とコイルとの距離が除々に増すので、コイルが加熱ローラから受ける熱輻射量を低減できる。
【００１６】
次に、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか記載の定着装置において、前記コイルは、絶縁皮膜で被覆した導電線を複数本撚り合わせた撚り線を用いたことを特徴とする。
請求項５に記載の定着装置によれば、撚り線は単線に比べて表面積が増加し、表皮効果による巻線抵抗の増加を低減できるので、加熱効率を良好にできる。
【００１７】
つまり、コイルは高周波電流が流れると、表皮効果によってコイル表面に電流が集中して流れ易く抵抗値が増加するので、撚り線を用いることにより、コイルの表面積を増加させ、コイルの抵抗値の増加を抑制できる。
次に、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか記載の定着装置において、前記筒状のコイルの軸線方向と、前記加熱体の搬送位置における記録材の搬送方向との両方に直交する直交方向の両端及びその軸線方向に平行な両辺を含む外周囲に沿って筒状にのびる支持体を有し、その支持体の内方に前記加熱体の少なくとも一部を位置させると共に、この支持体の外面にコイルを巻き付けたたことを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の定着装置によれば、コイルを容易に巻き付けることができ、コイルと加熱体との位置精度も良好にできるので、加熱体の温度バラツキが少なく、加熱効率を良好にできる。
次に、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の定着装置において、前記支持体が断熱性を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の定着装置によれば、断熱性を有するので、加熱ローラが高温に加熱されても、コイルの温度上昇を抑制してコイルの電気抵抗の増加を低減し、加熱効率を良好にできる。
次に、請求項８に記載の発明は、請求項６又は請求項７に記載の定着装置において、前記支持体が、非磁性及び非導電性を有することを特徴とする。
【００２０】
請求項８に記載の定着装置によれば、支持体が非磁性及び非導電性を有するので、支持体自体の発熱がなく、支持体自体の発熱に伴うコイルの温度上昇を抑制できる。これにより、コイルの電気抵抗が増加することなく安定し、加熱効率を良好にできる。
【００２１】
次に、請求項９に記載の発明は、請求項６乃至請求項８の何れか記載の定着装置において、前記支持体に前記加熱体が巡回移動する軸受けを形成したことを特徴とする。
請求項９に記載の定着装置によれば、支持体と加熱体との位置精度を良好に維持できるので、加熱体の温度バラツキが少なく、加熱効率を良好にできる。
【００２２】
次に、請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至請求項９の何れか記載の定着装置において、前記コイルは前記筒状のコイルの軸線方向と、前記加熱体の搬送位置における記録材の搬送方向との両方に直交する直交方向の両端からその軸線方向に平行な両辺に向けて曲線状に巻き付けたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１０に記載の定着装置によれば、コイルは加熱体の軸線方向の両端においてコイル線にエッジが生じないよう曲線状に巻き付けたので、コイル線のクラックや亀裂が防止でき、優れた信頼性を得ることができる。
次に、請求項１１に記載の発明は、記録材に現像剤を転写し未定着像を形成する転写手段と、前記未定着像を記録材に加熱定着させる定着手段とを有する画像形成装置において、前記定着手段は、請求項１乃至請求項１０の何れか記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置である。
【００２４】
請求項１１に記載の画像形成装置によれば、加熱体の温度バラツキが低減でき、加熱効率の良好な定着装置を構成したので、記録材に画像を均一に定着させることができ、再現性が良好な画像を得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１を図面と共に説明する。
図１は、本発明が適用された実施例の定着装置の構成を表す外観斜視、図２は図１における矢視Ｄ図、図３は図２におけるＹ−Ｙ断面図である。図４は、図１におけるＺ−Ｚ断面図である。
【００２６】
図１〜図４において、１は定着装置であり、この定着装置１は、加熱体としてローラ径の円周方向に回転する（所謂、巡回移動に相当する）加熱ローラ２と、この加熱ローラ２を加熱する電磁誘導加熱手段３と、加熱ローラ２の外周に接して平行に配設され加熱ローラ２とともに記録用紙Ｐ（所謂、記録材に相当する）を挟持搬送する加圧ローラ４と、定着装置１を機器の所定位置に固定する固定具５とを備え、加熱ローラ２と加圧ローラ４との圧接ニップ部で、例えばトナーなどの現像剤を転写した記録用紙Ｐを挟持搬送する共に、未定着の現像剤を溶融して記録用紙Ｐに定着するものである。
【００２７】
電磁誘導加熱手段３は、加熱ローラ２の外方に、加熱ローラ２の回転方向Ｑ（所謂、巡回移動方向）に直交する軸線方向Ｘの両端７及びその軸線方向に平行な両辺８を含む外周囲に沿って筒状にのびる支持体６と、加熱ローラ２の中心軸１０を筒状部の内方に含むように支持体６の外面に巻き付けられたコイル９と、このコイル９に交流電流を印加するための励磁回路部１８とより構成されている。
【００２８】
加熱ローラ２は、電磁誘導加熱手段３により加熱するために、表面が炭素鋼やニッケル、ステンレスなどの磁性金属Ｓにより覆われている。そして、加熱ローラ２は、加熱ローラ２の外周囲に配置したコイル９に電流を流すことによって、加熱ローラ２の表面に沿って渦電流が流れて熱変換され、加熱される。加熱ローラ２の内部は、加熱ローラ２の表面を効率良く加熱できるように、断熱性、非磁性、非導電性、耐熱性等を有し、且つ、加熱ローラ２から記録用紙Ｐが容易に剥離できるように弾性を有する樹脂層Ｄによって形成されている。
【００２９】
そして、加熱ローラ２は、両端部７から突き出すように回転軸２０が一体に形成されており、この回転軸２０が支持体６に形成された軸受け１３に支持されることにより、回転自在に構成されている。
また、加熱ローラ２は、この加熱ローラ２の外周面と加圧ローラ４の外周面との間に記録用紙Ｐ（所謂、記録材に相当する）を挟持し、加熱ローラ２及び加圧ローラ４が回転することにより記録用紙Ｐを回転方向に搬送する。
【００３０】
支持体６は、電磁誘導加熱手段３の加熱効率を高めるために、断熱性、非磁性、非導電性等を有する耐熱樹脂によって形成されている。
そして、支持体６は、加熱ローラ２の回転方向Ｑに直交する軸線方向の両端７及びその軸線方向に平行な両辺８を含む外周囲に沿って筒状にのびる側壁１１、１２を備えている。そして、筒状の支持体６の側壁１１、１２は、図２、図４に示すように、加熱ローラ２の軸線方向の両辺８に沿って平行に形成され、側壁１１、１２の外周面に沿って後述のコイル９が筒状に巻き付けられる。
【００３１】
また、支持体６には、加熱ローラ２を回転自在に支持すると共に、加熱ローラ２とコイル９との相対位置を精度良く維持するために、図３に示すように加熱ローラ２の回転軸２０を支持する軸受け１３が形成され、軸受け１３に加熱ローラ２の回転軸２０が挿入されている。
【００３２】
また、支持体６は、加熱ローラ２の軸線方向の両端７側に位置する筒状部の隅部１７が、コイル９が加熱ローラ２の回転方向に直交する軸線方向の両端７からその軸線方向に平行な両辺８に向けて曲線状に巻き付けることができるように四隅が曲線状に形成されている。
【００３３】
コイル９は、コイル９の抵抗値の増加を抑制するために、例えばエナメルなどの絶縁皮膜で被覆した導電線を複数本撚り合わせた撚り線を用いて形成されている。
そして、コイル９は、前述したように筒状の支持体６の外周面に沿って、筒状に巻きつけられ、且つ、加熱ローラ２の回転方向に直交する軸線方向の両端７からその軸線方向に平行な両辺８に向けて曲線状に巻き付けられている。
【００３４】
また、コイル９を巻き付ける支持体６の両側壁１１、１２の外周面を互いに平行となるように形成したので、コイル９は、加熱ローラの軸方向の両辺８に沿って相対向する側壁が平行となる筒状に構成されている。
固定具５は、電磁誘導加熱の加熱効率を高めるために、断熱性、非磁性、非導電性、耐熱性等を有する樹脂によって形成されている。
【００３５】
そして、固定具５は、加熱ローラ２の軸線方向の両端７側にあって、支持体６の内側に配置され、支持体６と連結する連結部２２と、後述する加圧ローラ４の回転軸２３を支持する軸受け部２４とが備えられている。そして、この固定具５の延長部先端は、筐体（図示せず）に固定され、定着装置１は、この固定具５を介して、例えば画像形成装置などの機器の所定位置に設置される。
【００３６】
加圧ローラ４は、電磁誘導加熱手段３の加熱効率を高めるために、断熱性、非磁性、非導電性、耐熱性等を有する樹脂によって形成されている。
そして、加圧ローラ４は、加熱ローラ２の円筒形外周面に沿って接するように配設され、両端部に形成された回転軸２３が固定具５に形成した軸受け部２４に支持されて回転自在に構成され、加熱ローラ２の外周面との間に記録用紙Ｐを挟持し搬送できるように構成されている。
【００３７】
また、加圧ローラ４の回転軸２３の一方は、固定具５の軸受け部２４に支持されると共に、固定具５の外面より突き出し、駆動モータ（図示せず）の回転軸１５とギア２５を介して接続して構成されている。これによって、駆動モータから加圧ローラ４にＲ方向の回転力を伝達し、加圧ローラ４加熱ローラ２の外周面が互いに接することで、加熱ローラ２がＱ方向に連れ回るように構成されている。
【００３８】
以下に、前記の構成を有する実施形態１の定着装置の作用効果を記載する。
実施の形態１の定着装置によれば、加熱ローラ２の軸線方向の両端７と軸線方向に平行な両辺８とがコイル９の筒状部内にあるので、コイル９と加熱ローラ２との相対位置のバラツキが発生しても、加熱ローラ２を加熱する加熱効率の変化が少なく、加熱ローラ２表面の温度バラツキも低減できる。
【００３９】
また、コイル９の筒状部の内方に加熱ローラ２の中心軸を含むように配置しているので、加熱ローラ２の温度バラツキをより低減でき、加熱ローラ２をより効率良く加熱できる。
また、実施の形態１の定着装置によれば、コイル９は、加熱ローラ２の軸方向の両辺８に沿って相対向して平行となる筒状に、支持体を介して巻き付けられているので、コイル９が加熱ローラ２から受ける熱輻射量を低減でき、コイル２の電気抵抗が増加することなく安定するので、加熱効率が良好な定着装置１を得ることができる。
【００４０】
また、実施の形態１の定着装置によれば、加熱ローラ２の軸線方向の両端７及びその軸線方向に平行な両辺８を含む外周囲に沿って筒状にのびる支持体６を有し、その支持体６の内方に加熱体ローラ２の少なくとも一部を位置させると共に、この支持体６の外周面にコイル９を巻き付けたので、コイル９を容易に巻き付けることができ、コイル９と加熱ローラ２との位置精度も良好にでき、加熱ロ−ラ２表面の温度バラツキが少なく加熱効率が良好な定着装置１を得ることができる。
【００４１】
また、加熱ローラ２の外方に配設した支持体６、固定具５等を、断熱性、非導電性、非磁性、耐熱性等を有する樹脂を用いて形成したので、加熱ローラ２が高温に加熱されてもコイル９の温度上昇を防止できてコイル９の電気抵抗の増加を低減でき、支持体６や固定具５自体の発熱がなく、加熱効率が良好な定着装置１を得ることができる。
【００４２】
（実施の形態２）
次に、図６を用いて、本発明の定着装置の、実施の形態２について説明する。
図６は、本発明が適用された実施の形態２の、定着装置の構成を表す外観斜視図である。
【００４３】
尚、本実施の形態２における定着装置３１は、基本的に実施の形態１で表した定着装置１と同じ構成なので共通と成る構成部分の図示を省いて詳細な説明は省略し、特徴と成る部分について説明する。
定着装置３１は、略半円筒状のガイド体３３と、このガイド体３３の外周面に沿って摺動自在に配設された筒状のフィルムからなる加熱体３２と、加熱体３２の外周面に接して平行に配設され、加熱体３２とともに記録用紙Ｐ（所謂、記録材に相当する）を挟持搬送する加圧ローラ４と、加熱体３２を加熱する電磁誘導加熱手段（図示せず）と、定着装置３１を機器の所定位置に固定する固定具（図示せず）とを備えている。
【００４４】
そして、定着装置３１は、加熱体３２と加圧ローラ４との圧接ニップ部で、例えばトナーなどの現像剤を転写した記録用紙Ｐを挟持搬送する共に、未定着のトナーなどの現像剤を溶融して記録用紙Ｐに定着するものである。
加熱体３２は、図示されない電磁誘導加熱手段により加熱するために、導電性と磁性とを有する薄厚みの金属フィルム（例えば、５０μｍ厚みの炭素鋼やニッケル、ステンレスなどのフィルム）によって形成されている。
【００４５】
そして、加熱体３２は、略半円筒状のガイド体３３の外周面に沿って摺動可能な状態で覆っている。
また、加熱体３２は、加圧ローラ４と軸方向Ｘに沿った外周面が接するように配設されており、加圧ローラ４の回転が伝達され、ガイド体３３の外周面に沿って巡回移動（図６中、Ｑ方向）される。
【００４６】
加圧ローラ４は、実施の形態１と同じように、加圧ローラ４の回転軸２３の一方は、図示されない駆動モータの回転軸とギアを介して接続されている。これによって、駆動モータから加圧ローラ４に、Ｒ方向の回転力が伝達され、加圧ローラ４の外周面と加熱体３２の外周面とが接し、加熱体３２に巡回移動（図６中、Ｑ方向）する回転力が伝達される。
【００４７】
ガイド体３３は、電磁誘導加熱手段の加熱効率を高めるために、断熱性、非磁性、非導電性、耐熱性等を有する樹脂によって形成されている。
ガイド体３３には、フィルムを介して加圧ローラとともに記録用紙Ｐを挟持する挟持部３４が滑らかな面で形成されており、加熱体３２が良好に滑動できる。
【００４８】
加熱体３２の外方には、実施の形態１と同じように、コイル９を加熱体３２の巡回移動方向に直交する軸線方向の両端３７及びその軸線方向に平行な両辺を含む外周囲に沿って間隙を介して筒状に巻き付けた電磁誘導加熱手段が構成されている。そして、加熱体３２の円周面（所謂、加熱領域）の半分以上がコイル９の筒状内に位置されている。
【００４９】
以下に、前記の構成を有する実施形態２の定着装置の作用効果を記載する。
実施の形態２の定着装置は、加熱体３２をフィルムとしたので、この加熱体３２の定着温度まで上昇させる熱容量が低減でき、電磁誘導加熱手段を起動させると速やかに定着温度を得ることができ、且つ、加熱体３２の温度バラツキを低減できて効率良く加熱できる。
【００５０】
（実施の形態３）
次に、本発明の定着装置を用いた画像形成装置を、図７を用いて説明する。
図７は本実施例の定着装置を用いた画像形成装置の全体構成を表す図である。
図７は、一実施例の画像形成装置としてのカラーレーザープリンタ１０１の機械的構成を概略的に示す図である。
【００５１】
図７において、このカラーレーザープリンタ１０１は、本体ケーシング１０２内に、記録媒体としての記録用紙１０３を給紙するための給紙部１０４や、給紙された記録用紙１０３に所定の画像を形成するための画像形成部１０５などを備えている。
【００５２】
記録用紙１０３は給紙部１０４内の給紙トレイ１０６に積層されている。そして、給紙トレイ１０６の最上位にある用紙１０３は、給紙ローラ１０７の回転によって１枚毎に給紙され、搬送ローラ１０８及びレジストローラ１０９によって画像形成部１０５に搬送される。
【００５３】
画像形成部１０５は、所定の画像データに基づいて後述の感光ベルト１２２の表面にレーザ光を走査し潜像を形成するスキャナユニット１１０、例えばトナーなどの現像材を感光ベルト１２２に転写するプロセス部１１１、中間転写ベルト機構部１１２、転写ローラ１１３、定着装置１１４などを備えている。
【００５４】
スキャナユニット１１０は、潜像形成手段として機能するものであり、図示しないレーザ発光部、ポリゴンミラー、複数のレンズ及び反射鏡を備えている。そして、このスキャナユニット１１０では、所定の画像データに基づいてレーザ発光部から出射されたレーザビームを、反射鏡及びレンズを介して透過あるいは反射させて、後述する感光ベルト機構部１１６の感光ベルト１２２の表面上において高速走査するように構成されている。
【００５５】
プロセス部１１１は、現像カートリッジ１１５、感光ベルト機構部１１６及びスコロトロン型帯電器１１７などを備えている。
現像カートリッジ１１５は、本実施例では、イエローのトナーを供給するためのイエロー現像カートリッジ１１５Ｙ、マゼンタのトナーを供給するためのマゼンタ現像カートリッジ１１５Ｍ、シアンのトナーを供給するためのシアン現像カートリッジ１１５Ｃ、ブラックのトナーを供給するためのブラック現像カートリッジ１１５Ｙ、の４つを備えている。
【００５６】
各現像カートリッジ１１５のトナー収容部には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の現像剤として、正帯電性のトナーがそれぞれ収容されており、そのトナーが供給ローラ（図示せず）の回転によって、現像ローラ１１８に供給されると、層厚規制ブレード（図示せず）によって、一定厚みの薄層として現像ローラ１１８上に担持される。このとき、このトナーは、正帯電され、静電気力によって現像ローラ１１８上に担持されるものである。
【００５７】
感光ベルト機構部１１６は、第１感光ベルトローラ１１９、第２感光ベルトローラ１２０、第３感光ベルトローラ１２１を３角形状にそって配置されており、その周囲に巻回される感光ベルト１２２が備えられている。
感光ベルト１２２は、表面にアルミが蒸着されたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの樹脂からなり、その表面に有機感光層を備えている。
【００５８】
この感光ベルト１２２は、第２感光ベルトローラ１２０が駆動源（図示せず）により回転駆動されることによって、周回移動（図７において、反時計方向に周回移動）する。そして、この感光ベルトは、周回移動に伴い、スキャナユニット１１０により、正帯電性の潜像が画像データとして形成され、次いで、正帯電性のトナーが担持された現像ローラ１１８に当接し、トナーが転写され静電画像が形成される。
【００５９】
そして、第２感光ベルトローラ１２０が回転駆動されるとともに、第１感光ベルトローラ１１９および第３感光ベルトローラ１２１が従属回転し、感光ベルト１２２が周回移動する。
次に、中間転写ベルト機構部１１２は、感光ベルト機構部１１６に隣接して配置されており、第２感光ベルトローラ１２０に感光ベルト１２２及び中間転写ベルト１２６を介し対向配置される第１中間転写ベルトローラ１２３と、後述する転写ローラ１１３と中間転写ベルト１２６を介して対向配置される第２中間転写ベルトローラ１２４と、第１中間転写ベルトローラ１２３と第２中間転写ベルトローラ１２４とともに三角形状に配置される第３中間転写ベルトローラ１２５と、第１中間転写ベルトローラ１２３ないし第３中間転写ベルトローラ１２５の周りに巻回される中間転写ベルト１２６を備えている。
【００６０】
中間転写ベルト１２６は、カーボンなどの導電性粒子を分散した耐熱性樹脂からなり、転写位置Ａにて感光ベルト１２２と接触しながら周回移動（図６中時計方向に周回移動）する。そして、感光ベルト１２２上に形成されているトナー画像が中間ベルト１２６に転写される。本実施例では、トナーを４色備えているので、感光ベルト１２２は、更に周回されて、除電器と接続したクリーニングローラ１３５によりクリーニングが行われ、帯電器１１７により再び帯電される。次いで、次の色の静電画像が形成され、対応する色のトナーにより現像され、中間転写ベルト１２６に先に転写されたトナー画像に重ね合わされる。これを４色分繰り返すことによって中間転写ベルト１２６上に４色のカラー画像が転写される。
【００６１】
次に、転写ローラ１１３は、中間転写ベルト１２６の表面と接触および離間するように、中間転写ベルト１２６を挟んで、第２中間転写ベルトローラ１２４に対向する位置に移動可能に配置されている。そして、転写ローラ１１３は、用紙１０３の搬送時には中間転写ベルト１２６に接触し、所定の転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト１２６上に形成された４色のカラー画像が中間転写ベルト１２６と転写ローラ１１３との間を通る用紙１０３に一括転写される。
【００６２】
ここで、記録用紙１０３上に転写されたカラー画像は、未定着な状態であるので、後述の定着装置にこの記録用紙を搬送して、カラー画像を定着させる。
定着装装置１１４は、前述した実施の形態１の定着装置１又は実施の形態２の定着装置３１と同様の構成を有する。そして、記録用紙１０３が加熱ローラ１２７と加圧ローラ１２８との間を通過する間に記録用紙１０３にカラー画像を定着させる。
【００６３】
そして、定着装置１１４において、カラー画像が定着された記録用紙１０３は、搬送ローラ１２９によって排紙ローラ１３０に向けて搬送され、排紙トレイ１３１に排出される。
前記の構成を有する実施形態３の画像形成装置によれば、実施の形態１又は実施の形態２と同一の構成を有する定着装置１１４を備えたので、記録用紙１０３に画像を均一に定着させることができ、再現性が良好な画像を得ることができる。
【００６４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様をとることができる。
例えば、本実施の形態１の定着装置によれば、図２、図４に示すように、平行な両側壁１１、１２を備えた支持体６の外周面にコイル９を巻き付け、筒状のコイル９の両側壁を加熱ローラの軸方向の両辺に沿って平行に形成したが、図５に示すように、加熱ローラ２に沿って湾曲した両側３５，３６を備えた支持体６の外周面にコイル９を巻き付けることにより、コイル９を加熱ローラ２の軸方向の両辺に沿って湾曲して配設するように形成しても良い。
【００６５】
また、支持体６は、加熱ローラ２を筒状に覆うように形成したが、さらに加圧ローラ４を覆うように形成してもよい。
また、コイル９は支持体６の外周面に沿って巻いたが、加熱ローラ２からの輻射熱の影響が少ない場合は、支持体６の内面に沿って巻き付けてもよい。
【００６６】
また、加熱ローラ２は、軸方向に沿って平行な外周面を有する円筒形としたが、円筒形のうち、記録用紙Ｐに接触しない径部を僅かに大きい径とし、この径部で加圧ローラ４と接触させて加圧ローラ４から回転力を伝達させてもよい。
また、コイル９は、導電線を複数撚り合わせて表面積を大きくすることで、表皮効果による抵抗値の増加を抑制したが、表面に凹凸を形成した単線を用いて表面積を大きくしてもよい。
【００６７】
また、実施の形態２の定着装置３１によれば、加熱体３２を筒状のフィルムとしたが、薄厚みに成形されたパイプを用いてもよい。
実施の形態２の定着装置３１によれば、加熱体３２を薄厚みの磁性金属のフィルム（例えば、５０μｍ厚みの炭素鋼やニッケル、ステンレスなどのフィルム）によって形成したが、磁性を有することのない金属、金属化合物、有機良導体などを用いてもよい。
【００６８】
また、実施の形態３の画像形成装置によれば、４色のカラー画像を形成するものとしたが、モノクロの画像を形成するものであってもよい。
また、実施の形態３の画像形成装置によれば、記録用紙の表面にカラー画像を形成するものとしたが、表面にカラー画像を定着させた後に、さらに反転させて、表面と同様に裏面にカラー画像を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された実施の形態１の、定着装置の構成を表す外観斜視図である。
【図２】同実施の形態１の、図１における矢視Ｄ図である。
【図３】同実施の形態１の、図２におけるＹ−Ｙ断面図である。
【図４】同実施の形態１の、図１におけるＺ−Ｚ断面図である。
【図５】図１におけるＺ−Ｚ断面図の変形例を表す断面図である。
【図６】本発明が適用された実施の形態２の、定着装置の構成を表す外観斜視図である。
【図７】本発明が適用された実施の形態２の、画像形成装置の構成を表す外観斜視図である。
【符号の説明】
１，３１…定着装置、２…加熱ローラ（加熱体）、３…電磁誘導加熱手段、４…加圧ローラ、５…固定具、６…支持体、７…加熱ローラの軸線方向の両端、８…加熱ローラの軸線方向に平行な両辺、９…コイル、１０…中心軸、１１，１２，３５，３６…側壁、１３、２４…軸受け、１５…駆動モータの回転軸、１７…隅部、１８…励磁回路部、２０,２３…回転軸、２２…連結部、２５…ギア、３２…加熱体、３３…ガイド体、３４…挟持部、３７…加熱体の軸線方向の端部、１０１…カラーレーザープリンタ、１０２…本体ケーシング、１０３…記録用紙、１０４…給紙部、１０５…画像形成部、１１０…スキャナユニット、１１１…プロセス部、１１２…中間転写ベルト機構部、１１３…転写ローラ、１１４…定着装置、１１５…現像カートリッジ、１１６…感光ベルト機構部、１１８…現像ローラ、１２２…感光ベルト、１２６…中間転写ベルト、１３０…排紙ローラ、１３１…排紙トレイ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a fixing device for fixing a developer transferred onto a recording material and an image forming apparatus using the same.
[0002]
[Prior art]
  In an image forming apparatus such as a laser printer, a general fixing device for fixing a developer transferred onto a recording material includes, for example, a cylindrical heating roller, and a pressure roller that contacts the heating roller in parallel. A recording material such as recording paper is passed between the heating roller and the pressure roller, and transferred to the recording material by the heat of the heating roller (for example, heated to about 150 ° C.). For example, an unfixed developer such as toner is fixed on the recording material.
[0003]
  And in order to heat a heating roller, there exist a thing which used the halogen lamp as a heating source, and a thing which used an electromagnetic induction heating device as a heating source.
  In a fixing device using a halogen lamp as a heating source for heating the heating roller, a halogen lamp is disposed inside a hollow heating roller, and an electric current is passed through the halogen lamp to radiate infrared rays from the halogen lamp to heat the fixing device. It reaches the inner wall of the roller, undergoes heat conversion, and conducts heat to the surface of the heating roller. According to this configuration, a fixture for disposing the halogen lamp in the heating roller, a connection part to the electric circuit, and the like are required, and a portion including the fixture and the connection part that is not in contact with the paper is also uniform. The amount of heat that is diffused unnecessarily into the atmosphere is large and energy is wasted. After the current is applied to the halogen lamp, the heating roller reaches the developer fixing temperature (around 150 ° C.). Warming up time is long.
[0004]
  On the other hand, as a means for shortening the warm-up time, there is a fixing device using an electromagnetic induction heating device as a heating source for heating the heating roller.
  In a fixing device using an electromagnetic induction heating device as a heating source, an electromagnetic induction heating device is disposed on the side opposite to the contact portion of the heating roller with the recording material. In this electromagnetic induction heating device, a coil (planar coil) spirally wound so as to extend in the roller axis direction is maintained in a circular arc shape while maintaining a constant gap along the substantially semicircular surface of the heating roller. The heating roller is heated by applying an alternating magnetic field by applying an alternating current to the coil. (For example, see Patent Document 1)
[0005]
[Patent Document 1]
        JP 2002-072755 A (page 4-5, FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
  However, according to the fixing device disclosed in Patent Document 1, since the coil is disposed so as to cover the gap along the substantially semicircular circumferential surface of the heating roller, There was a problem in that the heating efficiency changed by the electromagnetic induction device changed, and the surface temperature of the heating roller was likely to vary.
[0007]
  In addition, since the coil is disposed so as to directly face the heating roller through the gap, the radiant heat radiated outward from the heated heating roller is directly transmitted to the coil, and the coil is heated to have an electric resistance. There is a problem that the heating efficiency of the electromagnetic induction device may be reduced.
[0008]
  The present invention has been made in view of these problems, and in a fixing device including an electromagnetic induction heating device for heating the heating body, even if the relative position between the coil and the heating body varies, the heating body It is an object of the present invention to provide a fixing device that can reduce the temperature variation and can reduce the amount of heat radiation received by the coil from the heating roller, and can obtain a stable heating efficiency.
[0009]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
  In order to achieve this object, the invention of claim 1The surface is configured to be covered with a magnetic metal, or is formed of a magnetic metal film, and includes a heating body that conveys a recording material by cyclic movement, and an electromagnetic induction heating unit that heats the heating body, The electromagnetic induction heating means is a coil wound in a cylindrical shape so as to have a hollow part open at both ends, The heating body is disposed inside the hollow portion of the coil, and one end of the hollow portion of the cylindrical coil is opened so as to face the recording material conveyance position in the heating body..
[0010]
  According to the fixing device of claim 1, the heating body is disposed inward of the cylindrical portion of the coil.PlaceTherefore, even if the relative position of the coil and the heating element varies, the heating efficiency for heating the heating element is little changed, and the temperature variation of the heating element can be reduced. That is, since both sides and both ends of the heating body are in the coil of the cylindrical portion, when one side of both sides of the heating body is moved away from the coil, the other side is close to the coil, and one end of both ends of the heating body is moved away from the coil. The other end is close to the coil, and these together can reduce the change in heating efficiency for heating the heating element.
[0011]
  Next, according to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the heating body is a heating roller, and the coil includes a central axis of the heating roller inside the cylindrical portion. It is characterized by being wound around.
  According to the fixing device of the second aspect, since the temperature variation of the heating roller can be further reduced, the heating roller can be heated more efficiently.
[0012]
  In other words, by including the central axis of the heating roller inside the cylindrical portion of the coil, the coil is wound on both sides extending the axis orthogonal to the central axis of the heating roller, so that the heating temperature of the heating roller is stable. In addition, the heating roller can be heated more efficiently.
  Next, according to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the heating body is a film, and the coil has at least half of the heating area of the film inward of the cylindrical portion. It is characterized by being wound so as to be positioned.
[0013]
  According to the fixing device of the third aspect, since the temperature variation of the heating body can be further reduced, the heating body can be heated more efficiently.
  That is, since the heating element is a film and the heat capacity is reduced, the amount of heat required to raise the heating element to the fixing temperature can be reduced, and more than half of the heating area of the film is located inside the cylindrical part. By arrange | positioning so that it may be located, it can heat more efficiently.
[0014]
  Next, according to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to the first or second aspect, the heating body is a heating roller, and the cylindrical portion of the coil is in an axial direction of the heating roller. Side walls facing each other along both sides are parallel.
  According to the fixing device of the fourth aspect, since the amount of heat radiation received by the coil from the heating roller can be reduced, the heating efficiency can be improved without increasing the electric resistance of the coil.
[0015]
  That is, the cylindrical portion of the coil has parallel side walls facing each other along both sides in the axial direction of the heating roller, and the heating roller is cylindrical, so that an axis orthogonal to the central axis of the heating roller is At a position orthogonal to the side wall of the cylindrical portion, the distance between the outer peripheral surface of the heating roller and the coil is closest, and the distance between the outer peripheral surface of the heating roller and the coil from the position along the circumferential direction of the heating roller. Is gradually increased, the amount of heat radiation received by the coil from the heating roller can be reduced.
[0016]
  Next, according to a fifth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to fourth aspects, the coil uses a stranded wire obtained by twisting a plurality of conductive wires covered with an insulating film. It is characterized by that.
  According to the fixing device of the fifth aspect, the surface area of the stranded wire is larger than that of the single wire, and the increase in winding resistance due to the skin effect can be reduced, so that the heating efficiency can be improved.
[0017]
  In other words, when high-frequency current flows in the coil, the resistance value increases because the current concentrates on the coil surface due to the skin effect, and the resistance value increases. By using the stranded wire, the coil surface area is increased and the coil resistance value is increased. Can be suppressed.
  Next, the invention according to claim 6 is the fixing device according to any one of claims 1 to 5,An orthogonal direction orthogonal to both the axial direction of the cylindrical coil and the conveyance direction of the recording material at the conveyance position of the heating bodyA support body extending in a cylindrical shape along the outer periphery including both ends and both sides parallel to the axial direction, and at least a part of the heating body is positioned inside the support body. A coil is wound around the outer surface.
[0018]
  According to the fixing device of the sixth aspect, since the coil can be easily wound and the positional accuracy between the coil and the heating body can be improved, the temperature variation of the heating body is small and the heating efficiency can be improved.
  Next, the invention described in claim 7 is the fixing device according to claim 6, wherein the support has a heat insulating property.
[0019]
  According to the fixing device of the seventh aspect, since it has a heat insulating property, even if the heating roller is heated to a high temperature, the temperature rise of the coil is suppressed and the increase in the electric resistance of the coil is reduced, and the heating efficiency is improved. Can be.
  Next, according to an eighth aspect of the present invention, in the fixing device according to the sixth or seventh aspect, the support is non-magnetic and non-conductive.
[0020]
  According to the fixing device of the eighth aspect, since the support is nonmagnetic and nonconductive, the support itself does not generate heat, and the temperature rise of the coil accompanying the heat generation of the support itself can be suppressed. Thereby, it can stabilize without increasing the electrical resistance of a coil, and can make heating efficiency favorable.
[0021]
  Next, an invention described in claim 9 is characterized in that, in the fixing device according to any one of claims 6 to 8, a bearing on which the heating body makes a circular movement is formed on the support.
  According to the fixing device of the ninth aspect, since the positional accuracy between the support and the heating body can be maintained satisfactorily, the temperature variation of the heating body is small and the heating efficiency can be improved.
[0022]
  A tenth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to ninth aspects, wherein the coil isAn orthogonal direction orthogonal to both the axial direction of the cylindrical coil and the conveyance direction of the recording material at the conveyance position of the heating bodyIt is characterized by being wound in a curved shape from both ends to both sides parallel to the axial direction.
[0023]
  According to the fixing device of the tenth aspect, since the coil is wound in a curved shape so that no edge is generated in the coil wire at both ends in the axial direction of the heating body, the coil wire can be prevented from cracking and cracking, and has excellent reliability. Sex can be obtained.
  According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: a transfer unit that transfers a developer to a recording material to form an unfixed image; and a fixing unit that heat-fixes the unfixed image on the recording material. The fixing unit is an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 10.
[0024]
  According to the image forming apparatus of the eleventh aspect, since the temperature variation of the heating body can be reduced and the fixing device with good heating efficiency is configured, the image can be fixed uniformly on the recording material, and the reproducibility is high. A good image can be obtained.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  (Embodiment 1)
  Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  FIG. 1 is an external perspective view showing a configuration of a fixing device according to an embodiment to which the present invention is applied, FIG. 2 is an arrow D view in FIG. 1, and FIG. 3 is a YY sectional view in FIG. FIG. 4 is a ZZ cross-sectional view in FIG.
[0026]
  1 to 4, reference numeral 1 denotes a fixing device. The fixing device 1 rotates as a heating body in the circumferential direction of the roller diameter (which corresponds to a so-called cyclic movement), and the heating roller 2. An electromagnetic induction heating means 3 for heating the sheet, a pressure roller 4 which is arranged in parallel in contact with the outer periphery of the heating roller 2 and sandwiches and conveys the recording paper P (so-called recording material) together with the heating roller 2, and fixing. A fixing device 5 that fixes the apparatus 1 at a predetermined position of the device, and sandwiches and conveys the recording paper P to which a developer such as toner is transferred at a pressure nip portion between the heating roller 2 and the pressure roller 4. The unfixed developer is melted and fixed on the recording paper P.
[0027]
  The electromagnetic induction heating means 3 includes an outer side including both ends 7 in the axial direction X perpendicular to the rotation direction Q (so-called cyclic movement direction) of the heating roller 2 and both sides 8 parallel to the axial direction outside the heating roller 2. A support body 6 extending in a cylindrical shape along the periphery, a coil 9 wound around the outer surface of the support body 6 so as to include the central axis 10 of the heating roller 2 inside the cylindrical portion, and an alternating current applied to the coil 9 And an excitation circuit unit 18 for applying a voltage.
[0028]
  The surface of the heating roller 2 is covered with a magnetic metal S such as carbon steel, nickel or stainless steel in order to be heated by the electromagnetic induction heating means 3. The heating roller 2 is heated by causing an eddy current to flow along the surface of the heating roller 2 by passing an electric current through a coil 9 disposed on the outer periphery of the heating roller 2, thereby heating the heating roller 2. The inside of the heating roller 2 has heat insulating properties, non-magnetic properties, non-conductive properties, heat resistance, etc. so that the surface of the heating roller 2 can be efficiently heated, and the recording paper P is easily peeled off from the heating roller 2. It is formed by the resin layer D having elasticity so as to be able to.
[0029]
  The heating roller 2 is integrally formed with a rotating shaft 20 so as to protrude from both end portions 7, and is configured to be rotatable by being supported by a bearing 13 formed on the support 6. Has been.
  Further, the heating roller 2 sandwiches a recording paper P (which corresponds to a so-called recording material) between the outer peripheral surface of the heating roller 2 and the outer peripheral surface of the pressure roller 4, and the heating roller 2 and the pressure roller 4. Rotates the recording paper P in the rotation direction.
[0030]
  In order to increase the heating efficiency of the electromagnetic induction heating means 3, the support 6 is formed of a heat-resistant resin having heat insulating properties, nonmagnetic properties, nonconductive properties, and the like.
  The support 6 includes side walls 11 and 12 extending in a cylindrical shape along the outer periphery including both ends 7 in the axial direction orthogonal to the rotation direction Q of the heating roller 2 and both sides 8 parallel to the axial direction. . And the side walls 11 and 12 of the cylindrical support body 6 are formed in parallel along both sides 8 in the axial direction of the heating roller 2 as shown in FIGS. A coil 9 which will be described later is wound along the tube.
[0031]
  Further, the support 6 rotatably supports the heating roller 2 and maintains the relative position between the heating roller 2 and the coil 9 with high accuracy, as shown in FIG. Is formed, and the rotary shaft 20 of the heating roller 2 is inserted into the bearing 13.
[0032]
  Further, the support body 6 has a cylindrical portion 17 positioned on both ends 7 side in the axial direction of the heating roller 2, and the axial direction of the coil 9 from both ends 7 in the axial direction perpendicular to the rotation direction of the heating roller 2. The four corners are formed in a curved shape so that they can be wound in a curved shape toward both sides 8 parallel to each other.
[0033]
  In order to suppress an increase in the resistance value of the coil 9, the coil 9 is formed using a stranded wire obtained by twisting a plurality of conductive wires covered with an insulating film such as enamel, for example.
  The coil 9 is wound in a cylindrical shape along the outer peripheral surface of the cylindrical support 6 as described above, and the axial direction from both ends 7 in the axial direction perpendicular to the rotation direction of the heating roller 2. It is wound in a curved shape toward both sides 8 parallel to.
[0034]
  Further, since the outer peripheral surfaces of both side walls 11 and 12 of the support 6 around which the coil 9 is wound are formed to be parallel to each other, the coil 9 has parallel side walls facing each other along both sides 8 in the axial direction of the heating roller. It is comprised in the cylinder shape which becomes.
  The fixing tool 5 is made of a resin having heat insulation, non-magnetic property, non-conductivity, heat resistance and the like in order to increase the heating efficiency of electromagnetic induction heating.
[0035]
  The fixing tool 5 is located on the both ends 7 side in the axial direction of the heating roller 2 and is disposed inside the support body 6, and is connected to the support body 6, and a rotation shaft of the pressure roller 4 described later. And a bearing portion 24 that supports 23. The distal end of the extension of the fixture 5 is fixed to a housing (not shown), and the fixing device 1 is installed at a predetermined position of a device such as an image forming apparatus via the fixture 5. .
[0036]
  In order to increase the heating efficiency of the electromagnetic induction heating means 3, the pressure roller 4 is formed of a resin having heat insulation properties, nonmagnetic properties, nonconductivity properties, heat resistance properties, and the like.
  The pressure roller 4 is disposed so as to be in contact with the cylindrical outer peripheral surface of the heating roller 2, and the rotation shafts 23 formed at both ends are supported by the bearing portions 24 formed on the fixture 5 to rotate. The recording paper P is sandwiched between the outer peripheral surface of the heating roller 2 and can be conveyed.
[0037]
  One of the rotation shafts 23 of the pressure roller 4 is supported by the bearing portion 24 of the fixture 5 and protrudes from the outer surface of the fixture 5 so that the rotation shaft 15 and the gear 25 of a drive motor (not shown) are connected. Connected through the network. Accordingly, the rotational force in the R direction is transmitted from the drive motor to the pressure roller 4, and the outer peripheral surfaces of the pressure roller 4 and the heating roller 2 are in contact with each other, so that the heating roller 2 is rotated in the Q direction. Yes.
[0038]
  Hereinafter, the operation and effect of the fixing device of the first embodiment having the above-described configuration will be described.
  According to the fixing device of the first embodiment, since both ends 7 of the heating roller 2 in the axial direction and both sides 8 parallel to the axial direction are in the cylindrical portion of the coil 9, the relative position between the coil 9 and the heating roller 2. Even if this variation occurs, there is little change in the heating efficiency for heating the heating roller 2, and the temperature variation on the surface of the heating roller 2 can also be reduced.
[0039]
  Moreover, since it arrange | positions so that the center axis | shaft of the heating roller 2 may be included inside the cylindrical part of the coil 9, the temperature variation of the heating roller 2 can be reduced more and the heating roller 2 can be heated more efficiently.
  Further, according to the fixing device of the first embodiment, the coil 9 is wound through the support body in a cylindrical shape that is opposite and parallel to each other along the two axial sides 8 of the heating roller 2. The amount of heat radiation received by the coil 9 from the heating roller 2 can be reduced, and the electric resistance of the coil 2 can be stabilized without increasing, so that the fixing device 1 with good heating efficiency can be obtained.
[0040]
  Further, according to the fixing device of the first embodiment, the heating roller 2 has the support body 6 extending in a cylindrical shape along the outer periphery including both ends 7 in the axial direction and both sides 8 parallel to the axial direction. Since at least a part of the heating roller 2 is positioned inside the support 6 and the coil 9 is wound around the outer peripheral surface of the support 6, the coil 9 can be easily wound. The coil 9 and the heating roller Therefore, the fixing device 1 can be obtained in which the temperature accuracy of the surface of the heating roller 2 is excellent and the temperature of the surface of the heating roller 2 is small.
[0041]
  In addition, since the support 6 and the fixture 5 disposed outside the heating roller 2 are formed using a resin having a heat insulating property, a non-conductive property, a non-magnetic property, a heat resistance and the like, the heating roller 2 has a high temperature. Even if heated, the temperature of the coil 9 can be prevented from increasing, and the increase in the electrical resistance of the coil 9 can be reduced, and the support 6 and the fixture 5 themselves do not generate heat, and the fixing device 1 with good heating efficiency can be obtained. it can.
[0042]
  (Embodiment 2)
  Next, a second embodiment of the fixing device of the present invention will be described with reference to FIG.
  FIG. 6 is an external perspective view showing the configuration of the fixing device according to the second embodiment to which the present invention is applied.
[0043]
  Note that the fixing device 31 in the second embodiment is basically the same as the fixing device 1 shown in the first embodiment, and therefore, common components are not shown in the drawings, and detailed description thereof is omitted, which is a feature. The part will be described.
  The fixing device 31 includes a substantially semi-cylindrical guide body 33, a heating body 32 made of a cylindrical film slidably disposed along the outer peripheral surface of the guide body 33, and an outer peripheral surface of the heating body 32. The pressure roller 4 is disposed in parallel with and in contact with the heating member 32 and sandwiches and conveys the recording paper P (which corresponds to a so-called recording material) together with the heating member 32; And a fixing tool (not shown) for fixing the fixing device 31 to a predetermined position of the device.
[0044]
  The fixing device 31 sandwiches and conveys the recording paper P onto which the developer such as toner is transferred, and melts the developer such as unfixed toner at the pressure nip portion between the heating body 32 and the pressure roller 4. Then, it is fixed on the recording paper P.
  The heating body 32 is formed of a thin metal film having conductivity and magnetism (for example, a film of carbon steel, nickel, stainless steel, etc. having a thickness of 50 μm) to be heated by electromagnetic induction heating means (not shown). .
[0045]
  The heating body 32 covers the slidable state along the outer peripheral surface of the substantially semi-cylindrical guide body 33.
  The heating body 32 is disposed so that the pressure roller 4 and the outer peripheral surface along the axial direction X are in contact with each other, and the rotation of the pressure roller 4 is transmitted and travels along the outer peripheral surface of the guide body 33. It is moved (Q direction in FIG. 6).
[0046]
  In the pressure roller 4, as in the first embodiment, one of the rotation shafts 23 of the pressure roller 4 is connected to a rotation shaft of a drive motor (not shown) via a gear. As a result, the rotational force in the R direction is transmitted from the drive motor to the pressure roller 4, the outer peripheral surface of the pressure roller 4 and the outer peripheral surface of the heating body 32 come into contact with each other, and the circular movement (see FIG. The rotational force (Q direction) is transmitted.
[0047]
  In order to increase the heating efficiency of the electromagnetic induction heating means, the guide body 33 is formed of a resin having heat insulating properties, nonmagnetic properties, nonconductivity properties, heat resistance properties, and the like.
  The guide body 33 is formed with a smooth surface with a sandwiching portion 34 for sandwiching the recording paper P together with the pressure roller through a film, so that the heating body 32 can slide well.
[0048]
  As in the first embodiment, outside of the heating body 32, the coil 9 is placed along the outer periphery including both ends 37 in the axial direction orthogonal to the cyclic movement direction of the heating body 32 and both sides parallel to the axial direction. Thus, electromagnetic induction heating means wound in a cylindrical shape through a gap is configured. Further, more than half of the circumferential surface (so-called heating region) of the heating body 32 is located in the cylindrical shape of the coil 9.
[0049]
  Hereinafter, the operational effects of the fixing device of the second embodiment having the above-described configuration will be described.
  In the fixing device of the second embodiment, since the heating body 32 is a film, the heat capacity to be raised to the fixing temperature of the heating body 32 can be reduced, and the fixing temperature can be quickly obtained when the electromagnetic induction heating means is activated. And the temperature variation of the heating body 32 can be reduced and it can heat efficiently.
[0050]
  (Embodiment 3)
  Next, an image forming apparatus using the fixing device of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating the overall configuration of an image forming apparatus using the fixing device of this embodiment.
  FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a mechanical configuration of a color laser printer 101 as an image forming apparatus according to an embodiment.
[0051]
  In FIG. 7, this color laser printer 101 forms a predetermined image in a main body casing 102 for feeding a recording sheet 103 as a recording medium and a fed recording sheet 103. The image forming unit 105 is provided.
[0052]
  The recording paper 103 is stacked on a paper feed tray 106 in the paper feed unit 104. The uppermost sheet 103 of the sheet feeding tray 106 is fed one by one by the rotation of the sheet feeding roller 107, and is conveyed to the image forming unit 105 by the conveying roller 108 and the registration roller 109.
[0053]
  An image forming unit 105 scans a surface of a photosensitive belt 122, which will be described later, based on predetermined image data, and forms a latent image, and a process unit that transfers a developing material such as toner to the photosensitive belt 122. 111, an intermediate transfer belt mechanism 112, a transfer roller 113, a fixing device 114, and the like.
[0054]
  The scanner unit 110 functions as a latent image forming unit, and includes a laser light emitting unit, a polygon mirror, a plurality of lenses, and a reflecting mirror (not shown). The scanner unit 110 transmits or reflects a laser beam emitted from the laser light emitting unit based on predetermined image data through a reflecting mirror and a lens, so that the photosensitive belt 122 of the photosensitive belt mechanism unit 116 to be described later. It is configured so as to scan at high speed on the surface.
[0055]
  The process unit 111 includes a developing cartridge 115, a photosensitive belt mechanism unit 116, a scorotron charger 117, and the like.
  In this embodiment, the developing cartridge 115 includes a yellow developing cartridge 115Y for supplying yellow toner, a magenta developing cartridge 115M for supplying magenta toner, a cyan developing cartridge 115C for supplying cyan toner, and a black. The black developing cartridge 115Y for supplying the toner is provided.
[0056]
  Each toner cartridge 115 contains positively charged toner as a developer of each color of yellow, magenta, cyan, and black, and the toner is rotated by a supply roller (not shown). When supplied to the developing roller 118, it is carried on the developing roller 118 as a thin layer having a constant thickness by a layer thickness regulating blade (not shown). At this time, the toner is positively charged and is carried on the developing roller 118 by electrostatic force.
[0057]
  In the photosensitive belt mechanism 116, a first photosensitive belt roller 119, a second photosensitive belt roller 120, and a third photosensitive belt roller 121 are arranged along a triangular shape, and a photosensitive belt 122 wound around the periphery is arranged. Is provided.
  The photosensitive belt 122 is made of a resin such as PET (polyethylene terephthalate) with aluminum deposited on the surface, and has an organic photosensitive layer on the surface.
[0058]
  The photosensitive belt 122 is rotated around the second photosensitive belt roller 120 by a drive source (not shown) (moves counterclockwise in FIG. 7). As the photosensitive belt rotates, a positively charged latent image is formed as image data by the scanner unit 110, and then comes into contact with the developing roller 118 carrying the positively charged toner. The image is transferred to form an electrostatic image.
[0059]
  Then, the second photosensitive belt roller 120 is driven to rotate, and the first photosensitive belt roller 119 and the third photosensitive belt roller 121 are rotated in a dependent manner, so that the photosensitive belt 122 rotates.
  Next, the intermediate transfer belt mechanism unit 112 is disposed adjacent to the photosensitive belt mechanism unit 116, and the first intermediate transfer belt is disposed opposite to the second photosensitive belt roller 120 via the photosensitive belt 122 and the intermediate transfer belt 126. A belt roller 123, a second intermediate transfer belt roller 124 disposed opposite to each other via a transfer roller 113 and an intermediate transfer belt 126, which will be described later, and a triangular shape together with the first intermediate transfer belt roller 123 and the second intermediate transfer belt roller 124. A third intermediate transfer belt roller 125 is disposed, and an intermediate transfer belt 126 wound around the first intermediate transfer belt roller 123 to the third intermediate transfer belt roller 125 is provided.
[0060]
  The intermediate transfer belt 126 is made of a heat-resistant resin in which conductive particles such as carbon are dispersed. The intermediate transfer belt 126 rotates around the transfer belt A while being in contact with the photosensitive belt 122 (clockwise in FIG. 6). Then, the toner image formed on the photosensitive belt 122 is transferred to the intermediate belt 126. In this embodiment, since four colors of toner are provided, the photosensitive belt 122 is further rotated, cleaned by the cleaning roller 135 connected to the static eliminator, and charged again by the charger 117. Next, an electrostatic image of the next color is formed, developed with the corresponding color toner, and superimposed on the toner image previously transferred to the intermediate transfer belt 126. By repeating this for four colors, four color images are transferred onto the intermediate transfer belt 126.
[0061]
  Next, the transfer roller 113 is movably disposed at a position facing the second intermediate transfer belt roller 124 with the intermediate transfer belt 126 interposed therebetween so as to be in contact with and separated from the surface of the intermediate transfer belt 126. The transfer roller 113 contacts the intermediate transfer belt 126 when the paper 103 is conveyed, and a predetermined transfer bias is applied. Then, the four color images formed on the intermediate transfer belt 126 are collectively transferred onto the sheet 103 passing between the intermediate transfer belt 126 and the transfer roller 113.
[0062]
  Here, since the color image transferred onto the recording sheet 103 is in an unfixed state, the recording sheet is conveyed to a fixing device described later to fix the color image.
  The fixing device 114 has the same configuration as the fixing device 1 of the first embodiment or the fixing device 31 of the second embodiment. Then, the color image is fixed on the recording sheet 103 while the recording sheet 103 passes between the heating roller 127 and the pressure roller 128.
[0063]
  Then, the recording sheet 103 on which the color image is fixed in the fixing device 114 is conveyed toward the sheet discharge roller 130 by the conveyance roller 129 and is discharged to the sheet discharge tray 131.
  According to the image forming apparatus of the third embodiment having the above-described configuration, the fixing device 114 having the same configuration as that of the first or second embodiment is provided, so that the image is uniformly fixed on the recording paper 103. And an image with good reproducibility can be obtained.
[0064]
  As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said Example, It can take a various aspect.
  For example, according to the fixing device of the first embodiment, as shown in FIGS. 2 and 4, the coil 9 is wound around the outer peripheral surface of the support 6 having the parallel side walls 11 and 12 to form a cylindrical coil. Although both side walls of 9 are formed in parallel along both sides in the axial direction of the heating roller, as shown in FIG. 5, on the outer peripheral surface of the support 6 having both sides 35 and 36 curved along the heating roller 2. By winding the coil 9, the coil 9 may be formed so as to be curved along both axial sides of the heating roller 2.
[0065]
  Further, the support 6 is formed so as to cover the heating roller 2 in a cylindrical shape, but may be formed so as to cover the pressure roller 4 further.
  Further, although the coil 9 is wound along the outer peripheral surface of the support 6, the coil 9 may be wound along the inner surface of the support 6 when the influence of the radiant heat from the heating roller 2 is small.
[0066]
  The heating roller 2 has a cylindrical shape having an outer peripheral surface parallel to the axial direction. Of the cylindrical shape, a diameter portion that does not contact the recording paper P is set to a slightly larger diameter, and the diameter portion is pressed. The rotational force may be transmitted from the pressure roller 4 in contact with the roller 4.
  Moreover, although the coil 9 suppressed the increase in the resistance value by the skin effect by twisting a plurality of conductive wires to increase the surface area, the surface area may be increased by using a single wire having irregularities on the surface.
[0067]
  Further, according to the fixing device 31 of the second embodiment, the heating body 32 is a cylindrical film, but a thin pipe may be used.
  According to the fixing device 31 of the second embodiment, the heating body 32 is formed of a thin magnetic metal film (for example, a film of carbon steel, nickel, stainless steel, etc. having a thickness of 50 μm), but does not have magnetism. A metal, a metal compound, a good organic conductor, or the like may be used.
[0068]
  Further, according to the image forming apparatus of the third embodiment, four color images are formed. However, a monochrome image may be formed.
  Further, according to the image forming apparatus of the third embodiment, a color image is formed on the front surface of the recording paper. However, after fixing the color image on the front surface, the color image is further reversed and the back surface is formed in the same manner as the front surface. A color image may be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view illustrating a configuration of a fixing device according to a first embodiment to which the invention is applied.
FIG. 2 is a diagram viewed from the arrow D in FIG. 1 of the first embodiment.
3 is a cross-sectional view taken along the line YY in FIG. 2 according to the first embodiment. FIG.
4 is a cross-sectional view taken along the line ZZ in FIG. 1 according to the first embodiment. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a modification of the ZZ cross-sectional view in FIG.
FIG. 6 is an external perspective view illustrating a configuration of a fixing device according to a second embodiment to which the invention is applied.
7 is an external perspective view showing a configuration of an image forming apparatus according to a second embodiment to which the present invention is applied. FIG.
[Explanation of symbols]
  DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,31 ... Fixing device, 2 ... Heating roller (heating body), 3 ... Electromagnetic induction heating means, 4 ... Pressure roller, 5 ... Fixing tool, 6 ... Support body, 7 ... Both ends of axial direction of heating roller, 8 ... both sides parallel to the axial direction of the heating roller, 9 ... coil, 10 ... central axis, 11, 12, 35, 36 ... sidewall, 13, 24 ... bearing, 15 ... rotating shaft of drive motor, 17 ... corner, 18 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Excitation circuit part 20, 23 ... Rotating shaft, 22 ... Connection part, 25 ... Gear, 32 ... Heating body, 33 ... Guide body, 34 ... Clamping part, 37 ... End of axial direction of heating body, 101 ... Color Laser printer, 102 ... body casing, 103 ... recording paper, 104 ... paper feeding unit, 105 ... image forming unit, 110 ... scanner unit, 111 ... process unit, 112 ... intermediate transfer belt mechanism unit, 113 ... transfer roller, 114 ... Fixing device, 115 ... developer 116, photosensitive belt mechanism, 118, developing roller, 122, photosensitive belt, 126, intermediate transfer belt, 130, paper discharge roller, 131, paper discharge tray.

Claims

A heating body that is configured to be covered with a magnetic metal or formed of a magnetic metal film, and conveys a recording material by cyclic movement;
Electromagnetic induction heating means for heating the heating body,
The electromagnetic induction heating means is a coil wound in a cylindrical shape so as to have a hollow part open at both ends,
The heating body is disposed inside the hollow portion of the coil,
One end of the hollow portion of the cylindrical coil is opened so as to face the recording material conveyance position in the heating body.

The fixing device according to claim 1, wherein the heating body is a heating roller, and the coil is wound so as to include a central axis of the heating roller inside the cylindrical portion.

The fixing device according to claim 1, wherein the heating body is a film, and the coil is wound so that more than half of a heating area of the film is positioned inward of the cylindrical portion.

3. The heating element according to claim 1, wherein the heating body is a heating roller, and the cylindrical portion of the coil has parallel side walls facing each other along both sides in the axial direction of the heating roller. The fixing device described.

The fixing device according to any one of claims 1 to 4, wherein the coil is a stranded wire formed by twisting a plurality of conductive wires covered with an insulating film.

It is cylindrical along the outer circumference including both ends in the orthogonal direction orthogonal to both the axial direction of the cylindrical coil and the recording material conveyance direction at the conveyance position of the heating body and both sides parallel to the axial direction. 6. The apparatus according to claim 1, further comprising: a support body that extends, wherein at least a part of the heating body is positioned inside the support body, and a coil is wound around an outer surface of the support body. Any of the fixing devices.

The fixing device according to claim 6, wherein the support has a heat insulating property.

The fixing device according to claim 6, wherein the support has a nonmagnetic property and a nonconductive property.

The fixing device according to claim 6, wherein a bearing on which the heating body cyclically moves is formed on the support.

The coil is curved from both ends in an orthogonal direction perpendicular to both the axial direction of the cylindrical coil and the recording material conveyance direction at the conveyance position of the heating body toward both sides parallel to the axial direction. The fixing device according to any one of claims 1 to 9, wherein the fixing device is wound.

An image forming apparatus comprising: a transfer unit that transfers a developer to a recording material to form an unfixed image; and a fixing unit that heat-fixes the unfixed image on a recording material. An image forming apparatus according to claim 10, wherein the image forming apparatus is a fixing device according to claim 10.