JP4122914B2

JP4122914B2 - Fixing device and image forming apparatus using the same

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Publication number: JP4122914B2
Application number: JP2002281324A
Authority: JP
Inventors: 啓介高橋; 健次郎西脇
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2022-09-26
Also published as: JP2004117863A

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電磁波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達するものである。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には、中空円筒状に形成され表面に電導性の高熱伝導薄層を形成した加熱ローラ（定着ローラともいう）と、透磁性材料からなる枠状の芯体と、この芯体の枠状の一辺に沿って巻き付けられたコイルとを備え、芯体のコイルが巻き付けられた一辺を、加熱ローラの軸方向に沿って加熱ローラの外周面と間隙を介して配設し、芯体の一辺と対向する他辺を加熱ローラの内部に貫通させて構成したものがある。そして、コイルに交番電流を流すことにより、加熱ローラ内に貫通した芯体の他辺に磁束を導き、加熱ローラ内の磁束により、加熱ローラ表面に渦電流を発生させ、加熱ローラ表面の高熱伝導薄層を加熱している。この定着装置の駆動手段は、加圧ローラの端部をスプロケットに固定し、このスプロケットとモータの回転軸とをチェーンを介して接続することにより、モータの回転力を加圧ローラに伝達し、加熱ローラの外周面と加圧ローラの外周面とを接触させることにより、加圧ローラの回転力を加熱ローラに伝達するように構成している。（例えば、特許文献１参照）
また、電磁誘導加熱装置を加熱源とした定着装置には、筒状のベルトガイドと、ベルトガイドの表面に回転自在にルーズに嵌合した電磁誘導性ベルトと、ベルトガイドの内部に収納した磁性コア及び磁性コイルとを備え、コイルに交番電流を印加することによって、磁性コアに交番磁束を導き、この交番磁束によって電磁誘導性ベルトに渦電流を発生させて電磁誘導性ベルトを加熱するものがある。この定着装置の駆動手段は、電磁誘導加熱装置、加熱ローラ、加圧ローラの周囲を覆うシャーシーの側壁から加圧ローラの回転軸を突き出し、その回転軸をギアを介しシャーシー外方の駆動手段と連結し加圧ローラを回転し、加圧ローラと定着ベルトの外面の摩擦力で定着ベルトを回転させている。（例えば、特許文献２参照）
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５８−０３５５６８号公報（第２−３頁、第１−３図）
【特許文献２】
特開２００２−００８８４５号公報（第５−６頁、第１−２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
定着装置には、加熱効率の向上とともに、小型化、省スペース化等が求められ、定着装置の駆動手段には、加熱効率を損なうことがなく駆動精度の良いものが求められている。
【０００７】
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、加熱ローラ外方に配設したコイルに交番電流を流すことにより、加熱加熱ローラ内部の芯体（枠状の芯体の一辺）に磁束を導き、加熱ローラ内の芯体に流れる磁束によって加熱ローラ表面を加熱しているので、加熱ローラの軸方向に沿って配設したコイルの磁束によって加熱ローラ表面を直接加熱するものに較べると、加熱ローラ表面を覆う磁束が少なく、加熱ローラ表面の加熱効率が低い。そこで、加熱ローラの表面で所定の加熱量を得るためにコイルの巻数を増やすと、コイルの軸方向の長さが大きくなり、この長さ方向の省スペース化が困難になるという問題があった。
【０００８】
また、コイルが間隙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。
【０００９】
また、特許文献２に開示された定着装置によれば、筒状のベルトガイド内部にコイルが収納されているので、電磁誘導ベルトからコイルに熱伝達した熱やコイルの自己発熱等の放熱が困難であり、コイルが加熱されて電気抵抗が増加し、加熱効率を低減させてしまったり、電磁誘導ベルト表面の温度にバラツキが発生したりし易いという問題があった。
【００１０】
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、加熱体を加熱する加熱効率が優れ、コイルが加熱ローラから受ける熱輻射量を低減できて安定した加熱効率が得られ、且つ、小型化、省スペース化にも優れた定着装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【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、加圧ローラと、前記加熱体及び前記加圧ローラとを駆動させる駆動手段と、その加熱体を加熱する電磁誘導加熱手段とを備え、前記加熱体と加圧ローラとの圧接ニップ部で現像剤を転写した記録材を挟持搬送し、現像剤を定着させる定着装置であって、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、前記圧接ニップ位置を向くように開放され、前記駆動手段は、コイルの外方に回転軸を有する駆動源を有し、この駆動源から回転伝達手段を介して前記加熱体および加圧ローラに駆動力を伝達することを特徴とする。
【００１２】
請求項１記載の定着装置によれば、コイルの筒状部の内方に加熱体の少なくとも一部を位置させたので、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加熱ローラから遠ざかると、他辺が加熱ローラに近接し、加熱体の両端の一端が加熱ローラから遠ざかると、他端が加熱ローラに近接し、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。
【００１３】
そして、コイルを加熱体の外周囲に沿って配設したので、コイルの放熱効果が良好で、コイルの温度上昇による加熱効率の低下を抑制でき、安定した加熱効率を得ることができる。
また、本定着装置は、コイルの外方に回転軸を有する駆動源を有し、この駆動源から回転伝達手段を介して加熱体及び加圧ローラに駆動力を伝達するように駆動手段を構成したので、コイルは駆動手段を配置するスペースに制約されることなく、加熱体の外周囲に沿って間隙を介し小さい径で巻くことができ、小型化、省スペース化ができる。
【００１４】
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、前記回転伝達手段は、前記加圧ローラの回転軸と前記駆動源の回転軸とを接続するギアを介して、前記駆動源の回転力を前記加圧ローラに伝達させ、更に、該加圧ローラの回転力を前記加熱体に伝達させることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の定着装置によれば、加熱体と駆動源とを直に接続しないで加圧ローラの回転力を伝達させる構成としたので、コイル及び加熱体は駆動手段と直に接続するスペースが不要となり、小型化、省スペース化ができる。
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、前記加熱体は加熱ローラであり、前記回転伝達手段は、前記加熱ローラと前記駆動源の回転軸とを接続するベルトを介して、前記駆動源の回転力を前記加熱ローラに伝達させ、更に、該加熱ローラの回転力を前記加圧ローラに伝達させることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の定着装置によれば、ベルトを介して加熱ローラと駆動源の回転軸とを接続したので、加熱ローラから駆動源に熱伝導することによって生ずる熱量の損失を低減でき、加熱ローラを効率良く加熱できる。
次に、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の定着装置において、前記ベルトが断熱材であることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の定着装置によれば、ベルトが断熱材であるので、ベルトを介して熱伝導することによって生ずる熱量の損失を低減でき、加熱ローラをより効率良く加熱できる。
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、前記加圧ローラと前記加熱体は、一方から他方に連れ回るように互いに圧接されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の定着装置によれば、加圧ローラと加熱体とが、一方から他方に連れ回るように伝達する構成としたので、この回転伝達のために付加部品を必要とせず、加熱体から熱伝導によって生ずる熱量の損失を低減でき、加熱体を効率良く加熱できる。また、付加部品を必要としないので、簡素な構造であって生産性も良い。
【００１９】
次に、請求項６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、前記加熱体は加熱ローラであり、前記加圧ローラと前記加熱ローラとを接続するギアを備え、該ギアを介して前記各ローラ間で回転力が伝達されることを特徴とする。
【００２０】
請求項６記載の定着装置によれば、加圧ローラと加熱ローラとの間の回転力の伝達をギアを介して行うようにしたので、加圧ローラと加熱ローラとの間の回転を精度良く伝達できる。
次に、請求項７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、前記加圧ローラ及び前記加熱体は、夫々、前記記録材を挟持しない非画像形成領域部を備え、前記回転伝達手段は、該非画像形成領域部で前記加圧ローラ及び前記加熱体を互いに圧接することを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載の定着装置によれば、非画像形成領域部で圧接することにより、加圧ローラと加熱体との間で回転力が伝達されるようにしたので、記録材を挟持した場合であっても確実に回転の伝達が行われ、記録材に良好な画像を定着できる。
【００２２】
次に、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の定着装置において、前記加圧ローラの前記非画像形成領域部の外径は、画像形成領域部の外径よりも大きいことを特徴とする
請求項８に記載の定着装置によれば、非画像形成領域部の外径が画像形成領域部の外径より大きいので、画像形成領域部が回転の伝達によって磨耗損傷することがなく、請求項７に記載の発明よりもさらに一層確実に回転の伝達が行われ、記録材に良好な画像を定着できる。
【００２３】
次に、請求項９に記載の発明は、請求項７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、該加熱ローラの非画像形成領域部の外径は、画像形成領域部の外径よりも大きいことを特徴とする。
請求項９に記載の定着装置によれば、非画像形成領域部の外径が画像形成領域部の外径より大きいので、画像形成領域部が、回転の伝達によって磨耗損傷することがなく、請求項７に記載の発明よりもさらに一層確実に回転の伝達が行われ、記録材に良好な画像を定着できる記録材に良好な画像を定着できる。
【００２４】
次に、請求項１０に記載の発明は、請求項７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、このフィルムの非画像形成領域部の厚みは、画像形成領域部の厚みよりも大きいことを特徴とする。
請求項１０に記載の定着装置によれば、非画像形成領域部の厚みが画像形成領域部の厚みより大きいので、画像形成領域部が回転の伝達によって磨耗損傷することがなく、請求項７に記載の発明よりもさらに一層確実に回転の伝達が行われ、記録材に良好な画像を定着できる。
【００２５】
次に、請求項１１に記載の発明は、請求項７乃至請求項１０の何れか記載の定着装置において、前記非画像形成領域部の表面に、摩擦係数が大きくなるような滑り止めを形成したことを特徴とする。
請求項１１に記載の定着装置によれば、摩擦係数が大きくなるような滑り止めを形成したので、加熱体と加圧ローラとの回転伝達部が滑ることなく回転力を精度良く伝達できる。
【００２６】
次に、請求項１２に記載の発明は、請求項７乃至請求項１１の何れか記載の定着装置において、前記非画像形成領域部の表面の面粗度を粗に形成したことを特徴とする。
請求項１２に記載の定着装置によれば、加圧ローラ及び加熱体の回転力を伝達する非画像形成領域部の表面の面粗度を粗に形成したので、加熱体と加圧ローラとの回転伝達部が滑ることなく回転力を精度良く伝達できる。
【００２７】
次に、請求項１３に記載の発明は、請求項１乃至請求項１２の何れか記載の定着装置において、前記コイルを支持する支持体を有し、その支持体は、前記加熱体を支持することを特徴とする。
請求項１３に記載の定着装置によれば、支持体によってコイル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、加熱効率が良好な電磁誘導加熱を得ることができる。
【００２８】
次に、請求項１４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１３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。
【００２９】
請求項１４に記載の画像形成装置によれば、前記加熱体と加圧ローラとを精度良く駆動できるとともにコイルの巻き線損失が少なく加熱効率の良好な定着装置を構成したので、記録材に現像剤を均一に定着させることができ、定着性と再現性が良好な画像を得ることができる。
【００３０】
また、本画像形成装置によれば、小型化、省スペース化に良好な定着装置を構成したので、画像形成装置の小型化、省スペース化ができる。
【００３１】
【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、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、図４は図１におけるＺ−Ｚ断面図、図５は図１における加熱ローラと加圧ローラの回転伝達部を説明する図である。
【００３２】
図１〜図5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、加熱ローラ２及び加圧ローラ４を駆動させる後述の駆動手段と、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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に覆われている。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によって形成されている。
【００３５】
そして、加熱ローラ２は、両端部７に回転軸２０が一体に突き出して形成されており、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。
そして、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。
【００３６】
加圧ローラ４は、電磁誘導加熱手段４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を挟持し回転方向に搬送できるように構成されている。
【００３７】
加熱ローラ２及び加圧ローラ４の外周面には、図５に示すように、記録用紙Ｐを挟持する画像形成領域部（図中Ｌの範囲）と画像形成領域部の両側外方にあって記録用紙Ｐを挟持しない非画像形成領域部４１、４２、４３、４４とが構成されている。そして、非画像形成領域部４１〜４４は、加熱ローラ２の外径が画像形成領域部（図中Ｌの範囲）の外径よりも僅かに大きく形成され、表面に摩擦係数が大きくなるように面粗度を粗に形成した滑り止めが形成されている。そして、非画像形成領域部４１〜４４で加熱ローラ２と加圧ローラ４とが圧接し、加圧ローラ４の回転力が加熱ローラ２に確実に伝達される。
【００３８】
支持体６は、電磁誘導加熱手段４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の外周面に沿ってコイル９が筒状に巻き付けられる。
【００３９】
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。
【００４０】
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曲線状に形成されている。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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、加圧ローラ４の回転軸２３を支持する軸受け部２４とを備える、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、が、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。
【００４４】
定着装置１は、加熱ローラ２、加圧ローラ４の駆動手段として、コイル９の外方に回転軸１５を備えた図示されない駆動源（例えば回転モータ））を有し、この駆動源から回転伝達手段を介して加圧ローラ４及び加熱ローラ２に回転力を伝達する。
【００４５】
定着装置１の回転伝達手段は、加圧ローラ４の回転軸２３の一方が固定具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、その突き出し部を駆動モータ（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と加熱ローラ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。
【００４６】
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、加熱体ローラ２の回転方向に直交する軸線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間隙を介して筒状にコイル９を巻き付け、加熱ローラ２の少なくとも一部は、前記コイル９の筒状部の内方に位置するように構成したので、加熱体ローラ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。
【００４７】
また、定着装置１は、コイル９の外方に回転軸１５を有する駆動源を有し、この駆動源からギア２５を介して加熱ローラ２及び加圧ローラ４に回転力を駆動伝達するように駆動手段を構成したので、コイル９は駆動手段を配置するスペースに制約されることなく、加熱ローラ９の外周囲に沿って間隙を介して小さい径で巻くことができ、小型化、省スペース化ができる。
【００４８】
また、定着装置１によれば、加圧ローラ４と加熱ローラ２とが、一方から他方に連れ回るように伝達する構成としたので、この回転伝達のために付加部品を必要とせず、加熱ローラ２から熱伝導によって生ずる熱量の損失を低減でき、加熱ローラ２を効率良く加熱できる。また、付加部品を必要としないので、簡素な構造であって生産性も良い。
【００４９】
また、定着装置１によれば、加圧ローラ４及び加熱ローラ２の非画像形成領域部４１〜４４で互いに圧接して回転力を伝達させたので、記録用紙Ｐを挟持した場合であっても確実に回転の伝達を行ない、記録用紙Ｐに良好な画像を定着できる。
【００５０】
また、定着装置１によれば、コイル９と加熱ローラ２との位置精度を良好に維持できるので、加熱ローラ２の温度バラツキが少なく、加熱効率を良好にできる。
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。
【００５１】
（実施の形態２）
次に、図６を用いて、本発明の定着装置３１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５０の構成を表す構成図であり、（ａ）は、加熱体の巡回移動方向に直交する軸線方向から表した図、（ｂ）は、（ａ）の矢印Ｕ方向から表した図である。
【００５２】
尚、本実施の形態２における定着装置５０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。
図６において、定着装置５０の駆動手段は、支持体６の外周に巻かれたコイル９の外方に回転軸５４を有する図示されない駆動源を有し、この駆動源から後述の回転伝達手段を介して加熱ローラ２及び加圧ローラ４に回転力を駆動伝達するように構成されている。また、実施の形態１と同様に、加圧ローラ４、加熱ローラ２は、固定具５１、支持体６に回動可能に支持されている。
【００５３】
定着装置５０の回転伝達手段は、軸方向端部に回転軸５５を備えた加熱ローラ２と、回転軸５４を備えた図示されない駆動源（例えば回転モータ）と、回転軸５３、５４の周囲に巻回され周回移動するベルト５３と、加熱ローラ２の回転軸５４を回転可能に支持した固定具５１と、加熱ローラ２に圧接して配設された加圧ローラ４とより構成され、駆動源の回転軸５４が回転すると、この回転力がベルト５３を介して加熱ローラ２の回転軸５４に伝達し、加熱ローラ２の回転力が加圧ローラ４に伝達し、加熱ローラ２と加圧ローラ４とが連れ回る。
【００５４】
尚、ベルト５３、回転軸５４、５５、支固定具５１等は、断熱性、非導電性、非磁性、耐熱性等を有する樹脂材料を用いて形成している。
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の定着装置によれば、ベルト５３を介して加熱ローラ２と駆動源の回転軸５４とを接続したので、加熱ローラ２から駆動源に熱伝導することによって生ずる熱量の損失を低減でき、加熱ローラ２を効率良く加熱できる。
【００５５】
また、ベルト５３、回転軸５４、５５、固定具５１等は、断熱性、非導電性、非磁性、耐熱性等を有する樹脂材料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の温度上昇を抑制できてコイル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。
【００５６】
（実施の形態３）
次に、図７を用いて、本発明の定着装置の、実施の形態３について説明する。
図７は、本発明が適用された実施の形態３の、定着装置２７の構成を表す構成図である。
【００５７】
尚、本実施の形態２における定着装置２７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。
図７において、定着装置２７は、加熱ローラ２の回転軸２０に固定されたギア２８と、加圧ローラ４の回転軸２３に固定されたギア２９とが備えられ、加圧ローラ４と加熱ローラ２とをギア２９、２８によって接続されている。また、実施の形態１と同様に、加圧ローラ４の回転軸２０、加熱ローラ２の回転軸２３は、固定具５、支持体６に回動可能に支持され、加圧ローラ４は、駆動モータ（図示せず）の回転軸１５とギア２９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に回転力が伝達され、加圧ローラ４から加熱ローラ２にギア２８、２９を介し回転力が伝達される。
【００５８】
尚、ギア２８、２９、回転軸２０、２３、固定具５等は、断熱性、非導電性、非磁性、耐熱性等を有する樹脂材料を用いて形成している。
以下に、前記の構成を有する実施形態３の定着装置の作用効果を記載する。
実施形態３の定着装置によれば、加圧ローラ４と加熱ローラ２との互いの回転力をギア２８、２９によって伝達したので、加圧ローラ４と加熱ローラ２の回転を精度良く伝達できる。
【００５９】
また、ギア２８、２９、回転軸２０、２３、固定具５等は、断熱性、非導電性、非磁性、耐熱性等を有する樹脂材料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、ギア２８、２９、回転軸２０、２３、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。
【００６０】
（実施の形態４）
次に、図８を用いて、本発明の定着装置の、実施の形態４について説明する。
図８は、本発明が適用された実施の形態４の、定着装置の構成を表す外観斜視図である。
【００６１】
尚、本実施の形態４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の外周面に沿って滑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。
【００６２】
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。
【００６３】
そして、加熱体３２は、略半円筒状のガイド体３３の外周面に沿って滑動可能な状態で嵌合している。
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８中、Ｑ方向）される。
【００６４】
加熱体３２及び加圧ローラ４の外周面には、記録用紙Ｐの画像形成領域を挟持する画像形成領域部（図中Ｌの範囲）と画像形成領域部の両側外にあって記録用紙Ｐの画像形成領域外である非画像形成領域部６１、６２、６３、６４とが構成されている。
【００６５】
加熱体３２の非画像形成領域部６１、６２は、フィルムの厚みが画像形成領域部の厚みよりも僅かに大きく形成され、加圧ローラ４の非画像形成領域部６３、６４の外径が画像形成領域部の外径よりも僅かに大きく形成され、非画像形成領域部６１〜６４の表面に摩擦係数が大きくなるように面粗度を粗に形成した滑り止めが形成され、この非画像形成領域部６１〜６４で加圧ローラ４の回転力が加熱体３２に確実に伝達される。
【００６６】
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８中、Ｑ方向）する回転力が伝達される。
【００６７】
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、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。
【００６８】
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３５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。
【００６９】
以下に、前記の構成を有する実施形態４の定着装置の作用効果を記載する。
実施の形態４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。
【００７０】
また、加圧ローラ４と加熱体３２は、非画像形成領域部６１〜６４で圧接されることにより回転力が伝達される構成としたので、記録用紙Ｐを挟持した場合であっても確実に回転の伝達が行われ、記録用紙Ｐに良好な画像を定着できる。
（実施の形態５）
次に、本発明の定着装置を用いた画像形成装置を、図を用いて説明する。
図９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。
【００７１】
図９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。
図９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に所定の画像を未定着の姿で転写するための画像形成部１０５などを備えて画像形成装置を構成している。
【００７２】
図９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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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行部、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、後術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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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により露光され、静電潜像が形成される。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、現像され、トナー像が形成される。
【００８０】
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。
【００８１】
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、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。
【００８２】
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。
【００８３】
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乃至実施の形態４の定着装置の何れか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。
【００８４】
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５の画像形成装置によれば、実施の形態１乃至実施の形態４の何れかと同一の構成を有する定着装置１１４を用いたので、記録用紙１０３に現像剤を均一に定着させることができ、定着性と再現性が良好な画像を得ることができる。
【００８５】
また、本画像形成装置によれば、小型化、省スペース化に良好な定着装置を構成したので、画像形成装置の小型化、省スペース化ができる。
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。
【００８６】
例えば、本実施の形態１の定着装置１によれば、図２、図４に示すように、平行な両側壁１１、１２を有する筒状の支持体６の外周面にコイル９を巻き付け、筒状のコイルを加熱ローラの軸方向の両辺に沿って平行な両側壁を有するように形成したが、図１０に示すように、支持体６を加熱ローラ２に沿って湾曲した形で形成し、この支持体６の外周面に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。
【００８７】
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。その際は記録用紙をニップ部に送るためのスリットを支持体に設けることに成る。
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つけてもよい。
【００８８】
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。
また、本実施の形態１の定着装置１によれば、加熱ローラ２及び加圧ローラ４の非画像領域部４１〜４４に、耐磨耗性が良く摩擦係数の優れた表面を得るために、セラミック粉末を塗布しても良い。
【００８９】
また、本実施の形態２の定着装置５０によれば、ベルトを断熱性、非導電性、非磁性、耐熱性等を有する樹脂材料を用いて形成したが、加熱ローラとの断熱性を確保できるなら、金属やその他無機物から成るものでも良い。
また、本実施の形態２の定着装置５０によれば、加熱ローラと加圧ローラとがギア２８、２９によって接続され、回転力が伝達されるものとしたが、ギアに代えて互いの回転軸をベルトによって接続し回転伝達しても良い。
【００９０】
また、実施の形態４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。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。
【００９１】
また、実施の形態４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。
【００９２】
また、実施の形態５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、モノクロの画像形成装置であってもよい。
また、実施の形態５の画像形成装置によれば、記録用紙１０３の表面にカラー画像を形成するものとしたが、片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１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における加熱ローラと加圧ローラの回転伝達部を説明する図である。
【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図である。
【図７】本発明が適用された実施の形態３の、加熱ローラと加圧ローラの回転伝達部を説明する図である。
【図８】本発明が適用された実施の形態４の、定着装置の構成を表す外観斜視図である。
【図９】本発明が適用された実施の形態４の、画像形成装置の構成を表す外図である。
【図１０】図１におけるＺ−Ｚ断面図の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１，３１，２７，５０…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、５，５１，５２…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…側壁、１３、２４…軸受け、１５…回転軸、１７…隅部、１８…励磁回路部、２０，２３，５４，５５…回転軸、２２…連結部、２５，２８，２９…ギア、３２…加熱体、３３…ガイド体、３４…挟持部、４１〜４４，６１〜６４…非画像形成領域部、５３…ベルト、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 the recording material is heated by the heat of the heating roller (for example, heated to about 150 ° C.). For example, an unfixed developer such as toner that has been transferred is fixed to 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 arranged inside a hollow heating roller, and an electric current is passed through the halogen lamp to radiate electromagnetic waves from the halogen lamp and heat it. It reaches the inner wall of the roller, undergoes heat conversion, and transfers 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, a heating roller (also referred to as a fixing roller) formed in a hollow cylindrical shape and having an electrically conductive high thermal conductive thin layer formed on a surface thereof, and a frame shape made of a magnetically permeable material. A core body and a coil wound along one side of the frame shape of the core body, and the one side around which the coil of the core body is wound is spaced from the outer peripheral surface of the heating roller along the axial direction of the heating roller. There is a configuration in which the other side facing the one side of the core body is passed through the inside of the heating roller. By passing an alternating current through the coil, the magnetic flux is guided to the other side of the core that penetrates the heating roller, and the eddy current is generated on the surface of the heating roller by the magnetic flux in the heating roller. The thin layer is heated. The fixing device driving means fixes the end of the pressure roller to the sprocket and connects the sprocket and the rotating shaft of the motor via a chain to transmit the rotational force of the motor to the pressure roller. The outer peripheral surface of the heating roller and the outer peripheral surface of the pressure roller are brought into contact with each other to transmit the rotational force of the pressure roller to the heating roller. (For example, see Patent Document 1)
The fixing device using an electromagnetic induction heating device as a heating source includes a cylindrical belt guide, an electromagnetic induction belt that is loosely fitted on the surface of the belt guide, and a magnetic member housed in the belt guide. There are provided a core and a magnetic coil, and by applying an alternating current to the coil, an alternating magnetic flux is guided to the magnetic core, and this alternating magnetic flux generates an eddy current in the electromagnetic inductive belt to heat the electromagnetic inductive belt. is there. The fixing device is driven by an electromagnetic induction heating device, a heating roller, a pressure roller rotating from the side wall of the chassis that covers the periphery of the pressure roller, and the rotation shaft via a gear. The pressure roller is connected and rotated, and the fixing belt is rotated by the frictional force between the pressure roller and the outer surface of the fixing belt. (For example, see Patent Document 2)
[0005]
[Patent Document 1]
JP 58-035568 (page 2-3, Fig. 1-3)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-008845 (page 5-6, FIG. 1-2)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The fixing device is required to be improved in heating efficiency, reduced in size, saved in space, and the like, and the driving means of the fixing device is required to have high driving accuracy without impairing the heating efficiency.
[0007]
However, according to the fixing device disclosed in Patent Document 1, magnetic flux is applied to the core body (one side of the frame-shaped core body) inside the heating and heating roller by passing an alternating current through a coil disposed outside the heating roller. Since the heating roller surface is heated by the magnetic flux flowing through the core body in the heating roller, compared to the case where the heating roller surface is directly heated by the magnetic flux of the coil disposed along the axial direction of the heating roller, There is little magnetic flux covering the surface of the heating roller, and the heating efficiency of the surface of the heating roller is low. Therefore, when the number of turns of the coil is increased in order to obtain a predetermined heating amount on the surface of the heating roller, there is a problem that the axial length of the coil becomes large and it is difficult to save the space in the length direction. .
[0008]
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 cause an electric resistance. There is a problem that the heating efficiency of the electromagnetic induction device may be reduced.
[0009]
Further, according to the fixing device disclosed in Patent Document 2, since the coil is housed inside the cylindrical belt guide, it is difficult to dissipate heat such as heat transferred from the electromagnetic induction belt to the coil or self-heating of the coil. However, the coil is heated to increase the electrical resistance, thereby reducing the heating efficiency, and the temperature on the surface of the electromagnetic induction belt is likely to vary.
[0010]
The present invention has been made in view of these problems. In a fixing device including an electromagnetic induction heating device for heating a heating body, the heating efficiency for heating the heating body is excellent, and the heat radiation received by the coil from the heating roller. An object of the present invention is to provide a fixing device that can reduce the amount, obtain stable heating efficiency, and is excellent in miniaturization and space saving.
[0011]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
In order to achieve this object, the invention of claim 1 A heating body that is configured to be covered with a magnetic metal or formed of a magnetic metal film and transports a recording material by a circular movement, a pressure roller, the heating body, and the pressure roller Drive means and electromagnetic induction heating means for heating the heating member, and sandwiching and transporting the recording material onto which the developer has been transferred at the pressure nip portion between the heating member and the pressure roller, thereby fixing the developer. The electromagnetic induction heating means is a coil wound in a cylindrical shape so as to have a hollow portion open at both ends, and 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 pressure nip position, and the driving means has a driving source having a rotating shaft on the outer side of the coil, and the rotation transmission from the driving source. Via the means Characterized by transmitting a driving force to the body and the pressure roller .
[0012]
According to the fixing device of the first aspect, since at least a part of the heating body is positioned inward of the cylindrical portion of the coil, even if the relative position between the coil and the heating body varies, the heating body There is little change in the heating efficiency for heating, and the temperature variation of the heating element can also 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 heating roller, the other side is close to the heating roller and one end of both ends of the heating body is separated from the heating roller. When it moves away, the other end comes close to the heating roller, and these combine to reduce the change in heating efficiency for heating the heating element.
[0013]
And since the coil was arrange | positioned along the outer periphery of a heating body, the heat dissipation effect of a coil is favorable, the fall of the heating efficiency by the temperature rise of a coil can be suppressed, and the stable heating efficiency can be obtained.
The fixing device has a drive source having a rotation shaft outside the coil, and the drive unit is configured to transmit a drive force from the drive source to the heating body and the pressure roller via the rotation transmission unit. Therefore, the coil can be wound with a small diameter through the gap along the outer periphery of the heating body without being restricted by the space in which the driving means is arranged, and the size and the space can be reduced.
[0014]
Next, according to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the rotation transmitting means is connected to a rotation shaft of the pressure roller and a rotation shaft of the driving source via a gear. The rotational force of the drive source is transmitted to the pressure roller, and the rotational force of the pressure roller is further transmitted to the heating body.
[0015]
According to the fixing device of the second aspect, since the rotational force of the pressure roller is transmitted without directly connecting the heating body and the driving source, the coil and the heating body are directly connected to the driving means. Space is not required, and miniaturization and space saving can be achieved.
Next, according to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the heating body is a heating roller, and the rotation transmitting unit connects the heating roller and a rotation shaft of the driving source. The rotational force of the driving source is transmitted to the heating roller through the belt, and the rotational force of the heating roller is transmitted to the pressure roller.
[0016]
According to the fixing device of the third aspect, since the heating roller and the rotation shaft of the drive source are connected via the belt, the loss of heat generated by conducting heat from the heating roller to the drive source can be reduced, The roller can be heated efficiently.
A fourth aspect of the present invention is the fixing device according to the third aspect, wherein the belt is a heat insulating material.
[0017]
According to the fixing device of the fourth aspect, since the belt is a heat insulating material, it is possible to reduce heat loss caused by heat conduction through the belt and to heat the heating roller more efficiently.
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 pressure roller and the heating body are pressed against each other so as to rotate from one to the other. It is characterized by being.
[0018]
According to the fixing device of the fifth aspect, since the pressure roller and the heating body are configured to transmit from one side to the other, no additional parts are required for this rotation transmission, and the heating body Therefore, the loss of heat generated by heat conduction can be reduced, and the heating body can be efficiently heated. Further, since no additional parts are required, the structure is simple and the productivity is good.
[0019]
Next, the invention according to claim 6 is the fixing device according to any one of claims 1 to 4, wherein the heating body is a heating roller, and a gear that connects the pressure roller and the heating roller. And a rotational force is transmitted between the rollers via the gear.
[0020]
According to the fixing device of the sixth aspect, since the rotational force is transmitted between the pressure roller and the heating roller through the gear, the rotation between the pressure roller and the heating roller is accurately performed. Can communicate.
Next, according to a seventh aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the pressure roller and the heating body each do not sandwich the recording material. And the rotation transmission means presses the pressure roller and the heating body against each other in the non-image forming area.
[0021]
According to the fixing device of the seventh aspect, since the rotational force is transmitted between the pressure roller and the heating body by pressing in the non-image forming area, the recording material is sandwiched. Even in this case, the rotation is reliably transmitted, and a good image can be fixed on the recording material.
[0022]
Next, according to an eighth aspect of the present invention, in the fixing device according to the seventh aspect, the outer diameter of the non-image forming area portion of the pressure roller is larger than the outer diameter of the image forming area portion. Characterize
According to the fixing device of the eighth aspect, since the outer diameter of the non-image forming area is larger than the outer diameter of the image forming area, the image forming area is not worn and damaged by the transmission of rotation. Thus, rotation can be transmitted more reliably than in the invention described in Item 7, and a good image can be fixed on the recording material.
[0023]
Next, according to a ninth aspect of the present invention, in the fixing device according to the seventh aspect, the heating body is a heating roller, and the outer diameter of the non-image forming area of the heating roller is equal to that of the image forming area. It is characterized by being larger than the outer diameter.
According to the fixing device of the ninth aspect, since the outer diameter of the non-image forming area is larger than the outer diameter of the image forming area, the image forming area is not worn and damaged by the transmission of rotation. According to the seventh aspect of the invention, rotation can be transmitted even more reliably, and a good image can be fixed on a recording material that can fix a good image on the recording material.
[0024]
Next, the invention described in claim 10 is the fixing device according to claim 7, wherein the heating body is a film, and the thickness of the non-image forming area portion of the film is larger than the thickness of the image forming area portion. It is large.
According to the fixing device of the tenth aspect, since the thickness of the non-image forming area is larger than the thickness of the image forming area, the image forming area is not worn and damaged by the transmission of rotation. The rotation is transmitted more reliably than the invention described, and a good image can be fixed on the recording material.
[0025]
Next, according to an eleventh aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the seventh to tenth aspects, a non-slip is formed on the surface of the non-image forming area so as to increase a friction coefficient. It is characterized by that.
According to the fixing device of the eleventh aspect, since the anti-slip is formed so as to increase the friction coefficient, the rotational force can be transmitted with high accuracy without slippage of the rotation transmitting portion between the heating body and the pressure roller.
[0026]
Next, a twelfth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the seventh to eleventh aspects, wherein the surface roughness of the surface of the non-image forming area is roughly formed. .
According to the fixing device of the twelfth aspect, since the surface roughness of the surface of the non-image forming area portion that transmits the rotational force of the pressure roller and the heating body is roughly formed, the heating body and the pressure roller The rotational force can be transmitted with high accuracy without the rotation transmitting portion slipping.
[0027]
Next, a thirteenth aspect of the invention is the fixing device according to any one of the first to twelfth aspects, further comprising a support body that supports the coil, and the support body supports the heating body. It is characterized by that.
According to the fixing device of the thirteenth aspect, since the positional accuracy between the coil and the heating body can be satisfactorily maintained by the support, it is possible to obtain electromagnetic induction heating with less temperature variation of the heating body and good heating efficiency. it can.
[0028]
Next, an invention according to claim 14 is an image forming apparatus comprising: transfer means for transferring a developer to a recording material to form an unfixed image; and fixing means for fixing the unfixed image to a recording material by heating. The fixing unit is an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 13.
[0029]
According to the image forming apparatus of the fourteenth aspect, since the heating body and the pressure roller can be driven with high accuracy and a fixing device with less coil winding loss and good heating efficiency is formed, the recording material is developed. The agent can be fixed uniformly, and an image with good fixability and reproducibility can be obtained.
[0030]
In addition, according to the present image forming apparatus, since the fixing device favorable for size reduction and space saving is configured, the image forming apparatus can be reduced in size and space.
[0031]
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, FIG. 3 is a YY sectional view in FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line ZZ in FIG. 1, and FIG. 5 is a view for explaining a rotation transmission portion of the heating roller and the pressure roller in FIG.
[0032]
1 to 5, reference numeral 1 denotes a fixing device. The fixing device 1 rotates as a heating body in the circumferential direction of the roller diameter (corresponding 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 disposed in parallel with the outer periphery of the heating roller 2 and sandwiching and transporting the recording paper P (so-called recording material) together with the heating roller 2, and a heating A driving means (to be described later) for driving the roller 2 and the pressure roller 4 and a fixing device 5 for fixing the fixing device 1 to a predetermined position of the device are provided. At the pressure nip portion between the heating roller 2 and the pressure roller 4, for example, The recording paper P to which a developer such as toner is transferred is nipped and conveyed, and the unfixed developer is melted and fixed on the recording paper P.
[0033]
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 of the heating roller 2 inside the cylindrical portion, and an electric current is applied to the coil 9 And an excitation circuit unit 18 for the purpose.
[0034]
The surface of the heating roller 2 is covered with a magnetic metal 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 made of an elastic resin so that it can be made.
[0035]
The heating roller 2 is formed by integrally projecting the rotating shaft 20 at both end portions 7, and the rotating shaft 20 is supported by a bearing 13 formed on the support 6, so that the heating roller 2 is configured to be rotatable. ing.
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.
[0036]
In order to increase the heating efficiency of the electromagnetic induction heating means 4, 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 sheet P is sandwiched between the outer peripheral surface of the heating roller 2 and can be conveyed in the rotational direction.
[0037]
As shown in FIG. 5, the outer peripheral surfaces of the heating roller 2 and the pressure roller 4 are located on both sides of the image forming area (L range in the drawing) and the image forming area where the recording paper P is sandwiched. Non-image forming area portions 41, 42, 43, and 44 that do not sandwich the recording paper P are configured. The non-image forming area portions 41 to 44 are formed such that the outer diameter of the heating roller 2 is slightly larger than the outer diameter of the image forming area portion (range L in the drawing), and the friction coefficient is increased on the surface. An anti-slip material having a rough surface is formed. Then, the heating roller 2 and the pressure roller 4 are in pressure contact with each other in the non-image forming area portions 41 to 44, and the rotational force of the pressure roller 4 is reliably transmitted to the heating roller 2.
[0038]
In order to increase the heating efficiency of the electromagnetic induction heating means 4, 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 is wound along the tube.
[0039]
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.
[0040]
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. It is formed in a curved shape so that it can be wound in a curved shape toward both sides 8 parallel to.
[0041]
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.
[0042]
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.
[0043]
The fixing device 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 includes a connecting portion 22 that connects to the support body 6 and a rotation shaft 23 of the pressure roller 4. The fixing unit 5 is fixed to a housing (not shown), and the fixing device 1 is connected to the fixing unit 5 via the fixing unit 5, for example, an image forming apparatus. It is installed at a predetermined position of the equipment.
[0044]
The fixing device 1 has a drive source (for example, a rotary motor) (not shown) provided with a rotation shaft 15 outside the coil 9 as drive means for the heating roller 2 and the pressure roller 4, and rotation transmission from the drive source. The rotational force is transmitted to the pressure roller 4 and the heating roller 2 through the means.
[0045]
The rotation transmitting means of the fixing device 1 is such that 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, and the protrusion is driven by a drive motor (not shown). ) And a rotation shaft 15 and a gear 25 are connected to each other. Thus, 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. ing.
[0046]
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, the coil 9 is formed in a cylindrical shape with a gap along the outer periphery including both ends in the axial direction perpendicular to the rotation direction of the heating roller 2 and both sides parallel to the axial direction. Since at least a part of the wrapping and heating roller 2 is configured to be located inside the cylindrical portion of the coil 9, there is little change in the heating efficiency for heating the heating roller 2, and the temperature of the surface of the heating roller 2 is reduced. Variations can also be reduced.
[0047]
In addition, the fixing device 1 has a drive source having a rotation shaft 15 outside the coil 9, and the driving force is transmitted from the drive source to the heating roller 2 and the pressure roller 4 via the gear 25. Since the driving means is configured, the coil 9 can be wound around the outer periphery of the heating roller 9 with a small diameter through a gap without being limited by the space where the driving means is arranged, and the size and space saving can be achieved. Can do.
[0048]
Further, according to the fixing device 1, since the pressure roller 4 and the heating roller 2 are configured to transmit from one to the other, no additional parts are required for this rotation transmission, and the heating roller The heat loss caused by heat conduction from 2 can be reduced, and the heating roller 2 can be efficiently heated. Further, since no additional parts are required, the structure is simple and the productivity is good.
[0049]
Further, according to the fixing device 1, the non-image forming area portions 41 to 44 of the pressure roller 4 and the heating roller 2 are pressed against each other to transmit the rotational force, so that even when the recording paper P is sandwiched. The rotation can be reliably transmitted and a good image can be fixed on the recording paper P.
[0050]
Further, according to the fixing device 1, since the positional accuracy between the coil 9 and the heating roller 2 can be maintained satisfactorily, there is little temperature variation of the heating roller 2 and heating efficiency can be improved.
In addition, since the support 6 and the fixture 5 disposed outside the heating roller 2 are formed using a resin having heat insulation, non-conductivity, non-magnetism, heat resistance, etc., 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.
[0051]
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the fixing device 31 of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating the configuration of the fixing device 50 according to the second embodiment to which the present invention is applied. FIG. 6A is a diagram illustrating an axial direction perpendicular to the cyclic movement direction of the heating body. (b) is the figure represented from the arrow U direction of (a).
[0052]
The fixing device 50 according to the second embodiment is basically the same in configuration as the fixing device 1 shown in the first embodiment, and therefore, detailed description is omitted by omitting the illustration of common components. The part which consists of is demonstrated.
In FIG. 6, the driving unit of the fixing device 50 has a driving source (not shown) having a rotation shaft 54 outside the coil 9 wound around the outer periphery of the support 6. The rotational force is configured to be transmitted to the heating roller 2 and the pressure roller 4. As in the first embodiment, the pressure roller 4 and the heating roller 2 are rotatably supported by the fixture 51 and the support body 6.
[0053]
The rotation transmission means of the fixing device 50 includes a heating roller 2 having a rotation shaft 55 at an axial end, a driving source (not shown) having a rotation shaft 54 (for example, a rotation motor), and rotation shafts 53 and 54 around the rotation shafts 53 and 54. A belt 53 that is wound around and moved, a fixing device 51 that rotatably supports a rotating shaft 54 of the heating roller 2, and a pressure roller 4 that is disposed in pressure contact with the heating roller 2. When the rotary shaft 54 rotates, the rotational force is transmitted to the rotary shaft 54 of the heating roller 2 via the belt 53, and the rotational force of the heating roller 2 is transmitted to the pressure roller 4. 4 goes around.
[0054]
The belt 53, the rotation shafts 54 and 55, the support fixture 51, and the like are formed using a resin material having heat insulation, non-conductivity, non-magnetism, heat resistance, and the like.
Hereinafter, the operational effects of the fixing device of the second embodiment having the above-described configuration will be described.
According to the fixing device of the second embodiment, since the heating roller 2 and the rotation shaft 54 of the drive source are connected via the belt 53, the loss of heat generated by conducting heat from the heating roller 2 to the drive source is reduced. The heating roller 2 can be efficiently heated.
[0055]
Further, since the belt 53, the rotating shafts 54 and 55, the fixture 51 and the like are formed using a resin material having heat insulation, non-conductivity, non-magnetism, heat resistance, etc., the heating roller 2 is heated to a high temperature. In addition, the temperature rise of the coil 9 can be suppressed, and the increase in the electrical resistance of the coil 9 can be reduced, and the fixing device 1 with good heating efficiency can be obtained without the heat generation of the support 6 and the fixture 5 itself.
[0056]
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the fixing device of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a configuration diagram showing the configuration of the fixing device 27 according to the third embodiment to which the present invention is applied.
[0057]
Since the fixing device 27 in the second embodiment is basically the same in configuration as the fixing device 1 shown in the first embodiment, the detailed description is omitted by omitting the illustration of the common components and the features thereof. The part will be described.
In FIG. 7, the fixing device 27 includes a gear 28 fixed to the rotation shaft 20 of the heating roller 2 and a gear 29 fixed to the rotation shaft 23 of the pressure roller 4. 2 are connected by gears 29 and 28. As in the first embodiment, the rotation shaft 20 of the pressure roller 4 and the rotation shaft 23 of the heating roller 2 are rotatably supported by the fixture 5 and the support body 6, and the pressure roller 4 is driven. A rotation shaft 15 of a motor (not shown) and a gear 29 are connected. As a result, the rotational force is transmitted from the drive motor to the pressure roller 4, and the rotational force is transmitted from the pressure roller 4 to the heating roller 2 via the gears 28 and 29.
[0058]
The gears 28 and 29, the rotary shafts 20 and 23, the fixture 5 and the like are formed using a resin material having heat insulating properties, non-conductive properties, non-magnetic properties, heat resistance, and the like.
The operational effects of the fixing device according to the third embodiment having the above-described configuration will be described below.
According to the fixing device of the third embodiment, since the rotational force of the pressure roller 4 and the heating roller 2 is transmitted by the gears 28 and 29, the rotation of the pressure roller 4 and the heating roller 2 can be transmitted with high accuracy.
[0059]
Further, since the gears 28 and 29, the rotary shafts 20 and 23, the fixture 5 and the like are formed using a resin material having heat insulating properties, non-conductive properties, non-magnetic properties, heat resistance, etc., the heating roller 2 is heated to a high temperature. Even if it is done, the temperature rise of the coil 9 can be prevented, the increase in the electrical resistance of the coil 9 can be reduced, the gears 28 and 29, the rotary shafts 20 and 23, and the fixture 5 itself do not generate heat, and the fixing device has good heating efficiency. 1 can be obtained.
[0060]
(Embodiment 4)
Next, Embodiment 4 of the fixing device of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is an external perspective view showing the configuration of the fixing device according to the fourth embodiment to which the present invention is applied.
[0061]
Since the fixing device 31 in the fourth embodiment is basically the same as the fixing device 1 shown in the first embodiment, the detailed description is omitted by omitting the illustration of the common components and the features thereof. 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. A pressure roller 4 that is disposed in contact with and parallel to and sandwiches and conveys the recording paper P (which corresponds to a so-called recording material) together with the heating body 32, and electromagnetic induction heating means (not shown) that heats the heating body 32. A fixing device (not shown) for fixing the fixing device 31 to a predetermined position of the device.
[0062]
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). .
[0063]
The heating body 32 is fitted in a 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. 8).
[0064]
On the outer peripheral surfaces of the heating body 32 and the pressure roller 4, there are an image forming area part (range L in the drawing) that sandwiches the image forming area of the recording paper P and outside the both sides of the image forming area part. Non-image forming area portions 61, 62, 63, and 64 that are outside the image forming area are configured.
[0065]
The non-image forming area portions 61 and 62 of the heating body 32 are formed so that the thickness of the film is slightly larger than the thickness of the image forming area portion, and the outer diameter of the non-image forming area portions 63 and 64 of the pressure roller 4 is the image. A non-slip is formed on the surface of the non-image forming region portions 61 to 64, which is formed slightly larger than the outer diameter of the forming region portion, and has a rough surface roughness so as to increase the friction coefficient. The rotational force of the pressure roller 4 is reliably transmitted to the heating body 32 in the region portions 61 to 64.
[0066]
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 of the heating body 32 (in FIG. 8, The rotational force (Q direction) is transmitted.
[0067]
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, nonconductive properties, heat resistance, and the like.
The guide body 33 is formed with a sandwiching portion 34 with a smooth surface, so that the heating body 32 can slide well.
[0068]
As in the first embodiment, the coil 9 is placed outside the heating body 32 along the outer periphery including both ends 35 in the axial direction perpendicular 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.
[0069]
The operational effects of the fixing device of Embodiment 4 having the above-described configuration will be described below.
In the fixing device of the fourth 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.
[0070]
Further, the pressure roller 4 and the heating body 32 are configured to transmit the rotational force by being pressed against each other in the non-image forming area portions 61 to 64. Therefore, even when the recording paper P is sandwiched, it is ensured. The rotation is transmitted and a good image can be fixed on the recording paper P.
(Embodiment 5)
Next, an image forming apparatus using the fixing device of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 9 is a diagram showing the overall configuration of an image forming apparatus using the fixing device of this embodiment.
[0071]
FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a mechanical configuration of a color laser printer 101 as an image forming apparatus according to an embodiment.
In FIG. 9, the color laser printer 101 has a main body casing 102 in which a predetermined image is not fixed on a paper feeding unit 104 for feeding a recording paper 103 as a recording medium or a fed recording paper 103. The image forming apparatus is configured to include an image forming unit 105 and the like for transferring the image.
[0072]
In FIG. 9, the color laser printer 101 forms a predetermined image in a main body casing 102 for feeding a recording sheet 103 as a recording medium or a fed recording sheet 103. The image forming unit 105 is provided.
[0073]
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.
[0074]
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.
[0075]
The scanner unit 110 functions as a latent image forming unit, and includes a laser issuing unit, a polygon mirror, a plurality of lenses, and a reflecting mirror (not shown). In the scanner unit 110, the photosensitive belt of the photosensitive belt mechanism 116 that performs the subsequent operation by transmitting or reflecting the laser beam emitted from the laser emitting unit based on predetermined image data through the reflecting mirror and the lens. It is configured to scan at high speed on the surface 122.
[0076]
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.
[0077]
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.
[0078]
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. It 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.
[0079]
The photosensitive belt 122 is rotated around the second photosensitive belt roller 120 by a drive source (not shown) (moves counterclockwise in FIG. 7). The photosensitive belt is exposed by the scanner unit 110 along with the circular movement, and an electrostatic latent image is formed. Next, the toner abuts on the developing roller 118 carrying the positively chargeable toner and is developed to form a toner image.
[0080]
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.
[0081]
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 and overlaid 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.
[0082]
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.
[0083]
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 any of the fixing devices of the first to fourth embodiments described above. 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.
[0084]
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 fifth embodiment having the above-described configuration, since the fixing device 114 having the same configuration as any of the first to fourth embodiments is used, the developer is uniformly applied to the recording paper 103. The image can be fixed, and an image having good fixability and reproducibility can be obtained.
[0085]
In addition, according to the present image forming apparatus, since the fixing device favorable for size reduction and space saving is configured, the image forming apparatus can be reduced in size and space.
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.
[0086]
For example, according to the fixing device 1 of the first embodiment, as shown in FIGS. 2 and 4, the coil 9 is wound around the outer peripheral surface of a cylindrical support 6 having parallel side walls 11 and 12, and Is formed so as to have parallel side walls along both sides in the axial direction of the heating roller, but as shown in FIG. 10, the support 6 is formed in a curved shape along the heating roller 2, The coil 9 may be formed so as to be curved along both axial sides of the heating roller 2 by being wound around the outer peripheral surface of the support 6.
[0087]
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. In that case, a slit for feeding the recording paper to the nip portion is provided on the support.
Further, although the coil 9 is wound along the outer peripheral surface of the support 6, it 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.
[0088]
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.
Further, according to the fixing device 1 of the first embodiment, in order to obtain a surface with good wear resistance and excellent friction coefficient in the non-image area portions 41 to 44 of the heating roller 2 and the pressure roller 4, Ceramic powder may be applied.
[0089]
Further, according to the fixing device 50 of the second embodiment, the belt is formed using a resin material having heat insulation, non-conductivity, non-magnetism, heat resistance, etc., but heat insulation with the heating roller can be ensured. Then, it may be made of metal or other inorganic materials.
Further, according to the fixing device 50 of the second embodiment, the heating roller and the pressure roller are connected by the gears 28 and 29, and the rotational force is transmitted. May be connected by a belt to transmit the rotation.
[0090]
Further, according to the fixing device 31 of the fourth embodiment, the heating body 32 is a cylindrical film, but a thin pipe may be used. 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.
[0091]
Further, according to the fixing device 31 of the fourth 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 it has magnetism. Metals without metal, metal compounds, good organic conductors, etc. may be used.
[0092]
Further, according to the image forming apparatus of the fifth embodiment, four color images are formed, but a monochrome image forming apparatus may be used.
In addition, according to the image forming apparatus of the fifth embodiment, a color image is formed on the surface of the recording paper 103. However, after fixing the color image on one side, the color image is further reversed, and the back side is the same as the front side. 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. 1 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 diagram illustrating a rotation transmission unit of a heating roller and a pressure roller in FIG.
FIG. 6 is an external view illustrating a configuration of a fixing device according to a second embodiment to which the invention is applied.
FIG. 7 is a diagram illustrating a rotation transmission unit of a heating roller and a pressure roller according to a third embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 8 is an external perspective view illustrating a configuration of a fixing device according to a fourth embodiment to which the invention is applied.
FIG. 9 is an external view illustrating a configuration of an image forming apparatus according to a fourth embodiment to which the present invention is applied.
10 is a cross-sectional view showing a modification of the ZZ cross-sectional view in FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,31,27,50 ... Fixing device, 2 ... Heating roller (heating body), 3 ... Electromagnetic induction heating means, 4 ... Pressure roller, 5, 51, 52 ... Fixing tool, 6 ... Support, 7 ... Heating Both ends in the axial direction of the roller, 8 ... Both sides parallel to the axial direction of the heating roller, 9 ... Coil, 10 ... Central shaft, 11, 12 ... Side wall, 13, 24 ... Bearing, 15 ... Rotating shaft, 17 ... Corner, DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 ... Excitation circuit part, 20, 23, 54, 55 ... Rotary shaft, 22 ... Connection part, 25, 28, 29 ... Gear, 32 ... Heating body, 33 ... Guide body, 34 ... Clamping part, 41-44, 61 -64 ... non-image forming area part, 53 ... belt, 101 ... color laser printer, 102 ... main body casing, 103 ... recording paper, 104 ... paper feeding part, 105 ... image forming part, 110 ... scanner unit, 111 ... process part 112, an intermediate transfer belt mechanism, 13 ... transfer roller, 114 ... fixing device, 115 ... developing cartridge 116 ... photosensitive belt mechanism section, 118 ... developing roller, 122 ... photosensitive belt, 126 ... intermediate transfer belt, 130 ... discharge roller, 131 ... 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;
A pressure roller;
Driving means for driving the heating body and the pressure roller;
Electromagnetic induction heating means for heating the heating body,
A fixing device for nipping and conveying a recording material onto which a developer is transferred at a pressure nip between the heating body and a pressure roller, and fixing the developer;
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 in the cylindrical coil is opened to face the pressure nip position,
The driving unit includes a driving source having a rotating shaft outside the coil, and a driving force is transmitted from the driving source to the heating body and the pressure roller through the rotation transmitting unit. .

The rotation transmission means transmits the rotational force of the drive source to the pressure roller via a gear connecting the rotation shaft of the pressure roller and the rotation shaft of the drive source, and further, the pressure roller The fixing device according to claim 1, wherein the rotational force is transmitted to the heating body.

The heating body is a heating roller, and the rotation transmission means transmits a rotational force of the driving source to the heating roller via a belt connecting the heating roller and a rotation shaft of the driving source, and The fixing device according to claim 1, wherein a rotational force of the heating roller is transmitted to the pressure roller.

The fixing device according to claim 3, wherein the belt is a heat insulating material.

The fixing device according to claim 1, wherein the pressure roller and the heating body are in pressure contact with each other so as to be rotated from one to the other.

The heating element is a heating roller, and includes a gear that connects the pressure roller and the heating roller, and a rotational force is transmitted between the rollers via the gear. The fixing device according to claim 4.

The pressure roller and the heating body each include a non-image forming region portion that does not sandwich the recording material,
The fixing device according to claim 1, wherein the rotation transmitting unit presses the pressure roller and the heating body against each other in the non-image forming area.

The fixing device according to claim 7, wherein in the pressure roller, an outer diameter of the non-image forming area portion is larger than an outer diameter of the image forming area portion.

The fixing device according to claim 7, wherein the heating body is a heating roller, and an outer diameter of the non-image forming area portion of the heating roller is larger than an outer diameter of the image forming area portion.

The fixing device according to claim 7, wherein the heating body is a film, and a thickness of the non-image forming area portion of the film is larger than a thickness of the image forming area portion.

11. The fixing device according to claim 7, wherein a non-slip that increases a friction coefficient is formed on a surface of the non-image forming area.

The fixing device according to claim 7, wherein a surface roughness of the surface of the non-image forming area is roughly formed.

The fixing device according to claim 1, further comprising a support body that supports the coil, wherein the support body supports the heating body.

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. 14. An image forming apparatus according to any one of claims 13 to 13.