JP2003007438A - Electromagnetic induction exothermic body, electromagnetic induction heating device, fixing device and image recording device - Google Patents
Electromagnetic induction exothermic body, electromagnetic induction heating device, fixing device and image recording deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本願発明は、交番磁界の作用
で渦電流が生じ、発熱する電磁誘導発熱体、 交番磁界
を発生する励磁コイルと面状の導電性層とが対向配置さ
れ、渦電流による導電性層の発熱を利用する電磁誘導加
熱装置、 記録媒体上のトナー像を電磁誘導加熱装置で
加熱・溶融するとともに、該トナー像を記録媒体に押圧
して定着画像とする定着装置、 及びトナー像を電磁誘
導による発熱で加熱溶融し、記録媒体上に圧着して転写
と定着とを同時に行う画像記録装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic induction heating element that generates heat when an eddy current is generated by the action of an alternating magnetic field, an exciting coil that generates an alternating magnetic field, and a planar conductive layer are arranged to face each other. An electromagnetic induction heating device that utilizes the heat generated in the conductive layer by a magnetic recording medium, a fixing device that heats and melts a toner image on a recording medium with the electromagnetic induction heating device, and presses the toner image onto the recording medium to form a fixed image; The present invention relates to an image recording apparatus that heats and melts a toner image by heat generated by electromagnetic induction, press-bonds it on a recording medium, and simultaneously performs transfer and fixing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】交番磁界を面状の導電性層に作用させた
ときに渦電流が生じ、発熱する。この原理を利用する電
磁誘導加熱は、熱効率がよく短時間で高温の加熱を行う
ことができることが知られており、様々な装置への利用
が提案されている。電子写真方式、静電記録方式等の、
熱可塑性樹脂バインダーを用いるトナーによって画像を
形成する画像記録装置では、トナー像を加熱溶融し、記
録媒体に融着させるのに電磁誘導加熱を用いることが提
案されている。2. Description of the Related Art When an alternating magnetic field is applied to a planar conductive layer, an eddy current is generated and heat is generated. It is known that electromagnetic induction heating utilizing this principle has good thermal efficiency and can perform high-temperature heating in a short time, and its use in various devices has been proposed. Electrophotographic method, electrostatic recording method,
In an image recording apparatus that forms an image with toner using a thermoplastic resin binder, it has been proposed to use electromagnetic induction heating to heat and fuse a toner image to fuse it to a recording medium.
【０００３】特開平9-44014号公報、特開平9-96974号公
報に記載の装置は、形成されたトナー像を記録媒体上に
転写し、記録媒体とともに加熱加圧して定着画像を得る
ものであり、金属発熱層を有する無端ベルト状の定着フ
ィルムと加圧ローラとの間に、トナー像を担持する記録
媒体を挟み込み、定着フィルムの背面側に励磁コイルを
配設して、加熱と加圧とを行う。The devices described in JP-A-9-44014 and JP-A-9-96974 transfer a formed toner image onto a recording medium and heat and pressurize it together with the recording medium to obtain a fixed image. Yes, a recording medium carrying a toner image is sandwiched between an endless belt-shaped fixing film having a metal heating layer and a pressure roller, and an exciting coil is arranged on the back side of the fixing film for heating and pressing. And do.
【０００４】特開平11-352804号公報に記載の装置は、
静電電位の差による潜像にトナーを転写することによっ
て形成されたトナー像を一旦中間転写体上に転写し、加
熱溶融した状態で記録媒体に圧着して、２次転写と定着
とを同時に行うものである。上記中間転写体は無端ベル
ト状の部材であり、導電性の発熱層を有し、対向配置さ
れた励磁コイルの作用によって発熱するものとなってい
る。The device described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-352804 is
A toner image formed by transferring toner to a latent image due to a difference in electrostatic potential is once transferred onto an intermediate transfer member, and is heated and melted to be pressure-bonded to a recording medium to simultaneously perform secondary transfer and fixing. It is something to do. The intermediate transfer member is an endless belt-shaped member, has a conductive heat generating layer, and generates heat by the action of exciting coils arranged opposite to each other.
【０００５】上記のような電磁誘導加熱によってトナー
を加熱溶融し、定着する装置では、従来から広く知られ
ているハロゲンヒータやセラミックヒータを用いた装置
に比べて次のような長所を備えている。
ａ）電磁誘導加熱では、フィルム状の熱容量が小さい部
材を発熱させることができるので、急速加熱が可能とな
る。このため、装置の電源をＯＮ状態としたときからの
予備加熱時間（ウオーミングアップタイム）をほとんど
不要とすることができる。
ｂ）ハロゲンヒータを用いたときのように、輻射によっ
て熱が伝えられるのではなく、被加熱体に極めて近い位
置にある導電性層を発熱させる。したがって、熱が伝達
するときの損失を低減でき、熱効率の良い加熱が可能と
なる。
ｃ）電磁誘導加熱では、被加熱体に極めて近い位置にあ
る導電性層を発熱させるので、熱伝達の抵抗が少なく、
高速で多数枚の画像を連続して定着する場合にも熱の供
給が不足することなく、良好な定着を行うことができ
る。An apparatus for heating and melting and fixing toner by electromagnetic induction heating as described above has the following advantages over an apparatus using a halogen heater or a ceramic heater which has been widely known from the past. . a) In the electromagnetic induction heating, since a film-shaped member having a small heat capacity can be caused to generate heat, rapid heating is possible. Therefore, the preheating time (warming up time) from when the power of the device is turned on can be almost eliminated. b) Heat is not transferred by radiation as in the case of using a halogen heater, but the conductive layer located extremely close to the object to be heated is caused to generate heat. Therefore, it is possible to reduce the loss when heat is transferred, and it is possible to perform heating with high thermal efficiency. c) In the electromagnetic induction heating, the conductive layer located very close to the object to be heated causes heat to be generated, resulting in low heat transfer resistance.
Even when a large number of images are continuously fixed at high speed, good fixing can be performed without insufficient heat supply.
【０００６】上記のような、電磁誘導加熱を行うときの
発熱層は、多くの場合、特開平9-44014号公報に開示さ
れるように磁束の吸収が良好な磁性金属が用いられ、ニ
ッケル、鉄、磁性ステンレス、コバルト−ニッケル合
金、鉄−ニッケル合金等が望ましいとされている。In many cases, as described above, the heat generating layer used for electromagnetic induction heating is made of a magnetic metal having good magnetic flux absorption, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-44014. Iron, magnetic stainless steel, cobalt-nickel alloy, iron-nickel alloy, etc. are said to be desirable.
【０００７】また、発熱層の層厚は、次式で示される表
皮深さδより厚くするのが望ましいとされている。Further, it is said that it is desirable that the thickness of the heat generating layer is thicker than the skin depth δ expressed by the following equation.
【数５】 [Equation 5]
【０００８】一方、特開2000-268952号公報には、発熱
層として、一般的な磁性金属より導電性の良好な銅、
銀、アルミニウム等の非磁性金属を用い、層厚を表皮深
さδより小さく０．１μm〜２０μm程度として有効な発
熱層が得られることが記載されている。そして、このよ
うに薄い金属層は、それだけでは充分な強度を有してい
ないので、ポリイミド等の耐熱性樹脂フィルムに積層し
て発熱層を保持し、発熱体としている。On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-268952 discloses that as a heat generating layer, copper having better conductivity than general magnetic metal,
It is described that an effective heat generating layer can be obtained by using a non-magnetic metal such as silver or aluminum and making the layer thickness smaller than the skin depth δ to about 0.1 μm to 20 μm. Since such a thin metal layer does not have sufficient strength by itself, it is laminated on a heat resistant resin film such as polyimide to hold the heat generating layer and serve as a heating element.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような技術には、さらに改良すべき課題として次のよう
な事項がある。電磁誘導加熱のための発熱層として、磁
性金属の表皮深さδより厚い層を用いると、発熱範囲
は、発熱層を形成する金属の固有の性質と交番磁界の周
波数によって決定され、発熱体の設計における自由度が
小さい。このため、発熱体の層構成や層厚、剛性等を自
由に設定できない場合が生じる。However, the above-mentioned techniques have the following matters as problems to be further improved. When a layer thicker than the skin depth δ of the magnetic metal is used as the heating layer for electromagnetic induction heating, the heating range is determined by the inherent properties of the metal forming the heating layer and the frequency of the alternating magnetic field, and Low degree of freedom in design. Therefore, there are cases where the layer structure, layer thickness, rigidity, etc. of the heating element cannot be freely set.
【００１０】一方、発熱層として、非磁性金属の表皮深
さδより薄い層を用いると、上記の問題点は解消される
が、次のような課題が生じる。図６に示すように、非磁
性金属の薄い発熱層５１ｂを、ポリイミド等の耐熱性樹
脂からなる基層５１ａ上に積層すると、耐熱性樹脂と発
熱層５１ｂである非磁性金属との間に十分な接着強度を
得るために、加工費用が多く必要となってしまう。ま
た、発熱体を無端ベルト状に成形しようとすると、加工
上の問題から耐熱樹脂と非磁性金属との間に十分な接着
強度を得ることが難しい。さらに、発熱体５１を短時間
で高温にするためには熱容量を小さくしなければなら
ず、耐熱性樹脂からなる基層５１ａの厚さを小さくする
と、発熱層５１ｂが急激に加熱されることによる熱膨張
で、ベルト状の発熱体５１に波うつような変形が生じ
る。これは、基層５１ａの耐熱性樹脂と発熱層５１ｂの
金属との熱膨張係数の差が大きいことや耐熱性樹脂の剛
性が充分でないことによって起る現象である。On the other hand, if a layer thinner than the skin depth δ of the non-magnetic metal is used as the heat generating layer, the above problems will be solved, but the following problems will occur. As shown in FIG. 6, when a thin heat generating layer 51b made of a nonmagnetic metal is laminated on a base layer 51a made of a heat resistant resin such as polyimide, a sufficient heat generating layer 51b is formed between the heat resistant resin and the nonmagnetic metal which is the heat generating layer 51b. High processing costs are required to obtain the adhesive strength. Further, if the heating element is formed into an endless belt, it is difficult to obtain sufficient adhesive strength between the heat resistant resin and the non-magnetic metal due to processing problems. Furthermore, in order to raise the temperature of the heating element 51 to a high temperature in a short time, the heat capacity must be reduced. If the thickness of the base layer 51a made of a heat-resistant resin is reduced, the heat generated by the heating layer 51b is rapidly heated. The expansion causes a wavy deformation of the belt-shaped heating element 51. This is a phenomenon caused by a large difference in thermal expansion coefficient between the heat-resistant resin of the base layer 51a and the metal of the heat-generating layer 51b and insufficient rigidity of the heat-resistant resin.
【００１１】さらに、表皮深さδより発熱層５１ｂが薄
いと、励磁コイル５２によって生成される磁束Ｈは発熱
層５１ｂを貫通する。このため、磁束が広い範囲に拡が
ることになり、効率の良い加熱を行うためには磁束を誘
導する手段５３が必要となる。Further, when the heat generating layer 51b is thinner than the skin depth δ, the magnetic flux H generated by the exciting coil 52 penetrates the heat generating layer 51b. For this reason, the magnetic flux spreads over a wide range, and means 53 for guiding the magnetic flux is required for efficient heating.
【００１２】本願発明は、上記のような事情に鑑みてな
されたものであり、その目的は、電磁誘導により効率よ
く発熱し、層構成や層厚の設計における自由度の大きい
電磁誘導発熱体を提供すること、 この発熱体を用いて
熱効率の良い加熱を行う電磁誘導加熱装置を提供するこ
と、 電磁誘導による加熱を行い良好な熱効率でトナー
像を定着するとともに、耐久性にすぐれた定着装置を提
供すること、 並びに記録媒体へのトナー像の転写と定
着とを同時に行う画像記録装置であって、熱の利用効率
が良く、耐久性に優れた画像記録装置を提供することで
ある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an electromagnetic induction heating element that efficiently generates heat by electromagnetic induction and has a high degree of freedom in designing the layer structure and layer thickness. To provide an electromagnetic induction heating device that uses this heating element to perform heating with good thermal efficiency, and to fix a toner image with good thermal efficiency by heating by electromagnetic induction and a fixing device with excellent durability. An object of the present invention is to provide an image recording apparatus that simultaneously performs transfer and fixing of a toner image on a recording medium, and that has good heat utilization efficiency and excellent durability.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に係る発明は、 磁性金属からなり、交番
磁界を発生させる励磁コイルと対向する位置に支持され
る基層と、 非磁性の導電性金属からなり、前記基層
の、前記励磁コイルと対向する面に積層された発熱層と
を有し、 前記発熱層は、表皮深さδより薄く形成され
ていることを特徴とする電磁誘導発熱体を提供する。な
お、表皮深さδは、先に記載した（１）式で示されるも
のである。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 comprises a base layer made of magnetic metal and supported at a position facing an exciting coil for generating an alternating magnetic field, and a non-magnetic layer. Of a conductive metal, and has a heating layer laminated on the surface of the base layer facing the exciting coil, the heating layer being formed to be thinner than a skin depth δ. Provide an induction heating element. The skin depth δ is represented by the above-mentioned formula (1).
【００１４】電磁誘導による発熱の原理は次のとおりで
ある。図４に示すように、導線性の発熱層３１と対向す
るように励磁コイル３２を配置し、励磁回路３３から交
流電流を供給して交番磁界を発生させる。上記励磁コイ
ル３２は、磁性体からなるコア３２ａと、このコア３２
ａを支持する台座３２ｂと、コアに巻き回された巻き線
３２ｃと、磁束を誘導する磁性板３２ｄとを有するもの
であるが、コアの形状は上記形状に限定されることはな
く、コアを用いないものでもよい。交番電流の供給によ
って生成消滅を繰り返す磁束Ｈは、発熱層３１に貫入さ
れる。このとき、発熱層３１中にはその磁界の変化を妨
げる磁界を生じるように、矢印Ｂで示される渦電流が発
生する。この渦電流は表皮効果のためにほとんど発熱層
の励磁コイル３２側の面に集中して流れ、発熱層の表皮
抵抗ＲSに比例した電力で発熱を生じる。The principle of heat generation by electromagnetic induction is as follows. As shown in FIG. 4, an exciting coil 32 is arranged so as to face the conductive heating layer 31, and an alternating current is supplied from the exciting circuit 33 to generate an alternating magnetic field. The exciting coil 32 includes a core 32a made of a magnetic material and the core 32a.
Although it has a pedestal 32b that supports a, a winding 32c that is wound around the core, and a magnetic plate 32d that guides a magnetic flux, the shape of the core is not limited to the above shape, and It may not be used. The magnetic flux H, which is repeatedly generated and extinguished by the supply of the alternating current, penetrates into the heat generating layer 31. At this time, an eddy current indicated by an arrow B is generated in the heat generating layer 31 so as to generate a magnetic field that prevents the change of the magnetic field. Due to the skin effect, this eddy current mostly flows concentratedly on the surface of the heating layer on the side of the exciting coil 32, and heat is generated by electric power proportional to the skin resistance R S of the heating layer.
【００１５】ここで、角周波数をω、透磁率をμ、固有
抵抗をρとすると、表皮深さδは次式で示される。Here, when the angular frequency is ω, the magnetic permeability is μ, and the specific resistance is ρ, the skin depth δ is expressed by the following equation.
【数６】 [Equation 6]
【００１６】さらに、表皮抵抗ＲSは次式で示される。Further, the skin resistance R S is expressed by the following equation.
【数７】 [Equation 7]
【００１７】電磁誘導発熱体の発熱層３１に発生する電
力Ｐは、電磁誘導発熱体中を流れる電流をＩｆとする
と、次式で表せる。The electric power P generated in the heating layer 31 of the electromagnetic induction heating element can be expressed by the following equation, where If is the current flowing in the electromagnetic induction heating element.
【数８】 [Equation 8]
【００１８】したがって、表皮抵抗ＲSを大きくする
か、あるいは発熱層を流れる電流Ｉｆを大きくすれば、
電力Ｐを増すことができ、発熱量を増すことが可能とな
る。表皮抵抗ＲSを大きくするには、周波数ωを高くす
るか、透磁率μの高い材料又は固有抵抗ρの高いものを
用いればよい。Therefore, if the skin resistance R S is increased or the current If flowing through the heating layer is increased,
The electric power P can be increased, and the amount of heat generation can be increased. To increase the skin resistance R S , the frequency ω may be increased, or a material having a high magnetic permeability μ or a material having a high specific resistance ρ may be used.
【００１９】上記のような加熱原理からすると、本請求
項に係る発明のように、非磁性金属を発熱層に用いる
と、加熱しづらいことが憶測されるが、発熱層の厚さｔ
が表皮深さδより薄い場合には、次式のようになる。Based on the above-mentioned heating principle, it is speculated that it is difficult to heat when a nonmagnetic metal is used in the heat generating layer as in the invention according to the present invention.
Is smaller than the skin depth δ, the following equation is obtained.
【数９】 [Equation 9]
【００２０】つまり、本発明に係る電磁誘導発熱体で
は、図５に示すように、発熱層４１ｂの厚さｔが表皮深
さδより薄くなっていることにより、表皮抵抗ＲSが増
大し、発熱層４１ｂに充分な発熱が生じる。このとき、
磁束Ｈは発熱層４１ｂを貫通し、基層４１ａに及んでお
り、磁性金属からなる基層４１ａを通って励磁コイル４
２側に向かい、閉じた磁路を形成する。したがって、磁
束が広範囲に拡がらず、効率の良い発熱が生じる。That is, in the electromagnetic induction heating element according to the present invention, as shown in FIG. 5, since the thickness t of the heating layer 41b is smaller than the skin depth δ, the skin resistance R S increases, Sufficient heat is generated in the heat generating layer 41b. At this time,
The magnetic flux H penetrates the heat generating layer 41b and reaches the base layer 41a, and passes through the base layer 41a made of magnetic metal to generate the exciting coil 4a.
Toward the 2 side, a closed magnetic path is formed. Therefore, the magnetic flux does not spread over a wide range, and efficient heat generation occurs.
【００２１】また、磁束Ｈは発熱層４１ｂを貫通してお
り、渦電流Ｂは発熱層４１ｂに集中して生じ、発熱層４
１ｂを効率よく発熱させる。一方、磁束Ｈは基層４１ａ
に及んでいるので、基層４１ａにも多少の発熱は生じる
が、基層４１ａは磁性金属からなり、磁束は深い位置ま
で吸収されないので、発熱は発熱層４１ｂに極近い位置
のみで生じ、発熱量もわずかとなる。Further, the magnetic flux H penetrates the heat generating layer 41b, and the eddy current B is concentrated and generated in the heat generating layer 41b.
1b is made to generate heat efficiently. On the other hand, the magnetic flux H is generated by the base layer 41a.
However, since the base layer 41a is made of magnetic metal and the magnetic flux is not absorbed to a deep position, the heat is generated only at a position very close to the heat generating layer 41b, and the heat generation amount is also large. Only a few.
【００２２】また、請求項２に係る発明の電磁誘導発熱
体では、基層４１ａより発熱層４１ｂの固有抵抗値が小
さくなっているので、渦電流Ｂは発熱層４１ｂにより集
中して流れ、基層４１ａはほとんど発熱しないものとな
る。これにより、発熱層の厚さ等を適切に設定し、所定
の範囲で効率良く発熱させることが可能となる。Further, in the electromagnetic induction heating element according to the second aspect of the present invention, since the specific resistance value of the heat generating layer 41b is smaller than that of the base layer 41a, the eddy current B concentrates in the heat generating layer 41b, and the base layer 41a. Produces almost no heat. This makes it possible to appropriately set the thickness of the heat generating layer and the like and efficiently generate heat in a predetermined range.
【００２３】請求項３に係る発明は、 請求項１又は請
求項２に係る電磁誘導発熱体において、前記発熱層は、
固有抵抗値が２．７×１０-8Ωｍ以下で、比透磁率が２
以下の材料で形成されていることを特徴とする。The invention according to claim 3 is the electromagnetic induction heating element according to claim 1 or 2, wherein the heating layer is
Specific resistance of 2.7 × 10 -8 Ωm or less, relative permeability of 2
It is characterized by being formed of the following materials.
【００２４】この電磁誘導発熱体では、発熱層の比透磁
率が２以下と小さくなっているので、表皮深さは大きく
なる。そして、発熱層は表皮深さより充分薄い層とな
り、磁束はこの発熱層を貫通する。このとき、発熱層は
固有抵抗値が２．７×１０-8Ωｍ以下と小さくなってい
るが、薄い層とすることによって表皮抵抗が大きくなり
充分な発熱量を得ることができる。したがって、発熱層
の層厚を適切に選択することによって薄い発熱層に集中
して発熱させることができる。In this electromagnetic induction heating element, since the relative magnetic permeability of the heating layer is as small as 2 or less, the skin depth becomes large. Then, the heat generating layer becomes a layer sufficiently thinner than the skin depth, and the magnetic flux penetrates this heat generating layer. At this time, the specific resistance value of the heat generating layer is as small as 2.7 × 10 −8 Ωm or less, but the skin resistance becomes large and a sufficient amount of heat can be obtained by making the layer thin. Therefore, by appropriately selecting the thickness of the heat generating layer, it is possible to generate heat by concentrating on the thin heat generating layer.
【００２５】請求項４に係る発明は、 請求項１又は請
求項２に記載の電磁誘導発熱体において、前記基層は、
固有抵抗値が２．７×１０-8Ωｍ以上で、比透磁率が２
以上の材料で形成されていることを特徴とする。The invention according to claim 4 is the electromagnetic induction heating element according to claim 1 or 2, wherein the base layer is
Specific resistance of 2.7 × 10 -8 Ωm or more, relative permeability of 2
It is characterized by being formed of the above materials.
【００２６】この電磁誘導発熱体では、基層の比誘電率
が２以上となっているので、発熱層を貫通した磁束は基
層に深く貫入することなく、基層に沿って誘導され、励
磁コイルへの磁路を形成する。また、磁束は基層へも貫
入するが、基層の固有抵抗値が２．７×１０-8Ωｍ以上
と大きくなっているので、基層には渦電流が流れにく
く、発熱層に集中して渦電流が生じる。このため、発熱
層で集中して発熱が生じ、効率の良い発熱が得られる。In this electromagnetic induction heating element, since the base layer has a relative dielectric constant of 2 or more, the magnetic flux penetrating the heating layer is guided along the base layer without penetrating deeply into the base layer, and is applied to the exciting coil. Form a magnetic path. The magnetic flux also penetrates into the base layer, but since the resistivity of the base layer is as large as 2.7 × 10 -8 Ωm or more, it is difficult for eddy current to flow in the base layer, and the eddy current concentrates on the heating layer. Occurs. Therefore, heat is generated in a concentrated manner in the heat generating layer, and efficient heat generation can be obtained.
【００２７】請求項５に係る発明は、 請求項１又は請
求項２に記載の電磁誘導発熱体において、前記発熱層
は、銅、銀又はアルミニウムで形成され、前記基層は、
ニッケル、鉄、磁性ステンレス、コバルト−ニッケル合
金又は鉄−ニッケル合金で形成されていることを特徴と
する。According to a fifth aspect of the present invention, in the electromagnetic induction heating element according to the first or second aspect, the heating layer is made of copper, silver or aluminum, and the base layer is
It is characterized by being formed of nickel, iron, magnetic stainless steel, cobalt-nickel alloy or iron-nickel alloy.
【００２８】上記のように発熱層と基層との材料を選択
することにより、発熱層の層厚を適切に設定し、薄い発
熱層に集中して効率の良い発熱を生じさせることができ
る。By selecting the materials for the heat generating layer and the base layer as described above, the layer thickness of the heat generating layer can be appropriately set and concentrated heat can be generated in the thin heat generating layer to generate heat efficiently.
【００２９】請求項６に係る発明は、 請求項１又は請
求項２に記載の電磁誘導発熱体において、前記発熱層の
上に、耐熱性を有する合成樹脂又は合成樹脂に導電性材
料の粉体を混入した材料からなる離型層が積層されてい
ることを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the electromagnetic induction heating element according to the first or second aspect, a heat-resistant synthetic resin or a synthetic resin powder of a conductive material is provided on the heating layer. It is characterized in that a release layer made of a material mixed with is laminated.
【００３０】この電磁誘導発熱体では、発熱層が離型性
の良好な層で被覆されているので、トナー等の熱可塑性
樹脂と直接に接触させ、加熱溶融した場合にも、熱可塑
性樹脂が電磁誘導発熱体に付着してしまうのを有効に防
止することができる。また、離型性の良好な合成樹脂
は、一般に絶縁体であるが導電性材料の粉体を混入する
ことによって抵抗値を調整することができ、表面の離型
層が帯電するのを防止することが可能となる。In this electromagnetic induction heating element, since the heating layer is covered with a layer having a good releasability, the thermoplastic resin is not melted even when it is directly brought into contact with the thermoplastic resin such as toner and melted by heating. Adhesion to the electromagnetic induction heating element can be effectively prevented. Further, a synthetic resin having a good releasability is generally an insulator, but the resistance value can be adjusted by mixing powder of a conductive material, and the release layer on the surface is prevented from being charged. It becomes possible.
【００３１】請求項７に係る発明は、 交番磁界を発生
させる励磁コイルと、 周回移動する無端状の周面を備
え、該周面の一部が前記励磁コイルと対向するように支
持された電磁誘導発熱体とを有し、 該電磁誘導発熱体
は、 磁性金属からなる基層と、 非磁性の導電性金属
からなり、前記基層の、前記励磁コイルと対向する面に
積層された発熱層とを備え、 該発熱層は、表皮深さδ
より薄く形成されていることを特徴とする電磁誘導加熱
装置を提供するものである。According to a seventh aspect of the present invention, an exciting coil for generating an alternating magnetic field and an endless peripheral surface that makes a circular movement are provided, and an electromagnetic wave supported so that a part of the peripheral surface faces the exciting coil. The electromagnetic induction heating element has a base layer made of a magnetic metal and a heating layer made of a non-magnetic conductive metal and laminated on a surface of the base layer facing the exciting coil. The heat generating layer has a skin depth δ.
An electromagnetic induction heating device characterized by being formed thinner.
【００３２】また、請求項８に係る発明は、 請求項７
に係る電磁誘導加熱装置において、前記発熱層は、前記
基層を構成する金属より固有抵抗値の小さい金属で形成
されていることを特徴とする。The invention according to claim 8 is the same as claim 7
In the electromagnetic induction heating device according to the aspect 1, the heat generating layer is formed of a metal having a specific resistance value smaller than that of the metal forming the base layer.
【００３３】このような電磁誘導加熱装置では、周回駆
動される電磁誘導発熱体が励磁コイルとの対向位置を通
過するときに電磁誘導によって瞬時に加熱される。した
がって、例えば、電磁誘導発熱体の表面に担持されてい
るトナー像を加熱溶融したり、加熱された電磁誘導発熱
体を被加熱体に圧接することによって、予備加熱時間
（ウォームアップタイム）なしで効率の良い加熱が可能
となる。また、電磁誘導発熱体が、非磁性金属からなる
薄い発熱層と磁性金属からなる基層とを備えているの
で、励磁コイルに供給される交流の周波数に対応して、
適切に発熱層の層厚を設定し、この発熱層に集中して効
率よく発熱を生じさせることができる。In such an electromagnetic induction heating apparatus, when the electromagnetic induction heating element that is driven in a circular motion passes through the position facing the exciting coil, it is instantly heated by the electromagnetic induction. Therefore, for example, by heating and melting the toner image carried on the surface of the electromagnetic induction heating element or pressing the heated electromagnetic induction heating element against the object to be heated, there is no preheating time (warm-up time). It enables efficient heating. Further, since the electromagnetic induction heating element includes a thin heating layer made of a non-magnetic metal and a base layer made of a magnetic metal, corresponding to the frequency of the alternating current supplied to the exciting coil,
By appropriately setting the layer thickness of the heat generating layer, it is possible to efficiently generate heat by concentrating on the heat generating layer.
【００３４】請求項９に係る発明は、 交番磁界を発生
させる励磁コイルと、 周回移動する無端状の周面を備
え、該周面の一部が前記励磁コイルと対向するように支
持されて電磁誘導により発熱する加熱部材と、 未定着
のトナー像を担持した記録媒体を前記加熱部材に押圧す
る加圧部材とを有し、 前記加熱部材は、 磁性金属か
らなる基層と、 非磁性の導電性金属からなり、前記基
層の、前記励磁コイルと対向する面に積層された発熱層
とを備え、 該発熱層は、表皮深さδより薄く形成され
ていることを特徴とする定着装置を提供する。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an exciting coil for generating an alternating magnetic field and an endless peripheral surface that makes a circular movement, and a part of the peripheral surface is supported so as to face the exciting coil and the electromagnetic coil is supported. The heating member includes a heating member that generates heat by induction, and a pressing member that presses the recording medium carrying an unfixed toner image against the heating member. The heating member includes a base layer made of a magnetic metal and a non-magnetic conductive material. Provided is a fixing device comprising a heat generating layer made of metal and laminated on a surface of the base layer facing the exciting coil, the heat generating layer being formed thinner than a skin depth δ. .
【００３５】また、請求項１０に係る発明は、 請求項
９に記載の定着装置において、前記発熱層は、前記基層
を構成する金属より固有抵抗値の小さい金属で形成され
ていることを特徴とする。According to a tenth aspect of the present invention, in the fixing device according to the ninth aspect, the heat generating layer is formed of a metal having a specific resistance value smaller than that of the metal forming the base layer. To do.
【００３６】上記加熱部材は、円筒状の剛性を有する部
材であってもよいし、無端ベルト状の部材であってもよ
い。また、加圧部材は、ロール状の部材であっても良い
し、パッド状の部材であってもよい。そして、上記加熱
部材は、それ自身が回転駆動されるものでもよいし、押
圧されるロール状の加圧部材に従動するものでもよい。
また、加熱部材がベルト状の部材であって、周方向に張
力を発生させることなく支持する場合は、例えば加圧部
材と対向する位置に保持部材を配置し、加圧部材との間
に挟持する構造を採用することができる。そして、保持
部材又は加圧部材の少なくともいずれか一方をロール状
の部材とし、回転駆動することによって加熱部材を周回
させることができる。一方、励磁コイルは、加熱部材に
加圧部材が押圧される位置又はこれより上流側で加熱部
材に対向させるのが望ましい。The heating member may be a cylindrical member having rigidity or an endless belt member. The pressure member may be a roll-shaped member or a pad-shaped member. The heating member may be rotationally driven by itself, or may be driven by a pressed roll-shaped pressing member.
Further, when the heating member is a belt-shaped member and is supported without generating tension in the circumferential direction, for example, a holding member is arranged at a position facing the pressing member and is sandwiched between the pressing member and the holding member. It is possible to adopt a structure that does. Then, at least one of the holding member and the pressurizing member is a roll-shaped member, and the heating member can be rotated by rotationally driving. On the other hand, it is desirable that the exciting coil is opposed to the heating member at a position where the pressing member is pressed by the heating member or at an upstream side thereof.
【００３７】このような定着装置では、加熱部材が電磁
誘導によって加熱され、この加熱部材がトナー像を担持
した記録媒体に圧接され、記録媒体上のトナーに熱を供
給する。これにより、トナーは溶融して記録媒体に圧着
される。In such a fixing device, the heating member is heated by electromagnetic induction, the heating member is pressed against the recording medium carrying the toner image, and heat is supplied to the toner on the recording medium. As a result, the toner is melted and pressed onto the recording medium.
【００３８】上記電磁誘導による加熱は、加熱部材の熱
容量が小さく瞬時に高温まで加熱されるので、ウォーミ
ングアップタイムをほとんど必要とせず、トナー像を短
時間で定着することができる。また、加熱部材の表面近
くのみを効率よく加熱することができ、高速で連続して
トナー像を定着する場合にも、良好な画像定着を行うこ
とができる。In the heating by electromagnetic induction, since the heating member has a small heat capacity and is instantly heated to a high temperature, the warm-up time is hardly required and the toner image can be fixed in a short time. Further, only the surface of the heating member can be efficiently heated, and good image fixing can be performed even when toner images are continuously fixed at high speed.
【００３９】請求項１１に係る発明は、 無端状の周面
を有し、該周面上にトナー像を担持して搬送するトナー
像担持搬送部材と、 該トナー像担持搬送部材の周面と
対向するように配置され、交番磁界を発生させて、該ト
ナー像担持搬送部材を電磁誘導加熱する励磁コイルと、
前記トナー像担持搬送部材の周面に記録媒体を押圧
し、該トナー像担持搬送部材上で加熱溶融されたトナー
像を記録媒体に転写すると同時に定着する加圧部材とを
有し、 前記トナー像担持搬送部材は、 磁性金属から
なる基層と、 非磁性の導電性金属からなり、前記基層
の前記励磁コイルと対向する面に積層された発熱層とを
備え、 該発熱層は、表皮深さδより薄く形成されてい
ることを特徴とする画像記録装置を提供するものであ
る。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a toner image carrying and conveying member having an endless peripheral surface and carrying and carrying a toner image on the peripheral surface; and a peripheral surface of the toner image carrying and conveying member. An exciting coil arranged to face each other, which generates an alternating magnetic field to heat the toner image carrying member by electromagnetic induction;
A pressing member that presses a recording medium against the peripheral surface of the toner image carrying and conveying member and transfers the toner image heated and melted on the toner image carrying and conveying member to the recording medium and fixes the toner image at the same time; The carrying and conveying member includes a base layer made of a magnetic metal, and a heating layer made of a non-magnetic conductive metal and laminated on a surface of the base layer facing the exciting coil. The heating layer has a skin depth δ. An image recording apparatus characterized by being formed thinner.
【００４０】また、請求項１２に係る発明は、 請求項
１１に記載の画像記録装置において、前記発熱層は、前
記基層を構成する金属より固有抵抗値の小さい金属で形
成されていることを特徴とする。According to a twelfth aspect of the invention, in the image recording apparatus according to the eleventh aspect, the heat generating layer is formed of a metal having a specific resistance value smaller than that of the metal forming the base layer. And
【００４１】上記構成に含まれるトナー像担持搬送部材
は、無端状の周面上に静電電位の差による潜像が形成さ
れ、これにトナーが転移するものであってもよいし、形
成されたトナー像が一旦転写される、いわゆる中間転写
体であってもよい。The toner image carrying / conveying member included in the above construction may be one in which a latent image due to the difference in electrostatic potential is formed on the endless peripheral surface, and the toner is transferred to the latent image. It may be a so-called intermediate transfer body to which the toner image is once transferred.
【００４２】このような画像記録装置では、トナー像担
持搬送部材が励磁コイルと対向する位置を通過するとき
に、電磁誘導による渦電流で加熱され、トナー像担持搬
送部材上のトナーが溶融される。そして、このトナー像
は、トナー像担持搬送部材と加圧部材との間に送り込ま
れた記録部材に圧着され、転写と定着とが同時に行われ
る。In such an image recording apparatus, when the toner image carrying and conveying member passes through the position facing the exciting coil, it is heated by the eddy current due to electromagnetic induction, and the toner on the toner image carrying and carrying member is melted. . Then, the toner image is pressure-bonded to the recording member sent between the toner image carrying and conveying member and the pressure member, and the transfer and the fixing are simultaneously performed.
【００４３】上記電磁誘導による加熱は、熱容量の大き
い部材を加熱する必要がなく、薄いベルト状のトナー像
担持搬送部材を短い時間で急速に高温まで加熱すること
ができるので、ウォーミングアップタイムがほとんど不
要となり、電源投入時にも直ちに画像を形成することが
できる。また、トナー像担持搬送部材は、磁性金属から
なる基層とこの上に積層された非磁性金属の薄い発熱層
とを有しているので、発熱層が集中して効率よく発熱す
る。これにより、高速での画像形成にも対応して、良好
な定着画像を得ることができる。The heating by electromagnetic induction does not require heating of a member having a large heat capacity, and the thin belt-shaped toner image carrying and conveying member can be rapidly heated to a high temperature in a short time, so that the warm-up time is almost unnecessary. Therefore, an image can be immediately formed even when the power is turned on. Further, since the toner image carrying and conveying member has the base layer made of magnetic metal and the thin heating layer made of non-magnetic metal laminated on the base layer, the heating layer is concentrated to efficiently generate heat. As a result, a good fixed image can be obtained in response to high-speed image formation.
【００４４】[0044]
【発明の実施の形態】以下に、本願に係る発明の実施の
形態を図に基づいて説明する。図１は、請求項１から請
求項６に係る発明の一実施形態である電磁誘導発熱体を
中間転写体として用いた画像記録装置であって、請求項
１１又は請求項１２に係る発明の実施形態を示す概略構
成図である。この画像記録装置は、周面が周回可能に支
持された無端ベルト状の中間転写体６（トナー像担持搬
送体）を備えており、この中間転写体６と対向する位置
に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像
を形成する４つの画像形成ユニット１ａ、１ｂ、１ｃ、
１ｄが配設されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an image recording apparatus using an electromagnetic induction heating element as an intermediate transfer member, which is an embodiment of the invention according to claims 1 to 6, and is an embodiment of the invention according to claim 11 or 12. It is a schematic block diagram which shows a form. This image recording apparatus is provided with an endless belt-shaped intermediate transfer member 6 (toner image carrying member) whose peripheral surface is rotatably supported, and yellow, magenta, and Four image forming units 1a, 1b, 1c for forming cyan and black toner images,
1d is provided.
【００４５】各画像形成ユニット１ａ、１ｂ、１ｃ、１
ｄは、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム２ａ、
２ｂ、２ｃ、２ｄを有しており、各感光体ドラムの周囲
に、この感光体ドラムの表面をそれぞれほぼ一様に帯電
する帯電装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと、感光体ドラム
１に像光を照射して表面に潜像を形成する露光装置４
ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと、感光体ドラム上に形成された
各潜像にイエロー、マゼンタ、シアン又はブラックのト
ナーを転移させてトナー像を形成する現像装置５ａ、５
ｂ、５ｃ、５ｄと、中間転写体６と感光体ドラム１との
間に適切なニップ幅を形成する押さえロール７ａ、７
ｂ、７ｃ、７ｄと、トナー像の転写後に感光体ドラム１
に残留するトナーを除去するクリーニング装置８ａ、８
ｂ、８ｃ、８ｄと、感光体ドラム１の表面を除電する除
電露光装置９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄとを備えている。Each image forming unit 1a, 1b, 1c, 1
d is a photosensitive drum 2a on the surface of which an electrostatic latent image is formed,
2b, 2c, 2d, and charging devices 3a, 3b, 3c, 3d for charging the surface of each photoconductor drum substantially uniformly around the photoconductor drum and an image on the photoconductor drum 1. Exposure device 4 that irradiates light to form a latent image on the surface
a, 4b, 4c, and 4d, and developing devices 5a and 5 that transfer yellow, magenta, cyan, or black toner to each latent image formed on the photosensitive drum to form a toner image.
b, 5c, 5d and pressing rolls 7a, 7 for forming an appropriate nip width between the intermediate transfer member 6 and the photosensitive drum 1.
b, 7c, 7d and the photosensitive drum 1 after the transfer of the toner image
Cleaning devices 8a, 8 for removing the toner remaining on the surface
b, 8c, 8d, and neutralization exposure devices 9a, 9b, 9c, 9d for neutralizing the surface of the photosensitive drum 1.
【００４６】中間転写体６の内側には、駆動ロール１０
と、テンションロール１１と、二次転写を行うための転
写ロール１２とが配置されており、これらによって中間
転写体６が周回可能に張架されている。そして、転写ロ
ール１２と対向する位置には中間転写体６を挟んで加圧
ロール１３が設けられている。また、中間転写体６に沿
った位置には、中間転写体６及びこの上に担持されたト
ナー像を加熱する交番磁界発生装置１４と、中間転写体
６と感光体ドラム１との間にバイアス電圧を印加するこ
とにより、感光体ドラム上のトナー像を中間転写体６に
転写するバイアス印加器１５と、二次転写後、中間転写
体上に残留するトナーを除去するクリーニング装置１６
とが設けられている。Inside the intermediate transfer member 6, a driving roll 10 is provided.
A tension roll 11 and a transfer roll 12 for performing secondary transfer, and the intermediate transfer member 6 is stretched around the intermediate transfer member 6 by these members. A pressure roll 13 is provided at a position facing the transfer roll 12 with the intermediate transfer body 6 interposed therebetween. Further, at a position along the intermediate transfer body 6, a bias is provided between the intermediate transfer body 6 and the alternating magnetic field generator 14 for heating the toner image carried on the intermediate transfer body 6, and the intermediate transfer body 6 and the photosensitive drum 1. A bias application device 15 that transfers a toner image on the photosensitive drum to the intermediate transfer member 6 by applying a voltage, and a cleaning device 16 that removes the toner remaining on the intermediate transfer member after the secondary transfer.
And are provided.
【００４７】以下に、本実施形態の画像記録装置を構成
している各要素について、より詳しい説明を加える。上
記感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、ドラム表面
にSe、a-Si、a-SiC、CdS 等の各種無機感光体層を有す
るもの、又は各種有機感光体層を有するものを用いるこ
とができる。Below, a more detailed description will be given of each element constituting the image recording apparatus of the present embodiment. As the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, 2d, those having various inorganic photosensitive layers such as Se, a-Si, a-SiC, CdS or those having various organic photosensitive layers on the drum surface are used. You can
【００４８】上記帯電装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、
グリッドと電極ワイヤとを備えるコロナ放電器であり、
電極ワイヤに高電圧を印加するとともにグリッドに所定
の電圧を印加し、上記各感光体ドラムとの間でコロナ放
電を発生させて各感光体ドラムの表面を一様に帯電する
ものである。The charging devices 3a, 3b, 3c and 3d are
A corona discharger including a grid and electrode wires,
A high voltage is applied to the electrode wires and a predetermined voltage is applied to the grid to generate corona discharge between each of the photoconductor drums and uniformly charge the surface of each photoconductor drum.
【００４９】上記露光装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、
画像信号に基づいてレーザー光を発生し、これをポリゴ
ンミラーによって感光体ドラムの主走査方向にスキャン
する。これにより一様に帯電された各感光体ドラムの露
光部で電位が減衰し、静電電位の差による潜像が形成さ
れるようになっている。The exposure devices 4a, 4b, 4c and 4d are
Laser light is generated based on the image signal, and this is scanned by the polygon mirror in the main scanning direction of the photosensitive drum. As a result, the potential is attenuated at the exposed portion of each uniformly charged photosensitive drum, and a latent image is formed due to the difference in electrostatic potential.
【００５０】上記現像装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのそれぞれのト
ナーを収容した現像器が、各感光体ドラムと順次、近接
・対向するようになっており、各色に対応した潜像にト
ナーを転移して可視像を形成するものである。The developing devices 5a, 5b, 5c and 5d are
A developing device containing yellow, magenta, cyan, and black toners is arranged so as to sequentially approach and face each photoconductor drum, and the toner is transferred to a latent image corresponding to each color to form a visible image. Is formed.
【００５１】上記中間転写体６は、図２に示すように、
ベルトに十分な強度を有する基層６ａと、その上に積層
された発熱層６ｂと、最も上層となる表面離型層６ｃと
の３層で構成されている。基層６ａは、固有抵抗値及び
比透磁率が高く、磁性を有する金属が用いられる。コス
トや強度を考慮すると鋼、ニッケル、ステンレス等が用
いられ、特に、固有抵抗値と比透磁率とがいずれも高い
磁性ステンレスが望ましい。これらの材料は、固有抵抗
値が２．７×１０-8Ωｍ以上で、比透磁率が２以上のも
のである。また、発熱層６ｂは、厚さ１μｍ〜１５μｍ
の銅、銀又はアルミニウムが用いられる。これらの材料
は、固有抵抗値が２．７×１０-8Ωｍ以下で、比透磁率
が２以下のものである。銅は比較的安価で容易に基層に
接着可能であるため好適である。中間転写体の可撓性を
損なわないために、基層と発熱層とからなる金属層は、
３０μｍ〜６０μｍとするのが望ましい。本実施例で
は、基層は厚さ３０μｍ〜５０μｍの磁性ステンレス、
発熱層６ｂは厚さ５μｍ〜１０μｍの銅が選択されてい
る。The intermediate transfer member 6, as shown in FIG.
The belt is composed of a base layer 6a having sufficient strength, a heat generating layer 6b laminated on the base layer 6a, and a surface release layer 6c which is the uppermost layer. For the base layer 6a, a metal having a high specific resistance value and a high relative magnetic permeability and magnetism is used. In consideration of cost and strength, steel, nickel, stainless steel or the like is used, and particularly, magnetic stainless steel having both high specific resistance value and high relative magnetic permeability is desirable. These materials have a specific resistance value of 2.7 × 10 −8 Ωm or more and a relative magnetic permeability of 2 or more. The heating layer 6b has a thickness of 1 μm to 15 μm.
Of copper, silver or aluminum is used. These materials have a specific resistance value of 2.7 × 10 −8 Ωm or less and a relative magnetic permeability of 2 or less. Copper is preferred because it is relatively inexpensive and can be easily adhered to the base layer. In order not to impair the flexibility of the intermediate transfer member, the metal layer composed of the base layer and the heat generating layer is
It is desirable that the thickness is 30 μm to 60 μm. In this embodiment, the base layer is magnetic stainless steel having a thickness of 30 μm to 50 μm,
For the heat generating layer 6b, copper having a thickness of 5 μm to 10 μm is selected.
【００５２】表面離型層６ｃは、厚さ０．１μｍ〜３０
μｍの離型性の高いシート又はコート層であることが好
ましく、例えばＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パー
フルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ
（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフル
オロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）な
どが用いられる。この表面離型層には、一次転写時のト
ナー像の静電転写性も考慮して、カーボンブラックなど
の導電材料を分散し、抵抗調整を行ったシートを用いて
もよい。The surface release layer 6c has a thickness of 0.1 μm to 30 μm.
A sheet or coat layer having a high releasability of μm is preferable, and examples thereof include PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer) and PTFE.
(Polytetrafluoroethylene), FEP (tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer) and the like are used. A sheet in which a conductive material such as carbon black is dispersed and whose resistance is adjusted may be used as the surface release layer in consideration of the electrostatic transfer property of the toner image at the time of primary transfer.
【００５３】上記交番磁界発生装置１４は、転写ロール
１２と、加圧ロール１３とが対向して設けられた位置の
上流側に中間転写体６の外周面に沿って配置され、該中
間転写体６の発熱層を発熱させて、この中間転写体上に
担持されるトナー像を加熱溶融するものである。この交
番磁界発生装置１４は、図２に示すように、励磁コイル
１４ａと励磁回路１４ｂとを備えており、励磁コイル１
４ａは、台座１４ｃに支持されたフェライト等からなる
強磁性体コア１４ｄと、この強磁性体コアに巻き回され
た巻き線１４ｅと、発熱層を通過した磁束を集める強磁
性体１４ｆとで構成されている。台座１４ｃは、非磁性
で耐熱性を有するものであり、ポリカーボネイト等の耐
熱性樹脂や耐熱ガラス等が用いられる。強磁性体コア１
４ｄは、単一のコアブロック、あるいは複数のコアブロ
ックを連続で配設する。強磁性体１４ｆは、鉄、コバル
ト、ニッケル、フェライト等の磁性材料が用いられる。The alternating magnetic field generator 14 is arranged along the outer peripheral surface of the intermediate transfer member 6 on the upstream side of the position where the transfer roll 12 and the pressure roll 13 are provided so as to face each other. The heat-generating layer 6 is heated to heat and melt the toner image carried on the intermediate transfer member. As shown in FIG. 2, the alternating magnetic field generator 14 includes an exciting coil 14a and an exciting circuit 14b.
Reference numeral 4a includes a ferromagnetic core 14d made of ferrite or the like supported on the pedestal 14c, a winding wire 14e wound around the ferromagnetic core, and a ferromagnetic body 14f for collecting the magnetic flux passing through the heat generating layer. Has been done. The pedestal 14c is non-magnetic and has heat resistance, and heat resistant resin such as polycarbonate or heat resistant glass is used. Ferromagnetic core 1
4d arranges a single core block or a plurality of core blocks continuously. A magnetic material such as iron, cobalt, nickel, or ferrite is used for the ferromagnetic body 14f.
【００５４】上記巻き線１４ｅに印加する交流電流の周
波数は２０kHz〜１００kHzが望ましい。２０kHz以上と
なると発熱層への吸収率が良くなり、１００kHz以上と
なると電磁波の放射ノイズ等が無視できなくなり、ま
た、電源のコストが高くなる。The frequency of the alternating current applied to the winding 14e is preferably 20 kHz to 100 kHz. If the frequency is 20 kHz or higher, the absorptivity of the heat generating layer is improved, and if it is 100 kHz or higher, the radiation noise of electromagnetic waves cannot be ignored and the cost of the power supply is increased.
【００５５】上記転写ロール１２と加圧ロール１３と
は、中間転写体６を挟んで圧接されるものであり、記録
紙を中間転写体６と加圧ロール１３との間に挟み込み、
押圧するものである。これにより、中間転写体上で溶融
したトナー像を記録紙に圧着し、二次転写と定着とを同
時に行うようになっている。The transfer roll 12 and the pressure roll 13 are pressed against each other with the intermediate transfer body 6 sandwiched therebetween. The recording paper is sandwiched between the intermediate transfer body 6 and the pressure roll 13.
It is to press. As a result, the toner image melted on the intermediate transfer member is pressure-bonded to the recording paper, and the secondary transfer and the fixing are simultaneously performed.
【００５６】上記バイアス印加器１５は、中間転写体６
の裏面に導電性ロールを接触させ、転写バイアス電源か
ら電圧を印加する。これにより、感光体ドラム１と中間
転写体６との間に電界が形成され、感光体ドラム１上の
トナー像が中間転写体６に一次転写するようになってい
る。The bias applying unit 15 is used for the intermediate transfer member 6
A conductive roll is brought into contact with the back surface of, and a voltage is applied from a transfer bias power source. As a result, an electric field is formed between the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer member 6, and the toner image on the photosensitive drum 1 is primarily transferred to the intermediate transfer member 6.
【００５７】次に、上記画像記録装置の動作について説
明する。ベルト状の中間転写体６の周辺に配置された各
画像形成ユニット１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ内で、感光体
ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄがそれぞれ帯電装置３
ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄによりほぼ一様に帯電される。そ
の後、画像信号に応じてオンオフされる露光装置４によ
って露光され、静電潜像が形成される。Next, the operation of the image recording apparatus will be described. In each of the image forming units 1a, 1b, 1c, 1d arranged around the belt-shaped intermediate transfer body 6, the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, 2d are respectively charged by the charging device 3.
It is almost uniformly charged by a, 3b, 3c and 3d. Then, it is exposed by the exposure device 4 which is turned on / off according to the image signal, and an electrostatic latent image is formed.
【００５８】各感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上
の静電潜像は、それぞれ、黒、イエロー、マゼンタ、シ
アン色のトナーが入った現像装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５
ｄにより現像され、面積変調により濃度を表現する、い
わゆるディジタル画像が各感光体ドラム２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄ上にトナー像として形成される。The electrostatic latent images on the photosensitive drums 2a, 2b, 2c and 2d are developing devices 5a, 5b, 5c and 5 containing toners of black, yellow, magenta and cyan colors, respectively.
A so-called digital image developed by d and expressing density by area modulation is formed on each of the photosensitive drums 2a, 2b, 2
It is formed as a toner image on c and 2d.
【００５９】この各色トナー像は、感光体ドラム１の周
回移動により中間転写体６との対向位置に搬送される。
該中間転写体６は、バイアス印加器１５が有する導電性
ロールを介して電圧が印加されており、感光体ドラム１
との間に電界が形成されている。これにより、各色トナ
ー像は、中間転写体６上へ重ね合わせて転写され、中間
転写体６上にフルカラーのトナー像が形成される。一
方、一次転写後に感光体ドラム１上に残留するトナーは
クリーニング装置８により除去され、感光体ドラム１の
表面は除電露光装置９により電位的に初期化され、再び
帯電装置２との対向位置に移動する。The toner images of the respective colors are conveyed to the position facing the intermediate transfer member 6 by the revolving movement of the photosensitive drum 1.
A voltage is applied to the intermediate transfer member 6 through a conductive roll included in the bias applying unit 15, and the photosensitive drum 1
An electric field is formed between and. As a result, the toner images of the respective colors are superimposed and transferred onto the intermediate transfer member 6, and a full-color toner image is formed on the intermediate transfer member 6. On the other hand, the toner remaining on the photoconductor drum 1 after the primary transfer is removed by the cleaning device 8, the surface of the photoconductor drum 1 is initialized to a potential by the neutralization exposure device 9, and then the surface of the photoconductor drum 1 is again placed at a position facing the charging device 2. Moving.
【００６０】中間転写体上に重ね合わされたトナー像
は、中間転写体６の周回移動により交番磁界発生装置１
４と対向する加熱領域を通過する。このとき、励磁コイ
ル１４ａに交流電流が印加されると、励磁コイル１４ａ
の周囲に矢印Ｈで示される磁束が生成消滅を繰り返す。
そして、この磁束Ｈが中間転写体６の発熱層を横切ると
き、その磁界の変化を妨げる磁界を生じるように、発熱
層中には矢印Ｂで示される渦電流が発生する。このとき
発熱層は、低抵抗の金属で形成されているが、表皮深さ
δより層厚が十分に小さく、表皮抵抗が適切な値となる
ように形成されているので、発熱層全体が効率良く発熱
する。The toner image superposed on the intermediate transfer member 1 is rotated by the intermediate transfer member 6 and the alternating magnetic field generator 1 is moved.
It passes through the heating area opposite to 4. At this time, when an alternating current is applied to the exciting coil 14a, the exciting coil 14a
The magnetic flux indicated by the arrow H is repeatedly generated and extinguished around.
Then, when the magnetic flux H crosses the heat generating layer of the intermediate transfer member 6, an eddy current indicated by an arrow B is generated in the heat generating layer so as to generate a magnetic field that prevents the change of the magnetic field. At this time, the heat generating layer is formed of a metal having low resistance, but since the layer thickness is sufficiently smaller than the skin depth δ and the skin resistance has an appropriate value, the entire heat generating layer is efficient. It heats up well.
【００６１】一方、発熱層を貫通した磁束は基層に至る
が、基層は比透磁率の高い磁性ステンレスで形成されて
おり、この基層内に奥深く侵入することなく強磁性体１
４ｆに向かって、閉じた磁路を形成する。このとき基層
内にも多少の渦電流を生じることが考えられるが、発熱
層より固有抵抗値が著しく大きく、渦電流はわずかしか
生じない。したがって、発熱はほとんどが発熱層で生じ
ることになる。On the other hand, although the magnetic flux penetrating the heat generating layer reaches the base layer, the base layer is made of magnetic stainless steel having a high relative permeability, and the ferromagnetic body 1 does not penetrate deeply into the base layer.
A closed magnetic path is formed toward 4f. At this time, some eddy current may be generated in the base layer, but the specific resistance value is remarkably larger than that of the heat generating layer, and only a small amount of eddy current is generated. Therefore, most of the heat is generated in the heat generating layer.
【００６２】上記のような発熱により、発熱層及び表面
離型層の温度が上昇し、中間転写体６の周面上に担持さ
れたトナー像は加熱・溶融され、転写ロール１２と加圧
ロール１３との対向位置へ搬送される。この搬送タイミ
ングに合わせて、用紙トレイ（図示しない）からは記録
紙Ｐが搬送され、中間転写体６と加圧ロール１３との間
に送り込まれ、加圧される。これにより、溶融したトナ
ー像は記録紙Ｐに圧着され、二次転写と定着とが同時に
行われる。Due to the heat generation as described above, the temperatures of the heat generation layer and the surface release layer rise, the toner image carried on the peripheral surface of the intermediate transfer member 6 is heated and melted, and the transfer roll 12 and the pressure roll are pressed. It is conveyed to a position facing 13. The recording paper P is transported from a paper tray (not shown) at the timing of this transportation and is fed between the intermediate transfer body 6 and the pressure roller 13 to be pressurized. As a result, the melted toner image is pressed against the recording paper P, and secondary transfer and fixing are performed simultaneously.
【００６３】以上に説明した画像記録装置は、電磁誘導
加熱されるトナー像担持搬送部材が中間転写体であった
が、トナー像担持搬送部材上でトナー像を形成する構成
とすることもできる。この場合、トナー像担持搬送部材
は、電磁誘導加熱によって高温となるため、熱の影響を
受け易い感光体は用いるのが難しいが、イオンビームに
よって静電潜像を形成し、これにトナーを転写してトナ
ー像を形成するものや、画像信号に基づいてトナー粒子
を射出し、図面に付着させる、いわゆるトナージェット
によってトナー像を形成するものを採用することができ
る。そして、トナー像担持搬送部材上で形成されたトナ
ー像を加熱溶融し、記録媒体に圧着して転写と定着とを
同時に行う。In the image recording apparatus described above, the toner image carrying / conveying member that is electromagnetically heated is an intermediate transfer member, but it is also possible to form a toner image on the toner image carrying / conveying member. In this case, it is difficult to use a photoconductor that is easily affected by heat because the toner image carrying and transporting member becomes high temperature by electromagnetic induction heating, but an electrostatic latent image is formed by the ion beam and the toner is transferred to it. A toner image may be formed by using a so-called toner jet, in which toner particles are ejected based on an image signal and adhered to the drawing. Then, the toner image formed on the toner image carrying / conveying member is heated and melted and pressure-bonded to the recording medium to simultaneously perform transfer and fixing.
【００６４】次に、本願発明に係る電磁誘導発熱体及び
これを用いる装置の性能を確認する実験を行った結果を
示す。この実験は、中間転写体が有する基層及び発熱層
の構成の違いによる該中間転写体のしわの発生状況や耐
久性等の特性について、従来のものと対比して示す。実
験は、約２０００枚の記録紙を図１に示す画像記録装置
を用いて連続で転写同時定着し、評価を行った。この実
験結果を表１に示す。Next, the results of experiments conducted to confirm the performance of the electromagnetic induction heating element and the apparatus using the same according to the present invention will be shown. This experiment shows characteristics of the intermediate transfer member, such as wrinkle generation and durability, due to the difference in the structure of the base layer and the heat generating layer of the intermediate transfer member, in comparison with conventional ones. In the experiment, about 2000 sheets of recording paper were continuously transferred and fixed simultaneously using the image recording apparatus shown in FIG. 1 and evaluated. The results of this experiment are shown in Table 1.
【表１】 [Table 1]
【００６５】この実験に用いられた基層及び発熱層は、
信頼性、可撓性及びクイックスタート性を損なわないよ
うに、材質及び厚さが選択されたものであり、発熱層の
上に表面離型層が積層されている。該表面離型層は、上
記実施形態で用いられる中間転写体が有する表面離型層
と同様のもので、厚さ３０μｍ〜５０μｍとなってい
る。特に、表面離型層として弾性に富んだ材料を用いる
と、トナー像は包み込まれるように中間転写体に密着す
る。このため、画像の劣化が少なく、光沢が均一とな
る。The base layer and heat generating layer used in this experiment were:
The material and thickness are selected so that reliability, flexibility, and quick startability are not impaired, and a surface release layer is laminated on the heat generating layer. The surface release layer is the same as the surface release layer of the intermediate transfer member used in the above embodiment, and has a thickness of 30 μm to 50 μm. In particular, when a material having a high elasticity is used as the surface release layer, the toner image comes into close contact with the intermediate transfer body so as to be wrapped therein. Therefore, the image is less deteriorated and the gloss is uniform.
【００６６】実験、で使用したベルトの構成は、メ
ッキによって製造されたニッケル電鋳ベルトであり、厚
い程コストが高くなってしまう。また、実験、で使
用した金属層は、ポリイミドの表面に接着層を施し、厚
さ５μｍ又は１０μｍの銅メッキをしたものである。一
方、実験、の基層は電鋳法によって形成されたニッ
ケルベルトであり、発熱層として厚さ５μｍ又は１０μ
ｍの銅メッキが施されている。なお、この銅は蒸着やス
パッタリングによって基層の上に形成することもでき
る。また、実験、の基層は塑性加工によって形成さ
れた磁性ステンレスである。The structure of the belt used in the experiment is a nickel electroformed belt manufactured by plating, and the thicker the cost, the higher the cost. Further, the metal layer used in the experiment is an adhesive layer formed on the surface of polyimide and copper-plated to a thickness of 5 μm or 10 μm. On the other hand, the base layer of the experiment is a nickel belt formed by electroforming, and the thickness of the heat generating layer is 5 μm or 10 μm.
m copper plating is applied. The copper can also be formed on the base layer by vapor deposition or sputtering. The base layer of the experiment is magnetic stainless steel formed by plastic working.
【００６７】この実験は、電磁誘導加熱によって６００
Ｗ〜１２００Ｗの熱エネルギーを発生させ、中間転写体
上のトナー像を溶融させて、記録紙に圧着した。表１の
実験結果より、本願発明の実施形態である中間転写体
は、表１に記載されているほとんどの項目において、従
来の中間転写体より良好な評価を得ることができた。特
に、実験、に用いた中間転写体は、環境への対応に
も優れており、良好な結果となった。This experiment was conducted by electromagnetic induction heating at 600
The thermal energy of W to 1200 W was generated to melt the toner image on the intermediate transfer member, and the toner image was pressed onto the recording paper. From the experimental results in Table 1, the intermediate transfer member according to the embodiment of the present invention was able to obtain a better evaluation than most of the conventional intermediate transfer members in most of the items described in Table 1. In particular, the intermediate transfer member used in the experiment was excellent in environmental compatibility and gave good results.
【００６８】次に、請求項９又は請求項１０に係る発明
の一実施形態である定着装置を図３に基づいて説明す
る。この定着装置は、無張力状態で支持されている定着
ベルト２１と、この定着ベルト２１の外周面に当接され
る加圧ロール２２と、定着ベルト２１の背面側に当接さ
れ、定着ベルト２１を加圧ロール２２に押圧する加圧パ
ッド２３と、加圧ロール２２の軸方向の温度差を小さく
する金属ロール２４と、定着ベルト２１の外周面に沿っ
て設けられ、該定着ベルト２１を加熱する交番磁界発生
装置２５とで構成されている。そして、未定着トナー像
を担持した記録紙が、定着ベルト２１と加圧ロール２２
との間に送り込まれて加熱及び加圧され、トナー像が記
録紙に溶融圧着される。Next, a fixing device which is an embodiment of the invention according to claim 9 or claim 10 will be described with reference to FIG. The fixing device includes a fixing belt 21 which is supported in a tensionless state, a pressure roll 22 which contacts the outer peripheral surface of the fixing belt 21, and a rear surface of the fixing belt 21, which contacts the fixing belt 21. Is provided along the outer peripheral surface of the fixing belt 21 to heat the fixing belt 21. The pressing pad 23 presses the pressing roller 22 against the pressing roller 22, the metal roller 24 reduces the temperature difference in the axial direction of the pressing roller 22, and the fixing belt 21. And an alternating magnetic field generating device 25 that operates. The recording paper carrying the unfixed toner image is fixed on the fixing belt 21 and the pressure roller 22.
And is heated and pressed, and the toner image is fused and pressure-bonded to the recording paper.
【００６９】上記定着ベルト２１は、基層と、その上に
積層された発熱層と、最上層に設けられた表面離型層と
の３層で構成されている。基層と発熱層とからなる金属
層は、自身で円形を維持し、座屈等が生じない程度の剛
性が必要とされ、図１に示す画像記録装置が有する中間
転写体と同様の材料を用いることができる。金属層の厚
さは、発熱効率及び耐久性を考慮して４０μｍ〜６０μ
ｍとするが、ニップ部で加圧ロール２２の周面に倣って
移動するよう、できる限り薄くすることが望ましい。表
面離型層は、図１に示す中間転写体と同様の材料を用い
ることができ、耐摩耗性や熱容量を考慮して厚さ１μｍ
〜５０μｍとする。本実施例では、厚さ１０μｍのＰＦ
Ａ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビ
ニルエーテル共重合体）が用いられている。The fixing belt 21 is composed of three layers including a base layer, a heat generating layer laminated on the base layer, and a surface release layer provided on the uppermost layer. The metal layer composed of the base layer and the heat generating layer is required to have rigidity such that it maintains a circular shape by itself and does not cause buckling, and the same material as the intermediate transfer member included in the image recording apparatus shown in FIG. 1 is used. be able to. The thickness of the metal layer is 40 μm to 60 μ in consideration of heat generation efficiency and durability.
However, it is desirable to make the thickness as thin as possible so that the nip portion moves along the peripheral surface of the pressure roll 22. The surface release layer can be made of the same material as the intermediate transfer member shown in FIG. 1, and has a thickness of 1 μm in consideration of abrasion resistance and heat capacity.
˜50 μm. In this embodiment, a PF having a thickness of 10 μm is used.
A (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer) is used.
【００７０】上記定着ベルト２１は加圧ロール２２に従
動して回転し、定着ベルト２１の摺動性を良好にするた
めに、該定着ベルト２１と加圧パッド２３との間に耐摩
耗性及び摺動性の高いシート状部材を設け、さらに潤滑
材を塗布する。本実施例では、シート状部材としてフッ
素樹脂を含浸させたガラス繊維シートが用いられ、潤滑
材としてシリコーンオイルが用いられている。これによ
り、定着ベルト２１のウォーミングアップとして加圧ロ
ーラ２２を回転させたとき、従来の加圧ローラの駆動ト
ルクが約６ｋｇ／ｃｍであったのに対し、約３ｋｇ／ｃ
ｍに低減された。The fixing belt 21 is rotated by being driven by the pressure roller 22, and in order to improve the slidability of the fixing belt 21, the fixing belt 21 is abraded with abrasion resistance and pressure between the fixing pad 21 and the pressure pad 23. A sheet-like member having high slidability is provided, and a lubricant is applied. In this embodiment, a glass fiber sheet impregnated with a fluororesin is used as the sheet-shaped member, and silicone oil is used as the lubricant. As a result, when the pressure roller 22 is rotated to warm up the fixing belt 21, the drive torque of the conventional pressure roller is about 6 kg / cm, whereas it is about 3 kg / c.
m.
【００７１】上記加圧パッド２３は、剛性を有する支持
部材２２ａ上に、弾性層２２ｂを設けたものであり、定
着ベルト２１を介して加圧ロール２２との間にニップ部
を形成する。支持部材２２ａは、例えば、ステンレス、
鉄等の金属や耐熱性の高い樹脂等を用いることができ
る。また、弾性層２２ｂは、ゴム強度がＪＩＳ−Ａ、３
５°のシリコーンゴムが用いられており、定着ベルト２
１との当接面は加圧ロール２２の周面に沿った形に湾曲
している。このため、加圧ロール２２と定着ベルト２１
との間のニップ部に送り込まれた記録紙は、定着ベルト
２１の形状、すなわち加圧ロール２２の周面に沿って進
むが、ニップ部の出口で定着ベルト２１の形状が急激に
変化するため、該記録紙は自身の剛性によって定着ベル
ト２１から剥離される。The pressure pad 23 is formed by providing an elastic layer 22b on a supporting member 22a having rigidity, and forms a nip portion with the pressure roller 22 via the fixing belt 21. The support member 22a is, for example, stainless steel,
A metal such as iron or a resin having high heat resistance can be used. The elastic layer 22b has a rubber strength of JIS-A, 3 or less.
The fixing belt 2 is made of 5 ° silicone rubber.
The contact surface with 1 is curved along the peripheral surface of the pressure roll 22. Therefore, the pressure roll 22 and the fixing belt 21
The recording paper sent to the nip portion between and advances along the shape of the fixing belt 21, that is, the circumferential surface of the pressure roll 22, but since the shape of the fixing belt 21 suddenly changes at the exit of the nip portion. The recording paper is separated from the fixing belt 21 by its own rigidity.
【００７２】上記加圧ロール２２は、φ２６の鉄からな
るロール２２ａの表面に、離型層２２ｂとして、厚さ３
０μｍのＰＦＡを被覆したものである。The pressure roll 22 has a thickness of 3 mm as a release layer 22b on the surface of a roll 22a made of iron of φ26.
It is coated with 0 μm PFA.
【００７３】上記金属ロール２４は、熱伝導性の良い金
属からなるロールであり、φ１０の鉄製ロールが用いら
れている。この金属ロールは、加圧ロール２２に接離可
能となっており、小サイズの記録紙を連続して通過さ
せ、定着ベルト２１や加圧ロール２２が軸方向に温度差
を生じると、加圧ロール２２に接触し従動回転する。加
圧ロール２２が有する熱は、金属ロール２４を伝達し、
加圧ロール２２の温度が均一になるように促され、定着
ベルト２１の軸方向の温度がほぼ均一となる。このた
め、良好な定着温度を維持することができる。The metal roll 24 is a roll made of a metal having a good thermal conductivity, and an iron roll of φ10 is used. This metal roll can be brought into contact with and separated from the pressure roll 22, and when a small-sized recording paper is continuously passed through and the fixing belt 21 and the pressure roll 22 cause a temperature difference in the axial direction, the pressure is applied. It comes into contact with the roll 22 and is driven to rotate. The heat of the pressure roll 22 is transferred to the metal roll 24,
The temperature of the pressure roll 22 is promoted to be uniform, and the temperature of the fixing belt 21 in the axial direction is substantially uniform. Therefore, a good fixing temperature can be maintained.
【００７４】上記交番磁界発生装置２５は、図１に示す
画像記録装置が有するもの同様のものであり、電磁誘導
発熱体である定着ベルト２１の外周面から０．５ｍｍ〜
２ｍｍ離れた位置に設置されている。The alternating magnetic field generator 25 is similar to that of the image recording apparatus shown in FIG. 1, and is 0.5 mm from the outer peripheral surface of the fixing belt 21 which is an electromagnetic induction heating element.
It is installed at a position separated by 2 mm.
【００７５】この定着装置は、図示しないセンサに画像
形成信号が入力されると同時に、加圧ロール２２が駆動
を開始し、交番磁界発生装置２５が有する励磁コイルに
交流電流が印加され、定着ベルト２１が有する発熱層が
発熱する。本実施例では、７００Ｗの有効電力を投入し
た場合、定着ベルト２１は、室温から約２秒で定着可能
な温度に達する。このため、定着装置は、記録紙が送り
込まれるまでにウォーミングアップすることができ、画
像形成時間が短縮される。In this fixing device, at the same time when an image forming signal is input to a sensor (not shown), the pressure roll 22 starts to drive, and an alternating current is applied to the exciting coil of the alternating magnetic field generating device 25 to fix the fixing belt. The heat generating layer of 21 generates heat. In this embodiment, when an effective power of 700 W is applied, the fixing belt 21 reaches a temperature at which fixing is possible from room temperature in about 2 seconds. Therefore, the fixing device can warm up before the recording paper is fed, and the image forming time is shortened.
【００７６】本実施例では、加圧ロールは周速が１００
ｍｍ／ｓで回転し、定着ベルトも該加圧ロールに従動し
てほぼ同じ速度で回転している。また、定着動作時の定
着ベルトのニップ温度は、１８０℃〜２００℃となるよ
う制御されている。In this embodiment, the pressure roll has a peripheral speed of 100.
The fixing belt also rotates at a substantially same speed by being driven by the pressure roll. The nip temperature of the fixing belt during the fixing operation is controlled to be 180 ° C to 200 ° C.
【００７７】この定着装置においても、実験性能等を確
認する実験を行った。この実験では、表１に記載の構成
を有する各定着ベルトについて、５０００枚の記録紙を
連続して定着した。そして、該定着ベルトが受ける影響
を評価したところ、本実施形態の定着装置が従来より良
好な結果となった。Also in this fixing device, an experiment was conducted to confirm the experimental performance and the like. In this experiment, 5000 sheets of recording paper were continuously fixed on each fixing belt having the structure shown in Table 1. Then, when the influence of the fixing belt was evaluated, the fixing device of the present embodiment provided better results than before.
【００７８】[0078]
【発明の効果】以上説明したように、本願発明に係る電
磁誘導発熱体は、磁性金属からなる基層と、この上に積
層された非磁性金属の薄い発熱層とを有しているので、
発熱層を集中して発熱させるとともに、発熱層を透過し
た磁束は基層によって広範囲に広がることなく誘導さ
れ、効率の良い加熱が可能となる。また、薄い発熱層は
層厚を適宜に設定することができ、励磁コイルに供給さ
れる交流の周波数に応じて自由度の高い設計ができる。
さらに、上記のような電磁誘導発熱体を応用し、効率の
良い加熱が可能な電磁誘導加熱装置、トナー像の良好な
定着を熱効率よく行うことができる定着装置又は画像記
録装置を得ることができる。As described above, since the electromagnetic induction heating element according to the present invention has the base layer made of magnetic metal and the thin heating layer made of non-magnetic metal laminated thereon,
The heating layer is concentrated to generate heat, and the magnetic flux that has passed through the heating layer is guided by the base layer without being spread over a wide area, which enables efficient heating. In addition, the thickness of the thin heat generating layer can be appropriately set, and a highly flexible design can be performed according to the frequency of the alternating current supplied to the exciting coil.
Further, by applying the electromagnetic induction heating element as described above, it is possible to obtain an electromagnetic induction heating device capable of efficient heating, a fixing device or an image recording device capable of performing good fixing of a toner image with good thermal efficiency. .
【図１】請求項１１又は請求項１２に係る発明の一実施
形態である画像記録装置を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an image recording apparatus which is an embodiment of the invention according to claim 11 or claim 12.
【図２】図１の画像記録装置で用いられる中間転写体
（電磁誘導発熱体）及び交番磁界発生装置を示す概略構
成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an intermediate transfer body (electromagnetic induction heating body) and an alternating magnetic field generator used in the image recording apparatus of FIG.
【図３】請求項９又は請求項１０に係る発明の一実施形
態である定着装置を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a fixing device that is an embodiment of the invention according to claim 9 or claim 10;
【図４】従来の電磁誘導発熱体を用いたときの磁束及び
電磁誘導による渦電流を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing magnetic flux and eddy current due to electromagnetic induction when a conventional electromagnetic induction heating element is used.
【図５】本願に係る発明の電磁誘導発熱体を用いたとき
の磁束及び電磁誘導による渦電流を示す外略図である。FIG. 5 is an outline diagram showing magnetic flux and eddy current due to electromagnetic induction when the electromagnetic induction heating element of the invention according to the present application is used.
【図６】従来の他の電磁誘導発熱体を用いたときの磁束
及び電磁誘導による渦電流を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a magnetic flux and an eddy current caused by electromagnetic induction when another conventional electromagnetic induction heating element is used.
１ 画像形成ユニット ２ 感光体ドラム ３ 帯電装置 ４ 露光装置 ５ 現像装置 ６ 中間転写体 ７ 押さえロール ８ クリーニング装置 ９ 除電露光装置 １０ 駆動ロール １１ テンションロール １２ 転写ロール １３ 加圧ロール １４ 交番磁界発生装置 １５ バイアス印加器 １６ クリーニング装置 ２１ 定着ベルト ２２ 加圧ロール ２３ 加圧パッド ２４ 金属ロール ２５ 交番磁界発生装置 ３１ 発熱層 ３２ 励磁コイル ３３ 励磁回路 ４１ａ 基層 ４１ｂ 発熱層 ４２ 励磁コイル ５１ 発熱体 ５２ 励磁コイル ５３ 磁束を誘導する手段 1 Image forming unit 2 photoconductor drum 3 charging device 4 Exposure equipment 5 Development device 6 Intermediate transfer body 7 Press roll 8 cleaning device 9 Antistatic exposure device 10 drive roll 11 tension rolls 12 Transfer roll 13 Pressure roll 14 Alternating magnetic field generator 15 Bias applicator 16 Cleaning device 21 fixing belt 22 Pressure roll 23 Pressure pad 24 metal rolls 25 Alternating magnetic field generator 31 Heating layer 32 Excitation coil 33 Excitation circuit 41a Base layer 41b Heating layer 42 Excitation coil 51 heating element 52 Excitation coil 53 Means to induce magnetic flux
フロントページの続き (72)発明者 前山 龍一郎 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社 (72)発明者 伊藤 和善 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社 (72)発明者 長谷波 茂彦 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社 (72)発明者 内藤 康隆 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社 (72)発明者 大原 秀明 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社 Ｆターム(参考） 2H033 AA23 BA12 BA25 BE06 BE09 2H078 BB01 BB12 CC06 DD51 DD56 2H200 GA12 GA23 GA47 GB40 JA07 JA08 JC03 JC13 JC15 JC16 JC17 LB02 LB13 MA01 MA20 MB06 MC20 3K059 AB04 AB22 AD03 Continued front page (72) Inventor Ryuichiro Maeyama 430 Green, Sakai, Nakai-cho, Ashigaragami-gun, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Kazuyoshi Ito 430 Green, Sakai, Nakai-cho, Ashigaragami-gun, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Shigehiko Hasenami 430 Green, Sakai, Nakai-cho, Ashigaragami-gun, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Yasutaka Naito 430 Green, Sakai, Nakai-cho, Ashigaragami-gun, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Hideaki Ohara 430 Green, Sakai, Nakai-cho, Ashigaragami-gun, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd. F term (reference) 2H033 AA23 BA12 BA25 BE06 BE09 2H078 BB01 BB12 CC06 DD51 DD56 2H200 GA12 GA23 GA47 GB40 JA07 JA08 JC03 JC13 JC15 JC16 JC17 LB02 LB13 MA01 MA20 MB06 MC20 3K059 AB04 AB22 AD03
Claims (12)
せる励磁コイルと対向する位置に支持される基層と、 非磁性の導電性金属からなり、前記基層の、前記励磁コ
イルと対向する面に積層された発熱層とを有し、 前記発熱層は、下式で示される表皮深さδより薄く形成
されていることを特徴とする電磁誘導発熱体。 【数１】 1. A base layer made of a magnetic metal and supported at a position facing an exciting coil for generating an alternating magnetic field, and a non-magnetic conductive metal laminated on a surface of the base layer facing the exciting coil. And a heat generating layer, the heat generating layer being formed thinner than a skin depth δ represented by the following formula. [Equation 1]
属より固有抵抗値の小さい金属で形成されていることを
特徴とする請求項１に記載の電磁誘導発熱体。2. The electromagnetic induction heating element according to claim 1, wherein the heat generating layer is formed of a metal having a specific resistance value smaller than that of the metal forming the base layer.
１０-8Ωｍ以下で、比透磁率が２以下の材料で形成され
ていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
電磁誘導発熱体。3. The heating layer has a specific resistance value of 2.7 ×
The electromagnetic induction heating element according to claim 1 or 2, wherein the electromagnetic induction heating element is formed of a material having a relative magnetic permeability of 10 -8 Ωm or less and a relative magnetic permeability of 2 or less.
０-8Ωｍ以上で、比透磁率が２以上の材料で形成されて
いることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電
磁誘導発熱体。4. The base layer has a specific resistance of 2.7 × 1.
The electromagnetic induction heating element according to claim 1 or 2, wherein the electromagnetic induction heating element is formed of a material having a relative magnetic permeability of 0 -8 Ωm or more and a relative magnetic permeability of 2 or more.
ムで形成され、前記基層は、ニッケル、鉄、磁性ステン
レス、コバルト−ニッケル合金又は鉄−ニッケル合金で
形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２
に記載の電磁誘導発熱体。5. The heat generating layer is formed of copper, silver or aluminum, and the base layer is formed of nickel, iron, magnetic stainless steel, cobalt-nickel alloy or iron-nickel alloy. Item 1 or claim 2
The electromagnetic induction heating element described in.
成樹脂又は合成樹脂に導電性材料の粉体を混入した材料
からなる離型層が積層されていることを特徴とする請求
項１又は請求項２に記載の電磁誘導発熱体。6. A release layer made of a heat-resistant synthetic resin or a material obtained by mixing conductive resin powder into the synthetic resin is laminated on the heat generating layer. Alternatively, the electromagnetic induction heating element according to claim 2.
励磁コイルと対向するように支持された電磁誘導発熱体
とを有し、 該電磁誘導発熱体は、 磁性金属からなる基層と、 非
磁性の導電性金属からなり、前記基層の、前記励磁コイ
ルと対向する面に積層された発熱層とを備え、 該発熱層は、下式で示される表皮深さδより薄く形成さ
れていることを特徴とする電磁誘導加熱装置。 【数２】 7. An exciting coil for generating an alternating magnetic field, and an electromagnetic induction heating element, which has an endless peripheral surface that moves in a circular manner and a part of the peripheral surface is supported so as to face the exciting coil. The electromagnetic induction heating element includes a base layer made of a magnetic metal and a heating layer made of a non-magnetic conductive metal and laminated on a surface of the base layer facing the exciting coil. An electromagnetic induction heating device characterized by being formed thinner than a skin depth δ represented by the following formula. [Equation 2]
属より固有抵抗値の小さい金属で形成されていることを
特徴とする請求項７に記載の電磁誘導加熱装置。8. The electromagnetic induction heating device according to claim 7, wherein the heat generating layer is formed of a metal having a specific resistance value smaller than that of the metal forming the base layer.
励磁コイルと対向するように支持されて電磁誘導により
発熱する加熱部材と、 未定着のトナー像を担持した記録媒体を前記加熱部材に
押圧する加圧部材とを有し、 前記加熱部材は、 磁性金属からなる基層と、 非磁性
の導電性金属からなり、前記基層の、前記励磁コイルと
対向する面に積層された発熱層とを備え、 該発熱層
は、下式で示される表皮深さδより薄く形成されている
ことを特徴とする定着装置。 【数３】 9. A heating member comprising: an exciting coil for generating an alternating magnetic field; and an endless peripheral surface that revolves, a part of the peripheral surface being supported so as to face the exciting coil and generating heat by electromagnetic induction. And a pressing member that presses the recording medium carrying the unfixed toner image against the heating member, the heating member comprising a base layer made of a magnetic metal and a non-magnetic conductive metal And a heating layer laminated on a surface facing the exciting coil, wherein the heating layer is formed thinner than a skin depth δ represented by the following formula. [Equation 3]
金属より固有抵抗値の小さい金属で形成されていること
を特徴とする請求項９に記載の定着装置。10. The fixing device according to claim 9, wherein the heat generating layer is formed of a metal having a specific resistance value smaller than that of the metal forming the base layer.
ナー像を担持して搬送するトナー像担持搬送部材と、 該トナー像担持搬送部材の周面と対向するように配置さ
れ、交番磁界を発生させて、該トナー像担持搬送部材を
電磁誘導加熱する励磁コイルと、 前記トナー像担持搬送部材の周面に記録媒体を押圧し、
該トナー像担持搬送部材上で加熱溶融されたトナー像を
記録媒体に転写すると同時に定着する加圧部材とを有
し、 前記トナー像担持搬送部材は、 磁性金属からなる基層
と、 非磁性の導電性金属からなり、前記基層の前記励
磁コイルと対向する面に積層された発熱層とを備え、
該発熱層は、下式で示される表皮深さδより薄く形成さ
れていることを特徴とする画像記録装置。 【数４】 11. A toner image carrying and conveying member having an endless peripheral surface for carrying and carrying a toner image on the peripheral surface, and a toner image carrying and conveying member arranged to face the peripheral surface of the toner image carrying and conveying member. An exciting coil that generates an alternating magnetic field to heat the toner image carrying and conveying member by electromagnetic induction, and presses a recording medium against the peripheral surface of the toner image carrying and carrying member,
The toner image carrying and transporting member has a pressing member for transferring and fixing the toner image heated and melted onto the recording medium at the same time. The toner image carrying and carrying member comprises a base layer made of a magnetic metal and a non-magnetic conductive material. And a heating layer laminated on the surface of the base layer facing the exciting coil,
The image recording apparatus is characterized in that the heat generating layer is formed thinner than a skin depth δ represented by the following formula. [Equation 4]
金属より固有抵抗値の小さい金属で形成されていること
を特徴とする請求項１１に記載の画像記録装置。12. The image recording apparatus according to claim 11, wherein the heat generating layer is formed of a metal having a specific resistance value smaller than that of the metal forming the base layer.
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