JP2000173759A - 熱ローラー装置 - Google Patents

熱ローラー装置

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JP2000173759A
JP2000173759A JP10345090A JP34509098A JP2000173759A JP 2000173759 A JP2000173759 A JP 2000173759A JP 10345090 A JP10345090 A JP 10345090A JP 34509098 A JP34509098 A JP 34509098A JP 2000173759 A JP2000173759 A JP 2000173759A
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JP
Japan
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heat roller
induction heating
heating coil
roller device
heat
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JP10345090A
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English (en)
Inventor
Naoaki Ishimaru
直昭 石丸
Nobuo Ganji
伸夫 元治
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の構成のものは、誘導加熱コイルを製造
する製造工程で電線に傷が付くという課題を有してい
る。 【解決手段】 金属製の熱ローラー10を熱ローラー1
0の内部に配置した誘導加熱部13によって誘導加熱す
るようにし、この誘導加熱部をエッジを丸く処理した溝
付きのボビンにリッツ線を巻き回した誘導加熱コイルと
して、製造工程で電線に傷が付くことを防止できる熱ロ
ーラー装置としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コピー機やプリン
タ等のトナー加熱定着装置等に使用する熱ローラー装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来使用しているコピー機やプリンタ等
のトナー定着装置は、図4に示すような構成になってい
る。すなわち、紙等のシート1に静電気等によってトナ
ー粉末2を転写させ、100℃〜150℃程度に加熱し
た熱ローラー3と、加圧ローラー4との間を通過させる
ようにしているものである。こうして、シート1上に転
写されているトナー粉末は加熱されて溶融し、また加圧
されてシート1上に定着するものである。このとき従来
の構成のものは、熱ローラー3の加熱源として、熱ロー
ラー3の中心部に配置しているハロゲンランプ5を使用
している。また熱ローラー3の表面に接触させて配置し
ているサーミスタ6によって、熱ローラー3の表面温度
を検知し、この温度が所定の温度となるように前記ハロ
ゲンランプ5の出力を制御しているものである。
【0003】しかし前記構成のものは、熱ローラー3の
温度を均一にするために、熱ローラー3として熱伝導率
の高いアルミニウムを厚めの板厚に設定して使用してい
る。このため熱ローラー3は熱容量が大きくなって、所
定の温度に加熱するために要する時間が長くなるもので
ある。つまり、コピー機やプリンタとして使用した場合
には待機時間が長くなるものである。
【0004】そこで発明者らは、熱ローラー3を誘導加
熱を利用して加熱することによって、短時間に所定の温
度にまで加熱できる構成のものを提案している。この場
合、前記シート1を挿入した状態であっても、熱ローラ
ー3が全体的に均一な保持するようにするために、使用
している誘導加熱コイルを疎密巻きにして、特に温度が
低くなる部分に磁束を集中させるようにしているもので
ある。また同時に、熱ローラー3の板厚を薄くするよう
にして、立ち上がり時間を短縮しているものである。こ
のとき、誘導加熱コイルから発生する磁界を20kHz
程度以上の高周波磁界としているために、誘導加熱コイ
ルに使用する電線として、素線を多数本撚り合わせた構
成のリッツ線を使用している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記発明者が提案して
いる構成のものは、誘導加熱コイルを製造する製造工程
で電線に傷が付くという課題を有している。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属製の熱ロ
ーラーを熱ローラーの内部に配置した誘導加熱部によっ
て誘導加熱するようにし、この誘導加熱部をエッジを丸
く処理した溝付きのボビンにリッツ線を巻き回した誘導
加熱コイルとして、製造工程で電線に傷が付くことを防
止できる熱ローラー装置としている。
【0007】
【発明の実施の形態】請求項1に記載した発明は、金属
製の熱ローラーを熱ローラーの内部に配置した誘導加熱
部によって誘導加熱するようにし、この誘導加熱部をエ
ッジを丸く処理した溝付きのボビンにリッツ線を巻き回
した誘導加熱コイルとして、製造工程で電線に傷が付く
ことを防止できる熱ローラー装置としている。
【0008】請求項2に記載した発明は、誘導加熱コイ
ルはリッツ線を溝に挿入した後、自己融着によって固定
するようにして、誘導加熱コイルの配置位置を容易に固
定でき、熱ローラーに対する加熱が均一に行える熱ロー
ラー装置としている。
【0009】請求項3に記載した発明は、誘導加熱部
は、表面を絶縁断熱材料によって覆うようにして、熱ロ
ーラーから放射される熱輻射から誘導加熱コイルを保護
でき、長期使用に耐えることが出来る熱ローラー装置と
している。
【0010】請求項4に記載した発明は、誘導加熱部
は、ボビンと同材料の樹脂でモールドするようにして、
クラックを防止でき、長期使用に耐えることが出来る熱
ローラー装置としている。
【0011】
【実施例】(実施例1)以下本発明の第1の実施例につ
いて説明する。図1は、本実施例の全体構成を示す断面
図である。本実施例の熱ローラー装置は、熱ローラー1
0と熱ローラー10に接するように配置した加圧ローラ
ー11と、熱ローラー10の内部に収容している誘導加
熱部13と、誘導加熱部13を駆動するインバータ16
と、インバータ16を制御する制御部17によって構成
している。
【0012】前記熱ローラー10と誘導加熱部13は図
2に示す構成としている。図2は熱ローラー10と誘導
加熱部13の構成を示す断面図である。熱ローラー10
は、アルミパイプ18と感温磁性金属19とを張り合わ
せた構造となっている。すなわち、外面側がアルミパイ
プ18となっている。感温磁性金属19は、ステンレス
とクロムとニッケルの合金で形成しており、各金属の比
率を調整することによって、キュリーポイントを自由に
調整することが出来るものである。キュリーポイントを
自由に設定することによって、感温磁性金属19自身に
よって熱ローラー10としての温度をキュリーポイント
付近の温度に自分自身で調整できるものである。
【0013】誘導加熱部13は、ボビン7上にスパイラ
ル状に形成している溝14中に配置したリッツ線13に
よって形成した誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイル
の中心部に配置しているフェライト9によって構成して
いる。このとき溝14は、図2に示しているように疎密
をつけた配置としている。つまり、前記熱ローラー10
と加圧ローラー11との間を、コピー用紙あるいはプリ
ント用紙12が通過したときにも、熱ローラー10の温
度が全体として均一状態を維持できるように、温度が低
下しやすい部分にリッツ線20が密に配置される構成と
している。つまり、誘導加熱コイルが発生する高周波磁
界に疎密をつけて、温度が低下しやすい部分に多くの高
周波磁界を発生させるようにしている。なお本実施例で
は、インバータ21は誘導加熱コイルに約30kHzの
電源を供給するようにしている。
【0014】以下本実施例の動作について説明する。使
用者が図示していないスイッチをオンすると、制御部1
7がこの指示を受けてインバータ16を動作させる。イ
ンバータ16が動作すると、誘導加熱コイルには30k
Hz程度の高周波電流が流れ、誘導加熱コイルからは3
0kHz程度の高周波磁界が発生する。この高周波磁界
は、熱ローラー10を構成する感温磁性金属19と鎖交
し、感温磁性金属19は温度上昇して、熱ローラー10
を構成するアルミパイプ18を加熱する。このとき、感
温磁性金属19は予め所定の温度となるようにキュリー
ポイントを調整されているため、特に温度検出装置等を
使用しなくとも前記所定の温度に維持されるものであ
る。従ってアルミパイプ18の温度も所定の温度を維持
できるものである。
【0015】このとき本実施例では、前記しているよう
に、熱ローラー10内に収容している誘導加熱コイル
は、ボビン7上に疎密を付けた状態でスパイラル状に形
成されている溝14中に配置したリッツ線20によって
構成している。つまり温度が低下しやすい部分には、リ
ッツ線20が密に配置されているため、発生する高周波
磁界の量はこの部分が多くなるようにしているものであ
る。従って、感温磁性金属19が発生する発熱は、この
部分で多くなるものであり、結果として加圧ローラ11
によって用紙12が熱ローラー10を通過しても、熱ロ
ーラー10の温度は均一状態を維持できるものである。
【0016】またこのとき本実施例では、リッツ線20
を収容している溝14はエッジ21を丸く処理している
ものである。このため、製造工程でリッツ線20を溝1
4に収容するときに、リッツ線20の絶縁被覆が傷つく
ことがないものである。リッツ線20の絶縁被覆が傷つ
くと、特に高周波で作動する誘導加熱コイルの場合には
絶縁性能の低下したり、また誘導加熱コイルとしての損
失が増加するものである。なお本実施例で使用している
フェライト9は、磁気抵抗を減少させる機能を有してい
るものである。すなわち、空隙に比べて透磁率が高いた
め、誘導加熱コイルが発生する高周波磁界がフェライト
9を通ることによって磁気回路の構成が容易となるもの
である。つまり、誘導加熱コイルが発生する高周波磁界
が感温金属19と確実に鎖交するようにできるものであ
る。しかし、前記フェライト9は必ずしも使用しなけれ
ばならないと言うことはなく、例えば感温金属19の径
の大きさによっては使用する必要がない場合もある。
【0017】以上のように本実施例によれば、金属製の
熱ローラー10を熱ローラー10の内部に配置した誘導
加熱部13によって誘導加熱するようにし、この誘導加
熱部13をエッジを丸く処理した溝付きのボビン7にリ
ッツ線20を巻き回した誘導加熱コイルとして、製造工
程で電線に傷が付くことを防止でき、また熱ローラー1
0に対して所定の位置に正確に疎密を付けた配置とで
き、均一な温度を維持できる熱ローラー装置を実現する
ものである。
【0018】またこのとき、誘導加熱コイルとして使用
しているリッツ線20は、絶縁皮膜としてポリアミドイ
ミドまたはポリエステルを使用している。このため、例
えばボビン7上にスパイラル状に形成している溝14中
にリッツ線20を配置して誘導加熱コイルを形成した
後、例えば150℃程度の所定の温度の加熱炉中に前記
誘導加熱コイルを収容して、30分〜1時間程度加熱す
ることによって、絶縁皮膜として使用しているポリアミ
ドイミドまたはポリエステルが溶けて、ボビン7上に融
着するものである。あるいはまた、リッツ線20を通電
させることによって、リッツ線20を発熱させ、この発
熱によって絶縁皮膜として使用しているポリアミドイミ
ドまたはポリエステルが溶けて、ボビン7上に融着する
ものである。
【0019】以上の構成とすることによって、誘導加熱
コイルの配置位置を容易に固定でき、熱ローラー10に
対する加熱が均一に行える熱ローラー装置を実現するも
のである。
【0020】(実施例2)次に本発明の第2の実施例に
ついて説明する。図3は本実施例の構成を示す断面図で
ある。本実施例では、誘導加熱部13は表面を絶縁断熱
材料22によって覆っている。絶縁断熱材料22として
本実施例では、ポリフェニレンサルファイドまたはシリ
コースガラスあるいはセラミックを使用している。この
絶縁断熱材料22によって誘導加熱部25は、使用状態
で熱ローラー10から放射される熱輻射から誘導加熱コ
イルを保護するものである。
【0021】このため、本実施例によれば、長期使用に
耐えることが出来る熱ローラー装置を実現するものであ
る。
【0022】(実施例3)続いて本発明の第3の実施例
について説明する。本実施例では、誘導加熱部はボビン
7と同材料の樹脂でモールドするようにしているもので
ある。このため、使用時の膨張収縮があっても、ボビン
7とリッツ線20とが常に一体となって膨張収縮するも
のである。つまり膨張率に差がないため、クラックが入
ったりすることが無く、長期使用に耐えることが出来る
熱ローラー装置を実現するものである。
【0023】
【発明の効果】請求項1に記載した発明は、高周波磁界
によって誘導加熱される金属製の熱ローラーと、前記熱
ローラーの内部に配置した誘導加熱部とを備え、前記誘
導加熱部はエッジを丸く処理した溝付きのボビンにリッ
ツ線を巻き回して誘導加熱コイルとした構成として、製
造工程で電線に傷が付くことを防止できる熱ローラー装
置を実現するものである。
【0024】請求項2に記載した発明は、誘導加熱コイ
ルはリッツ線を溝に挿入した後、自己融着によって固定
するようにして、誘導加熱コイルの配置位置を容易に固
定でき、熱ローラーに対する加熱が均一に行える熱ロー
ラー装置を実現するものである。
【0025】請求項3に記載した発明は、誘導加熱部
は、表面を絶縁断熱材料によって覆う構成として、熱ロ
ーラーから放射される熱輻射から誘導加熱コイルを保護
でき、長期使用に耐えることが出来る熱ローラー装置を
実現するものである。
【0026】請求項4に記載した発明は、誘導加熱部
は、ボビンと同材料の樹脂でモールドした構成として、
クラックを防止でき、長期使用に耐えることが出来る熱
ローラー装置を実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例である熱ローラ装置の構
成を示すブロック図
【図2】同、熱ローラーと誘導加熱部の構成を示す断面
【図3】本発明の第2の実施例である熱ローラ装置の構
成を示す断面図
【図4】従来の熱ローラ装置の構成を示す斜視図
【符号の説明】
7 ボビン 10 熱ローラー 13 誘導加熱部 20 リッツ線 22 絶縁断熱材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H033 AA31 BA26 BB21 BE06 3K059 AA02 AA08 AB00 AB19 AB20 AB23 AB28 AC33 AC34 AD05 AD28 AD34 CD44 CD52 CD62 CD72

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高周波磁界によって誘導加熱される金属
    製の熱ローラーと、前記熱ローラーの内部に配置した誘
    導加熱部とを備え、前記誘導加熱部はエッジを丸く処理
    した溝付きのボビンにリッツ線を巻き回して誘導加熱コ
    イルとした熱ローラー装置。
  2. 【請求項2】 誘導加熱コイルはリッツ線を溝に挿入し
    た後、自己融着によって固定するようにした請求項1記
    載の熱ローラー装置。
  3. 【請求項3】 誘導加熱部は、表面を絶縁断熱材料によ
    って覆っている請求項1または2に記載した熱ローラー
    装置。
  4. 【請求項4】 誘導加熱部は、ボビンと同材料の樹脂で
    モールドした請求項1から3のいずれか1項に記載して
    いる熱ローラー装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100450318B1 (ko) * 2002-05-02 2004-09-30 임청산 고주파 롤러 용접기의 제조 방법
US6961991B2 (en) 2001-05-22 2005-11-08 Canon Kabushiki Kaisha Method of making an inductor coil unit including steps of pouring resin between frames
JP2011154232A (ja) * 2010-01-28 2011-08-11 Kyocera Mita Corp 定着装置及びこれを搭載した画像形成装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6961991B2 (en) 2001-05-22 2005-11-08 Canon Kabushiki Kaisha Method of making an inductor coil unit including steps of pouring resin between frames
US7069640B2 (en) 2001-05-22 2006-07-04 Canon Kabushiki Kaisha Method of making an inductor coil unit including steps of pouring resin between frames, and said coil unit
KR100450318B1 (ko) * 2002-05-02 2004-09-30 임청산 고주파 롤러 용접기의 제조 방법
JP2011154232A (ja) * 2010-01-28 2011-08-11 Kyocera Mita Corp 定着装置及びこれを搭載した画像形成装置

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