JP2001100579A - Inductively heated fixing device - Google Patents

Inductively heated fixing device

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JP2001100579A
JP2001100579A JP27824699A JP27824699A JP2001100579A JP 2001100579 A JP2001100579 A JP 2001100579A JP 27824699 A JP27824699 A JP 27824699A JP 27824699 A JP27824699 A JP 27824699A JP 2001100579 A JP2001100579 A JP 2001100579A
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JP
Japan
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core
fixing
coil
fixing device
roller
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Application number
JP27824699A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiichi Naito
芳一 内藤
Takahiro Tsujimoto
隆浩 辻本
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a inductively heated fixing device which is made light- weight and low-cost. SOLUTION: In a core 17 forming a closed magnetic circuit, an insertion part 17b forming the core material of a coil 14 is constituted of an iron core, and parts (a return part 17a and a connection part 17c) which do not contribute to heat generation of a fixing roller 12 are constituted of a sintered magnetic body like ferrite.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真式
の複写機、プリンタおよびファクシミリなどに用いられ
る定着装置に関し、さらに詳しくは、誘導加熱を利用し
てトナー像を記録媒体に定着する定着装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing device used for, for example, an electrophotographic copying machine, a printer, a facsimile, and the like, and more particularly, to a fixing device for fixing a toner image to a recording medium using induction heating. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子写真式の複写機、プリンタおよびフ
ァクシミリなどの画像形成装置には、記録媒体である記
録紙ないし転写材などのシート上に保持されたトナー像
をシートに定着させる定着装置が設けられている。
2. Description of the Related Art An image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, and a facsimile includes a fixing device for fixing a toner image held on a sheet such as recording paper or a transfer material as a recording medium onto the sheet. Is provided.

【0003】定着装置には種々の方式があるが、一般的
な熱ローラ方式の定着装置は、シート上のトナーを熱溶
融させる定着ローラと、当該定着ローラに圧接してシー
トを挟持する加圧ローラとを有している。定着ローラは
中空円筒形状に形成され、その内部に、当該定着ローラ
を加熱するための熱源が設けられている。この熱源によ
り、定着ローラは、トナーを熱溶融して定着に必要な所
定の定着温度まで加熱される。
There are various types of fixing devices, and a general heat roller type fixing device includes a fixing roller for thermally melting toner on a sheet, and a pressure roller for pressing and holding the sheet by pressing the fixing roller. And a roller. The fixing roller is formed in a hollow cylindrical shape, and a heat source for heating the fixing roller is provided inside the fixing roller. By this heat source, the fixing roller is heated to a predetermined fixing temperature required for fixing by fusing the toner by heat.

【0004】熱ローラ定着装置における熱源としてはハ
ロゲンランプなどの管状ヒータが一般的に用いられ、こ
のハロゲンランプを定着ローラの中心軸上に配置し、ハ
ロゲンランプの輻射熱により定着ローラを加熱してい
る。このようなハロゲンランプ加熱方式の定着装置は、
コストの面では低価格ではあるものの、輻射熱による加
熱であるため熱効率が低く、エネルギーロスが大きいと
いう欠点がある。
As a heat source in the heat roller fixing device, a tubular heater such as a halogen lamp is generally used. This halogen lamp is arranged on the center axis of the fixing roller, and the fixing roller is heated by radiant heat of the halogen lamp. . Such a halogen lamp heating type fixing device is
Although it is inexpensive in terms of cost, it has the drawback of low thermal efficiency and large energy loss due to heating by radiant heat.

【0005】このような欠点を解決し、近年の省エネル
ギー化の要請に応えるべく、誘導加熱方式の定着装置が
提案されている。
In order to solve these drawbacks and respond to recent demands for energy saving, a fixing device of an induction heating system has been proposed.

【0006】例えば、特公平4−73155公報には、
導電性の定着ローラ内部に、閉磁路を形成するコアを貫
通し、巻線を螺旋状に巻回して形成したコイルを定着ロ
ーラ内部に同心状に配置した誘導加熱定着装置が記載さ
れている。この定着装置では、コイルに通電してコア内
に磁束を生じさせ、この磁束によって定着ローラに誘導
電流を誘起させて、定着ローラをジュール発熱させてい
る。コアには、通常、透磁率の高い珪素鋼板が用いら
れ、さらに、うず電流によるエネルギーロスを低減する
ため、積層構造を有する積層鉄心が用いられる。
For example, Japanese Patent Publication No. 4-73155 discloses that
An induction heating fixing device is described in which a coil formed by spirally winding a coil is formed through a core forming a closed magnetic path inside a conductive fixing roller and concentrically arranged inside the fixing roller. In this fixing device, the coil is energized to generate a magnetic flux in the core, and the magnetic flux induces an induced current in the fixing roller, thereby causing the fixing roller to generate Joule heat. For the core, a silicon steel sheet having high magnetic permeability is usually used, and a laminated iron core having a laminated structure is used to reduce energy loss due to eddy current.

【0007】このような誘導加熱を用いた定着装置は、
定着ローラなどの発熱体を電磁誘導により直接発熱させ
る形態であるため、ハロゲンランプ加熱方式と比較し
て、熱変換効率が高く、より少ない電力で、定着ローラ
表面を定着温度まで迅速に昇温させることが可能とな
り、省エネルギー化の要請に応え得る。特に上記公報の
如く閉磁路を形成するコアを有するものは磁束の漏れが
ほとんどなく、効率よく定着ローラに2次電流を生じさ
せることができるので、省エネルギー効果が高い。
A fixing device using such induction heating is:
Since the heating element, such as the fixing roller, is heated directly by electromagnetic induction, the heat conversion efficiency is higher and the power of the fixing roller surface is quickly raised to the fixing temperature with less power compared to the halogen lamp heating method. It is possible to meet the demand for energy saving. In particular, those having a core forming a closed magnetic path as described in the above publication have almost no leakage of magnetic flux and can efficiently generate a secondary current in the fixing roller, so that the energy saving effect is high.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の誘導
加熱定着装置にあっては、閉磁路を形成するコアの全体
が積層鉄心から構成されているため、当該コアの重量が
増加し、コア費用が増加するという問題がある。
However, in the conventional induction heating fixing device, since the whole of the core forming the closed magnetic circuit is composed of a laminated iron core, the weight of the core increases and the cost of the core increases. There is a problem that increases.

【0009】また、コア重量の増加は、定着装置の重量
の増加ひいては画像形成装置の重量の増大を招くことに
なる。また、重量の増加に伴って定着装置を支持する構
造体を重厚なものにせざるを得ず、この点から、画像形
成装置の費用の増大を招く虞がある。
Further, the increase in the core weight causes an increase in the weight of the fixing device and, consequently, an increase in the weight of the image forming apparatus. Further, as the weight increases, the structure supporting the fixing device must be made heavy, which may increase the cost of the image forming apparatus.

【0010】本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決
するためになされたものであり、軽量化および低コスト
化を達成し得る誘導加熱定着装置を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems associated with the prior art, and it is an object of the present invention to provide an induction heating fixing device capable of achieving weight reduction and cost reduction.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、誘導加熱定着装置において、導電性部材か
ら形成された中空状の定着部材と、トナーを保持した記
録媒体を前記定着部材との間で挟持する加圧体と、前記
定着部材の中空部に一部が挿通されると共に閉磁路を形
成するコアと、前記コアに巻装されると共に前記定着部
材を誘導加熱するコイルと、を有し前記コアのうち、少
なくとも前記コイルの芯材をなす部位を鉄心から構成
し、他の部位を前記鉄心よりも比重が小さい磁性体から
構成したことを特徴とする誘導加熱定着装置である。
According to the present invention, there is provided an induction heating fixing apparatus, comprising: a fixing member having a hollow shape formed of a conductive member; and a recording medium holding toner. A pressing body sandwiched between the fixing member, a core partially inserted into the hollow portion of the fixing member and forming a closed magnetic path, and a coil wound around the core and induction heating the fixing member. Wherein at least a portion of the core, which forms the core material of the coil, is made of an iron core, and the other portion is made of a magnetic material having a lower specific gravity than the iron core. is there.

【0012】また、前記コイルは、前記定着部材の前記
中空部内に配置されている。
Further, the coil is arranged in the hollow portion of the fixing member.

【0013】鉄心よりも比重が小さい磁性体として、フ
ェライトなどの焼結磁性体や、磁性体粉末を樹脂で固化
した粉末磁性体成形品を用いる。
As a magnetic material having a specific gravity smaller than that of an iron core, a sintered magnetic material such as ferrite or a powder magnetic material molded product obtained by solidifying a magnetic material powder with a resin is used.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しつつ説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1は、本発明に係る誘導加熱定着装置を
組み込んだ画像形成装置としての複写機を示す概略構成
図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a copying machine as an image forming apparatus incorporating the induction heating fixing device according to the present invention.

【0016】複写機100は、図示するように、原稿を
読み取るイメージスキャナ部101と、信号処理を行う
信号処理部102と、イメージスキャナ部101で読み
取られた原稿画像に対応した画像を記録媒体としてのシ
ート10にプリント出力するプリンタ部103と、これ
ら各部を配置ないし収納するケーシング104とを有す
る。
As shown in the figure, the copying machine 100 includes an image scanner unit 101 for reading an original, a signal processing unit 102 for performing signal processing, and an image corresponding to the original image read by the image scanner unit 101 as a recording medium. And a casing 104 for arranging or storing these units.

【0017】イメージスキャナ部101において、プラ
テンガラス105上に載置された原稿は、プラテンカバ
ー106で押さえられるが、図示しない自動原稿送り装
置を装着するときには、プラテンカバー106に代えて
自動原稿送り装置が取り付けられる。プラテンガラス1
05上の原稿はランプ107で照射され、原稿で反射し
た光は、ミラー108a、108b、108cおよび集
光レンズ109を経てCCDラインイメージセンサ11
0上に像を結び、イメージ情報に変換されて信号処理部
102に送られる。なお、スキャナモータ111を駆動
することにより、第1スライダ112は速度Vで、第2
スライダ113はV/2でラインセンサの電気的走査方
向(主走査方向)に対して垂直方向(副走査方向)に機
械的に動き、原稿全面を走査する。
In the image scanner section 101, a document placed on a platen glass 105 is pressed by a platen cover 106. When an automatic document feeder (not shown) is mounted, an automatic document feeder is used instead of the platen cover 106. Is attached. Platen glass 1
The original on the original 05 is irradiated by a lamp 107, and the light reflected by the original passes through mirrors 108a, 108b, 108c and a condenser lens 109, and the CCD line image sensor 11
The image is converted to image information and sent to the signal processing unit 102. In addition, by driving the scanner motor 111, the first slider 112
The slider 113 mechanically moves at V / 2 in the vertical direction (sub-scanning direction) with respect to the electrical scanning direction (main scanning direction) of the line sensor, and scans the entire original.

【0018】信号処理部102は、ラインセンサ110
で読み取った信号を電気的に処理し、プリンタ部103
に送る。
The signal processing unit 102 includes a line sensor 110
Process the signals read by the printer unit 103
Send to

【0019】プリンタ部103は、レーザ発生器115
と、像担持体としての感光体ドラム116と、を備え、
回転する感光体ドラム116の周辺には、帯電装置とし
ての帯電ローラ117と、現像装置118と、転写装置
としての転写ローラ119と、シート10の除電および
分離装置である除電針120と、感光体ドラム116上
の残留トナーを除去するクリーニング装置121と、が
配置されている。レーザ発生器115は、信号処理部1
02から送られてくる画像信号のレベルに応じて半導体
レーザを駆動変調する。レーザ光は、図示しないポリゴ
ンミラー、f−θレンズおよび折り返しミラーなどを経
由し、帯電ローラ117と現像装置118との間の位置
で、感光体ドラム116に照射される。感光体ドラム1
16上に形成された静電潜像は、現像装置118におい
てトナーで現像される。
The printer unit 103 includes a laser generator 115
And a photosensitive drum 116 as an image carrier,
Around the rotating photosensitive drum 116, a charging roller 117 as a charging device, a developing device 118, a transfer roller 119 as a transfer device, a charge elimination needle 120 as a device for removing and separating the sheet 10, and a photosensitive member And a cleaning device 121 that removes residual toner on the drum 116. The laser generator 115 includes the signal processing unit 1
The drive modulation of the semiconductor laser is performed according to the level of the image signal sent from the device 02. The laser beam is applied to the photosensitive drum 116 at a position between the charging roller 117 and the developing device 118 via a polygon mirror (not shown), an f-θ lens, a return mirror, and the like. Photoconductor drum 1
The electrostatic latent image formed on 16 is developed with toner in developing device 118.

【0020】一方、ケーシング104に着脱自在に取り
付けられる給紙カセット125には、複数枚のシート1
0が積層した状態で収納されている。給紙カセット12
5内のシート10は、給紙ローラ126により1枚ずつ
捌かれて給紙され、タイミングローラ127により所定
のタイミングで、感光体ドラム116と転写ローラ11
9との間の転写位置に向けて送り込まれる。感光体ドラ
ム116上に現像された像は、転写ローラ119によっ
てシート10に転写される。転写後のシート10は、感
光体ドラム116から分離され、定着装置128に向け
て搬送ベルト129により搬送される。シート10上に
転写された未定着のトナーが定着装置128において固
定され、トナーが定着されたシート10は、排紙トレー
130に排紙される。なお、本発明の実施形態に係る定
着装置128は誘導加熱方式によるものであり、構成に
ついては後述する。
On the other hand, a sheet cassette 125 detachably attached to the casing 104 has a plurality of sheets 1.
0 are stored in a stacked state. Paper cassette 12
The sheet 10 in the sheet 5 is separated and fed one by one by a feed roller 126, and the photosensitive drum 116 and the transfer roller 11 are separated by a timing roller 127 at a predetermined timing.
9 is transferred toward the transfer position between the transfer positions 9 and 9. The image developed on the photosensitive drum 116 is transferred to the sheet 10 by the transfer roller 119. The sheet 10 after the transfer is separated from the photosensitive drum 116, and is conveyed by the conveying belt 129 toward the fixing device 128. The unfixed toner transferred onto the sheet 10 is fixed in the fixing device 128, and the sheet 10 on which the toner is fixed is discharged to a discharge tray 130. Note that the fixing device 128 according to the embodiment of the present invention is based on an induction heating method, and the configuration will be described later.

【0021】転写ローラ119によってシート10への
転写が終了すると、感光体ドラム116上は、図示しな
いクリーナ前チャージャーでマイナス極性に帯電され、
クリーニング装置121にて残留トナーが除去され、イ
レーサによって残留電荷が除電される。その後、帯電ロ
ーラ117によって再度帯電され、レーザ光による潜像
形成を受け、現像装置118によって現像され、図示し
ない転写前イレーサによって非現像領域の電荷が除電さ
れる。
When the transfer to the sheet 10 is completed by the transfer roller 119, the photosensitive drum 116 is charged to a negative polarity by a charger (not shown) before the cleaner, and
The residual toner is removed by the cleaning device 121, and the residual charge is removed by the eraser. Thereafter, the toner is charged again by the charging roller 117, receives a latent image formed by the laser beam, is developed by the developing device 118, and the charge in the non-development area is removed by a pre-transfer eraser (not shown).

【0022】図2は、図1に示される誘導加熱定着装置
の要部を概略で示す断面図、図3および図4は、定着装
置の構造を概略で示す断面図および側面図である。
FIG. 2 is a sectional view schematically showing a main part of the induction heating fixing device shown in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are a sectional view and a side view schematically showing the structure of the fixing device.

【0023】誘導加熱定着装置128は、導電性部材か
ら形成された中空円筒形状の定着ローラ(定着部材に相
当する)12と、トナーを保持したシート10を定着ロ
ーラ12との間で挟持する加圧ローラ(加圧体に相当す
る)13と、漏れ磁束をなくすための閉磁路を形成する
コア17と、コア17に巻装されて定着ローラ12を誘
導加熱するコイル14と、を有する。定着ローラ12
は、図2中矢印a方向に回転駆動可能に設けられ、加圧
ローラ13は定着ローラ12の回転に伴って従動回転す
る。コア17は、その一部が定着ローラ12内の中空部
12aに挿通されている。図示例のコイル14は、定着
ローラ12の中空部12a内に配置されている。
The induction heating fixing device 128 has a hollow cylindrical fixing roller (corresponding to a fixing member) 12 formed from a conductive member, and a sheet holding toner 10 between the fixing roller 12. It has a pressure roller (corresponding to a pressure member) 13, a core 17 forming a closed magnetic path for eliminating leakage magnetic flux, and a coil 14 wound around the core 17 and inductively heating the fixing roller 12. Fixing roller 12
Are provided so as to be rotatable in the direction of arrow a in FIG. A part of the core 17 is inserted into the hollow portion 12 a in the fixing roller 12. The illustrated coil 14 is disposed in the hollow portion 12 a of the fixing roller 12.

【0024】定着ローラ12は、例えば、炭素鋼管、ス
テンレス合金管あるいはアルミニウム管、鉄などの導電
性部材から形成される。定着ローラ12は、加圧ローラ
13からの圧接力に対して十分な機械的強度を確保でき
る範囲内で、かつ、熱容量を確保できる肉厚で形成され
ている。さらに、ローラ外周表面には、シート10を分
離し易くするために、フッ素樹脂をコーティングして、
トナーに対して良好な離型性と耐熱性とを有する離型層
が形成されている。
The fixing roller 12 is formed of a conductive member such as a carbon steel tube, a stainless alloy tube or an aluminum tube, and iron. The fixing roller 12 is formed so as to have a sufficient mechanical strength against a pressing force from the pressure roller 13 and a thickness sufficient to secure a heat capacity. Further, the outer peripheral surface of the roller is coated with a fluororesin to facilitate separation of the sheet 10,
A release layer having good release properties and heat resistance with respect to the toner is formed.

【0025】加圧ローラ13は、軸芯15と、当該軸芯
15の周囲に形成されたシリコンゴム層16とから構成
されている。シリコンゴム層16は、表面からシート1
0が離れ易い離型性を有すると共に、耐熱性を有するゴ
ム層である。図示する実施の形態では、軸芯15の中に
ハロゲンランプ28が内蔵されている。また、加圧ロー
ラ13は、図示しないばね材により、定着ローラ12に
向かう方向に押圧されている。
The pressure roller 13 comprises a shaft core 15 and a silicone rubber layer 16 formed around the shaft core 15. The silicon rubber layer 16 covers the sheet 1 from the surface.
0 is a rubber layer having releasability and heat resistance as well as easy release. In the illustrated embodiment, a halogen lamp 28 is incorporated in the shaft core 15. The pressure roller 13 is pressed in a direction toward the fixing roller 12 by a spring material (not shown).

【0026】コア17は、定着ローラ12の中空部12
aを貫通する挿通部17bと、定着ローラ12表面に対
向するリターン部17aと、挿通部17bとリターン部
17aとを接続する連結部17cとを備えた矩形形状を
有している。
The core 17 is provided in the hollow portion 12 of the fixing roller 12.
a, a return portion 17a facing the surface of the fixing roller 12, and a connecting portion 17c connecting the insertion portion 17b and the return portion 17a.

【0027】コイル14は、巻線18を螺旋状に巻回し
て形成されている。コイル14は、コア17の挿通部1
7bに挿通され、定着ローラ12の内部に同心状に配置
されている。したがって、コア17の挿通部17bの一
部が、コイル14の芯材をなしている。巻線18として
は、表面に融着層と絶縁層を持つ通常の単一導線が用い
られる。
The coil 14 is formed by spirally winding a winding 18. The coil 14 is inserted into the insertion portion 1 of the core 17.
7b, and are arranged concentrically inside the fixing roller 12. Therefore, a part of the insertion portion 17 b of the core 17 forms the core of the coil 14. As the winding 18, an ordinary single conductor having a fusion layer and an insulating layer on the surface is used.

【0028】本実施形態では、コア17のうち、コイル
14の芯材をなす部位である挿通部17bを通常のトラ
ンスなどに用いられている鉄心から構成し、他の部位で
あるリターン部17aおよび連結部17cを前記鉄心よ
りも比重が小さい磁性体から構成してある。挿通部17
bを構成する鉄心としては、珪素鋼板による積層鉄心の
ように高透磁率のものが用いられる。また、他の部位1
7a、17cを構成する比重が小さい磁性体としては、
フェライトなどの焼結磁性体が用いられる。
In the present embodiment, of the core 17, the insertion portion 17b, which is a portion forming the core material of the coil 14, is made of an iron core used for a normal transformer, and the return portion 17a, which is another portion, is provided. The connecting portion 17c is made of a magnetic material having a lower specific gravity than the iron core. Insertion part 17
As the iron core constituting b, one having a high magnetic permeability such as a laminated iron core made of a silicon steel plate is used. In addition, other parts 1
As a magnetic material having a small specific gravity constituting 7a and 17c,
A sintered magnetic material such as ferrite is used.

【0029】単位体積当たりの重量は、珪素鋼板や鉄
(比重、約7.9)に対して、フェライトは1/2程度
(比重、約4.5)である。したがって、リターン部1
7aおよび連結部17cをフェライトから構成した場合
は、コア全体を珪素鋼板積層鉄心から構成した場合に比
べて、リターン部17aおよび連結部17cの重量が約
1/2となり、その分だけコア17の重量が軽くなる。
The weight per unit volume of ferrite is about 1/2 (specific gravity, about 4.5) of silicon steel sheet or iron (specific gravity, about 7.9). Therefore, the return unit 1
When the core 7a and the connecting portion 17c are made of ferrite, the weight of the return portion 17a and the connecting portion 17c is reduced to about 1/2 compared to the case where the whole core is made of a silicon steel sheet laminated iron core. Lighter weight.

【0030】図3に示すように、定着ローラ12の両端
は、段付きの筒状スリーブ20が嵌め込まれ、金属製の
支持フレーム21に設けられた取付穴22を貫通してい
る。コア17もまた支持フレーム21を貫通している。
スリーブ20と取付穴22との間にはベアリング23が
配置されている。また、定着ローラ12の軸方向位置を
規制する固定リング24が、定着ローラ12の端部に形
成したリング溝25に嵌め込まれている。これら筒状ス
リーブ20、支持フレーム21、ベアリング23および
固定リング24により、定着ローラ12を回転自在に支
持するローラ支持構造体26が構成されている。なお、
定着ローラ12は、その片端に図示しない駆動ギアが固
定され、この駆動ギアに接続されたモータなどの図示し
ない駆動源によって回転駆動される。
As shown in FIG. 3, both ends of the fixing roller 12 are fitted with stepped tubular sleeves 20 and penetrate through mounting holes 22 provided in a metal support frame 21. The core 17 also passes through the support frame 21.
A bearing 23 is arranged between the sleeve 20 and the mounting hole 22. Further, a fixing ring 24 for regulating the axial position of the fixing roller 12 is fitted into a ring groove 25 formed at an end of the fixing roller 12. The cylindrical sleeve 20, the support frame 21, the bearing 23, and the fixing ring 24 form a roller support structure 26 that rotatably supports the fixing roller 12. In addition,
The fixing roller 12 has a driving gear (not shown) fixed to one end thereof, and is rotatably driven by a driving source (not shown) such as a motor connected to the driving gear.

【0031】一方、加圧ローラ13の両端は、支持フレ
ーム21に設けられた通孔27を貫通し、図示しない軸
受部を介して回転自在に保持されている。ハロゲンラン
プ28は、保持板29を介して支持フレーム21に取り
付けられている。
On the other hand, both ends of the pressure roller 13 penetrate through holes 27 provided in the support frame 21 and are rotatably held via bearings (not shown). The halogen lamp 28 is attached to the support frame 21 via a holding plate 29.

【0032】定着動作においては、まず、図示しない電
源回路から50〜60Hz程度の交流がコイル14に印
加されて、誘導加熱により定着ローラ12の温度が定着
に適した温度(例えば、150〜200℃)になるまで
加熱される。未定着のトナー11を保持したシート10
は、図2中矢印bで示すように左方向から搬送され、定
着ローラ12と加圧ローラ13との接触部であるニップ
部19に向けて送り込まれる。シート10は、加熱され
た定着ローラ12および加圧ローラ13の熱と、加圧ロ
ーラ13から作用する圧力とが加えられながら、ニップ
部19で挟持されつつ搬送される。これにより、未定着
トナー11がシート10上に定着され、シート10上に
は定着トナー像が形成される。トナー11は、シート1
0の両面のうち、定着ローラ12と接触する側に保持さ
れている。ニップ部19を通過したシート10は、シー
ト自体のコシの強さで定着ローラ12から自然に曲率分
離し、図2中右方向に搬送される。このシート10は、
排紙ローラによって搬送され、排紙トレイ130上に排
出される。
In the fixing operation, first, an alternating current of about 50 to 60 Hz is applied to the coil 14 from a power supply circuit (not shown), and the temperature of the fixing roller 12 is adjusted to a temperature suitable for fixing by induction heating (for example, 150 to 200 ° C.). ) Until heated. Sheet 10 holding unfixed toner 11
Is conveyed from the left as shown by the arrow b in FIG. 2 and is sent to a nip 19 which is a contact portion between the fixing roller 12 and the pressure roller 13. The sheet 10 is conveyed while being nipped by the nip 19 while the heated heat of the fixing roller 12 and the pressure roller 13 and the pressure applied from the pressure roller 13 are applied. As a result, the unfixed toner 11 is fixed on the sheet 10, and a fixed toner image is formed on the sheet 10. The toner 11 is applied to the sheet 1
0 is held on the side that comes into contact with the fixing roller 12 among the two surfaces. The sheet 10 that has passed through the nip 19 is naturally separated from the fixing roller 12 by a curvature according to the strength of the sheet itself, and is conveyed rightward in FIG. This sheet 10
The sheet is conveyed by a sheet discharge roller and discharged onto a sheet discharge tray 130.

【0033】誘導加熱定着装置の基本的な動作原理はト
ランスと同様であり、コイル14が入力側の1次側コイ
ル(N巻き)に相当し、定着ローラ12が出力側の2次
側コイル(1巻き)に相当する。そして、1次側コイル
(コイル14)に50〜60Hz程度の交流電圧V1を
印加すると、1次側コイルに電流I1が流れる。これに
より生じた磁束φが閉磁路を形成するコア17に流れ、
その磁束φによって2次側コイル(定着ローラ12)に
誘導起電力V2が生じ、定着ローラ12の円周方向に沿
って電流I2が流れる。コア17によって閉磁路が形成
されているため原理的には漏れ磁束がなく、1次側エネ
ルギーV1×I1と、2次側エネルギーV2×I2とが
ほぼ等しくなる。
The basic operation principle of the induction heating fixing device is the same as that of a transformer. The coil 14 corresponds to an input-side primary coil (N windings), and the fixing roller 12 corresponds to an output-side secondary coil (N winding). 1 turn). When an AC voltage V1 of about 50 to 60 Hz is applied to the primary coil (coil 14), a current I1 flows through the primary coil. The resulting magnetic flux φ flows through the core 17 forming a closed magnetic path,
The magnetic flux φ generates an induced electromotive force V2 in the secondary coil (fixing roller 12), and a current I2 flows along the circumferential direction of the fixing roller 12. Since the closed magnetic path is formed by the core 17, there is no leakage magnetic flux in principle, and the primary energy V1 × I1 and the secondary energy V2 × I2 are substantially equal.

【0034】この誘導加熱が行われる系において発熱す
る部分は、一つ目は、1次側コイルの銅線内の銅損によ
るコイルの発熱すなわちコイル14の発熱、二つ目に2
次側コイルの銅線内の銅損によるコイルの発熱すなわち
定着ローラ12の発熱、三つ目にコア内部に生じるジュ
ール熱損とヒステリシス損とによるコア17の発熱であ
る。誘導加熱定着装置は、上記一つ目と三つ目の発熱が
エネルギーロスとなるためこれらの発熱を極力抑える一
方、二つ目の銅損を利用して定着ローラ12を発熱させ
るようにしたものである。
The first part of the system in which the induction heating is performed is as follows. First, heat generation of the coil due to copper loss in the copper wire of the primary coil, that is, heat of the coil 14,
Heat generation of the coil due to copper loss in the copper wire of the secondary coil, that is, heat generation of the fixing roller 12, and thirdly, heat generation of the core 17 due to Joule heat loss and hysteresis loss generated inside the core. In the induction heating fixing device, the first and third heats are energy losses, so that these heats are suppressed as much as possible, while the second copper loss is used to heat the fixing roller 12. It is.

【0035】ここで、本実施形態においては、閉磁路を
形成するコア17のうち、定着ローラ12の磁束密度に
直接影響を与えるコイル14の芯材をなす挿通部17b
を珪素鋼板積層鉄心から形成する一方、定着ローラ12
の発熱に比較的寄与しない他の部位17a、17cをフ
ェライトから形成してある。このため、定着ローラ12
は、誘導加熱により、従来と同様に加熱される。また、
他の部位17a、17cでは、フェライトコアにより漏
れ磁束が生じない。
Here, in the present embodiment, of the core 17 forming the closed magnetic circuit, the insertion portion 17b serving as the core material of the coil 14 which directly affects the magnetic flux density of the fixing roller 12
Is formed from a silicon steel sheet laminated core while the fixing roller 12
The other portions 17a and 17c, which do not relatively contribute to the heat generation, are formed from ferrite. For this reason, the fixing roller 12
Is heated by induction heating in the same manner as in the prior art. Also,
In the other portions 17a and 17c, no leakage magnetic flux is generated by the ferrite core.

【0036】フェライトなどの焼結磁性体は、一般に、
珪素鋼板に比べて、安価であり、単位体積当たりの重さ
も軽い。したがって、コイル14の芯材をなす部位以外
を焼結磁性体から構成したコア17によれば、コア全体
を珪素鋼板から構成した場合に比べて、コア17を安価
に製造でき、かつ、コア重量を軽くすることができる。
コア17の軽量化により、定着装置128ひいては画像
形成装置全体の軽量化を図ることができる。また、軽量
化に伴って定着装置128を支持する構造体の簡素化を
図ることができ、この点から、画像形成装置の費用の低
減を図ることができる。
Sintered magnetic materials such as ferrite are generally
It is cheaper and lighter in weight per unit volume than silicon steel sheets. Therefore, according to the core 17 in which the portion other than the core material of the coil 14 is made of a sintered magnetic material, the core 17 can be manufactured at a lower cost and the core weight can be reduced as compared with the case where the whole core is made of a silicon steel plate. Can be lightened.
By reducing the weight of the core 17, it is possible to reduce the weight of the fixing device 128 and thus the entire image forming apparatus. In addition, the structure supporting the fixing device 128 can be simplified with the weight reduction, and in this respect, the cost of the image forming apparatus can be reduced.

【0037】さらに、フェライトは、導電性がないの
で、うず電流損の発生がなく、エネルギーロスが少な
い。このため、珪素鋼板の場合と異なり、積層構造にす
る必要がない。この点から、コア全体を珪素鋼板による
積層鉄心から構成した場合に比較べて、コア17をより
一層安価かつ容易に製造することができる。
Further, since ferrite has no conductivity, no eddy current loss occurs and energy loss is small. Therefore, unlike the case of the silicon steel sheet, it is not necessary to form a laminated structure. From this point, the core 17 can be manufactured more inexpensively and easily as compared with the case where the entire core is formed of a laminated iron core made of a silicon steel plate.

【0038】しかも、フェライトは、金型成形により所
望の形状に成形できるという優れた特性がある。このた
め、コア17の小型化および軽量化が容易であり、コア
17のさらなる低コスト化を図ることができる。
Moreover, ferrite has an excellent property that it can be formed into a desired shape by die molding. Therefore, the core 17 can be easily reduced in size and weight, and the cost of the core 17 can be further reduced.

【0039】なお、上述した実施形態では、コア17の
うち、コイル14の芯材をなす部位以外の他の部位をフ
ェライトから構成したが、他の焼結磁性体から構成して
もよい。
In the above-described embodiment, other portions of the core 17 other than the portion forming the core of the coil 14 are formed of ferrite, but may be formed of another sintered magnetic material.

【0040】また、「鉄心よりも比重が小さい磁性体」
は、実施形態の焼結磁性体に限定されるものではなく、
例えば、磁性体粉末を樹脂で固化したものも含まれる。
この場合には、磁性体粉末とその絶縁および結合を兼ね
る樹脂コンパウンドを型で圧縮成形して熱処理した粉末
磁性体成形品から、コイル14の芯材をなす部位以外の
他の部位を構成する。
"A magnetic material having a specific gravity smaller than that of an iron core"
Is not limited to the sintered magnetic material of the embodiment,
For example, a magnetic powder solidified with a resin is also included.
In this case, the magnetic powder and the resin compound serving as an insulating and bonding material are compression-molded in a mold and heat-treated to form other parts than the part constituting the core of the coil 14 from the powder magnetic molded article.

【0041】さらに、コイル14を定着ローラ12の中
空部12a内に配置した場合を図示したが、コア17に
より閉磁路が形成されているので、コア17のリターン
部17aにコイル14を挿通した構成であっても、定着
ローラ12を誘導加熱により加熱することができる。
Further, although the case where the coil 14 is disposed in the hollow portion 12a of the fixing roller 12 is shown, since the closed magnetic path is formed by the core 17, the coil 14 is inserted through the return portion 17a of the core 17. However, the fixing roller 12 can be heated by induction heating.

【0042】また、定着部材は定着ローラ12に限られ
るものではなく、例えば、導電性部材から形成される定
着ベルトから構成してもよい。この定着ベルトは、一対
のローラ間に掛け渡されて中空状をなす。
The fixing member is not limited to the fixing roller 12, but may be, for example, a fixing belt formed of a conductive member. The fixing belt is stretched between a pair of rollers to form a hollow shape.

【0043】また、コア17における、鉄心から構成さ
れた部位と、フェライトなどの焼結磁性体や粉末磁性体
成形品から構成された部位とを、分割して別体としても
よいし、一体的に形成してもよい。
In the core 17, the portion composed of the iron core and the portion composed of the sintered magnetic material such as ferrite or the molded product of the powder magnetic material may be divided into separate parts, or they may be integrated. May be formed.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、閉
磁路を形成するコアのうち、コイルの芯材をなす部位を
鉄心から構成する一方、定着部材の発熱に比較的寄与し
ない部位を前記鉄心よりも比重が小さい磁性体から構成
したので、コアの軽量化、小型化および低コスト化を通
して、誘導加熱定着装置の軽量化、小型化を図ると共
に、低コスト化を達成することが可能となる。また、焼
結磁性体や粉末磁性体成形品などにあっては、うず電流
損の発生がないため、エネルギーロスを低減し、定着部
材の発熱効率を高めることが可能となる。
As described above, according to the present invention, among the cores forming the closed magnetic circuit, the portion forming the core material of the coil is constituted by the iron core, while the portion which does not relatively contribute to the heat generation of the fixing member is formed. Since the core is made of a magnetic material having a specific gravity smaller than that of the iron core, it is possible to reduce the weight and size of the induction heating fixing device, and to achieve a reduction in cost, by reducing the weight, size and cost of the core. Becomes Further, in the case of a sintered magnetic material or a powder magnetic material molded article, since no eddy current loss occurs, it is possible to reduce energy loss and increase heat generation efficiency of the fixing member.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る誘導加熱定着装置を組み込んだ
画像形成装置としての複写機を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a copying machine as an image forming apparatus incorporating an induction heating fixing device according to the present invention.

【図2】 図1に示される誘導加熱定着装置の要部を概
略で示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing a main part of the induction heating fixing device shown in FIG. 1;

【図3】 同誘導加熱定着装置を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing the induction heating fixing device.

【図4】 同誘導加熱定着装置を示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing the induction heating fixing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…シート(記録媒体) 11…トナー 12…定着ローラ(定着部材) 13…加圧ローラ(加圧体) 14…コイル 17…コア 17a…リターン部(コアのうち、他の部位) 17b…挿通部(コアのうち、コイルの芯材をなす部
位) 17c…連結部(コアのうち、他の部位)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Sheet (recording medium) 11 ... Toner 12 ... Fixing roller (fixing member) 13 ... Pressure roller (Pressing body) 14 ... Coil 17 ... Core 17a ... Return part (other part among cores) 17b ... Penetration Part (the part of the core that forms the core material of the coil) 17c... Connection part (the other part of the core)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H033 AA21 AA32 BA25 BB12 BB28 BE06 3K059 AD03 CD44 CD64 CD66  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H033 AA21 AA32 BA25 BB12 BB28 BE06 3K059 AD03 CD44 CD64 CD66

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 誘導加熱定着装置において、 導電性部材から形成された中空状の定着部材と、 トナーを保持した記録媒体を前記定着部材との間で挟持
する加圧体と、 前記定着部材の中空部に一部が挿通されると共に閉磁路
を形成するコアと、 前記コアに巻装されると共に前記定着部材を誘導加熱す
るコイルと、を有し 前記コアのうち、少なくとも前記コイルの芯材をなす部
位を鉄心から構成し、他の部位を前記鉄心よりも比重が
小さい磁性体から構成したことを特徴とする誘導加熱定
着装置。
1. An induction heating fixing device, comprising: a hollow fixing member formed of a conductive member; a pressure member for sandwiching a recording medium holding toner between the fixing member; A core partially inserted into the hollow portion and forming a closed magnetic circuit; and a coil wound around the core and induction-heating the fixing member, at least a core material of the coil among the core The induction heating fixing device is characterized in that a portion that forms the following is made of an iron core, and the other portion is made of a magnetic material having a lower specific gravity than the iron core.
【請求項2】 前記コイルは、前記定着部材の前記中空
部内に配置されてなる請求項1に記載の誘導加熱定着装
置。
2. The induction heating fixing device according to claim 1, wherein the coil is disposed in the hollow portion of the fixing member.
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