JP2006145949A - Fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁誘導加熱方式の定着装置に関するものである。 The present invention relates to an electromagnetic induction heating type fixing device.
特許文献1には、磁束により定着ローラに電流を誘導させてジュール熱によって発熱させる誘導加熱定着装置が開示されている。これは、誘導電流の発生を利用することで直接定着ローラを発熱させることができて、ハロゲンランプを熱源として用いた熱ローラ方式の定着装置よりも高効率の定着プロセスを達成している。 Patent Document 1 discloses an induction heating fixing device that induces a current in a fixing roller by magnetic flux and generates heat by Joule heat. This makes it possible to directly heat the fixing roller by using the generation of induced current, and achieves a fixing process that is more efficient than a heat roller type fixing device using a halogen lamp as a heat source.
しかしながら、磁場発生手段としての励磁コイルにより発生した交番磁束のエネルギーが定着ローラ全体の昇温に使われるため放熱損失が大きく、投入エネルギーに対する定着エネルギーの密度が低く効率が悪いという欠点があった。 However, since the energy of the alternating magnetic flux generated by the exciting coil as the magnetic field generating means is used for raising the temperature of the entire fixing roller, the heat dissipation loss is large, and the density of the fixing energy relative to the input energy is low and the efficiency is low.
そこで、高効率化のために特許文献2のように磁束発生手段の構成を改良したものや、特許文献3のように高効率化を達成するための製造方法に関する提案もなされている。 In view of this, proposals have been made regarding an improved configuration of the magnetic flux generation means as in Patent Document 2 for higher efficiency and a manufacturing method for achieving higher efficiency as in Patent Document 3.
又、製造コスト減のために、特許文献4のように複数のコア間を接着する製造方法に関する提案がなされている。 Moreover, in order to reduce manufacturing cost, the proposal regarding the manufacturing method which adhere | attaches between several cores like patent document 4 is made | formed.
しかしながら、電磁誘導加熱方式の定着装置に関して、更なる高速対応において定着品質を確保するために、より多くの電力を供給することによって励磁コイルの自己発熱が問題となり、更なる効率の向上を図らなければならない。 However, with regard to the electromagnetic induction heating type fixing device, in order to ensure the fixing quality at higher speeds, the supply of more power causes a problem of self-heating of the exciting coil, and further improvement in efficiency must be achieved. I must.
又、磁性コアが比較的にラフな寸法でしか成形できない部材であるために組立時にガタが生じ正規位置に組み込むことが困難なため所望した出力を得られなかった。 In addition, since the magnetic core is a member that can be molded only with a relatively rough dimension, play occurs at the time of assembly and it is difficult to incorporate the magnetic core into a normal position, so that a desired output cannot be obtained.
又、特許文献4記載の発明では、一体化成形と同等の製造コスト確保のために各コアの断面のみの接着剤で接着しているが、コア断面面積が小さいためコアの強度が低下する、1個1個接着することにより非常に組み立てるために時間が掛かる、接着剤を固めるために時間が掛かるため、作業性が非効率であり、コストも掛かる等の問題がある。又、高温による接着剤劣化によるコア寿命低下も問題になっている。 Moreover, in the invention described in Patent Document 4, in order to secure the manufacturing cost equivalent to the integral molding, it is bonded with an adhesive only for the cross section of each core, but the core cross section area is small, so the strength of the core is reduced. Since it takes time to assemble very much by bonding one by one, and it takes time to harden the adhesive, there are problems such as inefficiency in work efficiency and cost. In addition, a decrease in core life due to adhesive deterioration due to high temperature is also a problem.
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、作業性が良く、強度も保つことができる熱効率の高い定着装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a highly heat-efficient fixing device that has good workability and can maintain strength.
上記目的を達成するため、本発明は、励磁コイルと前記励磁コイルを保持する樹脂製のコイルホルダと、複数の磁性体コアを有する磁束発生手段と、前記磁束発生手段の発生磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導発熱体を有する、搬送される紙等の被加熱材に前記誘導発熱体の発熱による熱エネルギーを付与する定着装置において、前記複数の磁性体コアは、間隔Gを形成した状態で液状化された樹脂を各コアを覆うように流し込まれ、一体的に成形されたコアユニットとして構成され、前記励磁コイルは、前記誘導発熱体に対して所定の距離を保つように前記コイルホルダに保持され、前記コイルホルダは、前記励磁コイルと前記磁性体コア間が所定の距離をおいて配置されるように前記コアユニットと組み合わされて構成されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an electromagnetic coil by the action of an exciting coil, a resin coil holder for holding the exciting coil, magnetic flux generating means having a plurality of magnetic cores, and magnetic flux generated by the magnetic flux generating means. In the fixing device having an induction heating element that generates induction heat, and applying heat energy generated by heat generation of the induction heating element to a heated material such as paper to be conveyed, the plurality of magnetic cores are in a state in which a gap G is formed. A liquefied resin is poured so as to cover each core and is configured as an integrally molded core unit, and the exciting coil is attached to the coil holder so as to maintain a predetermined distance from the induction heating element. The coil holder is configured to be combined with the core unit so that the excitation coil and the magnetic core are arranged at a predetermined distance. And butterflies.
本発明によれば、一体成形されたコアホルダは、樹脂が金型内で固まるまで数十秒程度であるため、従来の接着剤で固定するのに比べて非常に短時間でコアホルダを完成させることができる。又、樹脂により第1の磁性体コアは上半分、第2の磁性体コアは周囲全て覆われているために、一体成形されたコアユニットは、従来のコア断面部のみに接着剤で接着するタイプに比べて非常に強度がある構成となっている。 According to the present invention, since the integrally formed core holder takes several tens of seconds until the resin hardens in the mold, the core holder can be completed in a very short time compared to fixing with a conventional adhesive. Can do. In addition, since the first magnetic core is covered with the upper half of the resin and the second magnetic core is entirely covered with the resin, the integrally formed core unit is bonded only to the conventional core cross-section with an adhesive. The structure is very strong compared to the type.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
<実施の形態1>
図1において本発明に係る磁性体コア111の構成について説明する。
<Embodiment 1>
The configuration of the
磁性体コア111は、面の中心に穴があいており、不図示の金型内の固定ピンにより、第1の磁性体コア111aをT字の水平部に、第2の磁性体コア111bはT字の垂直部に固定されている。そして、このT型コアが複数並列に一定の間隔Gを空けて配置されて金型内(不図示)で仮止めされている。本発明では、G1=0.3mm、G2=3.5mmの間隔で磁性体コア111が配置されている。
The
図2において、本発明に係るコアユニット113の製造方法について説明する。
In FIG. 2, the manufacturing method of the
金型内にセットされた仮組みの複数の磁性体コア111に液状化された樹脂(LCP)を射出しすることで、第1の磁性体コア111aは周囲全てに、第2の磁性体コア111bは上半分、各々のコア面中心の穴に樹脂が流れ込み、各コア同士が固定される。
By injecting a liquefied resin (LCP) into a plurality of temporarily assembled
更に、樹脂は回動する不図示の磁気遮蔽板のガイド形状、励磁コイル101をコイルホルダに密着にさせるコイルガイドの形状にも成形され、コアを固定する以外の機能も満たしている。このように、磁性体コア111は、コアユニット113として一体的に成形される。
Further, the resin is also formed into a guide shape of a rotating magnetic shielding plate (not shown) and a coil guide shape that causes the
以上のような工程で一体成形されたコアホルダは、樹脂が金型内で固まるまで数十秒程度であるため、従来の接着剤で固定するのに比べて非常に短時間でコアホルダを完成させることができる。又、樹脂により、第1の磁性体コア111aは周囲全て、第2の磁性体コア111bは上半分、各々のコア面中心の穴が覆われているために、一体成形されたコアユニット113は、従来のコア断面部のみに接着材で接着するタイプに比べて非常に強度がある構成となっている。
The core holder that is integrally molded in the above process takes several tens of seconds until the resin hardens in the mold, so that the core holder can be completed in a very short time compared to fixing with a conventional adhesive. Can do. Also, since the first
各コア間の間隔Gが5mmを超えると、磁束の発生分布が長手方向で不均一になり、誘導発熱体である定着ローラの温度分布が不均一になり定着性が悪化する可能性がある。 When the gap G between the cores exceeds 5 mm, the magnetic flux generation distribution becomes non-uniform in the longitudinal direction, and the temperature distribution of the fixing roller, which is an induction heating element, becomes non-uniform, and the fixability may deteriorate.
よって、本発明では、G1=0.3mm、G2=3.5mmとしたが、一体成形する際の間隔Gは、
0mm≦G≦5mm
であることが必須となってくる。
Therefore, in the present invention, G1 = 0.3 mm and G2 = 3.5 mm.
0mm ≦ G ≦ 5mm
It becomes essential.
図3及び図4において本発明に係るコイルホルダ108、磁性発生ユニット112の構成について説明する。
The configuration of the coil holder 108 and the
コイルホルダ108は、励磁コイル101を内部にセットされ、更に上記一体成形されたコアユニット113を上部から嵌め込み、両端部をビス止めされて磁束発生ユニットが完成する。
In the coil holder 108, the
ここで、励磁コイル101及び磁性体コア111について説明する
コイル1としては加熱に十分な交番磁束を発生するものでなければならないが、そのためには抵抗成分を低く、インダクタンス成分を高く取る必要がある。励磁コイル101の芯線としては、φ0.1〜0.3mmの細線を略80〜160本程度束ねたリッツ線を用いている。細線には絶縁被覆電線を用いている。又、磁性体コア111を周回するように8〜12回巻回して励磁コイル101を構成したものが使われる。励磁コイル101には励磁回路が接続されており、交番電流を励磁コイル101へ供給できるようになっている。
Here, the
磁性体コア111は、フェライト等の高透磁率残留磁束密度の低いものを用いると良いが、磁束を発生できるものであれば良く、特に規定するものではない。本発明は、磁性体コア111の形状・材質を規定するものではなく、第1の磁性体コア111a及び第2の磁性体コア111bを一体成形でT字型にして、本発明の効果を得ることができる。
As the
次に、上記コイルユニット110を具備した場合の加熱装置としては一般的な画像形成装置の定着器について図5において説明する。 Next, a fixing device of a general image forming apparatus will be described with reference to FIG. 5 as a heating apparatus provided with the coil unit 110.
定着ローラ100は厚さ1mmの鉄芯金で構成されており、その外周長は35mm、全長350mmである。
The
この定着ローラ100に加圧圧接する加圧ローラ104とニップ117を形成し、用紙にトナーを固着させる。
A
加圧ローラ104は、3mm厚の鉄芯金上にシリコンゴムを5mm配し、その外周に50μm厚のPFAチューブを配している。
In the
シート材の給送手段によりにより搬送されトナー像が転写されたシート材は、定着入口ガイド118により上記構成の定着ローラ100及び加圧ローラ104で構成された定着ローラ対119を有する定着装置102のニップ部117に進入する。
The sheet material conveyed by the sheet material feeding means and onto which the toner image is transferred is transferred to the
ここにおいてシート材上のトナー画像がシート材上に定着される。尚、本実施の形態では、コア間の間隔G1,G2を一定としたが、定着ローラ100端部の温度が低下する系の定着装置であるとき等は、コア間の間隔G1,G2、或はG1,G2両方を、端部は0mm、中央部は4mmとすることにより、コアホルダ端部の磁束発生密度を増加させ、中央部の磁束発生密度を低下させることができ、定着ローラ100端部の温度低下を改善することができる。
Here, the toner image on the sheet material is fixed on the sheet material. In this embodiment, the gaps G1 and G2 between the cores are fixed. However, when the fixing device is a system in which the temperature at the end of the
以上のように、コア間の間隔を長手方向に対して変化させることにより、より最適な定着装置を得ることが可能となる。 As described above, it is possible to obtain a more optimal fixing device by changing the interval between the cores in the longitudinal direction.
100 定着ローラ
101 励磁コイル
102 定着装置
104 加圧ローラ
108 コイルホルダ
109 コアホルダ
110 コイルユニット
111 磁性体コア
111a 第1の磁性体コア
111b 第2の磁性体コア
112 磁気発生ユニット
113 コアユニット
117 ニップ
118 入口ガイド
119 定着ローラ対
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記複数の磁性体コアは、間隔Gを形成した状態で液状化された樹脂を各コアを覆うように流し込まれ、一体的に成形されたコアユニットとして構成され、前記励磁コイルは、前記誘導発熱体に対して所定の距離を保つように前記コイルホルダに保持され、前記コイルホルダは、前記励磁コイルと前記磁性体コア間が所定の距離をおいて配置されるように前記コアユニットと組み合わされて構成されることを特徴とする定着装置。 An excitation coil, a resin-made coil holder that holds the excitation coil, a magnetic flux generation means having a plurality of magnetic cores, and an induction heating element that generates electromagnetic induction heat by the action of the magnetic flux generated by the magnetic flux generation means are conveyed. In a fixing device that applies heat energy generated by the heat of the induction heating element to a heated material such as paper,
The plurality of magnetic cores are configured as integrally formed core units in which resin liquefied in a state where the gap G is formed is poured so as to cover each core, and the exciting coil is configured to generate the induction heat. The coil holder is held so as to maintain a predetermined distance with respect to the body, and the coil holder is combined with the core unit so that the exciting coil and the magnetic core are arranged at a predetermined distance. A fixing device characterized by comprising:
0mm≦G≦5mm
の関係であることを特徴とする請求項1記載の定着装置。 The gap G is 0 mm ≦ G ≦ 5 mm
The fixing device according to claim 1, wherein:
0mm≦G1,G2≦5mm
の関係であることを特徴とする請求項1又は2記載の定着装置。 The magnetic core is disposed in a T shape by a first magnetic core and a second magnetic core, and the first magnetic core is disposed in a T-shaped horizontal portion, and each of the first magnetic bodies The core is formed to maintain a gap G1, the second magnetic core is disposed in a T-shaped vertical portion, and each of the second magnetic cores is formed to maintain a gap G2.
0mm ≦ G1, G2 ≦ 5mm
The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device has the following relationship.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004337211A JP2006145949A (en) | 2004-11-22 | 2004-11-22 | Fixing device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011154233A (en) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Kyocera Mita Corp | Fixing device and image forming apparatus including the same |
US9964904B2 (en) | 2013-04-12 | 2018-05-08 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus incorporating same |
-
2004
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