JP2006258877A - Induction heating fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トナー像を熱と圧力とにより記録材に定着する定着装置、特に、誘導加熱定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device for fixing a toner image on a recording material by heat and pressure, and more particularly to an induction heating fixing device.
電子写真プロセスによる画像形成においては、一般に、トナー像を熱と圧力とにより定着する定着技術が用いられるが、省エネルギーの観点から、定着装置のクイックスタートが要望され、この要望に応える技術としては、誘導加熱定着技術がある。 In image formation by an electrophotographic process, a fixing technique for fixing a toner image by heat and pressure is generally used. From the viewpoint of energy saving, a quick start of a fixing device is demanded. There is induction heating fixing technology.
而して、誘導加熱定着装置においては、高周波大電流が定着装置に供給されるために、定着装置とこれを駆動する駆動回路が搭載された駆動回路基板との間の接続では、一般的な電気接続にはない問題がある。 Thus, in the induction heating fixing device, since a high frequency high current is supplied to the fixing device, the connection between the fixing device and a driving circuit board on which a driving circuit for driving the fixing device is mounted is generally used. There are problems with electrical connections.
図1〜4を用いて従来の誘導加熱定着装置における接続方法を説明する。 The connection method in the conventional induction heating fixing apparatus will be described with reference to FIGS.
図1は誘導加熱定着装置の概略図であり、図において、誘導加熱定着装置10内には、加熱ローラ11、加圧ローラ12、クリーニングウェッブ13、温度センサ14及び分離爪15が設けられ、加熱ローラ11と加圧ローラ12間のニップ部Nに未定着のトナー像を担持する記録材を通すことにより、ニップ部Nにおいて、トナー像を加熱し定着する。加熱ローラ11内には、誘導コイルユニット20が設置され、誘導コイルユニット20に流れる誘導電流により加熱ローラ11内に誘導電流を誘起され、これにより加熱ローラ11が発熱し、定着に必要な温度にまで上昇する。加熱ローラ11の温度は温度センサ15が検知した温度に基づいて制御され、加熱ローラ11は適正な定着温度に維持される。
FIG. 1 is a schematic diagram of an induction heating fixing device. In the drawing, an induction
図2は加熱ローラ11内の誘導コイルの回路例を示す。誘導コイルは加熱ローラ11の軸方向中央部を発熱させる誘導コイル21と両端部を発熱させる誘導コイル22とからなり、これらの誘導コイル21、22の端子は加熱ローラ11の一方の端に出ている。
FIG. 2 shows a circuit example of the induction coil in the
図3は誘導コイルユニット20の構造を示し、誘導コイル21、22はそれぞれ、コイルシャーシ23により支持されたボビン24に巻き付けられ、誘導磁界を発生するコイルを形成する。コイル21、22の内側には、鉄、フェライト等の磁性材料からなるコア25が配置される。コイルシャーシ23により形成される円筒形の誘導コイルユニット20は加熱ローラ11内に挿入される。
FIG. 3 shows the structure of the
リッツ線を被覆材で被覆した誘導コイル21の延長部である電線21A、21B及び誘導コイル22の延長部である電線22A、22Bは図4〜図6に示すように、駆動回路基板30を収納する基板ケース31に設けられた穴31Aから基板ケース31内に通され、駆動基板30に接続される。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
電線21A、21B、22A、22Bはそれぞれ、駆動基板30に形成された端子台32にねじ33により固定される。
The
このように誘導コイル21、22の端子は、ネジ33により駆動基板30に接続されるが、この方法では、図5に示すように、電線21A、21B、22A、22Bが屈曲し、図6において、Lで示す端子線の長さが長くなる。このために、Lで示す端子線から電磁波Rの不要な輻射が発生し、その対策として、余分な電磁波の漏洩防止が必要になる。
In this way, the terminals of the
また、電線21A、21B、22A、22Bの接続は正しく行われなければならず、誤接続されると、コイル21、22にそれらの特性に不適合な電流が供給されて、正しく作動しないあるいは故障するといった事態が発生する。
In addition, the
このために、電線21A、21B、22A、22Bに異なる色の被覆材を用いる等の方法があるが、それでも、誤接続を完全に無くすることはできない。
For this reason, although there exists a method of using the coating material of a different color for
このように、誘導加熱定着装置における誘導コイル端子の接続に関しては、一般の電気接続にはない問題があるが、特許文献1、2では誘導コイル端子の接続方法が開示されている。
As described above, the induction coil terminal connection in the induction heating fixing device has a problem that is not found in general electrical connection, but
即ち、特許文献1では、誘導コイルの電線と駆動基板とを雌雄コンタクトの直接接続により接続することが開示されている。また、特許文献1には、誤接続があった場合に、CPUにより検知し、コイルへの電力供給を行わないようにすることが開示されている。 That is, Patent Document 1 discloses that the electric wire of the induction coil and the drive board are connected by direct connection of male and female contacts. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 discloses that when a misconnection is detected, the CPU detects it and does not supply power to the coil.
また、特許文献2には、誘導コイルの電線と回路基板の端子とを雌雄端子で着脱自在に接続することが開示されている。
特許文献1、2では、差し込み式の雌雄端子を用いて、駆動回路基板と誘導コイルとを電気接続しているが、個々の電線を個別に接続するために、組み立て工程において、電線を接続する工程数が多くなって組み立てに長時間を要し、製造コストが高くなるという問題がある。また、複数の電線を個々に接続するために、誤接続が発生する確率が高いという問題がある。特許文献1では、誤接続を検知することが開示されているが、これは誤接続があった場合の対策であって、これによって誤接続の発生確率を少なくするとか無くすることは出来ない。
In
本発明は、誘導加熱定着装置の製造における前記のような従来技術の問題を解決し、短時間の組み立てが可能であり、また、誤接続の確率を引き下げもしくは無くすることを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems in the prior art in the manufacture of induction heating and fixing devices, enable assembly in a short time, and reduce or eliminate the probability of erroneous connection.
前記目的は下記の発明により達成される。
(請求項1)
加熱部材と加圧部材とを圧接させてニップを形成し、前記加熱部材と前記加圧部材とで記録材を挟持・搬送して定着を行う定着装置であって、前記加熱部材は誘導加熱により加熱される誘導加熱定着装置において、
誘導コイルから引き出された複数の電線を、保持面から前記電線の端子が突出した状態で保持する保持部材並びに、
前記誘導コイルを駆動する駆動回路及び前記端子に対応する複数の接続子を有する駆動回路基板を有し、
前記保持部材に前記駆動回路基板を接近させることにより、前記端子と前記接続子とを雌雄コンタクトさせて、前記誘導コイルが前記駆動回路に電気接続されることを特徴とする誘導加熱定着装置。
(請求項2)
前記駆動回路基板は基板ケースに収納されていることを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱定着装置。
(請求項3)
前記誘導コイルがコイルシャーシに取付られて誘導コイルユニットが形成されるとともに、前記保持部材が前記誘導コイルユニットに固定されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の誘導加熱定着装置。
(請求項4)
前記誘導コイルが複数設けられ、前記端子の数は、前記誘導コイルの2倍であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の誘導加熱定着装置。
(請求項5)
加熱部材と加圧部材とを圧接させてニップを形成し、前記加熱部材と前記加圧部材とで記録材を挟持・搬送して定着を行う定着装置であって、前記加熱部材は誘導加熱により加熱される誘導加熱定着装置において、
誘導コイルから引き出された複数の電線を保持する保持部材、
前記誘導コイルを駆動する駆動回路及び前記電線に対応する複数の接続子を有する駆動回路基板並びに、
前記駆動回路基板を支持する支持部材を有し、
前記保持部材と前記支持部材とに、両者の結合向きを規制する規制手段を設けたことを特徴とする誘導加熱定着装置。
(請求項6)
前記保持部材は、前記電線の端子が保持面から突出した状態で前記電線を保持し、前記駆動回路基板を前記保持部材に接近させることにより、前記電線の端子と前記接続子とが雌雄コンタクトして前記誘導コイルが前記駆動回路に電気接続されることを特徴とする請求項5に記載の誘導加熱定着装置。
(請求項7)
前記誘導コイルがコイルシャーシに取付られて誘導コイルユニットが形成されるとともに、前記保持部材が前記誘導コイルユニットに固定されることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の誘導加熱定着装置。
The object is achieved by the following invention.
(Claim 1)
A fixing device in which a heating member and a pressure member are pressed to form a nip, and a recording material is sandwiched and conveyed by the heating member and the pressure member to perform fixing. The heating member is heated by induction heating. In the induction heating fixing device to be heated,
A holding member for holding a plurality of electric wires drawn from the induction coil in a state where the terminals of the electric wires protrude from the holding surface, and
A drive circuit board having a drive circuit for driving the induction coil and a plurality of connectors corresponding to the terminals;
An induction heating fixing device, wherein the induction coil is electrically connected to the drive circuit by causing the drive circuit board to approach the holding member to bring the terminal and the connector into male-male contact.
(Claim 2)
The induction heating fixing device according to claim 1, wherein the drive circuit board is housed in a board case.
(Claim 3)
The induction heating fixing device according to claim 1, wherein the induction coil is attached to a coil chassis to form an induction coil unit, and the holding member is fixed to the induction coil unit. .
(Claim 4)
The induction heating fixing device according to claim 1, wherein a plurality of the induction coils are provided, and the number of the terminals is twice that of the induction coils.
(Claim 5)
A fixing device in which a heating member and a pressure member are pressed to form a nip, and a recording material is sandwiched and conveyed by the heating member and the pressure member to perform fixing. The heating member is heated by induction heating. In the induction heating fixing device to be heated,
A holding member for holding a plurality of electric wires drawn from the induction coil;
A driving circuit for driving the induction coil, a driving circuit board having a plurality of connectors corresponding to the electric wires, and
A support member for supporting the drive circuit board;
An induction heating fixing device, wherein the holding member and the support member are provided with restricting means for restricting a coupling direction between them.
(Claim 6)
The holding member holds the electric wire in a state where the terminal of the electric wire protrudes from a holding surface, and makes the drive circuit board approach the holding member, whereby the terminal of the electric wire and the connector are brought into male-female contact. The induction heating fixing device according to claim 5, wherein the induction coil is electrically connected to the drive circuit.
(Claim 7)
The induction heating fixing device according to claim 5 or 6, wherein the induction coil is attached to a coil chassis to form an induction coil unit, and the holding member is fixed to the induction coil unit. .
請求項1〜4のいずれかの発明により、誘導コイルから引き出された電線の複数の端子を保持部材で保持し、差し込み式の雌雄コンタクトにより駆動回路基板に接続するので、単純な1工程で、誘導コイルを駆動回路に電気接続することができ、組み立てコストを低減することが出来る。また、複数の端子を纏めて接続するので、誤接続の発生確率を端子を個々に接続する場合比較して格段に低くすることができる。また、誘導コイルと駆動基板間の電線の長さを短くすることが出来るので、電磁波の不要な輻射を低減することができる。 According to the invention of any one of claims 1 to 4, a plurality of terminals of the electric wire drawn out from the induction coil are held by the holding member, and connected to the drive circuit board by plug-in male and female contacts. The induction coil can be electrically connected to the drive circuit, and the assembly cost can be reduced. In addition, since a plurality of terminals are connected together, the probability of erroneous connection can be made much lower than when individual terminals are connected. Moreover, since the length of the electric wire between an induction coil and a drive board | substrate can be shortened, the unnecessary radiation of electromagnetic waves can be reduced.
請求項3又は請求項6の発明により、ユニット間の結合により誘導コイルと駆動回路とが電気接続されるので、組み立て工程がよりいっそう簡単になる。 According to the invention of claim 3 or claim 6, since the induction coil and the drive circuit are electrically connected by coupling between units, the assembly process is further simplified.
請求項4の発明により、誘導コイルと駆動回路間の誤接続の発生確率がゼロになる。 According to the invention of claim 4, the probability of occurrence of erroneous connection between the induction coil and the drive circuit becomes zero.
以下、実施の形態により本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments, but the present invention is not limited to the embodiments.
図7は本発明の実施の形態に係る誘導加熱定着装置の概略図である。なお、本実施の形態においては、図2に示す回路構成の誘導コイル及び図3に示す構造の誘導コイルユニットが用いられる。 FIG. 7 is a schematic view of an induction heating fixing device according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the induction coil having the circuit configuration shown in FIG. 2 and the induction coil unit having the structure shown in FIG. 3 are used.
図において、誘導加熱定着装置10内には、加熱ローラ11、加圧12、クリーニングウェッブ13、温度センサ14及び分離爪15が設けられ、加熱ローラ11と加圧ローラ12間のニップ部Nに未定着のトナー像を担持する記録材を通すことにより、ニップ部Nにおいて、トナー像を加熱し定着する。加熱ローラ11内には、誘導コイルユニット20が設置され、誘導コイルユニット20に流れる誘導電流により加熱ローラ11内に誘導電流を誘起し、これにより加熱ローラ11が発熱し、定着に必要な熱が発生する。加熱ローラ11の温度は温度センサ15が検知した温度に基づいて制御され、加熱ローラ11は適正な定着温度に維持される。
In the drawing, a
定着ローラ11は鉄、アルミ、ステンレス等の金属パイプからなる基体を有し、該基体は誘導電流によりジュール熱を発生する。定着ローラ11は表面にシリコンゴム等の耐熱性弾性層又は該弾性の表面にフッ素樹脂等の離型層を設けたものまたは前記基体の表面に離型層を設けたものでもよい。
The fixing
加熱ローラ12は鉄、アルミ、ステンレス等の金属パイプからなる基体にシリコンゴム等の耐熱性弾性層を設けたものが好ましい。
The
なお、加熱ローラ11の外側に誘導コイルユニット20を配置したり、加熱部材として図示の加熱ローラの代わりに加熱ベルトを用い、加熱ベルトを支持するローラを誘電発熱体とし、該ローラにより加熱ベルトを加熱するなど、従来公知の任意の誘電加熱方式を採ることが可能である。
The
誘導コイルユニット20は図2、3に示す回路構成及び断面構造を有し、加熱ローラ11の軸方向中央部と両端部とが別々に温度制御され、均一な温度分布となるように、誘導コイル21、22に電力が供給される。コイル21、22には、複数の線の束で構成されたリッツ線を用いることが好ましい。
The
誘導コイルユニット20へ供給される電力は温度センサ15の検知温度によりフィードバック制御される。
The power supplied to the
なお、図3に示すように、誘導コイル21、22は加熱ローラ11の回転軸方向に、分割された領域に誘導電流を発生させ、加熱ローラ11を発熱させるが、図3に示すように3分割に限られず、適宜の複数に分割し、各分割領域に誘導電流を発生させるように構成することもできる。
As shown in FIG. 3, the induction coils 21 and 22 generate an induction current in a divided region in the direction of the rotation axis of the
図2に示すように、誘導コイルの端子は誘導コイル21から電線21A、21Bが、誘導コイル22にから電線22A、22Bがそれぞれ引き出されるように、誘導コイルの分割数の2倍の端子が付く。
As shown in FIG. 2, the terminals of the induction coil have terminals twice as many as the number of divisions of the induction coil so that the
図8に示すように加熱ローラ11内に配置された誘導コイルユニット20の一端に保持部材34が固定され、保持部材34に駆動回路基板30を収納する基板ケース31が結合される。
As shown in FIG. 8, the holding
図9、10は誘導コイルと駆動回路基板との接続を示す図である。図10は誘導コイルユニットと基板ケースとの結合部を上方から見た断面図であり、図9は図10におけるY−Y線に沿った断面図である。 9 and 10 are diagrams showing the connection between the induction coil and the drive circuit board. 10 is a cross-sectional view of the coupling portion between the induction coil unit and the substrate case as viewed from above, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line YY in FIG.
コイルユニット20から引き出された電線21A、21B、22A、22Bは耐熱性樹脂からなる保持部材34により保持され、これら電線の端子は保持部材34の端面から図10に示すように突出している。
The
誘導コイルの駆動回路が搭載されている駆動回路基板30は耐熱性樹脂からなる基板ケース31内に収納されており、電線21A、21B、22A、22Bの端子は回路基板30に直接接続される。
The
図12は電線21A、21B、22A、22Bと駆動回路基板30との接続を示す拡大図であり、電線21A、21B、22A、22Bの端子は図示のように、保持部材34から突出している。一方、基板ケース31内の駆動回路基板30には、電線21A、21B、22A、22Bに対応する4個の接続子35が設けられる。接続子35はそれぞれ弾性の導電性板材、即ち、銅板等の金属板からなる一対に電極であり、電線21A、21B、22A、22Bの端子とで雌雄コンタクトを構成する。また、駆動回路基板31には、接続子35に対応した挿入孔36が設けられる。
FIG. 12 is an enlarged view showing the connection between the
誘導コイルユニット20に対して、駆動回路基板30を収納した基板ケース31を矢印Xのように接近させ結合することにより、図13に示すように電線21A、21B、22A、22Bの端子と接続子35とが雌雄コンタクトして電気接続が形成され、誘導コイル21、22が駆動回路に電気接続される。
By connecting the
このように、複数の電線21A、21B、22A、22Bの端子は基板ケース31を誘導コイルユニット20に結合することにより、駆動回路基板の接続子35に接続されるので、単一の接続工程により、誘導コイル21、22の駆動回路30との電気接続が成立する。また、個々の端子の接続工程を経て電気接続が形成されるのではないので、誤接続の確率が格段に低くなる。
Thus, the terminals of the plurality of
更に、保持部材34には図11に示すように、誤接続防止用の突起37が形成され、基板ケース31には、突起37に対応した、係合穴31Bが形成される。基板ケース31を保持部材34にX方向に接近させて両者を結合するときに、突起37と係合穴31Bとは、規制手段として機能し、電線21A、21B、22A、22Bと接続子35とが定また対応関係でコンタクトする。
Further, as shown in FIG. 11, the holding
この構成により、基板ケース30を誤った向きで誘導コイルユニット20に結合することが確実に防止され、電線21A、21B、22A、22Bと接続子35との誤接続が完全に防止される。
With this configuration, it is possible to reliably prevent the
図14、15は電線21A、21B、22A、22Bの接続構造の他の例を示す。
14 and 15 show another example of the connection structure of the
図14、15に示すように、接続子35が駆動回路基板30の誘導コイルユニット20に対向する側の面に形成される。従って、図14、15の例では、図12、13における挿入孔36を設けることなく、電線21A、21B、22A、22Bの端子を接続子35に接続することが可能となる。
As shown in FIGS. 14 and 15, the
10 誘導加熱定着装置
11 加圧装置
13 クリーニングウェッブ
14 温度センサ
15 分離爪
20 誘導コイルユニット
21、22 誘導コイル
21A、21B、22A、22B 電線
30 駆動回路基板
31 基板ケース
34 保持部材
35 接続子
37 突起
DESCRIPTION OF
Claims (7)
誘導コイルから引き出された複数の電線を、保持面から前記電線の端子が突出した状態で保持する保持部材並びに、
前記誘導コイルを駆動する駆動回路及び前記端子に対応する複数の接続子を有する駆動回路基板を有し、
前記保持部材に前記駆動回路基板を接近させることにより、前記端子と前記接続子とを雌雄コンタクトさせて、前記誘導コイルが前記駆動回路に電気接続されることを特徴とする誘導加熱定着装置。 A fixing device in which a heating member and a pressure member are pressed to form a nip, and a recording material is sandwiched and conveyed by the heating member and the pressure member to perform fixing. The heating member is heated by induction heating. In the induction heating fixing device to be heated,
A holding member for holding a plurality of electric wires drawn from the induction coil in a state where the terminals of the electric wires protrude from the holding surface, and
A drive circuit board having a drive circuit for driving the induction coil and a plurality of connectors corresponding to the terminals;
An induction heating fixing device, wherein the induction coil is electrically connected to the drive circuit by causing the drive circuit board to approach the holding member to bring the terminal and the connector into male-male contact.
誘導コイルから引き出された複数の電線を保持する保持部材、
前記誘導コイルを駆動する駆動回路及び前記電線に対応する複数の接続子を有する駆動回路基板並びに、
前記駆動回路基板を支持する支持部材を有し、
前記保持部材と前記支持部材とに、両者の結合向きを規制する規制手段を設けたことを特徴とする誘導加熱定着装置。 A fixing device in which a heating member and a pressure member are pressed to form a nip, and a recording material is sandwiched and conveyed by the heating member and the pressure member to perform fixing. The heating member is heated by induction heating. In the induction heating fixing device to be heated,
A holding member for holding a plurality of electric wires drawn from the induction coil;
A driving circuit for driving the induction coil, a driving circuit board having a plurality of connectors corresponding to the electric wires, and
A support member for supporting the drive circuit board;
An induction heating fixing device, wherein the holding member and the support member are provided with restricting means for restricting a coupling direction between them.
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