JP2008003473A - Image forming apparatus and fixing device used for it - Google Patents
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Description
本発明は,複写機,プリンタ,ファクシミリ等の画像形成装置とそれに用いられる誘導加熱方式の定着装置に関する。さらに詳細には,コイルの過熱を防止した画像形成装置およびそれに用いられる定着装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and an induction heating type fixing device used therefor. More specifically, the present invention relates to an image forming apparatus that prevents overheating of a coil and a fixing device used therefor.
誘導加熱方式の定着器では,コイルユニットのコイルに交番電圧を印加させることにより交番磁界を発生させる。発生した磁界は電磁誘導則により発熱対象に渦電流を生じさせ,結果として発熱対象はジュール熱を発生する。誘導加熱方式の定着器は,上記のメカニズムにより,発熱対象を集中的に発熱させることが可能である。このことから,一般的にウォームアップタイムが短いことや制御の追従性がよいことが知られている。 In the induction heating type fixing device, an alternating magnetic field is generated by applying an alternating voltage to the coil of the coil unit. The generated magnetic field causes eddy currents to be generated in the heat generation target according to the electromagnetic induction law. As a result, the heat generation target generates Joule heat. The induction heating type fixing device can intensively generate heat to be generated by the above mechanism. From this, it is generally known that the warm-up time is short and the followability of the control is good.
交番電流に対して,コイルは表皮効果により大きな抵抗値を示す。これに対して,表面積の広い細線を用いることで,電気抵抗を小さくすることはできる。それでも,コイルの導体自身が持つ電気抵抗のために発熱することは避けられない。そして,コイルが発熱するとさらに抵抗が上昇する。このため,コイルが発熱するとその分発熱対象の発熱量が減り,定着器としての効率が低下してしまう。 For alternating current, the coil exhibits a large resistance value due to the skin effect. On the other hand, the electrical resistance can be reduced by using a thin wire having a large surface area. Nevertheless, heat is unavoidable due to the electrical resistance of the coil conductor itself. When the coil generates heat, the resistance further increases. For this reason, when the coil generates heat, the heat generation amount of the heat generation target is reduced accordingly, and the efficiency of the fixing device is lowered.
従来より,コイルの温度上昇を抑制するために,ファン等によって冷却する方法がある。例えば,特許文献1には,コイルユニットを加熱ローラの外部に設け,空冷ファンまたは放熱フィンによって冷却する技術が開示されている。また特許文献2には,リッツ線の内部に冷却管を通し,冷媒を循環させることによってコイルを冷却する技術が開示されている。
しかしながら,前記した従来の技術には,以下のような問題点があった。特許文献1のように,定着装置周辺にファンを設けるためには,ファンのためのスペースや,風量や風圧をできるだけ損なうことなく風を導くためのダクトが必要となる。そのため,装置が大型化するという問題点があった。さらに,適切に制御するための制御部や,ファンに電力を供給するためのハーネス等も必要となるためコスト高の原因となり,好ましくなかった。また,特許文献2の技術では,冷却効果は高いものの定着ユニットが大型化するという問題点があった。
However, the conventional techniques described above have the following problems. As in
本発明は,前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,省スペースかつ低コストでコイルを冷却し,定着効率を上昇させることのできる画像形成装置およびそれに用いられる定着装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. That is, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can cool a coil and increase the fixing efficiency in a space-saving and low-cost manner, and a fixing device used therefor.
この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は,トナー像を形成してシート上に転写する画像形成部と,シート上に転写されたトナー像を加熱により定着する定着部とを有する画像形成装置であって,定着部は,円筒状の発熱導電体と,発熱導電体に磁界を印加する励磁コイルと,励磁コイルが発生する磁界を受けて機械的駆動力を発生する駆動部材と,駆動部材により力を受けて揺動する揺動部材とを有するものである。 In order to solve this problem, an image forming apparatus according to the present invention includes an image forming unit that forms a toner image and transfers the toner image onto a sheet, and a fixing unit that fixes the toner image transferred onto the sheet by heating. The fixing unit includes a cylindrical heating conductor, an excitation coil that applies a magnetic field to the heating conductor, and a driving member that generates a mechanical driving force by receiving the magnetic field generated by the excitation coil And an oscillating member that oscillates by receiving a force from the driving member.
本発明の画像形成装置によれば,定着部は,励磁コイルによって発熱導電体に磁界が印加され,発熱導電体が発熱される。さらに,励磁コイルが発生する磁界を受けて,駆動部材によって機械的駆動力が発生される。このような駆動部材としては例えば,磁界により伸びる磁歪素子や磁界によって引き寄せられる永久磁石等がある。一般に定着部の励磁コイルに印加される電圧は交番電圧であるので,駆動部材の駆動力は往復駆動力となる。揺動部材は,この往復駆動力をうけて揺動される。従って,駆動部材の駆動のために新たな駆動装置を加える必要はなく,省スペースかつ低コストでコイルを冷却することが出来る。 According to the image forming apparatus of the present invention, the fixing unit applies a magnetic field to the heat generating conductor by the exciting coil, and the heat generating conductor generates heat. Furthermore, a mechanical driving force is generated by the driving member in response to the magnetic field generated by the exciting coil. Examples of such a drive member include a magnetostrictive element that extends due to a magnetic field and a permanent magnet that is attracted by a magnetic field. In general, since the voltage applied to the exciting coil of the fixing unit is an alternating voltage, the driving force of the driving member is a reciprocating driving force. The swing member is swung by receiving this reciprocating drive force. Therefore, it is not necessary to add a new driving device for driving the driving member, and the coil can be cooled in a small space and at a low cost.
さらに本発明では,揺動部材は,一端が固定端であるとともに他端が自由端であり,固定端と自由端の間の位置で駆動部材から力を受け,自由端が揺動するものであることが望ましい。このようにすれば,揺動部材の自由端は空気を扇ぐ動作を行うことになる。従って,揺動部材から風が発生され,これにより励磁コイルを冷却することができる。 Furthermore, in the present invention, the swinging member has one end as a fixed end and the other end as a free end, and receives a force from the drive member at a position between the fixed end and the free end, and the free end swings. It is desirable to be. In this way, the free end of the rocking member performs an air blowing operation. Accordingly, wind is generated from the rocking member, whereby the exciting coil can be cooled.
さらに本発明では,駆動部材が磁歪素子であることが望ましい。磁歪素子は,磁界を受けてその方向に伸縮する。従って,この伸縮の力を機械的駆動力として揺動部材を揺動させることができる。
あるいは本発明では,駆動部材が強磁性体であってもよい。強磁性体は磁界によって磁力を受け,引き寄せられたり離されたりする。従って,この磁力を機械的駆動力として揺動部材を揺動させることができる。
Furthermore, in the present invention, the driving member is preferably a magnetostrictive element. The magnetostrictive element expands and contracts in the direction upon receiving a magnetic field. Therefore, the swing member can be swung by using the expansion / contraction force as a mechanical driving force.
Alternatively, in the present invention, the driving member may be a ferromagnetic material. Ferromagnetic materials are attracted and separated by a magnetic field. Therefore, the swing member can be swung using this magnetic force as a mechanical driving force.
さらに本発明では,励磁コイルの外部を通る磁束の磁路をなすとともに,発熱導電体の外側に位置し,隙間のある外部コアを有し,励磁コイル,揺動部材,および駆動部材が発熱導電体の外面と外部コアとの間に位置し,揺動部材の固定端と自由端とを結ぶ方向が,発熱導電体の軸方向と交差する方向であり,揺動部材の固定端から自由端へ向かう向きの前方に励磁コイルの一部が配置されていることが望ましい。このようにすれば,揺動部材の自由端の揺動によって,発熱導電体の軸方向と交差する方向に空気が流され,外部コアの隙間を介して外部の空気と入れ替えられる。さらに,揺動部材のすぐ風下に励磁コイルの一部が配置されるので,励磁コイルは効率よく冷却される。 Furthermore, in the present invention, the magnetic path of the magnetic flux passing outside the exciting coil is formed, the outer core is located outside the heat generating conductor and has a gap, and the exciting coil, the oscillating member, and the driving member are heated. The direction that is located between the outer surface of the body and the outer core and connects the fixed end of the swinging member and the free end is the direction that intersects the axial direction of the heat generating conductor. It is desirable that a part of the exciting coil is disposed in front of the heading direction. By doing so, air is caused to flow in the direction intersecting the axial direction of the heat generating conductor by the swing of the free end of the swing member, and is exchanged with the external air through the gap of the outer core. In addition, since a part of the exciting coil is arranged immediately leeward of the swing member, the exciting coil is efficiently cooled.
あるいは本発明は,励磁コイル,揺動部材,および駆動部材が発熱導電体の内部に位置し,揺動部材の固定端と自由端とを結ぶ方向が,発熱導電体の軸方向と平行であるものであってもよい。励磁コイル,揺動部材,および駆動部材が発熱導電体の内部に位置するものでは,発熱導電体の軸方向と交差する方向には空気が流れにくい。そこで,このようにすることにより,発熱導電体の軸方向と平行に空気を流すことができる。 Alternatively, in the present invention, the exciting coil, the swinging member, and the driving member are located inside the heat generating conductor, and the direction connecting the fixed end and the free end of the swinging member is parallel to the axial direction of the heat generating conductor. It may be a thing. In the case where the exciting coil, the swinging member, and the driving member are located inside the heat generating conductor, air hardly flows in the direction intersecting the axial direction of the heat generating conductor. Thus, by doing so, air can flow in parallel with the axial direction of the heat generating conductor.
さらに本発明では,励磁コイルの内部を通る磁束の磁路をなす内部コアを有し,揺動部材の固定端は,内部コアの端面に取り付けられていることが望ましい。このようにすれば,励磁コイルによる磁界を確実に受けることができるとともに,自由端の前方に励磁コイルの一部が配置される。 Furthermore, in the present invention, it is preferable that the inner core has a magnetic path of magnetic flux passing through the inside of the exciting coil, and the fixed end of the swing member is attached to the end face of the inner core. In this way, the magnetic field generated by the exciting coil can be reliably received, and a part of the exciting coil is disposed in front of the free end.
さらに本発明では,励磁コイルに高周波電圧と低周波電圧とを重畳した電圧を印加する電圧印加部を有することが望ましい。駆動部材の応答性が高周波電圧の周波数を下回る場合には,このようにすれば,低周波電圧によって駆動部材を駆動させることができる。 Furthermore, in the present invention, it is desirable to have a voltage application unit that applies a voltage in which a high frequency voltage and a low frequency voltage are superimposed on the excitation coil. When the responsiveness of the driving member is lower than the frequency of the high frequency voltage, the driving member can be driven by the low frequency voltage in this way.
また,本発明は,シート上に転写されたトナー像を加熱により定着する定着装置であって,円筒状の発熱導電体と,発熱導電体に磁界を印加する励磁コイルと,励磁コイルが発生する磁界を受けて機械的駆動力を発生する駆動部材と,駆動部材により力を受けて揺動する揺動部材とを有する定着装置にも及ぶ。 The present invention is also a fixing device for fixing a toner image transferred on a sheet by heating, and includes a cylindrical heating conductor, an excitation coil for applying a magnetic field to the heating conductor, and an excitation coil. The present invention also extends to a fixing device having a driving member that generates a mechanical driving force by receiving a magnetic field and a swinging member that swings by receiving a force from the driving member.
本発明の画像形成装置およびそれに用いられる定着装置によれば,省スペースかつ低コストでコイルを冷却し,定着効率を上昇させることができる。 According to the image forming apparatus of the present invention and the fixing device used therefor, the coil can be cooled and the fixing efficiency can be increased in a space-saving and low-cost manner.
「第1の形態」
以下,本発明を具体化した第1の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,誘導加熱方式の定着装置を用いた画像形成装置に本発明を適用したものである。
"First form"
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, the present invention is applied to an image forming apparatus using an induction heating type fixing device.
本形態の画像形成装置1は,図1に示すように,Y,M,C,K各色の画像形成部10Y,10M,10C,10Kが,中間転写ベルト11に沿って並べられている。これら各色の画像形成部10Y,10M,10C,10Kでは,それぞれの色のトナー像が形成され,中間転写ベルト11の上に重ねて転写される。さらに,給紙部12から記録媒体が供給され,重ねられたトナー像が2次転写装置13によって記録媒体へと転写される。記録媒体に転写されたトナー像は,定着装置14によって加熱加圧されることによって定着される。像が定着された記録媒体は,排紙装置15によって機外へ排紙される。なお,本形態では,定着装置14以外の部分はいずれも一般的な装置で良く,図示の形状のものに限らない。
In the
本形態の定着装置14は,図2に示すように,加熱ローラ21と加圧ローラ22とを有している。加熱ローラ21にごく近接して加熱装置30が設けられ,加熱装置30によって加熱ローラ21が加熱される。また,加熱装置30に電圧を印加するための電圧印加部23も有している。
As shown in FIG. 2, the fixing
なおここでは,加熱ローラ21として発熱層21aのみを示しているが,この他にさらに芯金や弾性層等を有するものであっても良い。また,発熱層21aの外周に離型層等が設けられていても良い。加熱ローラ21の発熱層21aは,透磁率が高く,抵抗が低い材料で形成されることが望ましい。また,加圧ローラ22としては,芯金22aの外周に弾性層22bが設けられているものとして示したが,弾性層22bのさらに外周に離型層等が設けられていても良い。なお,以下では加熱ローラ21の回転軸方向(図2中奥行き方向)を単に軸方向という。
Here, only the
加熱装置30は,図2に示すように,励磁コイル31と磁性体コア32とを有している。励磁コイル31は,軸方向に細長く導線が巻き付けられたものである。励磁コイル31には一般に,銅製の細線を数十から数百本の範囲内で束ねてリッツ線にしたものが用いられる。さらに,励磁コイル31には,高周波インバータ等の電圧印加部23が接続されており,100W〜2000Wの高周波電力が供給される。
The
また,磁性体コア32は,高透磁率かつ高電気抵抗のフェライト等によって形成されている。図2に示すように,磁性体コア32は,加熱ローラ21の外形におおよそ沿った多角形形状あるいは湾曲形状とされ,その中央部には加熱ローラ21の中心軸へ向かう凸部32aが設けられている。なお,この磁性体コア32は,図2の上方から見た図を図3に示すように,軸方向に複数のリブに分断されている。また,リブ同士の間にはある程度の隙間が空いている。さらに,各リブは,両端部付近では密に中央部付近では粗に並べられている。
The
本形態の加熱装置30ではさらに,図2に示すように,磁性体コア32の凸部32aの図中下端部,すなわち,励磁コイル31の巻きの中心付近にフィン33および超磁歪素子34が設けられている。フィン33は,非磁性体あるいは高抵抗材料か積層材料等で形成され,略U字状(右に倒れたU字)で軸方向に長い部材である。フィン33の図中上辺は,磁性体コア32の凸部32aに密着して固定されている。一方,フィン33の図中下辺は上辺より図中右方向へやや長く,固定されていない。従って,フィン33の図中下辺では,図中左端部は固定端,図中右端部は自由端となっている。
Further, in the
また,超磁歪素子34は,Tb−Fe合金,Dy−Fe合金等の磁界を受けるとその磁界の方向に伸びる部材で形成されている。この超磁歪素子34は,フィン33の上下の辺の間に配置されて両辺の内側に接着されている。従って,この超磁歪素子34が図2中上下方向に伸縮すると,フィン33の両辺の間隔が開閉される。フィン33の図中上辺は固定されているので,図中下辺の自由端側が超磁歪素子34の伸縮によって揺動されることになる。なお,超磁歪素子34の図2中左右方向について,フィン33の下辺に対する位置は,超磁歪素子34によって励起されるフィン33の振動が,定常波振動にならない位置が好ましい。
The giant
次に,本形態の定着装置14における,定着動作について説明する。励磁コイル31は,電圧印加部23によって所定の周波数と振幅の交番電圧が印加される。そして,それによる電流によって励磁され,図2中に太線で示すように磁力線Wを発生する。磁性体コア32は,励磁コイル31によって発生された磁力線Wを捕捉して,加熱ローラ21に導く。このとき,磁性体コア32の抵抗は十分に高いので渦電流はほとんど発生しない。一方,加熱ローラ21の発熱層には渦電流が発生し,ジュール熱により発熱する。同様に,励磁コイル31もジュール熱によりわずかに発熱する。
Next, the fixing operation in the fixing
トナー像が形成された記録媒体Pは,図2に示すように,加熱ローラ21と加圧ローラ22とのニップに搬送される。記録媒体Pは,そのトナー像が加熱ローラ21と対面されるようにニップに挟持される。これにより,トナー像が加熱加圧され,記録媒体Pに定着される。ニップでの定着処理を終えた記録媒体Pは,定着装置14から分離されて搬出される。
The recording medium P on which the toner image is formed is conveyed to the nip between the
このとき,励磁コイル31によって発生される磁力線Wは,強い交番磁界である。超磁歪素子34は磁界に対する応答性がよいものであるので,この高周波の交番磁界によって図2中上下方向に伸縮される。これにより,フィン33の両辺が開閉され,フィン33の自由端が揺動される。すなわち,超磁歪素子34は交番磁界の2倍の周波数でフィン33を駆動する。
At this time, the lines of magnetic force W generated by the
この超磁歪素子34によるフィン33の動きは,扇ぐ動作と同様のものであり,これによってフィン33の自由端から図2中右方向へ向かう空気の流れが起こされる。フィン33は励磁コイル31の間に配置されているので,発生した風は励磁コイル31に直接当てられ,励磁コイル31から熱を奪う。ここで,磁性体コア32には,図3に示すようにリブ間の隙間があるので,励磁コイル31を冷却した風は磁性体コア32の外部に流れ出ることができる。それとともに,入れ替わりに外部のまだ暖められていない空気が流入される。このようにして,フィン33によって空気の流れが生成されるので,励磁コイル31を効率的に冷却できる。なお,フィン33は絶縁物で形成されているので,渦電流は発生しない。
The movement of the
ここで,フィン33の軸方向の長さは,励磁コイル31とほぼ同等なものとするとよい。また,超磁歪素子34は,フィン33の軸方向全体にわたって上下動させることができればよく,フィン33よりやや短いものでもかまわない。超磁歪素子34は,例えば図4に示すように,フィン33の折り曲げた中に圧入されるだけでもよく,必ずしも接着することが必須なわけではない。
Here, the axial length of the
あるいは,はめ込むだけでなく,図5や図6に示すように,フィンにつめを形成して超磁歪素子34を保持させるようにしてもよい。このようにすれば,接着していなくても,超磁歪素子34が軸方向と交わる方向にずれるおそれがない。このように接着されていない場合には,超磁歪素子34の伸長によってフィン33が開かれるとともに,フィン33自身の弾性力によって閉じる。
Alternatively, in addition to fitting, as shown in FIGS. 5 and 6, a fin may be formed to hold the giant
またあるいは,図7に示すように,軸方向に複数に分割されたフィン35としてもよい。この図は,図2で下となっている側から見た様子である。また,図7に示すように,フィン35の軸方向両端部をネジ止めすることによって,磁性体コア32やそれを保持する保持部材等に固定することもできる。この点は,分割されていないフィン33にも適用できる。なお,この図では,各分割部分を同一の大きさとし,また等間隔に並べて示しているが,大きさや間隔を適宜変えることにより,軸方向の位置によって放熱効率を変えることもできる。
Alternatively, as shown in FIG. 7, the
以上詳細に説明したように,本形態の画像形成装置1によれば,誘導加熱方式の定着装置14の加熱装置30の内部にフィン33が設けられている。さらに,フィン33は超磁歪素子34によって上下動され,その自由端側が揺動される。これにより,風が起こされて励磁コイル31が冷却される。ここで,超磁歪素子34は,加熱装置30が加熱動作を行う際に発生される磁界によって伸縮するので,別に駆動装置が必要されるものではない。従って,省スペースかつ低コストでコイルを冷却し,定着効率を上昇させることができる。また,定着装置14の加熱動作が行われている間のみ駆動されるので,制御部等による制御も不要である。
As described above in detail, according to the
「第2の形態」
以下,本発明を具体化した第2の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,誘導加熱方式の定着装置を用いた画像形成装置に本発明を適用したものである。
"Second form"
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, the present invention is applied to an image forming apparatus using an induction heating type fixing device.
本形態の定着装置は,図8に示すように,加熱装置40の内部にフィン41と強磁性体42とを有している。フィン41は,U字形状に曲げられた板部材であり,その図中上辺は磁性体コア32の凸部32aの図中下端部に固定されている。図中下辺の図8中右側は自由端であり,その先端近くに例えば永久磁石や高透磁率のもの等の強磁性体42が固定されている。本形態では,第1の形態に設けられている超磁歪素子34は設けられていない。その他の部分は,第1の形態と同様である。
As shown in FIG. 8, the fixing device of this embodiment includes a
なお,強磁性体42の配置されている箇所では,磁界の強度が不均一となっている。すなわち,磁性体コア32の凸部32aに近いほど磁界が強く,遠いほど磁界は弱い。また,図8では,強磁性体42は,フィン41の図中下面に取り付けられているが,上面側でもよいし,フィン41の一部に穴等を設けてその中に埋め込まれていてもよい。
It should be noted that the strength of the magnetic field is not uniform at the location where the
本形態の定着装置40では,加熱のために交番電圧が印加されると,発生した交番磁界によって強磁性体42が力を受ける。すなわち,磁界の向きに応じて引きつけられたり放されたりするため,図8中上下方向に振動される。これにより,フィン41が揺動され,扇ぐ動きとなるため風が発生される。
In the fixing
なお,本形態の構成では,強磁性体42の慣性により,この交番磁界のみではフィン41の十分な振幅を確保できないおそれもある。そこで本形態では,電圧印加部23によって,図9に示すような重畳電圧を印加させてもよい。すなわち,加熱用の高周波の交番電圧に加えて,低周波の交番電圧を重畳した電圧を印加するのである。このようにすれば,少なくとも低周波の交番電圧の振幅による揺動は確保できる。この場合にはさらに,この高周波電圧と低周波電圧との振幅の比を常に一定するようにしてもよい。このようにすれば,励磁コイル31の発熱量に比例した風量を得ることができる。また,定着処理が終了した後も,低周波電圧のみを印加すれば,励磁コイル31をさらに冷却することができる。
In the configuration of this embodiment, due to the inertia of the
以上詳細に説明したように,本形態の定着装置を用いた画像形成装置であっても,省スペースかつ低コストでコイルを冷却し,定着効率を上昇させることができる。 As described above in detail, even in the image forming apparatus using the fixing device of the present embodiment, the coil can be cooled and the fixing efficiency can be increased at a low cost and at a low cost.
「第3の形態」
以下,本発明を具体化した第3の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,誘導加熱方式の定着装置を用いた画像形成装置に本発明を適用したものである。
"Third form"
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, the present invention is applied to an image forming apparatus using an induction heating type fixing device.
本形態の定着装置は,図10に示すように,加熱ローラ21の内部に加熱装置50が設けられている。この加熱装置50は,励磁コイル51と磁性体コア52とを有している。本形態の磁性体コア52は,加熱ローラ21の内周形状に合わせて形成され,励磁コイル51とともに加熱ローラ21の内部に納められている。さらに,磁性体コア52には,励磁コイル51の巻きの中央部分に凸部52aが形成されており,その先端部(図中下部)にフィン53と超磁歪素子54が取り付けられている。
As shown in FIG. 10, the fixing device of this embodiment is provided with a
ここで,加熱ローラ21は円筒状であり,軸方向と交わる方向に通気できるような穴はない。そのため,第1,第2の形態のように,軸方向と交わる方向に扇いだとしても,十分な冷却効果は得られないおそれがある。そこで本形態では,フィン53は,そのU字下辺の自由端側が図10中手前側となるように配置されている。これにより,軸方向に空気の流れを起こすことができる。さらに,図11に示すように,軸方向に複数の折り曲げ部分が形成され,それぞれに超磁歪素子54を取り付けるようにしてもよい。これにより,より確実な冷却効果が得られる。
Here, the
以上詳細に説明したように,本形態の定着装置を用いた画像形成装置であっても,省スペースかつ低コストでコイルを冷却し,定着効率を上昇させることができる。 As described above in detail, even in the image forming apparatus using the fixing device of the present embodiment, the coil can be cooled and the fixing efficiency can be increased at a low cost and at a low cost.
なお,本形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。
例えば,超磁歪素子34や強磁性体42は,軸方向に1つながりの部材として説明しているが,複数個に分割されていてもかまわない。フィン33,41を適切に駆動できれば,軸方向の所々に設けられているものでもよい。また,図7に示すように,軸方向に複数に分割されたフィンでは,例えば互い違い等に逆向きのフィンを形成してもよい。また,第3の形態では超磁歪素子を使用しているが,フィン部にそれぞれ強磁性体を取り付けることにより,同様に駆動させることもできる。さらに,定着ベルトを有する定着装置にも適用可能である。
In addition, this form is only a mere illustration and does not limit this invention at all. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof.
For example, the giant
1 画像形成装置
10Y,10M,10C,10K 画像形成部
14 定着装置
21 加熱ローラ
23 電圧印加部
31,51 励磁コイル
32,52 磁性体コア
33,41,53 フィン
34,54 超磁歪素子
42 強磁性体
DESCRIPTION OF
Claims (9)
円筒状の発熱導電体と,
前記発熱導電体に磁界を印加する励磁コイルと,
前記励磁コイルが発生する磁界を受けて機械的駆動力を発生する駆動部材と,
前記駆動部材により力を受けて揺動する揺動部材とを有することを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus having an image forming unit that forms a toner image and transfers the toner image onto a sheet, and a fixing unit that fixes the toner image transferred onto the sheet by heating, the fixing unit includes:
A cylindrical heating conductor;
An exciting coil for applying a magnetic field to the heating conductor;
A driving member that receives a magnetic field generated by the exciting coil and generates a mechanical driving force;
An image forming apparatus comprising: a swinging member that swings by receiving a force from the driving member.
一端が固定端であるとともに他端が自由端であり,
固定端と自由端の間の位置で前記駆動部材から力を受け,
自由端が揺動するものであることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the swing member is
One end is a fixed end and the other end is a free end;
Receiving a force from the drive member at a position between the fixed end and the free end;
An image forming apparatus, wherein the free end swings.
前記駆動部材が磁歪素子であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
An image forming apparatus, wherein the driving member is a magnetostrictive element.
前記駆動部材が強磁性体であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
An image forming apparatus, wherein the driving member is a ferromagnetic material.
前記励磁コイルの外部を通る磁束の磁路をなすとともに,前記発熱導電体の外側に位置し,隙間のある外部コアを有し,
前記励磁コイル,前記揺動部材,および前記駆動部材が発熱導電体の外面と前記外部コアとの間に位置し,
前記揺動部材の固定端と自由端とを結ぶ方向が,前記発熱導電体の軸方向と交差する方向であり,
前記揺動部材の固定端から自由端へ向かう向きの前方に前記励磁コイルの一部が配置されていることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2,
A magnetic path of magnetic flux passing through the outside of the exciting coil, and an outer core with a gap located outside the heat generating conductor;
The exciting coil, the swinging member, and the driving member are located between an outer surface of the heat generating conductor and the outer core;
The direction connecting the fixed end and the free end of the swing member is a direction intersecting the axial direction of the heat generating conductor,
An image forming apparatus, wherein a part of the exciting coil is disposed in front of the swinging member in a direction from a fixed end toward a free end.
前記励磁コイル,前記揺動部材,および前記駆動部材が発熱導電体の内部に位置し,
前記揺動部材の固定端と自由端とを結ぶ方向が,前記発熱導電体の軸方向と平行であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2,
The exciting coil, the swinging member, and the driving member are located inside the heat generating conductor;
An image forming apparatus, wherein a direction connecting the fixed end and the free end of the swing member is parallel to an axial direction of the heat generating conductor.
前記励磁コイルの内部を通る磁束の磁路をなす内部コアを有し,
前記揺動部材の固定端は,前記内部コアの端面に取り付けられていることを特徴とする画像形成装置。 In the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6,
An inner core that forms a magnetic path of magnetic flux passing through the inside of the exciting coil;
An image forming apparatus, wherein a fixed end of the swing member is attached to an end surface of the inner core.
前記励磁コイルに高周波電圧と低周波電圧とを重畳した電圧を印加する電圧印加部を有することを特徴とする画像形成装置。 In the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7,
An image forming apparatus comprising: a voltage applying unit that applies a voltage in which a high frequency voltage and a low frequency voltage are superimposed on the excitation coil.
円筒状の発熱導電体と,
前記発熱導電体に磁界を印加する励磁コイルと,
前記励磁コイルが発生する磁界を受けて機械的駆動力を発生する駆動部材と,
前記駆動部材により力を受けて揺動する揺動部材とを有することを特徴とする定着装置。 In a fixing device for fixing a toner image transferred on a sheet by heating,
A cylindrical heating conductor;
An exciting coil for applying a magnetic field to the heating conductor;
A driving member that receives a magnetic field generated by the exciting coil and generates a mechanical driving force;
A fixing device having a swinging member that swings by receiving a force from the driving member.
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