JP2009245850A - 電磁誘導加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度特性検査の基準を満たさない製品を良品化することのできる電磁誘導加熱装置を提供する。
【解決手段】励磁コイル４に付属するフェライトコア７の位置を可動させて、被加熱物としての加熱ローラ１の発熱温度を調節可能とする可動手段としてスペーサ１６を備えており、温度特性の基準を満たさない製品が発生した時に、スペーサ１６によってフェライトコア７の位置を高い精度で調節し、温度特性の基準を満足しない製品の温度特性を変更することで、不良品としての製品を容易に修理でき良品化することができる。またコイルユニット組立完成後に複写機側の都合で温度特性の変更が必要になった時、スペーサ１６の数を増減することによりフェライトコア７の位置調整を行う比較的簡単な工程を追加することでこれに対応できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁誘導加熱を行う機器に使われる電磁誘導加熱装置に関する。

従来、複写機などにおいて、画像を加熱定着させる際の加熱手段として電磁誘導方式の定着装置がある（特許文献１）。

こうした定着装置は、一般的に定着ベルトや加熱ローラ・加熱用コイルユニット等からなり、図７に示すようにコイルユニット１０１はコイル１０２のほかコイルの支持体１０３や磁路を形成するためのフェライトコア１０４等から構成される。

このような定着装置では、コイルユニット１０１のコイル１０２に高周波電流を通電すると、このコイル１０２から磁界が発生し、加熱ローラは渦電流により発熱し、加熱ローラと接触する紙全体にトナーが高温で定着するので、良好な画像品質が得られるものである。
特開２００６−２８４６４９号公報

しかし、従来の定着装置では加熱ローラのうち紙を通す中心部については、画質を一定に保つため均一な温度分布が求められるが、これを実現するためコイル等構成部品の組立には0.1mm単位の高い位置制度が求められていた。

そして製品として温度特性検査の基準を満たさない場合は、修理されることなく不良品として廃棄されるため、製造工程の歩留まりに大きく影響していた。

本発明は、上記問題点を解決して、温度特性検査の基準を満たさない製品を良品化することのできる電磁誘導加熱装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明の電磁誘導加熱装置では、フェライトの位置を可動させて、被加熱物の所定温度を調節可能とする手段を備えたことを特徴とする。

請求項２の発明の電磁誘導加熱装置では、前記手段は、所定部品を支持する支持体の間に一定の厚さを有するスペーサを挿入し、該スペーサの数を増減するものであることを特徴とする。

請求項３の発明の電磁誘導加熱装置では、前記手段は、所定部品を支持する支持体との位置決めをなす調整用ネジを備え、この調整用ネジを回して前記フェライトの位置を調整するものであることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、温度特性の基準を満たさない製品が発生した時に、フェライトコアの位置を高い精度で調節し、温度特性の基準を満足しない製品の温度特性を変更することで、不良品としての製品を容易に修理でき良品化することができる。またコイルユニット組立完成後に複写機側の都合で温度特性の変更が必要になった時、可動手段によるフェライトコアの位置調整という比較的簡単な工程を追加することでこれに対応できる。

請求項２の発明によれば、スペーサの数を増減させて、フェライトコアとコイルの距離を高い精度で調節することが可能となるので、フェライトコアとコイルとの間の磁路の調整を行うことによる、被加熱物の発熱温度の調節を高い精度で行うことができる。

請求項３の発明によれば、調節用ネジを回すことによってフェライトコアとコイルとの間の距離を高い精度で調節することが可能となるので、フェライトコアとコイルとの間の磁路の調整を行うことによる、被加熱物の発熱温度の調節を高い精度で行うことができる。

以下、本発明に係る電磁誘導加熱装置の好ましい実施例を、添付図面に基づいて説明する。

図１乃至図３は、本発明の第１実施例を示すもので、本実施例に記載の電磁誘導加熱装置は、像加熱体たる加熱ローラ１と、この加熱ローラ１を加熱する加熱手段としての電磁誘導加熱装置たる電磁誘導加熱用コイルユニット２を備えている。

加熱ローラ１は、トナーを被発熱体である紙に定着させるための回動可能な筒状金属発熱体であり、中空な円筒状で鉄やステンレスなどの磁性金属で構成される。

電磁誘導加熱用コイルユニット２は、電磁誘導により加熱ローラ１を外周面３に沿って加熱する励磁コイルユニットであり、導電体からなるコイル線材を巻回して形成される励磁コイル４と、励磁コイル４と発熱面たる加熱ローラ１の外周面３とをほぼ一定距離に保持する支持部たるコイル支持面５を有する支持体たるコイル支持体６と、コイル支持体６に支持されるフェライトコア７を備えている。

コイル支持体６は、加熱ローラ１の外周面３に近接配設され、加熱ローラ１に合わせて加熱ローラ１の外周とほぼ等しい曲率となるように加熱ローラ１と略同心円弧状に湾曲させて形成された支持体側円弧面としてのコイル支持面５を備えている。このコイル支持面５の円弧方向の両端には、加熱ローラ１の径方向外向きに突設して形成された一対の立壁部８,９を備えている。さらに、コイル支持面５には励磁コイル４を保持するためのリブ１０を備えており、図１に示すように励磁コイル４は、リブ１０に導電線を複数回巻回して形成された巻回束である。

一対の立壁部８,９において、一方の立壁部８と他方の立壁部９の互いに対向する内側面１１,１２の間に、前記フェライトコア７が挟持されて配設されるものとする。

フェライトコア７は、コイル支持面５と同様に加熱ローラ１と同心円弧状に湾曲させて形成されたコア側円弧部１３を備えている。

このコア側円弧部１３の円弧方向の両端面１４,１５は、それぞれ立壁部の内側面１１,１２と平行に形成されており、図１に示すようにコア側円弧部１３の一方の端面１４は、一方の立壁部８の一方の内側面１１と平行に形成されるとともに、他方の端面１５は他方の立壁部９の他方の内側面１２と平行に形成されたものである。そのためフェライトコア７の円弧方向の一方の端面１４及び他方の端面１５と、コイル支持体６の一対の立壁部８,９の内側面１１,１２とは、面接触可能に構成されている。

図１に示すようにフェライトコア７の円弧方向の一方の端面１４及び他方の端面１５と、コイル支持体６の一対の立壁部８,９における内側面１１,１２との間には、着脱自在なスペーサ１６が配設される。

ここでスペーサ１６は、一又は複数からなる所定の厚みＨに形成された板状体であり、図１においてスペーサ１６は、フェライトコア７とコイル支持体６との間に２つずつ配設されている。尚、フェライトコア７とコイル支持体６との間に配設されるスペーサ１６の数は２つに限られるものではない。

本実施例の電磁誘導加熱用コイルユニット２は、このフェライトコア７とコイル支持体６との間に予め挿入されて配設されたスペーサ１６の個数を増減させることによって、励磁コイル４に対するフェライトコア７の相対的な位置を可動させて、励磁コイル４とフェライトコア７との距離Ｌを調整可能に構成したものである。

次に、上記構成についてその作用を説明する。加熱ローラ１全体を加熱する場合において、励磁コイル４に高周波電流を通電すると、この励磁コイル４から磁界が発生する。その際、加熱ローラ１の外周面３を覆っている励磁コイル４から磁束が発生し、コイルと対向するローラの外周面３を加熱する。さらに図示しないモータにより加熱ローラ１を回転させることにより、加熱ローラ１の外周面３を満遍なく励磁コイル４に対向させて加熱ローラ１の外周面３を均一に加熱することができる。すなわち、回転する加熱ローラ１は外周面亘って渦電流により発熱し、加熱ローラ１と接触する紙全体にトナーが高温で定着するので、良好な画像品質が得られる。

ここで、このフェライトコア７とコイル支持体６との間に予め配設されたスペーサ１６の個数を増減させることによって、励磁コイル４に対するフェライトコア７の相対的な位置を可動させて、励磁コイル４とフェライトコア７との距離Ｌを調整可能に構成している。

そして加熱ローラ１の発熱温度を調節する必要が生じた時に、フェライトコア７とコイル支持体６との間に予め配設されたスペーサ１６の個数を増減させることによって、コイル支持体６に対してフェライトコア７を移動させて、フェライトコア７に形成される磁路の増減を行う事により、加熱ローラ１の温度調整を行い、加熱ローラ１は所望の温度を得ることが可能となる。

ここで、電磁誘導加熱用コイルユニット２による加熱ローラ１の温度特性の具体的な調整方法について図２及び図３に基づき説明すると、図１に示すようにフェライトコア７の両端面１４,１５とコイル支持体６の立壁部８,９との間には、予めスペーサ１６が２つずつ挿入されている。

加熱ローラ１の温度調整の必要が生じた場合、例えば加熱ローラ１の温度を上げる必要がある場合には、図２に示すようにフェライトコア７を一旦コイル支持体６から取り外し、スペーサ１６を適当な枚数取り外した（図中ではスペーサ１６を１枚取り外す）上で、再度コイル支持体６にフェライトコア７を取り付ける。ここでフェライトコア７とコイル支持体６との間から取り除いたスペーサ１６の厚みＨ分だけ、フェライトコア７が励磁コイル４に近づくので、フェライトコア７に形成される磁路は増加し、加熱ローラ１の発熱温度は増加して、加熱ローラ１は所望の発熱温度を得ることが可能となる。

反対に、加熱ローラ１の温度を下げる場合には、図３に示すようにフェライトコア７を一旦コイル支持体６から取り外し、予めフェライトコア７の両端面１４,１５とコイル支持体６の立壁部との間には配設されたスペーサ１６に同じ仕様の別のスペーサ１６を適当な枚数追加（図中ではスペーサ１６を１枚追加）した上で、再度フェライトコア７をコイル支持体６に取り付ける。こうすることにより、追加されたスペーサ１６の厚みＨ分だけ、フェライトコア７が励磁コイル４から遠ざかるので、フェライトコア７に形成される磁路は減少し、加熱ローラ１の発熱温度が低下して、加熱ローラ１は所望の発熱温度を得ることが可能となる。

以上の本実施例は請求項１に対応しており、コイルとしての励磁コイル４に付属するフェライトたるフェライトコア７の位置を可動させて、被加熱物としての加熱ローラ１の所定温度つまり発熱温度を調節可能とする可動手段としてスペーサ１６を備えている。

この場合、温度特性の基準を満たさない製品が発生した時に、スペーサ１６によってフェライトコア７の位置を高い精度で調節し、温度特性の基準を満足しない製品の温度特性を変更することで、不良品としての製品を容易に修理でき良品化することができる。またコイルユニット組立完成後に複写機側の都合で温度特性の変更が必要になった時、スペーサ１６の数を増減する比較的簡単な工程を追加することでこれに対応できる。

また、本実施例は請求項２に対応しており、可動手段は、所定部品としてフェライトコア７とフェライトコア７を支持するコイル支持体６の間に一定の厚さを有するスペーサ１６を予め挿入し、該スペーサ１６の枚数を増減するものである。

この場合、スペーサ１６の数を増減させてフェライトコア７とコイル支持体６の距離Ｌを調整することにより、フェライトコア７と励磁コイル４の距離を高い精度で調節することが可能となり、フェライトコア７と励磁コイル４との間の磁路の調整を行うことによる、加熱ローラ１の発熱温度の調節を高い精度で行うことができる。

図４乃至図６は本発明の第２実施例を示しており第１実施例と同一の部分については同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する、本実施例では、フェライトコア７は、コイル支持体６に対して、コア側円弧部１３における円弧方向の中心部分がコイル支持体６のコイル支持面５の円弧方向の中心部分に第１の調整用ネジ１７によって位置決め固定されるとともに、コア側円弧部１３の両端面１４,１５がそれぞれ立壁部８,９に第２の調整用ネジ１８及び第３の調整用ネジ１９によって位置決め固定されている。

ここで本実施例では、第１乃至第３の調整用ネジ１７,１８,１９を回すことによって、励磁コイル４に対するフェライトコア７の相対的な位置を可動させて、励磁コイル４とフェライトコア７との距離Ｌを調整可能に構成されており、加熱ローラ１の発熱温度を調節する必要が生じた時に、第１乃至第３の調整用ネジ１７,１８,１９を締付方向又は弛緩方向に回転させて、コイル支持体６に対してフェライトコア７を移動させて、フェライトコア７に形成される磁路の増減を行う事により、加熱ローラ１の温度調整を行い、加熱ローラ１は所望の温度を得ることが可能となる。

ここで、電磁誘導加熱用コイルユニット２による加熱ローラ１の温度特性の具体的な調整方法について図５及び図６に基づき説明する。

加熱ローラ１の温度調整の必要が生じた場合、例えば加熱ローラ１の温度を上げる必要がある場合には、図５に示すようにコア側円弧部１３とコイル支持面５とを固定している第１の調整用ネジ１７を締付方向に回転させて、さらに第２の調整用ネジ１８及び第３の調整用ネジ１９を、フェライトコア７の両端面１１,１２をコイル支持体６の立壁部８,９に近接するように回転させて、フェライトコア７をコイル支持体６に近づける。フェライトコア７をコイル支持体６に近づけることにより、フェライトコア７は励磁コイル４に近接してフェライトコア７に形成される磁路は増加し、加熱ローラ１の発熱温度は増加して、加熱ローラ１は所望の発熱温度を得ることが可能となる。

反対に、加熱ローラ１の温度を下げる場合には、図６に示すようにコア側円弧部１３とコイル支持面５とを固定している第１の調整用ネジ１７を弛緩方向に回転させて、さらに第２の調整用ネジ１８及び第３の調整用ネジ１９を、フェライトコア７の両端面１１,１２をコイル支持体６の立壁部８,９から離間するように回転させて、フェライトコア７をコイル支持体６から離間させて遠ざける。フェライトコア７をコイル支持体６から遠ざけることにより、フェライトコア７が励磁コイル４から遠ざかるので、フェライトコア７に形成される磁路は減少し、加熱ローラ１の発熱温度が低下して、加熱ローラ１は所望の発熱温度を得ることが可能となる。

以上の本実施例は請求項１に対応しており、コイルとしての励磁コイル４に付属するフェライトたるフェライトコア７の位置を可動させて、被加熱物としての加熱ローラ１の所定温度つまり発熱温度を調節可能とする可動手段として第１乃至第３の調節用ネジ１７,１８,１９を備えている。

この場合、温度特性の基準を満たさない製品が発生した時に、第１乃至第３の調節用ネジ１７,１８,１９によってフェライトコア７の位置を高い精度で調節し、温度特性の基準を満足しない製品の温度特性を変更することで、不良品としての製品を容易に修理でき良品化することができる。またコイルユニット組立完成後に複写機側の都合で温度特性の変更が必要になった時、第１乃至第３の調節用ネジ１７,１８,１９を回す比較的簡単な工程を追加することでこれに対応できる。

また本実施例では請求項３に対応しており、前記可動手段は、所定部品として前記フェライトコア７と前記フェライトコア７を支持する支持体としてのコイル支持体６との位置決めをなす調整用ネジとしての第１乃至第３の調整用ネジ１７,１８,１９を備え、この第１乃至第３の調整用ネジ１７,１８,１９を回して前記フェライトコア７の位置を調整するものである。 この場合、調節用ネジの回転によってフェライトコア７とコイル支持体６の距離Ｌを調整することにより、フェライトコア７と励磁コイル４との間の距離Ｌを高い精度で調節することが可能となり、フェライトコア７と励磁コイル４との間の磁路の調整を行うことによる、加熱ローラ１の発熱温度の調節を高い精度で行うことができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、フェライトコア７とコイル支持体６との間に挿入されるスペーサ１６の数は、一方の立壁部８側と他方の立壁部９側とで異なる数としてもよい。また、コイル支持体６にフェライトコア７を位置決め固定する調節用ネジの個数及び配置箇所についても適宜変更可能である。さらに、上記実施例に記載以外の励磁コイル４とフェライトコア７との距離Ｌの調整手段としては、フェライトコア７の両端面１４,１５又はコイル支持体６の立壁部８,９の内側面１１,１２に対して切削等による肉厚調整によって行うものとしてもよい。また、各実施例においてフェライトコア７は、加熱ローラ１の回転軸方向に複数配設されるものとするが、フェライトコア７と励磁コイル４との位置調整については、加熱ローラ１の温度調整の必要な外周面３近傍のフェライトコア７のみに対して、上記可動手段によりコイル支持体６との位置調整を行い、励磁コイル４との距離Ｌの調整を行うものとし、それ以外のフェライトコア７については、コイル支持体６との位置調整は行わないものとする。

本発明の第１実施例における電磁誘導加熱装置の断面図である。 同上、フェライトコアの位置を下げた状態を示す断面図である。 同上、フェライトコアの位置を上げた状態を示す断面図である。 本発明の第２実施例における電磁誘導加熱装置の断面図である。 同上、フェライトコアの位置を下げた状態を示す断面図である。 同上、フェライトコアの位置を上げた状態を示す断面図である。 従来のコイルユニットを示す断面図である。

符号の説明

１ 加熱ローラ（被加熱物）
２ 電磁誘導加熱用コイルユニット（電磁誘導加熱装置）
４ 励磁コイル（コイル）
６ コイル支持体（支持体）
７ フェライトコア
１６ スペーサ（可動手段）
１７ 第１の調整用ネジ（可動手段）
１８ 第２の調整用ネジ（可動手段）
１９ 第３の調整用ネジ（可動手段）

Claims (3)

1. フェライトの位置を可動させて、被加熱物の所定温度を調節可能とする手段を備えたことを特徴とする電磁誘導加熱装置。
2. 前記手段は、所定部品を支持する支持体の間に一定の厚さを有するスペーサを挿入し、該スペーサの数を増減するものであることを特徴とする請求項１記載の電磁誘導加熱装置。
3. 前記手段は、所定部品を支持する支持体との位置決めをなす調整用ネジを備え、この調整用ネジを回して前記フェライトの位置を調整するものであることを特徴とする請求項１記載の電磁誘導加熱装置。

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