JP2011034983A - Fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば静電複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置において被定着部材にトナー像(画像)を定着する定着装置に特に、誘導加熱方式を用いた定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device using an induction heating method, in particular, to a fixing device that fixes a toner image (image) on a member to be fixed in an image forming apparatus such as an electrostatic copying machine or a laser printer.
電子写真プロセスを用いた複写装置に組み込まれる定着装置は、被定着部材上に形成された現像剤であるトナーを加熱して溶融させ、被定着部材にトナーを固着するものである。なお、定着装置に利用可能なトナーを加熱する方法としては、ハロゲンランプによる放射熱を用いる方法が広く利用されている。 A fixing device incorporated in a copying apparatus using an electrophotographic process heats and melts toner as a developer formed on a member to be fixed, and fixes the toner to the member to be fixed. As a method for heating toner that can be used in the fixing device, a method using radiant heat from a halogen lamp is widely used.
熱源としてハロゲンランプを用いる方法としては、被定着部材とトナーに所定の圧力を提供可能に一対のローラを設け、そのローラの少なくとも一方のローラを中空円柱としてその内部空間に、円柱状に構成したハロゲンランプを配置する構成が広く用いられている。この構成においては、ハロゲンランプが配置されたローラは、他の一方のローラと接する位置で作用部(ニップ)を形成し、ニップに案内された被定着部材およびトナーに、圧力と熱を提供する。すなわち、ランプが設けられた加熱ローラと加熱ローラに従動して回転する加圧ローラとの圧接部(ニップ)である定着ポイントに、被定着部材すなわち用紙を通過させて、用紙上のトナーを融着させて、用紙に定着するものである。 As a method of using a halogen lamp as a heat source, a pair of rollers is provided so as to be able to provide a predetermined pressure to a member to be fixed and toner, and at least one of the rollers is formed as a hollow cylinder in a cylindrical shape in its internal space. A configuration in which a halogen lamp is arranged is widely used. In this configuration, the roller on which the halogen lamp is disposed forms an action portion (nip) at a position in contact with the other roller, and supplies pressure and heat to the fixing member and the toner guided to the nip. . That is, the fixing member, that is, the sheet, is passed through a fixing point that is a pressure contact portion (nip) between a heating roller provided with a lamp and a pressure roller that rotates following the heating roller to fuse the toner on the sheet. It is worn and fixed on the paper.
ハロゲンランプを用いた定着装置においては、ハロゲンランプからの光と熱が加熱ローラの全周方向に放射されて全体が加熱される。この場合、光が熱に変換される際の損出と、ローラ内の空気を暖めてローラに熱を伝達する際の効率等を考えると熱変換効率は、60〜70%であり、熱効率が低く、消費電力が多く、しかも、ウォーミングアップ時間も長くなることが知られている。 In a fixing device using a halogen lamp, light and heat from the halogen lamp are radiated in the entire circumferential direction of the heating roller to heat the whole. In this case, considering the loss when light is converted into heat and the efficiency when the air in the roller is warmed and the heat is transmitted to the roller, the heat conversion efficiency is 60 to 70%. It is known that the power consumption is low and the warm-up time is long.
上述したヒータ定着に特有の問題を解決するため、特許文献1及び2等に示すように、誘導加熱の手法を用いた定着装置が提案されている。
In order to solve the problems peculiar to the heater fixing described above, as shown in
特許文献1には、定着(金属)ローラの回転軸に沿って設けられたコアにコイルを巻いた誘導コイルに電流を流し、ローラに誘導電流を発生させて金属ローラ自身を加熱する定着装置が開示されている。
また、特許文献2には、磁場発生手段を収容した導電フィルムと導電フィルムに密着される加圧ローラとを有し、導電フィルムを発熱させて導電フィルムと加圧ローラとの間を搬送される記録媒体上のトナーを記録媒体に定着する定着装置が開示されている。
ウォーミングアップタイムを短縮化する目的で、ヒートローラを薄くしたタイプあるいはベルト等を採用した定着装置では、通紙した用紙サイズにより、ヒートローラ上に温度履歴が出やすく、さらに用紙の通過した部分のみ熱エネルギーを消費するため、温度ムラが発生するため、特に誘導加熱を応用した定着装置においても、用紙サイズによらない、温度制御あるいは部分的な加熱方法が必要となる。 In order to shorten the warm-up time, with a fixing device that employs a thin heat roller or a belt, etc., the temperature history is likely to appear on the heat roller depending on the size of the paper passed, and only the part where the paper has passed is heated. Since energy is consumed, temperature unevenness occurs, and therefore, even in a fixing device to which induction heating is applied, temperature control or a partial heating method is required regardless of the paper size.
本発明は、以上のような事情の下になされ、通紙した用紙サイズにより、ヒートローラ上に温度履歴が生じたり、温度ムラが発生することがない、安価で軽量の電磁誘導コイルを備えた定着装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made under the circumstances as described above, and includes an inexpensive and lightweight electromagnetic induction coil that does not cause temperature history or temperature unevenness on the heat roller depending on the size of the paper that has passed through. An object is to provide a fixing device.
上記課題を解決するため、本発明の第1の態様は、導体からなる金属層を有するエンドレス部材に近接配置した電磁誘導コイルに電流を流して、前記エンドレス部材を発熱させて被定着部材を加熱する定着装置において、前記電磁誘導コイルは、前記被定着部材の移動方向と垂直方向に複数に分割され、これら複数に分割された、隣接するコイルの継ぎ目に対応する前記エンドレス部材の温度低下を防止する機構を備えたことを特徴とする定着装置を提供する。 In order to solve the above-described problem, the first aspect of the present invention is to heat a member to be fixed by causing a current to flow through an electromagnetic induction coil disposed in the vicinity of an endless member having a metal layer made of a conductor, thereby heating the endless member. In the fixing device, the electromagnetic induction coil is divided into a plurality in a direction perpendicular to the moving direction of the member to be fixed, and the temperature of the endless member corresponding to the joint of adjacent coils divided into the plurality is prevented. There is provided a fixing device including a mechanism for performing the above operation.
また、本発明の第2の態様は、導体からなる金属層を有するエンドレス部材に近接配置した電磁誘導コイルに電流を流して、前記エンドレス部材を発熱させて被定着部材を加熱する定着装置において、前記電磁誘導コイルは、前記被定着部材の移動方向と垂直方向に複数に分割され、これら複数に分割されたコイルからなるユニットコイルの両端に対応する前記エンドレス部材の温度低下を防止する機構を備えたことを特徴とする定着装置を提供する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a fixing device in which a current is passed through an electromagnetic induction coil disposed close to an endless member having a metal layer made of a conductor to heat the endless member to heat the member to be fixed. The electromagnetic induction coil is divided into a plurality in a direction perpendicular to the moving direction of the member to be fixed, and includes a mechanism for preventing a temperature drop of the endless member corresponding to both ends of a unit coil composed of the divided coils. A fixing device is provided.
以下、本発明の種々の態様とその効果について説明する。 Hereinafter, various aspects and effects of the present invention will be described.
1.内部に磁性体コアを持たない空芯のコイルを複数個備えた構成としたため、安価で、軽量なコイルを構成することが可能である。 1. Since a plurality of air-core coils not having a magnetic core therein are provided, an inexpensive and lightweight coil can be configured.
2.分割したコイルを複数個持つコイルにおいて、それぞれのコイルの継ぎ目部分が被加熱物の移動方向に垂直な方向に対して所定角度傾斜させることにより、分割したコイル全てに通電して、大サイズの用紙に対応させる場合であっても、コイルの継ぎ目部分の大きな温度低下を防止することが出来る。 2. In a coil having a plurality of divided coils, the joint portion of each coil is inclined by a predetermined angle with respect to the direction perpendicular to the moving direction of the object to be heated, thereby energizing all of the divided coils so that a large size paper is obtained. Even if it is a case where it respond | corresponds to, the big temperature fall of the joint part of a coil can be prevented.
3.磁性体コアを有し、被加熱物の移動方向と垂直方向に分割したコイルを備える定着装置において、それぞれのコイルの中でコアを有するコイルのコアの端部が被加熱物の移動方向に垂直な方向に対して所定角度傾斜させることにより、分割したコイル全てに通電して、大サイズの用紙に対応させる場合であっても、コイルの継ぎ目部分の大きな温度低下を防止することが出来る。 3. In a fixing device having a magnetic core and having a coil divided in a direction perpendicular to the moving direction of the object to be heated, the end of the coil having the core in each coil is perpendicular to the moving direction of the object to be heated. By tilting at a predetermined angle with respect to a certain direction, even when all the divided coils are energized so as to correspond to a large size paper, a large temperature drop in the joint portion of the coils can be prevented.
4.誘導加熱による被加熱物の移動方向と垂直方向に複数に分割されているコイルを備える定着装置において、それぞれのコイルの内、コアを有するコイルのコアの端部形状が、上部および下部の少なくともいずれか一方において突出して、電線部分を含むような形状とすることにより、電線の巻き返しにより発生する、磁束の途切れを無くすことが出来、それによって、分割したコイル全てに通電して、大サイズの用紙に対応させる場合であっても、コイルの継ぎ目部分の大きな温度低下を防止することが出来る。 4). In a fixing device including a plurality of coils that are divided in a direction perpendicular to a moving direction of an object to be heated by induction heating, an end shape of the core of each of the coils having a core has at least one of an upper part and a lower part. On the other hand, by projecting at one side and including the electric wire part, it is possible to eliminate the interruption of the magnetic flux generated by the rewinding of the electric wire. Even if it is a case where it respond | corresponds to, the big temperature fall of the joint part of a coil can be prevented.
5.被定着部材の搬送方向に垂直な方向において、コイルを複数個備え、これらを同一のホルダで支持するようにした誘導加熱定着装置において、それぞれのコイルの継ぎ目部分近傍のコイル電線のペアの間隔を広げることにより、コイル両端部分での磁束の打ち消しあいが減り、発熱効率が向上し、この継ぎ目部分での温度低下を少なくすることができる。 5. In the induction heating and fixing apparatus in which a plurality of coils are provided in the direction perpendicular to the conveyance direction of the member to be fixed and these are supported by the same holder, the distance between the pair of coil wires near the joint portion of each coil is set. By widening, the cancellation of magnetic flux at both ends of the coil is reduced, the heat generation efficiency is improved, and the temperature drop at the joint can be reduced.
6.被定着部材の搬送方向に垂直な方向において、コイルを複数個備え、これらを同一のホルダで支持するようにした誘導加熱定着装置において、それぞれのコイルの継ぎ目部分近傍の磁性体コアの厚さを広げることにより、コイル両端部分での磁束の打ち消しあいが減り、発熱効率が向上し、この継ぎ目部分での温度低下を少なくすることができる。 6). In an induction heating fixing apparatus that includes a plurality of coils and is supported by the same holder in a direction perpendicular to the conveyance direction of the member to be fixed, the thickness of the magnetic core in the vicinity of the seam portion of each coil is set. By widening, the cancellation of magnetic flux at both ends of the coil is reduced, the heat generation efficiency is improved, and the temperature drop at the joint can be reduced.
7.被定着部材の搬送方向に垂直な方向において、コイルを複数個備え、これらを同一のホルダで支持するようにした誘導加熱定着装置において、それぞれのコイルの継ぎ目部分近傍の磁性体コアの厚さを増加させることにより、コイル両端部分での磁束の打ち消しあいが減り、発熱効率が向上し、この継ぎ目部分での温度低下を少なくすることができる。 7. In an induction heating fixing apparatus that includes a plurality of coils and is supported by the same holder in a direction perpendicular to the conveyance direction of the member to be fixed, the thickness of the magnetic core in the vicinity of the seam portion of each coil is set. By increasing, the cancellation of magnetic flux at both ends of the coil is reduced, the heat generation efficiency is improved, and the temperature drop at the joint can be reduced.
8.加熱される被定着部材の搬送方向に垂直な方向において、コイルを複数個備え、これらを同一のホルダで支持するようにした誘導加熱定着装置において、特に薄肉のヒートローラを用いた場合、ヒートローラ自体よりも両端の軸受け等に熱エネルギーを奪われることが無く、ウォーミングアップ直後でも温度低下を少なくすることができる。 8). In an induction heating fixing apparatus provided with a plurality of coils and supported by the same holder in a direction perpendicular to the conveying direction of the fixing member to be heated, particularly when a thin heat roller is used, the heat roller The heat energy is not lost to the bearings at both ends, and the temperature drop can be reduced even immediately after warming up.
9.コイルを複数個備え、これらを同一のホルダで支持するようにした誘導加熱定着装置において、それぞれのコイルの継ぎ目部分近傍のコイルと被加熱物の間隔を狭くすることにより、それぞれの分割したコイルの継ぎ目部分での温度低下を防ぐことが可能となる。 9. In an induction heating and fixing apparatus provided with a plurality of coils and supported by the same holder, by narrowing the distance between the coil near the seam portion of each coil and the object to be heated, It is possible to prevent a temperature drop at the joint portion.
10.磁性体コアを有するコイルを複数個備え、これらを同一のホルダにて支持するようにした誘導加熱定着装置において、それぞれのコイルの継ぎ目部分近傍のコアと被加熱物の間隔を狭くすることにより、それぞれの分割したコイルの継ぎ目部分での温度低下を防ぐことが可能となる。 10. In an induction heating fixing apparatus comprising a plurality of coils having magnetic cores and supporting them with the same holder, by narrowing the gap between the core and the object to be heated in the vicinity of the seam portion of each coil, It is possible to prevent a temperature drop at the joint portion of each divided coil.
11.複数に分割したコイルの長手方向両端のコイルの端部近傍のコイルと被加熱物の間隔を狭くすることにより、ウォーミングアップ直後の両端部分の温度低下を防ぐことが可能となる。 11. By reducing the distance between the coil near the end of the coil at both ends in the longitudinal direction of the divided coil and the object to be heated, it is possible to prevent a temperature drop at both ends immediately after warming up.
12.複数に分割した、磁性体コアを有するコイルの長手方向両端のコイルの端部近傍のコアと被加熱物の間隔を狭くすることにより、ウォーミングアップ直後の両端部分の温度低下を防ぐことが可能となる。 12 By reducing the distance between the core near the ends of the coil at both ends in the longitudinal direction of the coil having a magnetic core divided into a plurality and the object to be heated, it is possible to prevent temperature drop at both ends immediately after warming up. .
13.加熱される被定着部材の搬送方向に垂直な方向において、コイルを複数個備え、それぞれ、独立かあるいは、その中の幾つかを接続して一つのコイルとした時、それぞれのコイルの同一電源で、同一駆動周波数で運転した場合の連続運転時に消費する電力と交互に運転した場合の積算電力とを概ね等しくすることにより、紙サイズによる発熱量の制御を可能とし、さらにウォーミングアップタイムを短縮することが可能となる。 13. A plurality of coils are provided in a direction perpendicular to the conveyance direction of the fixing member to be heated, and each of them is independent or when several of them are connected to form one coil, the same power source of each coil is used. By making the power consumed during continuous operation when operating at the same drive frequency approximately equal to the integrated power when operating alternately, it is possible to control the amount of heat generated by the paper size and further reduce the warm-up time Is possible.
14.加熱される被定着部材の搬送方向に垂直な方向において、所謂ソレノイド状コイルと、このソレノイド状コイルよりも長さが長い、被加熱物の搬送方向と垂直方向に巻いたコイルを、前記ソレノイド状コイルの外側に設けた複合コイルを備え、通紙する用紙のサイズによって、コイルを切り替えることにより、それぞれ分割したコイルを紙サイズにより組み合わせて用いること無く、安定した発熱を行うことが可能となる。 14 A so-called solenoid coil and a coil wound in a direction perpendicular to the conveyance direction of the heated object in a direction perpendicular to the conveyance direction of the fixing member to be heated are longer than the solenoid coil. By providing the composite coil provided outside the coil and switching the coil according to the size of the paper to be passed, stable heating can be performed without using the divided coils in combination according to the paper size.
15.コイルを二重にした構成の誘導加熱定着装置において、被加熱物の搬送方向に垂直の方向に長いコイルの両端部分の対向するコイル電線(ペア)の距離を広げることにより、磁束の打ち消しを低下させて、ウォーミングアップ直後の両端部分の温度低下を防ぐことが可能となる。 15. In the induction heating and fixing device with a double coil configuration, magnetic flux cancellation is reduced by increasing the distance between opposing coil wires (pairs) at both ends of the coil that are long in the direction perpendicular to the conveying direction of the object to be heated. Thus, it is possible to prevent a temperature drop at both ends immediately after warming up.
16.コイルを二重にした構成の誘導加熱定着装置において、被加熱物の搬送方向に垂直の方向に長いコイルの両端部分の電線と被加熱物の距離を近付けることにより、発生した磁束を効果的に作用させて、ウォーミングアップ直後の両端部分の温度低下を防ぐことが可能となる。 16. In an induction heating fixing device with a double coil configuration, the generated magnetic flux is effectively reduced by bringing the distance between the wire and the object to be heated at both ends of the coil long in the direction perpendicular to the conveying direction of the object to be heated. By acting, it becomes possible to prevent a temperature drop at both ends immediately after warming up.
17.コイルを二重にした構成の誘導加熱定着装置において、被加熱物の搬送方向に垂直の方向に少なくとも長いコイルの両端部分に磁性体コアを持つ場合はコアの幅を広げ、発生した磁束を効果的に作用させて、ウォーミングアップ直後の両端部分の温度低下を防ぐことが可能となる。 17. In the induction heating and fixing device with a double coil configuration, if there are magnetic cores at both ends of the coil that are at least long in the direction perpendicular to the conveyance direction of the object to be heated, the width of the core is widened, and the generated magnetic flux is effective. Thus, it is possible to prevent a temperature drop at both ends immediately after warming up.
18.コイルを二重にした構成の誘導加熱定着装置において、被加熱物の搬送方向に垂直の方向に少なくとも長いコイルの両端部分に磁性体コアを持つ場合はコアと被加熱物の距離を近づけ、発生した磁束を効果的に作用させることにより、ウォーミングアップ直後の両端部分の温度低下を防ぐことが可能となる。 18. In an induction heating fixing device with a double coil configuration, if there are magnetic cores at both ends of the coil that is at least long in the direction perpendicular to the conveyance direction of the object to be heated, the distance between the core and the object to be heated is reduced. By causing the magnetic flux to act effectively, it is possible to prevent a temperature drop at both ends immediately after warming up.
19.内部に磁性体で仕切られた2つ以上の部分を有し、これらに発熱部分を異ならせたコイルを配置することにより、独立した性能のコイルを一つの装置に設けることが可能となる。 19. By disposing a coil having two or more parts partitioned by a magnetic material inside and having different heat generating parts, a coil with independent performance can be provided in one device.
20.発熱幅や、出力の異なる、複数のコイルを一つのマイコンで制御することにより、分割したコイルへの個別の通電を円滑に行うことが可能となり、コストダウンも実現することができる。 20. By controlling a plurality of coils having different heat generation widths and different outputs with a single microcomputer, it is possible to smoothly carry out individual energization of the divided coils, and to realize cost reduction.
21.複数のコイルを組み合わせて構成する誘導加熱用定着装置のコイルにおいて、この複数のコイルのインダクタンスが異なり、また異なっても、出力を200W以下に調整することが出来る。 21. In the coil of the induction heating fixing device configured by combining a plurality of coils, the output can be adjusted to 200 W or less even if the inductances of the plurality of coils are different.
本発明によると、内部に磁性体コアを持たない空芯のコイルを複数個備えた構成としているため、安価で、軽量な電磁誘導コイルを備えた定着装置を得ることが可能である。 According to the present invention, since it is configured to include a plurality of air-core coils that do not have a magnetic core therein, it is possible to obtain a fixing device including an inexpensive and lightweight electromagnetic induction coil.
また、これら複数に分割された隣接するコイルの継ぎ目に対応する前記エンドレス部材の温度低下を防止する機構を備えることにより、分割したコイル全てに通電して、大サイズの用紙に対応させる場合であっても、コイルの継ぎ目部分の大きな温度低下を防止することが出来る。 In addition, by providing a mechanism for preventing a temperature drop of the endless member corresponding to the joint of adjacent coils divided into a plurality of parts, all of the divided coils are energized to cope with a large size paper. However, it is possible to prevent a large temperature drop at the joint portion of the coil.
更に、これら複数に分割されたコイルからなるユニットコイルの両端に対応する前記エンドレス部材の温度低下を防止する機構を備えることにより、ウォーミングアップ直後の両端部分の温度低下を防ぐことが可能となる。 Furthermore, by providing a mechanism for preventing the temperature drop of the endless member corresponding to both ends of the unit coil composed of the plurality of divided coils, it is possible to prevent the temperature drop at both end portions immediately after warming up.
以下、本発明の種々の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の種々の実施形態に係る電磁誘導コイルが適用される定着装置の要部を示す図である。図1において、参照符号11はヒートローラを示し、このヒートローラ11は、軸方向の端部に設けられた駆動伝達手段(図示せず)により、図示の矢印の方向に回転している。ヒートローラ11内に配置された磁場発生手段12は、高周波回路(図示せず)により交流磁場を発生し、それによってヒートローラ11に渦電流が発生し、そのジュール熱によりヒートローラ11が発熱する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a main part of a fixing device to which an electromagnetic induction coil according to various embodiments of the present invention is applied. In FIG. 1,
ヒートローラ11に対し、従動ローラ13が、図示しない加圧機構により所定の接触幅を維持するように押圧され、この従動ローラ13は回転可能であり、ヒートローラ11に従動して、矢印の方向に回転する。これらヒートローラ11および従動ローラ13の間のニップを被定着材Pが通過し、この際、ジュール熱により被定着材Pに画像が定着される。
The driven
図1に示す例では、ヒートローラ11は、外径60mm、厚さ1.0mmの鉄で構成されている。このように薄いヒートローラ11を用いると、通紙した用紙サイズにより、ヒートローラ11から奪われる熱量が大きく異なるため、大きく熱が奪われた部分への熱エネルギーの補給量を維持するように温度制御を行うと、ヒートローラの回転軸方向で大きな温度ムラ(非通紙部分での温度上昇)を引き起こすことになる。
In the example shown in FIG. 1, the
図2は、本発明の第1の実施形態に係る電磁誘導コイルを示す斜視図である。図2(a)、(b)、(c)に示す電磁誘導コイルは、いずれも、3分割された空芯コイルであり、中央コイル21a,22a,23aと、2つの両端コイル21b,22b,23b,および21c,22c,23cから構成される。両端コイル21b,22b,23b,および21c,22c,23cは、いずれも同じ制御形態で作動されている。
FIG. 2 is a perspective view showing the electromagnetic induction coil according to the first embodiment of the present invention. Each of the electromagnetic induction coils shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C is an air-core coil that is divided into three parts, a
図2(a)に示す電磁誘導コイルは、中央コイルおよび2つの両端コイルともに、ヒートローラの回転軸を中心に巻回された、いわゆるソレノイド型コイルであり、図2(b)に示す電磁誘導コイルは、2つの両端コイルがソレノイド型コイルで、中央コイルが、長手方向に延びる渦巻き状の、いわゆる平面型コイルであり、図2(c)に示す電磁誘導コイルは、中央コイルおよび2つの両端コイルともに平面型コイルである。 The electromagnetic induction coil shown in FIG. 2 (a) is a so-called solenoid type coil in which both the central coil and the two end coils are wound around the rotation axis of the heat roller, and the electromagnetic induction shown in FIG. 2 (b). The two end coils are solenoid type coils, the central coil is a spiral-shaped so-called planar coil extending in the longitudinal direction, and the electromagnetic induction coil shown in FIG. Both coils are planar coils.
図2(a)、(b)、(c)に示す電磁誘導コイルは、いずれも磁性体コアを持たない、いわゆる空芯コイルである。空芯コイルは、重い磁性体コアがないため軽量化を達成することが出来るともとに、磁性体コアが持つキューリー点の問題が無いため、発熱効率が低下することがない。 The electromagnetic induction coils shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C are so-called air-core coils that do not have a magnetic core. Since the air-core coil does not have a heavy magnetic core, weight reduction can be achieved, and there is no problem with the Curie point of the magnetic core, so the heat generation efficiency does not decrease.
しかし、空芯コイルは、必要なコイル性能をひき出すためには、電流値を高くするが必要となる。そこで、コイルを形成する電線は、この高電流に耐え得るだけの太さを有することが必要となるが、公知の表皮効果のため、太い電線を用いることが出来ない。そのため、コイルを形成する電線としては、リッツ線を用いることが必要である。ちなみに、本実施形態では、0.5mmの太さの耐熱エナメル線(ポリイミド被覆)を19本撚ったものを用いている。 However, the air-core coil requires a high current value in order to bring out the necessary coil performance. Therefore, the electric wire forming the coil needs to have a thickness that can withstand this high current, but a thick electric wire cannot be used due to a known skin effect. Therefore, it is necessary to use a litz wire as the electric wire forming the coil. Incidentally, in the present embodiment, 19 heat-resistant enameled wires (polyimide coating) having a thickness of 0.5 mm are twisted.
本実施形態に係る電磁誘導コイルでは、コイル全長は320mmとし、中央コイルの長さは、中央コイルのみを動作させた場合でも、小サイズ紙として、一番必要とされるA4縦サイズ(210mm)に対応するとともに、両端コイルに対向するヒートローラへの熱の逃げがあるため、A4縦サイズに近い200mm以上がよく、本実施形態では、A4縦サイズより多少長い、230mmとしている。 In the electromagnetic induction coil according to the present embodiment, the total length of the coil is 320 mm, and the length of the central coil is the most necessary A4 vertical size (210 mm) as a small size paper even when only the central coil is operated. 200 mm or more close to the A4 vertical size is preferable, and in this embodiment, it is set to 230 mm, which is slightly longer than the A4 vertical size.
各コイル電線は、図2に示すように、種々の形状の、支持体21d,22d,23dに巻回されており、支持体は、耐熱性を有することが必要であり、ポリイミド、耐熱フェノール、液晶ポリマー等を用いることが出来る。 As shown in FIG. 2, each coil electric wire is wound around supports 21d, 22d, and 23d of various shapes, and the support needs to have heat resistance, such as polyimide, heat-resistant phenol, A liquid crystal polymer or the like can be used.
また、この支持体21d,22d,23dの表面にシリコーン系のワニスを塗布することによりコイル電線を固定し、それによりコイルの振動等も抑えることも可能である。
Further, it is possible to fix the coil electric wire by applying a silicone varnish to the surfaces of the
以上のように、第1の実施形態によると、コイルを複数個に分割した構成とするとともに、分割したコイルの少なくとも1つを空芯コイルとすることにより、安価で軽量の電磁誘導コイルを得ることが可能である。 As described above, according to the first embodiment, the coil is divided into a plurality of parts, and at least one of the divided coils is an air-core coil, thereby obtaining an inexpensive and lightweight electromagnetic induction coil. It is possible.
図3は、本発明の第2の実施形態に係る電磁誘導コイルを示す。 FIG. 3 shows an electromagnetic induction coil according to the second embodiment of the present invention.
図2に示すようにコイルを3分割し、それぞれ必要に応じて通電して、温度制御を行うことが出来るが、全体を通電あるいは電力の上限の関係で、交互に通電した場合、分割した各コイルの継ぎ目で発熱が低下することが確認されている。このように、継ぎ目において発熱が低下すると、継ぎ目部分において定着率の差、画像表面の光沢度の差、紙の延びの差によるしわの発生等が生じてしまう。 As shown in FIG. 2, the coil can be divided into three parts and energized as necessary to control the temperature. However, when the whole is energized or alternately energized due to the upper limit of power, It has been confirmed that heat generation is reduced at the joint of the coil. As described above, when the heat generation is reduced at the joint, the difference in the fixing rate, the difference in the glossiness of the image surface, the generation of wrinkles due to the difference in the extension of the paper, and the like occur at the joint.
本実施形態に係る電磁誘導コイルは、このようなコイルの継ぎ目での発熱の低下を防止するものである。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment prevents a decrease in heat generation at the joint of such a coil.
即ち、図3(a)に示すように、コイルを、中央コイル31aと、2つの両端コイル31b,31cとに3分割するとともに、各コイル電線を、ヒートローラの回転軸方向に対して垂直方向から所定角度傾斜した角度を有するように(図3(a)では30°)巻いている。傾斜角は特に限定されないが、長手方向でコイルの切れ目が無くなるような角度とし、5°ないし60°程度が好ましい。
That is, as shown in FIG. 3A, the coil is divided into a
図3(a)に示す電磁誘導コイルでは、コイル31a,31b,31cの各ターンが傾斜して巻かれており、図3(b)に示す電磁誘導コイルでは、コイル32a,32b,32cの各ターンの位置を上下にずらして巻かれており、図3(c)に示す電磁誘導コイルでは、中央コイル33aは各ターンの位置を上下にずらして巻かれており、2つの両端コイル33b,33cは各ターンが傾斜して巻かれており、図3(d)に示す電磁誘導コイルでは、中央コイル34aが上側コイルのコイル長を大きくし、下側コイルのコイル長を小さくした構成で、2つの両端コイル34b,34cが上側コイルのコイル長を小さくし、下側コイルのコイル長を大きくした構成であり、図3(e)に示す電磁誘導コイルでは、中央コイル35aが上側コイルと下側コイルの位置をずらし、両端コイル35bが上側コイルのコイル長を小さくし、下側コイルのコイル長を大きくした構成で、両端コイル34cが上側コイルのコイル長を大きくし、下側コイルのコイル長を小さく大きくした構成である。
In the electromagnetic induction coil shown in FIG. 3 (a), each turn of the
このような構成により、それぞれのコイルの発熱長さが部分的に異なることになる。そのため継ぎ目部分での温度低下はあるものの、それがヒートローラの回転角度により軸方向での位置が異なることになり、30℃程度低下していたものが、10℃以内の低下になり、継ぎ目部分での温度の低下を抑えることが可能となった。これにより、継ぎ目部分における定着率の差、画像表面の光沢度の差、紙の延びの差によるしわの発生等を抑えることが可能となった。 With such a configuration, the heat generation length of each coil is partially different. Therefore, although there is a temperature drop at the seam portion, the position in the axial direction differs depending on the rotation angle of the heat roller, and the one that has been lowered by about 30 ° C. falls within 10 ° C. It became possible to suppress the decrease in temperature at. As a result, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles due to the difference in fixing rate at the seam, the difference in glossiness on the image surface, and the difference in paper extension.
本実施形態に係る電磁誘導コイルも、第1の実施形態と同様、磁性体コアを持たない、いわゆる空芯コイルである。空芯コイルは、重い磁性体コアがないため軽量化を達成することが出来るともとに、磁性体コアが持つキューリー点の問題が無いため、発熱効率が低下することがない。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment is also a so-called air-core coil that does not have a magnetic core, as in the first embodiment. Since the air-core coil does not have a heavy magnetic core, weight reduction can be achieved, and there is no problem with the Curie point of the magnetic core, so the heat generation efficiency does not decrease.
しかし、空芯コイルは、必要なコイルコイル性能をひき出すためには、電流値を高くするが必要となる。そこで、コイルを形成する電線は、この高電流に耐え得るだけの太さを有することが必要となるが、公知の表皮効果のため、太い電線を用いることが出来ない。そのため、コイルを形成する電線としては、リッツ線を用いることが必要である。ちなみに、本実施形態では、0.5mmの太さの耐熱エナメル線(ポリイミド被覆)を19本撚ったものを用いている。 However, the air-core coil needs a high current value in order to bring out the necessary coil coil performance. Therefore, the electric wire forming the coil needs to have a thickness that can withstand this high current, but a thick electric wire cannot be used due to a known skin effect. Therefore, it is necessary to use a litz wire as the electric wire forming the coil. Incidentally, in the present embodiment, 19 heat-resistant enameled wires (polyimide coating) having a thickness of 0.5 mm are twisted.
本実施形態に係る電磁誘導コイルでは、コイル全長は320mmとし、中央コイルの長さは、中央コイルのみを動作させた場合でも、小サイズ紙として、一番必要とされるA4縦サイズ(210mm)に対応するとともに、両端コイルに対向するヒートローラへの熱の逃げがあるため、A4縦サイズより多少長い、230mmとしている。 In the electromagnetic induction coil according to the present embodiment, the total length of the coil is 320 mm, and the length of the central coil is the most necessary A4 vertical size (210 mm) as a small size paper even when only the central coil is operated. In addition, the heat escape to the heat roller facing both end coils is 230 mm, which is slightly longer than the A4 vertical size.
各コイル電線は、図3に示すように、種々の形状の、支持体31d,32d,33d,34d,34eに巻回されており、支持体は、耐熱性を有することが必要であり、ポリイミド、耐熱フェノール、液晶ポリマー等を用いることが出来る。 As shown in FIG. 3, each coil wire is wound around supports 31d, 32d, 33d, 34d, and 34e of various shapes, and the support needs to have heat resistance. , Heat-resistant phenol, liquid crystal polymer, and the like can be used.
また、この支持体31d,32d,33d,34d,34eの表面にシリコーン系のワニスを塗布することによりコイル電線を固定し、それによりコイルの振動等も抑えることも可能である。 Moreover, it is also possible to fix the coil electric wire by applying a silicone varnish to the surfaces of the supports 31d, 32d, 33d, 34d, and 34e, thereby suppressing the vibration of the coil.
なお、コイル形状は、図3に示す形状に限らず、隣接するコイル同士が同一の角度で傾斜してれば、同様の効果を期待することが出来る。また、すべてが空芯コイルではなく、磁性体コアを有するタイプのコイルが含まれていても、或いはすべてのコイルが磁性体コアを有するタイプのコイルであっても同様の効果を期待することが出来る。 The coil shape is not limited to the shape shown in FIG. 3, and the same effect can be expected if adjacent coils are inclined at the same angle. Moreover, even if not all air-core coils but a type of coil having a magnetic core is included, or even if all the coils are types of coils having a magnetic core, the same effect can be expected. I can do it.
以上のように、第2の実施形態によると、コイルを複数個に分割した構成とするとともに、各コイルを、ヒートローラの回転軸方向に対して垂直方向から所定角度傾斜した角度を有するように構成しているため、大サイズの用紙に対応するため分割したコイルすべてに通電する場合であっても、コイルの継ぎ目での発熱の低下を抑制することが出来、その結果、継ぎ目部分における定着率の差、画像表面の光沢度の差、紙の延びの差によるしわの発生等を抑えることが可能である。 As described above, according to the second embodiment, the coil is divided into a plurality of parts, and each coil has an angle inclined by a predetermined angle from the vertical direction with respect to the rotation axis direction of the heat roller. Because it is configured, even when all the divided coils are energized to accommodate large-size paper, it is possible to suppress a decrease in heat generation at the joints of the coils, and as a result, the fixing rate at the joints It is possible to suppress the occurrence of wrinkles due to the difference in the gloss, the difference in the glossiness of the image surface, the difference in the elongation of the paper.
図4は、本発明の第3の実施形態に係る電磁誘導コイルを示す。 FIG. 4 shows an electromagnetic induction coil according to the third embodiment of the present invention.
図2に示すようにコイルを3分割し、それぞれ必要に応じて通電して、温度制御を行うことが出来るが、全体を通電あるいは電力の上限の関係で、交互に通電した場合、分割した各コイルの継ぎ目で発熱が低下することが確認されている。このように、継ぎ目において発熱が低下すると、継ぎ目部分において定着率の差、画像表面の光沢度の差、紙の延びの差によるしわの発生等が生じてしまう。 As shown in FIG. 2, the coil can be divided into three parts and energized as necessary to control the temperature. However, when the whole is energized or alternately energized due to the upper limit of power, It has been confirmed that heat generation is reduced at the joint of the coil. As described above, when the heat generation is reduced at the joint, the difference in the fixing rate, the difference in the glossiness of the image surface, the generation of wrinkles due to the difference in the extension of the paper, and the like occur at the joint.
本実施形態に係る電磁誘導コイルは、このようなコイルの継ぎ目での発熱の低下を防止するものである。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment prevents a decrease in heat generation at the joint of such a coil.
即ち、図4(a)に示すように、コイルを、中央コイル41aと、2つの両端コイル41b,41cとに3分割するとともに、磁性体で構成されているコア42a,42b,42cをヒートローラの回転の軸方向に垂直な方向から所定角度傾斜させている。傾斜角は特に限定されないが、5°ないし60°程度が好ましい。
That is, as shown in FIG. 4 (a), the coil is divided into a
このような構成により、それぞれのコイルの発熱長さが部分的に異なることになる。そのため継ぎ目部分での温度低下はあるものの、それがヒートローラの回転角度により軸方向での位置が異なることになり、30℃程度低下していたものが、10℃以内の低下になり、継ぎ目部分での温度の低下を抑えることが可能となった。これにより、継ぎ目部分における定着率の差、画像表面の光沢度の差、紙の延びの差によるしわの発生等を抑えることが可能となった。 With such a configuration, the heat generation length of each coil is partially different. Therefore, although there is a temperature drop at the seam portion, the position in the axial direction differs depending on the rotation angle of the heat roller, and the one that has been lowered by about 30 ° C. falls within 10 ° C. It became possible to suppress the decrease in temperature at. As a result, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles due to the difference in fixing rate at the seam, the difference in glossiness on the image surface, and the difference in paper extension.
本実施形態に係る電磁誘導コイルは、第1および第2の実施形態とは異なり、磁性体コアを有するコイルである。なお、各コイルは全て同じ形状のヒートローラ軸方向に巻いたコイルを用いている。 Unlike the first and second embodiments, the electromagnetic induction coil according to the present embodiment is a coil having a magnetic core. Each coil is a coil wound in the axial direction of the heat roller having the same shape.
本実施形態に係る電磁誘導コイルでは、コイル全長は320mmとし、中央コイル41aの長さは、中央コイル41aのみを動作させた場合でも、小サイズ紙として、一番必要とされるA4縦サイズ(210mm)に対応するとともに、両端コイルに対向するヒートローラへの熱の逃げがあるため、A4縦サイズより多少長い、230mmとしている。
In the electromagnetic induction coil according to the present embodiment, the total length of the coil is 320 mm, and the length of the
磁性体コア42a,42b,42cのボビンとしては、耐熱性を有することが必要であり、ポリイミド、耐熱フェノール、液晶ポリマー等を用いることが出来る。このボビンの表面にシリコーン系のワニスを塗布することによりコイル電線を固定し、それによりコイルの振動等も抑えることも可能である。
The bobbins of the
なお、コイル形状は、図4(a)に示す形状に限らず、隣接する磁性体コアの端部同士が同一の角度で傾斜してれば、同様の効果を期待することが出来る。例えば、図4(b)に示すように角度をもたせても同様の効果が得られる。または、図4(a)の形状と図4(b)の形状を合せた形状でもよい。また、すべてが磁性体コアを有するタイプのコイルではなく、空芯コイルを有するタイプのコイルが含まれていても、同様の効果を期待することが出来る。 The coil shape is not limited to the shape shown in FIG. 4A, and the same effect can be expected if the ends of adjacent magnetic cores are inclined at the same angle. For example, the same effect can be obtained by providing an angle as shown in FIG. Alternatively, the shape of FIG. 4A and the shape of FIG. 4B may be combined. Further, the same effect can be expected even if a coil having an air core coil is included instead of a coil having a magnetic core.
以上のように、第3の実施形態によると、コイルを複数個に分割した構成とするとともに、磁性体で構成されているコアを、ヒートローラの回転の軸方向に垂直な方向から所定角度傾斜した角度を有するように構成しているため、大サイズの用紙に対応するため分割したコイルすべてに通電する場合であっても、コイルの継ぎ目での発熱の低下を抑制することが出来、その結果、継ぎ目部分における定着率の差、画像表面の光沢度の差、紙の延びの差によるしわの発生等を抑えることが可能である。 As described above, according to the third embodiment, the coil is divided into a plurality of parts, and the core made of the magnetic material is inclined at a predetermined angle from the direction perpendicular to the axial direction of the heat roller rotation. Therefore, even when energizing all of the divided coils in order to handle large-size paper, it is possible to suppress a decrease in heat generation at the joints of the coils. Further, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles due to the difference in the fixing rate at the joint, the difference in the glossiness of the image surface, and the difference in the extension of the paper.
図5は、本発明の第4の実施形態に係る電磁誘導コイルを示す。 FIG. 5 shows an electromagnetic induction coil according to a fourth embodiment of the present invention.
図2に示すようにコイルを3分割し、それぞれ必要に応じて通電して、温度制御を行うことが出来るが、全体を通電あるいは電力の上限の関係で、交互に通電した場合、分割した各コイルの継ぎ目で発熱が低下することが確認されている。このように、継ぎ目において発熱が低下すると、継ぎ目部分において定着率の差、画像表面の光沢度の差、紙の延びの差によるしわの発生等が生じてしまう。 As shown in FIG. 2, the coil can be divided into three parts and energized as necessary to control the temperature. However, when the whole is energized or alternately energized due to the upper limit of power, It has been confirmed that heat generation is reduced at the joint of the coil. As described above, when the heat generation is reduced at the joint, the difference in the fixing rate, the difference in the glossiness of the image surface, the generation of wrinkles due to the difference in the extension of the paper, and the like occur at the joint.
本実施形態に係る電磁誘導コイルは、このようなコイルの継ぎ目での発熱の低下を防止するものである。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment prevents a decrease in heat generation at the joint of such a coil.
即ち、図5に示すように、コイルを、中央コイル51aと、2つの両端コイル51b,51cとに3分割するとともに、磁性体で構成されているコア52a〜56cを、上下端部の少なくともいずれか一方において突出させ、そ内側にコイル電線を収容するような形状としている。コアの端部の形状をこのようにすることにより、コイルからの磁束は、突出させない場合に比べ、コイル端部の少し先方から出てヒートローラに向かうようになる。その結果、それぞれのコイルの端部での磁束密度の低い部分が減り、発熱の低下が抑制される。
That is, as shown in FIG. 5, the coil is divided into a
コアの端部の突出する長さは、特に限定されないが、2mm〜10mm程度が好ましい。 Although the length which the edge part of a core protrudes is not specifically limited, About 2-10 mm is preferable.
図5(a)に示す電磁誘導コイルでは、コア52a,52b,52cの上下端部が突出しており、図5(b)に示す電磁誘導コイルでは、中央のコア53aのみの上下端部が突出しており、図5(c)に示す電磁誘導コイルでは、中央のコア54aのみの下端部が突出しており、図5(d)に示す電磁誘導コイルでは、中央のコア54aのみの下端部と、両端のコア55b,55cの上端部が、大きく突出しており、図5(e)に示す電磁誘導コイルでは、中央のコア54aのみの下端部と、両端のコア55b,55cの上端部が、小さく突出している構成である。また、図22(a)〜(c)に示すような構成とすることも可能である。
In the electromagnetic induction coil shown in FIG. 5A, the upper and lower ends of the
このような構成により、従来、コイルの継ぎ目部分で30℃程度温度が低下していたものが、10℃以内の低下になり、継ぎ目部分での温度の低下を抑えることが可能となった。これにより、継ぎ目部分における定着率の差、画像表面の光沢度の差、紙の延びの差によるしわの発生等を抑えることが可能となった。 With such a configuration, the temperature that has conventionally been reduced by about 30 ° C. at the joint portion of the coil is reduced to within 10 ° C., and the temperature reduction at the joint portion can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles due to the difference in fixing rate at the seam, the difference in glossiness on the image surface, and the difference in paper extension.
なお、この効果は、隣接するコアの最短の距離よりもコア端部のヒートローラとの距離が近い方がより効果的に発揮される。 Note that this effect is more effectively exhibited when the distance from the heat roller at the end of the core is shorter than the shortest distance between adjacent cores.
本実施形態に係る電磁誘導コイルは、第1および第2の実施形態とは異なり、磁性体コアを有するコイルである。なお、各コイルは全て同じ形状のヒートローラ軸方向に巻いたコイルを用いている。 Unlike the first and second embodiments, the electromagnetic induction coil according to the present embodiment is a coil having a magnetic core. Each coil is a coil wound in the axial direction of the heat roller having the same shape.
本実施形態に係る電磁誘導コイルでは、コイル全長は320mmとし、中央コイルの長さは、中央コイルのみを動作させた場合でも、小サイズ紙として、一番必要とされるA4縦サイズ(210mm)に対応するとともに、両端コイルに対向するヒートローラへの熱の逃げがあるため、A4縦サイズより多少長い、230mmとしている。 In the electromagnetic induction coil according to the present embodiment, the total length of the coil is 320 mm, and the length of the central coil is the most necessary A4 vertical size (210 mm) as a small size paper even when only the central coil is operated. In addition, the heat escape to the heat roller facing both end coils is 230 mm, which is slightly longer than the A4 vertical size.
磁性体コアのボビンとしては、耐熱性を有することが必要であり、ポリイミド、耐熱フェノール、液晶ポリマー等を用いることが出来る。このボビンの表面にシリコーン系のワニスを塗布することによりコイル電線を固定し、それによりコイルの振動等も抑えることも可能である。 The bobbin of the magnetic core must have heat resistance, and polyimide, heat-resistant phenol, liquid crystal polymer, or the like can be used. By applying a silicone-based varnish to the surface of the bobbin, the coil electric wire can be fixed, thereby suppressing the vibration of the coil.
なお、コイル形状は、図5に示す形状に限らず、磁性体コアの端部が突出する形状であれば、同様の効果を期待することが出来る。また、すべてが磁性体コアを有するタイプのコイルではなく、空芯コイルを有するタイプのコイルが含まれていても、同様の効果を期待することが出来る。 The coil shape is not limited to the shape shown in FIG. 5, and the same effect can be expected as long as the end of the magnetic core protrudes. Further, the same effect can be expected even if a coil having an air core coil is included instead of a coil having a magnetic core.
図6は、本発明の第5の実施形態に係る電磁誘導コイルを示す。 FIG. 6 shows an electromagnetic induction coil according to the fifth embodiment of the present invention.
図2に示すようにコイルを3分割し、それぞれ必要に応じて通電して、温度制御を行うことが出来るが、全体を通電あるいは電力の上限の関係で、交互に通電した場合、分割した各コイルの継ぎ目で発熱が低下することが確認されている。このように、継ぎ目において発熱が低下すると、継ぎ目部分において定着率の差、画像表面の光沢度の差、紙の延びの差によるしわの発生等が生じてしまう。 As shown in FIG. 2, the coil can be divided into three parts and energized as necessary to control the temperature. However, when the whole is energized or alternately energized due to the upper limit of power, It has been confirmed that heat generation is reduced at the joint of the coil. As described above, when the heat generation is reduced at the joint, the difference in the fixing rate, the difference in the glossiness of the image surface, the generation of wrinkles due to the difference in the extension of the paper, and the like occur at the joint.
本実施形態に係る電磁誘導コイルは、このようなコイルの継ぎ目での発熱の低下を防止するものである。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment prevents a decrease in heat generation at the joint of such a coil.
即ち、図6(a),(b)に示すように、コイル成形方法および外形は変化させず、巻き線の構成を、端部近傍における、対向するコイル電線(ペア)の距離を広げたものとしている。それによって、コイルの継ぎ目における磁束の発生の低下を防ぎ、分割したそれぞれのコイルの両端部分での発熱を促進している。 That is, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the coil forming method and the outer shape are not changed, and the configuration of the winding is increased in the distance between the opposing coil wires (pairs) in the vicinity of the end. It is said. This prevents a decrease in the generation of magnetic flux at the joints of the coils and promotes heat generation at both ends of each divided coil.
図6(a)に示す電磁誘導コイルでは、コイル61a,61b,61cの端部の隣接する部分における対向する電線の間隔が広くされており、図6(b)に示すに電磁誘導コイルでは、中央コイル61aのみの端部における対向する電線の間隔が広くされている。
In the electromagnetic induction coil shown in FIG. 6 (a), the distance between the opposing wires in the adjacent portions of the ends of the
コイル端部における対向する電線の広げられた間隔は、特に限定されないが、コイルの長手方向中央部の対向する電線の間隔の1.1〜2倍程度が好ましい。 Although the space | interval which the electric wire which opposes in a coil edge part was expanded is not specifically limited, About 1.1 to 2 times the space | interval of the electric wire which opposes the longitudinal direction center part of a coil is preferable.
なお、本実施形態では、長さ20mmのコイルの両端部における対向する電線の間隔を5mm広げており、それによって、コイルの継ぎ目に対応する導体上の温度を、10℃以上げることを可能としている。 In the present embodiment, the distance between the opposing wires at both ends of the 20 mm long coil is increased by 5 mm, thereby enabling the temperature on the conductor corresponding to the joint of the coil to be raised by 10 ° C. or more. Yes.
このような構成により、継ぎ目部分での温度の低下を抑えることが可能となった。これにより、継ぎ目部分における定着率の差、画像表面の光沢度の差、紙の延びの差によるしわの発生等を抑えることが可能となった。 With such a configuration, it is possible to suppress a decrease in temperature at the joint portion. As a result, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles due to the difference in fixing rate at the seam, the difference in glossiness on the image surface, and the difference in paper extension.
本実施形態に係る電磁誘導コイルも、第1の実施形態と同様、磁性体コアを持たない、いわゆる空芯コイルである。空芯コイルは、重い磁性体コアがないため軽量化を達成することが出来るともとに、磁性体コアが持つキューリー点の問題が無いため、発熱効率が低下することがない。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment is also a so-called air-core coil that does not have a magnetic core, as in the first embodiment. Since the air-core coil does not have a heavy magnetic core, weight reduction can be achieved, and there is no problem with the Curie point of the magnetic core, so the heat generation efficiency does not decrease.
しかし、空芯コイルは、必要なコイルコイル性能をひき出すためには、電流値を高くするが必要となる。そこで、コイルを形成する電線は、この高電流に耐え得るだけの太さを有することが必要となるが、公知の表皮効果のため、太い電線を用いることが出来ない。そのため、コイルを形成する電線としては、リッツ線を用いることが必要である。ちなみに、本実施形態では、0.5mmの太さの耐熱エナメル線(ポリイミド被覆)を19本撚ったものを用いている。 However, the air-core coil requires a high current value in order to bring out the necessary coil coil performance. Thus, the electric wire forming the coil needs to have a thickness that can withstand this high current, but because of the known skin effect, a thick electric wire cannot be used. Therefore, it is necessary to use a litz wire as the electric wire forming the coil. Incidentally, in the present embodiment, 19 heat-resistant enamel wires (polyimide coating) having a thickness of 0.5 mm are twisted.
本実施形態に係る電磁誘導コイルでは、コイル全長は320mmとし、中央コイルの長さは、中央コイルのみを動作させた場合でも、小サイズ紙として、一番必要とされるA4縦サイズ(210mm)に対応するとともに、両端コイルに対向するヒートローラへの熱の逃げがあるため、A4縦サイズより多少長い、230mmとしている。 In the electromagnetic induction coil according to the present embodiment, the total length of the coil is 320 mm, and the length of the central coil is the most necessary A4 vertical size (210 mm) as a small size paper even when only the central coil is operated. In addition, the heat escape to the heat roller facing both end coils is 230 mm, which is slightly longer than the A4 vertical size.
各コイル電線は、図6に示すように、支持体61d,62dに巻回されており、支持体は、耐熱性を有することが必要であり、ポリイミド、耐熱フェノール、液晶ポリマー等を用いることが出来る。 As shown in FIG. 6, each coil wire is wound around supports 61d and 62d. The support needs to have heat resistance, and polyimide, heat-resistant phenol, liquid crystal polymer, or the like is used. I can do it.
また、この支持体61d,62dの表面にシリコーン系のワニスを塗布することによりコイル電線を固定し、それによりコイルの振動等も抑えることも可能である。
Further, it is possible to fix the coil electric wire by applying a silicone varnish to the surfaces of the
なお、コイル形状は、図6に示す形状に限らず、コイル端部における対向する電線の間隔を広げた構成であれば、同様の効果を期待することが出来る。また、すべてが空芯コイルではなく、磁性体コアを有するタイプのコイルが含まれていても、同様の効果を期待することが出来る。 The coil shape is not limited to the shape shown in FIG. 6, and the same effect can be expected as long as the distance between the opposing electric wires at the coil end portion is widened. Moreover, even if not all air-core coils but a type of coil having a magnetic core is included, the same effect can be expected.
以上のように、第5の実施形態によると、コイルを複数個に分割した構成とするとともに、コイルの端部近傍における、対向するコイル電線(ペア)の距離を広げる構成を有するため、大サイズの用紙に対応するため分割したコイルすべてに通電する場合であっても、コイルの継ぎ目での発熱の低下を抑制することが出来、その結果、継ぎ目部分における定着率の差、画像表面の光沢度の差、紙の延びの差によるしわの発生等を抑えることが可能である。 As described above, according to the fifth embodiment, since the coil is divided into a plurality of parts and the distance between the opposing coil electric wires (pairs) is increased in the vicinity of the end of the coil, the large size Even when all the divided coils are energized in order to handle the paper of this type, it is possible to suppress a decrease in heat generation at the joints of the coils. As a result, the difference in the fixing rate at the joints and the glossiness of the image surface It is possible to suppress the occurrence of wrinkles due to the difference in the paper length and the difference in the paper extension.
図7は、本発明の第6の実施形態に係る電磁誘導コイルを示す。 FIG. 7 shows an electromagnetic induction coil according to a sixth embodiment of the present invention.
図2に示すようにコイルを3分割し、それぞれ必要に応じて通電して、温度制御を行うことが出来るが、全体を通電あるいは電力の上限の関係で、交互に通電した場合、分割した各コイルの継ぎ目で発熱が低下することが確認されている。このように、継ぎ目において発熱が低下すると、継ぎ目部分において定着率の差、画像表面の光沢度の差、紙の延びの差によるしわの発生等が生じてしまう。 As shown in FIG. 2, the coil can be divided into three parts and energized as necessary to control the temperature. However, when the whole is energized or alternately energized due to the upper limit of power, It has been confirmed that heat generation is reduced at the joint of the coil. As described above, when the heat generation is reduced at the joint, the difference in the fixing rate, the difference in the glossiness of the image surface, the generation of wrinkles due to the difference in the extension of the paper, and the like occur at the joint.
本実施形態に係る電磁誘導コイルは、このようなコイルの継ぎ目での発熱の低下を防止するものである。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment prevents a decrease in heat generation at the joint of such a coil.
即ち、図7に示すように、3分割された磁性体コアの幅を変化させ、それによって断面の形状を端部と中央部とで変化させ、その結果、コイルの継ぎ目における磁束の発生の低下を防ぎ、分割したそれぞれのコイルの両端部分での発熱を促進している。 That is, as shown in FIG. 7, the width of the magnetic core divided into three parts is changed, thereby changing the shape of the cross section between the end part and the central part, and as a result, the generation of magnetic flux at the joint of the coil is reduced. Heat generation is promoted at both ends of each divided coil.
なお、図7(a)に示す磁性体コアでは、中央のコア71aの両端部の幅を広くし、両端コア71b,71cの中央のコア71aに隣接する端部の幅を広くしており、図7(b)に示す磁性体コアでは、中央のコア71aの両端部の幅を広くし、両端コア71b,71cの幅を特に変化させていない。
In the magnetic core shown in FIG. 7A, the width of both ends of the
磁性体コアの端部における広げられた幅は、特に限定されないが、磁性体コアの長手方向中央部の幅の1.1〜2倍程度が好ましい。 The widened width at the end of the magnetic core is not particularly limited, but is preferably about 1.1 to 2 times the width of the central portion in the longitudinal direction of the magnetic core.
なお、本実施形態では、長さ30mmのコアの両端部における幅を3mm広げており、それによって、コイルの継ぎ目に対応する導体上の温度を、10℃以上上げることを可能としている。 In the present embodiment, the width at both end portions of the 30 mm long core is increased by 3 mm, whereby the temperature on the conductor corresponding to the joint of the coil can be increased by 10 ° C. or more.
このような構成により、継ぎ目部分での温度の低下を抑えることが可能となった。これにより、継ぎ目部分における定着率の差、画像表面の光沢度の差、紙の延びの差によるしわの発生等を抑えることが可能となった。 With such a configuration, it is possible to suppress a decrease in temperature at the joint portion. As a result, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles due to the difference in fixing rate at the seam, the difference in glossiness on the image surface, and the difference in paper extension.
本実施形態に係る電磁誘導コイルは、磁性体コアを有するコイルである。なお、各コイルは全て同じ形状のヒートローラ軸方向に巻いたコイルを用いることが出来る。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment is a coil having a magnetic core. In addition, all the coils can use the coil wound in the heat roller axial direction of the same shape.
本実施形態に係る電磁誘導コイルでは、コイル全長は320mmとし、中央コイル41aの長さは、中央コイル41aのみを動作させた場合でも、小サイズ紙として、一番必要とされるA4縦サイズ(210mm)に対応するとともに、両端コイルに対向するヒートローラへの熱の逃げがあるため、A4縦サイズより多少長い、230mmとしている。
In the electromagnetic induction coil according to the present embodiment, the total length of the coil is 320 mm, and the length of the
磁性体コア71a,71b,71cのボビンとしては、耐熱性を有することが必要であり、ポリイミド、耐熱フェノール、液晶ポリマー等を用いることが出来る。このボビンの表面にシリコーン系のワニスを塗布することによりコイル電線を固定し、それによりコイルの振動等も抑えることも可能である。
The bobbins of the
なお、コアの形状は、図7に示す形状に限らず、磁性体コアの端部の幅が広げられていれば、同様の効果を期待することが出来る。また、すべてが磁性体コアを有するタイプのコイルではなく、空芯コイルを有するタイプのコイルが含まれていても、同様の効果を期待することが出来る。 The shape of the core is not limited to the shape shown in FIG. 7, and the same effect can be expected if the width of the end of the magnetic core is widened. Further, the same effect can be expected even if a coil having an air core coil is included instead of a coil having a magnetic core.
以上のように、第6の実施形態によると、コイルを複数個に分割した構成とするとともに、磁性体で構成されているコアの端部近傍の幅を広くするように構成しているため、大サイズの用紙に対応するため分割したコイルすべてに通電する場合であっても、コイルの継ぎ目での発熱の低下を抑制することが出来、その結果、継ぎ目部分における定着率の差、画像表面の光沢度の差、紙の延びの差によるしわの発生等を抑えることが可能である。 As described above, according to the sixth embodiment, the coil is divided into a plurality of parts and the width near the end of the core made of the magnetic material is widened. Even when all the divided coils are energized to handle large-size paper, it is possible to suppress a decrease in heat generation at the joints of the coils. It is possible to suppress the occurrence of wrinkles due to the difference in glossiness and the difference in paper extension.
図8は、本発明の第7の実施形態に係る電磁誘導コイルを示す。 FIG. 8 shows an electromagnetic induction coil according to a seventh embodiment of the present invention.
図2に示すようにコイルを3分割し、それぞれ必要に応じて通電して、温度制御を行うことが出来るが、電線を単純な巻き方で巻いた構成では、分割したコイルをすべて含むコイルユニットとしての両端部分の温度が、ヒートローラの開放部分からの熱の逃げ、あるいは軸受け等による熱の逃げにより、低下してしまう。 As shown in FIG. 2, the coil can be divided into three parts and energized as necessary to control the temperature. However, in the configuration in which the electric wire is wound in a simple manner, the coil unit includes all the divided coils. As a result, the temperature at both end portions of the heat roller decreases due to heat escape from the open portion of the heat roller or heat escape from a bearing or the like.
本実施形態に係る電磁誘導コイルは、このようなコイルユニットの両端での温度の低下を防止するものである。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment prevents a decrease in temperature at both ends of such a coil unit.
即ち、図8(a),(b)に示すように、コイル成形方法および外形は変化させず、巻き線の構成を、両端コイルの端部近傍における、対向するコイル電線(ペア)の距離を広げたものとしている。それによって、コイルユニットの両端での磁束密度の低下を防ぎ、コイルユニットの両端部分での発熱を促進している。 That is, as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), the coil forming method and the outer shape are not changed, and the configuration of the winding is changed to the distance between the opposing coil electric wires (pairs) in the vicinity of the ends of both end coils. It is supposed to be expanded. This prevents a decrease in magnetic flux density at both ends of the coil unit, and promotes heat generation at both ends of the coil unit.
図8(a)に示す電磁誘導コイルでは、中央コイル81aの対向電線の間隔は変えずに、両端コイル81b,81cの軸方向外側端部における対向する電線の間隔が広くされており、中央コイル81aに隣接する端部における対向する電線の間隔は広くされていない。
In the electromagnetic induction coil shown in FIG. 8 (a), the distance between the opposed electric wires at the outer ends in the axial direction of both end coils 81b and 81c is widened without changing the distance between the opposed electric wires of the
また、図8(b)に示す電磁誘導コイルでは、中央コイル82aの両端部における対向電線の間隔が広くされているとともに、両端コイル82b,82cの対向する電線の間隔が全体にわたって広くされている。
Further, in the electromagnetic induction coil shown in FIG. 8B, the distance between the opposed electric wires at both ends of the
両端コイルにおける対向する電線の広げられた間隔は、特に限定されないが、広げられない場合の対向する電線の間隔の1.1〜2倍程度が好ましい。 Although the space | interval which the electric wire which opposes in a both-ends coil was not specifically limited, about 1.1 to 2 times the space | interval of the electric wire which opposes when it is not spread is preferable.
なお、本実施形態では、長さ30mmの両端コイルにおける対向する電線の間隔を3mm広げており、それによって、コイルユニットの両端部分に対応する導体上の温度を、10℃以上げることを可能としている。 In this embodiment, the distance between the opposing wires in the 30 mm long end coil is increased by 3 mm, thereby enabling the temperature on the conductor corresponding to both end portions of the coil unit to be raised by 10 ° C. or more. Yes.
本実施形態に係る電磁誘導コイルも、第1の実施形態と同様、磁性体コアを持たない、いわゆる空芯コイルである。空芯コイルは、重い磁性体コアがないため軽量化を達成することが出来るともとに、磁性体コアが持つキューリー点の問題が無いため、発熱効率が低下することがない。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment is also a so-called air-core coil that does not have a magnetic core, as in the first embodiment. Since the air-core coil does not have a heavy magnetic core, weight reduction can be achieved, and there is no problem with the Curie point of the magnetic core, so the heat generation efficiency does not decrease.
しかし、空芯コイルは、必要なコイルコイル性能をひき出すためには、電流値を高くするが必要となる。そこで、コイルを形成する電線は、この高電流に耐え得るだけの太さを有することが必要となるが、公知の表皮効果のため、太い電線を用いることが出来ない。そのため、コイルを形成する電線としては、リッツ線を用いることが必要である。ちなみに、本実施形態では、0.5mmの太さの耐熱エナメル線(ポリイミド被覆)を19本撚ったものを用いている。 However, the air-core coil needs a high current value in order to bring out the necessary coil coil performance. Therefore, the electric wire forming the coil needs to have a thickness that can withstand this high current, but a thick electric wire cannot be used due to a known skin effect. Therefore, it is necessary to use a litz wire as the electric wire forming the coil. Incidentally, in the present embodiment, 19 heat-resistant enameled wires (polyimide coating) having a thickness of 0.5 mm are twisted.
本実施形態に係る電磁誘導コイルでは、コイル全長は320mmとし、中央コイルの長さは、中央コイルのみを動作させた場合でも、小サイズ紙として、一番必要とされるA4縦サイズ(210mm)に対応するとともに、両端コイルに対向するヒートローラへの熱の逃げがあるため、A4縦サイズより多少長い、230mmとしている。 In the electromagnetic induction coil according to the present embodiment, the total length of the coil is 320 mm, and the length of the central coil is the most necessary A4 vertical size (210 mm) as a small size paper even when only the central coil is operated. In addition, the heat escape to the heat roller facing both end coils is 230 mm, which is slightly longer than the A4 vertical size.
各コイル電線は、図8に示すように、支持体81d,82dに巻回されており、支持体は、耐熱性を有することが必要であり、ポリイミド、耐熱フェノール、液晶ポリマー等を用いることが出来る。 As shown in FIG. 8, each coil wire is wound around supports 81d and 82d, and the support needs to have heat resistance, and polyimide, heat-resistant phenol, liquid crystal polymer, or the like is used. I can do it.
また、この支持体81d,82dの表面にシリコーン系のワニスを塗布することによりコイル電線を固定し、それによりコイルの振動等も抑えることも可能である。
Further, it is possible to fix the coil electric wire by applying a silicone varnish to the surfaces of the
なお、コイル形状は、図8に示す形状に限らず、両端コイルの端部における対向する電線の間隔を広げた構成であれば、同様の効果を期待することが出来る。また、すべてが空芯コイルではなく、磁性体コアを有するタイプのコイルが含まれていても、同様の効果を期待することが出来る。 The coil shape is not limited to the shape shown in FIG. 8, and the same effect can be expected as long as the distance between the opposing electric wires at the ends of the two end coils is widened. Moreover, even if not all air-core coils but a type of coil having a magnetic core is included, the same effect can be expected.
以上のように、第7の実施形態によると、コイルを複数個に分割した構成とするとともに、両端コイルの端部近傍における、対向するコイル電線(ペア)の距離を広げる構成を有するため、大サイズの用紙に対応するため分割したコイルすべてに通電する場合であっても、コイルユニットの端部での発熱の低下を抑制することが出来る。 As described above, according to the seventh embodiment, the coil is divided into a plurality of parts, and the distance between the opposing coil wires (pairs) in the vicinity of the end portions of the both end coils is increased. Even when energizing all of the divided coils in order to accommodate the size paper, it is possible to suppress a decrease in heat generation at the end of the coil unit.
図9は、本発明の第8の実施形態に係る電磁誘導コイルを示す。 FIG. 9 shows an electromagnetic induction coil according to the eighth embodiment of the present invention.
図2に示すようにコイルを3分割し、それぞれ必要に応じて通電して、温度制御を行うことが出来るが、電線を単純な巻き方で巻いた構成では、分割したコイルをすべて含むコイルユニットとしての両端部分の温度が、ヒートローラの開放部分からの熱の逃げ、あるいは軸受け等による熱の逃げにより、低下してしまう。 As shown in FIG. 2, the coil can be divided into three parts and energized as necessary to control the temperature. However, in the configuration in which the electric wire is wound in a simple manner, the coil unit includes all the divided coils. As a result, the temperature at both end portions of the heat roller decreases due to heat escape from the open portion of the heat roller or heat escape from a bearing or the like.
本実施形態に係る電磁誘導コイルは、このようなコイルユニットの両端での温度の低下を防止するものである。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment prevents a decrease in temperature at both ends of such a coil unit.
即ち、図9に示すように、3分割された磁性体コアの幅を変化させ、それによって断面の形状を端部と中央部とで変化させ、その結果、コイルユニットの両端における磁束の発生の低下を防ぎ、コイルユニットの両端部分での発熱を促進している。 That is, as shown in FIG. 9, the width of the magnetic core divided into three parts is changed, thereby changing the shape of the cross section between the end part and the center part. As a result, the generation of magnetic flux at both ends of the coil unit is changed. This prevents the decrease and promotes heat generation at both ends of the coil unit.
なお、図9(a)に示す磁性体コアでは、中央のコア91aの幅は変化させず、両端コア91b,91cの端部の幅を広くしており、図9(b)に示す磁性体コアでは、中央のコア92aの両端部の幅および両端コア92b,92cの端部の幅をを広くしており、図9(c)に示す磁性体コアでは、中央のコア93a、両端コア93b,93cのいずれも両端部の幅を中央部に対して広くしている。
In the magnetic core shown in FIG. 9A, the width of the
磁性体コアの端部における広げられた幅は、特に限定されないが、広げられていない部分の幅の1.1〜2倍程度が好ましい。 The expanded width at the end of the magnetic core is not particularly limited, but is preferably about 1.1 to 2 times the width of the unexpanded portion.
なお、本実施形態では、長さ30mmの両端コアの端部における幅を3mm広げており、それによって、コイルユニットの両端部分に対応する導体上の温度を、10℃以上げることを可能としている。 In the present embodiment, the width at the end of both end cores having a length of 30 mm is increased by 3 mm, thereby enabling the temperature on the conductor corresponding to both end portions of the coil unit to be raised by 10 ° C. or more. .
本実施形態に係る電磁誘導コイルは、磁性体コアを有するコイルである。なお、各コイルは全て同じ形状のヒートローラ軸方向に巻いたコイルを用いることが出来る。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment is a coil having a magnetic core. In addition, all the coils can use the coil wound in the heat roller axial direction of the same shape.
本実施形態に係る電磁誘導コイルでは、コイル全長は320mmとし、中央コイル41aの長さは、中央コイル41aのみを動作させた場合でも、小サイズ紙として、一番必要とされるA4縦サイズ(210mm)に対応するとともに、両端コイルに対向するヒートローラへの熱の逃げがあるため、A4縦サイズより多少長い、230mmとしている。
In the electromagnetic induction coil according to the present embodiment, the total length of the coil is 320 mm, and the length of the
磁性体コアのボビンとしては、耐熱性を有することが必要であり、ポリイミド、耐熱フェノール、液晶ポリマー等を用いることが出来る。このボビンの表面にシリコーン系のワニスを塗布することによりコイル電線を固定し、それによりコイルの振動等も抑えることも可能である。 The bobbin of the magnetic core must have heat resistance, and polyimide, heat-resistant phenol, liquid crystal polymer, or the like can be used. By applying a silicone-based varnish to the surface of the bobbin, the coil electric wire can be fixed, thereby suppressing the vibration of the coil.
なお、コアの形状は、図9に示す形状に限らず、両端の磁性体コアの端部の幅が広げられていれば、同様の効果を期待することが出来る。また、すべてが磁性体コアを有するタイプのコイルではなく、空芯コイルを有するタイプのコイルが含まれていても、同様の効果を期待することが出来る。 The shape of the core is not limited to the shape shown in FIG. 9, and the same effect can be expected if the widths of the ends of the magnetic cores at both ends are widened. Further, the same effect can be expected even if a coil having an air core coil is included instead of a coil having a magnetic core.
以上のように、第8の実施形態によると、コイルを複数個に分割した構成とするとともに、磁性体で構成されている両端コアの端部近傍の幅を広くするように構成しているため、大サイズの用紙に対応するため分割したコイルすべてに通電する場合であっても、コイルユニットの端部での発熱の低下を抑制することが出来る。 As described above, according to the eighth embodiment, the coil is divided into a plurality of parts, and the width in the vicinity of the ends of both end cores made of a magnetic material is increased. Even when energizing all of the divided coils in order to handle large-size paper, it is possible to suppress a decrease in heat generation at the end of the coil unit.
図10は、本発明の第9の実施形態に係る電磁誘導コイルを示す。 FIG. 10 shows an electromagnetic induction coil according to the ninth embodiment of the present invention.
図2に示すようにコイルを3分割し、それぞれ必要に応じて通電して、温度制御を行うことが出来るが、全体を通電あるいは電力の上限の関係で、交互に通電した場合、分割した各コイルの継ぎ目で発熱が低下することが確認されている。このように、継ぎ目において発熱が低下すると、継ぎ目部分において定着率の差、画像表面の光沢度の差、紙の延びの差によるしわの発生等が生じてしまう。 As shown in FIG. 2, the coil can be divided into three parts and energized as necessary to control the temperature. However, when the whole is energized or alternately energized due to the upper limit of power, It has been confirmed that heat generation is reduced at the joint of the coil. As described above, when the heat generation is reduced at the joint, the difference in the fixing rate, the difference in the glossiness of the image surface, the generation of wrinkles due to the difference in the extension of the paper, and the like occur at the joint.
本実施形態に係る電磁誘導コイルは、このようなコイルの継ぎ目での発熱の低下を防止するものである。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment prevents a decrease in heat generation at the joint of such a coil.
即ち、図10(a),(b)に示すように、分割された隣接するコイル101aとコイル101bとの間の近傍、およびコイル103aとコイル103bとの間の近傍における、電線とヒートローラ102,104の間の距離を近付けている。それによって、コイルで発生した磁束を効果的にヒートローラに作用させることが出来、分割したそれぞれのコイルの両端部分での発熱を促進することを可能としている。
That is, as shown in FIGS. 10A and 10B, the electric wire and the
本実施形態の場合、分割されたコイルの継ぎ目近傍において、30mmにわたって電線とヒートローラの距離を1mm近付けており、それによって、コイルの継ぎ目に対応する導体上の温度をげることが可能となった。 In the case of this embodiment, in the vicinity of the joint of the divided coils, the distance between the electric wire and the heat roller is made close to 1 mm over 30 mm, so that the temperature on the conductor corresponding to the joint of the coil can be increased. It was.
このような構成により、継ぎ目部分での温度の低下を抑えることが可能となった。これにより、継ぎ目部分における定着率の差、画像表面の光沢度の差、紙の延びの差によるしわの発生等を抑えることが可能となった。 With such a configuration, it is possible to suppress a decrease in temperature at the joint portion. As a result, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles due to the difference in fixing rate at the seam, the difference in glossiness on the image surface, and the difference in paper extension.
本実施形態に係る電磁誘導コイルも、第1の実施形態と同様、磁性体コアを持たない、いわゆる空芯コイルである。空芯コイルは、重い磁性体コアがないため軽量化を達成することが出来るともとに、磁性体コアが持つキューリー点の問題が無いため、発熱効率が低下することがない。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment is also a so-called air-core coil that does not have a magnetic core, as in the first embodiment. Since the air-core coil does not have a heavy magnetic core, weight reduction can be achieved, and there is no problem with the Curie point of the magnetic core, so the heat generation efficiency does not decrease.
しかし、空芯コイルは、必要なコイルコイル性能をひき出すためには、電流値を高くするが必要となる。そこで、コイルを形成する電線は、この高電流に耐え得るだけの太さを有することが必要となるが、公知の表皮効果のため、太い電線を用いることが出来ない。そのため、コイルを形成する電線としては、リッツ線を用いることが必要である。ちなみに、本実施形態では、0.5mmの太さの耐熱エナメル線(ポリイミド被覆)を19本撚ったものを用いている。 However, the air-core coil needs a high current value in order to bring out the necessary coil coil performance. Therefore, the electric wire forming the coil needs to have a thickness that can withstand this high current, but a thick electric wire cannot be used due to a known skin effect. Therefore, it is necessary to use a litz wire as the electric wire forming the coil. Incidentally, in the present embodiment, 19 heat-resistant enameled wires (polyimide coating) having a thickness of 0.5 mm are twisted.
本実施形態に係る電磁誘導コイルでは、コイル全長は320mmとし、中央コイルの長さは、中央コイルのみを動作させた場合でも、小サイズ紙として、一番必要とされるA4縦サイズ(210mm)に対応するとともに、両端コイルに対向するヒートローラへの熱の逃げがあるため、A4縦サイズより多少長い、230mmとしている。 In the electromagnetic induction coil according to the present embodiment, the total length of the coil is 320 mm, and the length of the central coil is the most necessary A4 vertical size (210 mm) as a small size paper even when only the central coil is operated. In addition, the heat escape to the heat roller facing both end coils is 230 mm, which is slightly longer than the A4 vertical size.
各コイル電線は、支持体に巻回されており、支持体は、耐熱性を有することが必要であり、ポリイミド、耐熱フェノール、液晶ポリマー等を用いることが出来る。 Each coil electric wire is wound around a support, and the support needs to have heat resistance, and polyimide, heat-resistant phenol, liquid crystal polymer, or the like can be used.
また、この支持体の表面にシリコーン系のワニスを塗布することによりコイル電線を固定し、それによりコイルの振動等も抑えることも可能である。 Further, it is possible to fix the coil electric wire by applying a silicone-based varnish on the surface of the support, thereby suppressing the vibration of the coil.
なお、すべてが空芯コイルではなく、磁性体コアを有するタイプのコイルが含まれていても、同様の効果を期待することが出来る。 Note that the same effect can be expected even if not all air-core coils but a type of coil having a magnetic core is included.
以上のように、第9の実施形態によると、コイルを複数個に分割した構成とするとともに、隣接するコイルの端部近傍のコイル電線と被加熱体との距離を短くしている、大サイズの用紙に対応するため分割したコイルすべてに通電する場合であっても、コイルの継ぎ目での発熱の低下を抑制することが出来、その結果、継ぎ目部分における定着率の差、画像表面の光沢度の差、紙の延びの差によるしわの発生等を抑えることが可能である。 As described above, according to the ninth embodiment, the coil is divided into a plurality of parts, and the distance between the coil wire near the end of the adjacent coil and the object to be heated is shortened. Even when all the divided coils are energized in order to handle the paper of this type, it is possible to suppress a decrease in heat generation at the joints of the coils. As a result, the difference in the fixing rate at the joints and the glossiness of the image surface It is possible to suppress the occurrence of wrinkles due to the difference in the paper length and the difference in the paper extension.
図11は、本発明の第10の実施形態に係る電磁誘導コイルを示す。 FIG. 11 shows an electromagnetic induction coil according to the tenth embodiment of the present invention.
図2に示すようにコイルを3分割し、それぞれ必要に応じて通電して、温度制御を行うことが出来るが、全体を通電あるいは電力の上限の関係で、交互に通電した場合、分割した各コイルの継ぎ目で発熱が低下することが確認されている。このように、継ぎ目において発熱が低下すると、継ぎ目部分において定着率の差、画像表面の光沢度の差、紙の延びの差によるしわの発生等が生じてしまう。 As shown in FIG. 2, the coil can be divided into three parts and energized as necessary to control the temperature. However, when the whole is energized or alternately energized due to the upper limit of power, It has been confirmed that heat generation is reduced at the joint of the coil. As described above, when the heat generation is reduced at the joint, the difference in the fixing rate, the difference in the glossiness of the image surface, the generation of wrinkles due to the difference in the extension of the paper, and the like occur at the joint.
本実施形態に係る電磁誘導コイルは、このようなコイルの継ぎ目での発熱の低下を防止するものである。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment prevents a decrease in heat generation at the joint of such a coil.
即ち、図11(a)に示すように、分割された隣接するコイルの磁性体コア111a,111bの継ぎ目近傍の部分とヒートローラ112,114の間の距離を近付けている。それによって、コイルで発生した磁束を効果的にヒートローラに作用させることが出来、分割したそれぞれのコイルの両端部分での発熱を促進することを可能としている。なお、図11(b)では、端部コイルの磁性体コア113bは変えずに、それに隣接する磁性体コア113aの継ぎ目近傍とヒートローラ114の間の距離を近付けている。
That is, as shown in FIG. 11A, the distance between the
本実施形態の場合、分割されたコイルの継ぎ目近傍において、30mmにわたって磁性体コアとヒートローラの距離を1mm近付けており、それによって、コイルの継ぎ目に対応する導体上の温度を上げることが可能となった。 In the case of this embodiment, in the vicinity of the joint of the divided coils, the distance between the magnetic core and the heat roller is made close to 1 mm over 30 mm, so that the temperature on the conductor corresponding to the joint of the coil can be increased. became.
このような構成により、継ぎ目部分での温度の低下を抑えることが可能となった。これにより、継ぎ目部分における定着率の差、画像表面の光沢度の差、紙の延びの差によるしわの発生等を抑えることが可能となった。 With such a configuration, it is possible to suppress a decrease in temperature at the joint portion. As a result, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles due to the difference in fixing rate at the seam, the difference in glossiness on the image surface, and the difference in paper extension.
本実施形態に係る電磁誘導コイルは、磁性体コアを有するコイルである。なお、各コイルは全て同じ形状のヒートローラ軸方向に巻いたコイルを用いることが出来る。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment is a coil having a magnetic core. In addition, all the coils can use the coil wound in the heat roller axial direction of the same shape.
本実施形態に係る電磁誘導コイルでは、コイル全長は320mmとし、中央コイルの長さは、中央コイルのみを動作させた場合でも、小サイズ紙として、一番必要とされるA4縦サイズ(210mm)に対応するとともに、両端コイルに対向するヒートローラへの熱の逃げがあるため、A4縦サイズより多少長い、230mmとしている。 In the electromagnetic induction coil according to the present embodiment, the total length of the coil is 320 mm, and the length of the central coil is the most necessary A4 vertical size (210 mm) as a small size paper even when only the central coil is operated. In addition, the heat escape to the heat roller facing both end coils is 230 mm, which is slightly longer than the A4 vertical size.
磁性体コアのボビンとしては、耐熱性を有することが必要であり、ポリイミド、耐熱フェノール、液晶ポリマー等を用いることが出来る。このボビンの表面にシリコーン系のワニスを塗布することによりコイル電線を固定し、それによりコイルの振動等も抑えることも可能である。 The bobbin of the magnetic core must have heat resistance, and polyimide, heat-resistant phenol, liquid crystal polymer, or the like can be used. By applying a silicone-based varnish to the surface of the bobbin, the coil electric wire can be fixed, thereby suppressing the vibration of the coil.
なお、コアの形状は、図11に示す形状に限らず、継ぎ目近傍における磁性体コアの端部のサイズが大きくされ、被加熱体との距離が狭められていれば、同様の効果を期待することが出来る。また、すべてが磁性体コアを有するタイプのコイルではなく、空芯コイルを有するタイプのコイルが含まれていても、同様の効果を期待することが出来る。 The shape of the core is not limited to the shape shown in FIG. 11, and the same effect can be expected if the size of the end of the magnetic core in the vicinity of the joint is increased and the distance to the heated body is reduced. I can do it. Further, the same effect can be expected even if a coil having an air core coil is included instead of a coil having a magnetic core.
以上のように、第10の実施形態によると、コイルを複数個に分割した構成とするとともに、磁性体で構成されているコアの継ぎ目近傍における端部と被加熱体との距離を狭めるように構成しているため、大サイズの用紙に対応するため分割したコイルすべてに通電する場合であっても、コイルの継ぎ目での発熱の低下を抑制することが出来、その結果、継ぎ目部分における定着率の差、画像表面の光沢度の差、紙の延びの差によるしわの発生等を抑えることが可能である。 As described above, according to the tenth embodiment, the coil is divided into a plurality of parts, and the distance between the end near the seam of the core made of a magnetic material and the object to be heated is reduced. Because it is configured, even when all the divided coils are energized to accommodate large-size paper, it is possible to suppress a decrease in heat generation at the joints of the coils, and as a result, the fixing rate at the joints It is possible to suppress the occurrence of wrinkles due to the difference in the gloss, the difference in the glossiness of the image surface, the difference in the elongation of the paper.
図12は、本発明の第11の実施形態に係る電磁誘導コイルを示す。 FIG. 12 shows an electromagnetic induction coil according to the eleventh embodiment of the present invention.
図2に示すようにコイルを3分割し、それぞれ必要に応じて通電して、温度制御を行うことが出来るが、電線を単純な巻き方で巻いた構成では、分割したコイルをすべて含むコイルユニットとしての両端部分の温度が、ヒートローラの開放部分からの熱の逃げ、あるいは軸受け等による熱の逃げにより、低下してしまう。 As shown in FIG. 2, the coil can be divided into three parts and energized as necessary to control the temperature. However, in the configuration in which the electric wire is wound in a simple manner, the coil unit includes all the divided coils. As a result, the temperature at both end portions of the heat roller decreases due to heat escape from the open portion of the heat roller or heat escape from a bearing or the like.
本実施形態に係る電磁誘導コイルは、このようなコイルユニットの両端での温度の低下を防止するものである。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment prevents a decrease in temperature at both ends of such a coil unit.
即ち、図12(a),(b)に示すように、コイル成形方法および外形は変化させず、巻き線の構成を、両端コイル121,123の端部近傍における、コイル電線とヒートローラー122,124との距離を狭めたものとしている。それによって、コイルユニットの両端での磁束密度の低下を防ぎ、コイルユニットの両端部分での発熱を促進している。
That is, as shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b), the coil forming method and the outer shape are not changed, and the configuration of the winding is changed between the coil electric wire and the
なお、本実施形態では、両端コイルの端部30mmにわたってコイル電線とヒートローラの距離を1mm近付けており、それによって、コイルユニットの両端部分に対応する導体上の温度を10℃上げることが可能となった。 In the present embodiment, the distance between the coil electric wire and the heat roller is made close to 1 mm over the end 30 mm of the both end coils, whereby the temperature on the conductor corresponding to both end portions of the coil unit can be increased by 10 ° C. became.
本実施形態に係る電磁誘導コイルも、第1の実施形態と同様、磁性体コアを持たない、いわゆる空芯コイルである。空芯コイルは、重い磁性体コアがないため軽量化を達成することが出来るともとに、磁性体コアが持つキューリー点の問題が無いため、発熱効率が低下することがない。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment is also a so-called air-core coil that does not have a magnetic core, as in the first embodiment. Since the air-core coil does not have a heavy magnetic core, weight reduction can be achieved, and there is no problem with the Curie point of the magnetic core, so the heat generation efficiency does not decrease.
しかし、空芯コイルは、必要なコイルコイル性能をひき出すためには、電流値を高くするが必要となる。そこで、コイルを形成する電線は、この高電流に耐え得るだけの太さを有することが必要となるが、公知の表皮効果のため、太い電線を用いることが出来ない。そのため、コイルを形成する電線としては、リッツ線を用いることが必要である。ちなみに、本実施形態では、0.5mmの太さの耐熱エナメル線(ポリイミド被覆)を19本撚ったものを用いている。 However, the air-core coil needs a high current value in order to bring out the necessary coil coil performance. Therefore, the electric wire forming the coil needs to have a thickness that can withstand this high current, but a thick electric wire cannot be used due to a known skin effect. Therefore, it is necessary to use a litz wire as the electric wire forming the coil. Incidentally, in the present embodiment, 19 heat-resistant enameled wires (polyimide coating) having a thickness of 0.5 mm are twisted.
本実施形態に係る電磁誘導コイルでは、コイル全長は320mmとし、中央コイルの長さは、中央コイルのみを動作させた場合でも、小サイズ紙として、一番必要とされるA4縦サイズ(210mm)に対応するとともに、両端コイルに対向するヒートローラへの熱の逃げがあるため、A4縦サイズより多少長い、230mmとしている。 In the electromagnetic induction coil according to the present embodiment, the total length of the coil is 320 mm, and the length of the central coil is the most necessary A4 vertical size (210 mm) as a small size paper even when only the central coil is operated. In addition, the heat escape to the heat roller facing both end coils is 230 mm, which is slightly longer than the A4 vertical size.
各コイル電線は、支持体に巻回されており、支持体は、耐熱性を有することが必要であり、ポリイミド、耐熱フェノール、液晶ポリマー等を用いることが出来る。 Each coil electric wire is wound around a support, and the support needs to have heat resistance, and polyimide, heat-resistant phenol, liquid crystal polymer, or the like can be used.
また、この支持体の表面にシリコーン系のワニスを塗布することによりコイル電線を固定し、それによりコイルの振動等も抑えることも可能である。 Further, it is possible to fix the coil electric wire by applying a silicone-based varnish on the surface of the support, thereby suppressing the vibration of the coil.
なお、すべてが空芯コイルではなく、磁性体コアを有するタイプのコイルが含まれていても、同様の効果を期待することが出来る。 Note that the same effect can be expected even if not all air-core coils but a type of coil having a magnetic core is included.
以上のように、第11の実施形態によると、コイルを複数個に分割した構成とするとともに、両端コイルの端部近傍における、コイル電線と被加熱体との距離を狭めているため、大サイズの用紙に対応するため分割したコイルすべてに通電する場合であっても、コイルユニットの端部での発熱の低下を抑制することが出来る。 As described above, according to the eleventh embodiment, the coil is divided into a plurality of parts, and the distance between the coil electric wire and the heated object is reduced in the vicinity of the ends of the both end coils. Even when energizing all of the divided coils in order to cope with the paper, it is possible to suppress a decrease in heat generation at the end of the coil unit.
図13は、本発明の第12の実施形態に係る電磁誘導コイルを示す。 FIG. 13 shows an electromagnetic induction coil according to a twelfth embodiment of the present invention.
図2に示すようにコイルを3分割し、それぞれ必要に応じて通電して、温度制御を行うことが出来るが、電線を単純な巻き方で巻いた構成では、分割したコイルをすべて含むコイルユニットとしての両端部分の温度が、ヒートローラの開放部分からの熱の逃げ、あるいは軸受け等による熱の逃げにより、低下してしまう。 As shown in FIG. 2, the coil can be divided into three parts and energized as necessary to control the temperature. However, in the configuration in which the electric wire is wound in a simple manner, the coil unit includes all the divided coils. As a result, the temperature at both end portions of the heat roller decreases due to heat escape from the open portion of the heat roller or heat escape from a bearing or the like.
本実施形態に係る電磁誘導コイルは、このようなコイルユニットの両端での温度の低下を防止するものである。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment prevents a decrease in temperature at both ends of such a coil unit.
即ち、図13に示すように、分割されたコイルのうち、両端コイルの磁性体コア131bの端部とヒートローラー132との距離を狭めたものとしている。隣接する磁性体コア131aについては、何ら変えていない。それによって、コイルユニットの両端での磁束密度の低下を防ぎ、コイルユニットの両端部分での発熱を促進している。
That is, as shown in FIG. 13, among the divided coils, the distance between the end of the
なお、本実施形態では、両端コイルの端部30mmにわたって磁性体コア131bとヒートローラ132の距離を1mm近付けており、それによって、コイルユニットの両端部分に対応する導体上の温度を10℃上げることが可能となった。
In this embodiment, the distance between the
本実施形態に係る電磁誘導コイルは、磁性体コアを有するコイルである。なお、各コイルは全て同じ形状のヒートローラ軸方向に巻いたコイルを用いることが出来る。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment is a coil having a magnetic core. In addition, all the coils can use the coil wound in the heat roller axial direction of the same shape.
本実施形態に係る電磁誘導コイルでは、コイル全長は320mmとし、中央コイルの長さは、中央コイルのみを動作させた場合でも、小サイズ紙として、一番必要とされるA4縦サイズ(210mm)に対応するとともに、両端コイルに対向するヒートローラへの熱の逃げがあるため、A4縦サイズより多少長い、230mmとしている。 In the electromagnetic induction coil according to the present embodiment, the total length of the coil is 320 mm, and the length of the central coil is the most necessary A4 vertical size (210 mm) as a small size paper even when only the central coil is operated. In addition, the heat escape to the heat roller facing both end coils is 230 mm, which is slightly longer than the A4 vertical size.
磁性体コアのボビンとしては、耐熱性を有することが必要であり、ポリイミド、耐熱フェノール、液晶ポリマー等を用いることが出来る。このボビンの表面にシリコーン系のワニスを塗布することによりコイル電線を固定し、それによりコイルの振動等も抑えることも可能である。 The bobbin of the magnetic core must have heat resistance, and polyimide, heat-resistant phenol, liquid crystal polymer, or the like can be used. By applying a silicone-based varnish to the surface of the bobbin, the coil electric wire can be fixed, thereby suppressing the vibration of the coil.
なお、すべてが磁性体コアを有するタイプのコイルではなく、空芯コイルを有するタイプのコイルが含まれていても、同様の効果を期待することが出来る。 Note that the same effect can be expected even when a coil having an air-core coil is included instead of a coil having a magnetic core.
以上のように、第12の実施形態によると、コイルを複数個に分割した構成とするとともに、磁性体で構成されている両端コアの端部と被加熱体との距離を狭めているため、大サイズの用紙に対応するため分割したコイルすべてに通電する場合であっても、コイルユニットの端部での発熱の低下を抑制することが出来る。 As described above, according to the twelfth embodiment, the coil is divided into a plurality of parts, and the distance between the end of the both end core made of a magnetic body and the object to be heated is narrowed. Even when energizing all of the divided coils in order to handle large-size paper, it is possible to suppress a decrease in heat generation at the end of the coil unit.
図14および図15は、本発明の第13の実施形態に係る定着装置を説明するための回路図である。 14 and 15 are circuit diagrams for explaining a fixing device according to a thirteenth embodiment of the present invention.
本実施形態では、図14に示すように、電磁誘導コイルを、中央コイル141aと両端コイル141b,141cに3分割し、その内の両端コイル141b,141cは、同じ制御方式で、駆動している。コイルの駆動方式としては、ウォーミングアップ時は、すべてのコイルに通電し、それ以外は必要に応じた制御により、駆動するコイルを切り替える方法が考えられる。この場合、ウォーミングアップ時にすべてのコイルに同時に通電することを前提とすると、定着装置に許容される出力は、中央コイル141aと両端コイル141b,141cの出力の和となる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 14, the electromagnetic induction coil is divided into a
例えば、定着装置の加熱源に許容される電力が、他の装置部分がすべて動作していないウォーミングアップ時において最大1400Wとし、コピー時900Wとすると、中央コイル141aの出力は700W、両端コイル141b,141cの出力は合計で700Wとなる。通常、これらのコイルの出力を周波数で可変して、主に同じタイミングで動作させるのであるが、同時に複数個のコイルを駆動すると、微妙な周波数の差により、うなりを生じ、騒音となる。
For example, assuming that the power allowed for the heating source of the fixing device is 1400 W at the maximum during warm-up when all other device parts are not operating and 900 W at the time of copying, the output of the
これは、強制発振であるハーフブリッジ方式により防止することが可能であるが、例えば、スイッチング素子の数が増えて、コストアップの要因となる。そこで、複数のコイルをそれぞれ、定着器装置加熱源に許容される最大値の出力を、ウォーミングアップ時は中央コイル1400W、両端コイル1400Wとして、これらを交互に駆動するようにすれば、1400Wの出力の加熱源であることは変わらず、コピー時は、それぞれ周波数を可変して出力を調整し、許容される最大の電力を必要な部分に投入することが可能となるだけでなく、更に安価な自励発振である準E級方式を用いることも出来る。 This can be prevented by the half-bridge method which is forced oscillation, but for example, the number of switching elements increases, which causes an increase in cost. Therefore, if the plurality of coils are respectively driven at the maximum value allowed for the heating device of the fixing device as the central coil 1400W and the two end coils 1400W at the time of warming up, the outputs are 1400W. It remains the same as the heating source, and during copying, it is possible not only to adjust the output by adjusting the frequency, but also to supply the maximum allowable power to the necessary part, as well as to reduce the cost. It is also possible to use a quasi-E class method that is an oscillation.
この際、誘導加熱では、発振できる周波数の範囲が限られるため、出力範囲を複数のコイルで広く用いるためには、それぞれのコイルがおおむね同一の周波数で同一の出力が得られるように設計する必要がある。 At this time, in induction heating, since the range of frequencies that can oscillate is limited, in order to use the output range widely with a plurality of coils, it is necessary to design each coil to obtain the same output at substantially the same frequency. There is.
従って、本実施形態では、100Vで、周波数20Khz〜40kHzで700W〜1400Wの出力が得られるように設定しており、出力の上限は概ね同じで、定着装置に許される最大値となる。具体的にいうと、例えば、周波数21KHz程度で、中央コイル、両端コイルの出力の和をいずれも1400Wとすると、39KHz程度の周波数では、それぞれ700Wとすることになる。コイルのインダクタンスも±30程度の差に抑えておく必要がある。 Therefore, in this embodiment, the output is set to 700 W to 1400 W at 100 V and the frequency 20 Khz to 40 kHz, and the upper limit of the output is substantially the same, which is the maximum value allowed for the fixing device. Specifically, for example, assuming that the sum of the outputs of the central coil and both end coils is 1400 W at a frequency of about 21 KHz, the frequency is about 39 W at a frequency of about 39 KHz. It is necessary to suppress the coil inductance to a difference of about ± 30.
その際、中央コイルと両端コイルを交互に駆動するため、同時に通電しないようにすることが必要であり、さらに、これらの出力差が大きいと交互に駆動する際には同じ電源ラインの電圧低下を招くことがあるため、図14(b)に示すように、交互通電時は、出力差は200W以下で、しかもゼロクロスで、切り替え時の通電の間隔は0〜20msec以下として、複数のコイルを切り替えている。 At that time, since the center coil and both end coils are driven alternately, it is necessary not to energize at the same time.In addition, when these output differences are large, the voltage drop of the same power line is reduced when driving alternately. Therefore, as shown in FIG. 14B, when alternating energization, the output difference is 200 W or less, and at zero crossing, the energization interval at switching is set to 0 to 20 msec or less, and a plurality of coils are switched. ing.
実際には、これらの制御を一つのマイコンにより行えば、交互運転時のタイミング動作をスムーズに行うことが可能であり、さらにヒートローラの温度変化により、ヒートローラの磁気特性やコイル特性が変化して、発振条件が異なったとしても、円滑に駆動指令を行い、複数のマイコンを用いる場合よりも簡素化するとともに、コストダウンも可能となる。 Actually, if these controls are performed by a single microcomputer, it is possible to smoothly perform the timing operation at the time of alternate operation, and furthermore, the magnetic characteristics and coil characteristics of the heat roller change due to the temperature change of the heat roller. Thus, even if the oscillation conditions are different, a drive command is smoothly issued, which is simplified as compared with the case of using a plurality of microcomputers, and the cost can be reduced.
また、それぞれのコイルへの交互通電の際には、周波数可変によりいきなり所定の出力に立ち上げずに、徐々に周波数を下げていく方法を含めることも可能であり、或いは所定の周波数による電流を通電して、電力を算出し、その後、周波数を制御して出力を調整するような方法を採ることも可能である。更に、前の通電時の条件に基づいて周波数と出力を決定することも可能である。 In addition, when alternately energizing each coil, it is possible to include a method of gradually decreasing the frequency without suddenly rising to a predetermined output by changing the frequency, or by supplying a current at a predetermined frequency. It is also possible to take a method of energizing and calculating the power, and then adjusting the output by controlling the frequency. Furthermore, it is also possible to determine the frequency and output based on the previous energization conditions.
本実施形態では、交互通電時の初期には周波数を徐々に下げ、出力を徐々に上げる、いわゆるソフトスタートを0.5秒以下の時間行い、その後は、それぞれ、以前の値を基に周波数を決定して出力し、その出力を検知しながら修正を行っている。出力は、入力の電圧と電流を検知することにより検出している。 In this embodiment, at the initial stage of alternating energization, the frequency is gradually decreased and the output is gradually increased, so-called soft start is performed for a period of 0.5 seconds or less, and thereafter, the frequency is set based on the previous value. Decide and output, and make corrections while detecting the output. The output is detected by detecting the input voltage and current.
本実施形態に係る定着装置は、1つの電源部(交流を直流に平滑化する回路)と、それぞれのコイル用の複数の発振部を備えており、これらを1つのマイコンで制御している。発振方式は準E級回路を用いているが、他の公知の発振方式であるハーフビリッジ、フルブリッジ方式を用いても、同様の効果を得ることが可能である。 The fixing device according to the present embodiment includes one power supply unit (a circuit that smoothes alternating current into direct current) and a plurality of oscillation units for the respective coils, and these are controlled by a single microcomputer. Although the oscillation system uses a quasi-E class circuit, the same effect can be obtained by using other known oscillation systems such as a half bridge and full bridge system.
また、本実施形態に係る定着装置では、それぞれのコイルにより発熱したヒートローラの温度やコイル自体の温度の検出をサーミスタ等でそれぞれ行い、発熱の状況を監視すると共に、サーモスタット等もそれぞれ設けている。 Further, in the fixing device according to the present embodiment, the temperature of the heat roller generated by each coil and the temperature of the coil itself are detected by a thermistor or the like, and the state of heat generation is monitored, and a thermostat is also provided. .
更に、上記交互通電時のそれぞれのコイルへの通電の時間は、上記の温度検出手段により、その熱エネルギーの消費状況と温度により、常に切り替えることが可能であるが、本実施形態では、幾つかの駆動パターンを事前に有し、動作状況(例えばウォーミングアップ時、コピー時、小サイズ紙コピー時、レディー時)をマシン本体の動作状況と、前述の温度検出手段により検知して、このパターンを選択して用いている。 Furthermore, the energization time to each coil during the alternate energization can always be switched by the temperature detection means depending on the consumption state and temperature of the heat energy. Drive pattern in advance, and select the pattern by detecting the operating status (for example, warming up, copying, small-size paper copying, ready) with the operating status of the machine body and the temperature detection means described above It is used as.
ちなみに、パターンの一例としては、中央コイルが2秒、両端コイルが1秒の組合せ、中央コイルが2秒、両端コイルが0.5秒の組合せ、等である。更に、それぞれのコイルの温度を上記方法で検出して、常に低い方に通電する等の方法も可能である。これらの際には、設定温度の上限と下限を設定しておくことが必要であるのは言うまでもない。 Incidentally, as an example of the pattern, there are a combination of 2 seconds for the center coil and 1 second for both end coils, a combination for 2 seconds for the center coil and 0.5 seconds for both ends coils, and the like. Furthermore, a method of detecting the temperature of each coil by the above method and always energizing the lower one is also possible. In these cases, it goes without saying that it is necessary to set an upper limit and a lower limit of the set temperature.
図16〜19は、本発明の第14の実施形態に係る電磁誘導コイルを示す。 16 to 19 show an electromagnetic induction coil according to a fourteenth embodiment of the present invention.
本実施形態では、電磁誘導コイルを、本来、主たる最大の性能を引き出す必要のある、加熱すべき用紙の最大の長さに対応した外側コイルと、その内側に配置された、小サイズ紙に対応した内側コイルとからなる二重構造としている。 In this embodiment, the electromagnetic induction coil corresponds to the outer coil corresponding to the maximum length of the paper to be heated and the small size paper disposed inside the electromagnetic induction coil, which should originally bring out the main maximum performance. A double structure consisting of the inner coil.
図16に示す電磁誘導コイルでは、磁界の発生方向を直角として、互いのコイルでのロスを少なくするため、内側コイル162をヒートローラ回転軸に沿って巻いたソレノイド巻きのコイルとし、外側コイル161を軸方向に沿った巻き方(平面型)としている。この電磁誘導コイルの芯材の内部には、磁性体コア163が配置されている。また、図17および18に示す電磁誘導コイルでは、外側コイル171も内側コイル172も、軸方向に沿った巻き方としている。なお、図17(b)は、図17(a)に示す電磁誘導コイルの中央部の断面図である。
In the electromagnetic induction coil shown in FIG. 16, the
電磁誘導コイルの、特に外側コイルでは、両端部分にヒートローラの開放部分からの放熱、軸受け等に奪われる熱の問題で、コイルの両端部分の発熱を中央部分に比べて強化する必要がある。そのためには、コイルの両端部分が空芯であれば、図19に示すように、コイル191の端部における電線間の距離を広げて磁束の打ち消しを減らせばよいし(例えば最小部分を10mmを15mmへ)、あるいは端部における電線とヒートローラの間隔を狭めても良い(3mmを2mmへ)。また、コイルの両端部分がコアを持つ場合は、コアの幅を端部で広げても良いし(5mmを8mmへ)、コアの端部とヒートローラの距離を近付けても良い(8mmを4mmへ)。
In the case of the electromagnetic induction coil, particularly the outer coil, it is necessary to reinforce heat generation at both ends of the coil as compared to the central portion due to heat radiation from the open portion of the heat roller at both ends and heat lost to the bearings. For this purpose, if both ends of the coil are air cores, as shown in FIG. 19, the distance between the wires at the end of the
なお、コアとヒートローラの距離を近付けることにより、ウォーミングアップタイム直後の温度の低下をヒートローラ回転軸方向に均一(10℃以内)に収めることが可能である。また、このコイルの駆動は、ウォーミングアップ時や通常のコピー時は外側の第1のコイルに通電するが、小さいサイズの用紙の印刷時や両端部が設定値以上に発熱した場合には、内側コイルのみを駆動することになる。 Note that, by reducing the distance between the core and the heat roller, the temperature drop immediately after the warm-up time can be kept uniform (within 10 ° C.) in the direction of the heat roller rotation axis. Also, this coil is driven by warming up the first coil during warm-up or normal copying. However, when printing on small paper or when both ends generate heat above the set value, the inner coil Will only drive.
この際、誘導加熱では、発振できる周波数の範囲が限られるため、出力範囲を複数のコイルで広く用いるためには、それぞれのコイルが同一の周波数で同一の出力が得られるように設計する必要がある。 At this time, in induction heating, since the range of frequencies that can oscillate is limited, in order to use the output range widely with a plurality of coils, it is necessary to design each coil to obtain the same output at the same frequency. is there.
従って、本実施形態では、100Vで、周波数20Khz〜40kHzで700W〜1400Wの出力が得られるように設定しており、出力の上限は概ね同じで、定着装置に許される最大値となる。これは、複数のコイルがすべてほぼ同じであることが必要となる。 Therefore, in this embodiment, the output is set to 700 W to 1400 W at 100 V and the frequency 20 Khz to 40 kHz, and the upper limit of the output is substantially the same, which is the maximum value allowed for the fixing device. This requires that the plurality of coils are all substantially the same.
この際、外側コイルと内側コイルを交互に駆動するため、同時に通電しないようにすることが必要であり、さらに、これらの出力差が大きいと交互に駆動する際には同じ電源ラインの電圧低下を招くことがあるため、交互通電時は、出力差は200W以下で、しかもゼロクロスで、切り替え時の通電の間隔は0〜20msec以下として、複数のコイルを切り替えている。 At this time, since the outer coil and the inner coil are driven alternately, it is necessary not to energize at the same time.Furthermore, when these output differences are large, the voltage drop of the same power line is reduced when driving alternately. Therefore, during alternate energization, the output difference is 200 W or less, zero crossing, and the energization interval at the time of switching is set to 0 to 20 msec or less to switch the plurality of coils.
実際には、これらの制御を一つのマイコンにより行えば、交互運転時のタイミング動作をスムーズに行うことが可能であり、さらにヒートローラの温度変化により、ヒートローラの磁気特性やコイル特性が変化して、発振条件が異なったとしても、円滑に駆動指令を行い、複数のマイコンを用いる場合よりも簡素化するとともに、コストダウンも可能となる。 Actually, if these controls are performed by a single microcomputer, it is possible to smoothly perform the timing operation at the time of alternate operation, and furthermore, the magnetic characteristics and coil characteristics of the heat roller change due to the temperature change of the heat roller. Thus, even if the oscillation conditions are different, a drive command is smoothly issued, which is simplified as compared with the case of using a plurality of microcomputers, and the cost can be reduced.
また、本実施形態に係る定着装置では、それぞれのコイルにより発熱したヒートローラの温度やコイル自体の温度の検出をサーミスタ等でそれぞれ行い、発熱の状況を監視すると共に、サーモスタット等もそれぞれ設けている。 Further, in the fixing device according to the present embodiment, the temperature of the heat roller generated by each coil and the temperature of the coil itself are detected by a thermistor or the like, and the state of heat generation is monitored, and a thermostat is also provided. .
図20および21は、本発明の第15の実施形態に係る電磁誘導コイルを示す。 20 and 21 show an electromagnetic induction coil according to a fifteenth embodiment of the present invention.
本実施形態に係る電磁誘導コイルは、磁性体コアでコイルの発生する磁束を漏れなくし、これらを組み合わせて複数の発熱幅を有するコイルを構成しようとするものである。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment is intended to constitute a coil having a plurality of heat generation widths by preventing leakage of magnetic flux generated by the coil with a magnetic core and combining them.
即ち、図20に示すように、電磁誘導コイルは、長いコイル201aと短いコイル201bとからなり、長いコイル201aは、コア202の下方に突出する部分に電線を巻きつけて構成し、短いコイル201bは、長いコイル201aと背中合わせに、上方に突出する部分に電線を巻きつけて構成したものである。
That is, as shown in FIG. 20, the electromagnetic induction coil is composed of a
図21に示す例は、トランスで用いているようなE型のコアを2つ背中合わせに用い、長いコイル211aは、下部のE型コア212aに電線を巻きつけて構成し、短いコイル211bは、上部のE型コア212bに電線を巻きつけて構成している。
In the example shown in FIG. 21, two E-shaped cores used in a transformer are used back to back, the
本実施形態に係る電磁誘導コイルは、通常は、最大の用紙幅に対応した長いコイルを用いて装置を立ち上げ、小サイズ紙を通紙する場合等の、両端部分の温度が上昇した場合に、これを対向した、短いコイルを駆動する。これにより、コイルの両端部に対応するヒートローラの部分の温度上昇を防ぐことが可能となる。 The electromagnetic induction coil according to the present embodiment is usually used when the temperature of both end portions rises, such as when starting up the apparatus using a long coil corresponding to the maximum paper width and passing small-size paper. Drive a short coil, opposed to this. Thereby, it becomes possible to prevent the temperature rise of the part of the heat roller corresponding to both ends of the coil.
11・・・ヒートローラ、12・・・磁場発生手段、13・・・従動ローラ、21a,22a,23a,31a,32a,33a,35a,35a,41a・・・中央コイル、21b,22b,23b,21c,22c,23c,31b,32b,33b,31c,32c,33c,34b,34c,35b,35c,41b,41c・・・両端コイル、21d,22d,23d・・・支持体、42a,42b,42c・・・磁性体コア。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記電磁誘導コイルは、前記被定着部材の移動方向と垂直方向に複数に分割され、これら複数に分割された、隣接するコイルの継ぎ目に対応する前記エンドレス部材の温度低下を防止する機構を備えたことを特徴とする定着装置。 In a fixing device that heats a member to be fixed by causing a current to flow through an electromagnetic induction coil that is disposed in proximity to an endless member having a metal layer made of a conductor to heat the endless member,
The electromagnetic induction coil is divided into a plurality in a direction perpendicular to the moving direction of the member to be fixed, and includes a mechanism for preventing a temperature drop of the endless member corresponding to the joint of adjacent coils divided into the plurality. A fixing device.
前記電磁誘導コイルは、前記被定着部材の移動方向と垂直方向に複数に分割され、これら複数に分割されたコイルからなるユニットコイルの両端に対応する前記エンドレス部材の温度低下を防止する機構を備えたことを特徴とする定着装置。 In a fixing device that heats a member to be fixed by causing a current to flow through an electromagnetic induction coil that is disposed in proximity to an endless member having a metal layer made of a conductor to heat the endless member,
The electromagnetic induction coil is divided into a plurality in a direction perpendicular to the moving direction of the member to be fixed, and includes a mechanism for preventing a temperature drop of the endless member corresponding to both ends of a unit coil composed of the divided coils. A fixing device characterized by that.
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