JP2014123031A - Heating device, fixing device, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ又はそれらの複合機等の画像形成装置に用いられる加熱装置、未定着トナー像を定着させる定着装置及び画像形成装置に関する。本発明は、特に電磁誘導加熱方式を用いた加熱装置、定着装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a heating device used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof, a fixing device that fixes an unfixed toner image, and an image forming device. The present invention particularly relates to a heating device, a fixing device, and an image forming apparatus using an electromagnetic induction heating method.
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、装置の立ち上がり時間を低減して省エネルギー化することを目的として、電磁誘導加熱方式の定着装置を用いたものが広く知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, image forming apparatuses such as copying machines and printers that use an electromagnetic induction heating type fixing device are widely known for the purpose of reducing energy consumption by reducing the rise time of the apparatus.
特許文献1では、電磁誘導加熱方式の定着装置は、発熱体としての支持ローラ(加熱ローラ)、定着補助ローラ(定着ローラ)、支持ローラと定着補助ローラとによって張架された定着ベルト、支持ローラに定着ベルトを介して対向する誘導加熱部(誘導加熱手段)、定着補助ローラに定着ベルトを介して当接する加圧ローラ等で構成される。誘導加熱部は、長手方向に巻き回されたコイル部(コイル)や、コイル部周辺に配置されるコア(コイルコア)等で構成される。 In Patent Document 1, an electromagnetic induction heating type fixing device includes a supporting roller (heating roller) as a heating element, a fixing auxiliary roller (fixing roller), a fixing belt stretched between the supporting roller and the fixing auxiliary roller, and a supporting roller. And an induction heating unit (induction heating means) opposed to each other via a fixing belt, a pressure roller that contacts the fixing auxiliary roller via the fixing belt, and the like. The induction heating unit includes a coil unit (coil) wound in the longitudinal direction, a core (coil core) disposed around the coil unit, and the like.
定着ベルトは誘導加熱部との対向位置で加熱される。加熱された定着ベルトは、定着補助ローラ及び加圧ローラの位置に搬送される記録媒体上のトナー像を加熱して定着する。詳しくは、コイル部に高周波の交番電流を流すことで、コイル部の周囲に交番磁界が形成されて、支持ローラ表面近傍に渦電流が生じる。支持ローラに渦電流が生じると、支持ローラ自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、支持ローラに巻装された定着ベルトが加熱される。 The fixing belt is heated at a position facing the induction heating unit. The heated fixing belt heats and fixes the toner image on the recording medium conveyed to the positions of the auxiliary fixing roller and the pressure roller. Specifically, when a high-frequency alternating current is passed through the coil portion, an alternating magnetic field is formed around the coil portion, and an eddy current is generated near the surface of the support roller. When an eddy current is generated in the support roller, Joule heat is generated by the electrical resistance of the support roller itself. The fixing belt wound around the support roller is heated by the Joule heat.
このような電磁誘導加熱方式の定着装置は、発熱体が電磁誘導によって直接的に加熱されるため、従来のハロゲンヒータ方式等に比べて熱変換効率が高く、少ないエネルギー消費で短い立ち上げ時間にて定着ベルトの表面温度(定着温度)を所望の温度まで昇温できるものとして知られている。 In such an electromagnetic induction heating type fixing device, since the heating element is directly heated by electromagnetic induction, the heat conversion efficiency is higher than that of the conventional halogen heater method, etc., and the startup time is short with less energy consumption. It is known that the surface temperature (fixing temperature) of the fixing belt can be raised to a desired temperature.
また、特許文献2では、さらなる発熱効率の向上を目的としてコアをケースにインサート一体成形している。これによって、加熱ローラとコアを近接させることができ、加熱ローラの発熱効率を向上させることができる。 In Patent Document 2, the core is insert-molded into the case for the purpose of further improving the heat generation efficiency. Thereby, the heating roller and the core can be brought close to each other, and the heat generation efficiency of the heating roller can be improved.
図16は、特許文献2で用いられる定着装置の断面図である。誘導加熱部は、励磁コイルと励磁コイルから発生した交番磁界を発熱体に導くためのコアから構成される。サイドコア52bとセンターコア52cをケース53にインサート一体成形することで、交番磁束の漏れを低減し、発熱効率の向上を実現している。
FIG. 16 is a cross-sectional view of a fixing device used in Patent Document 2. The induction heating unit includes an exciting coil and a core for guiding an alternating magnetic field generated from the exciting coil to a heating element. By integrally forming the side core 52b and the
ここで、サイドコア52bは直方体形状を有しているが、コアはフェライト粉末を圧縮成型、焼結して得ているため、焼結時にコアは収縮し、サイドコアには反りが生じやすい。反りのあるサイドコアをケース53にインサート一体成形する場合、サイドコアをピン等で押圧して金型に固定するが、その際にサイドコアに割れが発生しやすい。サイドコアに割れが発生した場合、サイドコア52bとアーチコアの接触状態にばらつきが生じたり、割れた破片が狙いの位置から外れた位置で成形されたりして、磁路の形成具合が良い箇所と悪い箇所が生じる。磁路形成の良い箇所では発熱効率は当然良好であるが、悪い箇所では漏れ磁束が多くなって発熱効率が低下する。その結果、加熱ローラの長手方向で温度均一性が得られなくなってしまう。
Here, although the side core 52b has a rectangular parallelepiped shape, since the core is obtained by compression molding and sintering ferrite powder, the core contracts during the sintering, and the side core is likely to warp. When a warped side core is insert-molded into the
そこで本発明は、定着部材の長手方向の温度均一性が得られる加熱装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a heating device that can obtain temperature uniformity in the longitudinal direction of a fixing member.
この課題を解決するため、本発明は、発熱層を具備した定着部材の外周面に対向して配置されて磁束を発生する励磁コイルと、該励磁コイルにより発生する磁束を該定着部材に導く磁路を形成する磁性体コアと、該励磁コイル及び該磁性体コアを保持する保持部材と、を有する誘導加熱方式の加熱装置において、該磁性体コアの端部の厚みが中央部に対して薄く形成されることを特徴とする加熱装置を提案する。 In order to solve this problem, the present invention provides an exciting coil that is arranged opposite to the outer peripheral surface of a fixing member having a heat generating layer and generates a magnetic flux, and a magnetic flux that guides the magnetic flux generated by the exciting coil to the fixing member. In an induction heating type heating apparatus having a magnetic core that forms a path, and a holding member that holds the exciting coil and the magnetic core, the thickness of the end of the magnetic core is thinner than the central portion. A heating device characterized by being formed is proposed.
本発明によれば、加熱装置の長手方向における磁性体コア同士の接触状態のばらつきが減少するので、定着部材の長手方向の温度均一化が可能である。 According to the present invention, since the variation in the contact state between the magnetic cores in the longitudinal direction of the heating device is reduced, the temperature in the longitudinal direction of the fixing member can be made uniform.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。
先ず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
このプリンタは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナー像をそれぞれ対応した像担持体としての感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bkの表面上に形成するために、像形成手段としての電子写真方式の4組の画像形成部10Y、10M、10C、10Bkを備えている。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG.
This printer forms four color toner images of yellow, magenta, cyan, and black on the surfaces of the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1Bk as corresponding image carriers, respectively. Four sets of electrophotographic
これら画像形成部10Y、10M、10C、10Bkの下方には、各画像形成部を通して記録媒体としての用紙46を搬送するための搬送ベルト20が張架されている。各画像形成部10Y、10M、10C、10Bkの感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bkは、搬送ベルト20にそれぞれ転接配置され、用紙は搬送ベルト20の表面に静電的に吸着される。
Below these
4組の画像形成部10Y、10M、10C、10Bkは略同じ構造を有する。よって、ここでは用紙の搬送方向最上流側に配設されたイエロー用の画像形成部10Yについて代表して説明し、他の色用の画像形成部10M、10C、10Bkについては同一符号を付して詳細な説明を省略する。
The four sets of
画像形成部10Yは、その略中央位置に搬送ベルト20に回転接触された感光体ドラム1Yを有する。感光体ドラム1Yの周囲には、感光体ドラム1Yの表面を所定の電位に帯電させる帯電装置2Y、帯電されたドラム表面を色分解された画像信号に基づいて露光し、ドラム表面上に静電潜像を形成する露光装置3Y、ドラム表面上に形成された静電潜像にイエロートナーを供給して現像する現像装置4Y、現像したトナー像を搬送ベルト20を介して搬送される用紙上に転写する転写装置としての転写ローラ5Y、転写されずにドラム表面に残留した残留トナーを除去するクリーナ6Y、及び図示しないドラム表面に残留した電荷を除去する除電ランプが、感光体ドラム1Yの回転方向に沿って順に配設されている。
The
搬送ベルト20の図中右下方には、用紙を搬送ベルト20上に給紙するための給紙機構30が配設されている。
搬送ベルト20の図中左側には、後述する本発明の実施形態に係る定着装置40が配設されている(この図中では、励磁コイル等は省略)。搬送ベルト20によって搬送された用紙は、搬送ベルト20から連続して定着装置40を通って延びた搬送路を搬送され、定着装置40を通過する。
A
A
定着装置40は、搬送された用紙、すなわちその表面上に各色のトナー像が転写された状態の用紙を加熱及び加圧し、各色のトナー像を溶融して用紙に浸透させて定着させる。そして、定着装置40の搬送経路下流側に排紙ローラを介して排紙されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
The
次に、図2を用いて本発明に係る定着装置40を説明する。
定着装置40は、ベルト定着装置として構成されており、発熱層を具備した定着部材としての加熱ローラ(支持ローラ)41、定着ローラ43、加熱ローラと定着ローラに張架された定着ベルト44、定着ベルトを介して加熱ローラに対向する誘導加熱部45、定着ベルト44を介して定着ローラ43に当接する加圧部材としての加圧ローラ42からなる。定着ベルト44は回転方向Aに回転し、トナー像Tを担持した用紙46は定着ニップ部Nで加圧と加熱を受けてトナー像Tを定着される。
Next, the fixing
The fixing
加熱ローラ41には非磁性のステンレス鋼(SUS)であって、芯金層の厚さ0.2〜1mm程度を有するものを用いる。芯金表面には発熱層としての銅(Cu)を厚さ3〜15μm程度形成し、発熱効率を高めている。この場合、Cu表層には防錆目的にNiめっきを施すことも好適である。他の例として、キュリー点160〜220℃程度を有する整磁合金を用いることもできる。このとき、整磁合金を発熱層としても良いし、整磁合金表層に発熱層としての銅を厚さ3〜15μm程度形成しても良い。整磁合金内部にはアルミニウム部材を配置し、これによって特別な制御機構なしにキュリー点近傍での昇温停止が可能となる。 The heating roller 41 is made of nonmagnetic stainless steel (SUS) and has a core metal layer thickness of about 0.2 to 1 mm. Copper (Cu) as a heat generation layer is formed on the surface of the core metal to a thickness of about 3 to 15 μm to enhance the heat generation efficiency. In this case, it is also suitable to apply Ni plating to the Cu surface layer for the purpose of rust prevention. As another example, a magnetic shunt alloy having a Curie point of about 160 to 220 ° C. can be used. At this time, the magnetic shunt alloy may be used as a heat generating layer, or copper as a heat generating layer may be formed on the surface of the magnetic shunt alloy about 3 to 15 μm thick. An aluminum member is disposed inside the magnetic shunt alloy, which makes it possible to stop the temperature increase near the Curie point without a special control mechanism.
定着ローラ43は、例えばステンレス、炭素鋼等の金属製の芯金43aと、耐熱性を有するシリコーンゴム等をソリッド状又は発泡状にして芯金を被覆した弾性部材43bとからなる。そして、加圧ローラ42からの押圧力で加圧ローラ42と定着ローラ43の間に所定幅の接触部(定着ニップ部N)を形成する。その外径は30〜40mm程度、弾性部材は肉厚を3〜10mm程度、硬度を10〜50°(JIS−A)程度としている。
The fixing
次に、定着ベルト44の断面図である図3を用いて定着ベルト44について詳細に説明する。図示のように、基材44aの上に弾性層44b、離型層44cを積層している。
基材44aに求められる特性として、ベルトを張り渡した際の機械的強度、柔軟性、定着温度での使用に耐え得る耐熱性が挙げられる。本発明では、加熱ローラ41を誘導加熱するために、基材44aとしては絶縁性の耐熱樹脂材料、ポリイミド、ポリイミドアミド、PEEK、PES、PPS、フッ素樹脂等が適している。基材44aの厚さは、熱容量や強度の関係から30〜200μm程度が望ましい。
Next, the fixing
Properties required for the
弾性層44bは、光沢むらのない均一な画像を得るために、ベルト表面に柔軟性を与える目的で形成され、5〜50°(JIS−A)のゴム硬度を有するエラストマー材料からなり、厚さは50〜500μmが望ましい。また、定着温度における耐熱性の観点から、材質としてはシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等が用いられる。
The
離型層44cに使用される材料として、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)及び四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(FEP)等のフッ素樹脂、又はこれらの樹脂の混合物、又は耐熱性樹脂にこれらフッ素系樹脂を分散させたものが挙げられる。
Materials used for the
離型層44cが弾性層44bを被覆すると、シリコーンオイル等を使用しなくともトナー離型性、紙粉固着防止が可能になる(オイルレス化)。しかし、これらの離型性を有する樹脂は一般にゴム材料のような弾性を持たないことから、弾性層44b上に厚く離型層44cを形成するとベルト表面の柔軟性を損ない光沢むらを発生させてしまう。離型性と柔軟性を両立させるため、離型層44cの膜厚は5〜50μm、望ましくは10〜30μmである。
When the
また、必要に応じて、各層間にプライマー層を設けても良く、また、基材の内面に摺動時の耐久性を向上させる層を設けても良い。
基材44aには発熱層を具備させることも好適である。例えば、ポリイミド等からなる基層上にCu層を3〜15μm形成し、発熱層として用いることも可能である。
Moreover, a primer layer may be provided between each layer as needed, and a layer for improving durability during sliding may be provided on the inner surface of the substrate.
It is also preferable to provide the
加圧ローラ42は、金属製の円筒部材からなる芯金42aと、耐熱性の高い弾性層42bと、離型層42cから構成され、定着ベルト44を介して定着ローラ43を押圧して定着ニップ部Nを形成している。加圧ローラの外径は30〜40mm程度、弾性層の肉厚は0.3〜5mm程度、硬度は20〜50°(Asker硬度)程度で構成されている。耐熱性が必要であるため、弾性層の材質としてはシリコーンゴムを用いるとよい。さらに両面印刷時の離型性を高めるため、弾性層42b上にフッ素樹脂を使用した離型層42cを10〜100μm程度形成している。
The
加圧ローラ42の硬度を定着ローラ43に比べて大きくすることによって、加圧ローラが定着ローラ(及び定着ベルト)へ食い込むことになる。この食い込みにより用紙はニップ部出口において定着ベルトの表面に沿うことができない曲率を有し、用紙の離型性を上げることができる。
By making the hardness of the
次に、図4,5を用いて誘導加熱部45を説明する。
加熱装置としての誘導加熱部45は、加熱ローラ41の外周面に対向して加熱ローラに鎖交する磁束を発生する励磁コイル61と、励磁コイル61により発生する磁束を加熱ローラ41に導く連続的な磁路を形成する磁性体コアと、励磁コイル及び磁性体コアを保持する保持部材としてのケース65とからなる。
Next, the
The
図示のように、磁性体コアは、加熱ローラ41の外周面に対して励磁コイル61を挟むように配設されているアーチコア62と、アーチコア62に接し且つ励磁コイルを介さずに加熱ローラ41の外周面に対向するサイドコア64と、巻き回された励磁コイル61の中心部に配設されたセンターコア63からなる。磁性体コアは、励磁コイル61を取り囲んで励磁コイル61からの磁束を加熱ローラ41及び定着ベルト44へ導くための閉磁路を形成しており、磁気回路が確実に閉磁路として形成されるため、加熱ローラ及び定着ベルトの発熱効率を向上させることができる。また、サイドコア64はケース65にインサート一体成形されている。
As shown in the figure, the magnetic core includes an
図5に示すように、加熱ローラ41の長手方向の温度分布が均一になるように、10個のアーチコア62がケース65内に等間隔で配置されており、その両端部はサイドコア64に接触している。励磁コイル61は、アーチコア62、センターコア63、サイドコア64で囲まれている。なお図5では、センターコア63の図示は省略している。
As shown in FIG. 5, ten
励磁コイル61は、絶縁被覆を施したφ0.05〜0.2程度の導線を50〜500本程度撚り合わせたリッツ線を5〜15回巻き回したものであり、ケース65内で加熱ローラ41の最大加熱領域の全体に渡って延在し、加熱ローラ41に鎖交する磁束を発生する。リッツ線の表面には融着層が備えられており、通電加熱又は恒温槽で加熱することで融着層が固化し、巻き回したコイルの形状保持が可能となる。これに代えて、融着層を保持しないリッツ線を用いてコイルを巻き、それをプレス成型することで形状を与えることも可能である。リッツ線には定着温度以上の耐熱性が必要であることから、素線の絶縁被覆材にはポリアミドイミド、ポリイミド等の耐熱性と絶縁性を兼ね備えた樹脂を用いる。
The
巻き終えた励磁コイル61はケース65にシリコーン接着剤等を用いて接着されている。ケース65には定着温度以上の耐熱性が必要になるため、耐熱性の高い樹脂材料等(例えば、樹脂ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)等)を用いている。
The
次に、このように構成された定着装置40の動作について説明する。
不図示の駆動モータによって定着ベルト44は図2中の矢印A方向に回転する。加熱ローラ41は、誘導加熱部45により誘導加熱され、定着ベルト44を加熱する。
詳しくは、誘導加熱部45に10kHz〜1MHzの高周波交番電流を流すことで、コイルのループ内に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、加熱ローラ41に渦電流が生じて、ジュール熱が発生し、加熱ローラ41は誘導加熱される。こうして発熱した加熱ローラ41からの熱により定着ベルト44が加熱され、搬送される用紙46と定着ベルト44が定着ニップ部Nで接触し、用紙46上のトナー像Tが加熱され、溶融、定着される。
Next, the operation of the fixing
The fixing
Specifically, the high-frequency alternating current of 10 kHz to 1 MHz is passed through the
次に、図6〜10を用いてケースとサイドコアのインサート一体成形法を説明する。
図6は、金型71とケース65の全体斜視図である。ケース65は、金型71に溶融状態の樹脂を流し込み、樹脂を冷却して固めることで図示のように成形される。金型71は樹脂を流し込む側の固定部71aと可動部71bを有する。また、固定部71aと可動部71bの間には、長手方向の端部を成形するための部分71cと、長手方向と直交方向の側面を成形するための部分71dが介在する。
Next, a method for integrally forming the insert of the case and the side core will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is an overall perspective view of the mold 71 and the
図7は金型可動部71bの一部拡大図である。金型可動部71bは、ケースにインサート一体成形するサイドコア64を金型に固定するための磁石72とコア固定ピン73を有している。図8に示すように、サイドコア64はコア固定ピン73の間に配置される。一方、図9に示すように、金型固定部71aもコア固定ピン73を有する。図10に示すように、補完形状の金型固定部71aと金型可動部71bが組み合わさったとき、サイドコア64は完全に固定され、ケースの形状に対応する間隙が形成される。この状態で矢印mで示す方向から溶融状態の樹脂が流し込まれ固まることで、樹脂とサイドコア64がインサート一体成形されたケース65が成形される。
FIG. 7 is a partially enlarged view of the mold
コアの材質としては、Mn−Zn系フェライト、Ni−Zn系フェライト等の軟磁性材料であって、電気抵抗率の高いものを用いることが好ましい。フェライトコアは粉体を圧縮成型し、焼結することで加工されている。ところが、焼結の過程でコアは収縮し、サイドコア64に反りが生じてしまう。
As the material of the core, it is preferable to use a soft magnetic material such as Mn—Zn-based ferrite or Ni—Zn-based ferrite having a high electric resistivity. Ferrite cores are processed by compressing and sintering powder. However, the core contracts during the sintering process, and the
上述したように、ケース65とサイドコア64をインサート一体成形する場合、サイドコア64を磁石72やピン73等によりケース65の金型71に固定する。この際、サイドコア64に反りが生じているとサイドコア64は三点曲げにより曲げられ、押圧力によってサイドコアには割れが発生しやすくなる。反り量や割れの発生の有無にはばらつきがあるため、サイドコア64とアーチコア62の接触状態にも個体間で差が生じる。
As described above, when the
サイドコア64とアーチコア62の接触面積が大きいほど漏れ磁束が減少し、発熱効率が向上し、発熱体は温度が上がりやすい。そのため、接触状態の異なるサイドコア64とアーチコア62が混在すると、加熱ローラ41の長手方向の温度均一性が損なわれてしまう。
As the contact area between the
そこで、図11,12に示すように、本発明では直方体形状を有するサイドコア両端部の肉厚を薄く成形している。図11は、第1実施形態としての焼結前後のサイドコア64の形状を示す模式図である。図12は、金型71へ固定されるサイドコア64を示す模式図である。
Therefore, as shown in FIGS. 11 and 12, in the present invention, the thickness of both end portions of the side core having a rectangular parallelepiped shape is formed thin. FIG. 11 is a schematic diagram showing the shape of the
図11(a)に示すように焼結前のサイドコア64の肉厚が一定のとき、サイドコア64には焼結後に反りが発生する。よって、図12(a)に示すようにこのままサイドコア64が金型71へ固定されると、反ったサイドコア64の中央部はピン73によって力fで下方に押されるため、3点曲げとなり、サイドコア64は割れてしまう。サイドコア64の反り量hが大きいほど、ピン73により生じる力fが大きくなり、割れが発生しやすい。
As shown in FIG. 11A, when the thickness of the
これに対して、本実施形態では図11(b)に示すようにサイドコア64が成形時に金型に対して押圧される方向において、焼結前のサイドコア64の端部の肉厚が中央部に比べて薄く成形されている。好ましくは、断面図に示すように、焼結前のサイドコア64の中央部は平面部を有し、端部の上面及び下面は平面部から傾斜しており、換言すれば、端部は錐形状を有している。これにより、図12(b)に示すように焼結後における反り量hが小さくなり、中央部がピン73により押されてもサイドコア64の割れを防ぐことができる。サイドコア64の割れを防ぐことができるため、サイドコア64とアーチコア62の接触状態のばらつきがなくなり、加熱ローラ41の長手方向の温度均一性を損ねることがない。また、サイドコア64が平面部を有するため、ケースとの一体成形のために平面部を押圧することができ、サイドコアを金型へ位置固定しやすくなる。磁石72とピン73が平面部にくるようにサイドコアを配置すれば、磁石72とサイドコアの密着度が上がる。
In contrast, in the present embodiment, as shown in FIG. 11B, the thickness of the end of the
このようなサイドコア64は低コストで製造することができる。即ち、サイドコアの反り量を小さくして各個体間での接触状態を揃えるためには、サイドコアの公差を厳しく設定しなければない。だが、これは歩留まり低下や焼結後のサイドコアの切削等の工程追加によるコスト上昇をもたらす。一方、端部の肉厚を薄くした本実施形態に係るサイドコアでは反り量hが減少するため、公差を厳しく設定してコアを選別することなく、発熱効率の損失無しに均一な発熱性が得られる。
Such a
次に、本実施形態のサイドコアの割れ実験について説明する。
本実験に使用した実施例1としてのサイドコア64は、図11(b)に示す端部の肉厚が中央部に比べて薄く成形されたものである。サイドコアは、長手方向の長さ26mm、幅10mm、中央付近の肉厚3mm、端部付近の肉厚2.6mmだった。中央付近の平面部は13mmであり、そこから端部に向かってR250の傾斜で肉厚が薄くなっていた。
Next, a side core cracking experiment of the present embodiment will be described.
The
比較例1として、図11(a)に示す肉厚が一定のサイドコアを用いた。実施例1と比較例1では、サイドコア以外の条件は同一とした。 As Comparative Example 1, a side core having a constant thickness shown in FIG. In Example 1 and Comparative Example 1, the conditions other than the side core were the same.
実施例1及び比較例1において、サイドコアを金型71bにセットして金型71aで型締めした場合に割れたサイドコアの個数を確認した。金型にセットしたときの割れ具合を比較するため、金型の開閉のみ行い、樹脂は流し込まなかった。表1に示すように、実施例1では、25個のサイドコアのうち、割れた個数は、1回目で1個、2回目で1個、3回目で2個だった。それに対し、比較例1では、割れた個数は、1回目で21個、2回目で23個、3回目で22個だった。以上から、本実施形態によればサイドコアの割れを大幅に減少させることができ、加熱ローラ41の長手方向の温度均一性が容易に得られることが確認できた。
In Example 1 and Comparative Example 1, the number of side cores that were broken when the side core was set in the
次に、図13を用いて第2実施形態としてのサイドコア64について説明する。本実施形態ではサイドコアの形状のみ第1実施形態と異なり、他のコアや誘導加熱部の構成は同一である。
サイドコア64の斜視図である図13(a)に示すように、サイドコア64が成形時に金型に対して押圧される方向とこれに垂直な方向の両方において、端部付近の肉厚が中央付近に対して薄くなっている。つまり、側面図である図13(b)と平面図である図13(c)の両方において、直方体形状を有するサイドコア両端部の肉厚を中央部に比べて薄く成形している。これにより、サイドコア64がインサート一体成形時に押圧される方向とそれに垂直な方向の両方の反りの発生を抑制し、成形時に2方向から押圧力が加わる場合でもコアの割れを防ぐことができる。
Next, a
As shown in FIG. 13A, which is a perspective view of the
次に、図14を用いてアーチコア62とサイドコア64の接触面について説明する。
図14(a)に示すように、アーチコア62がサイドコア64の傾斜部に接触するとき、領域gに示すようにアーチコア62とサイドコア64が接触しない部分がある。そこで、図14(b)に示すように、アーチコア62はサイドコアの平面部に接触することが好ましい。これにより、アーチコア62とサイドコア64の接触面がより大きくなり、発熱効率が向上する。
Next, a contact surface between the
As shown in FIG. 14A, when the
次に、図15を用いてサイドコア64の覆い方について説明する。
図示のように、アーチコア62が接触するサイドコア64の接触面以外は、サイドコア64はケース65の樹脂で覆われている。誘導加熱部45の動作中は、コイルケースとサイドコアは100℃以上の高温になる。一方、停止中は室温になり、冬場は例えば5℃程度まで冷やされることになる。そのため、サイドコア64は熱膨張と収縮を繰り返し、割れが発生する場合がある。そこで、サイドコア64をなるべく樹脂で覆うことで、コアが割れても破片がコイルケース外に飛散するのを防ぐことができる。
Next, how to cover the
As illustrated, the
なお、本発明が前記実施形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内において前記実施形態の構成が適宜変更され得ることは明らかである。例えば、定着装置は、ベルト定着方式に限らず、誘導加熱部、定着部材としての定着ローラ、加圧ローラ等により構成されるローラ定着方式であってもよい。また、サイドコアやアーチコアの数、位置等は、本発明を実施する上で好適な数、位置等にすることができる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that the configuration of the above-described embodiment can be appropriately changed within the scope of the technical idea of the present invention. For example, the fixing device is not limited to the belt fixing method, and may be a roller fixing method including an induction heating unit, a fixing roller as a fixing member, and a pressure roller. In addition, the number, position, etc. of the side cores and arch cores can be set to a suitable number, position, etc. for carrying out the present invention.
40 定着装置
41 加熱ローラ(定着部材)
45 誘導加熱部(加熱装置)
61 励磁コイル
62 アーチコア(磁性体コア)
63 センターコア(磁性体コア)
64 サイドコア(磁性体コア)
65 ケース(保持部材)
40 fixing device 41 heating roller (fixing member)
45 Induction heating unit (heating device)
61
63 Center core (magnetic core)
64 Side core (magnetic core)
65 Case (holding member)
Claims (10)
該磁性体コアの端部の厚みが中央部に対して薄く形成されることを特徴とする加熱装置。 An exciting coil that is arranged opposite to the outer peripheral surface of the fixing member having a heat generating layer and generates a magnetic flux, a magnetic core that forms a magnetic path that guides the magnetic flux generated by the exciting coil to the fixing member, and the excitation In an induction heating type heating apparatus having a coil and a holding member for holding the magnetic core,
A heating device, wherein the end of the magnetic core is formed thinner than the central portion.
該サイドコアの端部の厚みが中央部に対して薄く形成されることを特徴とする請求項1に記載の加熱装置。 The magnetic core has at least one arch core disposed to face the outer peripheral surface of the fixing member and sandwich the excitation coil, and at least one arch core disposed to contact the arch core and face the fixing member. Has two side cores,
The heating apparatus according to claim 1, wherein a thickness of an end portion of the side core is formed thinner than a central portion.
前記磁性体コアが前記保持部材と一体成形されるときに金型に対して押圧される方向において、焼結前に前記磁性体コアの端部の厚みが中央部に対して薄く形成されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の加熱装置。 The magnetic core has a rectangular parallelepiped shape,
In a direction in which the magnetic core is pressed against the mold when integrally formed with the holding member, the end of the magnetic core is formed thinner than the center before sintering. The heating apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein
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