JPH0863022A - Induction heating and fixing device - Google Patents

Induction heating and fixing device

Info

Publication number
JPH0863022A
JPH0863022A JP19558494A JP19558494A JPH0863022A JP H0863022 A JPH0863022 A JP H0863022A JP 19558494 A JP19558494 A JP 19558494A JP 19558494 A JP19558494 A JP 19558494A JP H0863022 A JPH0863022 A JP H0863022A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fixing roller
coil
magnetic flux
fixing
core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP19558494A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3763542B2 (en
Inventor
Hiroaki Hinotani
弘明 日野谷
Satoru Yoneda
哲 米田
Takeshi Kato
剛 加藤
Eiji Okabayashi
英二 岡林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minolta Co Ltd filed Critical Minolta Co Ltd
Priority to JP19558494A priority Critical patent/JP3763542B2/en
Priority to US08/413,770 priority patent/US5526103A/en
Publication of JPH0863022A publication Critical patent/JPH0863022A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3763542B2 publication Critical patent/JP3763542B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

PURPOSE: To make the temperature distribution uniform along the rotation axis of the fixing roller and to realize uniform fixability along the fixing roller even if a gap is installed between coils by disposing a coil so as to produce a magnetic flux in the direction opposite to that of the magnetic flux produced by another coil neighboring with the coil. CONSTITUTION: When a high-frequency current is made to flow in the coil 22, a magnetic flux 31a orthogonal to the longitudinal axial direction of the fixing roller 10 is produced from the core 23. The magnetic flux 31b having reached the fixing roller 10 made of conductive material bends along the fixing roller 10 and becomes magnetic flux 31c which passes inside the peripheral face of the fixing roller 10 with a proportion depending on the relative permeability of the conductor. The magnetic flux concentrated on the peripheral face of the fixing roller 10 has a maximum density in the part which opposes the coil 22. Affected by this concentrated magnetic flux 31c, an induced eddy current which generates a magnetic flux being opposite to the direction of the magnetic flux 31c and disturbing the flux 31c is generated inside the wall face of the fixing roller. This induced current is converted into Joule heat by the skin resistance of the fixing roller 10 to generate heat in the fixing roll 10.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真式の複写機、
プリンタおよびファクシミリなどに用いられる定着装置
に関し、さらに詳しくは、誘電加熱を利用してトナー像
を記録媒体に定着する定着装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrophotographic copying machine,
The present invention relates to a fixing device used in printers, facsimiles, and the like, and more specifically, to a fixing device that fixes a toner image on a recording medium by using dielectric heating.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子写真式の複写機などには、記録媒体
である記録紙ないし転写材などのシート上に転写された
トナー像をシートに定着させる定着装置が設けられてい
る。この定着装置は、例えば、シート上のトナーを熱溶
融させる定着ローラと、当該定着ローラに圧接してシー
トを挟持する加圧ローラとを有している。定着ローラは
円筒状に形成され、この定着ローラの中心軸上には、発
熱体が保持手段により保持されている。発熱体は、例え
ば、ハロゲンランプなどにより構成され、所定の電圧が
印加されることにより発熱するものである。この発熱体
は定着ローラの中心軸に位置しているため、発熱体から
発せられた熱は定着ローラ内壁に均一に輻射され、定着
ローラの外壁の温度分布は円周方向において均一とな
る。定着ローラの外壁は、その温度が定着に適した温度
(例えば、150〜200℃)になるまで加熱される。
この状態で定着ローラと加圧ローラは摺接しながら互い
に逆方向へ回転し、トナーが付着したシートを挟持す
る。定着ローラと加圧ローラとの摺接部(以下、ニップ
部という)において、シート上のトナーは定着ローラの
熱により溶解し、両ローラから作用する圧力によりシー
トに定着される。トナーが定着した後、定着ローラおよ
び加圧ローラの回転に伴い、シートは、排紙ローラによ
って搬送され、排紙トレイ上に排出される。
2. Description of the Related Art An electrophotographic copying machine or the like is provided with a fixing device for fixing a toner image transferred onto a sheet such as recording paper or a transfer material as a recording medium onto the sheet. This fixing device has, for example, a fixing roller that heat-melts the toner on the sheet, and a pressure roller that presses the fixing roller to sandwich the sheet. The fixing roller is formed in a cylindrical shape, and a heating element is held by a holding means on the central axis of the fixing roller. The heating element is composed of, for example, a halogen lamp or the like, and generates heat when a predetermined voltage is applied. Since this heating element is located on the central axis of the fixing roller, the heat generated from the heating element is radiated uniformly to the inner wall of the fixing roller, and the temperature distribution of the outer wall of the fixing roller becomes uniform in the circumferential direction. The outer wall of the fixing roller is heated until its temperature reaches a temperature suitable for fixing (for example, 150 to 200 ° C.).
In this state, the fixing roller and the pressure roller rotate in opposite directions while slidingly contacting each other, and sandwich the sheet to which the toner is attached. At the sliding contact portion (hereinafter referred to as a nip portion) between the fixing roller and the pressure roller, the toner on the sheet is melted by the heat of the fixing roller and is fixed on the sheet by the pressure applied from both rollers. After the toner is fixed, the sheet is conveyed by the discharge rollers and discharged onto the discharge tray as the fixing roller and the pressure roller rotate.

【0003】ハロゲンランプなどから構成される発熱体
を備えた上記定着装置においては、電源を投入した後、
定着ローラの温度が定着に適した所定温度に達するまで
には比較的長時間を要していた。その間、使用者は複写
機を使用することができず、長時間の待機を強いられる
という問題があった。その一方、待機時間の短縮を図っ
てユーザの操作性を向上すべく定着ローラの熱容量を増
大させた場合には、定着装置における消費電力が増大
し、省エネルギ化に反するという問題が生じていた。
In the above fixing device provided with a heating element composed of a halogen lamp or the like, after the power is turned on,
It took a relatively long time for the temperature of the fixing roller to reach a predetermined temperature suitable for fixing. During that time, the user cannot use the copying machine and is forced to wait for a long time. On the other hand, when the heat capacity of the fixing roller is increased in order to shorten the waiting time and improve the operability for the user, the power consumption of the fixing device increases, which causes a problem of energy saving. .

【0004】このため、複写機などの商品の価値を高め
るためには、定着装置の省エネルギ化(低消費電力化)
と、ユーザの操作性向上(クイックプリント)との両立
を図ることが一層注目され重視されてきている。これに
伴い、従来から行われてきたトナーの定着温度、定着ロ
ーラの熱容量の低減だけでなく、電気−熱変換効率の向
上を図ることが必要となってきた。
Therefore, in order to increase the value of a product such as a copying machine, energy saving (low power consumption) of the fixing device is performed.
At the same time, it has become more important and more important to achieve both the improvement of user operability (quick print). Along with this, it has become necessary to improve not only the toner fixing temperature and the heat capacity of the fixing roller, which have been conventionally performed, but also the electric-heat conversion efficiency.

【0005】かかる要請を満足する装置として、誘導加
熱方式の定着装置が提案されている(特開昭58−17
8385号公報)。この装置は、金属導体からなる定着
ローラの内部に、同心状にコイルを巻装した開磁路鉄芯
が配置されている。そして、定着ローラの内面に近接し
た前記コイルに高周波電流を流し、これによって生じた
高周波磁界で定着ローラに誘導渦電流を発生させ、定着
ローラ自体の表皮抵抗によって定着ローラそのものをジ
ュール発熱させるようになっている。
An induction heating type fixing device has been proposed as a device satisfying such a request (Japanese Patent Laid-Open No. 58-17).
8385). In this apparatus, an open magnetic circuit iron core in which coils are concentrically wound is arranged inside a fixing roller made of a metal conductor. Then, a high-frequency current is passed through the coil close to the inner surface of the fixing roller, an induced eddy current is generated in the fixing roller by the high-frequency magnetic field generated thereby, and the fixing roller itself causes Joule heat generation by the skin resistance of the fixing roller itself. Has become.

【0006】この誘導加熱は、他の加熱方式と比較して
次ぎのような利点がある。まず第1に、ハロゲンランプ
の近赤外加熱のような間接加熱よりも、速く昇温し、定
着ローラ以外の部分の発熱や伝熱が少ない。また、ハロ
ゲンランプの光漏れに相当するロスがない。第2に、定
着ローラ表面に固体抵抗発熱体を持つ表面加熱よりも、
電磁誘導特有の表皮効果があるために発熱効率が良く、
また摺動接点がないため定着装置の信頼性も長期にわた
って高い。第3に、フィルムベルトと固体抵抗発熱体を
持つ加熱よりも、接触抵抗による熱伝達ロスが少なく、
また発熱面の温度検出が容易であるので温度制御性が優
れている。
This induction heating has the following advantages over other heating methods. First of all, the temperature rises faster than indirect heating such as near-infrared heating of a halogen lamp, and less heat is generated and transferred to parts other than the fixing roller. Further, there is no loss corresponding to the light leakage of the halogen lamp. Second, rather than surface heating with a solid resistance heating element on the surface of the fixing roller,
Due to the skin effect peculiar to electromagnetic induction, heat generation efficiency is good,
Further, since there is no sliding contact, the reliability of the fixing device is high for a long time. Third, there is less heat transfer loss due to contact resistance than heating with a film belt and solid resistance heating element,
Further, since the temperature of the heat generating surface can be easily detected, the temperature controllability is excellent.

【0007】近年では、低定着温度トナーの開発が進
み、また、家電用高周波電源におけるインバータ回路ス
イッチング素子などの普及・低価格化などによって、上
記特長を持つ誘導加熱定着装置の実現が可能となりつつ
ある。
In recent years, development of low fixing temperature toner has progressed, and due to the spread and cost reduction of inverter circuit switching elements in high frequency power supplies for home appliances, it has become possible to realize an induction heating fixing device having the above characteristics. is there.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来の一般的な誘導加
熱定着装置では、特開昭59−33785号および特開
昭59−33788号に開示されているように、定着ロ
ーラに内蔵され当該定着ローラに誘導電流を発生させる
コイルとしては、定着ローラの回転軸に沿う方向に長い
単一のコイルが使用されていた。ところが、長い単一の
コイルを製造することは容易ではなかった。
In the conventional general induction heating fixing device, as described in JP-A-59-33785 and JP-A-59-33788, the fixing roller is built in the fixing roller. As a coil for generating an induced current in the roller, a single coil long in the direction along the rotation axis of the fixing roller has been used. However, it has not been easy to manufacture a long single coil.

【0009】ここで、コイルの製造の容易化を考慮し
て、複数個の短いコイルを定着ローラの回転軸方向に沿
って配置することも考えられるが、隣接するコイル相互
間にギャップが存在すると、その箇所ないし領域が非発
熱箇所ないし領域となり、定着ローラの回転軸方向に沿
う定着性を均一にできない虞がある。このため、定着性
を均一にするには、コイル相互間のギャップを抑える必
要があるが、このギャップを小さくすることのみを追及
したのでは、コイルの長尺化につながり、製造の容易化
に反する結果となる。
Here, in consideration of facilitating the manufacture of the coils, it is possible to arrange a plurality of short coils along the direction of the rotation axis of the fixing roller, but if there is a gap between adjacent coils. However, that portion or area becomes a non-heat generating portion or area, and there is a possibility that the fixing property along the rotation axis direction of the fixing roller cannot be made uniform. Therefore, in order to make the fixing property uniform, it is necessary to suppress the gap between the coils. However, if only the gap is made small, the length of the coil is lengthened and the manufacturing is facilitated. The result will be contrary.

【0010】そこで、本発明は、コイルの製造の容易化
を考慮して、誘導電流を定着ローラに発生させる複数個
のコイルを当該定着ローラの回転軸方向に沿って配置し
た誘導加熱定着装置であって、ある程度のギャップをコ
イル相互間に設けても、定着ローラの回転軸方向に沿う
温度分布を均一にでき、もって、定着ローラの回転軸方
向に沿って均一な定着性を実現し得る誘導加熱定着装置
を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention is an induction heating fixing device in which a plurality of coils for generating an induction current in a fixing roller are arranged along the rotation axis direction of the fixing roller in consideration of facilitating manufacture of the coil. Therefore, even if a certain gap is provided between the coils, the temperature distribution along the rotation axis direction of the fixing roller can be made uniform, and therefore, the uniform fixing property can be realized along the rotation axis direction of the fixing roller. An object is to provide a heat fixing device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、記録媒体上に形成されたトナー像を前記記
録媒体へ定着する定着装置であって、導電性部材で形成
された定着ローラと、当該定着ローラの内部に回転軸方
向に沿って配置され当該定着ローラに誘導電流を生じさ
せる複数個のコイルと、を有し、前記複数個のコイルの
うち少なくとも1つのコイルを、当該コイルに隣接する
他のコイルが発生する磁束と逆方向の磁束を発生するよ
うに配置してなる誘導加熱定着装置である。
The present invention for achieving the above object is a fixing device for fixing a toner image formed on a recording medium to the recording medium, the fixing device being formed of a conductive member. A roller and a plurality of coils arranged inside the fixing roller along the rotation axis direction to generate an induced current in the fixing roller, and at least one coil of the plurality of coils is The induction heating fixing device is arranged so as to generate a magnetic flux in the opposite direction to the magnetic flux generated by another coil adjacent to the coil.

【0012】[0012]

【作用】このように構成した誘導加熱定着装置にあって
は、コイルに交流電流が流されると、定着ローラに誘導
電流が生じて当該定着ローラが加熱される。
In the induction heating fixing device constructed as described above, when an alternating current is applied to the coil, an induction current is generated in the fixing roller to heat the fixing roller.

【0013】また、定着ローラ内の少なくとも1つのコ
イルが他のコイルと逆方向の磁束を発生することによ
り、これら隣接するコイルの間には、磁極に関するクー
ロン法則に従った新たな磁束が発生する。この磁束が定
着ローラに誘導電流を発生させるため、コイルの間に新
たな発熱箇所ないし領域が発生して、定着ローラが発熱
する。したがって、ある程度のギャップをコイル間に設
けても、非発熱箇所ないし領域の発生を抑えることがで
き、定着ローラの回転軸方向に沿う温度分布が均一にな
り、もって、定着性の劣化を防止して、定着ローラの回
転軸方向に沿って均一な定着性を実現することができ
る。
Further, since at least one coil in the fixing roller generates a magnetic flux in the opposite direction to the other coils, a new magnetic flux is generated between these adjacent coils in accordance with the Coulomb law regarding magnetic poles. . This magnetic flux generates an induced current in the fixing roller, so that a new heat generating portion or area is generated between the coils, and the fixing roller generates heat. Therefore, even if a certain amount of gap is provided between the coils, it is possible to suppress the generation of non-heat generating points or regions, and to make the temperature distribution along the rotation axis direction of the fixing roller uniform, thereby preventing the deterioration of the fixing property. As a result, it is possible to realize uniform fixability along the rotation axis direction of the fixing roller.

【0014】さらに、コイルを回転軸方向へ複数並列さ
せる構成としているため、回転軸方向に長い1つのコイ
ルを用いる場合に比べ、コイルの製造が容易になる。
Further, since a plurality of coils are arranged in parallel in the rotation axis direction, the coil can be manufactured more easily than when one coil long in the rotation axis direction is used.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の一実施例に係る誘導加熱定着
装置を図面に基づいて説明する。図1は、本発明を適用
した誘導加熱定着装置を示す断面図、図2は、図1に示
される定着ローラを示す斜視図、図3は、定着ローラ内
のコイルとコアを示す透視図、図4は、ホルダユニット
の内部構造を示す分解斜視図、図5は、コイル・アセン
ブリを示す斜視図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An induction heating fixing device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a sectional view showing an induction heating fixing device to which the present invention is applied, FIG. 2 is a perspective view showing the fixing roller shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view showing coils and cores in the fixing roller. FIG. 4 is an exploded perspective view showing the internal structure of the holder unit, and FIG. 5 is a perspective view showing the coil assembly.

【0016】図1に示すように、プリンタなどに組み込
まれた誘導加熱定着装置は、矢印a方向に回転駆動可能
に設けられた定着ローラ10と、当該定着ローラ10に
圧接して設けられ定着ローラ10の回転に伴って従動回
転する加圧ローラ11とを有する。図3に示すように、
定着ローラ10は、導電体の中空パイプであり、その内
部には、当該定着ローラ10に誘導電流を発生させるた
めの複数個のコイル・アセンブリ12が回転軸方向(円
筒軸方向)に沿って配設されている。特に、本実施例で
は、コイル・アセンブリ12は、隣接するコイル・アセ
ンブリ12の磁束発生方向が逆方向になるように、配置
されている。各コイル・アセンブリ12は、ホルダ24
に保持されて、ホルダユニット13を構成している。
As shown in FIG. 1, an induction heating fixing device incorporated in a printer or the like has a fixing roller 10 rotatably driven in the direction of arrow a, and a fixing roller provided in pressure contact with the fixing roller 10. The pressure roller 11 is driven to rotate with the rotation of 10. As shown in FIG.
The fixing roller 10 is a hollow conductor pipe, and a plurality of coil assemblies 12 for generating an induced current in the fixing roller 10 are arranged inside the fixing roller 10 along the rotation axis direction (cylindrical axis direction). It is set up. In particular, in this embodiment, the coil assemblies 12 are arranged so that the magnetic flux generating directions of the adjacent coil assemblies 12 are opposite to each other. Each coil assembly 12 has a holder 24
The holder unit 13 is held by the.

【0017】図2に示すように、定着ローラ10は、そ
の両端にスベリ軸受部10aが形成され、図示しない定
着ユニットフレームに回転自在に取り付けられている。
さらに、定着ローラ10は、その片端に図示しない駆動
ギアが固定され、この駆動ギアに接続されたモータなど
の図示しない駆動源によって回転駆動される。また、ホ
ルダユニット13は、定着ローラ10の内周面との間に
所定寸法の最小限ギャップを保って、定着ローラ10の
内部に収納されている。このホルダユニット13は、定
着ユニットフレームに固定され、非回転となっている。
As shown in FIG. 2, the fixing roller 10 has sliding bearings 10a formed at both ends thereof and is rotatably attached to a fixing unit frame (not shown).
Further, the fixing roller 10 has a drive gear (not shown) fixed to one end thereof, and is rotationally driven by a drive source (not shown) such as a motor connected to the drive gear. Further, the holder unit 13 is housed inside the fixing roller 10 with a minimum gap of a predetermined dimension maintained between the holder unit 13 and the inner peripheral surface of the fixing roller 10. The holder unit 13 is fixed to the fixing unit frame and is non-rotating.

【0018】未定着のトナー像が転写されているシート
14は、図1中左方向から搬送され、定着ローラ10と
加圧ローラ11との間のニップ部に向けて送り込まれ
る。シート14は、後述する原理により熱せられた定着
ローラ10の熱と、両ローラ10、11から作用する圧
力とが加えられながら、ニップ部を搬送される。これに
より、未定着トナーが定着されて、シート14上には定
着トナー像が形成される。ニップ部を通過したシート1
4は、定着ローラ10から自然に分離し、あるいは図1
に示すように、先端部が定着ローラ10の表面に摺接す
るように設けられた分離爪15ないし分離ガイドによっ
て定着ローラ10から強制的に分離され、図1中右方向
に搬送される。このシート14は、図示しない排紙ロー
ラによって搬送されて、排紙トレイ上に排出される。
The sheet 14 to which the unfixed toner image is transferred is conveyed from the left side in FIG. 1, and is fed toward the nip portion between the fixing roller 10 and the pressure roller 11. The sheet 14 is conveyed through the nip portion while the heat of the fixing roller 10 heated by the principle described later and the pressure applied from both rollers 10 and 11 are applied. As a result, the unfixed toner is fixed, and a fixed toner image is formed on the sheet 14. Sheet 1 that passed through the nip
4 is naturally separated from the fixing roller 10, or
As shown in FIG. 1, the separation claws 15 and the separation guides provided so that the front ends of the fixing rollers 10 are in sliding contact with each other are forcibly separated from the fixing roller 10 and are conveyed rightward in FIG. The sheet 14 is conveyed by a paper discharge roller (not shown) and discharged onto the paper discharge tray.

【0019】定着ローラ10の上方には、当該定着ロー
ラ10の温度を検出する温度センサ16が設けられてい
る。この温度センサ16は、定着ローラ10を隔ててコ
イル22の側面に向かい合うように、定着ローラ10の
表面に圧接している。温度センサ16は、例えば、サー
ミスタより構成される。このサーミスタ16で定着ロー
ラ10の温度を検出しつつ、定着ローラ10の温度が最
適温度となるように、コイル22への通電が制御され
る。
A temperature sensor 16 for detecting the temperature of the fixing roller 10 is provided above the fixing roller 10. The temperature sensor 16 is in pressure contact with the surface of the fixing roller 10 so as to face the side surface of the coil 22 across the fixing roller 10. The temperature sensor 16 is composed of, for example, a thermistor. While the temperature of the fixing roller 10 is detected by the thermistor 16, the energization of the coil 22 is controlled so that the temperature of the fixing roller 10 becomes the optimum temperature.

【0020】定着ローラ10の上方にはさらに、温度異
常上昇時の安全機構として、サーモスタット17が設け
られている。このサーモスタット17は、定着ローラ1
0の表面に圧接しており、予め設定された温度になると
接点を開放してコイル22への通電を切断する。これに
より、定着ローラ10が所定温度以上の高温となること
を防止している。
A thermostat 17 is further provided above the fixing roller 10 as a safety mechanism when the temperature rises abnormally. This thermostat 17 is used for the fixing roller 1.
It is pressed against the surface of No. 0, and when the temperature reaches a preset temperature, the contact is opened and the coil 22 is de-energized. This prevents the fixing roller 10 from reaching a temperature higher than a predetermined temperature.

【0021】定着ローラ10は、炭素鋼管、ステンレス
合金管あるいはアルミニウム合金管などの導電性部材か
ら形成され、その外周面にフッ素樹脂をコーティングし
て、表面に耐熱離型性層が形成されている。定着ローラ
10は、導電性磁性部材から形成することがさらに好ま
しい。加圧ローラ11は、軸芯18の周囲に、表面離型
性耐熱ゴム層であるシリコンゴム層19が形成されてい
る。また、スベリ軸受10aや分離爪15は、耐熱摺動
性エンジニアリング・プラスチックなどから形成されて
いる。
The fixing roller 10 is formed of a conductive member such as a carbon steel pipe, a stainless alloy pipe, or an aluminum alloy pipe, and the outer peripheral surface thereof is coated with a fluororesin, and a heat-resistant release layer is formed on the surface. . The fixing roller 10 is more preferably formed of a conductive magnetic member. The pressure roller 11 has a silicon rubber layer 19, which is a surface-releasing heat-resistant rubber layer, formed around a shaft core 18. The sliding bearing 10a and the separating claw 15 are made of heat resistant sliding engineering plastic or the like.

【0022】コイル・アセンブリ12は、図5に示すよ
うに、中央部に通孔20aが形成されたロの字型のボビ
ン20を有し、このボビン20の周りに銅線21を準整
列に複数連続(端末処理、結線が省略できる)巻いてコ
イル22を形成してある。ボビン20の通孔20aに
は、コイル22の銅線21と直交するようにコア23が
挿入されている。ボビン20は、例えば、セラミックや
耐熱絶縁性エンジニアリング・プラスチックで形成すれ
ばよく、また、コイル22としては表面に融着層と絶縁
層を持つ単一またはリッツ銅線を用いることが好まし
い。コア23は、例えば、フェライトコアまたは積層コ
アからなる。
As shown in FIG. 5, the coil assembly 12 has a square-shaped bobbin 20 having a through hole 20a formed in the center thereof, and a copper wire 21 is quasi-aligned around the bobbin 20. The coil 22 is formed by winding a plurality of continuous windings (terminal treatment and connection can be omitted). A core 23 is inserted into the through hole 20 a of the bobbin 20 so as to be orthogonal to the copper wire 21 of the coil 22. The bobbin 20 may be formed of, for example, ceramic or heat-resistant insulating engineering plastic, and the coil 22 is preferably a single or litz copper wire having a fusion layer and an insulating layer on the surface. The core 23 is, for example, a ferrite core or a laminated core.

【0023】図3に示すように、コイル・アセンブリ1
2は、定着ローラ10の回転軸方向に対し直交する方向
へ磁束が発生するように、ボビン20に巻回された銅線
21が定着ローラ10の回転軸に平行な平面に沿うよう
に、すなわち、コア23が回転軸と直交する向きに配設
されている。
As shown in FIG. 3, the coil assembly 1
2 is such that the copper wire 21 wound around the bobbin 20 is along a plane parallel to the rotation axis of the fixing roller 10, so that a magnetic flux is generated in a direction orthogonal to the rotation axis direction of the fixing roller 10, that is, The core 23 is arranged in a direction orthogonal to the rotation axis.

【0024】さらに、本実施例においては、図1、図3
および図4に示すように、複数のコイル・アセンブリ1
2が、コア23がシート14の搬送方向と略平行でコイ
ル22が加圧ローラ11と略対向するようにホルダ24
を用いて定着ローラ10の軸方向へ並んで配設されてい
る。また、コイル22の外周面には絶縁フィルム28が
配置されている。絶縁フィルム28は、例えば、耐熱絶
縁性樹脂であるポリイミド、ポリフェニレンサルファイ
ドなどから形成されている。ホルダ24は、ホルダステ
ー24aと、このホルダステー24aに装着されるホル
ダカバー24bとを有し、それぞれ耐熱絶縁性エンジニ
アリング・プラスチックから形成されている。図4に示
すように、ホルダステー24aおよびホルダカバー24
bの内面には、コイル・アセンブリ12などを保持する
ための凹部29が形成され、両端部には定着ユニットフ
レームに固定するための嵌合部25が設けられている。
ホルダユニット13は、例えばホルダステー24aに設
けられた凹部29にコイル22を挿入し、ボビン20の
通孔20aにコア23を挿入し、コイル22の外周面に
絶縁フィルム28を配置し、ホルダカバー24bをホル
ダステー24aに装着して組み立てられる。複数のコイ
ル22はホルダ24内で直列に接続されており、ホルダ
ユニット13の両端(または、片端)には、コイル22
の端末が接続されるコネクタ端子30が設けられ、この
端子30を介して高周波電流を供給する後述の高周波電
源35に接続されている。ホルダユニット13は、定着
ローラ10の内壁との間にギャップが形成されるよう
に、定着ローラ10の内径よりも若干小さい外径を有し
ている。
Further, in this embodiment, FIGS.
And a plurality of coil assemblies 1 as shown in FIG.
2 is a holder 24 such that the core 23 is substantially parallel to the conveying direction of the sheet 14 and the coil 22 is substantially opposite to the pressure roller 11.
Are arranged side by side in the axial direction of the fixing roller 10. An insulating film 28 is arranged on the outer peripheral surface of the coil 22. The insulating film 28 is made of, for example, a heat-resistant insulating resin such as polyimide or polyphenylene sulfide. The holder 24 has a holder stay 24a and a holder cover 24b attached to the holder stay 24a, and each is made of heat-resistant insulating engineering plastic. As shown in FIG. 4, the holder stay 24 a and the holder cover 24
A recess 29 for holding the coil assembly 12 and the like is formed on the inner surface of b, and fitting portions 25 for fixing to the fixing unit frame are provided at both ends.
In the holder unit 13, for example, the coil 22 is inserted into the recess 29 provided in the holder stay 24a, the core 23 is inserted into the through hole 20a of the bobbin 20, the insulating film 28 is arranged on the outer peripheral surface of the coil 22, and the holder cover 24b is provided. Is attached to the holder stay 24a to be assembled. The plurality of coils 22 are connected in series in the holder 24, and the coils 22 are connected to both ends (or one end) of the holder unit 13.
A connector terminal 30 to which the terminal is connected is provided, and is connected to a high frequency power source 35, which will be described later, which supplies a high frequency current through the terminal 30. The holder unit 13 has an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the fixing roller 10 so that a gap is formed between the holder unit 13 and the inner wall of the fixing roller 10.

【0025】図6は、本発明を適用した誘導加熱定着装
置における定着ローラ10の加熱原理を説明する説明図
である。コイル22に高周波(数kHz〜数十kHz)
の電流が流されると、「アンペアの右ネジの法則」に従
って、図示するように、コア23から定着ローラ10の
長手軸方向に対し直交する磁束31aが発生する。この
磁束31aもまた高周波磁束である。
FIG. 6 is an explanatory view for explaining the heating principle of the fixing roller 10 in the induction heating fixing device to which the present invention is applied. High frequency (several kHz to several tens of kHz) in the coil 22
When the current is applied, a magnetic flux 31a orthogonal to the longitudinal axis direction of the fixing roller 10 is generated from the core 23, as shown in the figure, in accordance with "Ampere's right-hand screw law". This magnetic flux 31a is also a high frequency magnetic flux.

【0026】導電体の定着ローラ10に到達した磁束3
1bは、定着ローラ10に沿って曲り、導電体の比透磁
率に依存した比率で定着ローラ10の円周面内を通る磁
束31cとなる。定着ローラ10の周面に集中した磁束
31cは、コイル22に対向する部分で密度が最大とな
る。
Magnetic flux 3 reaching the fixing roller 10 made of a conductor
1b is a magnetic flux 31c that bends along the fixing roller 10 and passes through the circumferential surface of the fixing roller 10 at a ratio depending on the relative magnetic permeability of the conductor. The magnetic flux 31c concentrated on the peripheral surface of the fixing roller 10 has the maximum density in the portion facing the coil 22.

【0027】この集中した磁束31cの作用により、定
着ローラ10には「レンツの法則」に従って、前記磁束
31cを妨げる前記磁束31cと逆方向の磁束を生じる
ような渦状の誘導電流が壁面内部で発生する。この誘導
電流は、定着ローラ10の表皮抵抗によりジュール熱に
変換されるので、定着ローラ10が発熱する。
Due to the action of the concentrated magnetic flux 31c, a vortex-shaped induced current is generated in the wall surface of the fixing roller 10 according to the "Lenz's law" so as to generate a magnetic flux in the opposite direction to the magnetic flux 31c that obstructs the magnetic flux 31c. To do. This induced current is converted into Joule heat by the skin resistance of the fixing roller 10, so that the fixing roller 10 generates heat.

【0028】この構成にあっては、定着ローラ10の
P,R点で円周面内の磁束密度が極大になり、逆に、
Q、S点で極小になる。よって、誘導電流密度も同様の
傾向になるので、定着ローラ10の発熱は、円周面内に
おいて均一ではなく、2点鎖線で囲んだ部分32a、3
2bが局所的に発熱する。この局所的に発熱する部分3
2a、32bは、図1において示せば、定着ローラ10
の上部領域と下部領域に相当する。したがって、ニップ
部と一方の発熱箇所(領域)とは、少なくとも一部で重
複している。また、他方の発熱箇所(領域)には、サー
ミスタ16が接触しており、サーモスタット17も接触
または近接するように配置される。なお、サーミスタ1
6の取り付け箇所は、定着ローラ10の上部か下部のど
ちらかにすれば良いが、図示する実施例では、上部の外
側に取り付けてある。また、サーミスタ16が小型であ
れば、定着ローラ10上部の内側または下部の内側に取
り付けても良い。
In this structure, the magnetic flux density in the circumferential surface becomes maximum at points P and R of the fixing roller 10, and conversely,
It becomes minimum at points Q and S. Therefore, the induced current density also has a similar tendency, so that the heat generation of the fixing roller 10 is not uniform in the circumferential surface, and the portions 32a, 3 surrounded by the two-dot chain line are shown.
2b locally generates heat. This locally heated portion 3
2a and 32b are fixing rollers 10 as shown in FIG.
Corresponding to the upper and lower regions of. Therefore, the nip portion and one heat generating portion (area) overlap at least in part. Further, the thermistor 16 is in contact with the other heat generating portion (region), and the thermostat 17 is also arranged so as to be in contact with or close to it. The thermistor 1
The mounting position of 6 may be either the upper part or the lower part of the fixing roller 10, but in the illustrated embodiment, it is mounted outside the upper part. If the thermistor 16 is small, it may be mounted inside the upper part or the lower part of the fixing roller 10.

【0029】図7は、誘導加熱コイル22へ高周波電流
を流し定着ローラ10の温度を制御する回路のブロック
図、図8は、インバータ回路を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram of a circuit for controlling the temperature of the fixing roller 10 by supplying a high frequency current to the induction heating coil 22, and FIG. 8 is a block diagram showing an inverter circuit.

【0030】高周波電流は、商用電源35の交流を整流
回路36によって整流し、自励式インバータ回路37で
高周波に変換し発生させる。誘導加熱コイル22への電
流は、定着ローラ10の表面に圧接されたサーモスタッ
ト17を介して供給され、定着ローラ10の表面温度が
予め設定されている異常温度に達すると、サーモスタッ
ト17によって電流路が切断されるようになっている。
制御回路38は、マイクロプロセッサやメモリなどから
構成され、サーミスタ16の電位に基づいて定着ローラ
10の温度を監視しながら、インバータ回路37内のド
ライブ回路40へオン/オフ信号を出力し、温度制御を
行う。インバータ回路37は、整流回路36からの直流
電流を高周波電流に周波数変換して、コイル22に供給
する。
The high-frequency current is generated by rectifying the alternating current of the commercial power source 35 by the rectifying circuit 36 and converting it into a high frequency by the self-excited inverter circuit 37. The current to the induction heating coil 22 is supplied through the thermostat 17 pressed against the surface of the fixing roller 10, and when the surface temperature of the fixing roller 10 reaches a preset abnormal temperature, the thermostat 17 causes the current path to flow. It is supposed to be disconnected.
The control circuit 38 is composed of a microprocessor, a memory and the like, and outputs an ON / OFF signal to the drive circuit 40 in the inverter circuit 37 while monitoring the temperature of the fixing roller 10 based on the potential of the thermistor 16 to control the temperature. I do. The inverter circuit 37 frequency-converts the direct current from the rectifier circuit 36 into a high frequency current and supplies the high frequency current to the coil 22.

【0031】図8に示すように、インバータ回路37
は、制御回路38から発せられる制御信号(加熱信号)
がオンになると、まずドライブ回路40が、例えばトラ
ンジスタ、FETあるいはIGBTなどからなるスイッ
チング素子41をオンし、これによって、誘導加熱コイ
ル22に電流が流れる。一方、電流検出回路42は所定
の電流値IP に達したことを検出するとスイッチング素
子41をオフするようにドライブ回路40に信号を送
る。電流検出回路42で検出されるドレイン電流ID の
波形を図9(B)に示す。スイッチング素子41がオフ
されると、誘導加熱コイル22と共振用コンデンサ44
との間で共振電流が流れる。そして、電圧検出回路43
は、共振によりスイッチング素子41の誘導加熱コイル
22側のドレイン電圧VD が0V付近まで下降したこと
を検出すると、スイッチング素子41を再びオンするよ
うにドライブ回路40に信号を送る。以下、このスイッ
チングサイクルを繰り返すことによって高周波の電流を
誘導加熱コイル22へ流す。電圧検出回路43で検出さ
れる電圧VD の波形を図9(A)に、また、スイッチン
グ素子41のオン/オフ信号(例えば、FETならばゲ
ートのオン/オフ信号)を図9(C)に示す。
As shown in FIG. 8, an inverter circuit 37
Is a control signal (heating signal) issued from the control circuit 38.
When is turned on, the drive circuit 40 first turns on the switching element 41 including, for example, a transistor, an FET, or an IGBT, whereby a current flows through the induction heating coil 22. On the other hand, the current detection circuit 42 sends a signal to the drive circuit 40 so as to turn off the switching element 41 when detecting that the predetermined current value IP has been reached. The waveform of the drain current ID detected by the current detection circuit 42 is shown in FIG. When the switching element 41 is turned off, the induction heating coil 22 and the resonance capacitor 44
Resonant current flows between and. Then, the voltage detection circuit 43
Detects that the drain voltage VD on the induction heating coil 22 side of the switching element 41 has dropped to around 0 V due to resonance, and sends a signal to the drive circuit 40 to turn on the switching element 41 again. Hereinafter, by repeating this switching cycle, a high frequency current is passed to the induction heating coil 22. The waveform of the voltage VD detected by the voltage detection circuit 43 is shown in FIG. 9A, and the ON / OFF signal of the switching element 41 (for example, the gate ON / OFF signal in the case of FET) is shown in FIG. 9C. Show.

【0032】次ぎに、コイル22の配置状態について説
明する。
Next, the arrangement of the coil 22 will be described.

【0033】本実施例における配置状態を説明する前
に、まず、比較例における配置状態を図10〜図12に
基づいて説明する。この比較例では、図10および図1
1(A)(B)に示すように、導電体の定着ローラ10
に誘導電流を発生させる複数個のコイル22を、全て同
方向の磁束を発生するように配置または接続してある。
この場合に発生する磁束を図示すれば、磁束31d,3
1eとなる。ここで、磁束31dは、発熱原理図で示し
た磁束31aと同一であり、最終的に定着ローラ10の
発熱に関係し、発熱箇所ないし領域32c,32dとな
る。一方、磁束31eは、図12に示すように、定着ロ
ーラ10の面内磁束とほとんどならないので、定着ロー
ラ10の発熱に寄与しない。また、隣接するコイル22
相互間にコイルギャップ部33がある場合には、このギ
ャップ部33中では定着ローラ10は発熱領域を持たな
い。したがって、コイルギャップ部33を大きくする
と、定着ローラ10の回転軸方向に沿った温度分布が不
均一になり、定着ローラ10の回転軸方向に沿う定着性
を均一にできず、定着性能に悪影響をもたらすことにな
る。
Before explaining the arrangement state in the present embodiment, first, the arrangement state in the comparative example will be described with reference to FIGS. In this comparative example, FIG. 10 and FIG.
As shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B), a fixing roller 10 made of a conductor is used.
A plurality of coils 22 for generating induced currents are arranged or connected so as to generate magnetic flux in the same direction.
If the magnetic flux generated in this case is illustrated, the magnetic flux 31d, 3
It becomes 1e. Here, the magnetic flux 31d is the same as the magnetic flux 31a shown in the principle of heat generation, and finally relates to heat generation of the fixing roller 10 and becomes heat generation points or regions 32c and 32d. On the other hand, as shown in FIG. 12, the magnetic flux 31e does not contribute to the heat generation of the fixing roller 10 because it hardly becomes the in-plane magnetic flux of the fixing roller 10. In addition, the adjacent coil 22
When the coil gap portion 33 is provided between them, the fixing roller 10 does not have a heat generating region in the gap portion 33. Therefore, when the coil gap portion 33 is increased, the temperature distribution along the rotation axis direction of the fixing roller 10 becomes non-uniform, and the fixability along the rotation axis direction of the fixing roller 10 cannot be made uniform, which adversely affects the fixing performance. Will bring.

【0034】次ぎに、本実施例における配置状態を図1
3〜図15に基づいて説明する。本実施例では、図13
および図14(A)(B)に示すように、複数個のコイ
ル22のうちコイル22b、22dを、他のコイル22
a、22cと逆方向の磁束を発生するように配置または
接続してある。この場合に発生する磁束を図示すれば、
磁束31f、31gとなる。ここで、磁束31gは、前
述した磁束31eとは「磁極に関するクーロンの法則」
に従っているという点で、磁束の方向と磁束密度が異な
っている。ここに「磁極に関するクーロンの法則」によ
ると、磁石のNとSは引き合い、NとNまたはSとSは
反発し、両磁極間の距離の二乗に反比例した力が作用す
る。
Next, FIG. 1 shows the arrangement state in this embodiment.
It demonstrates based on 3 to 15. In this embodiment, FIG.
As shown in FIGS. 14A and 14B, the coils 22b and 22d of the plurality of coils 22 are replaced by the other coils 22.
They are arranged or connected so as to generate a magnetic flux in the opposite direction to a and 22c. If the magnetic flux generated in this case is illustrated,
The magnetic flux becomes 31f and 31g. Here, the magnetic flux 31g is "Coulomb's law regarding magnetic poles", which is different from the above-mentioned magnetic flux 31e.
That is, the direction of the magnetic flux and the magnetic flux density are different. According to "Coulomb's law regarding magnetic poles", N and S of the magnet attract each other, N and N or S and S repel each other, and a force inversely proportional to the square of the distance between both magnetic poles acts.

【0035】磁束31gは、図15に示すように、磁束
の方向に関して、定着ローラ10の回転軸面内方向成分
となるので、定着ローラ10には、新たな発熱領域32
e、32fが発生する。さらに、この磁束31gは、磁
束密度に関して磁束31dよりも高くなる。
As shown in FIG. 15, the magnetic flux 31g becomes a component in the direction of the magnetic flux in the rotation axis plane of the fixing roller 10, so that the fixing roller 10 has a new heat generation region 32.
e and 32f are generated. Further, the magnetic flux 31g is higher than the magnetic flux 31d with respect to the magnetic flux density.

【0036】以上のように、本実施例の構成のように、
隣接するコイル22が発生する磁束の方向を逆方向にす
ることにより、磁束の方向が同方向の場合と比較して、
「磁極に関するクーロンの法則」が成り立つコイルギャ
ップ部33範囲においては、発熱領域32e、32fが
新たに定着ローラ10に追加されることになる。
As described above, like the configuration of this embodiment,
By making the directions of the magnetic fluxes generated by the adjacent coils 22 to be opposite to each other, compared to the case where the magnetic fluxes are in the same direction,
In the range of the coil gap portion 33 where "Coulomb's law regarding magnetic poles" is established, the heat generation regions 32e and 32f are newly added to the fixing roller 10.

【0037】図16は、定着ローラ10の回転軸方向の
磁束密度を測定した結果を示すグラフである。横軸は、
定着ローラ10の回転軸方向位置であり、縦軸は、定着
ローラ10の回転軸方向位置におけるそれぞれX、Z方
向成分の最大磁束密度である。なお、電流は直流電流を
供給している。グラフ中の白丸がX軸方向成分の磁束密
度の絶対値、黒丸がZ軸方向成分の磁束密度の絶対値を
表わしている。X、Y、Zの各軸方向については、図1
3に示してある。
FIG. 16 is a graph showing the results of measuring the magnetic flux density in the direction of the rotation axis of the fixing roller 10. The horizontal axis is
It is the position of the fixing roller 10 in the rotation axis direction, and the vertical axis is the maximum magnetic flux density of the X and Z direction components at the position of the fixing roller 10 in the rotation axis direction. The current supplies a direct current. The white circles in the graph represent the absolute value of the magnetic flux density of the X-axis direction component, and the black circles represent the absolute value of the magnetic flux density of the Z-axis direction component. Regarding the X, Y, and Z axis directions, FIG.
3 is shown.

【0038】このグラフから明らかなように、本実施例
のようにコイル22を配置すれば、隣接するコイル22
相互間に形成されたコイルギャップ部33においてX軸
方向成分磁束が発生していること、および、コイルギャ
ップ部33近傍においてZ軸方向成分磁束密度がコイル
22中央部よりも高くなっていることが明らかになっ
た。
As is apparent from this graph, when the coils 22 are arranged as in this embodiment, the adjacent coils 22 are
The X-axis direction component magnetic flux is generated in the coil gap portions 33 formed between each other, and the Z-axis direction component magnetic flux density is higher in the vicinity of the coil gap portion 33 than in the central portion of the coil 22. It was revealed.

【0039】図17は、定着ローラ10の回転軸方向の
定着剥離強度を測定した結果を示すグラフである。横軸
は、定着ローラ10の回転軸方向(主走査方向)画像位
置であり、縦軸は、定着ローラ10の回転軸方向位置に
おけるそれぞれ、実施例、対比例の定着剥離強度であ
る。
FIG. 17 is a graph showing the results of measuring the fixing peel strength of the fixing roller 10 in the rotation axis direction. The abscissa axis represents the image position of the fixing roller 10 in the rotation axis direction (main scanning direction), and the ordinate axis represents the fixing peel strength of the embodiment in comparison with the rotation axis direction position of the fixing roller 10.

【0040】このグラフから明らかなように、本実施例
のようにコイル22を配置すれば、コイルギャップ部3
3とその近傍において、定着剥離強度が向上し、定着ロ
ーラ10の回転軸方向に沿って均一な定着性を得ること
ができた。
As is apparent from this graph, when the coil 22 is arranged as in this embodiment, the coil gap portion 3
In No. 3 and its vicinity, the fixing peel strength was improved, and uniform fixing properties could be obtained along the rotation axis direction of the fixing roller 10.

【0041】以上説明したように、本実施例において
は、コイル・アセンブリ12を、コア23が通紙方向と
略平行となるように、すなわち、コイル22が定着ロー
ラ10の回転軸と直交する軸を中心に巻回した状態とな
るように配置したので、定着ローラ10の周面において
ある特定部分を局所的に発熱させることができ、しか
も、その局所的な発熱部分を加圧ローラ11と接触する
近傍部分に対応づけることによって熱効率の良い加熱を
行うことができる。そして、同じサイズのコイル・アセ
ンブリ12を回転軸方向へ複数並列させる構成としてい
るため、回転軸方向に長い1つのコイル・アセンブリ1
2を用いる場合に比べ、コイルの製造が容易になる。
As described above, in this embodiment, the coil assembly 12 is arranged such that the core 23 is substantially parallel to the sheet passing direction, that is, the coil 22 is an axis orthogonal to the rotation axis of the fixing roller 10. Since it is arranged so as to be wound around the center of the fixing roller 10, it is possible to locally generate heat at a specific portion on the peripheral surface of the fixing roller 10, and the local heating portion is brought into contact with the pressure roller 11. It is possible to perform heating with good thermal efficiency by associating with a neighboring portion to be heated. Since a plurality of coil assemblies 12 of the same size are arranged in parallel in the rotation axis direction, one coil assembly 1 long in the rotation axis direction is used.
As compared with the case where 2 is used, manufacturing of the coil becomes easier.

【0042】さらに、本実施例では、隣接するコイル2
2が発生する磁束の方向が逆方向となるように複数個の
コイル22を定着ローラ10内に配置するという簡単な
構造によって、「磁極に関するクーロンの法則」に従っ
た新たな磁束の発生を得て、隣接するコイル22の間を
定着ローラ10の新たな発熱箇所ないし領域32e、3
2fとすることができ、ある程度のコイルギャップ部3
3をコイル22間に設けても、回転軸方向に沿う定着ロ
ーラ10表面の温度分布を均一にすることができ、もっ
て、定着ローラ10の回転軸方向に沿って均一な定着性
を実現することができた。
Further, in this embodiment, the adjacent coils 2
2 has a simple structure in which a plurality of coils 22 are arranged in the fixing roller 10 so that the directions of the magnetic fluxes generated by the magnetic fluxes 2 are opposite to each other. Between the adjacent coils 22, a new heat generating portion or area 32e of the fixing roller 10 is formed.
2f, and the coil gap portion 3 to some extent
Even if 3 is provided between the coils 22, the temperature distribution on the surface of the fixing roller 10 along the rotation axis direction can be made uniform, and thus uniform fixing property can be realized along the rotation axis direction of the fixing roller 10. I was able to.

【0043】しかも、コイル22やコア23の長さを小
さくすることによりコイルギャップ部33の幅が大きく
なっても、定着ローラ10の回転軸方向の温度分布を均
一にすることができるので、誘導加熱の効率向上と、コ
ストの低減との両立を図ることが可能となる。
Moreover, even if the width of the coil gap portion 33 is increased by reducing the lengths of the coil 22 and the core 23, the temperature distribution in the rotation axis direction of the fixing roller 10 can be made uniform. It is possible to achieve both improvement of heating efficiency and cost reduction.

【0044】なお、図示した実施例では、銅線21を同
一方向に巻いたコイル22a〜22dのうち22b、2
2dのみ逆にして配置してあるが、隣接するコイル22
間の磁極が互いに逆になれば、他の方法であっても良
い。
In the illustrated embodiment, 22b and 2b of the coils 22a to 22d in which the copper wire 21 is wound in the same direction are used.
Only the 2d is reversed but the adjacent coil 22
Other methods may be used as long as the magnetic poles between them are opposite to each other.

【0045】また、コイル・アセンブリ12の形状ない
し構造は上述した実施例の形状などに限定されるもので
はなく、種々改変しても、上述した実施例と同様の効果
を得ることができる。
Further, the shape or structure of the coil assembly 12 is not limited to the shape and the like of the above-described embodiment, and the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained even if various modifications are made.

【0046】図18および図19は、コイル・アセンブ
リのコイルの断面形状を改変した実施例に係る要部断面
図である。
18 and 19 are cross-sectional views of essential parts according to an embodiment in which the cross-sectional shape of the coil of the coil assembly is modified.

【0047】定着ローラ10に誘導電流を発生させるコ
イル22は、定着ローラ10に高磁束を作用させるため
に、定着ローラ10に最小限のギャップで、広い範囲で
近接していることが望ましい。そこで、図18に示すコ
イル・アセンブリ12では、コイル22eの断面形状を
巻き始めよりも巻き終わりのコイル列数を減少させ、全
体として凸型にしてある。また、図19に示すコイル・
アセンブリ12では、普通の断面形状を有する2つのコ
イル22fを、十字型の断面形状となるように組み合わ
せてある。
The coil 22 for generating an induced current in the fixing roller 10 is preferably close to the fixing roller 10 in a wide range with a minimum gap in order to apply a high magnetic flux to the fixing roller 10. In view of this, in the coil assembly 12 shown in FIG. 18, the cross-sectional shape of the coil 22e is reduced so that the number of coil rows at the end of winding is smaller than that at the beginning of winding and the overall shape is convex. In addition, the coil shown in FIG.
In the assembly 12, two coils 22f having an ordinary cross-sectional shape are combined so as to have a cross-shaped cross-sectional shape.

【0048】図20(A)(B)は、コイル・アセンブ
リをコアレス構造に改変した実施例に係る斜視図であ
る。
20A and 20B are perspective views according to an embodiment in which the coil assembly is modified to have a coreless structure.

【0049】定着ローラ10に誘導電流を発生させるコ
イル22のコア23は、コイル22が発生する磁束を高
め、また、その磁束を定着ローラ10に導く磁路を形成
するために使用されている。前述した実施例では、すべ
てのコイル22に対をなすようにコア23を使用した場
合を示したが、図20(A)に示すようにコア23の一
部を取り除いた形態、または、図20(B)に示すよう
にコア23の全てを取り除いた形態としても良い。
The core 23 of the coil 22 for generating an induced current in the fixing roller 10 is used for increasing the magnetic flux generated by the coil 22 and forming a magnetic path for guiding the magnetic flux to the fixing roller 10. In the above-described embodiment, the case where the core 23 is used so as to form a pair with all the coils 22 is shown. However, as shown in FIG. 20 (A), a form in which a part of the core 23 is removed, or FIG. As shown in (B), the core 23 may be entirely removed.

【0050】図21〜図25は、コイル・アセンブリの
コアの断面形状を改変した実施例に係る要部断面図であ
る。
21 to 25 are sectional views of essential parts according to an embodiment in which the sectional shape of the core of the coil assembly is modified.

【0051】コイル22のコア23は、上記のように、
コイル22が発生する磁束を高め、また、その磁束を定
着ローラ10に導く磁路を形成するために使用されてい
る。よって、コア23は定着ローラ10に最小限のギャ
ップで、広い範囲で近接していることが望ましい。そこ
で、図21に示すコイル・アセンブリ12では、コア2
3aの両端面50、50を平坦面ではなく定着ローラ1
0の内面形状に対応した円弧面に形成してある。また、
図22に示すコイル・アセンブリ12では、コア23b
の両端面50、51を定着ローラ10の内面形状に対応
した円弧面に形成し、さらに、一方の端面51を他方の
端面50よりも大きく形成して広い範囲で定着ローラ1
0に近接するようにしてある。また、図23に示すコイ
ル・アセンブリ12では、2個のコア体23c、23d
からコア23eを組み立て、その両端面51、51を定
着ローラ10の内面形状に対応した円弧面に形成し、さ
らに、両端面51、51を図21に示すコア23aの端
面50よりも大きく形成して広い範囲で定着ローラ10
に近接するようにしてある。また、図24に示すコイル
・アセンブリ12では、コイル22の図中上方にだけコ
ア23fを配置し、当該コア23fの端面51を定着ロ
ーラ10の内面形状に対応した円弧面に形成すると共に
広い範囲で定着ローラ10に近接するようにしてある。
また、図25に示すコイル・アセンブリ12では、コイ
ル22の図中上下両方にコア23g、23hを配置し、
当該コア23g、23hの端面51を定着ローラ10の
内面形状に対応した円弧面に形成すると共に広い範囲で
定着ローラ10に近接するようにしてある。
The core 23 of the coil 22 is, as described above,
It is used for increasing the magnetic flux generated by the coil 22 and for forming a magnetic path for guiding the magnetic flux to the fixing roller 10. Therefore, it is desirable that the core 23 be close to the fixing roller 10 in a wide range with a minimum gap. Therefore, in the coil assembly 12 shown in FIG.
Both end surfaces 50, 50 of 3a are not flat surfaces but the fixing roller 1
It is formed in an arc surface corresponding to the inner surface shape of 0. Also,
In the coil assembly 12 shown in FIG. 22, the core 23b
Both end surfaces 50, 51 of the fixing roller 1 are formed in an arcuate surface corresponding to the inner surface shape of the fixing roller 10, and one end surface 51 is formed larger than the other end surface 50 to fix the fixing roller 1 in a wide range.
It is close to 0. Further, in the coil assembly 12 shown in FIG. 23, the two core bodies 23c and 23d are
The core 23e is assembled, and both end surfaces 51, 51 are formed into arcuate surfaces corresponding to the inner surface shape of the fixing roller 10, and both end surfaces 51, 51 are formed larger than the end surface 50 of the core 23a shown in FIG. Fixing roller 10 in a wide range
To be close to. Further, in the coil assembly 12 shown in FIG. 24, the core 23f is arranged only above the coil 22 in the figure, and the end surface 51 of the core 23f is formed into an arc surface corresponding to the inner surface shape of the fixing roller 10 and has a wide range. And is close to the fixing roller 10.
Further, in the coil assembly 12 shown in FIG. 25, the cores 23g and 23h are arranged both above and below the coil 22 in the drawing,
The end surfaces 51 of the cores 23g and 23h are formed into arcuate surfaces corresponding to the inner surface shape of the fixing roller 10 and are arranged to be close to the fixing roller 10 in a wide range.

【0052】図26および図27は、コイル・アセンブ
リのコアの断面形状をさらに改変した実施例に係る要部
断面図である。
FIGS. 26 and 27 are cross-sectional views of essential parts according to an embodiment in which the cross-sectional shape of the core of the coil assembly is further modified.

【0053】コイル22のコア23は、上記のように、
コイル22が発生する磁束を高め、また、その磁束を定
着ローラ10に導く磁路を形成するために使用されてい
る。このコア23の内部を通る磁束は電磁誘導の表皮効
果のためコア23の表皮に集中する。よって、定着ロー
ラ10の径が大きくコア23が厚い場合や、高周波電流
の周波数が高い場合には、コア23の中央部は機能に寄
与しないことがある。そこで、図26に示すコイル・ア
センブリ12では、コア23iに通孔53を形成して、
コア23iの中央部にエアギャップ54を形成してあ
る。また、図27に示すコイル・アセンブリ12では、
コア23jの両端部から止まり孔55を形成して、コア
23jの中央部にエアギャップ54を形成してある。
The core 23 of the coil 22 is, as described above,
It is used for increasing the magnetic flux generated by the coil 22 and for forming a magnetic path for guiding the magnetic flux to the fixing roller 10. The magnetic flux passing through the core 23 is concentrated on the skin of the core 23 due to the skin effect of electromagnetic induction. Therefore, when the diameter of the fixing roller 10 is large and the core 23 is thick, or when the frequency of the high frequency current is high, the central portion of the core 23 may not contribute to the function. Therefore, in the coil assembly 12 shown in FIG. 26, the through hole 53 is formed in the core 23i,
An air gap 54 is formed in the center of the core 23i. Further, in the coil assembly 12 shown in FIG. 27,
Blind holes 55 are formed from both ends of the core 23j, and an air gap 54 is formed in the center of the core 23j.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の誘導加熱
定着装置によれば、導電性部材で形成された定着ローラ
の内部に回転軸方向に沿って配置され当該定着ローラに
誘導電流を生じさせる複数個のコイルのうち少なくとも
1つのコイルを、当該コイルに隣接する他のコイルが発
生する磁束と逆方向の磁束を発生するように配置すると
いう簡単な構造によって、「磁極に関するクーロンの法
則」に従った新たな磁束の発生を得て、コイルの間を定
着ローラの新たな発熱箇所ないし領域とすることがで
き、ある程度のコイルギャップ部をコイル間に設けて
も、定着ローラの回転軸方向に沿う温度分布を均一にで
き、もって、定着ローラの回転軸方向に沿って均一な定
着性を実現することが可能となった。
As described above, according to the induction heating fixing device of the present invention, an induction current is generated in the fixing roller formed of a conductive member along the rotation axis direction. The "Coulomb's law regarding magnetic poles" has a simple structure in which at least one of the plurality of coils is arranged so as to generate a magnetic flux in a direction opposite to the magnetic flux generated by another coil adjacent to the coil. By generating new magnetic flux in accordance with the above, it is possible to make the space between the coils a new heat generation point or region of the fixing roller. Even if a certain coil gap is provided between the coils, the direction of the rotation axis of the fixing roller It is possible to make the temperature distribution along the axis uniform, and to realize uniform fixing properties along the direction of the rotation axis of the fixing roller.

【0055】さらに、コイルを回転軸方向へ複数並列さ
せる構成としているため、回転軸方向に長い1つのコイ
ルを用いる場合に比べ、コイルの製造が容易になる。ま
た、コイルやコアの長さを小さくすることによりコイル
ギャップ部の幅が大きくなっても、回転軸方向に沿う定
着ローラ表面の温度分布を均一にすることができるの
で、誘導加熱の効率向上と、コストの低減との両立を図
ることが可能となる。
Further, since a plurality of coils are arranged in parallel in the rotation axis direction, the coil can be manufactured more easily than when one coil long in the rotation axis direction is used. Further, even if the width of the coil gap portion is increased by reducing the length of the coil or the core, the temperature distribution on the surface of the fixing roller along the rotation axis direction can be made uniform, so that the efficiency of induction heating is improved. It is possible to achieve both cost reduction and cost reduction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明を適用した誘導加熱定着装置を示す断
面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an induction heating fixing device to which the present invention is applied.

【図2】 図1に示される定着ローラを示す斜視図であ
る。
FIG. 2 is a perspective view showing a fixing roller shown in FIG.

【図3】 定着ローラ内のコイルとコアを示す透視図で
ある。
FIG. 3 is a perspective view showing a coil and a core in a fixing roller.

【図4】 ホルダユニットの内部構造を示す分解斜視図
である。
FIG. 4 is an exploded perspective view showing an internal structure of a holder unit.

【図5】 コイル・アセンブリを示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a coil assembly.

【図6】 本発明を適用した誘導加熱定着装置における
定着ローラ10の加熱原理を説明する説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a heating principle of the fixing roller 10 in the induction heating fixing device to which the present invention is applied.

【図7】 誘導加熱コイル22へ高周波電流を流し定着
ローラ10の温度を制御する回路のブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram of a circuit that controls the temperature of the fixing roller 10 by applying a high-frequency current to the induction heating coil 22.

【図8】 インバータ回路を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing an inverter circuit.

【図9】 図9(A)は、図8に示される電圧検出回路
で検出される電圧の波形図、同図(B)は、図8に示さ
れる電流検出回路で検出される電流の波形図、同図
(C)は、図8に示されるスイッチング素子のオン/オ
フ信号の波形図である。
9A is a waveform diagram of a voltage detected by the voltage detection circuit shown in FIG. 8, and FIG. 9B is a waveform diagram of a current detected by the current detection circuit shown in FIG. 8C is a waveform diagram of the ON / OFF signal of the switching element shown in FIG.

【図10】 比較例におけるコイルの配置状態を示す透
視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing an arrangement state of coils in a comparative example.

【図11】 図11(A)(B)は、図10に示される
比較例における磁束の発生および定着ローラの発熱箇所
の説明に供する説明図であり、それぞれ図10の平面図
および側面図に相当する図である。
11A and 11B are explanatory diagrams for explaining the generation of magnetic flux and the heat generation points of the fixing roller in the comparative example shown in FIG. 10, and are a plan view and a side view of FIG. 10, respectively. It is a corresponding figure.

【図12】 図10に示される比較例において、エアギ
ャップ部で発生する磁束を示す拡大図である。
12 is an enlarged view showing a magnetic flux generated in an air gap portion in the comparative example shown in FIG.

【図13】 本発明の一実施例におけるコイルの配置状
態を示す透視図である。
FIG. 13 is a perspective view showing an arrangement state of coils in one embodiment of the present invention.

【図14】 図14(A)(B)は、図実施例における
磁束の発生および定着ローラの発熱箇所の説明に供する
説明図であり、それぞれ図13の平面図および側面図に
相当する図である。
14A and 14B are explanatory diagrams for explaining the generation of magnetic flux and the heat generation points of the fixing roller in the embodiment shown in FIGS. 14A and 14B, respectively, corresponding to the plan view and side view of FIG. is there.

【図15】 図13に示される同実施例において、エア
ギャップ部で発生する磁束を示す拡大図である。
FIG. 15 is an enlarged view showing a magnetic flux generated in an air gap portion in the embodiment shown in FIG.

【図16】 定着ローラの回転軸方向の磁束密度を測定
した結果を示すグラフである。
FIG. 16 is a graph showing the results of measuring the magnetic flux density in the rotation axis direction of the fixing roller.

【図17】 定着ローラの回転軸方向の定着剥離強度を
測定した結果を示すグラフである。
FIG. 17 is a graph showing the results of measuring the fixing peel strength in the rotation axis direction of the fixing roller.

【図18】 コイル・アセンブリのコイルの断面形状を
改変した実施例に係る要部断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view of essential parts according to an example in which the cross-sectional shape of the coil of the coil assembly is modified.

【図19】 コイル・アセンブリのコイルの断面形状を
改変した他の実施例に係る要部断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view of essential parts according to another embodiment in which the cross-sectional shape of the coil of the coil assembly is modified.

【図20】 図20(A)(B)は、コイル・アセンブ
リをコアレス構造に改変した実施例に係る斜視図であ
る。
20 (A) and (B) are perspective views according to an embodiment in which the coil assembly is modified to have a coreless structure.

【図21】 コイル・アセンブリのコアの断面形状を改
変した実施例に係る要部断面図である。
FIG. 21 is a cross-sectional view of essential parts according to an example in which the cross-sectional shape of the core of the coil assembly is modified.

【図22】 コイル・アセンブリのコアの断面形状を改
変した他の実施例に係る要部断面図である。
FIG. 22 is a cross-sectional view of essential parts according to another embodiment in which the cross-sectional shape of the core of the coil assembly is modified.

【図23】 コイル・アセンブリのコアの断面形状を改
変したさらに他の実施例に係る要部断面図である。
FIG. 23 is a main-portion cross-sectional view according to still another embodiment in which the cross-sectional shape of the core of the coil assembly is modified.

【図24】 コイル・アセンブリのコアの断面形状を改
変したさらに他の実施例に係る要部断面図である。
FIG. 24 is a cross-sectional view of a main part according to still another embodiment in which the cross-sectional shape of the core of the coil assembly is modified.

【図25】 コイル・アセンブリのコアの断面形状を改
変したさらに他の実施例に係る要部断面図である。
FIG. 25 is a fragmentary cross-sectional view according to still another embodiment in which the cross-sectional shape of the core of the coil assembly is modified.

【図26】 コイル・アセンブリのコアの断面形状を改
変したさらに他の実施例に係る要部断面図である。
FIG. 26 is a main-portion cross-sectional view according to still another embodiment in which the cross-sectional shape of the core of the coil assembly is modified.

【図27】 コイル・アセンブリのコアの断面形状を改
変したさらに他の実施例に係る要部断面図である。
FIG. 27 is a main-portion cross-sectional view according to still another embodiment, in which the cross-sectional shape of the core of the coil assembly is modified.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…定着ローラ 11…加圧ローラ 12…コイル・アセンブリ 14…シート(記録媒体) 22…コイル 23…コア 10 ... Fixing roller 11 ... Pressure roller 12 ... Coil assembly 14 ... Sheet (recording medium) 22 ... Coil 23 ... Core

フロントページの続き (72)発明者 加藤 剛 大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 岡林 英二 大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内Front page continuation (72) Inventor Takeshi Kato 2-3-13 Azuchi-cho, Chuo-ku, Osaka Osaka International Building Minolta Co., Ltd. (72) Inventor Eiji Okabayashi 2-3-13 Azuchi-cho, Chuo-ku, Osaka Kokusai Building Minolta Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 記録媒体上に形成されたトナー像を前記
記録媒体へ定着する定着装置であって、 導電性部材で形成された定着ローラと、 当該定着ローラの内部に回転軸方向に沿って配置され当
該定着ローラに誘導電流を生じさせる複数個のコイル
と、を有し、 前記複数個のコイルのうち少なくとも1つのコイルを、
当該コイルに隣接する他のコイルが発生する磁束と逆方
向の磁束を発生するように配置してなる誘導加熱定着装
置。
1. A fixing device for fixing a toner image formed on a recording medium onto the recording medium, comprising: a fixing roller formed of a conductive member; and inside the fixing roller along a rotation axis direction. A plurality of coils arranged to generate an induced current in the fixing roller, and at least one coil of the plurality of coils,
An induction heating fixing device arranged so as to generate a magnetic flux in a direction opposite to the magnetic flux generated by another coil adjacent to the coil.
JP19558494A 1994-03-31 1994-08-19 Induction heating fixing device Expired - Fee Related JP3763542B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19558494A JP3763542B2 (en) 1994-08-19 1994-08-19 Induction heating fixing device
US08/413,770 US5526103A (en) 1994-03-31 1995-03-30 Induction heating fixing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19558494A JP3763542B2 (en) 1994-08-19 1994-08-19 Induction heating fixing device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0863022A true JPH0863022A (en) 1996-03-08
JP3763542B2 JP3763542B2 (en) 2006-04-05

Family

ID=16343577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19558494A Expired - Fee Related JP3763542B2 (en) 1994-03-31 1994-08-19 Induction heating fixing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3763542B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5870660A (en) * 1996-08-30 1999-02-09 Minolta Co., Ltd. Heating device
JPH11135246A (en) * 1997-10-29 1999-05-21 Canon Inc Heating device and image forming device
US6816688B2 (en) * 2002-01-02 2004-11-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Image forming apparatus
US6882807B2 (en) 2000-02-22 2005-04-19 Seiko Epson Corporation Fixing device
US7228084B2 (en) 1999-12-28 2007-06-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Image forming apparatus and fixing device
JP2007226132A (en) * 2006-02-27 2007-09-06 Kyocera Mita Corp Fixing device and image forming apparatus

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5870660A (en) * 1996-08-30 1999-02-09 Minolta Co., Ltd. Heating device
JPH11135246A (en) * 1997-10-29 1999-05-21 Canon Inc Heating device and image forming device
US7228084B2 (en) 1999-12-28 2007-06-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Image forming apparatus and fixing device
US6882807B2 (en) 2000-02-22 2005-04-19 Seiko Epson Corporation Fixing device
US6816688B2 (en) * 2002-01-02 2004-11-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Image forming apparatus
US6920294B2 (en) 2002-01-02 2005-07-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Image forming apparatus
US7082272B2 (en) 2002-01-02 2006-07-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Image forming apparatus
JP2007226132A (en) * 2006-02-27 2007-09-06 Kyocera Mita Corp Fixing device and image forming apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP3763542B2 (en) 2006-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6724999B2 (en) Fixing apparatus
US5526103A (en) Induction heating fixing device
JP2002123106A (en) Fixing device
JP3687439B2 (en) Induction heating fixing device
US7480479B2 (en) Fixing apparatus
JP4136210B2 (en) Heating apparatus and image forming apparatus
JP3334504B2 (en) Induction heating fixing device
JP3749272B2 (en) Induction heating fixing device
JPH0863022A (en) Induction heating and fixing device
JP3204052B2 (en) Induction heating fixing device
JP3324351B2 (en) Induction heating fixing device
JP3851970B2 (en) Fixing device using induction heating
JP2003084589A (en) Fixing device
US6856783B2 (en) Fixing apparatus
JPH10123861A (en) Induction heating fixing device
JP4355392B2 (en) Fixing device
JP4194530B2 (en) Fixing device
JP4845919B2 (en) Image forming apparatus
JP2004061650A (en) Induction heating fixing device
JP2022156899A (en) Fixing device
JP2000235329A (en) Fixing device and image forming device
JPH10207269A (en) Fixing device
JP2005141952A (en) Induction heating device and image forming apparatus equipped therewith
JP2004279538A (en) Fixing device and warming method of warming device
JPH1115304A (en) Low-frequency induction heating fixing device

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20050614

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060116

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090127

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 4

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100127

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110127

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 5

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110127

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120127

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130127

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees