JPH1195584A - Fixing device with induction heating - Google Patents
Fixing device with induction heatingInfo
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- JPH1195584A JPH1195584A JP25389297A JP25389297A JPH1195584A JP H1195584 A JPH1195584 A JP H1195584A JP 25389297 A JP25389297 A JP 25389297A JP 25389297 A JP25389297 A JP 25389297A JP H1195584 A JPH1195584 A JP H1195584A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機,プリン
タ,ファクシミリ等の画像形成装置における定着装置に
関し、さらに詳しく言えば誘導加熱型定着装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing device in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and more particularly, to an induction heating type fixing device.
【0002】[0002]
【従来の技術】複写機,プリンタ,ファクシミリ等の画
像形成装置における定着装置として、定着ローラの周壁
を誘導電流によってジュール発熱させるようにした誘導
加熱方式のものが知られている。従来の誘導加熱型定着
装置では、回転する中空ローラ(定着ローラ)の内部に
誘導コイルを備えた電磁誘導加熱手段を配置し、これに
高周波電流を流して誘導磁束を発生させ、この誘導磁束
によりローラ外周部の導電層に誘導電流を発生させ、誘
導電流に伴うジュール熱によりローラ表面を所定の温度
(一般的には180℃程度)となるように加熱・制御し
ている。2. Description of the Related Art As a fixing device in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, there is known an induction heating type in which a peripheral wall of a fixing roller generates Joule heat by an induced current. In a conventional induction heating type fixing device, an electromagnetic induction heating means having an induction coil is arranged inside a rotating hollow roller (fixing roller), and a high-frequency current is applied to this means to generate an induction magnetic flux. An induced current is generated in the conductive layer on the outer periphery of the roller, and the surface of the roller is heated and controlled to a predetermined temperature (generally about 180 ° C.) by Joule heat accompanying the induced current.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このような構成の従来
装置では、誘導コイル部は定着ローラ内部に配置されて
おり、ほとんど密封に近い状態となっている。そのた
め、定着ローラの表面温度を所定の温度(制御温度)に
しようとすると、誘導コイルの雰囲気は定着ローラの内
壁に面しているため、時間とともに定着ローラの所定の
表面温度に近づいていく。さらに、誘導コイル自身の銅
損(オーム損)による発熱によって誘導コイルの雰囲気
温度は上昇させられる。結果として、誘導コイルは定着
ローラの表面温度より高い雰囲気にさらされることとな
る。In the conventional apparatus having such a configuration, the induction coil portion is disposed inside the fixing roller, and is almost in a state of being almost sealed. Therefore, when the surface temperature of the fixing roller is set to a predetermined temperature (control temperature), the temperature of the induction coil approaches the predetermined surface temperature of the fixing roller over time because the atmosphere of the induction coil faces the inner wall of the fixing roller. Furthermore, the ambient temperature of the induction coil is raised by heat generated by the copper loss (ohm loss) of the induction coil itself. As a result, the induction coil is exposed to an atmosphere higher than the surface temperature of the fixing roller.
【0004】このため、誘導コイルの温度は200℃乃
至250℃という高温になり、安全性・耐久性・信頼性
の面で不安が有るという問題があった。また、誘導コイ
ルの線材としては耐熱性の高い特殊な材料を使わざるを
得ないことから必然的に誘導コイル及び装置全体のコス
トアップにつながり、誘導加熱型定着装置の普及の妨げ
となっていた。For this reason, the temperature of the induction coil becomes high, such as 200 ° C. to 250 ° C., and there is a problem that safety, durability and reliability are uneasy. In addition, since a special material having high heat resistance must be used as the wire material of the induction coil, the cost of the induction coil and the entire device is inevitably increased, which hinders the spread of the induction heating type fixing device. .
【0005】本発明は、従来技術における上記問題を解
決し、信頼性・安全性の高い誘導加熱方式の定着装置を
安価に提供することを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems in the prior art and to provide an induction heating type fixing device having high reliability and safety at a low cost.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】前記の課題は本発明によ
り、定着ローラと加圧ローラとを有し、前記定着ローラ
が誘導加熱方式の発熱ローラであるである誘導加熱型定
着装置において、誘導磁束を発生させるためのコア及び
誘導コイルを有する誘導コイル部を前記定着ローラの外
部に配設することにより解決される。According to the present invention, there is provided an induction heating type fixing apparatus comprising a fixing roller and a pressure roller, wherein the fixing roller is an induction heating type heating roller. This problem is solved by disposing an induction coil unit having a core for generating a magnetic flux and an induction coil outside the fixing roller.
【0007】また、本発明は、前記の課題を解決するた
め、前記誘導コイル部を前記加圧ローラの内部に配設す
ることを提案する。さらに、本発明は、前記の課題を解
決するため、前記加圧ローラの芯金部材は、非磁性体金
属からなることを提案する。Further, the present invention proposes to dispose the induction coil portion inside the pressure roller in order to solve the above-mentioned problem. Further, the present invention proposes that the core member of the pressure roller is made of a non-magnetic metal in order to solve the above problem.
【0008】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ため、前記誘導コイル部は前記誘導コイルが前記定着ロ
ーラの軸方向に沿って巻回されることを提案する。さら
に、本発明は、前記の課題を解決するため、前記誘導コ
イルが巻回される前記コアは、誘導コイル巻回部よりも
大きな定着ローラ近接部を有することを提案する。Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention proposes that the induction coil is wound around the fixing roller in the axial direction of the fixing roller. Further, the present invention proposes, in order to solve the above-mentioned problem, that the core around which the induction coil is wound has a fixing roller proximity part larger than the induction coil winding part.
【0009】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ため、前記誘導コイル部は断熱・絶縁処理部材を有する
ことを提案する。さらに、本発明は、前記の課題を解決
するため、前記定着ローラの芯金部材は、良磁性体金属
からなる第1の芯金部材と、該第1芯金部材の内周側に
配置され非磁性体良熱伝導性金属からなる第2の芯金部
材とから構成される複合材料であることを提案する。Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention proposes that the induction coil section has a heat insulating / insulating member. Further, according to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a core metal member of the fixing roller is disposed on a first core metal member made of a good magnetic metal and on an inner peripheral side of the first metal core member. It is proposed that the composite material is composed of a non-magnetic material and a second metal core member made of a good heat conductive metal.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態の定
着装置主要部を示すもので、(a)は断面図、(b)は
側面図である。この図に示す定着装置は、定着ローラ
(加熱ローラ)1,加圧ローラ2及び誘導コイル部3を
有している。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1A and 1B show a main part of a fixing device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a sectional view, and FIG. 1B is a side view. The fixing device shown in FIG. 1 includes a fixing roller (heating roller) 1, a pressure roller 2, and an induction coil unit 3.
【0011】定着ローラ1の芯金部は、鉄,磁性ステン
レス等の良磁性体金属による第一の芯金部材11と、そ
の内側のアルミ,銅などの非磁性体良熱伝導性金属によ
る第二の芯金部材12との複合材料で構成されている。
第一芯金部材11の外周には耐熱性に優れたフッ素樹脂
やシリコンゴムで数十ミクロン〜1mm程度の厚さの離
型層13が形成されている。The core portion of the fixing roller 1 is made of a first core member 11 made of a good magnetic metal such as iron or magnetic stainless steel, and a second core member 11 made of a nonmagnetic good heat conductive metal such as aluminum or copper. It is composed of a composite material with the second core member 12.
A release layer 13 having a thickness of about several tens of microns to about 1 mm is formed on the outer periphery of the first metal core member 11 with fluororesin or silicon rubber having excellent heat resistance.
【0012】その定着ローラ1の側面(外部)に1〜5
mm程度のギャップをもって誘導コイル部3が配置され
ている。誘導コイル部3と定着ローラ1のギャップは、
その両端とも均一になるように設けられている。誘導コ
イル部3は、フェライト,積層珪素鋼板等の強磁性体か
らなるコア31、一般に耐熱絶縁性に優れる樹脂で形成
されたボビン32及びボビン32上に一般的にはマグネ
ットワイヤで巻かれた誘導コイル33とで構成されてい
る。1 to 5 on the side surface (external) of the fixing roller 1.
The induction coil section 3 is arranged with a gap of about mm. The gap between the induction coil unit 3 and the fixing roller 1 is
Both ends are provided so as to be uniform. The induction coil unit 3 includes a core 31 made of a ferromagnetic material such as ferrite and a laminated silicon steel sheet, a bobbin 32 generally formed of a resin having excellent heat-resistant insulation, and an induction coil generally wound on the bobbin 32 with a magnet wire. And a coil 33.
【0013】加圧ローラ2は、アルミ,銅,非磁性ステ
ンレス等の非磁性金属の芯金部材21と、その外周に設
けられた表面離型性及び耐熱性に優れるシリコンゴムの
1〜5mm程度の厚さの離型層22とで構成されてい
る。The pressure roller 2 is made of a core metal member 21 made of a non-magnetic metal such as aluminum, copper, non-magnetic stainless steel or the like, and a silicone rubber provided on the outer periphery thereof having a surface releasability and heat resistance of about 1 to 5 mm. And a release layer 22 having a thickness of
【0014】定着ローラ1は図示矢印の如く図中時計回
りに回転駆動され、加圧ローラ2は定着ローラ1に従動
回転する。転写紙(図示せず)は図の右方から両ローラ
間に導入され、定着ローラ1と加圧ローラ2の圧接ニッ
プに挟持搬送され、転写紙上の未定着トナーが定着され
る。そして、図の左方に送られ、図示しない排紙ユニッ
トへと搬送される。通常、転写紙上の未定着トナーは、
定着ローラ1と加圧ローラ2から構成されるニップに挟
まれて定着ローラ1の熱で溶かされて転写紙に融着す
る。The fixing roller 1 is driven to rotate clockwise as shown by the arrow in the figure, and the pressure roller 2 is driven to rotate by the fixing roller 1. The transfer paper (not shown) is introduced between the two rollers from the right side of the figure, is conveyed by being sandwiched between the pressure nips of the fixing roller 1 and the pressure roller 2, and the unfixed toner on the transfer paper is fixed. Then, the sheet is sent to the left in the figure, and is conveyed to a sheet discharging unit (not shown). Usually, the unfixed toner on the transfer paper is
The sheet is sandwiched between nips composed of a fixing roller 1 and a pressure roller 2, melted by the heat of the fixing roller 1, and fused to transfer paper.
【0015】ところで、その内部にフェライト,積層珪
素鋼板等の強磁性体からなるコア31を有する誘導コイ
ル33は、定着装置の外部に配置された電源供給用イン
バータ(図示せず)に接続され、高周波電流を通ずるこ
とができるようになっている。この高周波電流により高
周波磁束を発生させ、発生した磁束はコア31→誘導コ
イル33側面の空間→定着ローラ1との近接部空間→定
着ローラ芯金部材11→定着ローラ1との近接部空間→
コア31のループを形成する。この時の定着ローラ芯金
部材11を通過する磁束が第一芯金部材11内部に渦
(うず)電流を発生させ、渦電流損による発熱で定着ロ
ーラ1の誘導コイル部3に近接する部分を加熱する。An induction coil 33 having a core 31 made of a ferromagnetic material such as ferrite or a laminated silicon steel plate is connected to a power supply inverter (not shown) disposed outside the fixing device. High-frequency current can be passed. A high-frequency magnetic flux is generated by the high-frequency current, and the generated magnetic flux is converted into a space on the side of the core 31 → the induction coil 33 → a space in the vicinity of the fixing roller 1 → the core metal member 11 of the fixing roller → a space in the vicinity of the fixing roller 1 →
A loop of the core 31 is formed. The magnetic flux passing through the fixing roller core member 11 at this time generates an eddy (eddy) current inside the first core member 11, and heat generated by the eddy current loss causes the portion of the fixing roller 1 close to the induction coil portion 3 to be heated. Heat.
【0016】定着ローラ1の第一芯金部材11の発熱は
誘導コイル33に近い部分ほど多く、離れるほど少なく
なる。しかし、定着ローラ1の芯金部は第一芯金部材1
1と第二芯金部材12との複合材料で構成されており、
一般的に誘導加熱に使用される周波数(数十KHz)に
おいては鉄・磁性ステンレス等の良磁性体金属でないと
発熱はしない。そこで、第二芯金部材12をアルミ・銅
などの非磁性体良熱伝導性金属で構成することにより熱
伝導性を良くし、定着ローラ1の周方向における温度ム
ラを改善するようにしている。また、この構成は、定着
ローラ1の両端部と中央部間すなわち軸方向の温度ムラ
改善にも有効である。The heat generated by the first metal core member 11 of the fixing roller 1 increases as the part is closer to the induction coil 33 and decreases as the distance from the part increases. However, the core portion of the fixing roller 1 is the first core member 1
It is composed of a composite material of the first and second core members 12,
At a frequency (several tens of KHz) generally used for induction heating, heat is not generated unless a good magnetic metal such as iron or magnetic stainless steel is used. Therefore, the second core member 12 is made of a nonmagnetic good heat conductive metal such as aluminum or copper to improve the heat conductivity and improve the temperature unevenness in the circumferential direction of the fixing roller 1. . This configuration is also effective in improving the temperature unevenness between both ends and the center of the fixing roller 1, that is, in the axial direction.
【0017】誘導コイル部3と定着ローラ1との近接部
の距離は誘導加熱上は近い程よいが、誘導コイル33へ
の定着温度の影響や安全性を考慮すると2〜4mm程度
が適切である。定着可能立ち上がり時間や製品のコピー
・プリント等のスピードや、定着ローラの径や構造にも
よるが、第一芯金部材11と第二芯金部材12の厚み
は、それぞれ0.5〜10mmの範囲のうちから定着部
に要求される仕様によって決めれば良いものである。具
体的には、立ち上がり時間を早くするためには全体の熱
容量(質量に比例する)を低減する必要があり、第一芯
金部材11及び第二芯金部材12とも薄肉にすればよ
い。温度制度(幅)を要求される場合は第二芯金部材1
2を厚肉にすることにより対応できる。また、高速(単
位時間あたりの定着枚数が多いこと)を要求される場合
は第一芯金部材11及び第二芯金部材12とも厚肉にす
ればよい。そしてこれらを組み合わせて設計することに
より、製品にマッチした誘導加熱型定着装置を提供する
ことができる。The closer the induction coil unit 3 and the fixing roller 1 are to each other, the better the distance for induction heating. However, considering the influence of the fixing temperature on the induction coil 33 and the safety, it is appropriate that the distance be about 2 to 4 mm. The thickness of the first metal core member 11 and the second metal core member 12 is 0.5 to 10 mm, depending on the fixing start-up time, the speed of copying / printing the product, and the diameter and structure of the fixing roller. What is necessary is just to determine from the range according to the specification required for the fixing unit. Specifically, in order to shorten the rise time, it is necessary to reduce the overall heat capacity (proportional to the mass), and the first core member 11 and the second core member 12 may be made thin. If a temperature regulation (width) is required, the second core member 1
2 can be dealt with by increasing the thickness. Further, when high speed (a large number of sheets fixed per unit time) is required, both the first core member 11 and the second core member 12 may be made thick. By designing these in combination, it is possible to provide an induction heating type fixing device that matches the product.
【0018】本実施形態においては、誘導コイル部3を
定着ローラ1の外部に配置することで、誘導コイル33
の雰囲気温度は定着装置の雰囲気温度(一般的には室温
プラス10〜20℃程度)となり、室温を20℃とした
場合、誘導コイル33の雰囲気温度は室温プラス20℃
としても40℃である。この状況下で誘導コイル33に
高周波電流を流したときのコイルの損失(銅損)による
発熱が加わって、コイルの温度が50deg上昇したと
しても、最高到達温度は40℃+50deg=90℃と
なり、一般的に巻線用に多用される絶縁階級A種及びB
種等の汎用性の高いマグネットワイヤの使用を可能とす
ることができる。In the present embodiment, by disposing the induction coil section 3 outside the fixing roller 1, the induction coil 33 is provided.
Is the ambient temperature of the fixing device (generally, the room temperature plus about 10 to 20 ° C.). When the room temperature is set to 20 ° C., the ambient temperature of the induction coil 33 is the room temperature plus 20 ° C.
Is 40 ° C. Under this circumstance, even if the heat generated by the loss of the coil (copper loss) when a high-frequency current flows through the induction coil 33 and the temperature of the coil rises by 50 deg, the maximum temperature reached is 40 ° C. + 50 deg = 90 ° C. Insulation class A and B commonly used for winding
It is possible to use a highly versatile magnet wire such as a seed.
【0019】なお、誘導コイル部3を定着ローラ1の外
部に配置した場合でも定着ローラ1の発熱の影響を受け
ることは受けるが、その直接的な発熱の影響は誘導コイ
ル部3の一部分にとどまり、しかも、定着ローラ内部の
密封空間ではないのでさほど大きな影響(雰囲気温度の
上昇)はない。Although the induction coil unit 3 is disposed outside the fixing roller 1, the induction coil unit 3 is affected by the heat generated by the fixing roller 1, but the direct heat generation is limited to a part of the induction coil unit 3. In addition, since the space is not a sealed space inside the fixing roller, there is no significant effect (atmospheric temperature rise).
【0020】図2に、本実施形態における誘導コイルの
温度を従来例と比較したグラフを示す。この図に示すよ
うに、本実施形態の定着装置において、定着ローラ1の
表面温度を180℃に制御した場合。その制御温度に定
着ローラを加熱するために通電を開始した後、誘導コイ
ルの雰囲気温度は約40℃に上昇し、このとき誘導コイ
ル33の温度は約80℃程度である。一方、従来例で
は、通電開始後、誘導コイルの雰囲気温度は200℃近
くまで上昇し、誘導コイルの温度は240℃程度まで上
昇してしまう。本実施形態の定着装置において誘導コイ
ルの雰囲気及び誘導コイル自身の温度が低いレベルに保
たれ、従来例と温度差が大きい(従来例のような高温に
達しない)ことは一目瞭然である。FIG. 2 shows a graph comparing the temperature of the induction coil in the present embodiment with that of the conventional example. As shown in this figure, the case where the surface temperature of the fixing roller 1 is controlled to 180 ° C. in the fixing device of the present embodiment. After energization is started to heat the fixing roller to the control temperature, the ambient temperature of the induction coil rises to about 40 ° C., and at this time, the temperature of the induction coil 33 is about 80 ° C. On the other hand, in the conventional example, after the start of energization, the ambient temperature of the induction coil rises to near 200 ° C., and the temperature of the induction coil rises to about 240 ° C. In the fixing device of this embodiment, it is obvious that the atmosphere of the induction coil and the temperature of the induction coil itself are kept at a low level, and the temperature difference from the conventional example is large (it does not reach a high temperature unlike the conventional example).
【0021】なお、定着ローラ1が発熱したときの表面
温度が誘導コイル33へ及ぼす影響を小さくするため
に、定着ローラ1と誘導コイル部3との間に断熱絶縁処
理部材(図示せず)を配置することもできる。断熱絶縁
処理部材としては、極小シリカ微粒子を多孔質構造とし
た断熱材等をシートや成型品等としたものが適してい
る。極小シリカ微粒子を多孔質構造とした断熱材の場合
の熱伝導度は静止空気の熱伝導度より小さく、断熱性能
に優れたものである。このような断熱絶縁処理部材を定
着ローラ1と誘導コイル部3間に配置することにより、
誘導コイル部3の定着ローラ1からの距離に関係なく、
誘導コイル33全体がほぼ同じ温度上昇となり、コイル
としての信頼性が向上する。In order to reduce the influence of the surface temperature when the fixing roller 1 generates heat on the induction coil 33, a heat insulating member (not shown) is provided between the fixing roller 1 and the induction coil section 3. They can also be placed. As the heat insulating material, a material such as a sheet or a molded product of a heat insulating material or the like having a porous structure of ultrafine silica particles is suitable. The heat conductivity of the heat insulating material having the porous structure of the very small silica fine particles is smaller than the heat conductivity of still air, and is excellent in heat insulating performance. By disposing such a heat insulating member between the fixing roller 1 and the induction coil unit 3,
Regardless of the distance of the induction coil unit 3 from the fixing roller 1,
The temperature of the entire induction coil 33 rises substantially the same, and the reliability as a coil is improved.
【0022】次に、本発明の第2の実施形態について説
明する。図3は、本発明の第2実施形態の定着装置主要
部を示す断面図である。この図に示す定着装置は、誘導
コイル部3が加圧ローラ2の内部に配置されている。誘
導コイル部3の配置場所が異なっている以外の定着ロー
ラ1、加圧ローラ2及び誘導コイル部3の構成は図1に
示す前記実施形態と同様である。また、定着装置の動作
についても図1に示す前記実施形態と同様である。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a sectional view showing a main part of a fixing device according to a second embodiment of the present invention. In the fixing device shown in this figure, the induction coil unit 3 is disposed inside the pressure roller 2. The configurations of the fixing roller 1, the pressure roller 2, and the induction coil unit 3 are the same as those of the embodiment shown in FIG. The operation of the fixing device is the same as that of the embodiment shown in FIG.
【0023】本実施形態においては、誘導コイル部3と
定着ローラ1との間に加圧ローラ2が介在することにな
るので、定着ローラ1からの直接的な熱の影響を避ける
ことができ、誘導コイル部3全体の温度を低減させるこ
とが可能となる。それに加えて、加圧ローラ2の内部に
誘導コイル部3を配置したことにより省スペース化を計
ることができ、誘導加熱型定着装置をコンパクトに構成
することができる。In this embodiment, since the pressure roller 2 is interposed between the induction coil section 3 and the fixing roller 1, the influence of direct heat from the fixing roller 1 can be avoided. The temperature of the entire induction coil unit 3 can be reduced. In addition, by arranging the induction coil portion 3 inside the pressure roller 2, space can be saved, and the induction heating type fixing device can be made compact.
【0024】なお、必要に応じて断熱絶縁処理部材を設
けることもできるが、その場合、加圧ローラ2の内部が
密封状態に近い場合には誘導コイル部3の全体を覆う構
造とする必要がある。定着ローラ1と誘導コイル部3の
間に断熱絶縁処理部材を設けてやれば、さらに誘導コイ
ル部3の温度低減を計ることができ、信頼性・安全性を
向上させることができる。また、加圧ローラ2の芯金部
材21は非磁性体の金属であり、誘導加熱への直接的影
響はなく、(定着ローラ1と誘導コイル部3間に)加圧
ローラ2を介在させることによる誘導コイル部3と定着
ローラ1との距離による影響(誘導加熱に対する影響)
を考慮すればよい。If necessary, a heat insulating material may be provided. In this case, if the inside of the pressure roller 2 is close to a sealed state, it is necessary to cover the entire induction coil 3. is there. If a heat insulating member is provided between the fixing roller 1 and the induction coil section 3, the temperature of the induction coil section 3 can be further reduced, and the reliability and safety can be improved. The core metal member 21 of the pressure roller 2 is a non-magnetic metal and has no direct effect on induction heating, and the pressure roller 2 is interposed (between the fixing roller 1 and the induction coil unit 3). Of the distance between the induction coil unit 3 and the fixing roller 1 due to heat (effect on induction heating)
Should be considered.
【0025】次に本発明の第3の実施形態について説明
する。図4は、本発明の第3実施形態の定着装置主要部
を示す断面図である。この図に示す定着装置は、誘導コ
イル部103の構造が異なっていること以外の構成は図
1に示す前記実施形態と同様であるので、異なる部分を
中心に説明する。なお、定着ローラ1及び加圧ローラ2
の構成は図1に示す前記実施形態と同様である。Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a sectional view showing a main part of a fixing device according to a third embodiment of the present invention. The configuration of the fixing device shown in this figure is the same as that of the above-described embodiment shown in FIG. 1 except that the structure of the induction coil unit 103 is different. The fixing roller 1 and the pressure roller 2
Is the same as that of the embodiment shown in FIG.
【0026】誘導コイル部103はコア131と誘導コ
イル133から構成される。コア131の断面形状は
「T」の字を横に倒したような形をしているが、コア1
31を図の左右方向から見た場合には2段円柱となって
いる。すなわち、「T」の頭の部分131aが径の大き
な円柱で、「T」の縦棒部分131bが径の小さな円柱
である。この径の小さな円柱部131bの周りに、誘導
コイル133が巻回されている。The induction coil section 103 comprises a core 131 and an induction coil 133. The cross-sectional shape of the core 131 is a shape in which the letter “T” is turned sideways.
31 is a two-stage column when viewed from the left and right directions in the figure. That is, the head portion 131a of "T" is a large diameter cylinder, and the "T" vertical bar portion 131b is a small diameter cylinder. An induction coil 133 is wound around the small-diameter cylindrical portion 131b.
【0027】この誘導コイル部103に高周波電流が流
されて発生する磁束は、大径部分131a→定着ローラ
1との近接部空間→定着ローラ芯金部材11→定着ロー
ラ1との近接部空間→小径部分131b→大径部分13
1aのループを形成する。このような構成とすること
で、誘導コイル部103と定着ローラ1との結合が良
く、発生した磁束を定着ローラ1側に効率よく伝えるこ
とができ、全体の加熱効率を高くすることが可能とな
る。The magnetic flux generated by the flow of the high-frequency current through the induction coil portion 103 is generated by the large-diameter portion 131a → the space in the vicinity of the fixing roller 1 → the fixing roller core metal member 11 → the space in the vicinity of the fixing roller 1 → Small diameter part 131b → large diameter part 13
Form the loop of 1a. With such a configuration, the coupling between the induction coil unit 103 and the fixing roller 1 is good, the generated magnetic flux can be efficiently transmitted to the fixing roller 1 side, and the overall heating efficiency can be increased. Become.
【0028】ここで、誘導コイル部103と定着ローラ
1との結合が良いとは、本実施形態の場合、誘導コイル
部103で発生する磁束は図4において左右方向(水平
方向)の向きで発生し、定着ローラ1に向かうように磁
束が発生するので、定着ローラ1を誘導加熱させる効率
が良いということである。これに対し、図1の前記実施
形態では、誘導コイル部3で発生する磁束は図1(b)
の左右方向(水平方向)の向きで発生し、定着ローラ1
に向かう方向ではないので、本実施形態の構成のほうが
加熱効率が高くなるものである。Here, that the coupling between the induction coil section 103 and the fixing roller 1 is good means that in this embodiment, the magnetic flux generated in the induction coil section 103 is generated in the horizontal direction (horizontal direction) in FIG. Then, since a magnetic flux is generated toward the fixing roller 1, the efficiency of induction heating of the fixing roller 1 is high. On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 1, the magnetic flux generated in the induction coil unit 3 is as shown in FIG.
Occurs in the left-right direction (horizontal direction) of the fixing roller 1
, The heating efficiency is higher in the configuration of this embodiment.
【0029】また、本実施形態では、定着ローラ1の表
面と誘導コイル133との間にコア131の大径部13
1aが介在することになるので、定着ローラ1の表面温
度の誘導コイル133への影響が小さくなり、定着ロー
ラ1と誘導コイル部103間に断熱絶縁処理部材を配す
ることなく、誘導コイル133の温度及び誘導コイル部
103の雰囲気温度ともに低く抑えることができる。In this embodiment, the large diameter portion 13 of the core 131 is located between the surface of the fixing roller 1 and the induction coil 133.
1a is interposed, the influence of the surface temperature of the fixing roller 1 on the induction coil 133 is reduced, and the heat insulation and insulation member is not disposed between the fixing roller 1 and the induction coil unit 103. Both the temperature and the ambient temperature of the induction coil unit 103 can be kept low.
【0030】次に、本発明の第4の実施形態について説
明する。図5は、本発明の第4実施形態の定着装置主要
部を示す断面図である。この図に示す定着装置は、誘導
コイル部103の配置場所が異なっていること以外の構
成は図4に示す前記実施形態と同様であるので、異なる
部分を中心に説明する。なお、誘導コイル部103の構
成自体は図4に示す前記実施形態と同様である。また、
定着ローラ1及び加圧ローラ2の構成は図1,3,4に
示す前記各実施形態と同様である。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a sectional view showing a main part of a fixing device according to a fourth embodiment of the present invention. The configuration of the fixing device shown in this figure is the same as that of the above-described embodiment shown in FIG. 4 except that the location of the induction coil unit 103 is different. Note that the configuration itself of the induction coil unit 103 is the same as that of the embodiment shown in FIG. Also,
The configurations of the fixing roller 1 and the pressure roller 2 are the same as those of the above-described embodiments shown in FIGS.
【0031】本実施形態では、誘導コイル部103を加
圧ローラ2の内部に配設している。誘導コイル部103
の構成は図4に示す実施形態と同じであり、発生する磁
束はコア131の大径部分131a→定着ローラ1との
近接部空間→定着ローラ芯金部材11→定着ローラ1と
の近接部空間→小径部分131b→大径部分131aの
ループを形成し、発生した磁束を定着ローラ1側に効率
よく伝えることができ、加熱に対する全体の効率を高く
することが可能となる。In the present embodiment, the induction coil section 103 is provided inside the pressure roller 2. Induction coil unit 103
Is the same as that of the embodiment shown in FIG. 4, and the generated magnetic flux is the large-diameter portion 131a of the core 131 → the space in the vicinity of the fixing roller 1 → the core member 11 of the fixing roller → the space in the vicinity of the fixing roller 1. A loop is formed from the small-diameter portion 131b to the large-diameter portion 131a, and the generated magnetic flux can be efficiently transmitted to the fixing roller 1 side, so that the overall efficiency with respect to heating can be increased.
【0032】また、定着ローラ1の表面と誘導コイル1
33との間に加圧ローラ2が介在することになり、定着
ローラ1の表面温度の影響を少なくして、誘導コイル1
33の温度及び誘導コイル部103の雰囲気温度ともに
更に低く抑えることができる。そして、誘導コイル部1
03を加圧ローラ2の内部に配置することにより省スペ
ース化を達成でき、コンパクトな誘導加熱方式の定着装
置を構成することが可能となる。The surface of the fixing roller 1 and the induction coil 1
33, the influence of the surface temperature of the fixing roller 1 is reduced, and the pressure of the induction coil 1 is reduced.
Both the temperature of 33 and the ambient temperature of the induction coil section 103 can be further reduced. And the induction coil unit 1
By arranging the inside of the pressure roller 03, space saving can be achieved, and a compact induction heating type fixing device can be configured.
【0033】なお、上述の第3及び第4実施形態におい
ても、第1、第2実施形態と同様に、誘導コイル部10
3と定着ローラ1との間に断熱絶縁処理部材を配するこ
とが可能である。In the third and fourth embodiments, as in the first and second embodiments, the induction coil 10
It is possible to dispose a heat insulating member between the fixing roller 3 and the fixing roller 1.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の誘導加熱
型定着装置によれば、誘導コイル部を定着ローラの外部
に配置することにより、誘導コイルの温度上昇を抑える
ことができ、信頼性・安全性を向上させた誘導加熱型定
着装置を安価に提供することができる。As described above, according to the induction heating type fixing device of the present invention, the induction coil portion is arranged outside the fixing roller, whereby the temperature rise of the induction coil can be suppressed, and the reliability is improved. An inductive heating type fixing device with improved safety can be provided at low cost.
【0035】誘導コイル部を加圧ローラの内部に配設す
ることにより、定着ローラからの直接的な熱の影響を避
けることができ、誘導コイル部全体の温度上昇を抑える
ことができる。また、定着装置の小型化を図ることがで
きる。By arranging the induction coil portion inside the pressure roller, it is possible to avoid the direct influence of heat from the fixing roller and to suppress the temperature rise of the entire induction coil portion. Further, the size of the fixing device can be reduced.
【0036】加圧ローラの芯金部材を非磁性体金属とす
ることにより、誘導コイル部からの磁束で加圧ローラが
発熱することがない。誘導コイル部の誘導コイルが定着
ローラの軸方向に沿って巻回されることにより、誘導コ
イル部が発生する磁束が定着ローラに垂直な方向とな
り、誘導コイル部と定着ローラとの結合が良くなり、加
熱効率を向上することができる。Since the core metal member of the pressure roller is made of a nonmagnetic metal, the pressure roller does not generate heat due to the magnetic flux from the induction coil portion. Since the induction coil of the induction coil is wound along the axial direction of the fixing roller, the magnetic flux generated by the induction coil is in a direction perpendicular to the fixing roller, and the coupling between the induction coil and the fixing roller is improved. In addition, the heating efficiency can be improved.
【0037】誘導コイル部のコアにおける定着ローラ近
接部の大きさをコイル巻回部より大きくすることによ
り、定着ローラ表面温度の誘導コイルへの影響を小さく
し、誘導コイルの温度上昇を抑えることができる。By making the size of the vicinity of the fixing roller in the core of the induction coil portion larger than that of the coil winding portion, the influence of the surface temperature of the fixing roller on the induction coil can be reduced and the temperature rise of the induction coil can be suppressed. it can.
【0038】誘導コイル部に断熱絶縁処理部材を設ける
ことにより、誘導コイル部の定着ローラからの距離に関
係なく、誘導コイル全体がほぼ同じ温度上昇となり、コ
イルとしての信頼性を向上させることができる。By providing the heat insulating member in the induction coil portion, the temperature of the entire induction coil rises substantially the same regardless of the distance of the induction coil portion from the fixing roller, and the reliability of the coil can be improved. .
【0039】定着ローラの芯金部材を良磁性体金属の第
一芯金部材とその内側に配置される非磁性体良熱伝導性
金属の第二芯金部材からなる複合材料で構成することに
より、製品として要求される定着装置の立ち上がり時間
・温度精度・定着速度(単位時間あたりの定着枚数)に
応じた誘導加熱型定着装置を構成することができる。By forming the core member of the fixing roller from a composite material consisting of a first core member made of a good magnetic metal and a second core member made of a nonmagnetic good heat conductive metal disposed inside the first metal member. Further, it is possible to configure an induction heating type fixing device according to the rising time, temperature accuracy, and fixing speed (number of sheets fixed per unit time) of the fixing device required as a product.
【図1】本発明の一実施形態の定着装置主要部を示すも
ので、(a)は断面図、(b)は側面図である。1A and 1B show a main part of a fixing device according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a cross-sectional view and FIG. 1B is a side view.
【図2】本実施形態における誘導コイルの温度を従来例
と比較したグラフである。FIG. 2 is a graph comparing the temperature of an induction coil in the present embodiment with a conventional example.
【図3】本発明の第2実施形態の定着装置主要部を示す
断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a main part of a fixing device according to a second embodiment of the invention.
【図4】本発明の第3実施形態の定着装置主要部を示す
断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a main part of a fixing device according to a third embodiment of the invention.
【図5】本発明の第4実施形態の定着装置主要部を示す
断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a main part of a fixing device according to a fourth embodiment of the present invention.
1 定着ローラ 2 加圧ローラ 3,103 誘導コイル部 11 第1芯金部材 12 第2芯金部材 21 加圧ローラ芯金部材 31,131 コア 32 ボビン 33,133 誘導コイル 131a 定着ローラ近接部 131b 誘導コイル巻回部 REFERENCE SIGNS LIST 1 fixing roller 2 pressure roller 3, 103 induction coil section 11 first metal core member 12 second metal core member 21 pressure roller core metal member 31, 131 core 32 bobbin 33, 133 induction coil 131 a fixing roller proximity portion 131 b induction Coil winding part
Claims (7)
定着ローラが誘導加熱方式の発熱ローラであるである誘
導加熱型定着装置において、 誘導磁束を発生させるためのコア及び誘導コイルを有す
る誘導コイル部を前記定着ローラの外部に配設したこと
を特徴とする誘導加熱型定着装置。1. An induction heating type fixing device having a fixing roller and a pressure roller, wherein the fixing roller is an induction heating type heating roller, comprising a core and an induction coil for generating an induction magnetic flux. An induction heating type fixing device, wherein an induction coil portion is provided outside the fixing roller.
部に配設したことを特徴とする、請求項1に記載の誘導
加熱型定着装置。2. The induction heating type fixing device according to claim 1, wherein the induction coil portion is disposed inside the pressure roller.
金属からなることを特徴とする、請求項2に記載の誘導
加熱型定着装置。3. The induction heating type fixing device according to claim 2, wherein the core metal member of the pressure roller is made of a nonmagnetic metal.
記定着ローラの軸方向に沿って巻回されることを特徴と
する、請求項1に記載の誘導加熱型定着装置。4. The induction heating fixing device according to claim 1, wherein the induction coil is wound around the induction coil along an axial direction of the fixing roller.
は、誘導コイル巻回部よりも大きな定着ローラ近接部を
有することをことを特徴とする、請求項4に記載の誘導
加熱型定着装置。5. The induction heating type fixing device according to claim 4, wherein the core around which the induction coil is wound has a fixing roller proximity portion larger than the induction coil winding portion. .
を有することを特徴とする、請求項1に記載の誘導加熱
型定着装置。6. The induction heating type fixing apparatus according to claim 1, wherein the induction coil section has a heat insulating / insulating member.
金属からなる第1の芯金部材と、該第1芯金部材の内周
側に配置され非磁性体良熱伝導性金属からなる第2の芯
金部材とから構成される複合材料であることを特徴とす
る、請求項1に記載の誘導加熱型定着装置。7. The fixing roller according to claim 1, wherein said fixing roller comprises a first core member made of a good magnetic metal and a nonmagnetic good heat conductive metal disposed on an inner peripheral side of said first core member. The induction heating type fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is a composite material including a second metal core member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25389297A JPH1195584A (en) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | Fixing device with induction heating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP25389297A JPH1195584A (en) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | Fixing device with induction heating |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH1195584A true JPH1195584A (en) | 1999-04-09 |
Family
ID=17257562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP25389297A Pending JPH1195584A (en) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | Fixing device with induction heating |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH1195584A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001242732A (en) * | 1999-12-22 | 2001-09-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fixing device |
JP2001319764A (en) * | 2000-05-11 | 2001-11-16 | Canon Inc | Heating device and image forming device |
JP2002056961A (en) * | 2000-08-11 | 2002-02-22 | Canon Inc | Heating device and image forming device |
JP2010108005A (en) * | 1999-10-26 | 2010-05-13 | Panasonic Corp | Image forming apparatus |
-
1997
- 1997-09-18 JP JP25389297A patent/JPH1195584A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010108005A (en) * | 1999-10-26 | 2010-05-13 | Panasonic Corp | Image forming apparatus |
JP2001242732A (en) * | 1999-12-22 | 2001-09-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fixing device |
JP2001319764A (en) * | 2000-05-11 | 2001-11-16 | Canon Inc | Heating device and image forming device |
JP2002056961A (en) * | 2000-08-11 | 2002-02-22 | Canon Inc | Heating device and image forming device |
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A977 | Report on retrieval |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040406 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A521 | Written amendment |
Effective date: 20040603 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041207 |